Гибридные системы хранения данных в подробностях

Высокая скорость SSD-накопителя в сочетании с большой емкостью и низкой стоимостью классического HDD — CHIP расскажет, насколько выгодным является использование гибридных дисковых решений. Работать с быстрыми твердотельными накопителями (SSD) — одно удовольствие: компьютер загружается всего за 10–15 с, программы запускаются моментально, а запись данных не от ражается на скорости других процессов. Однако, несмотря на то что подобные носители обеспечивают быструю передачу данных, они не удовлетворяют возросшие запросы пользователей, которые хранят на дисках огромные коллекции фильмов, фотографий и музыки. Разумеется, можно раскошелиться и приобрести, например, SSD-накопитель OCZ Colossus Plus емкостью 960 Гбайт, который стоит более 40 000 рублей. Однако ощущение работы с быстрым твердотельным диском можно получить и при значительно меньших затратах, задействовав грамотные комбинированные решения, которые предусматривают совместное использование обычного HDD и накопителя на основе флеш-памяти. В этом случае SSD-носитель задействуется в качестве промежуточного запоминающего устройства, в то время как классический жесткий диск служит для долговременного хранения информации. CHIP протестировал различные варианты гибридных решений, начиная со стандартного винчестера, работающего в тандеме с флеш-накопителем, и заканчивая системной платой, в чипсет которой заложены алгоритмы распределения данных. Ниже мы представим все доступные варианты, объясним, какие трудности могут возникнуть, а также дадим оценку эффективности на примере выполнения различных повседневных задач.

Гибридные носители не являются чем-то новым: уже несколько лет назад различные производители пытались объединить в одном корпусе флеш-память и накопитель на магнитных дисках. В серийное производство из множества представленных концептуальных решений поступил только Seagate Momentus XT. У данной модели емкость жесткого диска составляет 750 Гбайт, а в качестве промежуточного запоминающего устройства используется флеш-накопитель емкостью 8 Гбайт, в котором хранятся часто используемые файлы. Какую именно информацию следует поместить в быструю память, встроенный контроллер определяет, исходя из наиболее часто используемых при работе системы типов данных. Но простота концепции накладывает определенные ограничения: емкости SSD достаточно для системных файлов и офисных документов, но не мультимедийного контента, а увеличение этого параметра, конечно же, невозможно.

Сложность установки

Другое универсальное решение — твердотельный диск RevoDrive Hybrid от компании OCZ — подключается через быстрый интерфейс PCI Express. На отдельной плате с интерфейсом PCI-E размещены SSD емкостью 100 Гбайт и классический HDD на 1 Тбайт. Контроллер RevoDrive Hybrid поддерживает работу носителей в RAID-массиве, попутно выполняя задачу по распределению данных. Однако ввиду наличия встроенного жесткого диска плата занимает в  корпусе ПК сразу два слота, поэтому для установки RevoDrive Hybrid в системном блоке должно быть достаточно места. Кроме того, кеширование данных на SSD-накопителе будет работать корректно только в том случае, если на машине пользователя установлена операционная система Windows 7. В ходе инсталляции потребуются фирменные драйверы с USB-флешки. После установки Windows 7 устройство RevoDrive Hybrid будет отображаться в Проводнике как два накопителя. Кеширование данных на SSD-носителе обеспечивает программа Dataplex, которую после инсталляции необходимо активировать через Интернет. Код активации указан только на плате PCI-E, поэтому его следует записать еще до установки. После всех этих действий в Windows 7 будет отображаться только жесткий диск емкостью 1 Тбайт, и с этого момента решение о распределении данных принимает утилита Dataplex.

Это же приложение используется и в третьем гибридном решении: SSD-носитель Synapse Cache с интерфейсом SATA III также является продуктом компании OCZ, который можно применять в качестве быстродействующего запоминающего устройства для временного хранения данных. Преимуществом этого решения по сравнению с RevoDrive Hybrid является простота подключения, поскольку необходимость в переустановке Windows отсутствует — достаточно просто подсоединить диск и установить ПО. Процесс определения часто используемых файлов проходит так же, как в случае с RevoDrive: для правильной работы устройства потребуется несколько перезагрузок системы, чтобы программа вышла на уровень максимальной эффективности. Форм-фактор 2,5 дюйма позволяет установить Synapse Cache в ноутбук. Также отметим, что SSD от OCZ использует 50% емкости диска в качестве резерва, что благоприятно сказывается на сроке службы и производительности.

Чипсеты со встроенными алгоритмами распределения данных

Правильно выбрав системную плату, быструю память для временного хранения информации можно получить бесплатно. Компании Intel и Marvell предлагают собственные методы кеширования данных, причем алгоритмы их распределения находятся в одном из чипов материнской платы. Чип от Intel присутствует на всех системных платах с чипсетом Z68, которые доступны по цене от 3000 рублей. Чип HyperDuo от Marvell можно встретить, например, на платах ASUS серии P9X79 для центральных процессоров Intel на базе микроархитектуры Sandy Bridge-E. При выборе дисков вам предоставляется полная сво
бода. В ходе тестирования в качестве твердотельного накопителя использовался OCZ Vertex 3, а в качестве классического жесткого диска был выбран Caviar SE16 от компании Western Digital.

  Перед установкой необходимо активировать функцию RAID в BIOS. После подключения обоих дисков и инсталляции Windows на винчестер можно активировать SSD-кеширование с помощью специальной программы (в случае с чипсетом Z68 это Rapid Storage Technology от Intel, а работу чипа Marvell можно включить в приложении AI Suite II от ASUS). Для активации гибридного режима ему потребуется около часа. Между тем контроллер Marvell скопирует важные данные на SSD, в результате чего быстродействие компьютера будет значительно повышено.

Производительность: грамотное хранение данных

Гибридные накопители работают со скоростью SSD только в том случае, если способны правильно организовать промежуточное хранение информации. Но это удается им не всегда.

В повседневной работе гибридные решения производят только положительные впечатления. По показателям производительности такие носители часто приближаются к нашему эталонному SSD-накопителю OCZ Vertex 3. В основе многих наших методов тестирования лежат повседневные задачи, выполняемые на ПК, поскольку синтетические тесты не способны в полной мере выявить все плюсы и минусы гибридных решений.

Запуск ПК и работа антивируса

В ходе тестирования мы использовали два сценария, которые содержат задачи, ежедневно выполняемые пользователями, — это запуск ОС и проверка системы на наличие вирусов. Чтобы понять, насколько быстро гибридные диски определяют, какие данные часто используются и поэтому должны быть временно помещены на SSD-носитель, в каждом случае измерения производились пять раз. При этом мы рассчитывали на ускорение старта Windows, поскольку загрузочные файлы изменяются довольно редко. На практике система запускается с гибридных дисков почти на 20 с быстрее, чем с классических HDD, что очень близко к скорости загрузки с SSD-носителей. Антивирусный сканер требует более совершенных алгоритмов распределения данных, так как файлы в системном разделе постоянно изменяются — например, при установке новых программ. В результате по производительности на одном уровне с SSD-накопителями оказались только RevoDrive и чип от Marvell. Довольно сносный результат показывает Synapse Cache, а Seagate Momentus XT уже значительно отстает. Им обоим приходится обращаться к жесткому диску, поскольку в кеш-памяти твердотельного накопителя находится лишь малая часть данных. Особенно разочаровал результат, продемонстрированный чипсетом от Intel: при отключении SSD-кеширования системной платы на базе чипсета Intel Z68 антивирусный сканер даже начинал работать быстрее.

Скорости чтения и записи

Результаты бенчмарков PCMark и AS SSD не показательны для гибридных решений: операции чтения и записи всегда выполняются с различными данными, из-за чего отсутствует «эффект обучения», который возможен только при SSD-кешировании. Интерес представляет измеренное время доступа накопителя при выполнении записи. Бенчмарк AS SSD показал, что все гибридные решения, за исключением диска Seagate Momentus XT, по скорости работы в этом случае достигают уровня SSD-накопителя OCZ Vertex 3. Чипсет Intel Z68 в режиме «Enhanced» записывает данные в том числе и на жесткий диск, и только при переходе в режим «Maximized» начинает использоваться быстродействующий SSD-накопитель.

Скоростная дуэль с SSD

Гибридные диски хранят часто используемую информацию на быстром флеш-накопителе. Работа с ними происходит в процессе загрузки Windows и в ходе анализа данных при операциях чтения и записи.

СКОРОСТЬ ЗАГРУЗКИ WINDOWS НА УРОВНЕ ФЛЕШ-НАКОПИТЕЛЕЙ

Гибридные решения не обеспечивают загрузку Windows со скоростью SSD-накопителя OCZ Vertex 3, но отстают всего на несколько секунд. Это неплохой результат, поскольку Vertex 3 превосходит по скорости многие твердотельные диски.

 

РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ АНТИВИРУСНОЙ ПРОГРАММЫ: ДВА УЧАСТНИКА НЕ ОТСТАЮТ

Во время работы антивируса кеширование данных осуществляется не так быстро, как бы того хотелось. Однако OCZ RevoDrive Hybrid и чип Marvell по скорости находятся примерно на одном уровне с SSD.

   

НЕСКОЛЬКО ПЕРЕЗАГРУЗОК ДО ОПТИМАЛЬНОГО РЕЗУЛЬТАТА

Продукты от OCZ достигают максимальной скорости только после нескольких перезагрузок. Сначала (процесс загрузки 1) они работают даже медленней, чем при отключенном кешировании данных (процесс 0).

INTEL Z68: РЕЖИМЫ РАБОТЫ

Новый чипсет от Intel предлагает два метода кеширования данных — максимальный («Maximized») для обеспечения высокой скорости и расширенный («Enhanced») для большей сохранности информации. Оба режима ускоряют загрузку системы, но не работу антивирусной программы.

  Что считает CHIP?

Каждое гибридное решение мы тестировали на свежеустановленной операционной системе. Участники испытаний помимо обычных синтетических бенчмарков должны были показать свои возможности при выполнении различных повседневных задач.

СКОРОСТЬ (70%). В этом случае определялся прирост производительности по сравнению с классическим жестким диском при выполнении двух повседневных задач — загрузке Windows и сканировании системного раздела на наличие вирусов с помощью пакета Microsoft Security Essentials. При этом мы также проверяли, сколько перезапусков системы потребуется гибридному накопителю для достижения оптимальной скорости работы. К тому же было измерено общее время передачи данных с помощью тестового пакета AS SSD.

ПОДКЛЮЧЕНИЕ (20%). Здесь мы определяли, что должен сделать пользователь для того, чтобы приступить к работе с гибридным накопителем, и с какими трудностями это связано. В число проблем входят замена системной платы, изменение конфигурации BIOS и переустановка операционной системы.

ВРЕМЯ ДОСТУПА (10%). Синтетические тесты отражают неполную картину возможностей гибридных накопителей, поэтому их использование целесообразно разве что при измерении времени доступа. Тестовый пакет AS SSD измеряет его как при чтении, так и записи данных. Тест PCMark 7 Secondary Storage проверяет, среди прочего, как быстро гибридные решения загружают отдельные приложения.

Результаты тестирования

1.

2.

Хотя гибридные накопители и не могут полноценно заменить SSD, они дают значительный прирост производительности всей системы в целом. Такие устройства являются идеальным решением, так как позволяют за умеренные деньги получить носитель данных с высокой скоростью работы.

  ЛУЧШИЙ ПРОДУКТ. Преимущества диска Synapse Cache состоят, прежде всего, в простом подключении к любому устройству: требуется лишь установить его в ПК, подсоединить и начать работать. Единственным условием является наличие ОС Windows 7.

ВЫСОКАЯ СКОРОСТЬ. RevoDrive Hybrid от компании OCZ не входит в число доступных по цене накопителей и при использовании несколько капризен. Прежде всего, его установка — это дело для смелых пользователей или компьютерных энтузиастов, хотя концепция данного решения не оставит их равнодушными. Благодаря быстрому интерфейсу PCI Express накопитель OCZ RevoDrive Hybrid показал в нашей лаборатории лучшие результаты c точки зрения производительности и лидирует по времени доступа.

ДРУГИЕ ГИБРИДНЫЕ РЕШЕНИЯ также выступили убедительно, но их установка оправдана лишь в особых ситуациях. Гибридный диск Seagate Momentus XT рекомендуется прежде всего для лэптопов и сочетает высокую скорость работы и большую емкость. Чипсеты от Intel и Marvell стоит принять во внимание при составлении конфигурации нового ПК и выборе подходящей системной платы, причем вариант от Marvell предпочтительнее, хотя, к сожалению, встречается только на дорогих материнских платах.