Cache hdd ssd: SSD Cache — что такое и стоит ли включать кэширование?

Содержание

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.

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.

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.

SSD cache — что это такое и насколько технология эффективна?

Опубликовано 4.08.2019 автор — 0 комментариев

Ну ничего себе какие люди нарисовались на блоге, приветствую тебя уважаемый гость! Сегодня рассмотрим SSD cache: что это за технология, как работает, для чего она и какие у нее преимущества.

Что такое SSD cache

Эта технология представляет собой механизм управления данными, который разработала компания Интел в 2010 году.

Используется твердотельный накопитель (оптимально подходит intel optane) небольшого размера, которые работает в качестве кэш памяти жесткого диска.

Объема памяти 16GB memory для таких целей вполне достаточно.

Напоминаю, что кэш – своеобразный буфер, то есть память, аппаратная или программная, в которой хранятся наиболее часто используемые данные приложений или операционной системы.

Извлечение информации из этого места хранения повышает быстродействие системы в целом по сравнению с тем, если бы она перезаписывалась бы на винчестер.

Концепция использования твердотельного накопителя совместно с HDD основана на использовании преимуществ его быстродействия, что больше подходит для хранения временных данных, чем даже кеш самого жесткого диска.

Эффективность такого решения крайне высокая: так как скорость чтения данных с твердотельного накопителя в десять раз выше, чем с жесткого диска, это повышает быстродействие системы в целом.

Совместимость устройств

Такое решение имеет некоторые ограничения. Запатентованная компанией Intel технология Smart Response Technology (SRT) предполагает, что описанный выше механизм будет работать только на компьютерах, собранных на базе системной платы с поддержкой SRT и Интеловскими же чипсетами.

Выбор аппаратных конфигураций, на которых можно реализовать SSD кэширование, ограничен вследствие ряда факторов.

Системы, использующие чипсеты от AMD, требуют наличия стороннего софта, эмулирующего работу ССД. Да, АМД до сих пор не реализовали аналогичную конкурентоспособную технологию, что несколько странно.

Ощутимое преимущество SSD кэширование дает только при «чистом» состоянии системы – например, загрузка компьютера после выключения, перезагрузка ОС или первоначальный запуск приложения.

Во всех остальных случаях высока вероятность, что все важные данные уже хранятся в оперативной памяти. Так как этот компонент быстрее любого SSD, использование твердотельного накопителя в таком случае нерационально.

Однако при загрузке компьютера операционная система примет работоспособное состояние существенно быстрее, чем при использовании кэша винчестера.

Так же быстрее будут запускаться программы и игры, что немаловажно, если компьютер используется в том числе и для работы. Повторный запуск приложений при этом не ускоряется.Как именно реализован механизм SRT, до сих пор остается коммерческой тайной, поэтому более детальных подробностей, увы, рассказать не могу. Впрочем, и вышеизложенного достаточно, чтобы сделать выводы о том, нужно ли вам заморачиваться по поводу ускорения работы компа.

Можно предположить, что технология определяет объем данных, которые будут храниться в кеше таким образом.

Как запустить кэширование

Правильно собранная система, отвечающая всем параметрам, не требует никаких дополнительных настроек: кэширование запускается автоматически.

Отдельно хочу отметить, что технологию можно реализовать и при использовании более объемного твердотельного накопителя, на котором также будет установлена операционная система.

В случае с комбинированными накопителями, то есть винчестерами, использующими NAND память для хранения кеша, использование описанной технологии нецелесообразно: она уже реализована «из коробки» на аппаратном уровне.

В завершение следует добавить, что быстродействие такой сборки не сильно зависит от того, куда ставиться жесткий диск – подключается через интерфейс M.2 или порт SATA.

Советую ознакомиться также с публикациями «Рейтинг SSD накопителей объемом 120 и 240 Гб с 2017 по 2019»(тем более что, он до сих пор актуален) и «Нужен ли SSD для игр». Буду признателен всем, кто поделится этим постом в социальных сетях. До завтра!

С уважением автор, Андрей Андреев.

Гибридные диски SSHD — что за птица? / Блог компании King Servers / Хабр

В нашей работе частенько приходится иметь дело с разнообразными накопителями информации, включая винчестеры и твердотельные накопители информации. При этом иногда попадаются и достаточно необычные устройства, которые не распространены повсеместно. К примеру, SSHD — гибридные винчестеры. Вероятно, на Хабре есть люди, которые хорошо знакомы с этим типом накопителей информации, но есть и те, кто даже не слышал о подобных «гибридах».

Поэтому мы решили опубликовать статью о подобных винчестерах, описав их устройство, а также преимущества, по сравнению с привычными жесткими дисками и SSD.

Так вот, гибридные винчестеры, в первую очередь — компромиссное решение, позволяющее как увеличить общую производительность системы, в которой они установлены, так и снизить цену такой системы.

Ведь, несмотря на широкую распространенность, твердотельные накопители еще довольно дороги, и вряд ли в скором времени наступит момент, когда цена таких накопителей значительно упадет.

Обычные жесткие диски — недороги, в большинстве своем, но их производительность ограничена, выше определенного предела «прыгнуть» нельзя. Поэтому и появились гибридные жесткие диски. SSHD появились еще несколько лет назад, и вначале были чистой воды экзотикой, которую мало кто воспринимал всерьез (и мало кто знал о них). Главным достоинством гибридного жесткого диска является увеличение общей производительности системы, в которой они установлены, с использованием всего одного дискового отсека (а не двух, если использовать и SSD, и обычного жесткого диска). Сейчас появились модели «гибридов» небольших размеров, например, с толщиной всего в 7 мм (именно такова модель ST500LM000 от Seagate), что позволяет устанавливать такие диски в нетбуки/ультрабуки.

Принцип работы SSHD основывается на кэшировании наиболее часто используемых данных с использованием флеш-памяти, то есть SSD-части «гибрида». Уже при первом запуске операционной системы на ноутбуке/ПК с «гибридом» в энергонезависимую часть памяти SSHD помещаются файлы, которые нужны операционной системе для загрузки. В результате скорость запуска ОС увеличивается, и весьма значительно.

Гибридный диск, кстати, показывает практически аналогичные результаты скорости передачи файлов по сравнению с обычными жесткими дисками. Но разница в работе разных типов устройств становится очень заметной, если сравнивать время доступа к файлам (Access Time). К примеру, если взять диск Seagate ST500LT032 емкостью 500 ГБ и сравнить с «гибридом» ST500LM000 аналогичной емкости, то скорость доступа к файлам будет 24,2 и 0,3 мс.

Что касается предельность скорости интерфейса, то разница уже не в разы, а в 15%. В первом случае 101 МБ/с, во втором — 115 МБ/с.

Недостатки тоже есть, и в первую очередь, это — невозможность уместить все критичные данные на SSD-части SSHD диска. Обычно SSD в «гибриде» устанавливается объемом в 8 ГБ, иногда — больше (например, нередки модели с 32 ГБ флеш-памяти), но тогда такой диск будет уже дороже.

По цене «гибриды» лишь немного превышают цену обычных жестких дисков. Если взять уже упоминавшиеся выше модели, то цена Seagate Laptop Thin SSHD ST500LM000 составляет 73-75 долларов, а Seagate ST500LT032 — около 50 долларов США.

Так что, если вы хотите увеличить скорость загрузки ОС, а также общую производительность своего ноутбука/десктопного ПК, рекомендуем использовать «гибриды». Ну, это в случае, если для вас важна экономия. Если нет — тогда стоит использовать SSD и обычные винчестеры по отдельности.

Общие сведения о кэше локальных дисковых пространств

  • Чтение занимает 9 мин

В этой статье

Применяется к: Windows Server 2019, Windows Server 2016Applies to: Windows Server 2019, Windows Server 2016

Локальные дисковые пространства имеют встроенный кэш на стороне сервера для повышения производительности хранилищ.Storage Spaces Direct features a built-in server-side cache to maximize storage performance. Это большой, постоянно работающий в режиме реального времени кэш чтения и записи.It is a large, persistent, real-time read and write cache. При включении локальных дисковых пространств кэш настраивается автоматически.The cache is configured automatically when Storage Spaces Direct is enabled. В большинстве случаев никакого ручного управления не требуется.In most cases, no manual management whatsoever is required. Способ работы кэша зависит от типов имеющихся накопителей.How the cache works depends on the types of drives present.

Видео ниже рассказывает о принципах работы кэширования для локальных дисковых пространств, а также о других аспектах проектирования.The following video goes into details on how caching works for Storage Spaces Direct, as well as other design considerations.

Аспекты проектирования локальных дисковых пространствStorage Spaces Direct design considerations
(20 минут)(20 minutes)

Типы накопителей и варианты развертыванияDrive types and deployment options

В настоящее время Локальные дисковые пространства работает с четырьмя типами запоминающих устройств:Storage Spaces Direct currently works with four types of storage devices:

Тип дискаType of drive ОписаниеDescription
PMem — это постоянная память, новый тип хранения с низкой задержкой и высокой производительностью.PMem refers to persistent memory, a new type of low latency, high performance storage.
NVMe (Non-Volatile Memory Express) — это твердотельные диски, подключенные непосредственно к шине PCIe.NVMe (Non-Volatile Memory Express) refers to solid-state drives that sit directly on the PCIe bus. Распространенные форм-факторы: 2,5 дюйма U.2, плата расширения PCIe (AIC) и M.2.Common form factors are 2.5″ U.2, PCIe Add-In-Card (AIC), and M.2. NVMe предлагает больше операций ввода-вывода в секунду и пропускную способность с низкой задержкой, чем любой поддерживаемый нами тип диска, за исключением PMem.NVMe offers higher IOPS and IO throughput with lower latency than any other type of drive we support today except PMem.
SSD относится к твердотельным накопителям, которые подключаются через стандартный интерфейс SATA или SAS.SSD refers to solid-state drives, which connect via conventional SATA or SAS.
HDD относится к ротации, магнитным жестким дискам, которые обеспечивают большой объем хранилища.HDD refers to rotational, magnetic hard disk drives, which offer vast storage capacity.

Их можно комбинировать различными способами, которые группируются по двум категориям: «все-Flash» и «гибридные».These can be combined in various ways, which we group into two categories: «all-flash» and «hybrid».

Варианты развертывания только с флэш-накопителямиAll-flash deployment possibilities

Развертывания на базе флэш-технологии ориентированны на максимальную производительность хранилища и не используют вращающиеся жесткие диски (HDD).All-flash deployments aim to maximize storage performance and do not include rotational hard disk drives (HDD).

Варианты гибридного развертыванияHybrid deployment possibilities

Гибридные развертывания предназначены для обеспечения баланса производительности и емкости или увеличения емкости и включают в себя вращающиеся жесткие диски (HDD).Hybrid deployments aim to balance performance and capacity or to maximize capacity and do include rotational hard disk drives (HDD).

Кэш-накопители выбираются автоматическиCache drives are selected automatically

При развертывании с несколькими типами накопителей локальные дисковые пространства автоматически используют для кэша все самые быстрые накопители.In deployments with multiple types of drives, Storage Spaces Direct automatically uses all drives of the «fastest» type for caching. Остальные диски используются для хранения.The remaining drives are used for capacity.

Скорость работы накопителя определяется согласно следующей иерархии.Which type is «fastest» is determined according to the following hierarchy.

Например, если у вас есть накопители NVMe и SSD, NVMe будут использоваться в качестве кэша для SSD.For example, if you have NVMe and SSDs, the NVMe will cache for the SSDs.

Если у вас есть твердотельные накопители (SSD) и жесткие диски, SSD будут использоваться в качестве кэша для жестких дисков.If you have SSDs and HDDs, the SSDs will cache for the HDDs.

Примечание

Кэш-накопители не добавляют полезной емкости хранения.Cache drives do not contribute usable storage capacity. Все данные, хранящиеся в кэше, хранятся и в других местах или будут храниться там после их переноса из кэша на устройство.All data stored in the cache is also stored elsewhere, or will be once it de-stages. Это означает, что общая номинальная емкость хранения в развернутой системе является суммой емкостей накопителей-хранилищ.This means the total raw storage capacity of your deployment is the sum of your capacity drives only.

Если все накопители принадлежат к одному типу, кэш не настраивается автоматически.When all drives are of the same type, no cache is configured automatically. Вы можете вручную задать более износостойкие накопители в качестве кэша для менее износостойких накопителей того же типа. Соответствующие инструкции см. в разделе Ручная настройка.You have the option to manually configure higher-endurance drives to cache for lower-endurance drives of the same type – see the Manual configuration section to learn how.

Совет

При развертывании систем только с накопителями NVMe или SSD (особенно небольших масштабов) отсутствие кэш-накопителей может значительно повысить экономичность хранения.In all-NVMe or all-SSD deployments, especially at very small scale, having no drives «spent» on cache can improve storage efficiency meaningfully.

Режим работы кэша задается автоматическиCache behavior is set automatically

Поведение кэша определяется автоматически на основе типов дисков, которые кэшируются.The behavior of the cache is determined automatically based on the type(s) of drives that are being cached for. При кэшировании твердотельных накопителей (например, кэширование NVMe для дисков SSD) кэшируются только операции записи.When caching for solid-state drives (such as NVMe caching for SSDs), only writes are cached. При кэшировании жестких дисков (например, когда жесткие диски кэшируются накопителями SSD) кэшируются операции и чтения, и записи.When caching for hard disk drives (such as SSDs caching for HDDs), both reads and writes are cached.

Кэширование только операций записи для развертываний только с флэш-накопителямиWrite-only caching for all-flash deployments

При кэшировании твердотельных накопителей (NVMe или SSDs) кэшируются только операции записи.When caching for solid-state drives (NVMe or SSDs), only writes are cached. Это снижает износ накопителей-хранилищ, так как многие операции записи и перезаписи могут быть объединены в кэше и затем перенесены на устройство только при необходимости, что сокращает общий поток данных на накопители-хранилища и увеличивает срок их службы.This reduces wear on the capacity drives because many writes and re-writes can coalesce in the cache and then de-stage only as needed, reducing the cumulative traffic to the capacity drives and extending their lifetime. Поэтому для кэша рекомендуется выбирать более износостойкие и оптимизированные для записи накопители.For this reason, we recommend selecting higher-endurance, write-optimized drives for the cache. Накопители-хранилища в целом могут иметь менее высокий ресурс записи.The capacity drives may reasonably have lower write endurance.

Поскольку операции чтения не влияют существенно на продолжительность срока службы флэш-накопителей и поскольку твердотельные накопители обычно имеют низкую задержку чтения, то операции чтения не кэшируются — чтение выполняется непосредственно с накопителей-хранилищ (за исключением ситуаций, когда данные были записаны совсем недавно и еще не перенесены из кэша на устройство).Because reads do not significantly affect the lifespan of flash, and because solid-state drives universally offer low read latency, reads are not cached: they are served directly from the capacity drives (except when the data was written so recently that it has not yet been de-staged). Это позволяет ориентировать работу кэша исключительно на операции записи, повышая их эффективность.This allows the cache to be dedicated entirely to writes, maximizing its effectiveness.

Это приводит к тому, что характеристики записи (например, задержка записи) определяются кэш-накопителями, а характеристики чтения — накопителями-хранилищами.This results in write characteristics, such as write latency, being dictated by the cache drives, while read characteristics are dictated by the capacity drives. И те, и другие согласованы, предсказуемы и унифицированы.Both are consistent, predictable, and uniform.

Кэширование операций чтения и записи для гибридных развертыванийRead/write caching for hybrid deployments

При кэшировании жестких дисков (HDD) кэшируются операции чтения и записи с тем, чтобы обеспечить для них показатели задержки, как при использовании флэш-накопителей (зачастую улучшив примерно в 10 раз).When caching for hard disk drives (HDDs), both reads and writes are cached, to provide flash-like latency (often ~10x better) for both. Кэш чтения хранит недавно считанные и часто считываемые данные для организации быстрого доступа к ним и сведения к минимуму объема произвольных обращений к жестким дискам.The read cache stores recently and frequently read data for fast access and to minimize random traffic to the HDDs. (Из-за задержек во время операций поиска и раскрутки диска вызванные произвольными обращениями к жесткому диску потери времени и задержки имеют существенное значение.) Операции записи кэшируются, чтобы объединить последовательности запросов, а также объединить операции записи и перезаписи для снижения общего потока данных на накопители-хранилища.(Because of seek and rotational delays, the latency and lost time incurred by random access to an HDD is significant.) Writes are cached to absorb bursts and, as before, to coalesce writes and re-writes and minimize the cumulative traffic to the capacity drives.

В локальных дисковых пространствах реализован алгоритм, который устраняет произвольный порядок операций записи перед их переносом из кэша на устройство и эмулирует шаблон ввода-вывода, который выглядит последовательным, даже если реальные операции ввода-вывода, инициируемые рабочей нагрузкой (например, виртуальными машинами), имеют произвольный порядок.Storage Spaces Direct implements an algorithm that de-randomizes writes before de-staging them, to emulate an IO pattern to disk that seems sequential even when the actual IO coming from the workload (such as virtual machines) is random. Это позволяет увеличить количество операций ввода-вывода в секунду и пропускную способность для жестких дисков.This maximizes the IOPS and throughput to the HDDs.

Кэширование в развертываниях с накопителями всех трех типовCaching in deployments with drives of all three types

При наличии накопителей всех трех типов накопители NVMe обеспечивают кэширование для твердотельных накопителей (SSD) и жестких дисков.When drives of all three types are present, the NVMe drives provides caching for both the SSDs and the HDDs. Режим работы соответствует описанному ранее: для накопителей SSD кэшируются только операции записи, для жестких дисков — операции чтения и записи.The behavior is as described above: only writes are cached for the SSDs, and both reads and writes are cached for the HDDs. Работа по кэшированию жестких дисков равномерно распределяется среди кэш-накопителей.The burden of caching for the HDDs is distributed evenly among the cache drives.

СводкаSummary

В этой таблице приведена сводная информация о том, какие накопители используются для кэширования, какие — для хранения данных и как осуществляется кэширование в каждом варианте развертывания.This table summarizes which drives are used for caching, which are used for capacity, and what the caching behavior is for each deployment possibility.

РазвертываниеDeployment Кэш-накопителиCache drives Накопители-хранилищаCapacity drives Режим кэширования (по умолчанию)Cache behavior (default)
Только NVMeAll NVMe Нет (как вариант — настройка вручную)None (Optional: configure manually) NVMeNVMe Только запись (если настроено)Write-only (if configured)
Только SSDAll SSD Нет (как вариант — настройка вручную)None (Optional: configure manually) SSDSSD Только запись (если настроено)Write-only (if configured)
NVMe + SSDNVMe + SSD NVMeNVMe SSDSSD Только на записьWrite-only
NVMe + жесткий дискNVMe + HDD NVMeNVMe HDDHDD Чтение + записьRead + Write
SSD + жесткий дискSSD + HDD SSDSSD HDDHDD Чтение + записьRead + Write
NVMe + SSD + жесткий дискNVMe + SSD + HDD NVMeNVMe SSD + жесткий дискSSD + HDD Для жесткого диска — чтение + запись, для SSD — только записьRead + Write for HDD, Write-only for SSD

Серверная архитектураServer-side architecture

Кэш реализуется на уровне накопителя: отдельные кэш-накопители на одном сервере привязаны к одному или нескольким накопителям-хранилищам на том же сервере.The cache is implemented at the drive level: individual cache drives within one server are bound to one or many capacity drives within the same server.

Поскольку кэш находится ниже остального стека программно-определяемого хранилища Windows, он не использует такие концепции, как дисковые пространства или отказоустойчивость, и не нуждается в них.Because the cache is below the rest of the Windows software-defined storage stack, it does not have nor need any awareness of concepts such as Storage Spaces or fault tolerance. Можно считать это созданием «гибридных» накопителей (частично флэш-накопителей, частично дисковых), которые затем предоставляются операционной системе Windows.You can think of it as creating «hybrid» (part flash, part disk) drives which are then presented to Windows. Как и в случае с реальным гибридным накопителем, перемещение в режиме реального времени «горячих» и «холодных» данных между более быстрыми и более медленными зонами физического носителя почти незаметно извне.As with an actual hybrid drive, the real-time movement of hot and cold data between the faster and slower portions of the physical media is nearly invisible to the outside.

С учетом того, что устойчивость в локальных дисковых пространствах реализуется как минимум на уровне сервера (то есть, копии данных всегда записываются на разные сервера; не более одной копии на сервер), на данные в кэше распространяются те же преимущества устойчивости, что и на данные не в кэше.Given that resiliency in Storage Spaces Direct is at least server-level (meaning data copies are always written to different servers; at most one copy per server), data in the cache benefits from the same resiliency as data not in the cache.

Например, при использовании трехстороннего зеркалирования три копии любых данных записываются на разные серверы и оказываются там в кэше.For example, when using three-way mirroring, three copies of any data are written to different servers, where they land in cache. Вне зависимости от того, будут ли они позднее перенесены из кэша на устройство или нет, три эти копии всегда существуют.Regardless of whether they are later de-staged or not, three copies will always exist.

Привязки к накопителям являются динамическимиDrive bindings are dynamic

Привязка кэш-накопителей к накопителям-хранилищам может иметь любой коэффициент — от 1:1 до 1:12 и так далее.The binding between cache and capacity drives can have any ratio, from 1:1 up to 1:12 and beyond. Он настраивается динамически всякий раз, когда добавляются или удаляются накопители, например при увеличении масштаба системы или после сбоев.It adjusts dynamically whenever drives are added or removed, such as when scaling up or after failures. Это означает, что вы можете добавлять кэш-накопители или накопители-хранилища независимо друг от друга, когда это необходимо.This means you can add cache drives or capacity drives independently, whenever you want.

Рекомендуется делать число накопителей-хранилищ кратным числу кэш-накопителей для соблюдения симметрии.We recommend making the number of capacity drives a multiple of the number of cache drives, for symmetry. Например, если у вас четыре кэш-накопителя, то при наличии восьми накопителей-хранилищ (соотношение 1:2) производительность будет более постоянной, чем при наличии семи или девяти накопителей-хранилищ.For example, if you have 4 cache drives, you will experience more even performance with 8 capacity drives (1:2 ratio) than with 7 or 9.

Обработка сбоев кэш-накопителейHandling cache drive failures

При сбое в работе кэш-накопителя все операции записи, которые еще не были перенесены из кэша на устройство, теряются на локальном сервере, то есть существуют только в других копиях (на других серверах).When a cache drive fails, any writes which have not yet been de-staged are lost to the local server, meaning they exist only on the other copies (in other servers). Так же, как и при сбоях других накопителей, дисковые пространства могут выполнять автоматическое восстановление и делают это, обращаясь к сохранившимся копиям.Just like after any other drive failure, Storage Spaces can and does automatically recover by consulting the surviving copies.

В течение небольшого периода времени накопители-хранилища, которые были привязаны к отказавшему кэш-накопителю, будут отображаться как неисправные.For a brief period, the capacity drives which were bound to the lost cache drive will appear unhealthy. После повторной привязки кэша (выполняется автоматически) и завершения восстановления данных (выполняется автоматически) они снова будут отображаться как исправные.Once the cache rebinding has occurred (automatic) and the data repair has completed (automatic), they will resume showing as healthy.

Этот сценарий показывает, почему для поддержания работоспособности сервера требуется не менее двух кэш-накопителей на сервер.This scenario is why at minimum two cache drives are required per server to preserve performance.

Затем можно заменить кэш-накопитель, следуя стандартной процедуре замены любых накопителей.You can then replace the cache drive just like any other drive replacement.

Примечание

Может потребоваться отключение питания для безопасной замены накопителя NVMe в виде дополнительной карты (AIC) или в форм-факторе M.2.You may need to power down to safely replace NVMe that is Add-In Card (AIC) or M.2 form factor.

Связь с другими кэшамиRelationship to other caches

Существует несколько других несвязанных друг с другом кэшей в стеке программно-определяемого хранилища Windows.There are several other unrelated caches in the Windows software-defined storage stack. Примерами могут служить кэш обратной записи дисковых пространств и кэш чтения в памяти общего тома кластера (CSV).Examples include the Storage Spaces write-back cache and the Cluster Shared Volume (CSV) in-memory read cache.

При использовании локальных дисковых пространств не следует изменять стандартный режим работы кэша обратной записи дисковых пространств.With Storage Spaces Direct, the Storage Spaces write-back cache should not be modified from its default behavior. Например, не следует использовать такой параметр, как -WriteCacheSize в командлете New-Volume.For example, parameters such as -WriteCacheSize on the New-Volume cmdlet should not be used.

Решайте сами, использовать кэш CSV или нет.You may choose to use the CSV cache, or not – it’s up to you. Он не конфликтует с кэшем, описанным в этом разделе каким бы то ни было.It does not conflict with the cache described in this topic in any way. В некоторых рабочих сценариях он может повысить производительность.In certain scenarios it can provide valuable performance gains. Подробнее см. в разделе Включение кэша CSV.For more information, see How to Enable CSV Cache.

Настройка вручнуюManual configuration

В большинстве случаев ручная настройка не требуется.For most deployments, manual configuration is not required. Если это необходимо, см. следующие разделы.In case you do need it, see the following sections.

Если после установки необходимо внести изменения в модель устройства кэширования, измените документ по компонентам поддержки служба работоспособности, как описано в разделе Общие сведения о служба работоспособности.If you need to make changes to the cache device model after setup, edit the Health Service’s Support Components Document, as described in Health Service overview.

Указание модели кэш-накопителяSpecify cache drive model

В развертываниях, где все накопители одного типа (например, только NVMe или SSD), кэш не настроен, поскольку Windows не может автоматически определить у накопителей одного типа такие характеристики, как ресурс записи.In deployments where all drives are of the same type, such as all-NVMe or all-SSD deployments, no cache is configured because Windows cannot distinguish characteristics like write endurance automatically among drives of the same type.

Чтобы использовать более износостойкие накопители в качестве кэша для менее износостойких накопителей того же типа, используйте для указания нужной модели накопителя параметр -CacheDeviceModel командлета Enable-ClusterS2D.To use higher-endurance drives to cache for lower-endurance drives of the same type, you can specify which drive model to use with the -CacheDeviceModel parameter of the Enable-ClusterS2D cmdlet. После включения локальных дисковых пространств все накопители указанной модели будут использоваться для кэширования.Once Storage Spaces Direct is enabled, all drives of that model will be used for caching.

Совет

Убедитесь, что строка модели указана в точности так, как она отображается в выходных данных командлета Get-PhysicalDisk.Be sure to match the model string exactly as it appears in the output of Get-PhysicalDisk.

ПримерExample

Сначала получите список физических дисков:First, get a list of physical disks:

Get-PhysicalDisk | Group Model -NoElement

Вот пример выходных данных:Here’s some example output:

Count Name
----- ----
    8 FABRIKAM NVME-1710
   16 CONTOSO NVME-1520

Затем введите следующую команду, указав модель устройства кэша:Then enter the following command, specifying the cache device model:

Enable-ClusterS2D -CacheDeviceModel "FABRIKAM NVME-1710"

Вы можете проверить, что назначенные накопители используются для кэширования, запустив командлет Get-PhysicalDisk в PowerShell и проверив свойство Usage — оно должно иметь значение «Journal».You can verify that the drives you intended are being used for caching by running Get-PhysicalDisk in PowerShell and verifying that their Usage property says «Journal».

Варианты развертывания вручнуюManual deployment possibilities

Ручная настройка поддерживает следующие варианты развертывания:Manual configuration enables the following deployment possibilities:

Установка режима работы кэшаSet cache behavior

Можно переопределить режим работы кэша по умолчанию.It is possible to override the default behavior of the cache. Например, можно включить кэширование операций чтения даже для развертываний только с использованием флэш-накопителей.For example, you can set it to cache reads even in an all-flash deployment. Не рекомендуется менять режим работы, если вы не уверены, что режим работы по умолчанию не подходит для ваших рабочих нагрузок.We discourage modifying the behavior unless you are certain the default does not suit your workload.

Чтобы переопределить поведение, используйте командлет Set-клустерсторажеспацесдирект и параметры -качемодессд и -качемодехдд .To override the behavior, use Set-ClusterStorageSpacesDirect cmdlet and its -CacheModeSSD and -CacheModeHDD parameters. Параметр CacheModeSSD задает режим работы кэша при кэшировании твердотельных накопителей.The CacheModeSSD parameter sets the cache behavior when caching for solid-state drives. Параметр CacheModeHDD задает режим работы кэша при кэшировании жестких дисков.The CacheModeHDD parameter sets cache behavior when caching for hard disk drives. Это можно сделать в любой момент после включения локальных дисковых пространств.This can be done at any time after Storage Spaces Direct is enabled.

Чтобы проверить, задано ли поведение, можно использовать Get-клустерсторажеспацесдирект .You can use Get-ClusterStorageSpacesDirect to verify the behavior is set.

ПримерExample

Сначала получите параметры Локальные дисковые пространства:First, get the Storage Spaces Direct settings:

Get-ClusterStorageSpacesDirect

Вот пример выходных данных:Here’s some example output:

CacheModeHDD : ReadWrite
CacheModeSSD : WriteOnly

Затем сделайте следующее.Then, do the following:

Set-ClusterStorageSpacesDirect -CacheModeSSD ReadWrite

Get-ClusterS2D

Вот пример выходных данных:Here’s some example output:

CacheModeHDD : ReadWrite
CacheModeSSD : ReadWrite

Изменение размера кэшаSizing the cache

Размер кэша должен выбираться таким, чтобы в нем мог разместиться рабочий набор (активно читаемые и записываемые данные в любой момент времени) ваших приложений и рабочих нагрузок.The cache should be sized to accommodate the working set (the data being actively read or written at any given time) of your applications and workloads.

Это особенно важно в гибридных развертываниях с использованием жестких дисков.This is especially important in hybrid deployments with hard disk drives. Если размер активного рабочего набора превышает размер кэша либо размер активного рабочего набора меняется слишком быстро, будет возрастать число промахов в кэше чтения и операции записи должны будут чаще переноситься из кэша на устройство, что будет негативно сказываться на общей производительности.If the active working set exceeds the size of the cache, or if the active working set drifts too quickly, read cache misses will increase and writes will need to be de-staged more aggressively, hurting overall performance.

Для проверки показателя промахов в кэше можно использовать встроенную служебную программу Windows «Системный монитор» (PerfMon.exe).You can use the built-in Performance Monitor (PerfMon.exe) utility in Windows to inspect the rate of cache misses. В частности, можно сравнить значение Cache Miss Reads/sec (Промахов в кэше чтения в секунду) из группы счетчиков Cluster Storage Hybrid Disk (Гибридный диск системы хранения данных кластера) с общим числом операций чтения в вашем развертывании.Specifically, you can compare the Cache Miss Reads/sec from the Cluster Storage Hybrid Disk counter set to the overall read IOPS of your deployment. Каждый «гибридный диск» соответствует одному накопителю-хранилищу.Each «Hybrid Disk» corresponds to one capacity drive.

Например, два кэш-накопителя, привязанные к четырем накопителям-хранилищам, дадут четыре экземпляра объекта «гибридный диск» на сервер.For example, 2 cache drives bound to 4 capacity drives results in 4 «Hybrid Disk» object instances per server.

Универсальных правил нет, но если слишком много операций чтения не попадают в кэш, его размер может быть недостаточным. В этом случае рекомендуется добавить дополнительные кэш-накопители для увеличения размера кэша.There is no universal rule, but if too many reads are missing the cache, it may be undersized and you should consider adding cache drives to expand your cache. Добавлять кэш-накопители и накопители-хранилища можно независимо друг от друга, когда это необходимо.You can add cache drives or capacity drives independently whenever you want.

Дополнительные ссылкиAdditional References

Дешевые способы поддать жару системе хранения с помощью SSD / Блог компании Сервер Молл / Хабр

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.

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.


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.

Если у вас есть собственные приемы правильного использования твердотельных накопителей – поделитесь в комментариях, чтобы дополнить примеры из статьи.

Заодно расскажите, что думаете о RAM-дисках – только ли это just for fun технология, на ваш взгляд?

Как использовать небольшой твердотельный накопитель в качестве кэша для большого жесткого диска?

есть несколько способов использовать SSD в качестве кэша для вашего обычного жесткого диска. Это не новая идея, и уже имеет несколько реализаций.

В Windows:

лучшая реализация от NVelo:Dataplex — он имеет кэширование чтения и необязательное кэширование записи. К сожалению, как ExpressCache он доступен только OEM-производителям. Самый дешевый способ получить его-купить твердотельный накопитель OCZ, который упаковывает адаптер PCIE с небольшим SSD и использует программное обеспечение dataplex кэширование существующего жесткого диска.

однако есть и чистые программные реализации:FancyCache — это работает так, как вы могли бы ожидать выполнения чтения и записи кэширования на уровне блоков. Он в основном существует как кэш памяти, но недавно получил поддержку SSD-кэша второго уровня (немного похожего на ZFS L2ARC), который может быть сколь угодно большим.

Если вы просто хотите максимум на ИППО в стоимость напишите стойкость (прекрасно вместе с ИБП, например), альтернативой может быть что-то вроде: SuperCache — это будет использовать только ОЗУ, без SSD. Но в отличие от других, счастливо превысит 100 000 IOPS на товарном оборудовании. Очень полезно для кэширования блочного устройства, содержащего индексы баз данных, например. По существу давая RAM-диск, как производительность для любого размера Тома (при условии, что базовое устройство может идти в ногу с Тома записи).

в Linux все немного приятнее:

Как упоминалось в предыдущем плакате, у вас есть Flashcache — он работает довольно хорошо, но его производительность сильно варьируется в зависимости от вашей рабочей нагрузки. Во многих случаях с плохой локальностью доступа он не будет работать так, как вы могли бы ожидать. Не знаю, почему, но для большинства рабочих нагрузок это отличный вариант.

самый лучший вариант (хотя код еще не совсем «готов») составляет bcache (дополнительная информация здесь, хотя некоторые если устарел) — он имеет лучшую производительность любого кэша SSD я еще не пробовал, и в отличие от всех других вариантов, упомянутых поддерживает кэширование нескольких блочных устройств на одном кэше. Он также поддерживает (хотя я лично не пробовал это, он может еще не работать) несколько устройств кэша, так что вы можете использовать несколько более дешевых твердотельных накопителей для максимизации IOPS. Код находится в репозитории git:git: / / evilpiepirate.org/~kent / linux-bcache.git. Есть разговоры о слиянии его в следующее ядро отпустите, хотя это еще не было решено наверняка.

лично я нахожу наиболее эффективным вариантом является bcache (моя рабочая нагрузка в основном связана с базой данных, хотя я также кэширую свой основной ноутбук полностью). По моему опыту, пропускная способность последовательной записи жесткого диска часто является узким местом, так как кэш заполняется быстро, и жесткий диск должен записывать кэшированные сектора, поэтому чем быстрее, тем лучше. Это, конечно, для большой рабочей нагрузки записи, в более сбалансированной рабочей нагрузке чтения-записи скорее всего будет по-другому.

Я должен также предупредить вас, что на полной скорости, вы будете записывать через пределы записи вашего SSD довольно быстро. В настоящее время я нахожусь в своей третьей вершине OCZ 3. Твердотельные накопители хотя и очень очень быстро, просто не очень прочный, так что ожидать, чтобы заменить их каждые несколько месяцев.

Оптимизация вашего NAS с помощью SSD-кеша

Устранение узких мест ввода / вывода

HDD против SSD: почему разница имеет значение

Идет борьба между жесткими дисками и твердотельными дисками, у каждого из которых есть свои плюсы и минусы. Жесткий диск состоит из привода, рычага чтения / записи, шпинделя и пластин, на которых хранятся данные. При работе с большим объемом запросов чтения / записи (особенно для большого количества файлов небольшого размера) пластина вращается, а головка чтения / записи продолжает перемещаться для поиска данных, разбросанных по диску несмежным образом.Вот тут и начинается задержка. Однако SDD не имеет движущихся частей и использует флэш-память для хранения данных, которая потребляет меньше энергии, почти не вызывает шума, вибрации и нагрева и работает на более высоких скоростях по сравнению с традиционным жестким диском.

Теперь, когда мы понимаем разницу, что же такое SSD-кеш? Это временное пространство для хранения часто используемых данных (также называемых «горячими данными») на микросхемах флэш-памяти в SSD. Зарезервировав определенную часть в качестве кеша, в котором хранятся горячие данные, твердотельные накопители с меньшей задержкой могут более оперативно реагировать на запросы данных, ускоряя скорость чтения / записи и повышая общую производительность.

При запуске приложений, требующих более высоких случайных операций ввода-вывода в секунду, или когда большие объемы данных записываются в несмежные блоки (например, базы данных OLTP и почтовые службы), создание системы, полностью состоящей из SSD, может прожечь дыру в вашем кармане. Но не бойтесь, выход есть — SSD-кеш. Вы можете подключить кэш SSD к отдельному тому хранилища или iSCSI LUN на уровне блоков, чтобы создать буфер чтения / записи, увеличивая производительность произвольного доступа. Обратите внимание, что, поскольку большие последовательные операции чтения / записи, такие как потоковая передача HD-видео, не имеют шаблонов повторного чтения, такие шаблоны рабочих нагрузок не могут получить большую пользу от кэширования SSD.

Кэш SSD можно разделить на следующие два режима:

  1. Кэш только для чтения : Когда вы устанавливаете твердотельный накопитель в качестве кэша только для чтения, в кэше сохраняются только часто используемые данные для ускорения произвольной скорости чтения. Поскольку он не участвует в записи данных, данные останутся в целости и сохранности даже при выходе из строя SSD.
  2. Кэш чтения-записи : по сравнению с кешем только для чтения, кэш чтения-записи синхронно записывает данные на SSD.Чтобы обеспечить безопасность данных, вам потребуется как минимум два SSD для настройки RAID 1, чтобы обеспечить отказоустойчивость одного SSD. Но риск потери данных все же существует, если количество изношенных твердотельных накопителей превышает отказоустойчивость в конфигурации RAID.
Правильный выбор

Чем чаще SSD записывает данные, тем короче его срок службы. Поиск подходящего твердотельного накопителя, который соответствует вашим потребностям ввода-вывода, имеет первостепенное значение, поскольку вы не хотите, чтобы ваш кэш-диск изнашивался слишком быстро. Выбирая правильные твердотельные накопители для настройки кеш-памяти SSD для вашего NAS, вы должны оценить долговечность SSD, внимательно изучив две спецификации: TBW (количество записанных терабайт) и DWPD (число операций записи на диск в день).TBW означает совокупный объем данных, который может быть записан на SSD за весь срок его службы, а DWPD означает, сколько раз вы можете перезаписывать весь SSD каждый день в течение гарантийного периода. Если вы знаете емкость накопителя и его гарантийный срок, вы можете просто преобразовать TBW в DWPD или наоборот с помощью следующего уравнения:

  • TBW = DWPD X 365 X Гарантия (год) X Емкость (ТБ)
  • DWPD = TBW / (365 X Гарантия (год) X Емкость (TB))

Допустим, у вас SSD 2 ТБ с 5-летней гарантией.Если DWPD имеет рейтинг 1, это означает, что вы можете записывать в него 2 ТБ данных ежедневно в течение следующих 5 лет. Исходя из приведенного выше уравнения, TBW будет составлять 1 * 365 * 5 * 2 = 3650 ТБ. Вам лучше заменить его, пока он не достиг 3650 ТБ. Следите за ежедневным использованием NAS, чтобы оценить объем записываемых данных и посмотреть, соответствует ли рейтинг TBW вашим потребностям.

Если ваше повседневное использование NAS связано с приложениями, интенсивно использующими запись, рекомендуется использовать корпоративные твердотельные накопители, чтобы убедиться, что они могут выдерживать интенсивную запись.У потребительских твердотельных накопителей DWPD обычно ниже 1. Его можно использовать в качестве загрузочного диска, но он не может выдерживать постоянные нагрузки чтения / записи. Напротив, большинство корпоративных SSD имеют более высокий DWPD в диапазоне от 1 до 10 и, следовательно, обеспечивают лучшую долговечность.

Старт на правильном пути

Помимо выносливости SSD, вы также должны учитывать требования к памяти для кэширования SSD. Поскольку для кеш-памяти SSD требуется определенный объем системной памяти в зависимости от размера кеша, вам может потребоваться обновить память, если вы хотите смонтировать кеш-память SSD большего размера.Для поддержания стабильности системы только 1/4 предустановленной системной памяти выделяется для кэширования SSD.

Поскольку твердотельный накопитель емкостью 1 ГБ занимает примерно 416 КБ системной памяти (включая расширяемую память), для кэша только для чтения SSD 2 x 128 ГБ (всего 256 ГБ) требуется не менее 104 МБ памяти, а для кэша чтения-записи 2 x 128 ГБ SSD (всего 128 ГБ) потребляет 52 МБ памяти. Следует отметить, что нехватка памяти ограничивает размер кэша SSD.

Оптимизация эффективности хранения

Если в вашем NAS есть слот PCIe, вы можете рассмотреть возможность установки двойного M.2, которая поддерживает твердотельные накопители SATA и NVMe для повышения производительности кэш-памяти. С Synology M2D18 вы можете не только зарезервировать больше отсеков для хранения данных, но и получить гибкие варианты SSD, поскольку он поддерживает модули M.2 в формате 2280/2260/2242.

При рассмотрении вопроса о добавлении кэша SSD для оптимизации производительности, помимо обращения к списку совместимости, чтобы найти совместимые твердотельные накопители, мы также настоятельно рекомендуем вам посмотреть рейтинги TBW и DWPD в спецификациях дисков, чтобы убедиться, что долговечность SSD соответствует вашим требованиям к рабочей нагрузке.

Посмотрите, какие модели Synology NAS поддерживают кэш-память SSD, здесь и поделитесь с нами списком желаний вашего NAS в Сообществе.

.

Нужно ли мне использовать оперативную память в качестве кэш-диска для HDD / SSD в Windows 10?

Как мы все знаем, скорость чтения и записи RAM намного превосходит скорость жесткого диска. Следовательно, некоторые люди используют ОЗУ в качестве кэш-диска для HDD / SSD в Windows 10 , чтобы ускорить работу своего компьютера. В общем, мы можем хранить некоторые большие программы, такие как Adobe Photoshop, или компьютерные игры, такие как PUBG. Но насколько это влияет на производительность? Давайте сделаем следующее, чтобы увидеть результат теста на HDD и SDD.

Часть 1: Как использовать ОЗУ в качестве кэш-диска для HDD / SSD в Windows 10

FancyCache — отличный инструмент для превращения оперативной памяти в кэш жесткого диска.Вот шаги, как его использовать. Дополнительные значения параметров см. В Руководстве пользователя FancyCache.

Шаг 1: Отключите Superfetch в управлении компьютером.

1. Щелкните правой кнопкой мыши This PC и выберите Manage .

2. Разверните Service and Applications и щелкните Service . Найдите Superfetch на правой боковой панели. Щелкните правой кнопкой мыши и Stop it.

Шаг 2: Загрузите и установите FancyCache на свой компьютер.

Шаг 3: Выберите том и настройте кэширование, затем нажмите кнопку Start Caching .

Примечание. FencyCache дает рекомендуемое значение в зависимости от емкости тома / диска. При желании пользователи могут настроить 1-2 уровня на основе рекомендуемых значений.

Часть 2: Использование ОЗУ в качестве кэш-диска для жесткого диска в Windows 10

Я использую компьютер с жестким диском Seagate Barracuda ST1000DM003, процессором Intel Pentium G440 и 64-разрядной операционной системой Windows 10.Я установил 1024 МБ тома E для кэша жесткого диска и инструмента. Когда FancyCache успешно настроит ОЗУ в качестве кэша жесткого диска, вы можете увидеть текущий статус кэширования в разделе «Статус».

Производительность жесткого диска

при использовании ОЗУ в качестве кэш-диска в Windows 10

Производительность жесткого диска

при использовании ОЗУ в качестве кэш-диска в Windows 10

Производительность жесткого диска

при использовании ОЗУ в качестве кэш-диска в Windows 10

Часть 3: Производительность жесткого диска с использованием ОЗУ в качестве кэш-диска или без него в Windows 10

В этой части я устанавливаю SanDisk SSD Plus на компьютер выше и сразу же настраиваю RAM в качестве кэш-диска в FancyCache.

Производительность SSD без использования ОЗУ в качестве кэша жесткого диска

Производительность SSD при использовании ОЗУ в качестве кэш-диска

Заключительное слово

После использования ОЗУ в качестве кэш-диска для HDD / SSD в Windows 10 требуется больше времени для запуска компьютера. Как только он внезапно отключился, все данные в кеше жесткого диска больше не восстанавливались. Хотя использование ОЗУ в качестве кэш-диска для HDD / SSD имеет хорошее представление в инструменте тестирования, в реальной работе оно не имеет разницы.У него высокая пропускная способность, особенно для SSD, поэтому больше нет необходимости использовать RAM в качестве кэш-диска.

.

HDD или SSD — какая технология хранения вам подходит?

У нас для вас новость: битва между жесткими дисками и твердотельными накопителями еще не закончена. Конечно, твердотельные устройства по сути победили; цены снижаются, скорости растут, и даже консоли следующего поколения оснащены емкими SSD. Но это не значит, что на вашем компьютере все еще нет места для старого доброго вращающегося диска.

Теперь твердотельные накопители (SSD) набирали обороты за последнее десятилетие, достигнув стадии, когда сейчас трудно представить себе новый ПК, который хотя бы не включает в себя какую-либо форму хранения SSD.Жесткие диски (HDD) — это старая гвардия, существующая с первой модели емкостью 5 МБ в 1950-х годах, а теперь их размер достигает 20 ТБ.

К счастью, это не решение «все или ничего». Некоторым из нас может казаться, что жесткий диск мертв, но это скорее личное мнение, чем универсальная правда. При сравнении HDD и SSD основное различие сводится к цене и производительности. Даже лучшие твердотельные накопители по-прежнему стоят 9 центов за ГБ или больше, а жесткие диски — ниже 2 центов за ГБ. Это более чем в четыре раза дороже за такой же объем хранилища, но при использовании Windows на жестком диске весь компьютер становится вялым.SSD-накопители намного быстрее загружают Windows и запускают ваши любимые приложения.

Благодаря снижению цен многие производители готовых ПК полностью отказываются от жестких дисков. Отправьте ПК или ноутбук с твердотельным накопителем емкостью 1 ТБ, и у большинства пользователей будет более чем достаточно памяти. Для настольных ПК вы можете легко добавить вторичное хранилище в виде просторного жесткого диска, в то время как многим ноутбукам придется искать внешние устройства хранения. Однако даже для USB-накопителей выбор между HDD иSSD еще не закончился. Существуют доступные высокоскоростные USB-накопители, которые по-прежнему могут превосходить внутренние жесткие диски, а новые твердотельные накопители NVMe предлагают еще больший прирост производительности.

(Изображение предоставлено Steam)

HDD против SSD: растущий размер игр и других данных

Как может подтвердить любой, у кого есть цифровая библиотека игр, требования к хранилищу современных игр не имеют границ, с новыми играми, включая обновления и дополнения. они легко достигают, а в некоторых случаях и превышают отметку в 200 ГБ — глядя на вас, Call of Duty: Modern Warfare.Мы планируем запуск новых консолей в конце этого года, а PlayStation 5 сделает упор на быстрое SSD-хранилище. Тем не менее, появление новых консолей, вероятно, также приведет к еще одному значительному всплеску размеров игр AAA. Игры следующего поколения, вероятно, выйдут за пределы 150 ГБ, а некоторые уже сделали это.

Если раньше размер установки 40-60 ГБ был обычным, большие современные игры в настоящее время часто превышают 10 ГБ и часто увеличиваются после выпуска исправлений, сезонов и обновлений.Это одна восьмая от SSD емкостью 1 ТБ! Хорошей новостью является то, что SSD-накопитель класса 1 ТБ можно купить за 100 долларов, поэтому вы «всего» выделяете около 10-15 долларов хранилища даже для самых гигантских игр. Но если у вас установлена ​​большая коллекция игр, этот 1 ТБ может работать быстро.

Однако это не только развлечения и игры. Рассмотрим традиционное резервное копирование и хранилище мультимедиа. Нет необходимости делать резервную копию вашего ПК на высокопроизводительном SSD-накопителе. Если вам нужно восстановить из резервной копии, конечно, это может сэкономить вам несколько минут, но восстановление из резервной копии в первую очередь будет гораздо более болезненным.Учитывая долговечность и надежность современных жестких дисков, они по-прежнему являются лучшим решением для резервного копирования ваших ценных данных.

(Изображение предоставлено Microsoft)

HDD против SSD: наличие SSD для загрузочного диска очень важно

Есть несколько причин, по которым SSD быстрее, чем HDD. В нем нет движущихся частей или вращающихся пластин, что в некоторых случаях значительно сокращает время доступа, а в некоторых случаях почти мгновенно. Это означает, что SSD не страдают от снижения производительности из-за фрагментации файлов (когда файл помещается в непоследовательные сектора).

На жестком диске головки должны переместиться в правильном секторе, чтобы прочитать каждый фрагмент, затем подождать, пока правая часть диска не начнет вращаться под головкой привода. Поскольку файлы со временем записываются, редактируются и удаляются, это может замедлить доступ к данным на жестких дисках, особенно для таких вещей, как загрузка Windows.

Насколько это плохо? Это зависит от многих факторов, таких как скорость вашего жесткого диска (диски со скоростью 5400 об / мин медленнее, чем диски с 7200 об / мин), как долго диск использовался, количество установленных приложений, была ли запущена утилита дефрагментации файлов и т. Д. .Тем не менее, даже лучший HDD хуже скромного SSD для загрузки Windows.

С чистой сборкой Windows 10 и быстрым жестким диском WD Black 4 ТБ время загрузки (от конца последовательности BIOS POST до рабочего стола Windows 10) может занять 20-30 секунд. На более медленном жестком диске WD Blue емкостью 2 ТБ при тех же обстоятельствах время загрузки обычно составляет 30-40 секунд. И почти для любого хорошего SSD загрузка обычно занимает менее 10 секунд.

Мы уже говорили об этом раньше: использование твердотельного накопителя в качестве загрузочного диска — одно из самых заметных обновлений, которые вы можете сделать на старом ПК.Многие люди (в том числе большинство из нас в PC Gamer) отказываются использовать ПК, на котором нет загрузочного SSD-накопителя.

Изображение 1 из 2

Изображение 2 из 2

Жесткий диск против SSD: прирост производительности SSD в играх не так уж велик.

Время загрузки Windows — это одно, но игры, как правило, ведут себя по-другому. Необходимо прочитать много последовательных данных, и обычно вы не запускаете в фоновом режиме массу других вещей, которые влияют на ваше хранилище. Практическая разница между твердотельными накопителями и жесткими дисками для геймеров не столь значительна, как может показаться гиперболической маркетинговой копией от производителей.Несомненно, это не незаметно, но мы говорим о секундах, а не о минутах.

Тестирование ряда лучших твердотельных накопителей, включая карты расширения, накопители NVMe и SATA, в сравнении с лучшими из множества жестких дисков 7200 об / мин в Metro Exodus дало некоторые важные результаты. При использовании RDY ELIBG205 в качестве испытательного стенда (оснащенного мощным Geforce RTX 2080 Ti и Core i9-9900K) и загрузки в раздел Тайга основной кампании самый медленный из жестких дисков (Western Digital Blue 1 ТБ) занял чуть более 48 секунд. чтобы погрузить нас в игру с самым большим количеством жестких дисков (2 ТБ Black от Western Digital), загружающих игровой процесс за 40 секунд.Что касается твердотельных накопителей, то самая производительная карта расширения Intel Optane 900P емкостью 480 ГБ доставила Taiga чуть более чем за 22 секунды, в то время как самый медленный из протестированных нами твердотельных накопителей, 500 ГБ Western Digital Blue 3D SATA, занял всего 33 секунды.

Эти результаты могут показаться довольно очевидными, если вы просто рассматриваете лучший эффект против худшего. Однако high-end Optane AIC смехотворно дорог, и мы бы остановились на чем-то более разумном, например, XPG SX8200 Pro, который почти такой же быстрый. Сравните это с WD Black 2 ТБ: на 16 секунд дольше загружается Metro Exodus, с вдвое большей емкостью и более низкой ценой.

Тестирование выявляет еще меньший пробел, если рассматривать инди-игры. Чтобы собрать некоторые данные из легкой инди-игры, мы протестировали все восемь дисков на нагрузку в первом эпизоде ​​Life is Strange 2, и даже самый быстрый из наших обзоров SSD сократил разгрузку всего на ~ 5 секунд по сравнению с самым медленным жестким диском. Если вы в основном играете в небольшие инди-игры или игры с двойным рейтингом, переход на твердотельный накопитель вряд ли существенно повлияет на ваш игровой процесс.

Очевидно, что если у вас есть деньги и вам нужно высокопроизводительное оборудование, твердотельные накопители всегда будут лучшим решением, особенно если вы не хотите заставлять друзей ждать в холле.Но если вас больше интересует стоимость, жесткие диски выглядят довольно привлекательно, даже несмотря на то, что флэш-накопители TLC и QLC продолжают падать в цене.

HDD против SSD: соображения по сети

Если вы живете под тиранией ограничения данных, это решение, вероятно, уже было принято за вас. Необходимость постоянно повторно загружать игры в случайном порядке, что неизбежно при использовании только одного SSD с ограниченной емкостью, значительно увеличивает ценность емких жестких дисков, если вы работаете с ограниченной пропускной способностью.То же самое верно, если вы живете в районе с плохим подключением к Интернету — если одна игра AAA загружается целую ночь, это может стать реальным сдерживающим фактором для возврата к более старым играм или возможности попробовать новые, когда это означает наличие чтобы очистить место на диске.

Даже если вы живете где-нибудь с крепким, надежным и невероятно быстрым Интернетом, если вы сравните время, необходимое для загрузки заголовков, с небольшими моментами, которые вы сэкономите с точки зрения времени загрузки, нет большой разницы, особенно в более коротких или хорошо оптимизированные игры.Естественно, вы можете взвесить это время по-разному, делая что-то еще во время загрузки игры, по сравнению с временем, когда вы беспокойно сидите, держа контроллер / мышь в руке, пока вы ждете начала игры, но с точки зрения сэкономленного времени нет огромных общая разница.

HDD против SSD: гибридное решение для хранения данных

Бюджет всегда будет основным фактором, когда вы решаете, пора ли полностью перейти на SSD-образ жизни — в мире, где у вас есть доступ к неограниченному дискреционному доходу , конечно, твердотельные накопители — очевидный вариант, поскольку вы можете позволить себе складывать их в несколько штук и окружать их оборудованием для их поддержки.Но для финансовых смертных среди нас все же есть место жестким дискам.

Даже если вам нужен SSD в качестве загрузочного диска (а вы должны это сделать), покупка дешевого и емкого жесткого диска для вторичного или третичного хранилища, возможно, является лучшим подходом к иногда сложному обсуждению. Используйте его для массового хранения, большей части вашей игровой библиотеки, видео, резервных копий и многого другого. Вы все еще можете поставить несколько игр на свой SSD, но есть много файлов, которым не нужна скорость SSD. Мы будем первыми, кто приветствует твердотельное будущее с распростертыми объятиями, но держать под рукой большой жесткий диск по-прежнему имеет смысл.

Существуют и другие альтернативы простой настройке жесткого диска или твердотельного накопителя. Память Intel Optane обеспечивает быструю кэш-память SSD, которая дополняет ваш жесткий диск, и вам не нужно беспокоиться о том, какие данные будут помещены в более быструю кеш-память — программное обеспечение и драйверы позаботятся об этом за вас. AMD StoreMI (фирменный вариант Emotus FuzeDrive) использует несколько иной подход с многоуровневым хранилищем, так что вы получаете полную емкость жесткого диска + твердотельный накопитель, с драйверами и программным обеспечением, управляющим местом расположения данных.

Короче говоря, споры о жестких дисках и твердотельных накопителях еще не окончены. Емкость SSD увеличивается, и существуют корпоративные решения, которые могут хранить до 100 ТБ на одном диске. Это в пять раз больше, чем у нынешних лучших жестких дисков. О цене на такие диски говорить не приходится (* кашляет * 50 000 долларов * кашляет *). Мы все еще далеки от того, чтобы твердотельные накопители фактически превосходили жесткие диски по цене за ГБ, и до тех пор, пока это не произойдет, жесткие диски останутся жизнеспособным вариантом для многих людей и предприятий.

.

Сравните цены на cache ssd — купите лучший кеш ssd у международных продавцов на AliExpress

Отличные новости! Вы находитесь в правильном месте для SSD-кеша. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене.Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку этот SSD-накопитель с верхним кешем должен в кратчайшие сроки стать одним из самых популярных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что получили SSD-кеш на AliExpress. Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в кеш-памяти и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов.Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококлассную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь. А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе.Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца. Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет. Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести cache ssd по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы. На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните лучший опыт покупок прямо здесь.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *