Как работает SSD-кэш в системах хранения данных

Скачать White Paper [PDF]

Что такое SSD-кэширование

Большая часть хранимых данных имеет небольшое количество повторных обращений, такие данные принято называть «холодными». Они составляют значительную часть как в крупных файловых архивах, так и на жестком диске вашего домашнего компьютера. Если к данным обращаются повторно, то они будут называться «теплыми» или «горячими». Последние обычно представляют собой блоки служебной информации, которая считывается при загрузке приложений или выполнении каких-либо стандартных операций.

SSD-кэширование — это технология, при которой твердотельные накопители используются в качестве буфера для часто запрашиваемых данных. Система определяет степень «теплоты» данных и перемещает их на быстрый накопитель. За счет этого чтение и запись этих данных будут выполняться с большей скоростью и с меньшей задержкой.

Про SSD-кэширование часто говорят, когда речь идет о системах хранения данных, где эта технология дополняет HDD-массивы, повышая производительность за счет оптимизации случайных запросов. Устройство HDD-накопителей позволяет им успешно справляться с последовательным паттерном нагрузки, но имеет естественное ограничение для работы со случайными запросами. Объем SDD-кэша при этом обычно составляет около 5–10% от емкости основной дисковой подсистемы.

Системы, которые используют SSD-кэш вместе с HDD-дисками, принято называть гибридными. Они популярны на рынке СХД, так как значительно доступнее по цене, чем all-flash конфигурации, но при этом способны эффективно работать с достаточно широким спектром задач и нагрузок.

Когда SSD-кэш будет полезен

SSD-кэш подходит для ситуаций, когда система хранения данных получает не только последовательную нагрузку, но и определенный процент случайных запросов. При этом эффективность SSD-кэширования будет значительно выше в ситуациях, когда случайные запросы характеризуются пространственной локальностью, то есть на определенном адресном пространстве формируется область «горячих» данных.

Технология SSD-кэширования будет особенно полезна, например, при работе с потоками в видеонаблюдении. В таком паттерне преобладает последовательная нагрузка, но могут встречаться также случайные запросы на чтение и запись. Если не отрабатывать такие пики при помощи SSD-кэширования, то система будет пытаться справиться с ними при помощи HDD-массива, следовательно, производительность существенно снизится.

Рисунок 1. Неравномерный временной интервал с непредсказуемой частотой обращений

На практике появление случайных запросов среди равномерной последовательной нагрузки совсем не редкость. Это может происходить при одновременной работе на сервере нескольких различных приложений. Например, одно имеет установленный приоритет и работает с последовательными запросами, а другие время от времени обращаются к данным (в том числе, повторно) в случайном порядке. Другим примером возникновения случайных запросов может быть так называемый I/O Blender Effect, который перемешивает последовательные запросы.

Если на СХД поступает нагрузка с большой частотой случайных и мало повторяющихся запросов, то эффективность SSD-кэша будет снижаться.

Рисунок 2. Равномерный временной интервал с предсказуемой частотой обращений

При большом количестве таких обращений пространство SSD-накопителей будет быстро заполняться, и производительность системы будет стремиться к скорости работы на HDD-накопителях.

Следует помнить, что SSD-кэш является довольно ситуативным инструментом, который будет показывать свою продуктивность далеко не во всех случаях. В общих чертах его использование будет полезным при следующих характеристиках нагрузки:

• случайные запросы на чтение или на запись имеют низкую интенсивность и неравномерный временной интервал;
• количество операций ввода-вывода на чтение значительно больше, чем на запись;
• количество «горячих» данных будет предполагаемо меньше размеров рабочего пространства SSD.

Как работает SSD-кэш в СХД

Функция кэша — ускорять выполнение операции за счет размещения часто запрашиваемых данных на быстрых носителях. Для кэширования самых «горячих» данных используется оперативная память (RAM), в СХД это кэш первого уровня (L1 Cache).

Кэш первого уровня может быть дополнен менее быстрыми твердотельными накопителями. В этом случае у нас появляется кэш второго уровня (L2 Cache). Такой подход используется для реализации SSD-кэширования в большинстве существующих СХД.

Рисунок 3. Традиционный SSD-кэш второго уровня.

Традиционный SSD-кэш второго уровня работает следующим образом: все запросы после RAM попадают в буфер SSD (рисунок 3).

Работа кэша на чтение

Система получает запрос на чтение данных, находит необходимые блоки на основном хранилище (HDD) и производит их чтение. При повторных обращениях система создает копии этих данных на SSD-накопителях. Последующие операции чтения будут выполняться уже с быстрых носителей, что увеличит скорость работы.

Работа кэша на запись

Система получает запрос на запись и размещает необходимые блоки данных на SSD-накопителях. Благодаря быстрым носителям, операция записи и оповещение инициатора происходят с минимальными по времени задержками. По мере заполнения кэша система начинает постепенно передавать на основное хранилище наиболее «холодные» данные.

Алгоритмы заполнения кэша

Один из главных вопросов в работе SSD-кэша — выбор данных, которые будут помещаться в буферное пространство. Так как объем хранения тут ощутимо ограничен, то при его заполнении нужно принимать решение о том, какие блоки данных вытеснять и по какому принципу производить замещение.

Для этого применяются алгоритмы заполнения кэша. Коротко рассмотрим наиболее распространенных в сегменте СХД.

FIFO (First In, First Out) — из кэша последовательно вытесняются наиболее старые блоки, замещаясь наиболее свежими.

LRU (Least Recently Used) — из кэша первыми вытесняются блоки данных с наиболее давней датой обращения.

LARC (Lazy Adaptive Replacement Cache) — блоки данных попадают в кэш, если они были запрошены как минимум дважды за определенный промежуток времени, а кандидаты на замещение отслеживаются в дополнительной LRU-очереди в оперативной памяти.

SNLRU (Segmented LRU) — данные из кэша вытесняются по принципу LRU, но при этом они проходят несколько категорий (сегментов), обычно это: «холодные», «теплые», «горячие». Степень «теплоты» здесь определяется частотой обращений.

LFU (Least Frequently Used) — из кэша первыми вытесняются те блоки данных, к которым было меньше всего обращений.

LRFU (Least Recently/Frequently Used) — алгоритм комбинирует работу LRU и LFU, вытесняя сначала те блоки, которые попадают под рассчитываемый параметр из даты и количества обращений.

В зависимости от типа алгоритма и качества его реализации будет определяться итоговая эффективность SSD-кэширования.

Особенности SSD-кэширования в RAIDIX

В RAIDIX реализован параллельный SSD-кэш, который имеет две уникальные особенности: разделение входящих запросов на категории RRC (Random Read Cache) и RWC (Random Write Cache) и использование Log-структурированной записи для собственных алгоритмов вытеснения.

1. Категории RRC и RWC

Пространство кэша разделено на две функциональные категории: для случайных запросов на чтение — RRC, для случайных запросов на запись — RWC. Для каждой из этих категорий есть свои правила попадания и вытеснения.

За попадание отвечает специальный детектор, который квалифицирует поступающие запросы.

Рисунок 4. Схема работы SSD-кэша в RAIDIX

Попадание в RRC

В область RRC попадают только случайные запросы с частотой обращения больше 2-х (ghost-очередь).

Попадание в RWC

В область RWC попадают все случайные запросы на запись, у которых размер блока меньше устанавливаемого параметра (по умолчанию 32KB).

2. Особенности Log-структурированной записи

Log-структурированная запись — это способ последовательной записи блоков данных без учета их логической адресации (LBA, Logical Block Addressing).

Рисунок 5. Визуализация принципа Log-структурированной записи

В RAIDIX Log-структурированная запись используется для заполнения выделенных областей (с установленным размером в 1 ГБ) внутри RRC и RWC. Эти области применяются для дополнительного ранжирования при перезаписи пространства кэша.

Вытеснение из буфера RRC

Выбирается самая холодная область RRC, и в нее перезаписываются новые данные из ghost-очереди (данные с частотой обращений больше 2-х).

Вытеснения из буфера RWC

Область выбирается по принципу FIFO, а затем из нее последовательно, в соответствии с LBA (Logical Block Address), вытесняются блоки данных.

Возможности SSD-кэширования в RAIDIX

Параллельная архитектура SSD-кэша в RAIDIX позволяет ему быть не просто буфером для накопления случайных запросов — он начинает выполнять роль «умного распределителя» нагрузки на дисковую подсистему. Благодаря сортировке запросов и особым алгоритмам вытеснения, сглаживание пиков случайной нагрузки происходит быстрее и с меньшим влиянием на общую производительность системы.

Алгоритмы вытеснения используют log-структурированную запись для более эффективного замещения данных в кэше. Благодаря этому снижается количество обращений к flash-накопителям и существенно сокращается их износ.

Сокращение износа SSD-накопителей

Благодаря детектору нагрузки и алгоритмам перезаписи суммарное количество write hits на массив SSD накопителей в RAIDIX составляет 1.8. В аналогичных условиях работа кэша второго уровня с алгоритмом LRU имеет значение 10.8. Это означает, что количество требуемых перезаписей на флеш-накопители в реализованном подходе будет в 6 раз меньше, чем во многих традиционных СХД. Соответственно, SSD-кэш в RAIDIX будет использовать ресурс твердотельных накопителей значительно эффективнее, увеличивая срок их жизни примерно в 6 раз.

Эффективность SSD-кэширования на различных нагрузках

Смешанную нагрузку можно рассматривать как хронологический перечень состояний с последовательным или случайным типом запроса. Системе хранения данных приходится справляться с каждым из этих состояний, даже если оно не является для нее предпочтительным и удобным.

Мы провели тестирование SSD-кэша, эмулируя различные рабочие ситуации с разными типами нагрузок.

Сравнив полученные результаты со значениями системы без SSD-кэша, можно наглядно оценить прирост производительности при разных типах запросов.

Конфигурация системы:
SSD кэш: RAID 10, 4 SAS SSD, объем 372 GB
Основное хранилище: RAID 6i, 13 HDD, объем 3072 GB

Тип паттерна	Тип запроса	Значение с SSD-кэшированием	Значение без SSD-кэширования	Увеличение производительности
Случайное чтение (100% попадание в кэш)	random read 100%	85.5K IOps	2.5K IOps	В 34 раза
Случайная запись (100% попадание в кэш)	random write 100%	23K IOps	500 IOps	В 46 раз
Случайное чтение (80% попадание в кэш, 20% попадание на HDD)	random read 100%	16. 5K IOps	2.5K IOps	В 6.5 раз
Случайное чтение из кэша, запись на HDD	random read 50%	40K IOps	180 IOps	В 222 раза
	sequential write 50%	870 Mbps	411 Mbps	В 2 раза
Случайное чтение и запись (100% попадание в кэш)	random read 50%	30K IOps	224 IOps	В 133 раза
	random write 50%	19K IOps	800 IOps	В 23 раза
Последовательные запросы с большим блоком, случайная нагрузка 100% попадает в SSD-кэш	random read 25%	2438 IOps	56 IOps	В 43 раза
	random write 25%	1918 IOps	82 IOps	В 24 раза
	sequential read 25%	668 Mbps	120 Mbps	В 5. 5 раз
	sequential write 25%	382 Mbps	76.7 Mbps	В 5 раз

У каждой реальной ситуации будет свой неповторимый «рисунок» нагрузки, и такое фрагментарное представление не дает однозначного ответа об эффективности SSD-кэширования на практике. Но оно помогает сориентироваться в том, где данная технология может быть наиболее полезна.

Заключение

Технология SSD-кэширования позволяет повысить производительность СХД при работе со смешанным типом нагрузки. Это доступный и простой способ получить эффективно работающую систему в случаях, когда HDD накопители не имеют физической возможности обеспечить желаемый результат.

При существующем разнообразии серверных задач и приложений, применение SSD-кэша в гибридных СХД становится все более привлекательным. Но следует помнить, что эта технология требовательна к условиям использования, и она не является универсальным решением всех проблем с производительностью.

SSD-кэш, реализованный в СХД RAIDIX, обладает особым набором свойств, который позволяет ему не только ускорять работу системы, но и продлевать срок используемых SSD-накопителей.

Накопители — завершение. Longread об актуальных аспектах кэширования в дисковой подсистеме / Overclockers.ua

1 — Часть 1 2 — Часть 2 3 — Часть 3 4 — Часть 4 5 — Часть 5 Отобразить одной страницей

Disclaimer — в материале некоторые описания процессов и их логики приведены в адаптированном виде, тогда как в жизни все несколько сложнее, но в общем примерно так, как описано.

Часть1
Часть2

В прошлых материалах мы установили, что благодаря научно-техническому прогрессу сегодня в массовом сегменте SOHO хранения данных доступны, в основном, две технологии: электромеханические или традиционные накопители на жестких магнитных дисках (они же НЖМД, HDD, винчестеры, винты и прочие вариации с производными), а также инновационные безмеханические твердотельные накопители (они же SSD, твердотельники и т.п.).

I want to believe

Заметим, что накопители в текущем их понимании (как и вся современная компьютерная индустрия), а твердотельные накопители — так тем более, своим появлением и эволюцией обязаны развитию полупроводниковых технологий как таковых. Последние показали значительный прогресс, внезапно, в 1947 году. Аккурат после события, вошедшего в популярную культуру под названием Розуэльского инцидента. По мнению конспирологов тогда, 8 июля, недалеко от одноименного населенного пункта в небе заглох и натурально упал на Землю НЛО, который был отбуксирован эвакуатором в Зону 51, где крайне засекреченные ботаны, а в последствии и полумифический Боб Лазар в их числе, под подпиской о неразглашении путем восстановительной инженерии майнили внеземные технологии под прикрытием доблестной армии США. Якобы строго после этого вся полупроводниковая промышленность и пошла на взлет.

Сюжет портят два нюанса: около 1920-х годов в последующем советский физик Олег Лосев уже закладывал первые дециметры бетона в фундамент этой темы, а на рубеже 1947–48 годов американские и немецкие физики во Франции независимо друг от друга «запилили» опытные образцы того, что потом станет транзисторами. Так что дело шло своим чередом и в меру воздействия внешних факторов, среди которых инопланетян к тому моменту не числилось.

Когда ботаны маршируют

В общем, развитие машинной обработки информации выдвигало серьёзные требования к вопросам упорядочивания этого процесса. Ручной ввод данных и фиксация результатов становился все более архаичным и реально тормозил процессы, которые вычислительная техника должна была ускорять. Известна история, что в ходе разработок первых экземпляров советского ядерного оружия, конкурирующие научные группы могли отказаться от машинного времени на тогдашних «компьютерах» в пользу включения в команду виртуозных математиков — с ними процесс сложных расчетов мог идти на практике быстрее, чем с использованием ЭВМ. Конечно, в точности расчетов и стабильности скорости их выполнения человек тягаться с машиной не мог уже тогда, но инфраструктура доступа к вычислительным мощностям была почти что в зародыше и поэтому живой математик в команде в отдельных случаях ценился выше.

Человеко-компьютерное взаимодействие

Поэтому вопросы ввода-вывода нужно было как-то не только автоматизировать, но и делать это интенсивным научным способом — ведь результат машинной обработки в одном процессе мог одновременно становиться исходными данными для следующего или быть запрошенным произвольно во времени в будущем. Уже здесь мы понимаем, что существуют некие данные, которые используются машиной чаще других, а иногда и вообще могут быть востребованным постоянно. Вводить же каждый раз одни и те же исходные данные руками с позиций дня сегодняшнего выглядит несколько диковато, но тогда иного пути не было. За словом «оператор» тогда стояла очень трудоемкая и кропотливая работа. Поэтому идея хранить наиболее популярную информацию, команды и т.п. на наиболее быстрых участках носителей была очевидной. Реализация этой идеи в будущем получит общеупотребительное название — кэширование, а сами области хранения с высокими скоростями обмена и малым временем доступа будут известны в широком смысле как кэш. Запомним — нам это знание сегодня понадобится.

Музеефикация

В таких условиях традиционные для начала компьютерной эры технологии становились уже очень не очень. Электростатические запоминающие трубки на 0,5 килобайта, перфолента, магнитные барабаны на целых 10 килобайт — все это когда-то решало поставленные задачи, но устаревало как морально, так и физически на фоне того, что все актуальней становилась задача не только надежного хранения предыдущих расчетов и прочих данных, но и удобного оперативного доступа к ним.

С магнетизмом на то время все было несколько более понятно, нежели с неведомыми еще транзисторами, и в 50-е появились прообразы жестких дисков, концептуально родственные современным. Совсем, правда, не похожие внешне на то, о чем вы читали в предыдущих обзорах, но тем не менее. Приведем пару классических картинок от JEDEC для ориентации в пространстве и времени. Слева накопитель IBM на 5 мегабайт, а справа — уже на целых 250 мегабайт. Прогресс за 20 лет в 50 раз. Правда, тележка все еще нужна.

Идея оказалась жизнеспособной, как мы можем констатировать с высоты 2019-то года, и в прямом смысле завертелось… Естественно, что такая радость на начальных этапах никак не могла стоить дешево и быть доступной даже каждому второму НИИ, не было единых подходов к использованию вне рамок конкретных вычислительных машин и т.п., но главное — концепция в материале стартовала и желающие уже могли сами определить насколько финансово и управленчески будет востребован их продукт, чтобы позволить себе такие технологии, ну или просить под них бюджетные средства. Правда, был еще имидж, когда сам факт обладания новейшими технологиями делал из держащего в руках, например, дорогущий фотоаппарат — фотографа в глазах окружающих.

Уголок состоятельных кротов

Чисто для справки можно свериться с информацией на Jcmit.net. Там указано, что стоимость 1 (одного) мегабайта в накопителе машины IBM 305 была равна 9200 USD. «Охренеть!» — заявит читатель и будет несколько не прав. Дело в том, что вечнозеленый американский доллар тоже подвержен инфляции, которая с 56-го года для него составляет где-то 824%. Т.е. в финансовых понятиях дня сегодняшнего (или статистически — на конец 2018 года), те 9200 долларов по покупательной способности соответствуют сегодняшним примерно 86 000 USD. Таким образом, весь 5-мегабайтник в 1956 стоил сегодняшних 320 000 долларов — вот теперь можно оценить стоимость инноваций тогда и сегодня. Интересующиеся могут посмотреть уровень инфляции за определенный промежуток времени.

Ну и полирнем информацию о динозавре тем, что его аренда компаниям обходилась в 3200 USD в месяц, т. е. примерно 30000 сегодняшним. Да — чуждая нам практика лизинга или аренды (хоть это немного разные вещи, но тем не мене похожие) там позволяла пользоваться дорогущими изделиями «здесь и сейчас», а не копить на них годами, выпрашивая кредиты у банкиров с консервативным, в плане инноваций, мировоззрением. Сделали таковых около 1000 штук, что намекает.

ОЗУ

Аналогом более-менее оперативной, в нашем понимании, памяти были магнитные барабаны на 3200 знаков, а совсем уж оперативная память описывалась 100 знаками по 6 бит — такой себе транзитный буфер. Барабаны крутились на 6000 оборотах в минуту — почти дизельпанк. При этом самой IBM понятие RAM — Random Access Memory — тогда виделось иначе, и RAM представлялся как сам вышеописанный жесткий диск.

К слову, формально все верно — доступ, в отличие от перфокарт, таки рандомный, т.е. случайный, но сегодня под RAM обычно понимают таки память оперативную. Однако с позиций сегодняшнего мы можем констатировать, что такое название было в некотором смысле пророческим, и мы к этому еще вернёмся. Кстати сам IBM 305 назывался RAMAC — Random Access Method of Accounting and Control. Инструкция по ссылке.

Термодинамика данных

Очевидно, что для архивного хранения данных все это явно не подходило как минимум по цене (дешевле было реально итоги записывать ручкой), а использовалось в основном для оперативной работы с относительно актуальной информацией преимущественно внутри машины. Но, тем не менее, что-то надо было сохранять на будущее с менее частым использованием. Забегая вперед заметим, что таковое вытеснялось впоследствии на магнитную ленту, которая, кстати, как носитель информации подъехала существенно позже, хотя технологически была известна с 30-х годов.

Таким образом, мы подходим к мысли о разной степени востребованности и актуальности данных. Но мы также понимаем, что чем оперативнее можно работать с носителем, тем такой носитель в общем случае дороже. Как правило, чем быстрее — тем меньше объемом и дороже. И наоборот. Соответственно распределение данных имеет смысл осуществлять на типы носителей сообразно степени востребованности информации.

Конечно в идеальном, сферическивакуумном случае иметь бы возможность процессору работать с накопителем напрямую, как и проистекало из определения RAM тогда и трактовки этого понятия сегодня. Но скорости современных накопителей еще не достигли нужных высот при больших объёмах и при реализации такого подхода процессор, простаивая, будет «ждать» накопитель. Поэтому при вычислениях и работе с информацией мы до сих пор имеем посредников — ведь, как правило, в единицу времени весь массив архивной информации нам не нужен, да и процессоры не в состоянии все и разом переварить. Поэтому работа идет порционно, транзитом из менее быстрых видов памяти в более быстрые.

Соответственно по частоте востребованности в работе и частоте изменений данные условно делят на холодные/теплые/горячие. Картинку позаимствуем у господина К.Савелли.

Горячие почти постоянно крутятся посрединке межу накопителем и процессором через оперативную память. Холодные подгружаются для обработки реже. Это было особенно важно, когда каждая крупица оборачиваемой информации стоила лошадиных сумм в пересчете на оборудование.

Иерархическая система компьютерной памяти

Но дело в том, что действительно быстрые типы памяти стоят дорого и сегодня. Масштабы, конечно, несколько иные, но суть — та же. Рассмотрим картинку.

Все самое быстрое и самое дорогое, что сегодня производится по части памяти, собрано в самом процессоре. Это его внутренняя память. Не вдаваясь в суть деления внутрипроцессорных типов памяти, для удобства понимания дальнейшего материала, обращаем внимание на то, что она чаще называется кэшем и содержит служебную информацию. Это словарная калька с функционала, поскольку эта быстрейшая память используется в основном как раз таки для хранения часто требуемых данных, команд и т.п. В общем случае, чем ее больше — тем лучше. Внтурипроцессорная память — это своего рода посредник между медленной относительно него ОЗУ и ядрами.

Далее у нас идет основной посредник между быстрым процессором и тормозным хранилищем — оперативная память, оно же RAM в сегодняшней терминологии. Это быстрая, но энергозависимая память произвольного доступа. Пока энергозависимая, т.к. Intel все грозится напугать общественность энергонезависимой ОЗУ и даже объявила в этом году некие продукты. Как оно будет в жизни — посмотрим. А пока ОЗУ — это основной посредник. Организация работы с ним во времени претерпевала изменения, а поколения меняются достаточно часто. Но для наших целей последнее имеет второстепенное значение. Куда важнее, что в обычный десктоп уже можно проинсталлировать 128 гигабайт нашей прелести, хотя редкие игры используют сегодня больше 16 гигабайт. Об этом мы еще поговорим и это крайне важно. Причем важно безотносительно поколений памяти, скоростей, типов чипов, планок и т.д. Она просто очень быстрая по сравнению со всем последующим, но медленнее процессорной памяти.

Ниже по пирамиде у нас группа энергонезависимых накопителей, проранжированных по скорости. Обобщённо назовем их SSD, HDD и ленты. Существуют и иные подключаемые и роботизированные способы хранения, но в рамках этой публикации мы их выносим за скобки.

Как видим, при падении скорости доступа и цены, растут доступные объемы и сроки надежного хранения. Это приятная новость для планеты, производящей просто фантастическое количество контентна, который зачем-то хранится.

Зачем мы это рассмотрели?

Причины две:

• Желающим похоронить жесткие диски, как отжившие свое тормоза, сначала придется выкопать стримеры и найти им замену.
• Более широкий выбор доступных на рынке технологий, очевидно, позволяет более гибко подходить к решению конкретных задач и поэтому в процессе закапывания жесткого диска снизу могут постучать.

Итак, в общем случае некие данные будут считаны с накопителя, обработаны процессором в единстве с ОЗУ и его внутренней памятью, и возвращены для дальнейших действий, где обратная запись будет далеко не типичным событием. Т.е. оперативная память это, в некотором смысле, кэш тормозного накопителя.

Появление жестких дисков сильно способствовало ускорению этих процедур до тех пор, пока физические скорости самих жестких дисков не стали узким местом в работе с данными. Помимо скоростей важно еще понимать, что существуют задержки, обусловленные временем доступа к данным перед началом работы с ними. Т.е. для выноса килограммового ящика из хранилища стратегического запаса его там надо еще найти по карте или инструкции и физически добраться до него. Казалось бы — килограмм унести не проблема и можно быстро, но на практике есть время/задержка доступа.

Но о каких же скоростях сегодня идет речь на практике?

Начнем с самого быстрого – внутрипроцессорной памяти, она же процессорный кэш. Ввиду расположения наиболее близко к ядру/ядрам здесь имеем минимальные задержки и максимальные скорости. Внутрипроцессорный табель о рангах памяти состоит из регистров и того, что отражается в спецификациях как кэш. Последний, в зависимости от приближенности к «императору», т.е. ядру, бывает трех уровней: L1 — самый крутой, самый быстрый, но маленький, L2 — менее крутой и быстрый, но побольше, L3 — помедленней и побольше, но все равно радикально быстрее ОЗУ. В многоядерных процессорах кэш может быть как закреплённым за ядрами в конкретном объёме, так и динамически распределяемым. Ввиду размеров хранятся там всякие инструкции, служебные данные и тому подобное.

Вот тут сайт уже показывает, как модно говорить, мейнстримовые цифры Intel Core i9-9900K по этому поводу.

Это конечно не лабораторный замер и до конца непонятно как именно AIDA получает эти цифры, которые в реальности расчетно должны быть поменьше, но порядки и динамику развития технологий они в целом отражают. L1-память в данном случае, если верить тесту, способна читаться со скоростью 2,34 терабайта (!) в секунду. Т.е. если изготовить типовой накопитель в 250 ГБ из такой «нереальной» памяти, то прочитать его целиком за секунду можно будет около 10 раз без учета задержек на вынос коробки из склада, т.е. задержек доступа. Это примерно тот идеал, о котором мы и IBM писали выше, но он пока недостижим в промышленных объемах по вменяемым ценам (да и в реальности скорости лучших L1-кэшей с учетом задержек будут раза в 3–4 меньше указанных) и поэтому есть нижеописанные костыли.

Далее у нас идет оперативная память (ОЗУ, RAM). Она прошла долгий путь не в одно поколение, работает на разных частотах с различными таймингами. Конкретные изделия помогут выбрать на Overclockers.ua, мы же обратим внимание, что, согласно спецификации, примерный сегодняшний мейнстрим в виде DDR4-3200 в теории способен пропустить 25 гигабайт в секунду.

Далее следуют приснопамятные SSD, где особняком стоит Optane (о нем — отдельно). Лучшие SSD способны прочитать 3500 мегабайт в секунду последовательно и 50–60 мегабайт в секунду случайных данных. Говоря предметно, все эти тысячи последовательного чтения-записи на практике востребованы мало. Единственным действительно важным показателем твердотельных дисков является истинная скорость работы со случайными данными и малыми глубинами запросов.

Важно понимать, что внутри твердотельный диск тоже разделен на области с разными скоростями работы. Что это и зачем мы частично рассмотрели раньше и дополнительно обратим внимание чуть ниже.

Благодаря скоростям случайной работы с мелкими файлами SSD уверенно сидит на троне системного накопителя сегодня. С особенностями, но сидит. Отзывчивость системы даже при весьма среднем процессоре прямо зависит именно от скорости системного диска при работе со случайными мелкими данными при малой очереди запросов.

Цены на SSD падают, что существенно способствует их распространению, и сегодня типичный системный SSD перешагивает 250 гигабайтные модели. Более емкие позволить могут себе не все. Даже 250 гигабайтные по-хорошему не все могут позволить, но тенденция в целом очевидна и 250 гигабайт это прошлое мейнстрима (закончим с этим модным словом).

Трон SSD отобрал у HDD — т.е. у традиционных жестких дисков, которые в быту на случайных операциях были на порядки (т.е. в 10, 100 и даже 1000 раз) медленнее SSD.

Следующие далее ленточные и прочие накопители в рамках данного материала мы не относим к классу архивных и в рамках данного материала не рассматриваем по причине отсутствия актуальности.

Средняя температура по больнице в части задержек приведена ниже с данными для сравнения. Спасибо Jonas Bonér за цифры.

Таким образом, наиболее близкая к процессорным ядрам память способна гонять терабайты в секунду. С удалением от ядер показатели падают, но все равно внутри процессора — внушительны. Практической значимости в этих цифрах не так много, как хотелось бы, хотя бы по причине того, что объемы этой сверхбыстрой памяти — мизерны. Как мы упоминали — умей человечество изготавливать накопители таких скоростей, то и никакого деления на процессорный кэш, ОЗУ, SSD, HDD и т.п. не было бы нужно. Но не умеем. Пока, во всяком случае.

Что же такое кэш и как его правильно бояться

Соответственно по факту в типичном рабочем компьютере иерархия памяти насчитывает гору уровней, основная задача которых получить доступ к важнейшим данным как можно быстрее и разместить их поближе к процессору в самой быстрой из доступных типов памяти. Будет вообще здорово, если данные в задаче будут востребованы не впервые, а повторно. Собственно, для последнего само понятие кэша и придумано — наиболее быстрые участки памяти, куда помещаются наиболее часто требуемые данные. Поскольку кэш — быстрый, то и доступ к популярным данным будет быстрым, а если таких обращений будет много, то внешне это будет выглядеть как ощутимое повышение производительности, хотя по факту просто будет нивелировано узкое место в вопросе доступа к данным из более медленных источников и более широко утилизированы возможности «ожидающих» участников обработки задачи. Частота повторения запросов к имеющимся в быстрой памяти данным называется «попаданием в кэш» и чем более корректно алгоритмы оставляют там нужные в последующем данные — тем более живо откликается система на задачу и быстрее выполняет ее. Именно поэтому можно наблюдать, как повторяющееся задание выполняется быстрее случайного похожего в общем случае.

Все это прямо проецируется на ситуацию с накопителями. Современные операционные системы с разной степенью успешности кешируют данные с использованием оперативной памяти. И если таковой достаточно и алгоритмы кэширования написаны параллельными руками, то, будучи разово загруженной, условная программа второй раз запускалась почти мгновенно именно потому, что запускалась не с медленного диска, а фактически из копии основных файлов в ОЗУ. ОЗУ же, как мы помним, работает куда быстрее лучших SSD. При дальнейших запусках указанной программы система будет сначала смотреть, что там осталось в кэше, в ОЗУ и только потом пилить диск. Здесь мы видим визуализацию описанного выше кэширования данных с медленного диска в быструю оперативную память. Благодаря алгоритмам ее часть становится кэшем для накопителя. Основная проблема здесь в том, что первично данные надо медленно считать с медленного же накопителя в энергозависимую память, т.е. после перезагрузки все пройдет по этому же сценарию. Прямо как А. Блок:

Ночь, улица, фонарь, аптека,
Бессмысленный и тусклый свет.
Живи еще хоть четверть века —
Все будет так. Исхода нет.

Умрешь — начнешь опять сначала
И повторится все, как встарь:
Ночь, ледяная рябь канала,
Аптека, улица, фонарь.

Блок на «оверах» это, конечно, неэхотажно, но тем не менее.

Особым моментом в данном случае является работа с массивами мелких файлов. Если повезло и они закэшированы (т.е. ранее прочитаны и находятся в быстрой памяти), то скорость работы с ними будет крайне высокой, а для отдельных задач это основной вид нагрузки. Правда, ровно до момента, пока весь этот массив после обработки не пойдет на запись и тут уже последствия зависят от типа физического носителя. Так, например, запись в лоб массива мелких файлов на жесткий диск вызовет у последнего очередь. Запомним этот момент — мы к нему еще вернемся.

Важно отметить, что кэширование используется как при чтении данных с тормозных носителей, так и при записи на них. В первом случае, как мы отметили выше — данные читаются с медленного накопителя в более быструю память и там обрабатываются процессами. Если они не меняются, а только читаются, то при хороших алгоритмах второй, третий и n-ый раз обращение процессов к ним произойдёт уже фактически в более быстрой памяти.

В случае записи на медленный накопитель кэширование позволяет писать не в лоб, а фоново и отсрочено. Данные группируются и записываются по конечному адресу незаметно для пользователя. Внешне это выглядит как будто запись фактически завершена, но по факту до медленного диска пакет данных дойдет позднее. Если кэш, т.е. память под него — большой, то вытеснить данные на медленный накопитель можно вообще через десятки секунд, а то и минут (с минутами есть нюансы — важно чтобы операция фактически завершилась до, например, пропадания питания; именно поэтому «флэшки» в общем случае выдирать из портов произвольно нельзя, т.к. если было включено кэширование записи, то это приведет к утере недописанных данных) в моменты, когда такой медленный накопитель будет простаивать. При этом будет накоплен хороший пакет на запись и таковая будет осуществлена с… большой глубиной очереди. Хоть где-то эти цифры из тестов пригодились! Если система активно читает медленный диск и одновременно должна писать на него, то используя кэширование записи в оперативной памяти можно продолжать чтение, вытесняя данные из кэша в физическую запись в те моменты, когда это удобно. Например, чтение прекратилось и диск может полностью посвятить несколько секунд записи накопленного пакетного задания на максимальной скорости. Ранее это вызвало бы несварение у блока головок медленного диска и общее торможение системы, т.к. она бы «ждала» завершения процессов, а теперь все происходит последовательно в процедурном смысле, не мешая друг другу в общем случае. Это называется write-back политика кэширования.

Получается, если алгоритмы удачно разместят в кэше ОЗУ элементы ПО, то, по сути, мы будем работать с ОЗУ как с накопителем?

В некотором смысле да. И это совершенно не новость. Еще в MS-DOS было можно штатным ramdrive.sys отвести часть ОЗУ под логический диск с буквой, записать туда нужные данные и работать с ними на недостижимой для физических накопителей скорости. Проблемы было ровно две. Во времена DOS далеко не все располагали достаточным количеством ОЗУ для таких затей и по выключению питания фейковый «диск» обнулялся, т.к. ОЗУ-то у нас пока еще энергозависимая. В остальном можно было запустить игру и не наблюдать тормозов подгрузки уровней — лютый жир того времени. Обычно люди все же работали с RAM-диска, а не играли.

Современность не проигнорировала эту возможность. Причем обе проблемы, характерные для прошлого, успешно почти решены. По крайней мере, решались и кое-что получалось.

Итак, для среды Windows существует не менее дюжины программ, которые могут создать в ОЗУ логический диск и работать с ним внешне для пользователя как с физическим. Скорости будут соответствующие ОЗУ. Разные реализации ПО несколько по-разному в итоге работают в плане скорости, но эту разницу можно ощутить разве что в бенчмарках. Да, создаем RAM-диск и делаем замер, после — офигеваем от скоростей. Это очень круто и удобно для тех, у кого работа упирается в возможности физических дисков.

Проблему энергонезависимости решают далеко не все, но решают. Так пара программных RAM-драйвов от SuperSpeed и Romex умеют не только создавать RAM-диск с буквой типа X:, но еще и сохранять его содержимое перед перезагрузкой на реальный диск и после перезагрузки и монтирования в системе этого Х: RAM-диска восстанавливать сохраненное содержимое прошлой сессии на него. Нечто вроде гибернации, но работает вполне нормально. Если исключить из ситуации перезагрузку, которая на практике бывает нечасто, а когда бывает, то в это время люди пошли пить чай (условно), то все выглядит как наличие в системе ультрабыстрого накопителя для любых нужд в виде обычного диска с буквой в проводнике. Хорошие RAM-диски умеют и с гибернацией системы корректно работать. Поэтому если вам критична скорость работы с накопителем, а задачи позволяют приобрести нужное железо, то при учете современных типовых 128 гигабайт ОЗУ, которые можно штатно поставить на массовые материнские платы, такое решение по производительности уйдет далеко вперед от любых физических накопителей, доступных сегодня.

Но почему проблемы «почти» решены?

Дело в том, что в случае непредвиденного нештатного завершения работы системы, например, пропадания питания, критического зависания и т.п, все данные с RAM-диска пропадут безвозвратно. Сделать с этим ничего будет нельзя. Сохранение содержимого перед выключением работает только в случае штатного завершения сеанса, что, в общем-то, очевидно. В лучшем случае можно поставить интервалы создания образов RAM-диска, например, штатными средствами и тогда потеряно будет только незабекапленное, что уже лучше, чем ничего. Тем, кому это реально надо, в это умеют, но если вы не пробовали — обязательно попробуйте. Пример будет ниже.

Казалось бы — фигня все эти ваши рамдиски, ведь в эти 128 гигабайт операционная системами штатно должна закешировать многое. Но и тут есть два нюанса: должна, но не факт, что сделает это и для того, чтобы что-то закешировать это надо сначала прочитать с медленного диска. Для некоторых задач и лучшие SSD — медленные, а солидная база данных на традиционном «винте» — это печальбеда в плане случайного чтения.

Здесь надо сделать отступление и вспомнить, что и похожие цели освоить и проблемы энергонезависимости решить уже пытались в т.ч. и железно.

Их знали только в лицо

Понимая, что достичь скоростей работы с ОЗУ на физических дисках было невозможно, разработчики из Platipus (Австралия!) явили миру мутагенное чудовище Qik в 2000-м году. PCI, до 8 гигабайт SDRAM, лошадиные цены — 12 000 USD за 4 ГБ версию.

Чуть позже разработчики из Gigabyte представили свою вариацию на эту тему — i-RAM. Железка имела слоты для ОЗУ и реально батарейку для обеспечения энергонезависимости. В итоге получался физический 4 ГБ RAM-диск на базе четырех DIMM с поддержкой DDR-400, который не обесточивался при перезагрузке.

Но не i-RAM единым, как говорится. Еще более экзотический девайс выкатили хлопцы из ALLONE. Называлось это — Cloud Disk Drive 101, и сделано было по аналогичной концепции, но под ноутбучную память DDR3-1600.

Особым цинусом затеи была идея бекапа на SD-карты! В случае пропадания питания контроллер резервировал содержимое, питаясь от батарейки, на шесть SD-карт в RAID-5!

Работало примерно вот так. Нас интересует именно 4К случайная нагрузка с глубиной запроса 1, т.к. это основная практическая нагрузка в SOHO-реальности. Обратите внимание — с ростом глубины запроса производительность не росла. Видимо по причине того, что это все же DRAM.

Для любителей «50 оттенков твердотельного» я приготовил отдельный кадр на базе рассматриваемого изделия. Наслаждайтесь.

А мы продолжим.

ACard’s ANS-9010 Serial ATA RAM disk – физический RAM-драйв с двумя секциями под память, умеющий представлять их в RAID-0 для пущего профиту. Батарейка в наличии. CF для бекапа на борту. 21 минута на резервирования 32 гигабайт и 14 минут на восстановление в DIMM.

К слову, если владелец мог разжиться дорогущими модулями DDR2 на 8 ГБ, то вся конструкция давала аж 64 гигабайта почти энергонезависимого накопителя с реально неплохими для своего времени скоростями работы. Все это упаковывалось в, страшно подумать, место в системном блоке для 5,25 дисковода.

Работало как-то так. В конфигурации с 32 гигабайтами памяти стоило 1200 долларов! Детально можно почитать здесь.

А вот так аналог выглядел у Apacer.

А еще были Hyperdrive за тысячи долларов и продолжения от Allone в виде ioRAM3 и mark1.

Сама задумка была очень неплохой — получить возможность работать энергонезависимо с невиданными для традиционных «хардов» скоростями, но цены, разношерстные реализации, отсутствие распространения даже в среде энтузиастов, цены я называл? и последующее наступление ставшими отраслевым стандартом SSD вытеснили эти изделия на периферию истории.

Но были и иные причины, по которым это не взлетело — все было реализуемо и без дорогущих железок, как упоминалось выше, а энергонезависимость можно было и UPS-ом обеспечить. На эти грабли еще наступят, и мы еще вернемся за этим понаблюдать.

Переходный период

В общем, в какой-то момент в прошлом стало очевидно, что прямая работа с жесткими дисками (а иных в эти былинные времена и не было-то) стала уж очень степенным занятием и с этим надо было что-то делать, т.к. на практике не все ОС и не всегда, в принципе, умели эффективно работать с кэшированием. Было решено оснащать «винты» буферами из DRAM. Размеры были по сегодняшним меркам — смешные, поэтому и работало так себе, но лучше, чем ничего. Так, например, вся читаемая НЖМД дорожка помещалась в буфер независимо от того, какая часть реально читается — вдруг и соседние данные понадобятся. Конечно на совсем мелочи эффект был, но кто же серьезно будет смотреть на кэш-память в целых 64 мегабайта сегодня? Главный вопрос – что мешало организовать этот буфер в системном ОЗУ и побольше? Ладно, во времена, когда каждый мегабайт ОЗУ был на вес золота, но сейчас продолжают делать жесткие диски с похожими буферами. Это и кэшем-то с сегодняшними объёмами серьезно не назовешь. Да и по факту он скорее содержит адресные данные для быстрой обработки, нежели пользовательскую информацию. Поэтому при росте объемов дисков этот мизерный кэш увеличивать было жизненно необходимо, иначе тормоза только на стадии адресации были бы эпические.

Время шло, общие системные возможности росли, а НЖМД не особо ярко прогрессировали в плане скоростей. Т.е. рост, конечно, какой-то был, но такой, что его даже в рекламу было неудобно выносить. С объёмами хранения все шло сильно лучше, а вот со скоростями глобально — печалька.

Но тут на горизонте забрезжила новая надежда — придумали флэш. До вменяемых цен и приемлемых для систем размеров были еще годы, но и было очевидно, что когда-то КамАЗ с быстрыми накопителями доедет до каждого пользователя. А пока он не доехал флэш начал проникать в компьютеры в доступном виде, т.е. по чуть-чуть.

Гонки на костылях

В 2005-м году Intel представила технологию Intel Turbo Memory. Идея заключалась в том, что на мат. плату ноутбука с тормозным традиционным винчестером компания предлагала устанавливать в miniPCI-E модуль из целого гигабайта (позже — аж двух) флэш-памяти.

По сути это был аналог твердотельного накопителя. На уровне драйверов и чипсета этот модуль должен был использоваться для переноса на него части популярных данных, например, используемых в ходе загрузки ОС, с тормозного накопителя и в дальнейшем такие данные должны были в первую очередь читаться с быстрого твердотельного накопителя, а не с HDD. В итоге загрузка с использованием костыля из гигабайта флэша происходила ощутимо быстрее по причине лучших характеристик на чтение флэш-модуля. Использование технологии предполагалось не только для ускорения загрузки, но и для прочих данных. Т.е. это жизнеспособная технически реализация программно-аппаратного кэширования медленного жесткого диска в более быстрый и, главное, энергонезависимый флэш. Поэтому-то запуск и ускорялся. На практике дело было неоднозначным — у некоторых пользователей загрузка наоборот замедлялась.

Идея была не сказать, что инновационной по сути — выше вы прочитали, что концепция кэширования была известна давно. Но Intel впервые в широкой практике применила инновации в сфере накопителей и это кое-как работало. Особенно учитывая, что в ноутбуках 2005-года теоретическим потолком объема оперативной памяти были 4 гигабайта, а на практике сплошь и рядом хорошо если 1–2. В такой ситуации костыль из гигабайта флэша смотрелся совсем не как бедный родственник, но… Но это Intel, а значит были и особенности, ставшие впоследствии граблями. Дело в том, что концепция была дважды аппаратно зависимой. Во-первых, все это было завязано строго на конкретные чипсеты, начиная с 965-го в ноутбуках, а во-вторых — сам флэш-модуль был проприетарным и как гигабайтный накопитель самой системой не виделся. Да, от представления идеи до продукта прошло почти 2 года и железки были строго для внутриплатформенного использования.

Ах да, для десктопов было представлено аналогичное решение с интерфейсом PCI Express x1.

Для любителей нестандартных подходов можно было сделать даже так:

Где-то мы это еще увидим.

А пока мы вспомним, что аналогичные концепции пытались эксплуатировать в Microsoft Vista в виде технологии ReadyDrive. Идейно это мало отличалось от Intel Turbo Boost, но работало, по отзывам, кривовато. Для ускорения загрузки и восстановления после гибернации предполагалось использовать внешний флэш силами ОС.

Отдел маркетинга Microsoft тогда же продвигал отдельную технологию — ReadyBoost. Она существует по сей день и более-менее работает. Суть ее заключается в том, что если у вас есть свободное место на скоростном накопителе, например, на быстрой «флэшке» в USB 3.0, то система предложит отвести часть этого свободного места для кеширования работы ОС. Естественно такая затея будет иметь хоть какой-то смысл только в том случае, если лишнее свободное место у вас имеется на носителе, который в общем быстрее системного. Для этого при настройке работы свободного накопителя для ReadyBoost будет оценена его производительность и сделан вывод — имеет смысл его использовать в текущих условиях или нет. Так быстрая «флэшка» в системе с HDD может дать некоторый прирост отзывчивости при размещении на ней технологией ReadyBoost каких-то часто употребимых данных, но она же в системе с SSD будет бесполезной. Основной упор технологии на практике приходился на ноутбуки и нетбуки с малым количеством ОЗУ и системными жесткими дисками. Кэширование системных данных с помощью относительно быстрых «флэшек» и SD-карточек позволяло несколько сгладить нехватку оперативной памяти и соответствующую этому «пилежку» файла подкачки на и без того тормозном системном накопителе.

С ростом доступных объемов оперативной памяти и снижением цен на них, а также с расширением возможностей такие объемы в систему инсталлировать, технология утратила и без того не особую актуальность, хотя фактически доступна и в Windows 10.

Хотелось бы отметить, что это совсем не значит, что ее «потанцевал» был концептуально исчерпан. Напротив — как мы увидим в дальнейшем — пути развития были, но Microsoft по непонятным причинам их проигнорировала, несмотря на достаточно неоднозначную реализацию кеширования как такового штатными средствами своих ОС даже в случае внушительных объемов оперативной памяти.

Как мы понимаем, были желающие использовать в качестве быстрого накопителя что-то пообъемнее, но знакомые по сегодняшнему дню SSD приличных объемов были банально очень дороги, а поделки любителей физических RAM-драйвов хоть работали, но были скорее экзотикой, нежели массовым решением и имели массу особенностей, что делало их слишком тонкой материей для типичного юзера, даже если таковой был сильно при деньгах.

Где еще можно встретить кэширование?

Здесь надо сделать небольшое отступление на тему идеи кэширования в популярном ПО. Идея эксплуатируется «аж гай шумит». Ведь если ПО оперирует какими-то повторяющимися данными, то размещение их копий в быстрой памяти будет сильно повышать отзывчивость ПО для пользователя по сравнению с «пилежкой» обычного диска любого типа. Если за дело возьмутся ОС и само ПО вместе, то эффекта можно добиться, размещая кэш (как данные) в кэше (как носителе), адресованном в ОЗУ. Такая вот тавтология — под кэшем понимают как сами популярные данные относительно какого-то приложения или процесса, задублированные в быстрой памяти, так и саму эту быструю память, как часть общей памяти. Но мы помним, что для наблюдения эффективности от этого процесса данные сначала надо прочитать с медленного источника для дублирования в быструю память. Если быстрая память при этом энергозависима, то будет как выше по Блоку — т.е. чтение каждую перезагрузку. Но если относительно быстрая память энергонезависима, то сделать это придется лишь раз и в дальнейшем только валидировать актуальность размещенного там. Медленные же источники могут быть в принципе любыми в т.ч. и сетевыми. Т.е. условное ПО может для работы тянуть что-то из сети с неизвестными пингами, т.е. задержками, а может разово сделать копию запрашиваемого и если данные в сети и локальные в кэше окажутся одинаковыми по контрольным суммам, то вполне вероятно, что прочитать их «по месту» будет надёжнее и быстрее, а что изменилось или новое — загрузить дополнительно или даже параллельно. Таким образом, задача из смеси типичных элементов и новых данных может загружаться в несколько потоков — стабильные данные из локального источника в виде кэша, а новые — из сети. Узнали? Да — типичная страница новостей, где элементы интерфейса меняются редко, а сам по себе контент не такой уж и тяжелый.

Т.е. если наш браузер умеет в кэш, то он когда-то прочитает некую страницу и запишет ее в свой локальный кэш (в оперативной памяти или накопителе). При следующем ее запросе она будет поделена на данные, которые не изменились и все остальное. В итоге повторная загрузка, если страница статична, может пройти вообще целиком из кэша, если браузер получит уведомление, что с последнего посещения изменений не было. На n-ый раз страницу можно перенести из кэша в ОЗУ в кэш на накопителе и таким образом сильно улучшить скорость ее последующего отображения даже после перезагрузки, вместо чтения из сети.

На практике все конечно несколько сложнее, есть всякие адресации, политики и прочие рацухи, но мы рассматриваем концептуально. В стратегическом планировании есть понятие «видение». Вот нечто аналогичное мы сейчас и пытаемся сформировать у читателя, не знакомого с вопросом.

Браузинг под кэшем

В реальности все браузеры умеют в кэш. Для примера рассмотрим мой случай с Opera. В разделе «меню-справка-о программе» можно найти прямую ссылку на место хранения кэша «Оперы». У всех «хромиумов» это будет аналогично, а у «нехромиумов» примерно так же с незначительными отличиями. Так вот ссылка эта для моей «Оперы» для разработчиков выглядит так C:/Users/Z/AppData/Local/Opera Software/Opera Developer/Cache (у себя поправьте название профиля). По ней можно узнать, что в кэш у меня «Опера» записала аж 400 мегабайт на сессию из 130 активных вкладок. Там конечно есть данные и из прошлых вкладок, но для общей ориентации в вопросе нам достаточно этого. Этого и осознания того, что состоит он почти из 1900 файлов.

400 мегабайт и 1900 файлов дадут нам вот примерно такой средний размер файла в сформированном кэше.

«Хромиум» пишет кэш не файлами напрямую, а разделяя данные вот таким собственным образом.

Зачем я привел эти скрины? А затем, что работа типичного браузера со своим локальным кэшем на энергозависимом накопителе это постоянная работа со случайными мелкими файлами. И нередко тормоза при открытии любимой страницы могут быть обусловлены тем, что часть ее читается из локального кэша на НЖМД, когда Windows 10 решила внепланово отстучать товарищу майору. Т.е. диск будет загружен работой полностью и весь мир подождет. Логику вопросов приоритетности чтения с кэша на HDD в век широкополосного интернета у меня не спрашивайте. Даже банальный монитор ресурсов покажет, что «Опера» постоянно что-то пишет и читает. Более глубокое изучение вопроса покажет тысячи постоянных обращений. Внезапно «Опера» оказывается неслабо зависима от дисковой подсистемы. Это то самое популярное ПО, о котором мы сейчас и поговорим — браузеры есть у всех читающих этот текст и работают они сегодня более-менее аналогично.

А кто у нас умеет хуже всех в рандомную нагрузку работой с мелкими файлами? Правильно — жесткий диск. Хуже всех, но данные могут быть таки сохранены, что, собственно, и объясняет, зачем же вообще кэш размещать на тормозном носителе. Сеть может быть и недоступна. Или плохо доступна. А местами она так вообще доступна очень и очень медленно. Это мы разбалованы 100-мегабитными и даже гигабитными каналами в каждую квартиру, а у людей все бывает гораздо хуже.

А кто умеет в радомную нагрузку с мелкими файлами лучше? Конечно же SSD. Именно потому, что практически ВСЯ офисно-домашняя нагрузка это практически аналогичная работа с мелкими файлами, SSD и показывают такие чудеса субъективного ускорения работы системы, будучи установленными в относительно старые компьютеры и ноутбуки.

А кто же умеет лучше всех? Правильно — ОЗУ, но в ОЗУ установить сам браузер, перенести туда профиль пользователя или кэш штатными средствами ОС нельзя. А нештатными — вполне можно и даже нужно для просмотра того, как это работает. Чтобы понять, как это все может шевелиться, даже на древних системах, есть три способа.

Первые два:

• Установить железный RAM-диск в качестве накопителя, увидеть его в системе как пустой диск и проинсталлировать туда браузер целиком. Тогда он будет весь работать фактически из ОЗУ. И хорошо, надо сказать, будет работать — мгновенно запускаться и переключаться между вкладками! Все упрется в прямом смысле слова в возможности процессора. Но таких чудесатых вундервафель сегодня почти не найти, да и поустаревали они, и поэтому мы переходим к следующему пункту.
• Имея в системе пару свободных гигабайт оперативной памяти для эксперимента скачать программный RAM-диск и провести процедуру из п.1. Программный — это ПО, которое создаст в среде Windows (в нашем случае) за счет части ОЗУ виртуальный накопитель и проассоциирует его с реальной буквой диска в списке существующих. Для системы это будет выглядеть вполне настоящим накопителем, хотя на практике это будет всего лишь хитрый драйвер со сложной логикой трансляции адресов физической памяти. Программных RAM-дисков масса, но я советовал бы ознакомиться с двумя — SuperSpeed RamDisk Plus и Primo Ramdisk. Важной особенностью этих программ является способность сохранять содержимое RAM-диска на физический накопитель при перезагрузке и дальнейшее монтирование такого образа назад при запуске системы. Т.е. для пользователя такой RAM-диск по сути выглядит обычным накопителем. Да, в дальнейшем на таком своеобразном накопителе можно запустить какой-нибудь CrystalDiskmark и сильно удивиться результату. Обе программы имеют пробные полнофункциональные версии, что позволит легально их изучить. На дату написания статьи сайт SuperSpeed почему-то недоступен, но Primo Ramdisk можно скачать по ссылке.

Устанавливается и настраивается все очень просто. Диалог настройки выглядит примерно так:

Важной особенностью программы является тот факт, что если у вас, например, 32-битная ОС, но есть возможность поставить физически больше, чем 3 ГБ оперативной памяти, то RAM-диск можно будет разместить в этой недоступной для ОС памяти. Туда, например, в таком случае можно будет подкинуть и файл подкачки Windows. Называется это невидимая память по терминологии программы.

Создав такой RAM-диск и поставив туда произвольный браузер, вы сильно удивитесь тому, как быстро он работает. Даже если у вас лучший SSD установлен системным.

Промежуточные итоги

Таким образом, мы можем констатировать, что идея размещения наиболее популярных данных в наиболее быстрые участки памяти существует давно. В общем случае это называется кешированием. Получить преимущества от его использования пытаются практически все. Особенно диковинные варианты были реализованы во времена отсутствия штатной поддержки больших объемов ОЗУ железом и отсутствия объемных и быстрых физических накопителей в «доSSDшную» эру.

Важный нюанс по данным, которые кэшируются, заключается в том, что в единицу времени необходимости кэшировать все и вся нет. Достаточно правильно сделать выборку и обойтись можно будет вполне небольшими объемами. Для этого существуют разные инструменты: правило минуты, 5 минут и т.п.

Но стали появляться твердотельные накопители и закрались мысли использовать для кэширования доступные по цене, но куцые по объему представители ранних итераций технологии.

Продавать микроскопические твердотельники с серьезными лицами широким массам было нереально, и поэтому мир увидели интересные изделия — гибридные накопители, известные так же как SSHDD и производные.

Мгновение гибридов в истории

Примечательно, что некоторые серии этих изделий были просто физически двумя почти независимыми накопителями в одном корпусе, но с одним разъемом интерфейса. Т.е., в общем-то, их можно было смело скручивать изолентой и эффект был бы тот же. Называется это SSHD Dual Drive. В аналогии с телефонами и камерами это выглядело бы примерно так.

В качестве примера можно привести WD Black Dual Drive WD1001X06X — он реально состоит из двух фактических накопителей, скрученных винтами.

Получать все плюшки от недогибрида предлагалось с помощью дополнительного ПО своими руками. Т.е. можно было для ReadyBoost назначить отдельный накопитель в составе такого типо гибрида, т.к. все потроха виделись системой как два отдельных накопителя, но даже такое видение происходило не без танцев с бубном. Идея, прямо скажем, нишевая и для широких масс, любящих решения, работающие «из коробки» — неподходящая.

Конечно, не могли не появиться варианты, где флэш использовался для кэширования механической части более-менее по-человечески. Какие-нибудь аж 8 гигабайт флэша пользователю были не видны и утилизировались прошивкой и контроллером гибрида по понятным только им алгоритмам. Хотя общая идея была ясна — часточитаемое задублируется во флэш (а то и перенесется), а контроллер будет следить за актуальностью находящегося там. Может, что и из записи там тоже задержится.

В качестве примера приведем Seagate Desktop SSHD ST2000DX001 — два магнитных терабайта, 8 твердотельных флэш гигабайт и 64 мегабайта DRAM в одном кузове.

Работает это все несколько лучше, чем типичный жесткий диск. Как мы помним, обычные HDD уже давно оснащались DRAM-буфером. Правда его размер был обычно маленьким и на нагрузках, хоть как-то отличающихся от простоя, толку от него было немного. Вот здесь WD в 2019-м году не улыбаясь рассказывает коротко о преимуществах жестких дисков с буферами от 2 (ого!) до 64 мегабайт. Главный вывод: чем кэш-буфер больше — тем лучше. Хоть это верно, правда, чем он больше, тем мощнее надо быть контроллеру в общем случае.

На этом фоне не может не возникнуть вопрос — почему же на многотерабайтных механических «винтах» кэш-памяти кот наплакал? Ну какие же могут быть 64 мегабайта у диска с лошадиным временем отклика сегодня? Ну, даже 256?

В этом ключе твердотельная кэш-память внутри гибридов выглядела идейно неплохо, но на практике это все работало (и работает) слабенько по сравнению с чистыми твердотельниками по такими причинам: даже 8 гигабайт твердотельного кэша в гибриде — маловато будет.

Логику использования этой памяти настраивать под конкретные задачи никто не разрешает, ибо прошивка же, а обновление дело туманное (ну действительно, часто ли вы обновляете прошивку жёсткого диска?), скорость работы и ресурс твердотельного кэша неясны, какие контроллеры — не всегда понятно, расширение недоступно, т.к. платформа закрыта, т.е. только с новым накопителем, статистика для анализа недоступна, усложнение устройства ставит вопросы об отказах и надежности на длинной дистанции в целом и все такое.

В общем, чисто по Блоку — Бессмысленный и тусклый свет.

И замах, т.е. идея хорошая: вроде и концепция правильная заложена, и иерархия построена, и обслуживать пользователю никак не надо, и вникать нет необходимости в нюансы работы — поставил и забы(и)л, но удар, т.е. реализация — в штангу.

SSD без кэша не бывает

Справедливости ради надо заметить, что в чисто твердотельных накопителях внутренняя работа организована похожим образом — массив твердотельной памяти космически быстр только на последовательные операции с глубокими очередями, а все остальное закостыливается кэшем, но широкому пользователю это не всегда известно.

Случайно читать относительно быстро (50–60 мегабайт в секунду у лучших представителей SSD) можно прямо из массива с поправкой на крутость контроллера (здесь мы не останавливаемся, но тема контроллеров накопителей требует отдельного изучения — по сути, это сегодня уже многоядерные специализированные процессоры в составе «дисков», особенно твердотельных, и от их производительности и возможностей прямо зависят скорости работы накопителя) и канальность. Увеличить это можно только либо развивая твердотельные технологии, в т.ч. по части контроллеров, в сторону типа 3DXpoint, где можно читать случайно со скоростями до 300 (!) мегабайт в секунду, либо… предварительно кешируя прочитанное в более быструю память, т.е. в системную оперативную или собственный DRAM-буфер такого накопителя, которые, опять же, большими бывают нечасто и объемы DRAM-буферов обычно растут с рабочими объемами и… ценами же. Происходит так потому, что DRAM в SSD (да и в обычных HDD немного иначе, но тоже) используется в основном опять же для служебных данных типа таблиц соответствия (адресации) и т.п. Мы же помним, что логическому адресу данных, который «понимает» ОС, контроллером присвоится физический адрес внутри носителя, где движение данных происходит постоянно, но для внешнего мира адреса не меняются благодаря работе контроллера, как посредника между внутренним массивом и внешними контрагентами, которые вообще никак не подозревают, что там происходит внутри SSD в ходе TRIM и прочих процессов. Поэтому, кстати, при выходе контроллера из строя восстановить с SSD, состоящего из более чем одного чипа памяти, данные практически невозможно т.к. только контроллер «знает», опираясь на указанную таблицу, что и куда он распределял по твердотельному массиву. Т.е. рост объема DRAM-буфера — прямое следствие роста рабочего объема накопителя при заданной производительности контроллера. Нет, частично там что-то и из данных может задержаться, но это не точно. Типично сегодня можно встретить гигабайт DRAM-буфера на терабайт твердотельного накопителя. Как конкретно он используется и распределяется прошивкой — опять же широкой общественности неизвестно. Можно пытаться восстановить логику по результатам целевого тестирования, но смысл в этом будет только исследовательский, т.к. управлять ей не предлагается.

Со случайной записью картина аналогичная — быстро и случайно записать в массив не получится в общем случае. Поэтому запись тоже кэшируется — данные попадают сначала в самую быструю память, т. е. в кэш-буфер, и потом фоново переносятся в основной массив. Если DRAM-буфер задействован и заканчивается или его вообще не предусмотрели конструкцией, то в твердотельных дисках отводится часть основного массива, который, работая в быстром однобитном режиме, принимает входящий трафик сначала на себя, а потом, например, во время простоя или слабой нагрузки, фоново внутри накопителя без участия пользователя переписывает все свое содержимое в основной массив, усиливая показатели записи. Сегодня такое внутреннее кэширование осуществляется как фиксированными областями, работающими в быстром SLC-режиме, так и динамическими — вплоть до 40+ гигабайт у Samsung 860 QVO на терабайт тормозной QLC и 80 (!) гигабайт — на 2 ТБ модель. Обычные люди называют это кэшированием записи. Маркетологи Samsung преподносят это как специальную технологию TurboWrite! Видимо где-то на повороте потерялись слова мега, х1000 и прочие маркетинговые eye-стопперы. Ну, либо они оставлены на будущее.

Благодаря такому кэшированию, если базовый массив что в SDD, что тем более в HDD, относительно тормозной, то в случае объемной записи пользователь может благодаря местами огромной (до 80 гигабайт) быстрой «прокладке» вообще не ощутить медленности основной памяти накопителя. Вы часто пишите ходом более 40 гигабайт? Я — нет. И вы, уверен, в основном тоже. Поэтому все текущие операции будут происходить в быстрой памяти кэш-прокладки и лишь потом фоново переноситься на медленный массив для хранения.

Вы только что прочитали заготовку рекламной компании OLC SSD. Ой, я это вслух?

Важная деталь — если чтение записанного будет запрошено у накопителя системой ДО момента переноса данных из кэш-посредника в основную память, то такое чтение произойдет из кэша с соответствующей высокой скоростью. Если кэш будет в DRAM, что маловероятно, но, тем не менее, то обратное чтение будет осуществлено фактически со скоростью близкой к оперативной памяти, но в массе для SSD это кэш, где из основного массива, как упоминалось, выделяется часть для работы в быстрых режимах SLC. Все эти нюансы не предлагается настраивать пользователю. А зря.

Именно поэтому в ряде популярных тест-утилит скоростей SSD если тестовый образец, сгенерированный программой, поместится целиком в такую прокладку и будет тут же прочитан в ходе теста, то эти самые утилиты могут показывать скорость именно быстрой прокладки, а не основного массива! Некоторые производители, зная любовь тестировщиков к таким утилитам и логику работы самих утилит, закладывают в логику работы прошивок такое обращение с типичными тестовыми зданиями, что в ходе теста исследователь видит скорость именно кэша и сильно радуется нерелевантным по сути цифрам. Такой себе аналог дизельгейта. Можно сказать — мухлюют.

Здесь появляется дилемма. С одной стороны это непоказательно по очевидным причинам — тестируется же накопитель, а не его кэш! С другой — если за пределы кэша еще надо ухитриться выйти, то какая разница, какая там скорость за его пределами, если ее мы никогда почти не увидим?

С третьей стороны — во многих накопителях есть еще и DRAM-буфер из ОЗУ-подобной памяти (на самом деле это она в виде отдельных чипов и есть) и какой вклад именно она, если в конкретном случае таки присутствует, дает в показатели тестирования — тоже отдельный вопрос методики подведения итогов.

Важное читать здесь

Главный вывод — никаких чистых жестких или твердотельных дисков не существует. Везде, абсолютно везде существует иерархические системы памяти с кешированием как записи, так и чтения. Разница лишь в том, как конкретно это реализовано. Твердотельные накопители, в общем, сильно быстрее традиционных жестких дисков, но и там и там все устроено концептуально похоже. Конкретные же решения формируются под воздействием рыночных факторов (например, размер DRAM-буфера может быть обусловлен сегодняшними ценами на чипы памяти) и доступности тех или иных технологий производителю, а так же… психологии.

Смотрите — какая разница насколько медленна базовая память с холодными данными, если они востребуются редко? Какая разница насколько медленна основная память, если текущие операции будут осуществляться преимущественно в кэш-буфере? Какая разница, что в музыкальном файле нет частот, которые вы не способны услышать? Какая разница, где фактически находятся ваши деньги с карточного счета, если по факту их востребованности они будут реально выплачены банком? Последние примеры, конечно, так себе аналогия, но, тем не менее, в части психологической подачи компромиссного решения маркетологами подойдут. Не стоит забывать, что гримирование проблемных мест не отменяет позитивных характеристик предложений.

Кстати о неслышимых частотах, если с психоаккустикой теоретически все более-менее понятно, то, например, в автомобильных моно-усилителях, заточенных на низкие частоты, нередко присутствует функция subsonic — это фильтр, отсекающий частоты ниже порога, который физически слышим и может быть воспроизведен конкретной головкой. Купирование лишней нагрузки позволит улучшить работу сабвуфера в диапазоне целевой нагрузки без ущерба для слушателя. Конечно, звукофилы возразят, что это не true и инфразвук нужно прочувствовать почками и в целом будут технически правы, но 99,(9)% слушателей разницы не ощутят ничем и ушами в первую очередь.

Теория идеального накопителя

Но вернемся к нашим накопителям и пирамиде. Идеальному накопителю бы работать со скоростью внутрипроцессорной памяти и быть большим и энергонезависимым, и тогда все остальное можно было бы просто отнести в музей, но до этого счастливого момента пройдут десятилетия, если не века. Самой же процессорной памятью мы управлять не можем снаружи никак. Оперативная память пока еще энергозависима. Intel обещает с этим что-то делать, но результаты мы пока пощупать не можем. Поэтому использовать ее мы можем и должны при сегодняшних колоссальных технически доступных объемах традиционным сегодня же способом, т.е. помимо основной функции еще и в качестве кэша накопителей. По сути, операционные системы это делать умеют, но получается не очень эффективно. Далее идут в общем виде SSD, которые пока на солидных объемах все еще недешевы (хотя цены и падают) с проблемами длительного хранения, условного износа, растущей битности и утончающихся техпроцессов — еще немного и космическое излучение начнет в прямом смысле мешать электронам правильно сидеть по дуплам твердотельной памяти. Следом видим огромные по объемам энергонезависимые магнитные жесткие диски, способные хранить данные десятилетиями, но медленные и подверженные механическому износу, боящиеся вибраций и тепла. Дальше по иерархии идти смысла нет. Идеального накопителя не существует. Его пытались сделать и пример мы видели выше, но первый блин оказался комом и дальше инженеры не пошли на фоне дешевеющих SSD. И уже, видимо, не пойдут.

А как же должен выглядеть сферический в вакууме идеальный накопитель с позиции сегодняшних технологических возможностей? Давай поконфабулируем будущее на эту тему — может нам даже удастся что-то угадать.

Как мы увидели в начале — все данные можно условно поделить на холодные, теплые и горячие по критерию востребованности пользователем. Поэтому, в первом приближении нам бы избавиться от обычного «винта», но объемные SSD – дорогие, а хранить архивы в облаках затея сомнительная, т.к. я еще не видел ни одного юридического документа, где была бы предметно описана не только ответственность облачного провайдера за потерю пользовательских данных, но и прямая обязанность обеспечить их гарантированную сохранность. Даже в странах с развитой правовой системой получить компенсацию за утерю таких данных от провайдера будет сложно, т.к. все упрется в денежную оценку пропажи, которая может иметь нематериальную ценность (например, семейный фотоархив). И все. В идеале иметь прямой контракт с провайдером с описанием условий хранения и конкретной ответственностью, но это утопия для широкого круга лиц. Конечно современные технологии хранения сводят вероятность безвозвратных потерь к низким значениям – все дублируется многократно с избыточностью, но это и стоит недешево. С другой стороны, если какие-то условные злоумышленники в ходе воображаемого террористического акта разрушат целиком недецентрализированный дата-центр провайдера облачного хранения, то с концами будут утеряны не только все данные, но и возможность компенсаций, т.к. подобного рода события в большинстве случаев являются форс-мажором. Имущество провайдера, конечно, скорее всего, будет застраховано, но клиенты — нет. Или будет предложена такая финансовая модель защиты интересов клиента, что проще и дешевле будет обставиться NAS, подкинуть их с постоянным IP в онлайн за NAT и не париться. И я это вполне серьезно на фоне того, что даже банки не несут ответственности за пропажи из ячеек.

В пересчете на гигабайт и сроки хранения традиционные жесткие диски пока недосягаемы для SSD, а на подходе 40 гигабайтные монстры в 3,5-дюймовом стандартом корпусе. Сотки тоже не за горами. В общем, отказываться от традиционного HDD для холодного хранения тем, кому это надо, смысла особого нет. У друзей-дизайнеров огромные архивы работ, которые хоть и сданы заказчикам, но удалять их мало кто решится. У кого-то семейные архивы. У кого-то видео, RAW и т.п.

Т.е. базой будет технологически традиционный жесткий диск.  Опять по Блоку:

Живи еще хоть четверть века —
Все будет так. Исхода нет.

Далее таковой бы закэшировать на чтение и запись прокладкой побыстрее. Идеально бы чем-то вроде оперативной памяти, но ее нужно будет много, а стоить она в этих объемах будет дорого. А еще энрегонезависимость. Поэтому из вменяемого сегодня доступна память твердотельная. Т.е. по иерархии выше нам бы поставить SSD, через который транзитом данные бы отсрочено оседали на холодом жестком диске и на который можно было бы автоматически дублировать популярные данные типа системных файлов ОС, браузеров и прочее, которые читаются хотя бы раз в неделю-месяц. Если данные не востребованы, то с такого SSD они удаляются, оставаясь на холодном винте. А если вы пару недель-месяц не обращались к файлу, то следующее его прочтение с медленного винта с одновременным копированием на SSD кэш проблемой быть никак не должен. Будете с ним работать — он будет читаться с быстрого SSD, измените — изменится и на HDD, не будете с ним работать — он останется на жестком диске, освободив место на SSD. Примерно так и были задуманы SSHDD, но 8 гигабайт явно мало. Да и неплохо бы иметь возможность эту кэширующую прокладку менять произвольно на лучшую из доступных пользователю.

При всех замечательных особенностях SSD они сами нуждаются в прокладке и памяти еще боле быстрой. Типичный подход решения вопроса — DRAM-буфер. Решение актуальное, но маленькое и в основном служебное. И, опять же, недоступное к расширению под конкретные нужды. Гигабайт на терабайтном SSD более-менее неплохо, но в мейнстриме-то накопители поменьше с меньшими кэш-буферами. Поэтому в идеале для нашего сферического накопителя иметь внешний буфер на основе ОЗУ-подобной памяти, доступной к произвольному конфигурированию под конкретные нужды. Тут на ум приходит рассмотренный выше аппаратный RAM-драйв — там и скорости были бы и прочее. Но для современных типов памяти таковых на рынке 0,5 штуки (да, я встречал одно решение, но именно одно и очень редкое и дорогое) да и по-хорошему — аппаратный RAM-диск уже не нужен. Его время было тогда, когда чипсеты не поддерживали много ОЗУ, а сегодня 128 гигабайт можно почти в каждую SOHO плату с 4 слотами поставить, а завтра это цифра удвоится. Серверное железо мы выносим за скобки данной статьи сознательно.

Если были и есть аппаратные RAM-драйвы, то почему бы сегодня софтверно не отвести часть ОЗУ под дисковый кэш? Технически и программно в этом нет никаких проблем, но производители последней ОС почему-то не задумываются об этом, предлагая штатное кэширование, которое нельзя конфигурировать и которое работает по нераскрытым алгоритмам.

Таким образом, теоретический и воображаемый идеал на все случаи = ОЗУ+SSD+HDD + динамическое распределение данных по актуальности.

И чем это принципиально лучше Seagate SSHD выше по тексту?

Как минимум тем, что новых SSHD уже не будет. Их жизненный цикл начался в 2007 году, когда Seagate и Samsung представили решения со 128 и 256 мегабайтами флэша. А закончился фактически в 2013-м с выпуском WD Black SSHD с 24 гигабайтами флэша. Сегодня перспектив дальнейшего их развития не видно никаких, а открытая архитектура современного компьютера позволяет реализовать описанную выше концепцию на типичных розничных компонентах в конфигурации под любой кошелек. В портативную технику городить все это вообще давно нет смысла — там SSD обеспечит и скорость, и компактность, и вибронезависимость, а в десктоп что-то плотно упаковывать тоже бессмысленно, когда везде middle-tower.

Внимательно изучив ситуацию становится очевидно, что описанное по факту уже реализовано в нескольких похожих ипостасях. Выше мы читали про Intel Turbo Boost с проприетарным кэширующим модулем. В 2011 опять же Intel представила Smart Response Technology. Опять же проприетарную технологию, привязанную к чипсетам, которая позволяла использовать для кэширования жестких дисков до 64 гигабайт подключенного SSD.

Про Microsoft ReadyDrive и ReadyBoost написано выше.

С разными особенностями, но можно констатировать, что у Apple похожая технология называется Fusion Drive. В ее рамках складываются объемы доступных накопителей, и данные динамически распределяются по ним в зависимости от востребованности. ОС и важные документы всегда закешированы на более быстром носителе. Но технология сильно закрытая и тоже проприетарная.

Следующий прорыв в области кэширования совершила опять же Intel. В 2015 она сообщила, что изобрела революционную технологию твердотельной памяти 3D Xpoint. Революционную = дорогую. Заявка была такая.

Окажись все правдой, то мы бы сильно приблизились бы к идеалу накопителя — быстрому и объемному RAM, по версии IBM из 50-х. Накопители на этой технологии вышли на рынок под торговой маркой Optane и оказались фантастически быстры. Достаточно сказать, что в основной твердотельной дисциплине — случайном чтении мелких файлов с глубиной запроса 1 — Optane способен показать скорости около 300 мегабайт в секунду. Это минимум в 5–6 лучше ближайших массовых преследователей от Samsung. Таким образом, среди твердотельных накопителей Optane оказался несомненным лидером не только по скоростям, но и, к сожалению, по ценам. В перспективе на этой технологии Intel обещала энергонезависимую оперативную память, что еще более сильно концептуально приближается к идеалу из самого начала статьи. Сегодня таковые объявлены для серверного рынка, но изучить их пока возможности не было.

В связи с тем, что Optane оказался очень быстр и очень дорог, Intel решила предлагать его на рынок в маленьких дозах — NVMe-накопителями по 16 и 32 гигабайта. Еще раз — 16 и32 гигабайта под конец второй декады 21 века. Но предлагала Intel это счастье, в первую очередь, как кэширующий модуль, привязанный к собственному железу в виде чипсетов и процессоров. Т.е. разработчик предполагал, что у клиента, купившего систему 7 поколения Intel, будет системным жесткий диск. Изначально требования были выше по процессорам, но потом были понижены вплоть до Celeron, что намекает на чисто программные ограничения.

Держателям более возрастного железа предлагалось наблюдать со стороны праздник проприетарного кэширования.

С учетом скоростей на мелких файлах Optane впору кэшировать лучшие SSD. Идеал виделся как-то так:

Скорость кэширующих модулей примерно такова: фантастика на чтение рандомной мелочи и более-менее на запись. Но запись особо и не важна, т.к. запись дополнительно кэшируется в оперативной памяти. Далее данные попадут на Optane и только потом на жесткий диск или SSD.

По скоростным показателям Optane — лучшая и недосягаемая на рынке кэширующая прокладка между ОЗУ и накопителем, но она, как и TurboMemory в прошлом, привязана к железу, что очень портит картину: ведь купившие новое железо вряд ли позарятся на жесткий диск, как системный.

В ответ на такой беспорядок конкуренты из AMD представили собственный аналог — StoreMi. Концептуально похоже, но тоже привязано к определенным чипсетам. Правда, в качестве кеширующего предлагается использовать любой подключенный SSD.

На фоне изложенного ожидать развития гибридных дисков не приходится точно — при возможности ситуативно жонглировать составляющими, никому не нужен будет странный комбайн.

Из совсем экзотики на эту тему приведем напоследок два полярных технологических примера.

Твердотельный накопитель из 4 гигабайт SLC NAND с кэшем из 4 гигабайт DDR для PCI Express x1 — вполне себе вариант для кеширования более медленных накопителей, правда, стоил 2000 USD в 2009 году.

И OCZ RevoDrive Hybrid — плата со 128 ГБ MLC, аж двумя контроллерами SandForce SF-2281 и 2,5″ НЖМД на борту с частотой вращения 5400 оборотов в минуту. DRAM-буфера почему-то не предусмотрено вообще никакого, флэш распаян. Системой виделась как два независимых устройства, для сочленения которых с целью кэширования, требовалось внешнее комплектное ПО Dataplex c минимумом настроек. Скручено натурально изолентой, т.е. болтами.

Примеры полярные, т.к. являются представителями хоть и похожих идейно, но разных по набору компонентов концепций. Первому не хватает холодного хранилища, второму — кэша в DRAM. Почему кто-то тогда не стал давить два окурка вместе и не сделал дрим-девайс с полным набором технологий — непонятно. Хорошо хоть накопитель во втором съемный, правда, толку от этого немного.

Но в связи с Optane и до 128 гигабайт памяти на современных материнских платах таких и подобных гибридов, мы, скорее всего, уже никогда не увидим, как и реалий из фильма, кадр из которого приведен. Музейные экспонаты. Хотя пути Господни неисповедимы, а в IT очень любят работать с оглядкой на религию, особенно в Apple, где маркетологи прямо называются евангелистами, а в свою экосистему пускают через посвящение (iTunes) с усложнением обратного выхода. Но мы отвлеклись.

Возможно, вы не полностью используете возможности своего железа

Отдельно стоит упомянуть достижения некоторых производителей SSD в сфере кэширования. Так Crucial и Samsung поставляют ПО, которое умеет кешировать их изделия за счет части свободной оперативной памяти машины, где они установлены. Происходит это совершенно незаметно для пользователя. В случае с Crucial можно кешировать и HDD SATA, подключенные к машине, где системным диском является изделие Crucial. Называется Momentum Cache. Таким образом, закостыливается маленький объем физического DRAM-кэша в накопителях или его полное отсутствие в дешевых сериях, а также нюансы внутринакопительного кэширования самого по себе. ПО бесплатное и беспроблемное.

А как вообще в миру?

Основная проблема всего вышеперечисленного зоопарка в том, что каждый производитель тянет одеяло на себя аппаратно. Оно и понятно — пользователя давно пора подсаживать на собственную экосистему. Доказано Apple.

Второй проблемой является то, что каждым решением закрыта лишь какая-то часть общей идеальной задачи по кэшированию. Системного решения вопроса именно в SOHO никто не предложил, хотя из представленных концепций прямо проистекает, что каких-то непреодолимых или железных преград в этом вопросе нет.

Для корпоративного же рынка такие решения есть, например, от Qnap. И он далеко не одинок — это обычная практика. Приведен чисто для иллюстрации понятия уровней данных в enterprise с автораспределением.

Вот логика.

А вот условный пример трехуровневой «железки».

Здесь же реализовано SSD-кэширование с сохранением наиболее актуальных данных в SSD-кэше.

Т.е. концептуально все имеет решения типа Cache Acceleration Software, но в SOHO их почему-то под открытую архитектуру комплексно и широко не продают.

Но, one more thing, как говорят любители фруктов

Чуть глубже изучив ситуацию, оказалось, что не все так проприетарно в вопросе многоуровневости и кеширования накопительной подсистемы в SOHO. По крайней мере, в среде Windows собрать в кучу кэш в ОЗУ, SSD и HDD можно попробовать.

Для этого существует платная, но с пробным периодом, программа от разработчика RAM-диска, рассмотренного выше. Это PrimoCache от Romex Software. Посмотреть можно по ссылке. Ключевой момент — никаких аппаратных привязок нет. Работает на любом компьютере, где есть ОЗУ и системный накопитель. Если системный накопитель — жесткий «винт», есть твердотельный диск и немного ОЗУ, то можно собрать это все в достаточно интересную многоуровневую систему. Это не значит, что нужно бежать и собирать, но ознакомиться для общего развития вполне стоит.

Для понимания возможностей давайте посмотрим на системный диалог — там на одном скриншоте видны основные нюансы работы.

Важной особенностью программы является наличие окна статистики, которое нам ответит на вопросы, которые остались неосвещенными выше по тексту, но, тем не менее, являются очень значимыми для полного понимания сути кэширования в накопителях.

Специально для этого материала я заранее установил рассматриваемую программу на домашнем ноутбуке на базе Core i3-2328M, 16 ГБ RAM, 250 ГБ HDD и 16 ГБ SSD. Характер нагрузки — офисно-домашний: несколько браузеров с десятками вкладок в каждом, мессенджеры, видео, музыка, офисные приложения. Все это загружено одновременно и почти никогда не закрывается. Нет игр, рендера, пережатия видео. Типичная SOHO-машина на старом процессоре. Старом, но не ржавом (с). С жестким диском в качестве системного он не мог даже полностью принять нагрузку на себя, т. к. скорость доступа к данным на диске была так себе. На ночь компьютер уходит в гибернацию.

В систему был добавлен SSD 16 ГБ на Phison S9 — т.е. без какого-либо DRAM-буфера — специально для целей кэширования и оценки его качества.

Аптайм приведенного скриншота составляет 100 дней. Для статистики вполне достаточно, как мне кажется. Давайте приступим к изучению.

Сверху указано текущее задание, кликнув по нему можно попасть в настройки конкретного задания. О них позже. Заданий может быть несколько.

Внизу слева в первом квадрате мы узнаем, что кэш-задание активно. Оно в конкретном случае состоит из 4 гигабайт кэша L1 — первого уровня. Это означает, что из 16 гигабайт памяти я отвел ровно четыре строго для целей кэширования. Размер можно выбрать любой. Четыре лично мне оказалось достаточно, но чем больше — тем лучше. Если в настройках выбрано кеширование как чтения, так и записи, то все, что с точки зрения ОС ходит с и на диск пройдет через эти 4 ГБ. Причем можно настроить время, через которое данные, отправленные на запись, покинут этот буфер в сторону диска. Время можно задать любое вплоть до бесконечности. Т.е. если оно будет так настроено, то данные, попавшие в буфер будут храниться там бессрочно, пока не будут замещены новыми. Если новых поступлений не будет, то у вас всегда там будет копия актуальных данных. Достаточно неплохо это все работает даже с 1–2 гигабайтами, отведенными из ОЗУ, но чем больше — тем больше данных будут доступны мгновенно. По сути, это RAM-диск, где крутятся актуальные данные.

Далее мы узнаем, что под L2-кэш отведено 13+ гигабайт. Это означает, что почти все 16 ГБ SSD я отвел под кэш жесткого диска на SSD. Оставлено немного неразмеченного места для упрощения работы контроллера при полном заполнении. В теории программа поместит в этот кэш КОПИИ популярных данных где-то на второе-третье обращение. Первично они будут прочитаны в кэш в ОЗУ с медленного «винта», но если вскоре к ним поступят новые обращения, то чтение произойдет из ОЗУ-кэша, а сами эти данные будут задублированы на SSD. Таким образом, при последующих обращениях, когда из ОЗУ-кэша данные будут вытеснены, их чтение произойдет не с медленного жесткого диска, а из копии в L2-кэше SSD. Т.е. с точки зрения системы и пользователя чтение будет проведено со скоростью SSD. Много или мало 13 гигабайт под кэш мы узнаем позже, но размер может быть любой. Его можно даже задать из системного SSD, на котором под это отвести раздел для кэширования «файлопомойки».

Storage — название конкретного кэширующего пространства. Их может быть много, например, под каждое задание отдельный кэш-раздел. Поэтому имя и прописано.

Block Size — размер блока в кэш задании. Чем меньше — тем лучше, но немного растет нагрузка на процессор (я этого не замечаю), а главное — растет нижний параметр Overhead. Это расход системной памяти на процесс кэширования. Чем меньше размер блока — тем больше расход. На 8 килобайтном блоке и 4 гигабайтах в ОЗУ это 308 мегабайт на обслуживание.

Strategy — у меня там стоит запись и чтение, но можно выбрать что-то одно и тогда только выбранная операция будет проходить через кэш в ОЗУ и SSD.

Deffer-Write — срок отложенной записи на физический диск. Если приходит запрос на запись, то таковая сначала пройдет в кэш в ОЗУ. Система будет думать, что запись произведена, но фактически данные до диска еще не дойдут. Сделано это для того, чтобы не тормозить работу системы медленным жестким диском — ведь с него в это время может что-то читаться. Отложенная запись подразумевает, что реальная запись пройдет позже и не ранее указанного времени. При этом фактически к диску пойдет обращение в момент, когда он может быть вообще в простое. Важно то, что запись пойдет пакетом с глубиной запроса более 1, т.к. задача-то сформирована. А даже тормозные жесткие диски такие задачи выполняют не на таких уж и плохих скоростях. Т.е. даже если были сгенерированы запросы на запись большого количества мелких файлов, то к моменту фактической записи это будет не рандоманя толпа, а последовательная очередь, что очень по-разному выглядит в бенчмарках. Если кэшировать так какой-нибудь Samsung Pro 970, то запись пройдет вообще почти мгновенно.

Mode — режим работы кэша. Это детали, которые рассмотрим позже.

Options — FlushSleep означает, что перед переходом в сон из кэша в ОЗУ все незаписанные данные будут фактически записаны на накопитель. При просыпании весь кэш в ОЗУ будет на месте. Это мера предосторожности на случай потери питания во сне.

Prefetch — режим сохранения кэша в ОЗУ на диск перед перезагрузкой или выключением. Если включено, то после перезапуска всё кэш-задание будет смонтировано в ОЗУ и по итогу весь набор типичных кэшированных данных будет доступен для чтения со скоростью ОЗУ. Сохраняется на жестком диске.

Правее у нас окно статистики, которая очень важна.

Итак, за 100 дней было подано запросов на чтение 754 гигабайт, при этом из кэшей прочитано 733! Т.е. в моем профиле работы попадание в кэш почти 97%. Это означает, что 97% данных были или в кэше в ОЗУ или на SSD. Всего 3% было прочитано с медленного жесткого диска или 22 гигабайта за 100 дней. Вероятно, это весь объем данных, с которыми я работал за это время, плюс надо сделать поправку на прошлые запуски кэша. Он мог подтянуть префетчем прошлую сессию, а это до 3 гигабайт, но скорее всего этого не было и 22 — это мой объем реального чтения с жесткого диска.

32,4% всего было прочитано из кэша на SSD. Я думал, будет больше. Т.е. 67,6 где-то процентов прочитано из 4 гигабайт кэша в ОЗУ.

L2-запись показывает, что за все 100 дней программа оценила как актуальные и достойные переноса на SSD около 65 гигабайт, но SSD у меня был только на 16 и поэтому со временем самое неактуальное вытеснялось из этого кэширующего тома. Т.е. будь у меня SSD на 64 гигабайта, то за это время он бы заполнился целиком, разгружая жесткий диск по и так слабенькому чтению. Естественно, что все исходные данные в целости лежат на жестком диске независимо от движения копий по L2-кэшу.

Далее видим группу важных показателей статистки о запросах записи на жесткий диск.

За 100 дней система сгенерировала запросов на запись 411 гигабайт, но до фактической записи дошло всего 61,5%. Это произошло потому, что актуальность записи части данных была утрачена по разным причинам до фактического их переноса из кэша в ОЗУ на физический жесткий диск. Экономия трети записи была бы актуальна, когда у твердотельных накопителей были проблемы с ресурсом. И, вероятно, будет актуальна для накопителей на QLC- и OLC-типах памяти, где каждая перезапись, похоже, будет на счету в случае малых объемов самих накопителей.

Deffered Blocks — текущая очередь на запись в кэше ОЗУ.

Trimmed — не дошедшие до записи.

Prefetch — наработанный кэш в ОЗУ, который был смонтирован при загрузке системы.

Общая логика работы программы выглядит так.

Ну и коротко об эффективности работы с точки зрения популярной и наглядной тестовой утилиты. Слева кэш выключен, справа — включен.

Помните наши три способа выше прочувствовать скорости RAM-диска, из которых мы озвучили лишь два? Надеюсь, вы заметили, что п.3 там не было? Это как раз третий. Браузерный кэш в этом случае будет закэширован в т.ч. в кэш в оперативной памяти, который работает аналогично RAM-диску. Сам браузер с большим количеством окон будет отлично стрелять, т. к. тоже будет закэширован префетчем в кэш в ОЗУ при загрузке ОС. В крайнем случае, он стартует из копии на SSD L2-кэше, ну и кэш самого браузера в худшем случае будет задублирован на L2, что внешне приведет к работе на скорости, идентичной чистому системному SSD. Не запутались где какой кэш?

Как вам увеличение случайной скорости чтения мелких файлов примерно в 1150 раз? Выглядит впечатляюще, но есть один нюанс. Выше в разделе «SSD без кэша не бывает» мы заметили, что «Именно поэтому в ряде популярных тест-утилит скоростей SSD если тестовый образец, сгенерированный утилитой, поместится целиком в такую прокладку и будет тут же прочитан в ходе теста, то эти самые утилиты могут показывать скорость именно быстрой кэш-прокладки, а не основного массива!» Это как раз тот случай. Утилита показывает скорости работы именно кэша, а не основного массива. Т.е. мы фактически видим результаты тестирования скорости работы DDR3, установленной в нашем ноутбуке, часть которой жестко отведена под дисковый кэш и по факту является своего рода RAM-драйвом. Если тестовый пакет данных за пределы кэша не выйдет, то все будет примерно как выше справа, но если выйдет, то показатели устремятся к левому скриншоту. В конкретном случае у меня 4 ГБ из ОЗУ выделено под кэш накопителей, а тестовый образец, как видно – всего 2 гигабайта. Такой выбор был сделан сознательно для иллюстрации ситуации. Чтобы понять, как все будет выглядеть на практике, приведем скриншот с тестовым образцом заведомо более кэша — 8 гигабайт. Замер, опять же, не лабораторный, а чисто индикаторный (точное исследование скоростей в данном материале как задача не ставится, да и сами скорости в этом случае будут сильно зависеть от конкретного железа, например поколения DDR), но по нему видно, что вклад кэша в чтение за его пределами есть, но представляет он собой чисто среднее измерений по всему тестовому заданию. А вот запись такая красивая, т.к. утилита сначала создает тестовый образец и пишет его на накопитель, т.е. к части теста «запись» он, тестовый образец, уже был на целевом накопителе почти целиком заранее, поэтому и цифры такие.

Строго аналогичная ситуация происходит при тестировании отдельных накопителей с DRAM-кэшем и кэширующими SLC-буферами. Тестирование позволяет оценить размеры буферов и прикинуть режимы их работы, но управлять логикой все равно нельзя. Это прерогатива прошивки. И если буфер объемный, то и скорости в процессе работы будут приближены к скорости самого буфера. Мухлеж это или нет со стороны производителей — решать вам, а наша задача вас ознакомить с физической и логической сутью происходящего для самостоятельного принятия обоснованных объективной информацией решений.

Как бы там ни было, но все это очень позитивно сказывается на пользовательском опыте и отзывчивости системы в целом. Т.е. вполне реально оставить системным даже жесткий диск при наличии хотя бы 16 гигабайтного твердотельного накопителя под кэш, причем совершенно любого, т.к. если у вас системным — SSD, а под файлы или игры все еще жесткий диск, то можно на системном накопителе выделить область для кеширования HDD и таким образом закэшировать его. Это удобно для игр, т.к. в кэше будет храниться текущая игра, а когда пользователь начнет играть в другую, то она заместит в кэше старую. Если же кэша будет достаточно, то там будут задублировано все, что физически поместится, ведь как видно из схемы вверху все данные по умолчанию будут проходить кэширование. Единственным нюансом будет то, что первичное чтение некоторых данных будет происходить с медленного жесткого диска. Но, как мы увидели выше, их немного в типичном пользовательском сценарии. Кэшируется даже файл подкачки Windows, он же «своп».

Кстати кэширующим накопителем PrimoCache позволяет установить и Optane, т.к. за пределами своей экосистемы он видится как обычный NVMe-накопитель в системе. Т.е. может быть назначен кэширующим со всеми «плюшками» его скорости. Intel расщедрилась и, в отличии от прошлых решений, позволила пользователю вкусить скорости Optane таким пробником, а могли бы и не оставить такой форточки.

Важный момент — чтение из кэша идет уже на стадии загрузки ОС, так что загрузка частично проходит из быстрого твердотельного накопителя даже в случае с системным SSD. Т.е., например, Optane можно ускорять даже Samsung 970 Pro в сценарии работы с мелкими файлами.

И напоследок подчеркну — никто не заставляет иметь сегодня системным жесткий диск. Но даже если он не системный, а просто есть, то его имеет смысл кэшировать и тогда на него вполне можно будет опереться в случае объемных данных для работы или игр и не считать совсем уж рудиментом в системе. Причем закэшировать можно как частью системного SSD, так и любым сторонним, установленным специально для этой цели — благо цены позволяют.

Все это приведено в строго исследовательских целях повышения отдачи от имеющегося железа. И было бы просто замечательно, если бы что-то хотя бы отдаленно подобное предлагалось как часть настроек ОС. Шаг в эту сторону сделали Samsung и Crucial, but more is needed…

Какие главные выводы из прочитанного:

• Кэширование — актуальный процесс, встречающийся повсеместно: от процессора до самого медленного накопителя. Кэшируют все, всё и везде. Кто не кэширует — тот обманывает.
• В современных условиях больших объемов доступной оперативной памяти и дешевых SSD можно и нужно организовывать кэширование любыми доступными средствами. Даже если у вас системным диском крутой Samsung 970 Pro и жесткий диск под хранилище — имеет смысл выделить несколько гигабайт твердотельного диска под кэш HDD. Или даже отдельный самый дешевый SSD для этих целей. Вряд ли у кого-то будет активных данных больше, чем на 100–200 гигабайт разом. А самый дешевый твердотельный диск сегодня стоит недорого и до конца года, видимо, будет дешеветь. Ну и сам 970 Pro вполне возможно закешировать чем-то более быстрым типа Optane и тогда приход позитива от обладания крутыми «железками» будет трансформирован в реальное повышение скорости работы с мелочью даже на топовых из адекватных по цене накопителях.
• Совершенно непонятно, почему подходы PrimoCache или аналогичные не организованы хотя бы базово в части управления в Windows? Конечно, там есть базовое кэширование, но эффективность его работы разительно отличается от предлагаемого сторонним ПО. Да и логику работы настраивать никак не предлагается.
• Аппаратные гибриды в случае открытой архитектуры и п.2 банально нужны еще меньше, чем в период их расцвета, т.е. чуть менее чем никак, т.к. все тематические задачи кэширования совершенно реально организовать прикладным ПО на уровне драйверов. Разве что какие-то ну уж очень узкоспециализированные «железки» под совсем нетипичные задачи могут быть нужны. Мы сейчас в основном о Windows, но в других ОС все это тоже давно присутствует в том или ином виде.
• В Enterprise все уже давно реализовано.

Может я это все придумал, и концепция нежизнеспособна?

Может это самообман и CrystalDiskmark неадекватен? Может это вообще никому не нужно при текущих ценах на SSD и завтра все забудут о жестких дисках? Но вспомним Блока:

Умрешь — начнешь опять сначала
И повторится все, как встарь:
Ночь, ледяная рябь канала,
Аптека, улица, фонарь.

К чему Блок? А вот к чему — Intel совсем недавно выпустил в продажу… гибрид! Внезапненько так. h20 называется. Коротко об изделии на слайде:

Если кто не в курсе — это аппаратная склейка из специфической QLC-памяти, закешированной молниеносным Optane, на одном NVMe-накопителе. Помните же — QLC тормозная на запись и это надо как-то закостыливать. «Оптаном», например.

Ничего не напоминает? Не новые ли это технологичные проприетарные грабли, на которые уже наступали? Не похоже ли это на гибриды, которые мы уже отвидели, но на новом уровне? Почему вообще без DRAM-буфера? Не выделит ли комплектное ПО еще и кэш в ОЗУ перед Optane? Почему работает только со специфическим драйвером, на избранных системах, а не «из коробки» в любых?

Обратите внимание на соотношение «Оптана» и QLC в растворе: 16+256, 32+512, 32+1024. Т.е. в Intel посчитали, что 16 гигабайт кэша на четверть терабайта накопителя достаточно. Это сильно похоже на наш сценарий в PrimoCache, но я-то 16 гигабайтный SSD за копейки для теста брал из бомжатских соображений, а Intel что — боится итогового ценника, если цифры осовременить?

Занимательно, что в товарном образце, в отличие от маркетингового мусора выше, DRAM таки просматривается вполне определенно.

«Без одежды» выглядит так. Раздевали в Storagereview.

Неужели опомнились в последний момент? Или это был маневр по обману конкурентов отсутствием чипа буфера на ранних стадиях? Или без DRAM рулить адресацией в таких сочленениях тяжеловато?

Кстати, вполне вероятно, что конкуренты ответят лошадиными объемами DRAM-буферов в своих решениях на OLC, т.к. QLC уже более-менее оформлены в изделиях, а Optane им никто не продаст. Напомним, что все это происходит на падении рынка полупроводников и перед открытием китайскими товарищами новых мощностей.

Т.е. ставить DRAM будут везде (вендоры не снизят поставки, чтобы не потерять долю рынка перед китайцами, а производители конечных товаров, пользуясь ситуацией, могут нарастить объемы памяти в устройствах почти при тех же ценах ну или снизить цены в ритейле еще сильнее), но не в Intel. Для страховки от неприятностей таки увидим в перспективных конкурирующих решениях еще и батарейки — ведь в случае чего гигабайта четыре из DRAM-кэша надо будет дописать успеть. Но это конфабуляции о будущем. Вы же помните, что в этой части мы конфабулируем?

В прошлый раз мы писали о пересекающихся гарантия SSD и НЖМД. Сделай Microsoft настраиваемое кэширование, то их мож(д)но было бы продавать kit-ами, но это уже фантазии и без допинга особого рода нам не попасть в фазу креативного мЫшления маркетологов.

По сути все вышеописанное не столько конкурирующие технологи, сколько взаимодополняющие, как видим. Далеко не все ресурсы традиционных технологий в полной мере освоены. Более широкий выбор позволяет более гибко подходить к конфигурированию под конкретные задачи и самые интересные решения, в т.ч. программного плана, надеюсь, еще впереди.

Титры

Спасибо дочитавшим до конца более 90000 знаков с пробелами. Теперь вы знаете больше. Свои отзывы и предложения прошу оставлять в комментариях. Возможно, я что-то не осветил или кто-то с чем-то не согласен, и мы вместе повысим образовательный уровень наш и тех, кто эту статью найдет в поиске в будущем.

P.S. В части более бытового использования рассмотренной технологической концепции заметим, что в вашем домашнем обратноосмотическом фильтре воды низкая производительность фильтрующей мембраны… закэширована накопительным баком.

Пока longread готовился к публикации, благая весть поступила от Intel в виде анонса следующего этапа продвижения кэширющих Optane — модулей М15 под PCI-E 4.0. Максимальный объем теперь составляет 64 гигабайта, что уже ближе к реальности. Но самое главное — обещают рост скорости по мелкоблочке раза в два! Т.е. мегабайт до 500–600 в секунду. Это будет очень интересно не только протестировать, но и просто  установить систему и узреть чистое сияние прогресса. Важно при этом другое — о железных изменения в части контроллера или самой памяти не сообщается, а просто за счет PCI-E 4.0 скорость мелкоблочки так возрасти не могла, разве что из-за распараллеливания нагрузки. Т.е. самое интересное по теме у нас впереди и оно уже становится более-менее доступно в ритейле.

все, что нужно знать о кэшировании SSD и его повышении производительности

Вы, наверное, слышали о кэшировании SSD (твердотельный накопитель) и о том, как выделение определённой части вашего SSD в качестве кеша может помочь повысить производительность вашей системы, но что именно такое кеш SSD?

Если вы здесь для этого, у нас есть всё, что вам нужно знать об этом.

Содержание

1. Что такое кеш?
2. Что такое SSD-кеш?
3. Типы кэширования SSD
4. Кэширование SSD с обходом записи
5. Кэширование SSD с обратной записью
6. Кэширование SSD со сквозной записью
7. Какой тип кэширования SSD лучше всего подходит для вас?
8. Как работает кэширование SSD?
9. Как это помогает мне сэкономить деньги?
10. Что мне нужно для правильного выполнения кэширования SSD?
11. Если вы используете процессор Intel
12. Включение технологии Intel Smart Response (SRT)
13. Если вы используете процессор AMD
14. Другие моменты, на которые следует обратить внимание
15. Включение AMD StoreMI
16. Создание загрузочного многоуровневого диска StoreMI — добавление SSD к существующему загрузочному диску HDD
17. Увеличьте ёмкость существующего загрузочного диска SSD
18. Оценка эффективности
19. Тест копирования файлов
20. Установка программы
21. Время загрузки Windows
22. Кэш SSD и SYSMark 2012
23. Офисная производительность
24. Веб-разработка
25. Данные / Финансовый анализ
26. Управление системой
27. Игровая производительность
28. Вывод

Что такое кеш?

Прежде чем мы перейдём к обсуждению кешей SSD, давайте сначала определим, что такое кеш…

Вы можете думать о тайнике как о складском помещении, где предметы хранятся для будущего использования.

В случае компьютерного кеша — это пространство в аппаратном обеспечении вашего компьютера (ОЗУ, ЦП, жёсткий диск, SSD), в котором хранятся как недавно, так и часто используемые программы, чтобы ваш компьютер мог легко загрузить их в следующий раз, когда они вам понадобятся. По сути, это сокращает время загрузки и помогает программам выполняться намного быстрее.

Хорошим примером кеша является кеш вашего веб-браузера. Изображения, HTML, Javascript и другие данные кэшируются локально, когда вы просматриваете Интернет, поэтому часто посещаемые вами страницы загружаются быстрее при следующем их открытии.

Что такое SSD-кеш?

Кэш SSD — это когда вы используете часть или весь SSD в качестве кеша (минимум 18,6 ГБ). Итак, кэширование SSD, также известное как флеш-кеширование, представляет собой процесс хранения временных данных на микросхемах флэш-памяти SSD. А поскольку твердотельные накопители используют быстрые ячейки флэш-памяти NAND, запросы данных и общая производительность вычислений будут значительно выше.

Фактически, если вы используете только обычный жёсткий диск, то кэширование SSD является одним из самых экономичных обновлений, которые вы можете сделать в обмен на более быструю загрузку и загрузку. Мы говорим о переходе с 30 секунд загрузки (или дольше) до 8 секунд (более или менее), и вы получите более отзывчивую систему в целом. Мы расскажем больше о том, как это может сэкономить вам деньги в ближайшее время.

Однако, если вы уже используете SSD в качестве единственного средства хранения, то от кэширования SSD вы ничего не выиграете.

Типы кэширования SSD

Существуют разные типы кэширования SSD, которые могут использоваться, соответственно, в разных обстоятельствах:

• Кэширование SSD с обходом записи
• Кэширование SSD с обратной записью
• Кэширование SSD со сквозной записью

Кэширование SSD с обходом записи

Кэширование SSD с обходом записи — это процесс прямой записи данных в основное хранилище с первоначальным обходом кеша. Однако, поскольку данные, которые в конце концов кэшируются, сначала отправляются на фактический SSD, процесс перемещения этих данных обратно в кеш будет медленнее. В конце концов, нет кеша, который помогал бы перемещать вещи в кеш (это просто кеши полностью вниз…).

Тем не менее, эта система невероятно эффективна, потому что данные копируются обратно в кэш только тогда, когда данные распознаются как «горячие» (другими словами, когда данные определены для частого использования). Это означает, что кеш не будет переполнен нерелевантными данными и будет кэшировать только те данные, для которых кэширование наиболее выгодно.

Кэширование SSD с обратной записью

Кэширование SSD с обратной записью сначала записывает данные в кэш SSD, а затем отправляет их на основное устройство хранения только после того, как данные были полностью записаны в кэш SSD.

Помните, что кэширование намного лучше, чем обычные операции чтения-записи, поэтому это приводит к низкой задержке как для операций записи, так и для операций чтения. Но в случае сбоя кеша кэшированные данные будут потеряны. Вот почему производители, использующие этот тип кэширования, вкладывают средства в продукты, которые делают дублирующие записи, чтобы обойти проблему.

Кэширование SSD со сквозной записью

Кэширование SSD со сквозной записью одновременно записывает данные как в кэш SSD, так и в хранилище основного устройства. В наши дни это также широко используемые решения для кеширования и гибридного хранения.

Данные будут доступны из кэша SSD только тогда, когда хост подтвердит, что операция записи завершена как в кэше SSD, так и на основном устройстве хранения.

Какой тип кэширования SSD лучше всего подходит для вас?

• Кэширование SSD с обходом записи лучше всего подходит, если вы не хотите переполнять кеш данными, которые вы не будете использовать очень часто. Однако это приводит к увеличению задержки при загрузке распознанных «горячих» данных обратно в кэш.
• Кэширование SSD с обратной записью является самым быстрым, поскольку ему не нужно ждать завершения базового хранилища. Но даже несмотря на то, что это решает проблемы с задержкой, данные всегда будут подвергаться риску, поскольку сбой питания может повредить данные.
• Кэширование SSD со сквозной записью — наиболее распространённый сегодня тип кэширования. Данные записываются как в кеш, так и в базовое хранилище одновременно, и запись считается завершённой только тогда, когда она записывается в ваше хранилище. Это делает его самым безопасным, но и самым медленным методом.

Как работает кэширование SSD?

Независимо от того, как данные кэшируются, файлы, необходимые для запуска программы, будут загружаться с накопителя в соответствии с иерархией различных уровней временного хранилища.

Обычно это начинается с самой быстрой кэш-памяти вплоть до самой медленной кэш-памяти, в зависимости от времени отклика данных. Таким образом, быстро отвечающие файлы отправляются прямо в кеш ЦП, а данные с более медленным откликом поступают в ОЗУ, а затем — по крайней мере, в приведённом ниже примере — жёсткий диск появляется последним.

Хитрость? Хотя жёсткий диск является самым медленным из них — а это означает, что вы не хотите получать доступ к данным, которые находятся там слишком часто, — он также содержит большую часть ваших данных.

Однако, когда кэширование SSD настроено, оно находится между ОЗУ и жёстким диском, поскольку его скорость кеширования выше, чем у жёсткого диска (но всё же медленнее, чем у ОЗУ).

Добавление в систему ещё одного места для поиска данных — вот что делает всё быстрее, поскольку кэш SSD значительно быстрее, чем обычные кеши жёстких дисков.

Как это помогает мне сэкономить деньги?

Покупка SSD того же размера, что и ваш жёсткий диск, стоит очень дорого. Однако небольшой SSD не должен прожечь огромную дыру в вашем кошельке. Так что, если SSD на 500 ГБ для вас слишком дорого, SSD на 64 ГБ или даже 32 ГБ должно быть более чем достаточно, чтобы дать вам огромный прирост скорости без чрезмерных затрат.

Что мне нужно для правильного выполнения кэширования SSD?

Если вы используете процессор Intel

Использовать память SSD NAND в качестве кеш-памяти в системе Intel очень просто, и всё, что вам нужно, это следующее:

• Системная плата для настольных ПК на базе набора микросхем Intel^® Z68, Z87, Q87, H87, Z77, Q77 или Intel^® H77 Express
• Процессор Intel^® Core ™ в корпусе LGA 1155 или 1150
• Системная BIOS с режимом SATA, установленным на RAID
• Программное обеспечение Intel^® RST версии 10. 5 или более поздней версии
• Один жёсткий диск или несколько дисков в одном томе RAID
• Твердотельный накопитель (SSD) минимальной ёмкостью 18,6 ГБ
• Операционные системы Windows 7, Windows 8 или Windows 10 (32-разрядная и 64-разрядная версии)

Прежде всего настройте режим SATA в BIOS.

Шаг 1. Включите компьютер и несколько раз нажмите клавишу F2, чтобы загрузить меню BIOS.

Шаг 2: перейдите к опции » Настроить диски SATA».

Шаг 3: Выберите настройку для Chipset SATA Mode и измените значение на RAID.

Шаг 4: Нажмите клавишу F10, чтобы сохранить настройки и перезапустить систему.

Включение технологии Intel Smart Response (SRT)

Для использования кэширования SSD, убедитесь, что вы установили все необходимые драйверы устройств и последней версии программного обеспечения Intel SRT здесь. Когда закончите, выполните следующие действия:

Шаг 1. Откройте и запустите программное обеспечение Intel RST.

Шаг 2: Нажмите Включить ускорение в меню «Состояние» или » Ускорение».

Шаг 3: Выберите SSD для устройства кэш-памяти.

Шаг 4: Выберите размер SSD для выделения в качестве кэш-памяти.

ПРИМЕЧАНИЕ. Оставшееся пространство на твердотельном накопителе можно использовать для хранения данных с помощью однодискового тома RAID 0, который создаётся автоматически.

Шаг 5: Выберите том (диск) RAID, который вы хотите ускорить.

Шаг 6: Выберите либо расширенный режим (сквозная запись), либо расширенный режим (обратная запись).

Примечание: Максимальный режим оптимизирует производительность ввода / вывода, а расширенный режим оптимизирует защиту данных. Если вы не уверены, выберите расширенный режим. При этом данные одновременно записываются как в кэш SSD, так и в хранилище основного устройства, чтобы гарантировать, что данные не будут потеряны при отключении питания или внезапном отключении питания.

Шаг 7: Щёлкните ОК. Страница должна обновиться, и должно появиться приглашение показать, что новая конфигурация ускорения успешно настроена. После всего этого ваши данные будут кэшироваться на SSD!

Если вы используете процессор AMD

Благодаря недавнему выпуску StoreMI (проприетарного программного обеспечения от AMD, которое функционирует так же, как программное обеспечение Intel Smart Response Technology), пользователи AMD теперь могут использовать преимущества скорости SSD при использовании жёсткого диска в качестве основного устройства хранения.

Прежде чем вы сможете использовать твердотельный накопитель в качестве кэша для жёсткого диска в системе AMD, ваша система должна соответствовать минимальной конфигурации:

• Материнская плата AMD RyZen, серии 4xx
• Минимум 4G RAM (6G RAM для поддержки кеш-памяти RAM)
• Безопасная загрузка НЕ ​​включена (дополнительные сведения см. В документации по системе)
• Никаких других SSD-кешей или программных RAID-решений AMD не установлено.
• В настройках диска SATA в BIOS установлено значение AHCI, а не RAID.
• Операционная система Windows 10

Другие моменты, на которые следует обратить внимание

• StoreMI поддерживает не только настольные компьютеры Ryzen, но также поддерживает настольные процессоры A ‐ series / Athlon (в материнских платах серии 4xx с сокетом AM4) и процессоры Ryzen Threadripper (в материнских платах sTR4).
• Если вы хотите использовать загрузочные уровни размером> 2 ТБ, система должна быть настроена для загрузки в режиме UEFI с загрузочной установкой ОС Windows UEFI, поскольку Windows 10 не поддерживает загрузочные диски> 2 ТБ в устаревшем режиме загрузки.
• Убедитесь, что вы устанавливаете Windows на жёсткий диск, а не на твердотельный накопитель при запуске новой установки Windows, чтобы избежать проблем в долгосрочной перспективе.
• При преобразовании загрузочного диска SSD или NVMe, размер которого превышает 256 ГБ, требуются дополнительные действия. (См. ВАЖНО в разделе » Создание загрузочного многоуровневого диска StoreMI — Добавление твердотельного накопителя к существующему загрузочному диску с жёстким диском » ниже)

Прежде всего, как и в первом шаге выше, найдите в BIOS режим SATA и установите для контроллера SATA значение AHCI, а не RAID. После этого нажмите клавишу F10, чтобы сохранить и перезапустить систему.

ВАЖНОЕ ЗАМЕЧАНИЕ ПО КЭШЕНИЮ SSD: Кэширование SSD может улучшить ваше общее впечатление и производительность, но помните, что это также влияет на срок службы вашего SSD. Прочтите больше о надёжности SSD, чтобы узнать больше об этом.

Включение AMD StoreMI

Убедитесь, что вы загрузили и установили последнюю версию программного обеспечения и драйверов AMD StoreMI, нажав кнопку СКАЧАТЬ СЕЙЧАС, расположенную здесь. При появлении запроса перезагрузите систему, чтобы завершить установку.

Примечание : при использовании экспресс-опции для установки вы можете дополнительно просмотреть текущий диск.

конфигурации с помощью параметра информации AMD Drive Controller, чтобы проверить настройку диска.

Создание загрузочного многоуровневого диска StoreMI — добавление SSD к существующему загрузочному диску HDD

Шаг 1. Нажмите кнопку » Создать загрузочный StoreMI» после открытия приложения StoreMI.

Шаг 2. Преобразуйте существующий загрузочный диск в многоуровневый диск StoreMI.

Примечание. Правильные диски обычно выбираются автоматически, если вы выбираете Auto Drive Select. В противном случае вам будет предложено выбрать, какой диск переходит на быстрый уровень (ваш SSD), а какой диск переходит на медленный уровень (ваш жёсткий диск), если вы выбираете диски вручную. Не беспокойтесь, если вы видите диск, выделенный серым цветом, потому что он используется как диск с данными или как раздел.

Шаг 3 : Нажмите кнопку » Создать», следуйте инструкциям и перезагрузите систему, когда будет предложено.

Шаг 4. При загрузке Windows убедитесь, что система правильно загрузилась из StoreMI, открыв Диспетчер дисков (введя diskmgmt.msc через командную строку ), а также для доступа к возможности расширения тома Windows.

Примечание. Если расширение загрузочного тома не было завершено автоматически, щёлкните правой кнопкой мыши раздел C: в диспетчере дисков и нажмите » Расширить том», чтобы вручную развернуть загрузочные тома.

ВАЖНО: Следует также отметить, что StoreMI поддерживает только быстрый уровень ёмкости 256 ГБ. Если у вас есть SSD, на котором нет операционной системы с объёмом памяти более 256 ГБ, оставшаяся неиспользованная ёмкость будет представлена ​​как дополнительный виртуальный SSD, который вы можете отформатировать и использовать в качестве временного хранилища.

Но помните, что выбор опции Remove StoreMI также удаляет дополнительный виртуальный SSD, который используется в качестве временного хранилища, поэтому убедитесь, что вы сделали резервную копию всего на этом виртуальном SSD, прежде чем выполнять процесс удаления.

Увеличьте ёмкость существующего загрузочного диска SSD

Шаг 1. Откройте приложение StoreMI и нажмите » Создать загрузочный StoreMI».

Шаг 2 : Выберите доступный пустой SSD или HDD из вариантов. Вручную выберите доступный SSD или HDD, если система не делает этого автоматически.

Примечание. Если на твердотельном накопителе имеется более 256 ГБ памяти, появится сообщение о том, что оставшееся пространство можно использовать как обычный диск. Но имейте в виду, что вам понадобится сторонний инструмент миграции, чтобы перенести ОС с загрузочного диска на твердотельный накопитель большей ёмкости. Сделайте это сначала, когда будет предложено, и удалите ОС с меньшего SSD после завершения. Когда процесс миграции завершится, переходите к шагу 3 ниже.

Здесь также стоит отметить, что содержимое виртуального SSD будет удалено, если вы выберете опцию Remove StoreMI.

Шаг 3 : Нажмите кнопку » Создать», следуйте инструкциям и перезагрузите систему, когда будет предложено.

Шаг 4. При загрузке Windows убедитесь, что система правильно загрузилась из StoreMI, открыв Диспетчер дисков (введя diskmgmt.msc через командную строку ), а также для доступа к функции расширения тома Windows.

Кроме того, вы также можете включить функцию кеширования ОЗУ с помощью утилиты конфигурации StoreMI, которая находится на панели задач. Просто откройте утилиту StoreMI, используйте опцию » Изменить настройки» и выберите доступный режим кеширования ОЗУ: 2 ГБ. Чтобы подтвердить изменение, нажмите » Изменить уровень«.

Оценка эффективности

Тесты проводились на самом твердотельном накопителе, на самом жёстком диске, а также на жёстком диске и твердотельном накопителе, настроенных как кэш Smart Response Technology с использованием программного обеспечения Intel SRT. Я скажу вам заранее: возвращение к механическому жёсткому диску для установки Windows и выполнения тестов после того, как в течение многих лет не использовались только твердотельные накопители, было мучительно медленным. Вот мой субъективный анекдот для статьи. 🙂

Однако мы не тестировали кэширование SSD с помощью программного обеспечения AMD StoreMI, но мы были бы склонны ожидать аналогичных результатов.

Следует отметить, что до тех пор, пока данные не будут фактически кэшированы на SSD, они будут работать с механического диска. Однако, если бы мы предварительно кэшировали всё программное обеспечение, результаты тестов были бы искажены. Чтобы воспроизвести реалистичную среду тестирования, я установил Windows и всё тестовое программное обеспечение на механический привод, а затем установил кеш, как обычно делает пользователь.

Во-первых, давайте посмотрим на некоторые быстрые результаты «мгновенного удовлетворения». Повлияет ли кэширование SSD на скорость копирования файлов? Как насчёт установки новых программ и загрузки Windows?

Тест копирования файлов

Чтобы проверить производительность копирования файлов, мы скопируем установочный каталог Steam размером 22 ГБ с твердотельного накопителя Samsung 830 Series в каждую настройку диска. Это расскажет нам, как влияет реальная скорость записи. Если кэширование SSD используется правильно, оно должно быть примерно таким же, как у выделенного SSD:

Итак, копирование файла с другого диска на кэшированный диск примерно такое же, как копирование на выделенный SSD. Отсюда программное обеспечение продолжит копирование файлов на механический диск, позволяя перезаписывать данные более важными данными.

Установка программы

Затем мы установим программу с одного и того же SSD на каждую настройку диска. Это должно быть похоже на прямую копию файла. В качестве примера мы используем Photoshop CS6:

Ещё раз, кеш позволяет нам устанавливать на диск со скоростью SSD. Как видите, разница огромна: время сокращается более чем вдвое.

Время загрузки Windows

Всем известно, что самое заметное улучшение производительности, которое может дать SSD, — это время загрузки Windows. В то время как механическим дискам требуется больше минуты для загрузки Windows, SSD может сделать это менее чем за 10 секунд — это первое, что замечает большинство пользователей SSD после установки нового диска. Но что, если вы используете кэшированный диск?

После первой перезагрузки системы важные файлы Windows отправляются в кеш, а раздел кеша работает так же, как SSD.

Далее мы приступим к работе и посмотрим, как кэшированный диск работает в реальных офисных приложениях:

Кэш SSD и SYSMark 2012

SYSMark 2012 — идеальное приложение для тестирования производительности кэша SSD в офисных приложениях. Поскольку он запускает заранее запрограммированные задачи через реальные приложения в реальном времени, он позволит отразить в оценках любые улучшения, внесённые за счёт увеличения времени загрузки программ и данных.

На этот раз мы не выполняли «кондиционирующий прогон», который позволил бы предварительно загрузить большую часть данных в кэш-диск, что немного исказило бы результаты. Вместо этого мы взяли среднее значение трёх прогонов каждого теста. Это даёт нам представление об общей производительности кэш-накопителя SSD после того, как он использовался в течение некоторого времени.

Следует отметить, что даже небольшое увеличение балла является значительным, поскольку это не тест хранилища, а общий тест производительности системы. Мы будем пропускать комплекты, которые ограничены исключительно процессором, а не производительностью хранилища (3D-моделирование, кодирование мультимедиа).

Офисная производительность

Некоторые из этих действий выполняются одновременно для моделирования типичного многозадачного поведения.

Используемая программа	Задачи выполнены
ABBYY FineReader Pro 10	Объедините несколько отсканированных страниц из сложного документа в зашифрованный документ PDF с помощью оптического распознавания символов (OCR)
Microsoft Word 2010	Используйте передовую программу оптического распознавания текста, чтобы преобразовать отсканированные страницы сложных и простых документов в редактируемые текстовые документы.
Adobe Acrobat Pro 9	Создайте PDF-файл с заполняемыми полями формы из отсканированных страниц
Adobe Flash Player 10.1	Создавайте и просматривайте сложные презентации, включающие картинки и видео.
Microsoft Excel 2010	Используйте программу для работы с электронными таблицами для анализа данных
Microsoft Internet Explorer 8	Используйте несколько вкладок для просмотра блога, интернет-магазина, вики-сайта и сайта социальной сети.
	Проверить почту в приватном сеансе браузера
	Создайте сообщение в блоге и выполните слияние
Microsoft Outlook 2010	Читайте, создавайте и ищите электронные письма
	Создать и выполнить правило для почтового ящика
Microsoft PowerPoint 2010	Создавайте и просматривайте сложные презентации, включающие картинки и видео.
Mozilla Firefox 3.6.8	Используйте несколько вкладок для просмотра блога, интернет-магазина, вики-сайта и сайта социальной сети.
	Проверить почту в приватном сеансе браузера
	Создайте сообщение в блоге и выполните слияние
WinZip Pro 14.5	Архивируйте разнообразный набор файлов в один зашифрованный файл

Поскольку в этом пакете выполняется так много общих задач, это, вероятно, самый значимый результат для большинства людей. И, как вы можете видеть, кэш SSD работает очень хорошо, обеспечивая огромный прирост производительности по сравнению со стандартным механическим жёстким диском.

Веб-разработка

Используемая программа	Выполненные процессы, связанные с веб-разработкой
Adobe Photoshop CS5 расширенный	Разместите графику и создайте значки для веб-сайта с помощью приложения для редактирования изображений.
	Используйте пакетную обработку, чтобы управлять набором фотографий для использования в веб-фотогалерее.
Adobe Premiere Pro CS5	Объединяйте изображения, видеоклипы и аудио в видео с помощью приложения для редактирования видео, а затем кодируйте видео в формат, готовый к использованию в Интернете.
Adobe Dreamweaver CS5	Соберите графику, галерею и видео в функциональный веб-сайт с помощью приложения для веб-разработки, исправляя ссылки и перемещая документы по мере необходимости.
Microsoft Internet Explorer 8	Предварительный просмотр страниц в нескольких веб-браузерах
Mozilla Firefox 3.6.8

Точно так же пакет веб-разработки значительно выигрывает как от чистого SSD, так и от SSD-кеша.

Данные / Финансовый анализ

Используемая программа	Задача выполнена
Microsoft Excel 2010	Создавайте прогнозы продаж по регионам и валютам на основе исторических данных, а также создавайте сводные графики и сводные таблицы с помощью приложения для работы с электронными таблицами.

Загрузка таблиц в Excel происходит намного быстрее с SSD, и SSD-кеш также хорош в этом тесте.

Управление системой

Используемая программа (ы)	Выполненные процессы, относящиеся к управлению системой
Mozilla Firefox (несколько версий)	Установите, а затем обновите приложение, используя полный установщик приложения и установщики исправлений.
WinZip Pro 14.5	Выполните (смоделированное) полное резервное копирование системы с использованием шифрования, а затем, после внесения изменений в исходный набор данных резервной копии, выполните две зашифрованные инкрементные резервные копии.
	Восстановить обе резервные копии
	Создайте зашифрованный архив различных конфиденциальных файлов для передачи по незащищенным каналам связи и еще один незашифрованный архив различных файлов.
	Распакуйте исходную резервную копию и две инкрементные резервные копии
Командная строка WinZip 3.2	Распакуйте зашифрованные и незашифрованные архивные файлы

Этот тест включает в себя чтение и запись большого количества файлов с шифрованием и сжатием. Опять же, кеш SSD работает так же хорошо, как и автономный SSD.

Кроме того, позвольте мне напомнить вам, что это общий тест производительности системы, поэтому тот факт, что оценки значительно улучшаются при простой установке диска за 100 долларов и использовании его в качестве кеша, довольно впечатляет и говорит нам почти всё, что нам нужно знать.

Но прежде чем делать какие-либо выводы, давайте посмотрим на игровую производительность:

Игровая производительность

Чтобы увидеть, как кэш-накопитель SSD может повлиять на производительность в играх, мы загрузим несколько игр и измерим время загрузки уровня. Тесты выполнялись трижды (чтобы данные можно было кэшировать) с перезагрузкой между каждым запуском (в противном случае в игру вступает ОЗУ).

После кэширования игры уровень загружается так же, как на выделенном SSD. Обратите внимание: все они загружаются примерно на 7 секунд быстрее с кешем SSD или SSD. И, если вы играли в Skyrim, вы знаете, что эти дополнительные 7 секунд здесь и там могут иметь огромное значение.

Если вам интересно, сколько времени или сколько загрузок требуется для кэширования игры, ответ — по моему опыту — один раз. Возможно, вам придётся мириться с нагрузкой на уровне 15-20 секунд, если вы не играли в игру какое-то время, но как только вы это сделаете, данные будут кэшированы, и они снова начнут работать с SSD. Всё это делается без какого-либо вмешательства со стороны пользователя.

Вывод

Ясно, что результаты тестов говорят сами за себя.

Если вы спрашиваете, стоит ли использовать SSD в качестве кеш-памяти, то я предполагаю, что вы не читали остальную часть статьи, потому что ответ на этом этапе должен быть явно очевиден. Иногда люди делают что-то из-за менталитета толпы; это плохая идея, но все так делают, так почему бы и нет? Однако в других случаях все делают то же самое просто потому, что это работает. В этом случае тот факт, что многие пользователи делают это как дешёвый способ повысить производительность, является доказательством того, что иногда толпа права.

Если у вас уже есть SSD в качестве основного диска и на вашем механическом диске есть игры и большие файлы. Всё равно стоит приобрести второй SSD, который будет использоваться в качестве кеша для механического диска. Эти небольшие вложения в приобретение твердотельного накопителя ёмкостью 32 или 64 ГБ и использование его в качестве кеш-памяти жёсткого диска будут стоить ваших денег для повышения производительности.

Фактически, поскольку твердотельные накопители становятся всё дешевле и дешевле, у вас не должно быть причин не покупать твердотельный накопитель на 64 ГБ для использования в качестве кэш-памяти для жёсткого диска.

SSD Cache — что такое и стоит ли включать кэширование?

Опубликовано 02.09.2019, 06:53   · Комментарии:15

Сегодня мы рассмотрим еще один часто запутанный вычислительный термин, который обещает обеспечить повышенную производительность при изящном использовании компактного SSD в качестве кэша. Пустрая трата денег или стоящее приобретение? Мы углубились в эту тему, чтобы пролить свет на все, что нужно знать о кэшировании SSD.

Содержание:

1. Что такое SSD Кэш?
2. Совместимость
3. Ограничения
4. Стоит ли включать кэширование SSD?
5. Вывод

Что такое SSD Cache?

Кэш SSD, или, как его правильно называют, SSD-кэширование, представляет собой механизм управления данными, разработанный Intel в начале 2010-х годов, который использует небольшой твердотельный накопитель в качестве кэша для жесткого диска, как правило, большего размера.

Кэш-память — это аппаратная или программная память, предназначенная для хранения часто используемых данных для быстрого и быстрого доступа. В случае процессоров кэш состоит из флэш-памяти, доступ к которой быстрее, чем в стандартной системной памяти, а кэш-память браузера хранит компоненты с часто посещаемых сайтов, поэтому они загружаются быстрее, что исключает необходимость извлечения данных через Интернет с хост-сервера.

Таким образом, кэш позволяет системе получать доступ к данным гораздо быстрее, чем если бы они были извлечены и прочитаны из своего последнего места на жестком диске, что приводит к повышению производительности для задач, зависящих от памяти.

Для кэширования SSD основная концепция заключается в предоставлении более быстрого и отзывчивого SSD накопителя в качестве временного хранилища для часто запрашиваемых данных, таких как основные операционные сценарии ОС и файлы, которые хранятся на более медленном обычном жестком диске. Скорость твердотельного накопителя примерно в десять раз выше, чем у жесткого диска, для большинства задач с твердотельным накопителем существенно лучше для операций чтения с небольшого диска с произвольным доступом, которые определяют основную часть повседневных задач в ОС.

В реальном выражении кэширование SSD будет включать в себя SSD небольшого размера, скажем, 40 ГБ, в сочетании с большим традиционным жестким диском, например, с емкостью 1 ТБ.

SSD Кэширование — совместимость

Intel разработала технологию кэширования SSD Smart Response Technology (SRT), а запатентованная итерация этого механизма доступна только на материнских платах с поддержкой SRT и чипсетами Intel. Что еще хуже, Intel не использует технологию всех своих наборов микросхем, которая ограничивает аппаратные конфигурации, которые пользователь может ожидать, сохраняя при этом возможность кэширования SSD.

Системы с чипсетами AMD требуют, чтобы пользователь использовал стороннее программное обеспечение для эмуляции кэширования SSD, поскольку AMD до сих пор не разработала или не интегрировала конкурирующую технологию в свои чипсеты. К счастью, существует множество программных решений, таких как FancyCache и PrimoCache. Как общеизвестно, они ненадежны и имеют целый ряд проблем.

Ограничения SSD-кэширования

Кэширование SSD дает ощутимые преимущества только тогда, когда система находится в том состоянии, которое мы называем «чистым», таким как загрузка компьютера после его выключения, перезагрузка Windows или первоначальный запуск приложения после перезагрузки или выключения питания. Существует иерархия памяти, которая работает от кэша ЦП до ОЗУ, кэша SSD, затем HDD. Перезапуск очищает кэш ЦП и ОЗУ, превращая кэш SSD в место доступа к данным.

Причина этого заключается в том, что во всех других случаях есть вероятность, что критически важные, часто используемые данные уже хранятся в ОЗУ системы, и, поскольку ОЗУ быстрее любого жесткого диска, будь то SSD или HDD, кэширование SSD делает процесс заполнения оперативной памяти данными, намного быстрее. Ничто не улучшит скорость, как то, что данные уже доступны в оперативной памяти.

Как видите, главное преимущество кэширования SSD наиболее очевидно при загрузке Windows: ОС находится в работоспособном состоянии гораздо раньше, чем в кэшированной системе без SSD. Аналогично, запуск Steam и вашей любимой игры после перезагрузки будет намного быстрее с SSD-кэшированием. Если вы работали без перезапуска в течение нескольких часов и открыли, затем закрыли различные программы и решили открыть их еще раз, SSD ничего не сделает для ускорения процесса.

Продолжая тему ограничивающих факторов, внутренняя работа SRT является тщательно охраняемым секретом, и Intel не сообщает подробностей о том, как технология проверяет, какие данные заслуживают кэширования, хотя ощутимые тенденции предполагают, что существует определенный предел размера данных. это может быть кэшировано весом не более нескольких мегабайт.

В любом случае система вернется к медленному источнику жесткого диска для данных. Со стороны пользователя это означает, что программы, которые полагаются на небольшие пакеты данных, работают хорошо, в то время как те, которые зависят от емких носителей, таких как видео и высококачественные аудиофайлы, — нет.

Если вы одновременно запускаете множество приложений, преимущества будут очевидны, в то время как если вы будете запускать одну и ту же программу изо дня в день, обрабатывая файлы большого формата, преимущества будут незначительными.

Стоит ли включать кэширование SSD?

Как только SSD-кэширование запущено, оно само по себе позаботится о том, чтобы не было никакой его настройки от пользователя. Преимущества, если таковые имеются, пассивно производятся, что делает его удобным решением.

Однако настройка кэширования, даже с набором микросхем Intel SRT, является трудной задачей, которая включает в себя использование правильных драйверов, правильную настройку BIOS и запуск его в качестве настройки RAID, установку драйверов Windows и Rapid Storage Technology, управление режимами и т.д. Суть в том, что он значительно сложнее, чем использование SSD-накопителя большой емкости и простая установка Windows.

Кэширование SSD исторически стоило намного меньше, чем выделение для SSD разумного размера, но, поскольку технология становится все более распространенной, цена даже 100 ГБ или более SSD экспоненциально становится более доступной с течением времени. Следовательно, комбинация SSD-кэша и жесткого диска заменяется более крупными бюджетными твердотельными накопителями в качестве места для ОС, в то время как больший жесткий диск используется для хранения носителей, к которому редко обращаются.

Аналогичным образом, появление гибридных твердотельных накопителей или твердотельных накопителей также оказало влияние на популярность кэширования твердотельных накопителей. SSHD — это не что иное, как обычный жесткий диск, снабженный частью флэш-памяти, известной как NAND. Эти две части интегрированы и являются частью одного решения для хранения данных. На практике флэш-память отслеживает активность пользователей, чтобы определить, к каким приложениям, данным, загрузочным элементам и т.д. Чаще всего осуществляется доступ, а затем сохраняет их, значительно повышая производительность системы.

Вывод

По нашей оценке, основная концепция кэширования SSD стоит задуматься. На практике результаты не являются достаточно явными, чтобы выбрать кэширование SSD, а не большие затраты на больший SSD и запускать все — от Windows до ваших любимых шутеров с того же самого диска и позволить ОЗУ делать свои задачи быстрее.

Кэширование hdd на ssd. Конфигурация тестового стенда и методика тестирования.

И все-таки, можно ли установить Windows на этот маленький SSD

Отличия дисковых подсистем SSD и HDD+SSD для виртуальных выделенных серверов, сравнение производительности.

Диски HDD+SSD-кэш

Принцип работы . Мы используем быстрые SSD-диски для кэширования запросов к медленным, но значительно более ёмким и недорогим HDD-дискам. В этом режиме каждое обращение к жесткому диску виртуальной машины проверяется на наличие в кэше, и при его наличии в кэше отдаётся оттуда, а не читается с медленного диска. Если же в кэше данные не найдены, то они читаются с HDD-диска и записываются в кэш.

Преимущества технологии HDD+SSD-кэш. Основной плюс технологии HDD+SSD-кэш в объеме предоставляемого дискового пространства. Также серверы на этой технологии дешевле, что немаловажно для размещения начинающих проектов, тестовых серверов и вспомогательных сервисов.

• Бекапы данных
• Объемные архивы с данными
• Любые сервисы и сайты, для которых не критична скорость чтения/записи с дисков

Диски SSD

Принцип работы . SSD (Solid-state drive) — это накопитель, в котором, в отличие от обычных жестких дисков, нет движущихся элементов. Для хранения в SSD используется флеш-память. Простыми словами, это большая флешка.

Преимущества технологии SSD. Основное преимущество SSD-накопителей — это скорость работы. В отличие от обычного жесткого диска, отсутствуют временные затраты на позиционирование считывающих головок — увеличивается скорость доступа к данным. Согласно тестам, скорость чтения/записи на SSD превышает показатели обычных HDD в несколько раз.

Кому будет полезен VDS или VPS на SSD ?

• Владельцам интернет магазинов: скорость работы с базами данных на SSD несоизмеримо выше, чем на HDD.
• Владельцам других сайтов: страницы вашего сайта будут открываться значительно быстрее, что немаловажно для ранжирования в поисковых системах.
• Для разработчиков: скорость компиляции кода на SSD-дисках выше, сэкономьте свое время.
• Для игровых серверов: скорость загрузки увеличивается, не заставляйте игроков ждать.

Диски NVMe

Принцип работы . NVM Express (NVMe, NVMHCI, Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification) — обновленная версия SSD-диска. Использует собственный, разработанный с нуля, протокол взаимодействия, и подключается через порт PCI Express.

Преимущества технологии NVMe. Чтение-запись с дисками NVMe в 2-3 раза быстрее, чем с обычными SSD. Шина PCI Express не ограничивает скорость диска — этим обеспечивается прирост производительности. Кроме этого, на NVMe быстрее обрабатываются параллельные операции, больше операций чтения-записи проводится в единицу времени.

Когда заказывать виртуальный сервер с диском NVMe ?

• В тех же случаях, что и SSD. Когда вашему проекту уже не хватает производительности SSD, либо планируете рост проекта и высокие нагрузки.

Сравниваем производительность

Мы сравнили производительность виртуальных машин на «боевых» физических серверах с различными дисковыми подсистемами.

Мы учитывали количество IOPS (количество операций ввода/вывода, Input/Output Operations Per Second) — это один из ключевых параметров при измерении производительности систем хранения данных, жестких дисков и твердотельных дисков (SSD).

Обратите внимание, что в работе сайтов чаще всего используются именно операции чтения данных, а не записи. Этот показатель SSD дисков в три раза выше, чем у технологии HDD+SSD-кэш.

Сравнение производительности технологий

Если вы решили приобрести твердотельный SSD накопитель, то на это может быть несколько причин:

• Вас не устраивает скорость работы вашего HDD.
• Вам необходима быстрая работа windows и определенных типов приложений, игр.

Однако установить ССД в компьютер или ноутбук, а затем заполнить его информацией недостаточно. Необходимо также оптимизировать его работу с работой вашей OC.

Рассмотрим основные методы оптимизации SSD диска.

AHCI SATA

Технология, позволяющая использовать функцию TRIM для различных твердотельных накопителей. Ее включение производится на уровне BIOS вашего ПК или ноутбука.

Включение AHCI SATA:

1. Открываете командную строку комбинацией клавиш win + R.
2. Вводите команду: «regedit» (доступ в реестр).
3. Переходите по следующему пути: HKEY_LOCAL_MACHINE → SYSTEM → CurrentControlSet → Services → storahci.
4. Измените значение подраздела ErrorControl на 0 (по умолчанию 3), вызвав контекстное меню и нажав параметр «Modify».
5. Перейдите в ветку с название «StartOverride» и измените его значение на 0 (по умолчанию 3).
6. Перезагрузите ваш ПК (ноутбук), зайдите в BIOS/UEFI (как зайти в BIOS, смотрите отдельно для модели вашего ноутбука или материнской платы ПК). В разделе «storage configuration», и в подразделе «SATA port» выставить AHCI или же в разделе «SATA RAID/AHCI Mode», выставить AHCI (Для разных версий BIOS, свои разделы и подразделы).
7. Проверьте работоспособность функции в Windows. Перейдите по следующему пути: Панель управления → Диспетчер устройств → IDE ATA/ATAPI controllers. В последнем подразделе должно появиться устройство: «Standard SATA AHCI Controller».

Функция TRIM

По умолчанию данная функция включена на windows 7 и выше, однако, лучше вручную проверить работает ли эта функция. Смысл TRIM в том, что после удаления файлов, windows передает SSD накопителю информацию, что определенная область диска не используется и ее можно очистить для записи. (в HDD данные остаются и запись производится «поверх» существующей). Со временем, если функция отключена, будет происходить падение производительности накопителя.

Проверка TRIM в Windows:

1. Запустите командную строку, нажав комбинацию клавиш win + R.
2. Введите команду: «fsutil behavior query disabledeletenotify».
3. Если после ввода выводится сообщение: «DisableDeleteNotify = 0», то функция TRIM включена, если «DisableDeleteNotify = 1», то TRIM не функционирует. Если TRIM не работает, введите команду: «fsutil behavior set DisableDeleteNotify 0», затем повторите пункты 2 и 3.

Дефрагментация

Данная функция помогает оптимизировать и ускорить работу HDD, но для SSD, она оказывает пагубное влияние. Для SSD, функция «автоматическая дефрагментация» по умолчанию отключена. Чтобы проверить работает ли она необходимо:

1. Нажать комбинацию win + R.
2. В окне командной строки ввести команду: «dfrgui» и нажать «ОК».
3. В открывшемся окне, выделите ваш ССД и посмотрите на пункт «Оптимизация по расписанию». Для нашего твердотельного накопителя она должна быть отключена.

Индексация

Функция Windows, помогающая выполнять быстрый поиск файлов на диске при больших объемах информации, однако, увеличивающая нагрузку по записи на SSD. Для ее отключения:

1. Переходим в раздел «Этот компьютер», «Мой компьютер», «Компьютер» (для каждой ОС по-разному).
2. Выбираете ваш ССД и в контекстном меню выбираете «Свойства».
3. В открывшемся окне, снимаете флажок напротив параметра: «Разрешить индексирование содержимое файлов на этом диске в дополнение к свойствам файла».

Служба поиска

Ее функция создает файловый индекс, благодаря которому нахождение разнообразных файлов и папок производится быстрее. Однако скорости ССД вполне достаточно чтобы от нее отказаться. Для ее отключения необходимо:

1. Переходите по следующему адресу: Панель управления → Система и безопасность → Администрирование → Управление компьютером.
2. Переходите во вкладку: «Службы».
3. Находите службу «Windows search» и во вкладке «Тип запуска» выбираете «Отключена».

Гибернация

Режим, который позволяет сохранять содержимое оперативной памяти на жёстком диске, благодаря чему при последующем включении, сохраняется информация и открытые приложения с предыдущего сеанса.

При использовании ССД смысл этой функции теряется, так как накопитель и так быстро стартует. А «Гибернация», создавая циклы «запись-перезапись», уменьшает продолжительность жизни SSD диска.

Отключение гибернации:

1. Запускаете вновь cmd.exe сочетанием клавиш win + R.
2. Вводите команду: «powercfg -h off».

Кэширование записи

Данная функция повышает производительность вашего твердотельного накопителя. При ее включении используется технология записи и чтения NCQ. NCQ – принимает несколько запросов одновременно, а затем организовывает их порядок выполнения таким образом, чтобы достичь максимальной производительности.

Для подключения необходимо:

1. Вызвать командную строку комбинацией win + R
2. Ввести команду: «devmgmt.msc».
3. Открыть «Дисковые устройства», выбрать SSD и в контекстном меню выбрать «Свойства».
4. Перейти во вкладку «Политика».
5. Поставить «галочку» напротив параметра: «Разрешить кэширование записей для этого устройства».

Prefetch и Superfetch

Prefetch – технология, с помощью которой часто используемые программы загружаются в память заранее, тем самым ускоряется последующий их запуск. При этом на дисковом пространстве создается одноименный файл.

Superfetch – технология похожая на Prefetch с тем отличием, что ПК предугадывает какие приложения будут запущенны, заблаговременно загружая их в память.

Обе функции не имеют пользы при использовании SSD. Поэтому их лучше всего отключить. Для этого:

1. Вызываем командную строку сочетанием клавиш win + R.
2. Выполняем команду: «regedit» (переход в реестр).
3. Переходите по пути: HKEY_LOCAL_MACHINE → SYSTEM → CurrentControlSet → Control → Session Manager → Memory Management → PrefetchParameters.
4. Находите в подразделе реестра несколько параметров: «EnablePrefetcher» и «EnableSuperfetch», устанавливаете их значение в 0 (по умолчанию 3).

Утилита SSD Mini Tweaker

Все вышеперечисленные действия можно выполнять вручную, но руками программистов были созданы программы – твикеры, предназначение которых кастомизация ОС windows, а также отдельных ее компонентов с помощью нескольких кликов. Одной из таких программ является SSD Mini Tweaker .

SSD Mini Tweaker – программа, разновидность твикеров, позволяющая без особых усилий оптимизировать ваш SSD.

Преимущества:

• Полная русификация.
• Работает на всех ОС начиная с Windows 7.
• Бесплатная.
• Понятный интерфейс.
• Не требует установки.

Другие способы

Такие манипуляции, как перенос кэша браузеров, файлов подкачки, временных папок Windows, бэкапа системы с SSD диска на HDD (или отключение данной возможности) являются бесполезными, так как хоть и увеличивают продолжительность жизни ССД, но ограничивают потенциал его использования.

Тем самым выполнив несложные вышеперечисленные манипуляции с вашей ОС, вы сможете продлить жизнь вашего накопителя, а также настроить его на режим максимальной производительности.

Введение

SSD-диски обычно быстрее магнитных жёстких дисков. Конечно, некоторые накопители на флеш-памяти отличаются весьма посредственной скоростью записи, но в целом именно твердотельные накопители сейчас задают темп, оставляя в тени эволюцию традиционных жёстких дисков.

Правда, SSD-диски не только быстрее, но и намного дороже обычных HDD. Каждый гигабайт SSD-накопителя обходится недёшево. И если существует вариант освободить несколького гигабайт, отключив ненужные службы и компоненты Windows, то этим нельзя пренебрегать.

Также стоит отметить, что на форумах компьютерных энтузиастов найдётся немало личностей, уверяющих, что несколько несложных оптимизаций Windows помогут добиться увеличения производительности. Но действительно ли это так?

В данной статье мы решили детально рассмотреть наиболее популярные SSD-твики и определить с помощью теста, как они влияют на производительность системы. По-существу, нам предстоит ответить всего на два простых вопроса — можно ли, используя определённые системные твики, освободить место на системном диске и увеличить производительность компьютера?

Кроме того, мы планируем протестировать два разных твердотельных диска чтобы проверить, зависит ли эффект от конкретной модели SSD, либо эти твики подойдут для любого диска. Возможно, что эти твики и вовсе бесполезны и нет никакого способа заставить SSD работать быстрее.

Мы протестируем девять наиболее популярных SSD-твиков для операционной системы Windows 7:

1. Отключение System Restore.
2. Отключение индексации данных.
3. Отключение файла подкачки.
4. Отключение гибернации.

Режим AHCI и команда TRIM

Прежде, чем приступить к тонким системным твикам, необходимо удостовериться, что SATA-контроллер переведён в режим AHCI, а команда TRIM поддерживается Windows 7. Обе данные настройки, строго говоря, нельзя отнести к разряду оптимизаций для SSD – скорее, это требование к конфигурации компьютера, в котором используется твердотельный накопитель.

Режим AHCI (Advanced Host Controller Interface) — это специфический режим SATA-контроллера, который позволяет пользоваться горячей заменой дисков SATA и технологией NCQ (Native Command Queuing — встроенная очередь команд). Использование NCQ обеспечивает более высокое быстродействие дисковой подсистемы.

Это особенно актуального для накопителей на флеш-памяти, где используется многоканальный контроллер: SSD-диск намного лучше приспособлен к одновременному выполнению нескольких команд. Вот почему максимальную производительность твердотельные диски обеспечивают именно на большой глубине очереди и выигрыш от использования NCQ может быть довольно ощутимым.

Не стоит забывать и о ещё одном важном аргументе в пользу AHCI: только в этом режиме работы контроллера вы можете воспользоваться поддержкой команды TRIM, которую обеспечивает операционная система Windows 7. Поддержка TRIM необходима для SSD-дисков, так как она помогает сохранять высокую производительность накопителя в течении длительного периода времени.

Согласно Википедии, TRIM — команда, позволяющая операционной системе уведомить твердотельный накопитель о том, какие блоки данных больше не используются и могут быть очищены накопителем самостоятельно. Применение TRIM позволяет устройству SSD уменьшить влияние «сборки мусора» (garbage collection), которая в противном случае в дальнейшем обернётся снижением скорости записи в затронутые секторы. Поддержка TRIM обеспечивает более стабильную скорость записи, а также снижает износ свободных ячеек памяти.

Как проверить, что контроллер SATA работает в режиме AHCI

Режим AHCI контроллера SATA можно выставить в настройках BIOS или UEFI вашей материнской платы. В большинстве современных материнских плат он устанавлен по умолчанию, но удостовериться в правильной настройке BIOS следует именно перед установкой Windows, а не после. Если Windows уже установлена, необходимо проверить, включён ли режим AHCI:

• В меню «Пуск» выбираем «Панель управления».
• На вкладке «Просмотр» выбираем режим отображения «Мелкие значки».
• Выбираем «Диспетчер устройств».
• В «Диспетчере устройств» находим ветку «IDE ATA/ATAPI контроллеры», разворачиваем её и ищем контроллеры AHCI.
• Если AHCI-контроллер есть в списке, то система работает в режиме AHCI.
• Если контроллеры AHCI в списке отсуствуют, то система запущена без поддержки AHCI.

• Если вместо AHCI используется режим Legacy IDE, то рекомендуется переключится в режим ACHI. Однако при установленной ОС сделать это будет уже немного сложнее. Подробнее об этом описано в статье техподдержки на сайте Microsoft .

Как проверить, что включена команда TRIM

Если поддержка TRIM включена в Windows 7, то операционная система оправляет соответствующие команды SSD-накопителю. Убедиться, работает ли TRIM, также довольно просто:

• В меню «Пуск» в поле поиска вводим cmd.
• Кликаем правой кнопкой мыши по исполняемому файлу cmd.exe и выбираем «Запуск от имени администратора».
• В командной строке вводим «fsutil behavior query DisableDeleteNotify» (без кавычек).
• Если компьютер выдаёт DisableDeleteNotify = 0, поддержка TRIM включена.
• Если выводится сообщение DisableDeleteNotify = 1, поддержка TRIM отключена.

Отключение System Restore

Перейдём к описанию более тонких системных оптимизаций. Первой из них на очереди стоит отключение System Restore — встроенной в Windows системы отката (восстановления) системы, использующей принцип «контрольных точек».

Отключение System Restore решает две задачи. Во-первых, вы снижаете число операций записи на SSD, что повышает его долговечность. Сегодня есть разные мнения относительно того, стоит ли волноваться об излишних операциях записи на SSD. Количество циклов перезаписи — основной параметр, который говорит нам о долговечности ячеек памяти, на основе которых создаются твердотельные накопители. Некоторые пользователи считают, что волноваться не стоит: вы вряд ли увидите тот день, когда ячейки памяти вашего SSD-накопителя прекратят хранить данные. Другие пользователи, напротив, делают всё, чтобы минимизировать количество циклов перезаписи. Однозначного ответа, кто из них прав, пока нет. Но если вы не полагаетесь на случай и относите себя к тем, кто не хочет рисковать, то отключение System Restore — это хороший вариант уменьшить нагрузку на ячейки памяти. Добавим, что «контрольные точки» System Restore недоступны для команды TRIM и регулярное использование данной функции Windows потенциально способно привести со временем к снижению производительности накопителя.

Вторая причина отказаться от восстановления системы — экономия свободного места на системном диске. Контрольные точки, созданные System Restore, хранятся на самом системном диске и «отъедают» недешёвое дисковое пространство на SSD. При этом далеко не всегда они обеспечивают полноценный откат системы. Как правило, безопаснее иметь полноценный образ системы, созданный с помощью специализированной утилиты (Norton Ghost, Acronis True Image). «Развернуть» такой образ на диск можно за считанные минуты и у вас будет уверенность, что получится вернуться к рабочей системе. Кроме того, не нужно хранить такой образ на самом системном диске — для этих целей можно использовать обычный винчестер или внешний диск.

Как отключить восстановление системы

• Кликаем правой кнопкой мыши по значку «Компьютер» в меню «Пуск» и выбираем «Свойства».
• Выбираем вкладку «Защита системы».
• Кликаем по кнопке «Настроить».
• Устанавливаем флажок напротив пункта «Отключить защиту системы».

Отключение индексации данных

Индексация данных — ещё одна функция Windows, от которой по многим причинам стоит отказаться. Для этого есть две причины. Во-первых, она разработана для повышения производительности обычных HDD, обладающих посредственной скоростью случайного доступа, чтобы находить файлы быстрее.

Но такой подход мало применим для SSD-накопителей, скорости поиска и случайного чтения у которых на порядок выше. В этом случае преимущества, ради которых была придумана индексация, представляются, по меньшей мере, сомнительными.

Во-вторых, индексация предполагает лишние операции записи, также как и ранее описанная функция System Restore. Объём записи на диск индекс-файлов незначителен, но его не следует списывать со счетов, так как любой шаг, исключающий ненужные операции по записи на SSD, идёт на пользу.

Как отключить идексацию

• Кликните левой кнопкой мыши по пункту «Компьютер» в меню «Пуск».
• Кликните правой кнопкой по иконке вашего SSD-накопителя и выберите «Свойства».
• Снимите флажок «Разрешить индексирование содержимое файлов на этом диске в дополнение к свойствам файла».
• Должно появиться окно предупреждения — отменять индексацию только для выбранного диска либо для всех вложенных папок и каталогов. Выбираем второй вариант, нажимаем ОК.

Отключение файла подкачки

Файл подкачки — это один из механизмов виртуальной памяти, при котором отдельные фрагменты («страницы») из оперативной памяти, которые не используются в данный момент системой, перемещаются на жёсткий диск и хранятся там, ожидая, пока пользователь не начнём активно работать с тем или иным приложением. Обычно речь идёт о свёрнутых окнах программ и подобных неактивных задачах, загруженных в ОЗУ. Понятно, что скорость обращения к виртуальной памяти на жёстком диске намного меньше, чем к оперативной. Но при наличии небольшого объёма оперативной памяти в системе или одновременной работе с большим количеством приложений такой подход фактически не имеет альтернативы.

Вот что утверждает Википедия относительно сочетаемости файла подкачки и SSD: «С большой вероятностью, использование свопинга на SSD-накопителях (имеют ограниченное количество циклов перезаписи) уменьшает срок их службы».

Таким образом, отключив виртуальную память, вы можете увеличить долговечность накопителя, однако это не единственный мотив. Отключение виртуальной памяти позволяет освободить несколько гигабайт дискового пространства, что не менее важно.

При этом, стоит всё же иметь в виду, что данная операция предполагает определённый риск. Если система исчерпает физическую память, отсутствие файла подкачки приведёт к нестабильной работе системы. Отключать виртуальную память имеет смысл только в том случае, если установлено достаточно много оперативной памяти.

Как отключить файл подкачки

• Кликните правой кнопкой по значку «Компьютер».
• Выберите «Свойства».
• Выберите «Дополнительные параметры системы».
• Перейдите на вкладку «Дополнительно» и кликните по кнопке «Параметры» в разделе «Быстродействие».
• Появится окошко «Параметры быстродействия». В нём нужно выбрать вкладку «Дополнительно» и в разделе «Виртуальная память» кликнуть по кнопке «Изменить».
• Появится диалоговое окно «Виртуальная память». В нём нужно снять галочку с параметра «Автоматически выбирать объём файла подкачки».
• Выбираем «Без файла подкачки», нажимаем кнопку «Задать».
• Нажимаем OK, чтобы сохранить изменения и перезагружаем компьютер.

Отключение гибернации

Согласно справке Microsoft: «Режим гибернации — это режим пониженного потребления электроэнергии, разработанный в первую очередь для ноутбуков. При переходе в спящий режим все открытые документы и параметры сохраняются в памяти и компьютер переходит в режим пониженного потребления электроэнергии, а при переходе в режим гибернации все открытые документы и программы сохраняются на жёстком диске и затем компьютер выключается».

Эти данные сохраняются в скрытом системном файле Hiberfil. sys, который находится в корневой папке того диска, где установлена операционная система Windows. Служба Windows Kernel Power Manager создаёт этот файл в ходе установки Windows. Размер файла гибернации точно соответствует размеру оперативной памяти компьютера.

Отключив режим гибернации, мы можем освободить объём на SSD, соответствующий объёму установленной оперативной памяти. Компьютер, оснащённый SSD-диском, не нуждается в гибернации. Его достаточно просто выключить — последующий запуск Windows осуществляется настолько быстро, что можно просто забыть про подобные режимы. Особенно это актуально для владельцев ноутбуков, так как полное выключение ПК более предпочтительно с точки зрения экономии энергии.

Таким образом, режим гибернации создавался для компьютеров, оснащённых обычным жёстким диском, позволяя им «просыпаться» быстрее, чем при полном цикле выключения-включения Windows. Скорость загрузки ОС на компьютерах, оснащённых SSD-диском, намного выше. Гибернация в этом случае лишена практического смысла, но есть смысл освободить место, которое занимает Hiberfil. sys.

Как отключить режим гибернации

• В строке поиска меню «Пуск» введите cmd.
• Кликните правой кнопкой по исполняемому файлу cmd.exe и выберите «Запуск от имени администратора».
• В командной строке введите «powercfg -h off» (без кавычек).
• После завершения операции командная строка вернётся к состоянию ожидания новой команды.

Отключение Prefetch и SuperFetch

SuperFetch (Супер-выборка) — служба, осуществляющая кэширование наиболее часто используемых файлов. Учитывая минимальное время доступа SSD-накопителя, её можно отключить. При установке Windows 7 на твердотельный накопитель SuperFetch должна быть отключена автоматически.

Prefetch (Предвыборка) загружает блоки файлов программ в оперативную память. Отключив эту функцию, вы также можете освободить системную память.

Как отключить Prefetch и SuperFetch

• Наберите Regedit в строке поиска меню «Пуск».

• В реестре Windows необходимо найти ветку «HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\SessionManager\Memory Management\PrefetchParameters».
• Дважды кликните по ключу EnablePrefetcher.
• В строке «Значение» поменяйте значение на 0 и нажмите ОК.
• То же самое повторите с ключом EnableSuperfetch.
• Перезагрузите компьютер.

Отключение очистки буфера кэша записей Windows

Согласно справке Windows, «кэшированием записей» на устройстве хранения называется использование оперативной памяти для накопления команд записи, отправляемых на устройства хранения данных и их кэширования до тех пор, пока их не обработает более медленный носитель (либо физические диски, либо недорогая флэш-память). Если мы говорим о жёстком диске, то операционная система очищает команды, адресованные к внутреннему кэшу винчестера. При отключении очистки кэша записей, кэш команд очищается непосредственно в процессе записи. Теоретически, это позволяет увеличить производительность, устранив дополнительную команду очистки буферной памяти. Но на практике существует риск обратного эффекта, то есть снижения производительности накопителя, что напрямую зависит от архитектуры и логики контроллера накопителя.

Таким образом, перед нами — один из тех твиков, пригодных не для всех SSD. А именно, данная настройка не рекомендована для SSD-дисков Intel: по утверждаю производителя, она негативно влияет на производительность накопителя. Так или иначе, в нашем тесте мы зафиксировали скоростные характеристики дисковой подсистемы до и после применения данного твика, чтобы сделать вывод, сочетается ли всё-таки этот твик с дисками Intel или нет.

Как отключить очистку буфера кэша записей

• Кликните правой кнопкой по значку «Компьютер» в меню «Пуск», затем нажмите «Свойства».
• Выберите «Диспетчер устройств».
• Разверните ветку «Дисковые устройства».
• Кликните правой кнопкой мыши по SSD-накопителю и выберите «Свойства».
• На вкладке «Политика» установите флажок напротив «Отключить очистку буфера кэша записей Windows для этого устройства».

Отключение SuperFetch и Windows Search через «Службы»

О назначении SuperFetch мы уже писали ранее, а здесь лишь предложим ещё один вариант отключения данной функции через «Службы» Windows.

Что касается Windows Search, то смысл данной функции ясен из названия. Windows Search индексирует файлы и папки на вашем ПК. Этот индекс расположен в скрытой папке C:\ProgramData\Microsoft\Search и занимает около 10% самих файлов, индексированных системой. Когда вы ищите что-либо на компьютере, используя встроенный поиск Windows, часть индекс-файла загружается в оперативную память, что существенно ускоряет случайный поиск. Но если система установлена на быстрым SSD-накопителе, то увеличение производительности от использования данной функции вряд ли будет заметно и есть смысл освободить место на жёстком диске, отключив службу Windows Search.

Как отключить SuperFetch и Windows Search

• Нажав комбинацию клавиш Windows + R, вызовите диалоговое окно «Выполнить».
• Наберите «services.msc» (без кавычек), нажмите Enter.
• В появившемся окошке «Службы» найдите Superfetch и кликните по названию дважды мышкой.

• В меню «Тип запуска» выберите «Отключена», затем нажмите OK.
• В списке служб найдите Windows Search, кликните дважды мышкой.
• Кликните по кнопке «Остановить», в списке «Тип запуска» выберите «Отключена», затем нажмите ОК.

Отключение ClearPageFileAtShutdown и LargeSystemCache

ClearPageFileAtShutdown делает именно то, как называется — очищает файл подкачки при перезагрузке системы. Ранее мы отключили сам файл подкачки и теперь уже нет необходимости каждый раз очищать его при перезагрузке.

LargeSystemCache определяет, будет ли система сохранять стандартный размер кэша файловой системы (8 Мбайт) или, в случае необходимости, использовать кэш большого размера, что непосредственно влияет на количество операций записи на диск. Большой кэш файловой системы снижает доступный для приложений и служб объём оперативной памяти.

Если вы установили Windows 7 на SSD, есть большая вероятность, что обе данные функции были автоматически отключены при установке системы, но на всякий случай можно проверить это и просмотреть соответствующие ветки реестра:

• Нажав комбинацию клавиш Windows + R, вызовите диалоговое окно «Выполнить» (Run).
• Наберите «regedit» (без кавычек) и нажмите Enter.

• Откройте ветку реестра «HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\SessionManager\Memory Management»
• Дважды кликните по ключам ClearPageFileAtShutdown и LargeSystemCache, установив значение 0 для каждого из них.
• Перезагрузите компьютер.

Настройка плана электропитания

Данная настройка позволит SSD в режиме ожидания обрабатывать «сборку мусора», даже если работа за компьютером не производится:

• Заходим в «Панель управления».
• Выбираем «Электропитание», затем разворачиваем список «Показать дополнительные планы электропитания».
• Выбираем профиль «Высокая производительность».
• Кликаем мышью по «Настройке плана электропитания», кликаем по «Изменить дополнительные параметры электропитания».
• В появившемся диалоговом окне разворачиваем список «Жёсткий диск».
• В окошке «Отключать жёсткий диск через» вводим 0, что означает «Никогда».
• Нажимаем ОК.

Тестовая конфигурация

Тестовое оборудование
Процессор	Intel Core i7-920 (Bloomfield), 45 нм, 3,2 ГГц, 8 Мбайт кэша L3
Материнская плата	(LGA 1366) EVGA 132-BL-E758-TR, чипсет Intel X58 Express/ICh20R, версия BIOS: 6.00 PG
Оперативная память	6 Гбайт (3×2 Гбайт) DDR3-1600 OCZ Platinum (OCZ3P1600LV6GK)
Жёсткий диск	Samsung Spinpoint F3 1 Тбайт (103SJ), прошивка 1AJ10001
SSD-накопители	Intel X25-M G2 80 GB (SSDSA2M080G2GC), прошивка 2CV102M3 OCZ Vertex 2 240 GB (P75HAVO6h4N8E278), прошивка 1. 29
Видеокарта	EVGA SuperClocked 01G-P3-1563-AR GeForce GTX 560 Ti (Fermi) 1 Гбайт 256-bit GDDR5 (SLI)
Блок питания	Corsair CMPSU-850TX

Программное обеспечение и драйверы
Операционная система	Windows 7 Ultimate 64-Bit
Драйвер SATA	Intel Rapid Storage Technology Driver 10.1.0.1008

Наша цель, в данном случае, состоит не в том, чтобы сравнить накопители Intel и OCZ между собой. Основная задача — оценить пользу или вред описанных ранее системных твиков для накопителей на разных контроллерах. По нашей задумке, конфигурация тестового стенда приближена к стандартной конфигурации современного ПК для энтузиастов. SSD-диск используется как системный, на него установлена операционная система и набор наиболее часто используемых программ. Игры, пользовательские папки и прочее находятся на жёстком диске.

Для тестирования «чистой» Windows без оптимизаций перед установкой Windows 7 мы использовали Secure Erase для каждого из принимавших участие в тесте SSD-накопителей.

Между тестами выдерживался промежуток в два дня, чтобы избежать снижения производительности диска вследствие многочисленных операций записи и накопления «сборки мусора», способной существенно снизить скоростные характеристики накопителя OCZ на базе контроллера SandForce SF-1200.

Кроме того, мы разметили накопитель OCZ Vertex 2 таким образом, чтобы система видела 74,4 Гбайт. Это необходимо, чтобы обеспечить равную ёмкость с накопителем второго поколения Intel X25-M и увеличить область «перекрытия» данных на OCZ Vertex 2.

CrystalDiskMark 3.0

Для начала, посмотрим на производительность в CrystalDiskMark 3.0 x64, обратив внимание на скорость чтения и записи. Ещё раз повторим, о каких настройках идёт речь:

1. Отключение System Restore.
2. Отключение индексации данных.
3. Отключение файла подкачки.
4. Отключение гибернации.
5. Отключение prefetching (упреждающее чтение).
6. Отключение очистки кэша записей Windows.
7. Отключение SuperFetch (Супервыборка) и Windows Search.
8. Отключение ClearPageFileAtShutdown и LargeSystemCache.
9. Настройка плана электропитания.

Чтобы избежать большого количества подробных графиков, мы объединили системные твики: вначале применялись только первые четыре, а потом — все вместе. Естественно, на графиках присутствуют и результаты «чистой» Windows 7 (без применения твиков), установленной на диск, который был предварительно очищен с помощью Secure Erase.

Посмотрев на графики, мы видим, что в тесте на чтение оба SSD-накопителя демонстрируют незначительную разницу в производительности до и после применения твиков.

В тесте на производительность записи картина несколько интереснее. На этот раз, разница в производительности после применения твиков действительно есть. Но результаты сами по себе весьма неоднозначны. С одной стороны, скорость OCZ Vertex 2 в тесте на запись случайных блоков по 4 килобайта выросла на 20 Мбайт/с. Но в случае с Intel X25-M наблюдается резкое снижение производительности в случае применения всех оптимизаций. Результаты применения только первых четырёх твиков мало отличаются от «чистого» диска, так что проблема, по всей видимости, находится в твиках из второй половины списка — возможно, это связано с отключением очистки кэша записей Windows.

Увеличение ёмкости накопителя

Нас совсем не удивило, что первые четыре оптимизации не оказывают принципиального воздействия на производительность SSD в CrystalDiskMark. Эти настройки, скорее, ориентированы на очистку дискового пространства. Но можно ли рассчитывать, что они действительно помогут увеличить объём доступного пространства на диске?

При применении твиков из первой группы, объём доступного дискового пространства увеличивается на 10 Гбайт и примерно одинаков для обоих накопителей. Для SSD-накопителя небольшого объёма, который используется в качестве системного, этот результат весьма ощутимый — из расчёта нынешней стоимости гигабайта дискового пространства SSD, вы съэкономите около $25. Освободившегося на диске места вполне хватит для установки одной-двух игр.

Iometer

При работе с базами данных «чистые» SSD превосходят «оптимизированные». Intel X25-M пострадал от оптимизаций больше, чем накопитель OCZ: его производительность падает в два раза практически при любом значении глубины очереди. Результаты, показанные Vertex 2, совпадают на глубине от 1 до 2 и от 16 до 64, но на отрезке от 4 до 8 системные твики немного снижают производительность.

Схожую картину мы наблюдается в серверном сценарии Iometer. Производительность Intel X25-M снижается более чем в два раза (за исключением глубины очереди 4, где результаты странным образом совпадают), в то время как «оптимизированный» накопитель OCZ демонстрирует примерно такую же производительность, как и «чистый».

В сценарии «веб-сервер» различия между дисками до и после «оптимизации» незначительны. Intel X25-M впервые показывает небольшой прирост производительности, OCZ Vertex 2 – наоборот, после применения твиков работает немного медленнее.

В сценарии нагрузки рабочей станции результаты практически повторяют графики сценария файл-сервера. Производительность Intel X25-M падает почти вдвое на всех значениях глубины очереди, кроме 4. Графики OCZ Vertex 2 до и после применения твиков совпадают, за исключением глубины очереди от 4 до 16, где «оптимизированный» накопитель демонстрирует чуть лучший результат.

Iometer Streaming

Графики потокового чтения напоминают графики сценария «веб-сервер». Intel X25-M показывает небольшое увеличение производительности на любой глубине очереди, а OCZ Vertex 2, после применения твиков, несколько уступает «чистому» диску на глубине от 8 до 16.

В тестах на потоковую запись графики средней скорости и количества операций ввода/вывода показывают одинаковую картину. Производительность OCZ Vertex 2 после применения твиков не изменяется. «Оптимизированный» Intel X25-M почти в два раза медленнее на всех значениях глубины очереди, кроме 2 и 32.

Чтение и запись случайных блоков по 4 кбайт

В тесте на случайное чтение Intel X25-M вновь демонстрирует небольшой прирост производительности, в то время как OCZ Vertex 2 после твиков работает несколько медленнее.

В тесте на потоковую запись блоками по 4 кбайт накопитель OCZ до и после применения твиков показывает идентичный результат на всех значениях глубины очереди. «Оптимизированный» Intel X25-M G2 на глубине от 1 до 4 работает медленнее «чистого» диска.

PCMark Vantage Storage

Общая оценка производительности дисковой подсистемы в PCMark Vantage, после применения всех твиков, чуть выше для накопителя OCZ, но заметно (почти в два раза) ниже для Intel X25-M. В сценарии загрузки приложений негативное воздействие «оптимизаций» на производительность касается уже обоих накопителей. В случае OCZ Vertex 2 скорость загрузки приложений снижается на 18 Мбит/с, а Intel X25-M работает в два раза медленнее.

В игровой производительности OCZ вновь теряет 10 Мбайт/с. Intel X25-M, напротив, показывает увеличение производительности примерно на 10 Мбайт/с после применения всех твиков.

В редактировании видео с помощью Windows Movie Maker мы вновь видим, что «оптимизации» негативно отражаются на производительности обоих накопителей. Для OCZ разница незначительна, но диск Intel работает значительно медленнее: скорость падает с 130,54 Мбайт/с до 48,47 Мбайт/с.

Тест на производительность Windows Defender в очередной раз демонстрирует снижение скоростных характеристик. Оба диска работают медленнее после применения твиков, хотя ситуация с Intel X25-M не столь печальна, как в предыдущем испытании.

Не меняется ситуация и в Windows Media Center. Производительность Intel X25-M снижается почти в два раза, OCZ Vertex 2 показывает снижение скорости на 30 Мбайт/с.

В сценарии добавления музыки в библиотеку Windows Media Player мы видим снижение производительности Intel X25-M примерно в три раза(!). Для накопителя OCZ применение твиков привело к снижению скорости на 6,72 Мбайт/с, что намного менее критично.

В сценарии импортирования изображений в библиотеку Windows Photo Gallery мы видим более интересную картину. Диск OCZ по-прежнему работает немного медленнее после «оптимизаций», но в данном случае разница незначительна. Зато Intel X25-M, наоборот, демонстрирует ощутимый прирост производительности.

Сценарий загрузки Windows Vista повторяет результаты, которые мы наблюдали в нескольких более ранних тестах. Снижение производительности для OCZ Vertex 2 незначительно, но накопитель Intel после всех «оптимизаций» работает ощутимо медленнее — скорость снижается с 198,33 Мбайт/с до 107,52 Мбайт/с.

Что не так с отключеним очистки буфера кэша записей?

Основываясь на результатах наших тестов становится понятно, почему Intel рекомендует не отключать очистку буфера кэша записей Windows для своих SSD. Чтобы визуализировать негативное влияние данного твика, мы повторно запустили тест на запись бенчмарка CrystalDiskMark 3.0 x64 с тремя конфигурациями настроек:

1. «Чистая» установка Windows на диск после Secure Erase.
2. Windows cо всеми твиками включая отключённую очистку буфера кэша записей.
3. Windows со всеми твиками, кроме очистки буфера кэша.

Таким образом, мы увидим, влияют ли на снижение производительности все остальные «оптимизации», рекомендуемые для владельцев SSD.

Когда применены все твики, включая очистку буфера кэша, производительность Intel X25-M G2 существенно снижается. Наиболее печальную картину мы видим в тестах на запись блоков данных по четыре килобайта: здесь скорость записи падает до 4 Мбайт/с. Если же применить все оптимизации, за исключением очистки буфера, то производительность накопителя Intel возвращается примерно к тому же уровню, что и в случае «чистой» Windows. Несомненно, необходимо следовать рекомендации Intel и отказаться от отключения буфера кэша записей, если в вашем распоряжении есть твердотельный накопитель данного производителя.

Выводы

Понятно, что схема оптимизации SSD с помощью системных твиков не настолько проста и логична, чтобы её можно было представить в виде краткой «инструкции для чайников». Некоторые твики приводят к снижению производительности. Некоторые, напротив, её повышают. Некоторые увеличивают доступное пространство на диске. Часть из них автоматически производятся при установке Windows 7 на SSD-накопитель.

Наиболее интересный момент тестирования производительности накопителя до и после применения «оптимизаций» заключается в том, что мы можем получить количественную оценку воздействия того или иного твика на производительность. Например, теперь мы точно знаем, что отключение очистки буфера кэша записей Windows на накопителях Intel является однозначно плохой идеей. OCZ Vertex 2, напротив, вполне нормально отреагировал на любой из девяти твиков. Вопрос, который мы приберегли для заключительной части нашей статьи, заключается в том, какой выигрыш даёт оптимизация SSD при помощи системных твиков для компьютерных энтузиастов, всегда стремящихся извлечь максимальную выгоду из потраченных на подобный накопитель денег.

Возможно, самый главный мотив, чтобы всё-таки оптимизировать работу SSD, заключается в увеличении доступного места на диске. Возможность освободить сколько-нибудь места на диске можно только приветствовать. На диске объёмом 40 или 60 Гбайт, уже заполненном под завязку операционной системой и приложениями, даже несколько «дополнительных» гигабайт станут более чем ощутимым бонусом. В нашем тесте мы смогли освободить 10 Гбайт на SSD-накопителе объёмом 80 Гбайт, используя несколько системных твиков. И хотя эти настройки являются самыми спорными с точки зрениях их воздействия на производительность, они, без сомнений, найдут применение в руках опытного пользователя, который понимает, что делает.

Мы предполагаем, что наибольшее отторжение наш материал вызовет у тех пользователей, которые просто не могут зайти дальше отключения файла подкачки. Есть серьёзные аргумент как за, так и против данной «оптимизации». Мы пока воздержимся от того, чтобы рекомендовать отключение файла подкачки или, наоборот, советовать воздержаться от этого. Отметим лишь то, что отключение файла подкачки имеет смысл лишь на тех машинах, где имеется достаточное количество оперативной памяти. Если вы хотите защитить себя от сбоев системы, работая без файла подкачки, то при пиковой загрузке должно оставаться от 25 до 50 процентов от общего объёма оперативной памяти. Иными словами, если в системе установлено 6 Гбайт оперативной памяти, то в ситуации пиковой загрузки должно оставаться свободным 3,5-4 гигабайта. Если это не так, перед отключением файла подкачки имеет смысл подумать об увеличении объёма оперативной памяти, в противном случае существует риск нестабильной работы компьютера и потери данных.

Помимо увеличения свободного дискового пространства, ещё одним мотивом оптимизации SSD является минимизация операций записи на диск. Применяемая в твердотельных накопителях MLC-память имеет ограниченное число гарантированных циклов перезаписи и есть вполне реальная вероятность, что после определённого числа операций перезаписи ячейка просто откажется принимать новые данные. Хотя мы не располагаем каким-либо инструментом, с помощью которого можно было бы определить состояние ячеек на диске прямо сейчас, шумиха вокруг потенциальной ненадёжности такого рода накопителей намного больше, чем реальная ненадёжность. Чтобы убедиться в этом, достаточно, для примера, изучить спецификации Intel. Несмотря на переход в серии SSD 320 к потенциально менее стойкой MLC-памяти, изготовленной по техпроцессу 25 нм, компания Intel увеличила срок гарантии с трёх до пяти лет. С учётом этого факта, оптимизация диска с целью уменьшения числа циклов перезаписи не представляется нам необходимой.

В конечном итоге, именно вам решать, какие из перечисленных твиков стоят того, чтобы применить их на вашей системе. Компания Microsoft несколько облегчила данную задачу для пользователей Windows 7, так как некоторые из оптимизаций автоматически применяются при установке системы на SSD, так что повторно настраивать их вручную уже нет необходимости. Если вы готовы взять на себя определённый риск, то остаётся возможность освободить немного места на SSD, однако на прирост производительности в результате таких оптимизаций рассчитывать не стоит.

Введение

По мере развития бизнеса возможности приложений с интенсивными рабочими потоками часто ограничиваются характеристиками жестких дисков (HDD). Несмотря на то, что емкости HDD резко возросли, скорость выполнения операций произвольного ввода/вывода (I/O) не увеличивалась в том же темпе. Однако, теперь возможно ускорить обработку потоков с интенсивным чтением данных, таких, как при онлайн транзакциях (On-Line Transaction Processing — OLTP), в сетевых и файловых серверах, базах данных, применяя новую технологию кэширования, Infortrend SSD Cache, которая использует высокую скорость и малую задержку твердотельных дисков для повышения скорости считывания часто требующихся жизненно важных данных. Скорость чтения для SSD значительно выше по сравнению с HDD и, следовательно, SSD Cache может существенно улучшить характеристики произвольного чтения и снизить время отклика.

Применимость настоящего документа

Семейство EonStor DS

Что такое SSD Cache?

Кэш-память — это компонент, который прозрачно накапливает данные, так что следующие обращения к ним могут обслуживаться более эффективно. Он имеет решающее значение для хранилища, особенно в применениях с интенсивным чтением данных. Без включения SSD Cache емкость кэш-памяти контроллера ограничена. SSD Cache позволяет использовать быстрые SSD для наращивания пула кэш-памяти системы хранения и накапливания часто запрашиваемых данных. С увеличением емкости SSD Cache частота попадания в кэш также увеличивается. Другими словами, все больше и больше “горячих” данных будет храниться в SSD Cache, будущие обращения к этим данным будут обслуживаться более эффективно и, следовательно, характеристики чтения будут улучшаться.

Почему Infortrend SSD Cache?

Во многих случаях, когда процентное содержание операций чтения в рабочем потоке значительно выше, чем операций записи, и происходит повторяющееся считывание небольшого количества данных, SSD Cache может дать следующие преимущества:

1. Улучшение характеристик чтения

SSD Cache использует интеллектуальный алгоритм, чтобы ускорить обработку интенсивных потоков с произвольным чтением данных, таких, как OLTP и обращения к базам данных. В таких ситуациях SSD Cache может существенно увеличить общую скорость чтения. Например, SSD Cache может в 2,5 раза увеличить значение IOPS при OLTP по сравнению с той же системой без SSD Cache. В то же время задержки также уменьшаются и, следовательно, степень улучшения характеристик зависит от действительных рабочих потоков приложения и поведения пользователя.

2.Интеллектуальное ПО и алгоритм управления

Интеллектуальное ПО автоматически анализирует модель доступа к данным и распознает последовательные и произвольные операции чтения/записи. Данные последовательного чтения или записи не заносятся в пул SSD Cache, в нем накапливаются только данные произвольного чтения, чтобы SSD использовались наиболее эффективно. Если более точно, то встроенное ПО автоматически перемещает копии наиболее часто требующихся данных из кэш-памяти контроллера в пул SSD Cache в соответствующее время. Эти “горячие” данные впоследствии будут считаны из SSD Cache, если система получит запрос на их чтение. Разработанны Infortrend алгоритм оптимизирует цикличность копирования данных в SSD, так что для этой цели можно применять и сравнительно дешевые SSD. Это решение не только улучшает характеристики чтения, но и продлевает срок службы жестких дисков за счет уменьшения количества циклов чтения и записи.

3.Простой интуитивный интерфейс пользователя

Функции SSD Cache полностью интегрированы в Infortrend SANWatch и RAIDWatch GUI. Они очень просто настраиваются, управляются и обслуживаются. Например, пользователь может наблюдать за состоянием пула SSD Cache и легко проверять оставшийся срок службы для каждого SSD.

Infortrend SSD Cache

Как работает Infortrend SSD Cache

Если SSD Cache включено и работает в течение некоторого времени, интеллектуальное встроенное ПО собирает статистику и немедленно обновляет записи о “температуре” данных в кэш-памяти контроллера. Основываясь на этих записях, встроенная программа автоматически копирует в соответствующее время небольшие фрагменты случайных часто требующихся данных из кэш-памяти контроллера в пул SSD Cache, используя метод последовательной записи, чтобы избежать интенсивных операций с SSD и, следовательно, увеличить срок их службы. Пока пул SSD Cache Pool не заполнится “горячими” данными, генерируемыми приложениями на хосте, метод предварительного копирования блоков на SSD с помощью зонного предсказания ускоряет операции чтения. Если размер блока данных меньше или равен 16 KB, данные копируются прямо в пул SSD, даже если они считываются только однократно. Если размер блока больше 16 KB, и программа распознает его как “горячие” данные (считываются несколько раз), то они классифицируются как часто требующиеся и сохраняются в пуле SSD. Для этих “горячих” данных будет хранится две копии — одна в SSD Cache и одна на жестких дисках.

Как правило, по получении запроса на чтение данных система проверяет, имеются ли соответствующие данные в кэш-памяти контроллера. Если запрашиваемые данные есть в кэше контроллера, система тут же возвращает их хосту. Если же запрашиваемых данных нет в кэше контроллера, то система проверяет пул SSD Cache. Если запрашиваемые данные были сохранены в SSD Cache на основании оценки их “температуры”, то система считывает эти данные прямо из SSD Cache и возвращает из хосту. В противном случае данные будут возвращены с более медленного устройства. Следовательно, чем больше попаданий в кэш, тем больше запросов будет обслужено SSD Cache, поэтому общие характеристики и среднее время отклика будут улучшаться.

Что нужно для работы SSD Cache

1. Требования к программному обеспечению и SANWatch

ПО версия 512F12 или выше

SANWatch версия 3.0.h.14 или выше

2. Лицензия на SSD Cache

SSD Cache доступно по лицензии. Infortrend также предоставляет 30-дневную пробную лицензию.

3.Соотношение между емкостью кэш-памяти контроллера и максимальным размером пула SSD Cache:

Если в системе разрешена работа SSD Cache, то кэш-память контроллера будет использовать некоторую часть пространства для сохранения “горячих” данных, и размер “горячих” записей в кэше контроллера будет определять максимальный поддерживаемый размер пула SSD. Для начальной комбинации (2 GB на контроллер) максимальный поддерживаемый размер пула SSD Cache равен 150 GB для одиночного контроллера и 300 GB для моделей с двойным избыточным контроллером.

По сравнению с SSD кэш-память контроллера более экономична. Кроме того, в кэш-память контроллера могут попадать не только считываемые, но и записываемые данные. Следовательно, мы рекомендуем пользователям EonStor DS нарастить кэш-память до 16 GB на один контроллер и приобрести подходящие SSD для кэш-пула (соответствующие вашим потребностям и бюджету), чтобы получить максимальный выигрыш в характеристиках.

4.Сброс контроллера(ов) для запуска SSD Cashe

Последний шаг запуска SSD Cache включает сброс контроллера(ов). По умолчанию, в кэш-памяти контроллера не назначается пространство для хранения “горячих” данных. Следовательно, требуется сбросить контроллер и инициализировать его так, чтобы выделить подходящее пространство для “горячих” записей. После сброса контроллера и активации функции SSD Cache управлять им очень просто. Нет необходимости сбрасывать или перегружать систему при добавлении SSD в пул или удалении из него. Эта процедура выполняется с помощью интуитивного интерфейса пользователя через SANWatch или RAIDWatch.

5.Требования к SSD

В настоящее время один контроллер поддерживаеи до 4 SSD. Если вы хотите использовать функцию SSD Cache, проверьте, пожалуйста, числится ли выбранная вами модель SSD в квалификационном списке Infortrend Qualified Vendor List (QVL). Только SSD из нашего QVL могут применяться для улучшения характеристик хранилища, как описано в этом документе.

Заключение

Infortrend SSD Cache представляет собой интеллектуальное решение, которое многократно улучшает характеристики хранилища, в особенности для приложений с интенсивным чтением данных, значительно снижает задержки и поддерживает большие пулы кэш-памяти. Его легко устанавливать, администрировать и обслуживать с помощью интуитивных интерфейсов пользователя от Infortrend. Мы настоятельно рекомендуем использовать его в системах с интенсивными рабочими потоками и часто повторяющимися операциями чтения.

Полный текст статьи с иллюстрациями вы можете скачать в виде pdf файла.

В статьях про СХД из «конспекта админа» практически не рассматривались технологии софтовой организации дискового массива. Кроме того, за кадром остался целый пласт относительно дешевых сценариев ускорения хранилищ с помощью твердотельных дисков.

Поэтому в этой статье рассмотрю три неплохих варианта использования SSD-дисков для ускорения подсистемы хранения.

Чаще всего твердотельные накопители рассматривают просто как альтернативу HDD, с большей пропускной способностью и IOPS. Однако, такая замена «в лоб» часто стоит слишком дорого (брендовые диски HP, например, стоят от $2 000), и в проект возвращаются привычные накопители SAS. Как вариант, быстрые диски просто используются точечно.

В частности, удобным выглядит использование SSD для системного раздела или для раздела с базами данных – с конкретным выигрышем в производительности можно ознакомится в соответствующих материалах . Из этих же сравнений видно, что при использовании обычных HDD узким местом является производительность диска, а в случае SSD сдерживать будет уже интерфейс. Поэтому замена одного лишь диска не всегда даст такую же отдачу, как комплексный апгрейд.

В серверах используют SSD с интерфейсом SATA, либо более производительные SAS и PCI-E. Большинство представленных на рынке серверных SSD с интерфейсом SAS продаются под брендами HP, Dell и IBM. К слову, даже в брендовых серверах можно использовать диски OEM-производителей Toshiba, HGST (Hitachi) и других, которые позволяют сделать апгрейд максимально дешевым при схожих характеристиках.

С широким распространением SSD был разработан отдельный протокол доступа к дискам, подключенным к шине PCI-E – NVM Express (NVMe). Протокол разработан с нуля и значительно превосходит своими возможностями привычные SCSI и AHCI. С NVMe обычно работают твердотельные диски с интерфейсами PCI-E, U.2 (SFF-8639) и некоторые M.2, которые быстрее обычных SSD более чем вдвое . Технология относительно новая, но со временем она обязательно займет свое место в самых быстрых дисковых системах.

Немного про DWPD и влияние этой характеристики на выбор конкретной модели.

При выборе твердотельных дисков с интерфейсом SATA следует обращать внимание на параметр DWPD, который определяет долговечность диска. DWPD (Drive Writes Per Day) – это допустимое количество циклов перезаписи всего диска в сутки на протяжении гарантийного периода. Иногда встречается альтернативная характеристика TBW/PBW (TeraBytes Written, PetaBytes Written) – это заявленный объем записи на диск на протяжении гарантийного периода. В SSD для домашнего использования показатель DWPD может быть меньше единицы, в так называемых «серверных» SSD — 10 и более.

Такая разница возникает из-за разных типов памяти:

SLC NAND . Самый простой тип – в каждой ячейке памяти хранится один бит информации. Поэтому такие диски надежны и обладают хорошей производительностью. Но приходится использовать больше ячеек памяти, что негативно влияет на стоимость;

MLC NAND . В каждой ячейке хранится уже два бита информации – самый популярный тип памяти.

eMLC NAND . То же самое что и MLC, но повышена устойчивость к перезаписи благодаря более дорогим и качественным чипам.

• TLC NAND . В каждой ячейке хранится по три бита информации – диск максимально дешев в производстве, но обладает наименьшими производительностью и долговечностью. Чтобы компенсировать потери по скорости, для внутреннего кэша часто используется память SLC.

Таким образом, при точечной замене обычных дисков твердотельными логично использовать MLC-модели в RAID 1, что даст отличную скорость при том же уровне надежности.

Считается, что использование RAID совместно с SSD – не лучшая идея. Теория основывается на том, что SSD в RAID изнашиваются синхронно и в определенный момент могут выйти из строя все диски разом, особенно при ребилде массива. Однако, с HDD ситуация точно такая же. Разве что, испорченные блоки магнитной поверхности не дадут даже прочитать информацию, в отличие от SSD.

По-прежнему высокая стоимость твердотельных накопителей заставляет задуматься об альтернативном их использовании, помимо точечной замены или использования СХД на базе одних лишь SSD.

От размера и скорости кэша RAID-контроллера зависит скорость работы массива в целом. Расширить этот кэш можно с помощью SSD. Технология напоминает решение Smart Response от Intel.

При использовании подобного кэша данные, которые используются чаще, хранятся на кэширующих SSD, с которых производится чтение или дальнейшая запись на обычный HDD. Режимов работы обычно два, аналогично привычному RAID: write-back и write-through.

В случае write-through ускоряется только чтение, а при write-back – чтение и запись.

Подробнее об этих параметрах вы можете прочитать под спойлером.

При настройке кэша write-through запись проводится как в кэш, так и на основной массив. Это не влияет на операции записи, но ускоряет чтение. К тому же, перебои питания или всей системы для целостности данных уже не так страшны;

• Настройка write-back позволяет записывать данные сразу в кэш, что ускоряет операции чтения и записи. В RAID-контроллерах эту опцию можно включить только при использовании специальной страхующей энергонезависимую память батарейки, либо при использовании флэш-памяти. Если же применять в качестве кэша отдельный SSD, то проблема с питанием уже не стоит.

Для работы обычно требуется специальная лицензия или аппаратный ключ. Вот конкретные названия технологии у популярных на рынке производителей:

LSI (Broadcom) MegaRAID CacheCade. Позволяет использовать до 32 SSD под кэш, суммарным размером не более 512 ГБ, поддерживается RAID из кэширующих дисков. Есть несколько видов аппаратных и программных ключей, стоимость составляет около 20 000 р;

Microsemi Adaptec MaxCache. Позволяет использовать до 8 SSD в кэше в любой конфигурации RAID. Отдельно лицензию покупать не нужно, кэш поддерживается в адаптерах серии Q;

• HPE SmartCache в серверах ProLiant восьмого и девятого поколения. Актуальная стоимость доступна по запросу.

Схема работы SSD-кэша предельно проста – часто используемые данные перемещаются или копируются на SSD для оперативного доступа, а менее популярная информация остается на HDD. Как итог, скорость работы с повторяющимися данными значительно возрастает.

В качестве иллюстрации работы RAID-кэша на базе SSD можно привести следующие графики:

StorageReview – сравнение производительности разных массивов при работе с базой данных: использованы обычные диски и их альтернатива на базе LSI CacheCade.

Но если есть аппаратная реализация, то наверняка существует и программный аналог за меньшие деньги.

Помимо программного RAID существует и программный SSD-кэш. В Windows Server 2012 появилась интересная технология Storage Spaces, которая позволяет собирать RAID-массивы из любых доступных дисков. Накопители объединяются в пулы, на которых уже размещаются тома данных – схема напоминает большинство аппаратных систем хранения. Из полезных возможностей Storage Spaces можно выделить многоярусное хранение (Storage Tiers) и кэш записи (write-back cache).

Storage Tiers позволяет создавать один пул из HDD и SSD, где более востребованные данные хранятся на SSD. Рекомендованное соотношение количества SSD к HDD 1:4-1:6. При проектировании стоит учитывать и возможность зеркалирования или четности (аналоги RAID-1 и RAID-5), так как в каждой части зеркала должно быть одинаковое количество обычных дисков и SSD.

Кэш записи в Storage Spaces ничем не отличается от обычного write-back в RAID-массивах. Только здесь необходимый объем «откусывается» от SSD и по умолчанию составляет один гигабайт.

Дешевые способы поддать жару системе хранения с помощью SSD

В статьях про СХД из «конспекта админа» практически не рассматривались технологии софтовой организации дискового массива. Кроме того, за кадром остался целый пласт относительно дешевых сценариев ускорения хранилищ с помощью твердотельных дисков.

Поэтому в этой статье рассмотрю три неплохих варианта использования SSD-дисков для ускорения подсистемы хранения.

Почему просто не собрать массив из SSD — немного теории и рассуждений на тему

Чаще всего твердотельные накопители рассматривают просто как альтернативу HDD, с большей пропускной способностью и IOPS. Однако, такая замена «в лоб» часто стоит слишком дорого (брендовые диски HP, например, стоят от $2 000), и в проект возвращаются привычные накопители SAS. Как вариант, быстрые диски просто используются точечно.

В частности, удобным выглядит использование SSD для системного раздела или для раздела с базами данных — с конкретным выигрышем в производительности можно ознакомится в соответствующих материалах. Из этих же сравнений видно, что при использовании обычных HDD узким местом является производительность диска, а в случае SSD сдерживать будет уже интерфейс. Поэтому замена одного лишь диска не всегда даст такую же отдачу, как комплексный апгрейд.

В серверах используют SSD с интерфейсом SATA, либо более производительные SAS и PCI-E. Большинство представленных на рынке серверных SSD с интерфейсом SAS продаются под брендами HP, Dell и IBM. К слову, даже в брендовых серверах можно использовать диски OEM-производителей Toshiba, HGST (Hitachi) и других, которые позволяют сделать апгрейд максимально дешевым при схожих характеристиках.

С широким распространением SSD был разработан отдельный протокол доступа к дискам, подключенным к шине PCI-E — NVM Express (NVMe). Протокол разработан с нуля и значительно превосходит своими возможностями привычные SCSI и AHCI. С NVMe обычно работают твердотельные диски с интерфейсами PCI-E, U.2 (SFF-8639) и некоторые M.2, которые быстрее обычных SSD более чем вдвое. Технология относительно новая, но со временем она обязательно займет свое место в самых быстрых дисковых системах.

Немного про DWPD и влияние этой характеристики на выбор конкретной модели.

Таким образом, при точечной замене обычных дисков твердотельными логично использовать MLC-модели в RAID 1, что даст отличную скорость при том же уровне надежности.

Считается, что использование RAID совместно с SSD — не лучшая идея. Теория основывается на том, что SSD в RAID изнашиваются синхронно и в определенный момент могут выйти из строя все диски разом, особенно при ребилде массива. Однако, с HDD ситуация точно такая же. Разве что, испорченные блоки магнитной поверхности не дадут даже прочитать информацию, в отличие от SSD.

По-прежнему высокая стоимость твердотельных накопителей заставляет задуматься об альтернативном их использовании, помимо точечной замены или использования СХД на базе одних лишь SSD.

Расширяем кэш RAID-контроллера

От размера и скорости кэша RAID-контроллера зависит скорость работы массива в целом. Расширить этот кэш можно с помощью SSD. Технология напоминает решение Smart Response от Intel.

При использовании подобного кэша данные, которые используются чаще, хранятся на кэширующих SSD, с которых производится чтение или дальнейшая запись на обычный HDD. Режимов работы обычно два, аналогично привычному RAID: write-back и write-through.

В случае write-through ускоряется только чтение, а при write-back — чтение и запись.

Подробнее об этих параметрах вы можете прочитать под спойлером.

Для работы обычно требуется специальная лицензия или аппаратный ключ. Вот конкретные названия технологии у популярных на рынке производителей:

• LSI (Broadcom) MegaRAID CacheCade. Позволяет использовать до 32 SSD под кэш, суммарным размером не более 512 ГБ, поддерживается RAID из кэширующих дисков. Есть несколько видов аппаратных и программных ключей, стоимость составляет около 20 000 р;

• Microsemi Adaptec MaxCache. Позволяет использовать до 8 SSD в кэше в любой конфигурации RAID. Отдельно лицензию покупать не нужно, кэш поддерживается в адаптерах серии Q;

• HPE SmartCache в серверах ProLiant восьмого и девятого поколения. Актуальная стоимость доступна по запросу.

Схема работы SSD-кэша предельно проста — часто используемые данные перемещаются или копируются на SSD для оперативного доступа, а менее популярная информация остается на HDD. Как итог, скорость работы с повторяющимися данными значительно возрастает.

В качестве иллюстрации работы RAID-кэша на базе SSD можно привести следующие графики:

StorageReview — сравнение производительности разных массивов при работе с базой данных: использованы обычные диски и их альтернатива на базе LSI CacheCade.

Но если есть аппаратная реализация, то наверняка существует и программный аналог за меньшие деньги.

Быстрый кэш без контроллера

Помимо программного RAID существует и программный SSD-кэш. В Windows Server 2012 появилась интересная технология Storage Spaces, которая позволяет собирать RAID-массивы из любых доступных дисков. Накопители объединяются в пулы, на которых уже размещаются тома данных — схема напоминает большинство аппаратных систем хранения. Из полезных возможностей Storage Spaces можно выделить многоярусное хранение (Storage Tiers) и кэш записи (write-back cache).

Storage Tiers позволяет создавать один пул из HDD и SSD, где более востребованные данные хранятся на SSD. Рекомендованное соотношение количества SSD к HDD 1:4-1:6. При проектировании стоит учитывать и возможность зеркалирования или четности (аналоги RAID-1 и RAID-5), так как в каждой части зеркала должно быть одинаковое количество обычных дисков и SSD.

Кэш записи в Storage Spaces ничем не отличается от обычного write-back в RAID-массивах. Только здесь необходимый объем «откусывается» от SSD и по умолчанию составляет один гигабайт.

Общая схема работы выглядит так:

• При записи на чистый диск данные сохраняются на SSD;

• Когда SSD заполнены, данные пишутся в write-back кэш, который записывается на HDD;

• Если кэш переполнен, запись ведется напрямую на HDD;

• В процессе работы данные реорганизуются так, чтобы «горячая» информация хранилась на 

• SSD, а «холодная» — на HDD.

Если рассматривать другие операционные системы, то технологий доступно еще больше. Например, в GNU\Linux есть bcache, EnhanceIO, dm-cache и lvmcache, L2ARC в ZFS, Cache Tiering и Cache Pool в Cephs.

Если говорить о программном ускорении дисковой системы, то интересным вариантом выглядит использование для этих целей оперативной памяти. Существует ряд приложений, позволяющих «откусить» часть RAM под кэш — например PrimoCache. Подобные решения, помимо ускорения работы, помогут и продлить жизнь SSD. Главное предусмотреть защиту от проблем с питанием и не размещать в таких разделах слишком важные данные.

Итого

Файловые и веб-серверы хорошо работают с кэшем на SSD, а для размещения производственной базы данных приоритетнее RAID-массив из обычных дисков под данные и отдельное SSD-зеркало под журналы транзакций. Остальные сценарии работы с данными требуют более творческого подхода и знания специфики использования.

Стоит ли? У нас есть эталонный тест

Обновлено: 14 июля 2022 г. 14:30

Поделиться этой статьей…

Что такое кэш?

Что такое SSD-кэш?

Типы SSD-кэширования

SSD-кэширование с обратной записью

SSD-кэширование с обратной записью

SSD-кэширование со сквозной записью

Какой тип SSD-кэширования лучше всего подходит вам?

Как работает SSD-кэширование?

Как это помогает мне сэкономить деньги?

Что мне нужно для правильного выполнения SSD-кэширования?

Если вы используете процессор Intel

Включение технологии Intel Smart Response (SRT)

Если вы используете процессор AMD

Включение AMD StoreMI

Создание загрузочного многоуровневого диска StoreMI — добавление SSD к существующему загрузочному жесткому диску

Расширение емкости существующего загрузочного диска SSD

Оценка производительности

Тест копирования файлов

Установка программы

Время загрузки Windows

SSD Cache & Sysmark 2012

Производительность офиса

Веб -разработка

Данные/Финансовый анализ

Управление системой

Gaming Performance

FACHING CACHS

— это SSD CACHING IT?

Как очистить кэш на моем SSD?

Какой объем SSD-кэша мне нужен?

Должен ли я включить кэширование записи на SSD?

Заключение

Вы, наверное, слышали о кэшировании SSD (твердотельный накопитель) и о том, как выделение определенной части вашего SSD в качестве кэша может помочь повысить производительность вашей системы, но что такое кэш SSD?

Если вы здесь для этого, у нас есть все, что вам нужно знать об этом.

Что такое кэш?

Прежде чем мы начнем говорить о кэшах SSD, давайте сначала определим, что такое кэш …

Вы можете думать о кэше как о складе, где элементы хранятся для будущего использования.

В случае компьютерного кеша это пространство в оборудовании вашего компьютера (ОЗУ, ЦП, жесткий диск, SSD), в котором хранятся как недавно использованные, так и часто используемые программы, чтобы ваш компьютер мог легко извлечь их в следующий раз, когда они вам понадобятся. По сути, это сокращает время загрузки и помогает программам выполняться намного быстрее.

Хорошим примером кеша является кеш вашего веб-браузера. Изображения, HTML, Javascript и другие данные кэшируются локально, когда вы просматриваете Интернет, чтобы страницы, которые вы часто посещаете, загружались быстрее при следующем открытии.

Что такое SSD-кэш?

Кэш SSD — это когда вы используете часть или весь SSD в качестве кэша (минимум 18,6 ГБ). Итак, кэширование SSD, также широко известное как кэширование флэш-памяти , — это процесс хранения временных данных на микросхемах флэш-памяти SSD. А поскольку в твердотельных накопителях используются быстрые ячейки флэш-памяти NAND, запросы данных и общая вычислительная производительность будут значительно выше.

На самом деле, если вы используете только обычный жесткий диск, то кэширование SSD является одним из самых экономичных обновлений, которое вы можете сделать в обмен на более быстрое время загрузки и загрузки. Мы говорим о переходе от 30-секундного времени загрузки (или больше) к 8 секундам (более или менее), и в целом вы получаете более отзывчивую систему. Вскоре мы расскажем подробнее о том, как это может сэкономить вам деньги.

Однако, если вы уже используете SSD в качестве единственного средства хранения, то вы ничего не получите от кэширования SSD.

Типы SSD-кэширования

Существуют различные типы SSD-кэширования, которые можно использовать в зависимости от обстоятельств: -сквозное кэширование SSD

Кэширование SSD с круговой записью

Кэширование SSD с круговой записью — это процесс прямой записи данных в первичное хранилище в обход кэша. Однако, поскольку данные, которые в конечном итоге кэшируются, сначала отправляются на фактический SSD, процесс перемещения этих данных обратно в кэш будет медленнее. В конце концов, нет кеша, который помогал бы перемещать вещи в кеш (он просто кеширует до конца…).

Тем не менее, эта система невероятно эффективна, потому что данные копируются обратно в кэш только тогда, когда данные распознаются как «горячие» (другими словами, когда данные идентифицируются как часто используемые). Это означает, что кеш не будет переполнен ненужными данными, а будет кешировать только те данные, которые больше всего выиграют от кеширования.

Кэширование SSD с обратной записью

Кэширование SSD с обратной записью сначала записывает данные в кэш SSD, а затем отправляет их на основное устройство хранения только после того, как данные будут полностью записаны в кэш SSD.

Помните, что кэширование намного лучше, чем обычные операции чтения-записи, поэтому это приводит к низкой задержке как для операций записи, так и для операций чтения. Но в случае сбоя кеша кешированные данные будут потеряны. Вот почему производители, использующие этот тип кэширования, вкладывают средства в продукты, которые делают дублирующие записи, чтобы обойти эту проблему.

Кэширование SSD со сквозной записью

Кэширование SSD со сквозной записью одновременно записывает данные как в кэш SSD, так и в основное хранилище устройства. В наши дни это также широко используемые решения для кэширования и гибридного хранения.

Данные будут доступны из кэша SSD только после того, как хост подтвердит завершение операции записи как в кэше SSD, так и в основном устройстве хранения.

Какой тип SSD-кэширования лучше всего подходит для вас?

• SSD-кэширование с круговой записью лучше всего подходит, если вы не хотите переполнять кэш данными, которые не будете использовать очень часто. Однако это приводит к большей задержке при загрузке распознанных «горячих» данных обратно в кеш.
• SSD-кэширование с обратной записью является самым быстрым, поскольку ему не нужно ждать завершения работы базового хранилища. Но даже несмотря на то, что это решает проблемы с задержкой, данные всегда будут подвергаться риску, поскольку сбой питания может привести к повреждению данных.
• Кэширование SSD со сквозной записью — наиболее распространенный тип кэширования на сегодняшний день. Данные записываются как в кеш, так и в базовое хранилище одновременно, и запись считается завершенной только тогда, когда они записываются в ваше хранилище. Это делает его самым безопасным методом, но и самым медленным.

Как работает SSD-кэширование?

Независимо от того, как кэшируются данные, файлы, необходимые для запуска программы, будут загружаться с накопителя в соответствии с иерархией различных уровней временного хранилища.

Обычно это начинается с самой быстрой кэш-памяти и обратно до самой медленной кэш-памяти, в зависимости от времени отклика данных. Таким образом, файлы с быстрым откликом отправляются прямо в кеш ЦП, а данные с более медленным откликом отправляются в ОЗУ, а затем, по крайней мере, в приведенном ниже примере, жесткий диск появляется последним.

Трюк? Хотя жесткий диск является самым медленным из них — это означает, что вы хотите избежать слишком частого доступа к данным, которые там находятся, — он также содержит большую часть ваших данных.

Однако, когда настроено кэширование SSD, он находится между оперативной памятью и жестким диском, поскольку скорость его кэширования выше, чем у жесткого диска (но все же медленнее, чем у ОЗУ).

Добавление еще одного места для поиска данных в системе делает все быстрее, поскольку SSD-кэш значительно быстрее, чем обычные кеши жестких дисков.

Как это помогает мне сэкономить деньги?

Покупка твердотельного накопителя того же размера, что и ваш жесткий диск, обходится очень дорого. Тем не менее, небольшой SSD не должен прожечь огромную дыру в вашем кошельке. Поэтому, если твердотельный накопитель на 500 ГБ слишком дорог для вас, твердотельного накопителя на 64 ГБ или даже 32 ГБ должно быть более чем достаточно, чтобы дать вам огромный прирост скорости без непомерной суммы.

Что нужно для правильного выполнения SSD-кэширования?

Если вы используете процессор Intel

Использовать память SSD NAND в качестве кэш-памяти в системе Intel очень просто, и все, что вам нужно, это следующее:

• Intel® Z68, Z87, Q87, H87, Z77 Системная плата для настольных ПК на базе набора микросхем Q77 или Intel® H77 Express
• Пакет LGA 1155 или 1150 Процессор Intel® Core™
• Системная BIOS с режимом SATA, установленным на RAID
• Программное обеспечение Intel® RST версии 10.5 или выше
• Один жесткий диск или несколько дисков в одном томе RAID
• Твердотельный накопитель (SSD) с минимальной емкостью 18,6 ГБ
• Windows 7, Windows 8 или Windows 10 (32-разрядная и 64-разрядная версии) системы

Прежде всего, настройте режим SATA в BIOS.

Шаг 1: Включите компьютер и несколько раз нажмите клавишу F2 , чтобы загрузить меню BIOS.

Шаг 2: Перейти к Настройка дисков SATA 9вариант 0103.

Шаг 3: Выберите параметр для набора микросхем SATA Mode и измените значение на RAID .

Шаг 4: Нажмите клавишу F10 , чтобы сохранить настройки и перезапустить систему.

Включение технологии Intel Smart Response (SRT)

Чтобы использовать кэширование SSD, убедитесь, что здесь установлены все необходимые драйверы устройств и новейшее программное обеспечение Intel SRT. По завершении выполните следующие действия:

Шаг 1: Откройте и запустите программное обеспечение Intel RST.

Шаг 2: Нажмите Включить ускорение в меню Статус или Ускорить .

Шаг 3: Выберите SSD для устройства кэширования.

Шаг 4: Выберите размер SSD для выделения в качестве кэш-памяти.

ПРИМЕЧАНИЕ : Оставшееся место на SSD можно использовать для хранения данных с помощью однодискового тома RAID 0, который создается автоматически.

Шаг 5: Выберите том RAID (диск), который вы хотите ускорить.

Шаг 6: Выберите либо Расширенный режим (сквозная запись), либо Максимальный режим (обратная запись).

Примечание: Максимальный режим оптимизирует производительность ввода/вывода, а расширенный режим оптимизирует защиту данных. Выберите расширенный режим , если вы не уверены. При этом данные одновременно записываются как в кэш SSD, так и в основное хранилище устройства, что гарантирует, что данные не будут потеряны при отключении питания или внезапном отключении питания.

Шаг 7: Нажмите OK. Страница должна обновиться, и сообщение должно показать, что новая конфигурация ускорения успешно настроена. После всего этого ваши данные будут кэшированы на SSD!

Если вы используете процессор AMD

Благодаря недавнему выпуску StoreMI (проприетарное программное обеспечение AMD, которое работает так же, как программное обеспечение Intel Smart Response Technology), пользователи AMD теперь могут воспользоваться преимуществами скорости SSD при использовании HDD в качестве основного запоминающего устройства.

Прежде чем вы сможете использовать SSD в качестве кэш-памяти для жесткого диска в системе AMD, ваша система должна соответствовать минимальной конфигурации:

• AMD RyZen, материнская плата серии 4xx cache)
• Безопасная загрузка НЕ ​​включена (дополнительные сведения см. в документации к вашей системе)
• Не установлены другие решения SSD-кэширования или программного RAID-массива AMD
• В настройках диска BIOS SATA установлено значение AHCI, а не RAID
• Операционная система Windows 10

Другие вещи, на которые следует обратить внимание…

• StoreMI не только поддерживает настольные компьютеры Ryzen, но также поддерживает настольные процессоры A-series/Athlon (на материнских платах серии Socket AM4 4xx) и Ryzen Threadripper процессоры (в материнских платах sTR4).
• Если вы хотите использовать загрузочные уровни размером > 2 ТБ, система должна быть настроена на загрузку в режиме UEFI с загрузочной установкой ОС Windows с UEFI, поскольку Windows 10 не поддерживает загрузочные диски > 2 ТБ в устаревшем режиме загрузки.
• Убедитесь, что вы устанавливаете Windows на жесткий диск, а не на твердотельный накопитель, когда начинаете новую установку Windows, чтобы избежать проблем в долгосрочной перспективе.
• При преобразовании загрузочного диска SSD или NVMe объемом более 256 ГБ требуются дополнительные действия. (См. ВАЖНО в разделе Создание загрузочного многоуровневого диска StoreMI — Добавление SSD к существующему загрузочному жесткому диску ниже) установите контроллер SATA на AHCI, , а не RAID. После этого нажмите клавишу F10 , чтобы сохранить и перезапустить систему.

  ВАЖНОЕ ЗАМЕЧАНИЕ О КЭШИРОВАНИИ SSD: Кэширование SSD может улучшить общее впечатление и производительность, но помните, что это также влияет на срок службы вашего SSD. Узнайте больше о надежности SSD, чтобы узнать об этом подробнее.

  Включение AMD StoreMI

  Убедитесь, что вы загрузили и установили последнюю версию программного обеспечения и драйверов AMD StoreMI , нажав кнопку ЗАГРУЗИТЬ СЕЙЧАС 9Кнопка 0103 находится здесь. Перезагрузите систему, чтобы завершить установку при появлении запроса.

  Примечание : При использовании параметра экспресс-установки вы можете дополнительно просмотреть текущую конфигурацию диска

  , используя параметр информации AMD Drive Controller, чтобы проверить настройку диска.

  Создание загрузочного многоуровневого диска StoreMI — добавление SSD к существующему загрузочному жесткому диску

  Шаг 1 : Нажмите кнопку Create Bootable StoreMI после открытия приложения StoreMI.

  Шаг 2 : Преобразуйте существующий загрузочный диск в многоуровневый накопитель StoreMI.

  Примечание : Правильные диски обычно выбираются автоматически , если вы выберете Auto Drive Select . В противном случае вам будет предложено выбрать, какой диск относится к быстрому уровню (ваш SSD), а какой к медленному уровню (ваш жесткий диск), если вы решите выбрать диски вручную. Не волнуйтесь, если вы видите выделенный серым цветом диск, потому что он используется либо как диск с данными, либо как раздел.

  Шаг 3 : Нажмите кнопку Создать , следуйте инструкциям и перезагрузите систему, когда будет предложено.

  Шаг 4 : При загрузке Windows убедитесь, что система правильно загрузилась из StoreMI, открыв Disk Manager (введя diskmgmt.msc через командную строку ), а также получить доступ к возможности расширения тома Windows.

  Примечание : Если расширение загрузочного тома не было завершено автоматически, щелкните правой кнопкой мыши раздел C: в диспетчере дисков и выберите Расширьте том , чтобы вручную расширить загрузочные тома.

  ВАЖНО: Следует также отметить, что StoreMI поддерживает только емкость быстрого уровня 256 ГБ. Если у вас есть SSD без операционной системы с объемом памяти более 256 ГБ, оставшаяся неиспользованная емкость будет представлена ​​как дополнительный виртуальный SSD , который вы можете отформатировать и использовать в качестве временного хранилища.

  Кроме того, вы также можете приобрести пакет Enmotus FuzeDrive™ за 59,99 долл. США для AMD Ryzen™, если вы хотите использовать до 1 ТБ хранилища в качестве высокоскоростного накопителя.

  Но помните, что при выборе параметра Remove StoreMI также удаляется дополнительный виртуальный SSD, который используется в качестве временного хранилища, поэтому перед выполнением процесса удаления убедитесь, что вы вернули все на этот виртуальный SSD.

  Увеличение емкости существующего загрузочного диска SSD

  Шаг 1 : Откройте приложение StoreMI и нажмите Создать загрузочный StoreMI .

  Шаг 2 : Выберите доступный пустой SSD или HDD из вариантов. Вручную выберите доступный SSD или HDD, если система не делает этого автоматически.

  Примечание : Если на SSD имеется более 256 ГБ памяти, появится сообщение с сообщением о том, что оставшееся пространство можно использовать как обычный диск. Но имейте в виду, что вам понадобится сторонний инструмент миграции для переноса ОС с загрузочного диска на SSD большей емкости. Сделайте это в первую очередь, когда будет предложено, и удалите ОС с меньшего SSD после завершения. После завершения процесса миграции перейдите к шагу 3 ниже.

  Здесь также стоит отметить, что содержимое внутри виртуального SSD будет удалено, если вы пройдете Удалить опцию StoreMI .

  Шаг 3 : Нажмите кнопку Создать , следуйте инструкциям и перезагрузите систему, когда будет предложено.

  Шаг 4 : При загрузке Windows убедитесь, что система правильно загрузилась из StoreMI, открыв Disk Manager (введя diskmgmt.msc через командную строку ), а также получить доступ к расширению тома. возможности Windows.

  Кроме того, вы также можете включить функцию кэширования ОЗУ с помощью утилиты настройки StoreMI, которая находится на панели задач. Просто откройте утилиту StoreMI, используйте Изменить параметры и выбрать доступный режим кэш-памяти ОЗУ: 2 ГБ. Чтобы подтвердить изменение, нажмите Modify Tier .

  Оценка производительности

  Тесты проводились на отдельном твердотельном накопителе, отдельном жестком диске, а также на жестком диске и твердотельном накопителе, настроенных как кэш Smart Response Technology с использованием программного обеспечения Intel SRT. Я скажу вам это заранее: возвращаться к механическому жесткому диску для установки Windows и выполнения тестов после использования только твердотельных накопителей в течение многих лет было мучительно медленно. Вот мой субъективный анекдот к статье. 🙂

  Однако мы не тестировали SSD-кэширование с помощью программного обеспечения AMD StoreMI, но склонны ожидать аналогичных результатов.

  Следует отметить, что до тех пор, пока данные не будут фактически кэшированы на SSD, они будут выполняться с механического диска. Однако, если бы мы предварительно кэшировали все программное обеспечение, результаты теста были бы искажены. Чтобы воспроизвести реалистичную среду тестирования, я установил Windows и все тестовое программное обеспечение на механический диск, а затем установил кэш, как это обычно делает пользователь.

  Во-первых, давайте посмотрим на некоторые быстрые результаты «мгновенного удовлетворения». Повлияет ли SSD-кэширование на скорость копирования файлов? Как насчет установки новых программ и загрузки Windows?

  Тест копирования файлов

  Чтобы проверить производительность копирования файлов, мы скопируем каталог установки Steam объемом 22 ГБ с твердотельного накопителя Samsung серии 830 на каждый диск. Это покажет нам, как это влияет на реальную скорость записи. Если кэширование SSD используется правильно, его оценка должна быть примерно такой же, как у выделенного SSD:

  Вот и все, копирование файла с другого диска на кешированный диск происходит примерно так же, как копирование на выделенный SSD. Отсюда программа продолжит копирование файлов на механический диск, что позволит перезаписать данные более важными данными.

  Установка программы

  Далее мы установим программу с одного и того же SSD на каждую установку диска. Это должно быть похоже на прямую копию файла. Мы используем Photoshop CS6 в качестве примера здесь:

  Опять же, кеш позволяет нам устанавливать на диск со скоростью SSD. Как видите, это имеет огромное значение, сокращая время более чем вдвое.

  Время загрузки Windows

  Всем известно, что наиболее заметным улучшением производительности, которое может дать SSD, является время загрузки Windows. В то время как механическим дискам требуется более минуты для загрузки Windows, SSD может сделать это менее чем за 10 секунд — это первое, что большинство пользователей SSD замечают после установки нового диска. Но что, если вы используете кешированный диск?

  После первой перезагрузки системы важные файлы Windows отправляются в кеш, а раздел кеша работает так же, как SSD.

  Теперь приступим к работе и посмотрим, как кэшированный диск работает в реальных офисных приложениях:

  SSD Cache и SYSMark 2012

  SYSMark 2012 — идеальное приложение для тестирования производительности SSD-кэша в офисных приложениях. Поскольку он выполняет предварительно запрограммированные задачи через реальные приложения в режиме реального времени, он позволяет отразить любые улучшения, вызванные увеличением времени загрузки программы и данных, в оценках.

  На этот раз мы не проводили «прогон кондиционирования», который позволил бы предварительно загрузить большую часть данных в кэш-накопитель, что немного исказило бы результаты. Вместо этого мы взяли среднее значение трех прогонов каждого теста. Это дает нам представление об общей производительности кэш-накопителя SSD после его использования в течение некоторого времени.

  Теперь следует отметить, что даже небольшое увеличение балла в баллах весьма существенно, поскольку это не тест хранилища, а тест общей производительности системы . Мы пропустим наборы, которые ограничены исключительно процессором, а не производительностью хранилища (3D-моделирование, кодирование мультимедиа).

  Office Productivity

  Некоторые из этих действий выполняются одновременно для моделирования типичного многозадачного поведения.

  .

  Используемая программа	Выполненные задачи
  ABBYY FineReader Pro 10	Объединение нескольких отсканированных страниц сложного документа в зашифрованный PDF-документ с помощью оптического распознавания символов (OCR)
  	Использование Microsoft Word расширенная программа OCR для преобразования отсканированных страниц сложных и простых документов в редактируемые текстовые документы.
  Adobe Acrobat Pro 9	Создание PDF-файла с заполняемыми полями формы из отсканированных страниц
  Adobe Flash Player 10.1	Создание и просмотр комплексных презентаций, которые включают в себя клип -арт и видео
  Microsoft Excel 2010	Использовать программу для таблицы для проведения данных. вкладки для просмотра блога, интернет-магазина, вики-сайта и сайта социальной сети
  	Проверка веб-почты в приватном сеансе браузера
  	Создайте сообщение в блоге и сделайте Mail Merge
  Microsoft Outlook 2010	Создание и просмотр сложных презентаций, включающих картинки и видео
  Mozilla Firefox 3.6.8	Использование нескольких вкладок для просмотра блога, интернет-магазина, вики-сайта и сайта социальной сети
  	Проверьте веб -почту в частной сеансе браузера
  	Создайте пост в блоге и Do A Mail
  Winzip Pro 14.5
  Winzip Pro 14.5
  Pilezip Pro 14.5
  Pilezip Pro 14.5
  Pilezip Pro 14.5
  Pilezip pro 14.5
  inzip Provisip. Поскольку в этом пакете выполняется очень много общих задач, это, вероятно, самый значимый результат для большинства людей. И, как вы можете видеть, SSD-кэш работает очень хорошо, давая огромный прирост производительности по сравнению со стандартным механическим жестким диском. Web Development Program used Processes relating to web development performed Adobe Photoshop CS5 Extended Layout the graphics and create the icons for a website using an image editing application Использование пакетной обработки для управления набором фотографий для использования в веб-галерее фотографий Adobe Premiere Pro CS5 Объединение изображений, видеоклипов и аудио в видео с помощью приложения для редактирования видео, а затем кодирование видео в веб-формат Adobe Dreamweaver CS5 Соберите графику, галерею и видео в функциональный веб-сайт с помощью приложения для веб-разработки, исправляя ссылки и перемещая документы по мере необходимости Microsoft Internet Explorer 8 Предварительный просмотр страниц в нескольких браузеры Mozilla Firefox 3. 6.8 Аналогичным образом, пакет веб-разработки значительно выигрывает как от чистого SSD, так и от SSD-кэша. Данные/финансовый анализ Используемая программа Выполненная задача заявление. Загрузка электронных таблиц в Excel происходит намного быстрее при использовании SSD, а кеш SSD так же хорош в этом тесте. Управление системой Program(s) used Processes relating to system management performed Mozilla Firefox (multiple versions) Install and then upgrade an application using a complete application installer and patch installers WinZip Pro 14.5 Выполнить (симулированное) полное резервное копирование системы с использованием шифрования, а затем, после внесения изменений в исходный набор данных резервного копирования, выполнить два зашифрованных инкрементных резервных копирования Restore both backups Create an encrypted archive of various sensitive files for transfer across unsecured communications, and another unencrypted archive of various files Decompress the initial backup and two incremental backups Командная строка WinZip 3. 2 Распаковка зашифрованных и незашифрованных архивных файлов Этот тест включает чтение и запись большого количества файлов с шифрованием и сжатием. Опять же, SSD-кэш работает так же хорошо, как и отдельный SSD. Кроме того, позвольте мне напомнить вам, что это общий тест производительности системы, поэтому тот факт, что результаты значительно улучшились за счет простой установки диска за 100 долларов и использования его в качестве кэша, впечатляет и говорит нам обо всем, что нам нужно. знать. Прежде чем мы перейдем к каким-либо выводам, давайте взглянем на производительность в играх: Производительность в играх Чтобы увидеть, как кэш-накопитель SSD может повлиять на производительность в играх, мы загрузим несколько игр и измерим время загрузки уровня. Тесты запускались три раза (чтобы можно было кешировать данные), с перезагрузкой между каждым запуском (иначе в дело вступает оперативная память). После кэширования игры уровень загружается так же, как если бы он был на выделенном SSD. Обратите внимание, что все они загружаются примерно на 7 секунд быстрее с SSD или SSD-кэшем. И, если вы играли в Skyrim , вы знаете, что эти дополнительные 7 секунд здесь и там могут иметь огромное значение. Если вам интересно, сколько времени или сколько загрузок требуется для кэширования игры, ответ — по моему опыту — один раз. Возможно, вам придется смириться с 15-20-секундной загрузкой уровня, если вы какое-то время не играли в игру, но как только вы это сделаете, данные будут кэшированы, и они снова начнут работать с SSD. Все это делается без какого-либо вмешательства со стороны пользователя. Часто задаваемые вопросы о SSD-кэшировании Стоит ли использовать SSD-кэширование? SSD-кэширование может значительно улучшить стандартную настройку жесткого диска, поэтому оно того стоит! Поддерживая все ваши часто используемые данные и программы наготове для доступа к вашему ЦП, это значительно ускоряет загрузку и время загрузки. Вы также увидите значительное улучшение общей эффективности вашей сборки. Представьте, что ваш компьютер — это больница. В этой больнице кто-то ложится под нож. Вы можете думать о хирурге как о своем процессоре, а о докторе, готовом передать необходимое оборудование, когда его вызовет хирург, — это ваш SSD-кэш, как и стол, на котором хранятся инструменты. Без этого врача или стола хирургу придется идти и самим забирать инструменты из шкафа снабжения (ГНБ). Между тем, пациент (приложение) ждет в подвешенном состоянии на столе. Хотя это может не сильно повлиять на игру, кроме времени загрузки, расширение вашей системы с помощью твердотельного накопителя среднего уровня обычно считается лучшим доступным обновлением. Как очистить кэш на моем SSD? Очистка кэша SSD мало чем отличается от очистки стандартного хранилища на жестком диске. Если вы хотите избавиться от всего в кеше SSD одним махом, просто выполните эти простые шаги, и ваш кеш будет безупречным в кратчайшие сроки. Открыть системный BIOS. Доступ к BIOS осуществляется нажатием клавиши BIOS во время загрузки системы. Не существует одной клавиши для всех компьютеров, но обычно это одна из клавиш «F» или «Del». В тексте на экране загрузки должно быть указано, какой ключ подходит для вашей системы. Найти индекс устройств — это будет список или раскрывающееся меню подключенных устройств. Он может находиться в отдельной вкладке. Выберите свой SSD — Найдите свой SSD в списке устройств и нажмите на него. Затем вам будет предложено несколько вариантов, одним из которых будет полная очистка данных. Эта опция может быть выражена несколькими способами, но независимо от формулировки она все равно должна сообщать, что ее функция заключается в очистке вашего SSD. Очистите свой SSD. После выбора удаления данных вы можете увидеть несколько предупреждений с вопросом, уверены ли вы, что хотите безвозвратно стереть свои данные. Подтвердите, что это так, и вуаля! Сколько SSD-кэша мне нужно? В конечном счете, размер вашего SSD-кэша должен зависеть от того, сколько вы планируете хранить в нем, но есть некоторые общие рекомендации, которые помогут вам не сбиться с пути. Если общий объем хранилища меньше 24 ТБ, объем кэш-памяти SSD должен составлять около 400 ГБ; однако, если твердотельный накопитель на 400 ГБ слишком богат для вашей крови, все, что выше 32 ГБ, все равно ускорит вашу систему в геометрической прогрессии. С системной памятью 24-40 ТБ вам следует заглянуть в кэш-память SSD объемом 960 ГБ. В зоне 40-80 ТБ считается, что минимальная емкость кэш-памяти SSD составляет примерно 1,92 ТБ. Если у вас есть огромное хранилище объемом 80 ТБ, вам понадобится что-то вроде 3,84 ТБ. Должен ли я включить кэширование записи на SSD? Включение кэширования записи — лучший способ действий для большинства пользователей. Поскольку данные должны перемещаться в большее количество местоположений, это снизит скорость записи, но скорость системы, с другой стороны, будет еще быстрее. Как всегда; однако эта повышенная производительность имеет свою цену. Во-первых, кэширование записи использует небольшую часть ОЗУ вашей системы, а во-вторых, поскольку запись данных на диск NAND отодвигается, в случае внезапного отключения питания эти данные не будут постоянно сохранены на вашем SSD. . Заключение Очевидно, что результаты тестирования говорят сами за себя. Если вы спрашиваете, стоит ли использовать SSD в качестве кэш-памяти, то я полагаю, что вы не читали остальную часть статьи, потому что на данный момент ответ должен быть очевиден. Иногда люди делают что-то из-за менталитета толпы; это плохая идея, но все так делают, так почему бы и нет? Однако в других случаях все делают то же самое просто потому, что это работает. В этом случае тот факт, что многие пользователи делают это как дешевый способ повысить производительность, является доказательством того, что иногда мафия права. Если у вас уже есть SSD в качестве основного диска, а игры и большие файлы хранятся на механическом диске, все же стоит приобрести второй SSD для использования в качестве кэша для механического диска. Эти небольшие вложения в приобретение твердотельного накопителя емкостью 32 ГБ или 64 ГБ и использования его в качестве кэш-памяти вашего жесткого диска окупятся вашими деньгами за прирост производительности. На самом деле, поскольку твердотельные накопители становятся все дешевле и дешевле, у вас не должно быть причин не приобретать твердотельный накопитель емкостью 64 ГБ для использования в качестве кэш-памяти для вашего жесткого диска. WePC поддерживается считывателем. Когда вы покупаете по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Узнать больше Жесткий диск — SSD-кэш в SSHD ставит под угрозу жизненный цикл по сравнению со стандартным жестким диском? Задавать вопрос Спросил 9 лет, 5 месяцев назад Изменено 6 лет, 11 месяцев назад Просмотрено 15k раз Ограниченная запись и емкость\цена SSD являются известными недостатками как чувствительность к ударам HDD. Гибридный SSHD (стандартный HDD+кэш SSD) имеет классический HD в сочетании с небольшим SSD, используемым в качестве кеша и управляемым прошивкой SSHD. Теперь я хочу знать, что происходит, когда кеш SSD достигает квоты ограничения записи для всех ячеек, две возможные альтернативы: а) просто прошивка перестает использовать кэширование SSD, и SSHD становится стандартный HDD б) SSHD становится непригодным для использования Какой правильный ответ? (Альтернатива b делает выбор в пользу SSHD, менее надежной альтернативы и худшего выбора для сервера.) Я искал об этом надежные источники, но ничего не нашел. Механические проблемы жестких дисков очень редки, если они не подвергаются ударам во время операций чтения\записи, в стандартных условиях MTF составляет от 1 миллиона до 1,5 миллионов часов для современного жесткого диска. В SSD, особенно в SSD TLC, износ является проблемой, типичные максимальные числа PE-циклов MLC на блок варьируются от 1500 до 10000 (в основном 5000). Достичь 5000 циклов относительно легко, если хранилище используется интенсивно (особенно при использовании сервера). Таким образом, действительно важна долговечность кэша SSD, и, кроме того, необходимо учитывать также, что сектора кэш-SSD в SSHD используются даже наиболее интенсивно из стандартного SSD, что может распределить износ на большем пространстве. жесткий диск твердотельный накопитель гибридный накопитель 3 Кэш +Дэвид Шварц, когда вы упомянули о , он уже находится в кеше ОС , я больше не могу согласиться. Но проблема заключается в том, что размер имеет значение , если файловый кэш, управляемый операционной системой, меньше размера кэша SSD, кэш SSD в SSHD все равно может сэкономить ваше время при чтении с диска. В моей ситуации я использую OpenSuSE 12.3 x64 на Lenovo ThinkCentre Edge 72z с 16 ГБ ОЗУ. Мой файловый кеш составляет около 3 ГБ после 14 часов. Если на вашем компьютере 64 ГБ ОЗУ, размер файлового кэша может превышать 8 ГБ. Как упоминалось выше, 8-гигабайтный SSD-кэш менее полезен, чем файловый кеш. Вот почему Seagate предлагает Seagate Enterprise Turbo SSHD с 32 ГБ кэш-памяти SSD. Изнашивание Toshiba предоставляет ответы на часто задаваемые вопросы, объясняющие, что произойдет при износе кэш-памяти SSD. Он должен работать как обычный жесткий диск. Conculsion Прежде чем изнашивается кэш SSD, в SSD будет все больше и больше поврежденных чипов, а это означает, что доступный кэш SSD становится все меньше и меньше. Пользователь должен заметить, что производительность снижается медленно, без каких-либо предупреждений от S.M.A.R.T. Вы можете проверить, что мой SSHD будет работать как обычный жесткий диск, когда SSD-кэш изнашивается для получения подробной информации и моих обновлений по этому вопросу. Учитывая скорость записи типичного жесткого диска, надежность записи типичного твердотельного накопителя и логику типичного SSHD, запуск этого режима отказа практически невозможен. Задолго до того, как вы выработаете ресурс записи SSD, жесткий диск, скорее всего, выйдет из строя механически. Честно говоря, это последнее, о чем вам стоит беспокоиться. Обновление : В отличие от стандартного SSD, SSHD никогда не нужно ничего записывать во флэш-память. Он записывает вещи на прошивку только в том случае, если его прошивка решит это сделать. Если объем записи велик, нет смысла использовать флэш-память для их буферизации (потому что она в конечном итоге просто заполнится и перестанет приносить какую-либо пользу). Если объем записи низкий, то это не приведет к значительному старению флэш-памяти. Точно так же для чтения с жесткого диска имеет смысл кэшировать только то, что часто читается и редко изменяется. Этого не может быть много, это математически невозможно. Поскольку все современные ОС обращаются к своим дискам через кеш, нет смысла кэшировать данные, которые только что были прочитаны или записаны, потому что ОС никогда не прочитает их снова в ближайшее время — они уже находятся в кеше ОС. 4 У меня пока нет определенного эталона, но я был бы уверен, что ответ будет A. По мере того, как ячейка SSD используется с течением времени, электроны медленно накапливаются в слое изолятора, сокращая диапазон напряжений, который можно использовать для программирования. . Это приведет к тому, что контроллер будет иметь несколько повторных попыток чтения/записи (когда он не может определить значение), ошибки (когда возвращается неправильное значение) или блоки, помеченные как непригодные для использования. SSD в целом не перестанет работать, но может и не работать. В качестве примечания: алгоритмы уровня износа и контроллеры микропрограммы все лучше и лучше предотвращают это. TechReport только что сделал обзор нового накопителя Seagate. Seagate не публикует характеристики выносливости для тонких ноутбуков флэш-компонент SSHD, но на диск распространяется трехлетняя гарантия. Беркс говорит, что даже для наихудших рабочих нагрузок существует «действительно высокий уровень запаса по уровню износа. » 3 Твой ответ Зарегистрируйтесь или войдите в систему Зарегистрируйтесь с помощью Google Зарегистрироваться через Facebook Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль Опубликовать как гость Электронная почта Требуется, но не отображается Опубликовать как гость Электронная почта Требуется, но не отображается Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie . linux — кеш SSD для минимизации времени раскрутки жесткого диска? Спросил 8 лет, 11 месяцев назад Модифицированный 2 года, 8 месяцев назад Просмотрено 3k раз короткая версия первая : Я ищу совместимое с Linux программное обеспечение, которое может прозрачно кэшировать записи на жесткий диск с использованием SSD. Однако я хочу запускать жесткий диск только один или два раза в день (для записи кэшированных данных на жесткий диск). В остальное время жесткий диск не должен вращаться из-за проблем с шумом. Теперь более длинная версия : Я собрал полностью бесшумный компьютер с Xubuntu. Он имеет APU A10-6700T, огромный безвентиляторный кулер, безвентиляторный блок питания, SSD. Проблема в том, что у него тоже есть (и нужен) шумный HDD и я хочу запретить раскручивать его ночью. Все записи должны кешироваться на SSD, чтение ночью не нужно. Каждый день этот компьютер будет автоматически загружать около 5 ГБ данных, которые будут храниться в течение года, что дает общую необходимую емкость диска чуть меньше 2 ТБ. Эти данные в настоящее время хранятся на шумном жестком диске объемом 3 ТБ, который крутится день и ночь. Иногда мне нужно получить доступ к некоторым данным за несколько месяцев назад. Однако в большинстве случаев мне нужны данные только за последние 14 дней, которые поместятся на SSD. В идеале мне нужно прозрачное решение (все данные в одной файловой системе), которое кэширует все записи на SSD, записывая на жесткий диск только один раз в день. Чтения обслуживались бы кешем, если бы они все еще находились на SSD, иначе жесткому диску пришлось бы раскручиваться. Я пробовал bcache без особого успеха (используя cache_mode=writeback, writeback_running=0, writeback_delay=86400, sequence_cutoff=0, congested_write_threshold_us=0 — чего-то не хватает?) и я читал о ZFS ZIL/L2ARC, но я не уверен, что может достичь своей цели с ZFS. Любые указатели? Если ничего не помогает, я просто использую несколько сценариев для автоматического копирования файлов на большой диск при удалении самых старых файлов с SSD. Редактировать : Кэш действительно неправильный термин для того, что я хотел. Кажется, первоначальное решение для меня в настоящее время невозможно. Спасибо всем, кто внес свой вклад! linux жесткий диск ssd кэш раскрутка 4 На самом деле кэширование работает не так или почему — кэширование предназначено для использования преимуществ более высокой скорости и лучшего произвольного доступа к SSD или другой памяти, а не для минимизации операций записи на жесткий диск. Кэширование предназначено для максимизации скорости, а не уменьшения количества операций записи, за счет наличия меньшего и более быстрого буфера, поддерживающего большое медленное устройство хранения. На самом деле, bcache, который является частью основного ядра Linux, будет просто передавать последовательные записи на жесткий диск, а не через SSD, поскольку нет преимущества в производительности. ZIL/L2Arc использует SSD для хранения журналов (в случае ZIL) и часто используемых файловых кластеров (в случае L2Arc). ZIL ускоряет синхронную запись, сохраняя их до тех пор, пока они все не будут готовы к записи. L2Arc хранит часто используемые файлы в более быстром хранилище. Ни один из них не позволит вам делать то, что вам нужно. Диск Fusion также использует SSD и HDD, прозрачно размещая часто используемые файлы на SSD для более быстрого чтения и HDD для массового хранения редко используемых файлов. Это также не позволяет вам использовать SSD в качестве рабочего места и время от времени выполнять резервное копирование файлов на основной диск То, на что вы смотрите, вовсе не кэширование, а скорее периодическое резервное копирование системы на жесткий диск. . Я предполагаю, что вы могли бы что-то подделать вместе с Aufs — первая ветвь на жестком диске с большими файлами (так что это имеет значение) и ветвь на SSD, а затем запустить скрипт, который перемещает файлы с SSD на Периодически устанавливайте жесткий диск, имея при этом доступ к нему из одного и того же места. Я еще не проверял это, но, в отличие от кэширования, периодическое перемещение файлов и использование aufs, скорее всего, будут именно тем, что вам нужно. Самый простой способ отсортировать файлы по возрасту: ls -tr — t сортирует по времени (от самых новых к старым), а r меняет порядок. (Если вы имеете в виду определенный диапазон, find . -mtime n прекрасно работает, так как определенное число дает вам файлы, измененные n дней назад, -n дает вам файлы, измененные за последние n дней, а + n дает вам файлы, измененные n дней назад). Вы можете найти некоторые идеи о том, как его использовать здесь Поскольку вашей настоящей целью является бесшумность, вы можете проверить, поддерживает ли ваш диск бесшумный режим с помощью hdparm -M /dev/sda — это должно вывести что-то вроде акустический = 254 (128=тихий . .. 254=быстрый) , и в этом случае вы можете сделать свой жесткий диск тише с помощью команды hdparm -M 128 /dev/sda . Запустите противоположную команду hdparm -M 1254 /dev/sda , когда вам нужно больше скорости. 3 Поскольку в других ответах проблема рассматривалась с точки зрения программного обеспечения, Я думал включить некоторую информацию об аппаратных решениях. В статье Звукоизоляция жесткого диска перечислены следующие варианты: Дефрагментация жесткого диска Оберните жесткий диск резиновыми лентами для гашения вибраций Приобретите новый жесткий диск: большинство современных жестких дисков оснащены гидродинамическими подшипниками, которые позволяют пластинам оставаться почти бесшумными даже при очень высокой скорости вращения. На собственном опыте могу засвидетельствовать, что никогда не слышу свой новый жесткий диск на 4 ТБ, даже при копировании очень больших файлов. Проведя некоторые исследования, можно также найти звукопоглощающие материалы для жесткого диска, такие как Корпус SilentDrive HD и акустические материалы или Система крепления бесшумного жесткого диска NoiseMagic NoVibes III. Я не знаю, где они продаются, и резинки выше кажутся мне почти такими же эффективными. Можно также звукоизолировать весь компьютер. Некоторые примеры веб-сайтов, которые продают звукоизоляцию материалы Quiet PC USA, AcousticPC или Dynamat, но таких много. Некоторые компьютерные корпуса уже рассчитаны на бесшумную работу. См., например, Шесть корпусов с низким уровнем шума, ориентированных на производительность, протестировано. И последнее замечание: шумный жесткий диск, который лязгает, щелкает или визжит, может быть признаком того, что ваш жесткий диск начинает выходить из строя, поэтому будьте осторожны. 1 Несколько вариантов Puppy Linux основаны на Ubuntu, но используют Aufs. Puppy работает полностью из оперативной памяти, в штатном режиме обращения к HDD отсутствуют. Если вы скажете Puppy, что ваш жесткий диск является флэш-накопителем, он будет периодически выгружать файловую систему RAM на диск, а не постоянно. Это было разработано для уменьшения износа при частой записи на флэш-накопители, но прекрасно работает и с жесткими дисками. Как и почти все в Puppy, вы можете использовать графический интерфейс, чтобы установить, как часто вы хотите сохранять файловую систему RAM. Как правило, это будет каждые 10 минут или около того, но ничто не мешает настроить его на сброс каждые 720 минут (12 часов), например. Этот отрывок из моего файла menu.lst загрузчика Grub4DOS показывает настройку для параметра ядра pmedia , который говорит, что он использует флэш-накопитель вместо жесткого диска... # menu.lst, созданный grub4dosconfig-v1. 7.1 # # 'ядро ... pmedia=ideflash' # Относитесь к жесткому диску как к флешке: нечастая запись файловой системы в файл сохранения title Puppy Lupu 5. 2.8 (sda3/puppy528lu) Кэшировано\nИспользовать SWAP; изменения в оперативной памяти; сбрасывать на диск каждые 10 минут (самый быстрый) find --set-root --ignore-floppies --ignore-cd /puppy528lu/initrd.gz ядро /puppy528lu/vmlinuz psubdir=puppy528lu pmedia=ideflash pfix=copy,fsck initrd /puppy528lu/initrd.gz Примечание о "вариациях" Puppy Linux... Я использую Puppy Linux 5.2.8 "Lupu", который основан на Ubuntu 10.04 Lucid Lynx (создан путем сокращения). Эту версию также часто называют «Lucid» вместо «Lupu» из-за ее происхождения. Существуют также версии на основе Slackware и некоторых других дистрибутивов. Поскольку вы уже используете Xubuntu, наиболее знакомым вам будет Puppy Linux Lupu. Это также было бы намного быстрее. Я использовал Xubuntu около года, прежде чем нашел Puppy. Существует также гораздо более новая версия, основанная на «Ubuntu Precise Pangolin», которая называется «Puppy Linux Precise». В ядро, используемое в более новой версии, внесены серьезные изменения, которые могут не работать со старым оборудованием. Если вашей машине меньше 5 лет, вы можете быть счастливее с Precise. Я считаю, что описанная выше техника все еще будет работать на Precise, хотя точные параметры и т. д. могут отличаться, но я не могу ее протестировать. 0 короткое решение и быстро реализуемое (но не ответ на то, что вы хотите): перенесите диск хранения в другое место. это может быть шасси файлового сервера netowrk (например, WD world edition) или диск USB3, и вы можете иметь его в той же комнате, что и тихий компьютер, или в другой комнате, чтобы полностью его не слушать. На мой взгляд, это лучше, так как вы наверняка будете использовать диск только тогда, когда хотите передавать данные по сети - ОС может выполнять какую-то другую очистку или перебалансировку дерева файловой системы, которую вы не можете избежать и будет вам мешать. Так что разные комнаты - это большой плюс. Кэширование должно быть достаточно простым — просто создайте резервную копию данных за день на внешнем диске, что можно выполнить с помощью таких решений, как rsync или unison . Более длинное решение опять же не идеально (т.е. нет единого приложения), но вы получите диск в одной коробке с ssd и добьетесь более высоких скоростей (но вам действительно нужна более высокая скорость, чем сеть всего за 5 Гб/день?) : вы можете использовать smartctl , чтобы установить время остановки вашего диска и сохранить этот диск в размонтированном состоянии, чтобы ОС не делала что-то на диске. Тогда просто напишите скрипт на , смонтируйте и сделайте резервную копию (как указано выше) нужных вам данных. 1 Вам не понравится мой ответ, но вы на самом деле злоупотребляете термином «кэш», вы на самом деле описываете решение для резервного копирования. Взгляните на rsync или поищите другие решения для резервного копирования, если вам нужно что-то более полное. 1 Твой ответ Зарегистрируйтесь или войдите в систему Зарегистрируйтесь с помощью Google Зарегистрироваться через Facebook Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль Опубликовать как гость Электронная почта Требуется, но не отображается Опубликовать как гость Электронная почта Требуется, но не отображается Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie . SSD-кэш | Как использовать SSD в качестве кэша в системах AMD и Intel Этот пост посвящен SSD-кэшу , включая его определение, основные типы, преимущества, а также ограничения. Исходя из этого, MiniTool показывает, как использовать SSD в качестве кэша в системах AMD и Intel соответственно. Что такое SSD-кэш SSD-кэш — это система управления данными, в которой небольшой твердотельный накопитель используется в качестве кэша для более крупного жесткого диска. Это называется кэшированием SSD, которое известно как кэширование флэш-памяти. Кэширование SSD — это временное хранение данных на флэш-памяти NAND. Совет: Кэш — это аппаратная или программная память, которая используется для хранения регулярно используемых данных, после чего вы можете легко и быстро получить к ним доступ. Например, кэш ЦП состоит из флэш-памяти, которая имеет более быстрый доступ, чем стандартная системная оперативная память. Функция SSD-кэша — это решение на основе контроллера, которое кэширует наиболее часто используемые данные на SSD с меньшей задержкой. Эта операция может динамически улучшать производительность системы. Кэш SSD используется исключительно для чтения хоста. Примечание: Хотя кэширование SSD может улучшить общее впечатление и производительность, оно влияет на срок службы SSD. SSD диски выходят из строя? Вот полный анализ технологии SSD. Основная концепция SSD-кэширования заключается в том, чтобы предложить гораздо более быстрый и более отзывчивый SSD, который работает как временное хранилище для хранения запрошенных данных, таких как рабочие сценарии ОС. Дальнейшее чтение: Кэш SSD — это вторичный кеш, который дополняет первичный кеш в динамической памяти с произвольным доступом (DRAM) контроллера. Но кеш SSD работает иначе, чем основной кеш. В первичном кэше каждая операция ввода-вывода должна сохранять данные через кэш для выполнения операции. В этом типе кеша данные обычно сохраняются в DRAM после чтения хостом. Другими словами, SSD-кэш используется только тогда, когда Менеджер системы считает целесообразным помещать данные в кэш для повышения производительности системы. Данные в кэше SSD часто копируются с томов и хранятся на двух внутренних томах RAID, которые создаются автоматически при создании кэша SSD. Примечание: Внутренние тома RAID используются для обработки внутреннего кэша. Более того, эти тома недоступны или не отображаются в пользовательском интерфейсе. Но они учитываются в общем количестве томов, разрешенных в массиве хранения. QNAP NAS поддерживает кэширование SSD и автоматическое распределение по уровням. Технология Qtier автоматически передает данные между твердотельными накопителями и жесткими дисками на основе их частот доступа. Qtier IO-awareness резервирует пространство, подобное кешу, для повышения производительности IOPS. Однако Qtier поддерживается только NAS на базе x86 (Intel или AMD) и 64-разрядным NAS на базе ARM с 2 ГБ ОЗУ и QTS 4. 4.1 (или более поздней версии). Требования к оперативной памяти зависят от объема кэш-памяти QNAP NAS. Сетевой накопитель QTS QuTS герой NAS Объем кэш-памяти SSD Требования к ОЗУ 512 ГБ ≧ 1 ГБ ≧ 16 ГБ 1 ТБ ≧ 4 ГБ ≧ 32 ГБ 2 ТБ ≧ 8 ГБ ≧ 64 ГБ 4 ТБ ≧ 16 ГБ ≧ 128 ГБ 16 ТБ - ≧ 512 ГБ 30 ТБ - ≧ 1 ТБ 120 ТБ - ≧ 4 ТБ Основные типы SSD-кэшей Существует три основных типа SSD-кэшей. Здесь мы представим их один за другим. Кэширование SSD с круговой записью: Это процесс прямой записи данных в первичное хранилище в обход кэша. Данные, которые сначала будут отправлены на фактический SSD, наконец кэшируются. Кроме того, нет кеша для перемещения вещей в кеш. Таким образом, будет медленнее перемещать эти данные обратно в кеш. Несмотря на это, система по-прежнему эффективна, так как данные будут скопированы обратно только тогда, когда данные будут идентифицированы как «горячие». Тем не менее, это может привести к большой задержке при загрузке распознанных «горячих» данных обратно в кеш. Это означает, что кеш не исчезнет от неактуальных данных. Кэширование SSD с обратной записью: Сначала данные записываются в кэш SSD, а затем отправляются на основное запоминающее устройство. Хотя кэширование намного лучше, чем обычные операции чтения-записи, оно обеспечивает низкую задержку как для операций записи, так и для операций чтения.  Если вы столкнетесь с ошибкой кеша, кешированные данные будут потеряны. Следовательно, производители часто применяют это кэширование к продуктам для дублирования записи. Также читайте: 9 лучших средств поиска дубликатов файлов, которые помогут вам найти дубликаты файлов Кэширование SSD со сквозной записью: Одновременная запись данных в кэш SSD и основное запоминающее устройство. Это обычно используемые решения для кэширования и гибридного хранения. Только когда хост подтвердит, что операция записи как в SSD-кэш, так и в основное запоминающее устройство завершена, данные в SSD-кэше будут доступны. Это самый безопасный, но и самый медленный метод. Преимущества и ограничения кэш-памяти SSD Кэш-память SSD — это способ получить более быстрое хранилище, уменьшить задержку и улучшить всестороннюю производительность NAS и скорость доступа. Это дает преимущества приложениям, требовательным к IOPS, таким как базы данных (онлайн-обработка транзакций и серверы электронной почты), виртуальные машины и инфраструктура виртуальных рабочих столов. После перевода вашей системы в чистое состояние вы получите очевидное преимущество, которое дает кэширование SSD. ОС может перейти в рабочее состояние быстрее, чем система с кэшированием без SSD. Точно так же гораздо быстрее будет запускать Steam и любимые игры с кэшированием SSD после перезагрузки. Совет: Вы перейдете в чистое состояние, загрузив компьютер после его выключения, перезапустив ОС или запустив приложение после перезагрузки или отключения питания. Иерархия памяти проходит от кеша ЦП к ОЗУ, кешу SSD и затем к жесткому диску. Intel создает технологию кэширования SSD — Smart Response Technology. Запатентованная версия механизма доступна только на материнских платах с чипсетами Intel, поддерживающих SRT. Кроме того, Intel не использует технологию всех своих наборов микросхем, что ограничивает аппаратные конфигурации, которые вы можете ожидать. Но он все еще может запускать кэширование SSD. Если у вас процессор AMD, вам необходимо использовать стороннее программное обеспечение для эмуляции SSD-кэширования как AMD, поскольку AMD не разработала и не интегрировала конкурирующую технологию в чипсеты AMD. Например, вы можете использовать такие программы, как FancyCache и PrimoCache. Как использовать SSD в качестве кэша Независимо от того, какой на вашем компьютере процессор Intel или AMD, вы можете использовать SSD в качестве кэша. Требования и шаги различаются для двух процессоров. Точно так же вам рекомендуется сделать резервную копию вашей системы или данных перед началом процесса. Раздел ниже иллюстрирует детали. Примечание: Благодаря выпуску StoreMI пользователи AMD могут использовать SSD в качестве кэша. Часть 1: Резервное копирование системы или данных Для резервного копирования вашей системы и данных может помочь мастер MiniTool Partition Wizard. Оба Миграция ОС на SSD/HD и Copy Disk Функции MiniTool Partition Wizard позволяют выполнять резервное копирование системы и данных на подключенные устройства хранения на ПК за несколько щелчков мышью. Совет: Как программа резервного копирования и синхронизации Windows, MiniTool ShadowMaker также помогает при резервном копировании данных. Вот руководство по резервному копированию данных с помощью MiniTool Partition Wizard. Шаг 1: Загрузите и установите программу, нажав кнопку ниже и следуя инструкциям на экране. Бесплатная загрузка Шаг 2: Подключите запоминающее устройство к компьютеру. Примечание: Подключенное устройство должно иметь емкость больше, чем используемое пространство диска, для которого выполняется резервное копирование. Шаг 3: Запустите Мастер создания разделов MiniTool, чтобы войти в его основной интерфейс. Шаг 4: Выделите системный диск и нажмите кнопку Копировать диск на панели действий. Кроме того, вы также можете щелкнуть правой кнопкой мыши системный диск и нажать Копировать . Шаг 5: В следующем окне выберите целевой диск для копируемого диска и нажмите Далее . Здесь вы должны нажать на подключенный диск. Если вы создали резервную копию данных на целевом диске, нажмите Да в появившемся окне с предупреждением, чтобы продолжить процесс. Шаг 6: Вы можете просмотреть изменения в окне Мастер копирования диска . Затем выберите параметры копирования и измените выбранный раздел в соответствии с вашими требованиями. После этого нажмите Следующий . Примечание. Если вы копируете диск на SSD-накопитель, рекомендуется выбрать параметр Выровнять раздел по 1 МБ , так как это может повысить производительность диска. Если целевой диск является диском GPT, вы должны выбрать параметр Использовать таблицу разделов GUID для целевого диска . Шаг 7: Нажмите Готово , чтобы сохранить внесенные изменения. Вернувшись в основной интерфейс, нажмите Применить для выполнения отложенной операции. Часть 2. Настройка SSD-кэша Как использовать SSD в качестве кэша? Здесь мы покажем вам, как это сделать в системах AMD и Intel соответственно. Совет: Вы можете проверить, является ли ваш компьютер системой AMD или Intel, открыв Проводник > щелкнув правой кнопкой мыши Этот компьютер > выбрав Свойства . Для системы AMD Если вы хотите использовать SSD в качестве кэша для жесткого диска в системе AMD, убедитесь, что ваша система соответствует следующим минимальным конфигурациям. Операционная система Windows 10 AMD RyZen, материнская плата серии 4xx Минимум 4 ГБ ОЗУ (6 ГБ ОЗУ для поддержки кэш-памяти ОЗУ) Безопасная загрузка НЕ ​​включена (дополнительные сведения см. в документации по системе) Никаких других решений SSD-кэширования или программных RAID-массивов AMD не установлено В настройках диска BIOS SATA установлено значение AHCI, а не RAID Шаг 1: Установите для параметров диска BIOS SATA значение AHCI не RAID. Для этого вам необходимо: Войти в настройки BIOS, включив компьютер и удерживая нажатой клавишу BIOS. Перейдите на вкладку Advanced и щелкните Конфигурация SATA . Выберите AHCI из раскрывающегося меню Режим SATA . Нажмите F10 и щелкните OK , чтобы сохранить изменения и выйти из операции. Затем ваш компьютер перезагрузится. Шаг 2: Щелкните здесь, чтобы загрузить и установить последнюю версию программы и драйверов AMD StoreMI. Совет: StoreMI требует как минимум Windows 10 19h2 или более поздней версии. Если вы устанавливаете программу с помощью опции Express , вы можете просмотреть текущую конфигурацию диска и проверить настройку диска с помощью Информация о контроллере привода AMD , опция Шаг 3: Запустите программу StoreMI и нажмите Создать Загрузочный магазинMI . Шаг 4: Если система не выбирает диск автоматически, вам следует выбрать свободный пустой SSD или HDD из списка вручную. Примечание: Когда емкость SSD превысит 256 ГБ, вы получите сообщение о том, что оставшееся пространство можно использовать как обычный диск. Шаг 5: Нажмите Создать и следуйте всплывающим инструкциям, чтобы продолжить. Шаг 6: После загрузки системы убедитесь, что устройство загрузилось из StoreMI, открыв «Управление дисками». Отсюда вы также можете увеличить емкость загрузочного тома. Шаг 7: Щелкните правой кнопкой мыши раздел C и выберите Расширить том . Затем следуйте инструкциям, чтобы увеличить емкость. Читайте также: Как увеличить дисковое пространство для ноутбука? Попробуйте эти методы сейчас Для системы Intel Вот руководство по использованию SSD в качестве кэша в системе Intel. Сначала вы также должны убедиться, что ваша система соответствует приведенным ниже требованиям. Операционные системы Windows 7, Windows 8 или Windows 10 (32-разрядная и 64-разрядная версии) Системная плата для настольных ПК на базе набора микросхем Intel® Z68, Z87, Q87, H87, Z77, Q77 или Intel® H77 Express Корпус LGA 1155 или 1150 Процессор Intel® Core™ Системный BIOS с режимом SATA, установленным на RAID Программное обеспечение Intel® RST версии 10.5 или выше Один жесткий диск или несколько дисков в одном томе RAID Твердотельный накопитель (SSD) с минимальной емкостью 18,6 ГБ Шаг 1: Установите для режима SATA режим RAID , а затем сохраните и перезапустите систему. Шаг 2: Загрузите и установите последнюю версию программного обеспечения Intel SRT, нажав здесь. Шаг 3: Запустите программное обеспечение Intel RST, чтобы перейти к его основному интерфейсу. Шаг 4: Коснитесь параметра Включить ускорение в меню Статус или Ускорить . Шаг 5: Выберите SSD в качестве устройства кэширования. Шаг 6: Выберите размер SSD для выделения в качестве кэш-памяти. Остальное пространство SSD можно использовать для хранения данных. Шаг 7: Выберите том RAID, который вы хотите ускорить. Шаг 8: Выберите Расширенный режим или Максимальный режим в зависимости от ваших потребностей. Совет: Расширенный режим (сквозная запись) оптимизирует защиту данных. Максимальный режим также называется обратной записью, который оптимизирует производительность ввода/вывода. Если вы не уверены, выберите Расширенный режим . Шаг 9: Нажмите OK и следуйте инструкциям, чтобы завершить процесс. Вот пост, в котором рассказывается о SSD-кэше Windows 10, включая его основные типы, преимущества и ограничения. Что еще более важно, он показывает вам, как использовать SSD в качестве кеша. Нажмите, чтобы твитнуть Заключение Что такое SSD-кэш? Как использовать SSD в качестве кеша? Этот пост предлагает вам ответы и более подробную информацию о кэше SSD в Windows 10. Если у вас есть какие-либо мысли о кэше SSD, поделитесь ими с нами в следующей области комментариев. Если у вас возникнут какие-либо проблемы при использовании программного обеспечения MiniTool, свяжитесь с нами, отправив электронное письмо по адресу [email protected]. Facebook Твиттер Линкедин Реддит SSD-кэш — что это такое и стоит ли оно того? [Ответ 2022] Сегодня мы рассмотрим еще один часто путаемый вычислительный термин, который обещает обеспечить повышенную производительность за счет изящного использования твердотельного накопителя небольшого размера в качестве кэш-памяти. Вспышка в кастрюле или стоящая инвестиция? Мы погрузились в тему, чтобы пролить свет на все, что нужно знать о кэшировании SSD. СодержаниеПоказать Что такое SSD-кэш? SSD-кэш, или, как его правильно называют, SSD-кэширование, представляет собой систему управления данными, разработанную Intel в начале 2010-х годов, которая использует небольшой твердотельный накопитель в качестве кеша для обычно более крупного жесткого диска. Кэш — это аппаратная или программная память, предназначенная для хранения регулярно используемых данных для обеспечения легкого и быстрого доступа. В случае ЦП кеш состоит из флэш-памяти, доступ к которой осуществляется быстрее, чем к стандартной системной ОЗУ, в то время как кеш браузера хранит компоненты с часто посещаемых сайтов, чтобы они загружались быстрее, что устраняет необходимость получения данных через Интернет с хостинг-сервера. . Таким образом, кэш позволяет системе получать доступ к данным намного быстрее, чем если бы они были извлечены и прочитаны из места их последнего хранения на жестком диске, что приводит к повышению производительности для задач, зависящих от памяти. Основной концепцией SSD-кэширования является предоставление гораздо более быстрого и более отзывчивого SSD в качестве временного хранилища для часто запрашиваемых данных, таких как основные рабочие сценарии ОС и файлы, хранящиеся на более медленном обычном жестком диске. Скорость SSD примерно в десять раз выше, чем у HDD для большинства задач, при этом SSD по своей сути лучше справляется с чтением небольших дисков с произвольным доступом, которые определяют большую часть повседневных задач в ОС. В реальном выражении для кэширования SSD потребуется небольшой SSD, скажем, 40 ГБ, в тандеме с большим традиционным жестким диском, например, с 1 ТБ памяти. Совместимость с кэшированием SSD Intel разработала технологию кэширования SSD Smart Response Technology (SRT), и запатентованная версия этого механизма доступна только на материнских платах с поддержкой SRT и чипсетах Intel. Что еще хуже, Intel не использует технологию всех своих наборов микросхем, что ограничивает аппаратные конфигурации, которые может ожидать пользователь, при этом сохраняя возможность запуска SSD-кэширования. Системы с наборами микросхем AMD требуют, чтобы пользователь использовал стороннее программное обеспечение для эмуляции кэширования SSD, поскольку AMD до настоящего времени не разработала и не интегрировала конкурирующую технологию в свои наборы микросхем. К счастью, существует множество программных решений, таких как FancyCache и PrimoCache. Однако они, как известно, ненадежны и вызывают массу проблем. Ограничения SSD-кэширования SSD-кэширование обеспечивает ощутимую выгоду только тогда, когда система находится в состоянии, которое мы указываем как «чистое», например при загрузке ПК после его выключения, перезагрузке Windows или первоначальном запуске. приложения после перезагрузки или отключения питания. Существует иерархия памяти, которая проходит от кеша ЦП к ОЗУ, кешу SSD, а затем к жесткому диску. Перезапуск очищает кеш ЦП и ОЗУ, делая кеш SSD местом для хранения данных. Причина этого в том, что во всех других случаях есть вероятность, что важные, часто используемые данные уже хранятся в оперативной памяти системы. Поскольку оперативная память поразительно быстрее, чем любое хранилище на жестком диске, будь то SSD или HDD, кэширование SSD никак не влияет на скорость, поскольку данные уже доступны гораздо быстрее из оперативной памяти. Как видите, основное преимущество SSD-кэширования наиболее очевидно при загрузке Windows: ОС становится пригодной для использования гораздо раньше, чем в системе без SSD-кэширования. Точно так же запуск Steam и вашей любимой игры после перезагрузки будет намного быстрее с SSD-кэшированием. Если вы работаете без перезагрузки несколько часов, открывали и закрывали различные программы и решили открыть их еще раз, то SSD никак не ускорит процесс. Продолжая тему ограничивающих факторов, отметим, что внутренняя работа SRT является строго охраняемым секретом, и Intel не предоставляет подробностей о том, как технология проверяет, какие данные достойны кэширования. Тем не менее, заметные тенденции предполагают, что существует определенный предел размера данных, которые могут быть кэшированы, максимум несколько МБ. Для чего-то более крупного система вернется к более медленному источнику данных на жестком диске. С точки зрения пользователя это означает, что программы, которые полагаются на небольшие пакеты данных, работают хорошо, а те, которые зависят от обширных медиафайлов, таких как видео и высококачественные аудиофайлы, — нет. Если вы запускаете множество приложений одновременно, преимущества будут очевидны. Если вы запускаете одну и ту же программу изо дня в день и работаете с файлами большого формата, преимущества будут незначительными. Стоит ли кэшировать SSD? Как только SSD-кэширование запущено и запущено, оно само позаботится о себе практически без участия пользователя. Преимущества, если они есть, производятся пассивно, что делает это решение беспроблемным. Однако настройка кэширования, даже с набором микросхем Intel SRT, является трудоемкой задачей, которая включает в себя использование правильных драйверов, соответствующую настройку BIOS и запуск ее в качестве настройки RAID, установку Windows и драйверов Rapid Storage Technology, управление режимами и скоро. Суть в том, что это значительно сложнее, чем использование SSD большой емкости и простая установка Windows. SSD-кэширование стоит намного меньше, чем выплескивание на SSD разумного размера. Тем не менее, по мере того, как технология становится все более распространенной, цена даже на 100 ГБ или более, SSD становится экспоненциально более доступной с течением времени. Следовательно, комбинация SSD-кэша и жесткого диска заменяется более крупными бюджетными твердотельными накопителями в качестве дома для ОС, в то время как больший жесткий диск используется для хранения мультимедийных данных, к которым редко обращаются. Точно так же появление гибридных SSD или SSHD также повлияло на популярность кэширования SSD. SSHD — это не что иное, как обычный жесткий диск, оснащенный частью флэш-памяти, известной как NAND. Эти две части интегрированы и являются частью одного и того же решения для хранения данных. На практике флэш-память отслеживает действия пользователя, чтобы определить, к каким приложениям, данным и загрузочным элементам чаще всего обращаются, а затем сохраняет их, значительно повышая производительность системы. Наш вердикт По нашему мнению, над основной концепцией SSD-кэширования стоит задуматься. На практике результаты недостаточно очевидны, чтобы выбрать SSD-кэширование, а не тратить больше на SSD большего размера и запускать все, от Windows до ваших любимых шутеров, с одного и того же диска, позволяя оперативной памяти делать свое волшебство без помех. Как назначить внешнюю кэш-память жесткому диску? Содержание Я могу понять разочарование, когда время загрузки вашей системы превышает одну-две минуты. Я могу понять боль от вставки ваших файлов со скоростью 5 МБ/с. Это нормально для всех пользователей компьютеров/ноутбуков с жесткими дисками (особенно если они старые). Возможно, вы нашли в Интернете несколько способов увеличить скорость чтения/записи данных на жестком диске или даже на твердотельном накопителе. Они могут сказать вам дефрагментировать или оптимизировать ваши диски. Или, возможно, они предложили вам какое-то программное обеспечение. Я знаю, что они не работают для вас. Они почти не работают для любого из нас. Вы можете увидеть некоторые улучшения с этими настройками, но ощутимых результатов трудно найти. Но я здесь, чтобы дать вам возможность глубже погрузиться в работу ваших устройств хранения данных и найти оттуда решения. Я помогу вам понять проблему с ее корней, а затем устранить ее надежным методом. В основном мы собираемся значительно увеличить скорость ваших жестких дисков с помощью внешнего кэш-памяти . Мы собираемся использовать нашу оперативную память в качестве буфера кэш-памяти для нашего жесткого диска . Как вы все знаете, оперативная память имеет очень высокую скорость чтения и записи данных, что значительно повысит производительность чтения/записи вашего жесткого диска. Я использую этот метод для ускорения работы жестких дисков в течение длительного времени. Но здесь я собираюсь сделать это с самого начала с моим жестким диском WD Blue 1 ТБ (WD10SPZX). Прежде чем начать процесс, давайте посмотрим, какой прирост производительности я получил. Что я делаю, так это просто беру часть оперативной памяти моего компьютера и использую ее в качестве кэш-буфера жесткого диска. Мы также можем использовать любые другие более быстрые диски, такие как SSD, и помочь нашим жестким дискам считывать и записывать данные в очень быстром темпе. Мы подойдем ко всему этому ниже. Но перед этим давайте посмотрим, насколько быстрым стал мой HDD с всего 1 ГБ ОЗУ, назначенным в качестве кэш-памяти. Эти синтетические тесты выполняются с помощью CrystalDiskMark на моем ноутбуке Intel i3 8-го поколения. Посмотрите результаты. До : После: Все жесткие диски со временем замедляются. На самом деле, они медленные с самого начала, но производительность снижается с течением времени. Основная причина, по которой все жесткие диски (5400 или 7200 об/мин) работают медленно, это из-за их механической конструкции . Кроме того, поскольку большинство жестких дисков не имеют собственного кэш-буфера, поиск данных на жестком диске занимает очень много времени. Все эти факторы делают наши жесткие диски медленными. Кэш-буфер предназначен для правильного размещения хранимых данных. Кроме того, кеш будет хранить горячие данные (в основном используемые данные, т. е. данные ОС и программного обеспечения) в своем буфере. Таким образом, всякий раз, когда вам снова понадобятся эти данные, они будут доступны вам мгновенно. Поскольку жесткие диски не хранят эти данные, они очень медленные во всех отношениях. Как вы уже знаете, если вы назначите кэш-буфер на ваш жесткий диск, его скорость будет увеличена. Итак, мне просто нужно было найти программу, которая может сделать это за меня. Кроме того, мне пришлось найти более быструю память, которую можно было бы использовать в качестве кеша на жестком диске. Программное обеспечение, которое я использовал для этой задачи, — PrimoCache. Это бесплатное программное обеспечение. Это программное обеспечение в основном помогает вам назначить оперативную память вашей системы в качестве кэша вашего устройства хранения . Не вся оперативная память, а небольшая ее часть . Теперь все зависит от вас, сколько оперативной памяти вы готовы выделить. Например, если в вашей системе 8 ГБ ОЗУ, вы можете назначить 1 ГБ в качестве кэша жесткого диска. Однако, если у вас всего 4 ГБ ОЗУ, хорошо выделить только 500 ГБ или 250 ГБ. Проще говоря, чем больший объем оперативной памяти вы готовы выделить в качестве кэш-памяти жесткого диска, тем выше производительность вашего диска . Теперь посмотрим, как это сделать? 1. Загрузите и установите PrimoCache Первый шаг — перейти по этой ссылке и установить программное обеспечение PrimoCache. Вы можете пока использовать бесплатную версию (30-дневную пробную версию), так как она сделает большую часть вашей работы, которую нам нужно сделать здесь. Тем не менее, вы можете выбрать платный план позже, если сочтете необходимым. После загрузки программного обеспечения просто установите его на свой компьютер. Обязательно перезагрузите систему после установки. В противном случае программа не обнаружит ни один из доступных дисков. 2. Откройте программу и назначьте кэш-память Теперь вы можете запустить эту программу. После открытия щелкните первый значок, указывающий на параметр файла. 2. Теперь выберите места на диске, которые вы хотите оптимизировать. Если вы хотите повысить производительность только вашей ОС и программного обеспечения, просто выберите диск C. В противном случае вы можете выбрать все доступные варианты. 3. Теперь вы можете выбрать соответствующий объем оперативной памяти, который вы хотели бы выделить для вашего SSD. Для памяти объемом 8 ГБ я бы посоветовал выделить не менее 1 ГБ для кэш-памяти жесткого диска . Как только вы это сделаете, нажмите «Старт», и все готово. Теперь вы можете выйти из программы, а затем проверить производительность жесткого диска. Посмотрите это видео на YouTube, чтобы получить визуальное руководство. После того, как вы выполните этот процесс, вы фактически назначите часть оперативной памяти вашей системы для выполнения задач кэширования вашего жесткого диска. Итак, что происходит после этого, вы начинаете видеть огромный прирост производительности при копировании и вставке данных. Если говорить о загрузке ОС и ПО, то все произойдет за секунды. На самом деле, вы можете получить почти такая же скорость, как у SATA 2,5″ с 1 ГБ оперативной памяти, назначенной вашему жесткому диску . Однако, если вы можете выделить от 2 до 4 ГБ ОЗУ в качестве кэш-памяти жесткого диска, вы можете получить производительность, почти аналогичную твердотельному накопителю M.2 PCIe NVMe. Это, безусловно, мудрый вопрос. Если ваш жесткий диск теперь практически способен обеспечить такой уровень производительности чтения/записи данных, то зачем вам покупать SSD, который намного дороже вашего жесткого диска. Итак, ответ заключается в том, что этот прирост производительности исчезнет, ​​когда вы начнете перемещать огромный файл из одной папки в другую. Когда размер файла превышает размер кэша, производительность возвращается к норме. Итак, это как бы искусственный наддув . Тем не менее, вы увидите небольшое постоянное увеличение, но оно будет снижаться по сравнению с начальным уровнем при перемещении больших файлов. Но этого не происходит с твердотельными накопителями DRAM. Они обеспечат вам почти одинаковую производительность на любом уровне хранилища, заполненного любыми данными, будь то малый или большой размер. Часто задаваемые вопросы Какое значение кэш-памяти для производительности? Кэш — это парадные ворота любой операции чтения или записи данных. Кэш пропускает через себя все данные, а затем сохраняет их на любом диске. Делает это быстро. Кроме того, когда дело доходит до поиска, кеш делает это очень быстро. Как выделить быструю кэш-память для жесткого диска? Для этого можно использовать различные бесплатные программы. Безопасен ли этот процесс? Да. Нет никаких выпущенных делать это. Делая это, вы не лишаетесь гарантии. Вы просто специально используете свою оперативную память с помощью этого метода, и все. Какой прирост производительности я могу ожидать в долгосрочной перспективе? С помощью этого метода вы не выполняете постоянное исправление вашего медленного жесткого диска. Вы на самом деле даете ему внешний толчок, который будет удален, как только вы удалите эту кэш-память. Таким образом, это не постоянное исправление в любом случае. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт