Традиционными способами ускорения ПК считаются апгрейд или разгон процессора и видеокарты, а также расширение объема оперативной памяти. При этом зачастую без внимания остается не менее важная часть компьютера — дисковая подсистема. Ее скорость влияет на быстродействие ПК не менее чем мощный CPU или пара лишних гигабайт ОЗУ — как-никак, если жесткий диск «тормозит», все сверхскоростные компоненты будут вынуждены терпеливо ждать его, а вместе с ними — и пользователь.

Способов ускорения дисковой подсистемы до недавнего времени было фактически три: замена HDD более быстрой моделью, сборка RAID-массива или переход на SSD, и у каждого из этих подходов есть свои недостатки. С выходом чипсета Intel Z68 процессорный гигант предложил пользователям ПК еще один путь — промежуточное кэширование данных, с которыми активно работает система, на небольшом SSD. Технология получила название Smart Response. К слову, мы не зря уточнили, что Intel предложила эту технологию именно для ПК: на самом деле SSD-кэширование было предложено еще в 2009 году компанией Adaptec для высокоуровневых серверных тяжелонагруженных RAID-массивов (Adaptec MaxIQ), а затем подобные решения представили и другие игроки рынка enterprise-СХД. Что характерно, как в корпоративном сегменте за первопроходцем последовали конкуренты, так и в пользовательском произошло то же самое, и сегодня мы рассмотрим один из аналогов Intel Smart Response на примере твердотельного накопителя OCZ Synapse Cache. Преимущество подобных гибридных систем над жесткими дисками очевидно: часто используемые данные переносятся на радикально более быстрый SSD. А относительно самостоятельных твердотельных накопителей эта модель использования более выгодна за счет того, что не приходится жертвовать емкостью — как-никак, стоимость гигабайта у SSD и HDD пока различается на порядок.

Участники тестирования

В качестве «точки отсчета» для оценки производительности традиционного жесткого диска будет выступать Western Digital VelociRaptor WD1500HLHX.

WD VelociRaptor

Это младшая 150-гигабайтная модель из последнего поколения «рапторов», отличающаяся поддержкой SATA 6 Гбит/с и буфером емкостью 32 МБ. Как и у всего семейства «хищников» WD, ключевая особенность данного диска — скорость вращения шпинделя 10000 об/мин и форм-фактор 2,5" (хотя физически HDD установлен на крупный 3,5-дюймовый радиатор). За счет большей частоты вращения и меньшего размера пластин достигается рост линейной скорости и, в особенности, снижение времени доступа по сравнению с традиционными моделями на 7200 об/мин, не говоря уже о более медленных «зеленых» сериях. В итоге мы получаем самый быстрый из доступных на рынке SATA-накопителей для ПК и рабочих станций.

Вторым участником тестирования станет массив RAID-0 из двух VelociRaptor — посмотрим, какие дивиденды приносит простое приобретение второго диска к уже имеющемуся и сборка массива на чипсетном контроллере.

Третье устройство в тесте — SSD-накопитель OCZ Vertex 3 Max IOPS емкостью 120 ГБ.

На сегодняшний день это, фактически, самый быстрый твердотельный накопитель среди устройств в форм-факторе 2,5" (маргинальные устройства с интерфейсами PCI Express x4 и HSDL в расчет брать не будем). SSD основан на топовой модификации контроллера SandForce второго поколения — SF-2281, использует 25-нанометровую память NAND производства Micron. Заявленная производительность составляет 550 МБ/с при линейном чтении, 500 МБ/с — при записи, время доступа — 0,1 мс. Максимальная производительность при обращении на запись 4-килобайтными блоками со случайной адресацией — до 85000 IOPS.

Четвертым и пятым участниками тестирования станут гибридные конфигурации Intel Smart Response из одиночного WD VelociRaptor в тандеме с OCZ Vertex 3 Max IOPS. Отличаться они будут лишь режимами работы кэширования. Что такое Intel Smart Response? Как мы уже упоминали выше, ее суть сводится к кэшированию на SSD активно используемых данных с жестких дисков (которые, как бы они ни были быстры и совершенны, в разы уступают твердотельным по ряду параметров). Система в фоновом режиме анализирует, к каким файлам ОС и ПО пользователя обращаются наиболее часто, и перемещает их на SSD-накопитель. К сожалению, маркетологи Intel не дают возможности воспользоваться этой опцией всем пользователям платформы компании — Smart Response доступна только на чипсете Z68. Для работы в составе подобных гибридных массивов компания предлагает собственный SSD Intel 311 (Larson Creek), оптимизированный специально для этих целей (он основан на SLC-чипах, которые стоят на порядок больше MLC, но и «живут» значительно дольше). К счастью, хотя бы тут ограничений нет, потому мы используем обычный OCZ Vertex 3.

Настройка Intel Smart Response

Процедура настройки Intel Smart Response довольно проста, хотя и не лишена «подводных камней». Первая сложность, с которой может столкнуться пользователь уже собранной и работающей системы, пожелавший ускорить свой HDD, — необходимость перевести контроллер в режим RAID. Естественно, без некоторых ухищрений безболезненно это проделать не удастся — ОС перестанет загружаться. Решается проблема либо заменой драйверов стандартными от Microsoft и правкой реестра, либо «инъекцией» драйверов RAID через установщик Windows 7 или Acronis True Image Plus Pack.

Вторая сложность — после вышеописанных процедур управляющая утилита Intel Rapid Storage все равно не отображает возможность организации Smart Response. Проблема решается переустановкой драйверов (и, вероятно, в будущем будет исправлена в новой версии пакета).

Создаем гибридный массив Intel Smart Response

Статус созданного массива

Итак, после установки в систему SSD в центре управления Intel Rapid Storage появляется вкладка Accelerate (ускорить), в которой можно выбрать, какой объем SSD мы хотим отдать под кэширование (13,6 ГБ или максимально возможные 64 ГБ), и в каком режиме будет работать Smart Response — улучшенном (Enhanced) или максимальном (Maximum). Отличаются они характером кэширования: улучшенный подразумевает буферизацию только тех данных, к которым производятся активные запросы на чтение (исполняемые файлы, библиотеки и т.п.), а максимальный кэширует еще и операции записи. Соответственно, значительно ускорится и работа со всевозможными временными файлами, контейнерами (например, scratch-файлом Adobe Photoshop или каталогом Lightroom), но в случае отключения питания или выхода SSD из строя данные неизбежно будут потеряны, т.к. физически, пока к ним не прекратится активный доступ, они не будут перенесены на HDD.

Если же настройку Smart Response предполагается осуществить с нуля, и потом ставить на гибридный массив ОС, то процедуру можно произвести и в конфигурационном меню дискового контроллера, которое выводится сразу после POST.

Оставшаяся часть SSD доступна пользователю

Отметим, что неиспользуемая технологией Smart Response часть SSD остается доступной пользователю — на нее можно установить, например, программное обеспечение.

Наконец, шестой участник — OCZ Synapse Cache емкостью 120 ГБ.

От собрата под маркой Vertex (как и от серии Agility) он, фактически, отличается лишь прошивкой.

OCZ Synapse Cache

Основой данного накопителя все так же является SandForce SF-2281, однако firmware этой модели, в первую очередь, ориентирована на долговечную работу. Для этого степень over-provisioning (резервирования ячеек для подменного фонда на случай их постепенного выхода из строя) составляет целых 50%.

Плата накопителя

Фактически, у 120-гигабайтной модели доступны для работы только 60 ГБ, а у младшей модификации емкостью 60 ГБ — всего 30. Очевидно, что использовать Synapse Cache в качестве обычного SSD нет никакого смысла.

Задняя крышка

Изменения в прошивку внесены неспроста. Synapse Cache предназначен для работы с лицензированной OCZ утилитой Dataplex от американской компании NVELO. Как и драйвер Intel Rapid Storage, эта утилита «на лету» анализирует все дисковые операции, происходящие на компьютере, и в фоновом режиме переносит «горячие» данные на SSD. Однако, есть и отличия: во-первых, после ее установки SSD полностью пропадает из системы и становится недоступен пользователю. Во-вторых, Dataplex не требует работы в режиме RAID и, следовательно, совместима и с материнскими платами, контроллеры HDD которых не поддерживают эту технологию. Основной же «плюс» этого решения — полная совместимость со всеми чипсетами, а не только с Intel Z68.

К сожалению, без ограничений не обошлось: Dataplex работает только в Windows 7 и на данный момент не поддерживает жесткие диски емкостью свыше 2 ТБ (что планируется исправить до конца года). Кроме того, кэширует он только обращения к системному HDD, таким образом, если вы хотите установить ПО или игры на другой жесткий диск, они «ускоряться» не будут.

Особенность технологии в том, что она всегда кэширует и чтение, и запись данных. Безопасного промежуточного режима вроде Enhanced в Smart Response у нее нет. Естественно, это заставляет опасаться за сохранность пользовательских данных, однако поэтому-то у OCZ Synapse Cache и 50% резервной области, а не 6,25%, как у Vertex 3.

Прелесть Dataplex в невероятной простоте ее настройки: нужно лишь подключить SSD, загрузить с сайта OCZ утилиту (предварительно зарегистрировавшись), установить ее, введя код, расположенный на инструкции к накопителю и его корпусе, и перезагрузить ПК. Всё.

Вот и вся конфигурационная утилита

Поразительно, но больше никаких манипуляций производить не надо, никаких настроек у системы нет, и они не нужны. В меню «Пуск» есть только утилита проверки состояния Dataplex, которая бодро рапортует о том, что кэширование активно.

Что же, посмотрим, что окажется лучше.
Методика тестирования

Тестирование проводилось на тестовом стенде следующей конфигурации:

• материнская плата: Sapphire Pure Platinum Z68 (Intel Z68 Express);
• процессор: Intel Core i3-2100;
• оперативная память: Kingston KVR1333D3N9 (2x2 ГБ, DDR3-1333);
• видеокарта: Palit GeForce GTX 480;
• накопители: WD VelociRaptor WD1500HLHX x2, OCZ Vertex 3 Max IOPS 120 GB, OCZ Synapse Cache 120 GB;
• монитор: LG W3000H;
• блок питания: Huntkey X7-900 (900 Вт);
• операционная система: Microsoft Windows 7 Ultimate x64, Intel RST Driver 10.8.0.1003.

Использовался следующий набор тестовых приложений:

• CrystalDiskMark 3.0.1 x64 — синтетическая оценка линейной скорости накопителя, скоростей в многопоточном режиме с глубиной очереди 64 запроса, при случайном доступе блоками по 4 КБ, а также времени доступа;
• AS SSD Benchmark 1.6.4237.30508 — синтетическая оценка линейной скорости накопителя, скоростей в многопоточном режиме с глубиной очереди 64 запроса, при случайном доступе блоками по 4 КБ, а также времени доступа;
• HD Tune 5.0 — снятие диаграммы линейного чтения с накопителей;
• Futuremark PCMark Vantage HDD Suite — набор тестовых трасс, эмулирующих работу пользователя в наиболее популярных типах приложений;
• Futuremark PCMark 7 System Storage — аналогично PCMark Vantage, представляет собой набор тестовых трасс, ориентированный на оценку системного накопителя ПК;
• Retouch Artists Photoshop Benchmark — автоматизированный набор фильтров для Adobe Photoshop, предназначенный для оценки быстродействия ПК;
• DriverHeaven Photoshop Benchmark — аналогичный предыдущему набор фильтров для Adobe Photoshop;
• PPBM5 — бенчмарк для Adobe Premiere CS5, представляющий собой проект из трех различных видеорендеров, один из которых критичен к производительности жесткого диска.

Также оценивались:

• время запуска ОС с помощью утилиты BootRacer (фиксирует время между стартом ядра ОС и полной загрузкой всех служб и программ в автозагрузке);
• время запуска ОС с помещенными в автозагрузку Microsoft Word, Excel и PowerPoint 2010, открывающими текстовый документ размером 4,2 МБ (4208 страниц), таблицу размером 50,6 МБ (65187 строк) и презентацию размером 72 МБ (69 слайдов), соответственно;
• время запуска тестовой сцены Crysis 2 в режиме DirectX 11 с High Resolution Texture Pack (от нажатия Start в Adrenaline Crysis 2 Benchmark Tool до старта сцены);
• время запуска тестовых сцен S.T.A.L.K.E.R. Call of Pripyat Benchmark (сумма времен от появления заставки игры до начала тестовой сцены).

Все тесты проводились 5 раз для того, чтобы дать возможность всем кэширующим алгоритмом добиться максимальной производительности.

CrystalDiskMark

WD VelociRaptor WD1500HLHX

2x WD VelociRaptor RAID-0

Первый синтетический тест сразу, ожидаемо, отдает предпочтение SSD-накопителям, и это неудивительно: устройства на базе мощнейших контроллеров SandForce второго поколения могут похвастать не только минимальным временем доступа (что и является основным козырем твердотельных накопителей), но и огромными показателями линейных скоростей. В результате OCZ Vertex 3 с огромным отрывом опережает WD VelociRaptor и RAID-0 на его базе. Однако есть и интересные результаты: во-первых, заметно, что Intel Smart Response имеет довольно значительные накладные расходы. В частности, в режиме Enhanced мы наблюдаем великолепный прирост производительности в режиме чтения, однако показатели при записи оказываются даже ниже относительно одиночного жесткого диска при линейном доступе. Еще больше сказывается переход в режим Maximized: система теряет еще 40 МБ/с при чтении, однако скорость записи, естественно, несравнимо вырастает, особенно на мелких блоках. Правда, в линейном доступе Smart Response не может сравниться даже с RAID-0 из «рапторов», не то что с одиночным OCZ Vertex 3. Однако тут нужно понимать, что в данном случае запись происходит не на сам SSD, а «сквозь» него на жесткий диск, и наблюдаемый прирост — это усредненное значение, полученное за счет резких всплесков скорости при записи на твердотельный накопитель.

Второе интересное наблюдение: система с OCZ Synapse Cache в синтетическом тесте значительно уступает обоим режимам Intel SRT. По линейным скоростям она сравнима с RAID-0, а при работе с мелкими блоками уступает Intel SRT вплоть до 50%. Сложно сказать, чем объясняются такие результаты: с одной стороны, в синтетических тестах подобные алгоритмы кэширования и должны вмешиваться как можно меньше, чтобы не изнашивать ячейки NAND, с другой, вряд ли NVELO удалось разработать более «умный» алгоритм, чем Intel. Вполне вероятно, просто сказываются накладные расходы на обработку шквала запросов, которые генерируют CrystalDiskMark и аналогичные утилиты, и у Dataplex они оказываются выше, чем у Intel Smart Response.

AS SSD Benchmark

WD VelociRaptor WD1500HLHX

2x WD VelociRaptor RAID-0

WD VelociRaptor + OCZ Vertex 3 Max IOPS (Intel SRT Enhanced)

WD VelociRaptor + OCZ Vertex 3 Max IOPS (Intel SRT Maximized)

WD VelociRaptor + OCZ Synapse Cache

Несмотря на однотипность утилит CrystalDiskMark и AS SSD Benchmark, они основаны на разных алгоритмах тестирования, в частности, последняя оценивает быстродействие SSD намного более скрупулёзно, и суммарный объем записываемых на них данных доходит до 3 ГБ за один проход. В результате мы получаем довольно интересную картину.

Обратите внимание на занимательные показатели прироста производительности при переходе от одного HDD к RAID-0. В режиме линейного чтения и записи он, как и ожидается, составляет около 80—90%. Однако при нагрузке массива мелкими запросами в многопоточном режиме он начинает работать более чем вдвое быстрее одиночного диска! Объяснение этому простое: логика драйвера Intel Rapid Storage отлично справляется с кэшированием, а отлаженные прошивки VelociRaptor успешно переупорядочивают очередь запросов. Эти HDD разрабатываются именно для работы в таких условиях, и неудивительно, что их потенциал лучше раскрывается именно в RAID, а не в одиночном режиме.

Отметим, что AS SSD, в отличие от CrystalDiskMark, не обнаруживает значительного падения скорости чтения в режиме Intel SRT Maximized относительно режима Enhanced, хотя оба они работают примерно на 20% медленнее самостоятельного SSD. Также интересно, что в режиме Enhanced поток запросов AS SSD на чтение не полностью переносится на кэширующий твердотельный диск: в паттерне 4K 64Thrd (доступ блоками по 4 КБ со случайной адресацией в 64 одновременных потока) в этом режиме массив демонстрирует 18200 IOPS против 45500 IOPS в режиме Maximized.

Что касается OCZ Synapse Cache, то с ним показатели сохраняются — он почти вдвое медленнее при чтении, чем Intel SRT, однако с записью (в особенности многопоточной) справляется намного лучше. Вероятнее всего, тут снова сказываются особенности работы Dataplex: с одной стороны, этот алгоритм менее активно кэширует запросы на чтение, с другой — лучше справляется с записью.

HD Tune

WD VelociRaptor WD1500HLHX

2x WD VelociRaptor RAID-0

WD VelociRaptor + OCZ Vertex 3 Max IOPS (Intel SRT Enhanced)

WD VelociRaptor + OCZ Vertex 3 Max IOPS (Intel SRT Maximized)

WD VelociRaptor + OCZ Synapse Cache

Наконец, изучение графиков чтения всех шести вариантов подсистем хранения данных, рассматриваемых нами, дает примерное представление, почему предыдущие два теста вели себя так необычно. Как видно на графиках обоих режимов Intel SRT, при обращении к HDD на чтение в линейном режиме драйвер начинает что-то делать, вероятнее всего, активно кэшировать хранимые по выбираемым тестовым приложением адресам данные. В итоге мы наблюдаем заметный «провал» в скорости. Как только занятое пространство заканчивается (а в нашем случае резкий скачок на графике до нормального уровня как раз примерно приходится на границу занятой ОС и тестовым пакетом области) — все приходит в норму. Кроме того, график чтения системы с одиночным OCZ Vertex 3 также показывает, что этот SSD в фоновом режиме очень активно проводит служебные операции над занятой зоной.

График чтения системы с OCZ Synapse Cache вообще объяснению не поддается, судя по всему, характер обращений HD Tune просто непонятен Dataplex. Фактически при используемом HD Tune формате доступа к HDD (линейно блоками по 1 МБ) Dataplex даже снижает производительность относительно чистой скорости, обеспечиваемой жестким диском.
Futuremark PCMark Vantage HDD Suite

PCMark Vantage в первую очередь критичен к времени доступа накопителя на чтение, потому OCZ Vertex 3 тут занимает доминирующую позицию. Аналогично это сказывается и на результатах RAID-массива из двух WD Velociraptor: несмотря на выросшую вдвое скорость линейного чтения и записи и более чем вдвое — скорость случайной записи, результаты у этой конфигурации лишь на 400 баллов выше, чем у одиночного «раптора». По той же причине и массив Smart Response Maximized лишь ненамного превосходит конфигурацию Enhanced — большинство операций, проводимых тестовым пакетом, направлены на чтение. Отметим, что в общем зачете OCZ Synapse Cache отстает от Intel SRT лишь на 10% — значительно меньше, чем в синтетических тестах.

Интересно, что Dataplex справляется с подтестами Windows Media Center, Windows Media Player и загрузкой приложений лучше, чем Intel SRT в режиме Enhanced — это прямое свидетельство преимущества, получаемого от кэширования операций записи. В то же время в Windows Photo Gallery и Windows Defender альтернативная технология безнадежно проигрывает, за счет чего и оказывается позади решения Intel.

Также отметим, что в PCMark Vantage мы столкнулись со странным поведением OCZ Synapse Cache, или, скорее, технологии Dataplex. После первого прохода тестов последующие неизбежно показывали очень низкие результаты, причем систему проследить оказалось невозможно: за один проход массив мог получить 15000 баллов, за второй — 7000, а за третий и вовсе 3000. Вернуть показатели до ожидаемых 30000 удавалось только повторным проходом любого из синтетических тестов (перезагрузка не помогала). Очевидно, что в данном случае мы имеем локальную недоработку ПО, которую, вполне вероятно, NVELO ее исправит в следующем релизе. Впрочем, ни в одном другом тесте такое поведение на обнаруживалось, так что можно считать это единичным случаем, не влияющим на общий результат.

Futuremark PCMark 7 System Storage Suite

Переработанный тестовый пакет PCMark Vantage 7 System Storage Suite еще больше полагается на время доступа, однако и линейной скорости уделяется несколько больше внимания при подсчете конечного результата. В итоге RAID-массив уже опережает одиночный HDD не на 5%, а на целых 20%. В то же время значительно меньшая скорость линейного чтения, показываемая OCZ Synapse Cache относительно Intel Smart Response, оказывает этой технологии медвежью услугу: она получает на 45% меньший результат, нежели SRT в режиме Maximized. Если смотреть результаты в каждом из тестов, то видно, что абсолютно везде Dataplex значительно уступает не только OCZ Vertex 3 Max IOPS, но и обоим режимам Intel Smart Response, в то время как в PCMark Vantage эта технология у них иногда выигрывала.

Время запуска ОС

	Run 1	Run 2	Run 3	Run 4	Run 5
WD1500HLHX	28	25	20	20	20
2x WD1500HLHX RAID-0	31	20	17	17	17
OCZ Vertex 3 Max IOPS 120 GB	12	12	9	9	9
	31	14	13	10	10
	24	9	10	9	9
	27	11	11	11	11

Переходим от специализированных тестов к оценке того, что же дает применение каждого из тестируемых сегодня вариантов в реальной жизни. Первым будет загрузка ОС Windows 7 SP1 64-бит. Замер производился при пяти последовательных перезагрузках.

Как видим, Microsoft постаралась минимизировать влияние медленной дисковой подсистемы в условиях, когда пользователь запускает один и тот же набор ПО: уже на второй загрузке технологии Windows Prefetcher и SuperFetch, перемещающие наиболее активно используемые исполняемые файлы и библиотеки в начало диска (наиболее быструю его часть) и автоматически загружающие их в ОЗУ при старте, обеспечивают снижение времени старта на 12% для одиночного WD VelociRaptor и 55% (!) — для RAID-0. К третьему рестарту они уже достигают своей максимальной эффективности, и время сокращается еще сильнее — на 40% и 82%, соответственно!

Переход с HDD на SSD, ожидаемо, очень сильно снижает время загрузки — с OCZ Vertex 3 Max IOPS Windows 7 стартует всего за 12 секунд, а после того как SuperFetch «выкинет» из предзагрузки все лишнее — и вовсе за 9. И вот тут приходит время удивляться быстродействию гибридных массивов: как видим, первый запуск системы оказывается примерно таким же, как и с HDD, однако уже на второй раз время старта снижается радикально. Что интересно, минимального значения системы Intel SRT Maximized и Dataplex достигают уже на втором перезапуске, а Enhanced для этого требуются три старта.

Время запуска ОС и пакета MS Office

	Run 1	Run 2	Run 3	Run 4	Run 5
WD1500HLHX	60	62	29	23	26
2x WD1500HLHX RAID-0	29	26	28	28	31
OCZ Vertex 3 Max IOPS 120 GB	14	15	12	15	13
WD1500HLHX + OCZ Vertex 3 SR Enhanced	21	16	12	19	12
WD1500HLHX + OCZ Vertex 3 SR Maximized	20	21	15	15	15
WD1500HLHX + OCZ Synapse Cache 128 GB	31	14	16	17	13

Добавление в автозагрузку «тяжелых файлов» Microsoft Word, Excel и PowerPoint значительно увеличивает время загрузки ОС, и тем явнее становится эффект от кэширования. Как видим, одиночный HDD при третьем рестарте получает более чем двукратный прирост быстродействия от SuperFetch и Prefetcher, в то время как на RAID-0 эти технологии вообще не сказываются, в отличие от загрузки чистой системы. Очевидно, в случае двух VelociRaptor операционная система со всем ПО и так умещается на наиболее скоростных внешних дорожках пластин, и технологии Microsoft просто уже не могут сделать загрузку быстрее.

Аналогичная ситуация наблюдается и с OCZ Vertex 3: все пять проходов этого теста демонстрируют примерно одинаковое время загрузки, хотя и наблюдаются колебания в пределах трех секунд. В целом же Vertex 3 Max IOPS вдвое быстрее RAID-0 и вчетверо — одиночного WD VelociRaptor.

На фоне предыдущих трех участников особенно эффектно выглядят гибридные массивы. Intel SRT Enhanced уже при первом же запуске показывает меньшее время, чем одиночный HDD (очевидно, часть компонентов ОС и ПО дублируются, и перенос их на SSD уже дает прироста скорости), а при третьем — достигает максимальной производительности, идентичной OCZ Vertex 3. Впрочем, как и с одиночным SSD, у этой конфигурации наблюдаются колебания от прохода к проходу аж до 7 секунд. Аналогичная ситуация наблюдается и с Dataplex: массив с OCZ Synapse Cache загружает ОС и офисный пакет на пару секунд медленнее, нежели Intel SRT, и его показатели тоже не отличаются стабильностью. Единственной конфигурацией, порадовавшей повторяемостью результатов, стала Intel Smart Response Maximized — третий рестарт она прошла за 15 секунд и в дальнейшем не замедлялась ни разу.

PPBM5 (Adobe Premiere Pro CS5) Disk Test

	Run 1	Run 2	Run 3	Run 4	Run 5
WD1500HLHX	142	142	144	143	142
2x WD1500HLHX RAID-0	135	135	134	134	134
OCZ Vertex 3 Max IOPS 120 GB	136	135	133	133	133
WD1500HLHX + OCZ Vertex 3 SR Enhanced	139	135	136	136	136
WD1500HLHX + OCZ Vertex 3 SR Maximized	138	145	141	137	136
	145	135	136	137	143

Дисковый тест из бенчмарка PPBM5 представляет собой рендеринг 13-гигабайтного ролика AVI из большого числа исходных файлов, что должно обеспечивать большую нагрузку на дисковую подсистему. На практике же мы видим, что в основном он критичен к пропускной способности диска: все конфигурации, достигающие около 250 МБ/с в линейном режиме, справляются с рендерингом за примерно одинаковое время. Отстают от лидеров лишь одиночный WD VelociRaptor (что естественно) и гибридный массив с OCZ Synapse Cache, который, как мы уже видели по синтетическим тестам, оказывается значительно медленнее Intel SRT и OCZ Vertex 3 по скорости линейного чтения.

Retouch Artists Photoshop Benchmark (Adobe Photoshop CS5 Extended)

	Run 1	Run 2	Run 3
WD1500HLHX	21,5	21,8	21,2
2x WD1500HLHX RAID-0	19,5	19,7	19,6
OCZ Vertex 3 Max IOPS 120 GB	22,4	20	20,8
WD1500HLHX + OCZ Vertex 3 SR Enhanced	20,7	20,8	20,8
WD1500HLHX + OCZ Vertex 3 SR Maximized	21,2	20,4	20,2
WD1500HLHX + OCZ Synapse Cache 120 GB	20,6	20,2	20,9

Этот тест представляет собой набор фильтров и операций, автоматически применяемых к тестовому изображению. Как видно из таблицы, все шесть конфигураций справляются с ним примерно одинаково быстро, с разрывом примерно в 1,5 секунды. Отметим, что в данном случае количество проходов теста на скорости никак не сказывается (для проверки он специально был проведен на Intel Smart Response Maximized 10 раз — безрезультатно).

HardwareHeaven Photoshop Benchmark (Adobe Photoshop CS5 Extended)

	Run 1	Run 2	Run 3
WD1500HLHX	200,6	201,2	200,5
2x WD1500HLHX RAID-0	187,9	187,7	188,1
OCZ Vertex 3 Max IOPS 120 GB	198	197,5	198,4
WD1500HLHX + OCZ Vertex 3 SR Enhanced	198,2	197,9	198,2
WD1500HLHX + OCZ Vertex 3 SR Maximized	199,2	198,5	198,3
WD1500HLHX + OCZ Synapse Cache 128 GB	198,8	198,1	198,3

Как и предыдущий тест, этот набор фильтров и операций (хоть и значительно более сложный и ресурсоемкий) не получает прироста производительности от SSD-кэширования. Из всех участников стоит выделить только двоих: одиночный WD VelociRaptor оказывается заметно медленнее всех других конфигураций (хотя «заметно» — это всего 3 секунды), а вот RAID-0 неожиданно намного опережает и гибридные конфигурации, и даже SSD. Учитывая, что по всем скоростным параметрам он должен им уступать, единственное логичное объяснение этому факту — больший объем, используемый Photoshop для scratch-файла (во всех конфигурациях ему отводилось все свободное пространство).

Crysis 2

	Run 1	Run 2	Run 3	Run 4	Run 5
WD1500HLHX	64	62	63	40	39
2x WD1500HLHX RAID-0	52	40	41	40	39
OCZ Vertex 3 Max IOPS 120 GB	45	39	39	42	38
WD1500HLHX + OCZ Vertex 3 SR Enhanced	55	49	48	41	40
WD1500HLHX + OCZ Vertex 3 SR Maximized	57	39	40	40	39
WD1500HLHX + OCZ Synapse Cache 120 GB	67	44	39	40	41

Наконец, перейдем к играм. Crysis 2 с набором текстур высокого разрешения занимает 12,5 ГБ на диске и грузится довольно долго. Судя по минимальным результатам, показываемым всеми шестью конфигурациями в тесте, наш стенд способен запускать бенчмарк примерно за 40 секунд, однако тут есть оговорки.

Во-первых, в реальных условиях скорость диска влияет на время загрузки уровней и локаций, что игрок делает не раз в минуту (если его, конечно, не убивают постоянно в одном и том же месте). Следовательно, преимущества SuperFetch, наблюдаемые нами на примере VelociRaptor и RAID-0, чаще всего будут не так заметны — за время игры от уровня к уровню с диска будет считано достаточно данных, чтобы предзагрузчик «загрязнил» этот кэш, и он не показал максимальной эффективности. С гибридными комбинациями такая ситуация произойти не должна, т.к. объем буферного SSD будет достаточен для всего, что будет происходить. Особенно значительный прирост будет наблюдаться в случае дублирования элементов между локациями: тогда первая загрузка займет, к примеру, 30 секунд, а вторая вполне может произойти и за 10.

Возвращаясь к нашим результатам, видим, что ко второй загрузке максимальной эффективности достигают RAID-0, Intel SRT в режиме Maximized и, естественно, OCZ Vertex 3. OCZ Synapse Cache показывает заветные 40 секунд при третьем перезапуске, а Intel SRT Enhanced и одиночный WD VelociRaptor — при четвертом.

S.T.A.L.K.E.R. Call of Pripyat

	Run 1	Run 2	Run 3	Run 4	Run 5
WD1500HLHX	123	126	121	121	124
2x WD1500HLHX RAID-0	113	97	97	98	97
OCZ Vertex 3 Max IOPS 120 GB	104	98	99	98	99
WD1500HLHX + OCZ Vertex 3 SR Enhanced	118	99	102	101	100
WD1500HLHX + OCZ Vertex 3 SR Maximized	117	99	100	99	101
WD1500HLHX + OCZ Synapse Cache 120 GB	150	99	99	98	100

Как и в случае с Crysis 2, S.T.A.L.K.E.R. Call of Pripyat от ускорения дисковой подсистемы масштабируется не слишком хорошо: минимальное суммарное время загрузки всех четырех тестов в этом бенчмарке составляет около 97—98 секунд. Тем не менее, эффект от кэширования заметен и тут, причем в полной мере достигается он уже при втором запуске всех систем, кроме одиночного WD VelociRaptor. В отличие от других участников теста, этот жесткий диск не получает прибавки в скорости от систем кэширования Windows и уступает более быстрым системам порядка 25 секунд. Отдельно подчеркнем, что гибрид с OCZ Synapse Cache справился с этим тестом ничуть не хуже Intel Smart Response.

Выводы

Быстрая дисковая подсистема не менее важна, чем разогнанный процессор или мощная видеокарта. Более того, разогнать ее нельзя — можно лишь заменить или дополнить. С появлением гибридных технологий вроде Intel Smart Response и NVELO Dataplex пользователи получили новую возможность повысить производительность ПК, и, как показывает тестирование, в большинстве случаев она оказывается отнюдь не компромиссом. Бесспорно, одиночный SSD обеспечивает более высокую производительность, чем «гибриды», однако его стоимость при ограниченной емкости не позволяет большинству пользователей устанавливать всё, что душе угодно, не обращая внимания на объем данных. Учитывая, что современные игры или профессиональное ПО с легкостью могут занять десяток-другой гигабайт, SSD наиболее популярной емкости в 120 ГБ хватит всего на 8—10 таких инсталляций. В то же время гибридный массив из скоростного жесткого диска и SSD на 60 ГБ обойдется примерно в такую же сумму, однако будет несравнимо более комфортным в использовании, хоть и немного более медленным.

Возвращаясь к сегодняшнему тестированию, можно сделать вывод, что Intel Smart Response на данный момент превосходит разработки других компаний по эффективности. NVELO Dataplex, используемая OCZ для своих SSD Synapse Cache, также хорошо справляется со своими задачами, однако заметно уступает разработке Intel. Впрочем, судя по тому, что в некоторых случаях она все же вырывается вперед, речь идет не о фундаментальном недостатке, а о банальном несовершенстве ПО, которое, как известно, можно исправить и улучшить. Учитывая, что NVELO в первую очередь позиционирует Dataplex как решение для серверных систем, в активном развитии программной части можно не сомневаться.

И, наконец, сравнивая Intel Smart Response и OCZ Synapse Cache, можем сказать лишь одно: их сравнивать попросту не нужно. Smart Response работает только на Intel Z68, и на этом чипсете организация именно этого массива будет лучшим решением. На всех других платформах такой возможности попросту нет, и там Synapse Cache будет великолепным способом получить отзывчивость системы с SSD, не жертвуя емкостью HDD.

Оборудование для тестирования было предоставлено следующими компаниями:

Серверная оптимизация ,

Системное администрирование ,

Хранение данных ,

Хранилища данных

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

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

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

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

В частности, удобным выглядит использование SSD для системного раздела или для раздела с базами данных – с конкретным выигрышем в производительности можно ознакомится в . 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.

Расширяем кэш RAID-контроллера

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

Быстрый кэш без контроллера

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

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

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

«Лучшей практикой» для многих корпоративных заказчиков является применение гибридных систем хранения SSD/HDD. Такое решение позволяет воспользоваться преимуществами обоих типов носителей - большой емкостью HDD и высоким быстродействием SSD в IOPS (количество операций ввода-вывода в секунду), - но при этом остается экономически привлекательным.

В гибридной системе хранения SSD/HDD основная емкость представлена недорогими жесткими дисками, а небольшой пул для «горячих», часто используемых данных - флеш-памятью. В рационально спроектированной гибридной СХД при небольшом количестве накопителей SSD достигается значительное ускорение операций с основным пулом хранения данных.

РЕАЛИЗАЦИЯ ГИБРИДНЫХ СХД

На практике применяются два основных метода ускорения - кэширование данных и их многоуровневое хранение (tiering). В обоих случаях для увеличения производительности ввода-вывода используется концепция «горячих» данных, но в действительности это совершенно разные подходы.

При кэшировании один или несколько накопителей SSD служат в качестве кэша для виртуального пула хранения, где основное хранилище реализовано на жестких дисках. SSD в этом случае не предоставляют дополнительной емкости - это невидимая для приложений «прослойка», увеличивающая производительность ввода-вывода. Информация всегда передается в основной пул хранения, однако «горячие» данные копируются и в кэш-память (на SSD). При последующих обращениях к этим или рядом размещенным данным вместо основного пула хранения используется кэш-память, за счет чего и достигается существенный выигрыш в производительности.

При многоуровневом хранении данные соответствующим образом сортируются и помещаются на уровень SSD или HDD (уровней может быть больше двух): «горячие» отправляются на флеш-память, а реже используемые - на жесткие диски.

ЧТО ЛУЧШЕ?

Многоуровневое хранение не предполагает избыточности данных, поэтому реализация RAID в этом случае становится более сложной - требуется покупка дополнительных SSD. Сама сортировка данных и распределение их по уровням негативно сказываются на производительности. Такие системы должны управлять данными, которые из «горячих» со временем превращаются в «холодные». Ввиду отсутствия избыточности, часто используемые данные нужно перемещать в основной пул, как только они становятся менее полезными. Эти фоновые процессы потребляют IOPS и сказываются на скорости операций ввода-вывода во время таких перемещений. С наибольшей эффективностью многоуровневое хранение функционирует в тех случаях, когда соответствующие алгоритмы адаптированы к требованиям и задачам заказчика. Для достижения идеальной производительности нужны постоянный мониторинг и подстройка алгоритмов.

В отличие от сложного многоуровневого хранения, кэширование на SSD в существующих СХД реализовать проще. Гибридные системы хранения с кэшированием на SSD не требуют дополнительного администрирования, а приложение воспринимает такую систему точно так же, как и любую другую сетевую СХД, только работает она намного быстрее. Реализация RAID и защита данных у нее аналогичные, и покупать для этого дополнительные SSD не потребуется.

На SSD помещаются копии данных, поэтому осуществлять их фоновое перемещение в основной пул хранения не придется. Не будет и связанных с этим издержек, влияющих на производительность. Кэширование на SSD необходимо, впрочем, подстраивать под конкретные корпоративные приложения, но простота системы кэширования означает, что администрирование системы будет значительно менее сложным, чем у сопоставимой СХД с многоуровневым хранением.

Издержки, связанные с инсталляцией СХД с многоуровневым хранением и ее сопровождением, будут оправданными только в очень крупных организациях, которые могут позволить себе как установку стоечных модулей SSD для организации выделенного пула флеш-памяти, так и увеличение штата системных администраторов для управления СХД. Для большинства компаний, не имеющих экстремально крупных пулов хранения, предпочтительным вариантом ускорения систем хранения будет кэширование на SSD.

ПРОБЛЕМА ЗАПИСИ

Будучи более производительными, накопители SSD имеют определенные ограничения на запись данных, и это нужно иметь в виду при выборе метода ускорения СХД. Хотя хранящиеся на флеш-накопителях данные можно считывать бесконечное число раз, их ячейки допускают ограниченное число циклов записи. Эта проблема осложняется необходимостью удалять весь блок даже при записи данных меньшего объема. Для ее решения в современных контроллерах флеш-памяти применяются методы распределенной записи, кэширования операций записи и фоновая «сборка мусора». Однако запись на SSD остается более сложной операцией, чем чтение. Слишком частое выполнение записи в одни и те же ячейки может привести к быстрой деградации флеш-памяти.

Если в клиентской системе операции записи на SSD можно распределить таким образом, что каждый отдельный блок носителя будет перезаписываться достаточно редко, то в гибридной СХД уровень SSD активно задействуется для хранения «горячих» данных всего дискового пула. При кэшировании и многоуровневом хранении операции с SSD станут очень интенсивными, и преимущества алгоритмов предотвращения износа носителя будут сведены на нет. Это означает, что в обоих случаях (кэширование и многоуровневое хранение) уровень SSD лучше всего задействовать для ускорения операций чтения, а не чтения и записи.

РЕАЛИЗАЦИЯ КЭШИРОВАНИЯ НА SSD

В системе с кэшированием на SSD операция ввода-вывода производится обычным образом: вначале выполняются чтение-запись на HDD. Если эта операция инициирует кэширование, данные также копируются с HDD на SSD. Тогда при любой последующей операции чтения того же логического блока он считывается непосредственно с SSD, что увеличивает общую производительность и уменьшает время отклика. Уровень SSD играет роль невидимого ускорителя ввода-вывода, и при любом отказе SSD данные все равно будут доступны в основном пуле хранения, защищаемом с помощью RAID.

НАПОЛНЕНИЕ КЭШ-ПАМЯТИ

Кэш, как и основная емкость хранения, разбивается на группы секторов равного размера. Каждая группа называется кэш-блоком, а каждый блок состоит из подблоков. Размер кэш-блока можно настраивать под конкретное приложение, например СУБД или Web-сервер.

Считывание данных с HDD и их запись в SSD называют наполнением кэш-памяти. Эта фоновая операция обычно выполняется вслед за основной операцией чтения или записи. Поскольку назначение кэша - хранение часто используемых данных, к его наполнению должна приводить не каждая операция ввода-вывода, а только та, для которой пороговое значение счетчика оказывается превышенным. Обычно счетчики наполнения применяются при чтении и при записи.

Таким образом, с каждым блоком основной емкости хранения ассоциируются счетчики чтения и записи. Когда приложение считывает данные из кэш-блока, значение его счетчика чтения увеличивается. Если данные в кэш-памяти отсутствуют, а значение счетчика чтения больше или равно значению наполнения при чтении, то параллельно с основной операцией чтения выполняется операция наполнения кэш-памяти (данные кэшируются). Если же данные уже есть в кэш-памяти, они считываются с SSD, а операция наполнения не осуществляется. Если значение счетчика чтения меньше порогового значения, оно увеличивается, а операция наполнения не выполняется. Для операции записи сценарий тот же. Подробнее он поясняется на иллюстрациях на предыдущем развороте.

Что происходит с содержимым кэша после его «разогрева»? Если на SSD есть свободное место, кэш продолжает заполняться «горячими» данными. Когда емкость SSD исчерпывается, применяется алгоритм перезаписи наименее используемых данных (Least Recently Used, LRU), то есть на место последних в кэш-памяти записываются новые «горячие» данные.

Если объем «горячих» данных превышает емкость SSD, процент считываемых из кэш-памяти данных уменьшается, соответственно, снижается и производительность. Кроме того, чем меньше емкость SSD (и чем больше объем горячих данных), тем интенсивнее обмен «горячих» данных. В результате SSD будет изнашиваться быстрее.

Специалисты Qsan рекомендуют использовать накопители Intel SSD DC S3500. Так, у SSD емкостью 480 Гбайт наработка на отказ (MTBF) составляет 2 млн ч. Что касается производительности, то типичная задержка у этих накопителей равна 50 мс, максимальная задержка при чтении - 500 мс (99,9% времени), а производительность при произвольном чтении блоками по 4 Кбайт достигает 75 тыс. IOPS, при записи - 11 тыс. IOPS. Это хороший вариант для SSD-кэширования.

КЭШИРОВАНИЕ ПРИ ЧТЕНИИ-ЗАПИСИ

Операция чтения при отсутствии данных в кэш-памяти происходит следующим образом:

1. Данные считываются с HDD.
2. Выполняется операция наполнения SSD.

Операция чтения при наличии данных в кэш-памяти:

1. Приложение подает запрос на чтение данных.
2. Данные считываются с SSD.
3. Запрошенные данные возвращаются приложению.
4. При сбое SSD данные считываются с HDD.

Действия приложения при записи данных:

1. Приложение подает запрос на запись данных.
2. Данные записываются на HDD.
3. Приложению возвращается статус операции.
4. Выполняется операция наполнения кэш-памяти на SSD.

НАСТРОЙКА КЭШ-ПАМЯТИ SSD

Чтобы приложение использовало кэш-память на SSD максимально эффективно, ее можно настроить. Основные параметры - размер блока кэш-памяти, пороговые значения наполнения при чтении и при записи.

Размер блока. Большой размер блока кэш-памяти подходит для приложений, часто обращающихся к соседним (по физическому расположению) данным. Это называется высокой локальностью обращений. Увеличение размера блока также ускоряет наполнение кэш-памяти на SSD - ускоряется «разогрев» кэша, после которого приложения с высокой локальностью обращений будут демонстрировать весьма высокую производительность. Однако увеличение размера блока влечет за собой генерирование избыточного трафика ввода-вывода и увеличение времени отклика, особенно для отсутствующих в кэше данных.

Меньший размер блока хорош для приложений с менее локализованными данными, то есть когда доступ к данным осуществляется в основном случайным образом. Кэш-память на SSD будет «разогреваться» медленнее, но чем больше блоков, тем больше вероятность попадания в кэш нужных данных, особенно данных с низкой локальностью обращений. При небольших блоках коэффициент использования кэш-памяти ниже, но меньше будут и сопутствующие потери, так что при «промахе», когда нужных данных нет в кэш-памяти, производительность страдает меньше.

Пороговое значение наполнения. Порог наполнения кэша - это число обращений к данным, после которого соответствующий блок копируется в SSD-кэш. При большом значении кэшируются только часто используемые данные и уменьшается обмен данных в кэше, но увеличивается время «разогрева» кэш-памяти и растет эффективность ее использования. При меньшем значении кэш-память разогревается быстрее, но возможно ее избыточное наполнение. Для большинства приложений вполне достаточно порогового значения, равного 2. Наполнение при записи полезно в том случае, когда записываемые данные вскоре снова считываются. Подобное нередко случается в файловых системах. Другие приложения, например базы данных, не имеют такой особенности, поэтому наполнение при записи для них иногда лучше вовсе отключить.

Как можно видеть, увеличение или уменьшение каждого параметра имеет свои положительные и отрицательные последствия. Очень важно понимать «локальность» приложения. Кроме того, полезно протестировать систему на реальных нагрузках и посмотреть, при каких параметрах она показывает лучшие результаты.

ПРИМЕР КОНФИГУРАЦИИ КЭША НА БАЗЕ SSD

В тесте моделировалась типовая ситуация ввода-вывода (произвольное чтение 90% + запись 10%) для определения выигрыша, который дает использование SSD-кэша. При тестировании применялась система AegisSAN Q500 в следующей конфигурации:

• HDD: Seagate Constellation ES, ST1000NM0011, 1 Тбайт, SATA 6 Гбит/с (x8);
• SSD: Intel SSD DC 3500, SSDSC2BB480G4, 480 Гбайт, SATA 6 Гбит/с (x5);
• RAID-группа: RAID 5;
• тип ввода-вывода: Database Service (8 Кбайт);
• режим ввода-вывода: блоки по 8 Кбайт.

Время «разогрева» вычисляется по следующей формуле:

T = (C × P) / (I × S × D),

где T - время «разогрева», I - средняя производительность в IOPS одного HDD при произвольном чтении, S - размер блока ввода-вывода, D - число HDD, C - совокупная емкость всех SSD, P - пороговое значение наполнения кэш-памяти при чтении или записи. На практике «разогрев» кэша может занять больше времени.

Для данной конфигурации оно составит:

Т = (2 Тбайт × 2) / (244 × 8 Кбайт × 8) = 275 036,33 сек = 76,40 ч.

Без кэширования на SSD средняя производительность составила 962 IOPS. При включении кэширования она выросла до 1942 IOPS, то есть улучшение после «разогрева» кэша оказалось двукратным - 102%. Согласно расчетной формуле время разогрева равно 76,4 ч, в тесте после 75 ч производительность в IOPS достигла максимальной величины и оставалась после этого стабильной.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В концепции ускорения гибридных СХД реализуется идея увеличения производительности всей системы за счет быстрого доступа к «горячим» данным. Принимая во внимание затраты на оборудование и администрирование, можно утверждать, что в общем случае кэширование данных на SSD представляет собой наилучший способ получения преимуществ высокой производительности при использовании систем хранения с флеш-накопителями без потери надежности хранения данных.

Бартек Митник - директор по продажам компании Qsan Technology в регионе EMEA.

Кэш ускоряет запуск системы и программ до уровня, сопоставимого с обычным SSD, поскольку данные считываются с твердотельного накопителя. Но работу ОС и программ кэш не ускоряет, равно как и копирование больших файлов. Впрочем, для многих программ после запуска скорость работы диска особого значения не имеет.

Такая система позволяет отчасти достичь компромисса между скоростью SSD и емкостью HDD. В зависимости от модели ноутбука, кэширующий SSD встраивается в жесткий диск (в результате чего получается гибридный диск, SSHD) или подключается по интерфейсу mSATA.

Имеет ли смысл устанавливать систему на этот SSD

Я считаю это плохой идеей. Конечно, вы можете «сломать» программный RAID и запихнуть Windows на маленький SSD, но нужно учитывать несколько моментов.

1. Невысокая производительность накопителя

Да, она будет выше, чем у жесткого диска, но до «нормального» SSD не дотянет. Например, Intel SSD 313 снабжен выносливой памятью SLC (вы уже не найдете ее в традиционных накопителях), но ограничен по скорости интерфейсом SATA II. И даже если накопитель поддерживает SATA III, вряд ли контроллер и прошивка оптимизированы для работы диска в качестве системного.

Кроме того, не стоит ожидать от него чудес производительности еще и по следующей причине.

2. Критический недостаток дискового пространства

Для начала, вы сразу совершаете все 6 ошибок людей с маленьким системным разделом , и этим уже многое сказано. Именно по этой причине Павел быстро пришел к выводу, что для долгосрочной работы 32GB системного раздела не хватит.

Но, допустим, вы извратились и отключили / переместили все что можно на жесткий диск. Непонятно, что вы при этом выиграли, а между тем SSD у вас все равно сильно заполнен, т.е. вы не можете оставить незанятыми рекомендуемые 10-20% пространства .

На eBay и в китайских магазинах он стоит сущие копейки – ищите запросами HDD Drive Caddy , SATA HDD Caddy и т.д.

Выбирая переходник, учитывайте его высоту (9.5 или 12.7 mm), поскольку габариты оптического привода отличаются в зависимости от толщины ноутбука.

Кроме того, переходник может не совсем подходить по глубине. Так, у меня он чуть короче и, как следствие, утоплен в корпус. Но я не переживаю, т.к. мой ноутбук не участвует в конкурсах красоты:)

3. Купите хороший mSATA SSD

Еще недавно доступные в продаже mSATA SSD отличались от больших собратьев производительностью в худшую сторону, но сейчас ситуация изменилась.

На рынок вышли крупные игроки, и у них накопители mSATA экипируются такой же NAND, контроллером и прошивкой, что и флагманские модели.

Это верно, например, для пар Intel 520 и 525 (на контроллерах SandForce), Plextor M5P и M5M (на Marvell). Стоимость 1GB дискового пространства в накопителях mSATA несколько дороже, но наличие в ноутбуке жесткого диска позволяет обойтись моделями SSD средней емкости.

Накопители mSATA по размеру намного меньше своих старших братьев, и картинка не отражает реальные габариты 3х5 см и вес в 9 г.

Если у вас такой накопитель используется для кэша или есть свободный порт mSATA, вы получите быстрый и достаточно емкий SSD, а также увеличите общий объем дискового пространства в системе. Предварительно убедитесь , что в вашем ноутбуке:

1. Разъем mSATA подключен к интерфейсу SATA III материнской платы . Мы как-то обсуждали с Артемом Проничкиным этот вопрос применительно к его ноутбуку Lenovo W530. Чипсет поддерживает только два подключения по SATA III (их используют основной диск и оптический привод), поэтому mSATA SSD приходится подключать к SATA II.

   Конечно, даже в этом случае можно использовать mSATA SSD, и скорость его работы будет выше, чем у жесткого диска. Однако она все-таки упрется в пропускную способность SATA II.

2. Поддерживается загрузка системы с диска, подключенного по mSATA . Иначе нужно будет поместить диспетчер загрузки на HDD .

Информацию о наличии портов mSATA и чипсете можно найти в руководстве пользователя ноутбука (в т.ч. сервисном), на сайте изготовителя или в гуглояндексе. Нелишним будет также поиск на форумах изготовителя ноутбука на предмет возможных препятствий или проблем.

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

Хотите лично наступить на грабли? Общие требования до установки ОС таковы:

1. В UEFI / BIOS:

• включен режим AHCI
• SSD стоит выше HDD в списке устройств, с которых выполняется загрузка (Boot Order)

Том SSD должен быть простым, а не динамическим

Конкретные инструкции зависят от модели ноутбука и применяемых технологий кэширования.

Дискуссия и опрос

1. Модель своего ноутбука
2. Придавали ли вы значение конфигурации дисков перед покупкой
3. Какие физические диски были установлены в ноутбуке
4. Устроила ли вас производительность дисковой подсистемы
5. Что вы делали для повышения производительности конфигурации дисков, и к каким результатам это привело

Любые другие мнения на эту тему приветствуются!

Вы можете отметить интересные вам фрагменты текста, которые будут доступны по уникальной ссылке в адресной строке браузера.

Об авторе

Покупал, заменил HDD на SSD. До полной очистки перед установкой Windows 8.1 маленький SSD никак не использовался, так как не был виден системе. После очистки работает как небольшой накопитель для всякой ерунды.

Alexey Matashkin

До недавнего времени основным домашним ПК был настольный, однако перешел на ноутбук. Выбор пал на Dell Inspiron 7720.
Одним из важных критериев выбора была конфигурация жестких дисков. В ноутбуке две корзины для HDD и место для mSATA, правда с нюансами: mSATA запаралелен со вторым HDD, так что либо одно, либо другое.
Именно по это причине брал конфиуграцию только с 1Tb HDD и сразу же докупил к нему 256Gb SSD.
Система установлена на SSD, второй диск используется для хранения больших объемов фото, видео и тому подобного.
В такой конфигурации никаких дополнительных действий не делал, производительности уже более чем достаточно для меня.

Сергей

Кстати такой переходник с интерфейсом SATA и IDE есть в продаже в Юлмарте. Вот только толщину надо уточнять отдельно.

Михаил

1. Samsung NP300E7Z-S01.
2. Нет, смотрел только на объем HDD.
3. 1 HDD на 500Гб, 5400RPM.
4. Категорически НЕТ, особенно после того, как увидел скорость работы ПК с SSD.
5. Купил SSD, поставил его вместо HDD, а HDD с помощью переходника установил в отсек ODD, причем заглушка от привода идеально подошла к переходнику.

Кэш ускоряет запуск системы и программ до уровня сопоставимого с обычным SSD, поскольку данные считываются с твердотельного накопителя.

После «уровня» просится запятая.

Игорь

у меня все проще и тупо
в рабочем буке стоит оцз 3 на сандфорсе, больше туда ничего не воткнешь. а вот к ноутбуку есть док-станция где как раз провернут вариант с заменой ОДД через переходник на винчестер и торчит 640 Гб от Вд. Для холодного бэкапа и не сильно важного есть 1 Тб хитачи(точнее хгст груп) и переносная рабочая коробка залман ве-300 с 500 Гб вд. Это по мобильным.
есть серверок на атоме, куда хочу мсата ссд на 60 Гб и заменить 1 тб ноутбучный на 1.5. но там стоит соовсем не виндовс так что в эту статистику оно не попадает.

кстати так же на атомах у интела на плате сделано - 1 саташник либо через стандартный порт, либо мсата. второй просто саташник. я так понял сейчас много кто стал так делать.

Игорь

Сергей ,

у нас в 4 раза дороже чем у китайцев(((

Василий

1. Ноутбук HP Pavilion Sleekbook 15. .
2. Да. Искал именно гибридный ноутбук.
3. Жёсткий диск 320 ГБ+SSD 32 ГБ
4. Вполне. Загрузка самая быстрая 21,4 сек. Лучше чем ноутбук с SSD на 120 ГБ (была загрузка 23,3 сек. отдал внуку).
5. Пробовал установить Windows 7 на SSD. Не вышло. Восстановил Windows 8, а вскоре обновился до Windows 8.1. Сделал загрузку прямо на рабочий стол. А к плитке обращаюсь только когда нужно скачать приложение.

Аркадий

Проголосовал. У меня вместо DVD привода стоит HDD Caddy с винчестером WD Black 500 Gb 7200 SATA2. А на основном стоит SSD Корсар на 128 Gb SATA3. Фишка ещё в том что на оба диска у меня гарантия 60 месяцев. Я теперь не знаю что такое тормоза и лаги, да ещё и места вагон.
До этого стоял HDD 5400, сущий ад. Вообще не люблю диски на 5400, они ужасно медленные.

Внешняя панель с привода подошла к HDD Caddy и снаружи вообще не заметно, что там внутри не привод.

Александр

А я еще использовал бубен и угробил много времени чтобы загружать ноутбук с mSATA SSD, когда аппарат (БИОС) mSATA как загрузочный не поддерживает. Но, в итоге, разница, даже с полным на 90% SSD, существенна.

Иван

Что думаете о гибридных винчестерах (например Seagate ST500LM000), где 500 гигабайт сам виyчестер и 8 гигабайт NAND для ускорения?

Алексей

1. Ноутбук SAMSUNG ATIV Book 4 NP450R5E
2. Нет,не придавал этому значения
3. Жёсткий диск 500гб 5400 об.мин
4. не очень
5. заменил жесткий диск 500гб 5400об.мин на 7200 об.мин,стоит сейчас windiows 8.1,скорость загрузки не измерял, но грузится и работает быстро,вполне доволен

Александр

Vadim Sterkin : Александр, и как же в итоге добились загрузки с неподдерживаемого mSATA?

Vadim Sterkin , клонировал ОС с HDD, оставив на нем MBR. Есть чудесная утилита EasyBCD для управления зугрузочным сектором, порядком загрузки ОС и т.д.

Vladimir

Уважаемый Вадим, хочу возразить по поводу вашего утверждения
«Непонятно, что вы при этом выиграли, а между тем SSD у вас все равно сильно заполнен, т.е. вы не можете оставить незанятыми рекомендуемые 10-20% пространства».
Выиграть можно вот что: у меня на SSD объёмом 32 ГБ установлена только система, занимаемый объём - 13,4 ГБ, что оставляет свободным более 50 %. Все программы устанавливаются на другой раздел. Также на другой раздел перенесены папки, в которые система много записывает. ОС установлена 2,5 года назад (это как - долгосрочная работа?) и всё это время заполнение SSD примерно одинаковое.
В результате выигрыш по скорости загрузки заметен очень хорошо, долговечность SSD не должна пострадать.

1) HP Pavilion DV7-7171er.
2) Да, по умолчанию было два HDD (5400 rpm).
3) Toshiba, но модель не вспомню.
4) Нет. И в моменте задумался о целесообразности 2 ТБ в ноутбуке, при наличии домашнего NAS.
5) Заменил системный HDD на Samsung 840 Pro.
Особо ни чего не делал:
— По мимо стандартной резервной области, не стал размечать еще процентов 20-25 для долгоживучести.
— Не стал «тюнинговать» SSD сторонними утилитами, а так же фирменной Magican.
— Убрал дифрагментацию SSD — по статьи из Вашего блога (кстати для 8.1 это актуально?)

Скорость вполне себе — я доволен. Хотя сомневаться и не стоило на этот счет.

Александр

Соглашусь с тем, что устанавливать Windows 7 — 8.1 на SSD объемом 25-35 ГБ не стоит. У меня SSD размером 60 ГБ. После переноса на HDD рабочих профилей пользователей (но не всей папки USERS), файла подкачки, и папок Installer, MSOCache и Search Windows 7 x64 занимает около 34 ГБ. Свежеустановленная система будет занимать меньше, но все равно не вариант — это может быть не на долго.
На мой взгляд гибернация для системы, установленной на SSD, не нужна совершенно. Какой смысл лишний раз записывать на твердотельный накопитель большие объемы данных, если чистый старт занимает несколько секунд? Опять же спящий режим никто не отменял.

Игорь

Здравствуйте, Вадим.

Про SSD я с вами уже советовался (см. письмо на Gmail от 19 июля 2013 г.) Так что пока это дело откладывается по финансовым причинам, но в целом склоняюсь к покупке 2х устройств на замену штатному DVD-RAM дисководу.

В тоже время у меня есть интересный момент, относительно mSATA или схожего с ним разъема. У меня имеется нетбук ACER ASPIRE ONE D250 (без 3G модуля) . Вопрос в том, можно ли на тот разъем поставить твердотельный накопитель? В свое время видел в продаже такие SSD но покупать не стал из-за боязни несовместимости с разъемом, хотя визуально схожи. Что скажете на эту тему?

Как пример, можно увидеть тут (разъем для 3G модуля прямо над вентилятором):

Vladimir

Vadim Sterkin : Владимир, ничто не мешаает пользоваться сном, при этом скорость загрузки значения не имеет. Что еще вы выиграли?

Вадим, я, собственно, ничего не писал ни о сне, ни о гибернации, так что ваш ответ не по существу.
Кроме упомянутого ещё выигрыш заключается в том, что образ диска системы, сделанный программой Acronis True Image имеет объём порядка 4 ГБ и создаётся и восстанавливается за 8…10 минут.
Для меня этих аргументов более чем достаточно, чтобы использовать такую организацию работы.
Гибернацию на десктопе не использую, на ноутбуке - использую, но нечасто, т. к. сейчас в основном работаю на нём от сети.

Vladimir

Vadim Sterkin : 1. Ответ про сон по существу, т.к. если вы пользуетесь им, то перезагружаться можно раз в месяц при установке обновлений. Это знают все, кто не любит все время начинать работу в Windows с чистого листа:)

Vladimir : Гибернацию на десктопе не использую, на ноутбуке - использую, но нечасто, т. к. сейчас в основном работаю на нём от сети.

Vadim Sterkin : 2. Acronis не включает файлы подкачки и гибернации в резервный образ, вместо них там заглушки, поэтому на размер резервной копии и скорость ее создания они не влияют.

Ничего подобного я не утверждал. В своём первом посте я писал, что системный раздел можно сделать небольшим, что как раз и определяет выигрыш в создании образа и его восстановлении.
Кроме того, перенос папок на другие разделы позволяет НЧЕГО не терять при восстановлении ОС из образа или даже при переустановке системы.

Максим

1. Asus U500VZ
2. Да
3. массив SSD RAID 0 из двух 256-Гб накопителей Adata
4. Да
5. ничего

Vladimir

Вадим,
В самом начале вы написали:
Павел Нагаев (MVP Exchange) купил себе ноутбук с большим HDD и маленьким SSD, на который он сходу установил Windows. Однако он очень быстро отказался от этой идеи.
И далее:
…Павел быстро пришел к выводу, что для долгосрочной работы 32GB системного раздела не хватит.
Вот исодя из этого я писал,что ему вполне можно было и так долгосрочно работать: после оптимизации ОС у меня на системном SSD из 32 ГБ занято 13,4 ГБ. Этого вполне хватает и для работы в течение 2,5 лет, и для файла hiberfil.sys. Кроме этого, перенос папок на другой раздел даёт возможность НИЧЕГО не терять при крахе системы и даже при полном физическом уничтожении системного SSD (украли, сгорел синим пламенем…): для восстановления потребуется только установить новый SSD и развернуть на него ОС из образа, на что потребуется минут двадцать. Не больше.
В результате оптимизации выигрыш по скорости загрузки и работы системы заметен очень хорошо, долговечность SSD не должна пострадать, образ системного диска получается небольшим - примерно 4 ГБ, что тоже хорошо: время на его создание и восстановление составляет 8…10 минут.

Vadim Sterkin : Владимир, ок, я понял, ваша цель - уменьшение размера системного образа, чтобы он создавался быстрее, а личные файлы не терялись при восстановлении / переустановке.

Моя цель - не уменьшение размера системного образа, а обеспечение надёжной работы компьютера: сохранность данных (а этому способствует в частности размещение данных и системы на разных разделах и даже на разных устройствах) и надёжная работа системы, в частности - легкое и быстрое её восстановление, а маленький размер образа - это просто приятный бонус.

Vadim Sterkin : А SSD тут при чем? Что вы выиграли, разломав RAID и установив ОС туда? На всякий случай, в скорости загрузки - ничего.

О RAID я ничего не писал - может быть, это вопрос к Павел Нагаев? Я сравнивал скорость загрузки и работы системы на SSD и на HDD.
Кроме того, SSD позволяет, так сказать, автономизировать систему на физически отдельном устройстве с приятным бонусом в виде бОльшей скорости работы.

Сергей

«Стандартный сценарий использования мобильного ПК – вместо полного выключения отправка в сон (в т.ч. режим ожидания с подключением на мобильных ПК с Windows 8 и выше) и переход в гибернацию при разряде батареи.» — Да. Но на практике полное включение с SSD происходит быстрее или как минимум не медленее, чем выход из гибернации с HDD.

Дмитрий

Вадим, добрый день!

Я как раз поднимал эту тему в одном из комментариев с месяц назад и вы пообещали написать об этом пост. С нетерпением ждал его.

У меня на двух ноутбуках сейчас как раз стоит windows на ssd.
Поделюсь с вами соображениями по этому поводу.
С домашним ноутом всё просто, а вот с рабочим получилось очень даже интересно.

Домашний ноутбук:
Lenovo Y580
8Gb ram
изначально был установлен кэширующий msata Samsung на 64Gb
Сейчас он выполняет роль системного диска с windows 8.

Windows ставилась самая обычная, поэтому занимает достаточно много места, установлен весь необходимый, в том числе рабочий софт.
Из твиков отключена только гибернация, т.к. запуск всё равно очень резвый и это слишком явный способ сэкономить 8гб на диске. Файл подкачки сделан с плавающий размером до 4гб, но заполнен на 400мб, кажется.
Свободно 22 из 60 гигабайт.

Свободное место стабильно и особо не уменьшается. Если помнить что диск не резиновый и не использовать фотошопы и корелы то описанных вами проблем совершенно не возникнет.

С рабочим ноутбуком, по поводу которого я вам в прошлый раз задавал вопрос, пришлось повозиться и избавиться от проблем, которые вы описали.

Итак.
Toshiba U840
8gb ram
кэширующий ssd sandisk 32Gb

Несмотря на core i5 и большой объем оперативки, вся производительность упиралась в жёстки диск на 5400prm.
Технология SRT работала, но если в твоей жизни уже есть компьютер с системным ssd, то она кажется лишь маркетинговой уловкой и совершенно не чувствуется:)

Проблему можно было решить покупкой msata побольше, но это было неспортивно.
Проблемой был именно размер windows после установки.
Мне требовалось 10 ГБ для рабочего софта и данных в roaming. Прибавляя к этому 20 гигов головой windows 7 после переустановки. я получал забитый под завязку диск. А это как раз самы большой минус. А так же бесило отсутствие места «прозапас».

Проблема была решена установкой урезанного дистрибутива windows с одного из торрентов.
Пугала возможная криворукость сборки, наличие специально оставленных дыр и прочее.

Тем не менее, после установки получилось совершенно нормально зарегистрировать лицензию в microsoft, поставить все(!) обновления с момента сборки. Все вырезанные компоненты оказались и вправду не нужны.
В итоге я получил 9ГБ на папку windows (5 сразу после установке), 8 ГБ на всё остальное, отключил гибернацию и установил плавающий файл подкачки.
Свободного места 14 Гб и особо не планируется к увеличению.

За 2 недели тестирования глюков в работе системы не выявил.

Я понимаю, что в обоих случаях фраза «22Гб и 14Гб свободного места» может показаться пугающей. Но я предпочитаю держать системный раздел в чистоте и быстродействии. Если возникает жилание поставить что-то ёмкое, всегда можно поставить это на второй диск и всё равно иметь супербыструю систему.

Отсюда хотел бы получить ваш комментарий по поводу моего выхода из проблемы с установкой урезанной windows.
На мой взгляд игра стоила свечь:)
Прада есть конечно ложка дегтя. Ssd от sandisk не лучшего качества, конечно. И в HD Tune pro скорость хоть и держится на 300Мбайтах/сек, в начале графика существенно проваливается до 150. Тем не менее, это лишь тест, в работе этого не заметно и всё равно быстрее, чем hdd.

Дмитрий

Разъем mSATA подключен к интерфейсу SATA III материнской платы. Мы как-то обсуждали с Артемом Проничкиным этот вопрос применительно к его ноутбуку Lenovo W530. Чипсет поддерживает только два подключения по SATA III (их используют основной диск и оптический привод), поэтому mSATA SSD приходится подключать к SATA II.

На своём Lenovo y580 очень давно пытался решить этот вопрос, и не помню как и где получил на него ответ:) Поэтому прошу помочь разобраться ещё раз.

По спецификации диск Sata 3 (6 Гбит в сек) (до 500 Мб/сек)
HD Tune выдаёт при тестировании мин скорость чтения 216 мбайт, среднюю — 323, максимальную — 396.
Значит ли это что у меня всё же включен sata 3 на этом диске?

Понимаю, что дурацкий вопрос, учитывая что sata2 до 300 работает. :) Но хочу точно убедиться:)

Vladimir

Vadim Sterkin : если в ноутбуке SSD был для кэша, SATA контроллер работал в режиме RAID (по кр. мере в случае с SRT).

Vadim Sterkin : Что вы выиграли, разломав RAID и установив ОС туда?

Уффф… Так это не я, а Павел что-то там разломал? А уже испугался, что вы залезли в мой компьютер и узнали жуткую тайну, которой там никогда не было…
Вообще говоря, я не обсуждал целесообразность и корректность установки ОС на SSD, предназначенный изначально для кэша, я просто комментирую то, что было СДЕЛАНО:

Vladimir : Павел Нагаев (MVP Exchange) купил себе ноутбук с большим HDD и маленьким SSD, на который он сходу установил Windows. Однако он очень быстро отказался от этой идеи.

и пытался показать, что и с ситемным дискои в 32 ГБ работать можно.

Vadim Sterkin : Но как-то странно, что за 2.5 года у ОС занимала всего 13.5ГБ.

Сколько занимала ОС 2.5 года назад я не помню, но образ оптимизированной ОС после установки всех программ составлял тогда 3,2 ГБ, сейчас - 4,1 ГБ. Т. е. размер, конечно, вырос.

Vadim Sterkin : И, наверное, у вас перенесены не только файлы, но и %AppData%, либо очень мало программ, держащих там данные (даже ПО установлено на HDD).

%AppData%, я не переносил. Были перенесены папки:
1. Мои документы (точнее, эта папка была на своём месте ещё со времён Windows XP);
2. Temp (если мне скажут, что в этом случае увеличивается время устновки программ, то я отвечу, что при инсталляции какой-нибудь мелочи раз в две недели, как у меня, это не существенно;
3. Temporary Internet Files . Говорят, что из-за этого замедляется работа браузера, но при моей скорости Интернета порядка 25 Мбит/сек я никогда этого не замечу.
4. Почта. Базы прграммы Windows Mail.
5. Program Files . НЕ ПЕРЕНЕСЕНА, а создана! В эту папку я устанавливаю ВСЕ программы. Программ у меня очень много. Таких, которые много пишут на системный раздел даже при установке их на другой немного: Microsoft Office (неполный), Adobe: Acrobat и Photoshop. Acronis True Image. Есть ещё несколько программ, который пишут на системный раздел сущую мелочь. Остальные программы - Portable.
6. Папки Избранное и Рабочий стол . Это - чтобы не терять что-то при восстановлении.
Теперь по вашим вопросам.

Vadim Sterkin : 1. Сохранность данных, лежащих на HDD, была бы точно такой же, даже если бы вы не ставили ОС на SSD.

Да, это так. Когда я задумал установить ОС на отдельный носитель, вначале собирался взять HDD объёмом 30.. 40 ГБ. Но пока я искал такой новый, наткнулся на SSD и просто «клюнул» на новинку, обещающую к тому же некоторые преимущества.

Vadim Sterkin : 2. На надежности работы системы тип носителя вряд ли сказывается, но на скорости - конечно.

Я и не утверждал, что надёжность работы системы зависит от типа носителя. Думаю, что не сказывается. Хотя я лично знаком с двумя HDD десятилетнего возраста, а с SSD я не слышал даже о пятилетних, видимо, ещё мало времени прошло.

Vadim Sterkin : 3. Да, маленький размер резервного образа системы - это плюс, я писал об этом. А вот сколько раз вы прибегали к восстановлению из образа за 2.5 года

Сколько раз восстаналивал систему я не считал, но думаю, что получается раз месяца в два-три. Бывает, что подхвачу какую-нибудь гадость (стопроцентной гарантии на даёт ни одна система защиты), поставлю «кривую» программу, компьютер начинает без видимых причин сильно тормозить… В таких случаях, если не удаётся сходу исправить, я думаю не долго - восстанавливаю систему из одного из последних образов: работы-то всего минут на десвть.

Максим

Статьи очень классные, спасибо огромное Вадиму!
После прочтения нескольких статей о ссд, у меня возник вопрос.
Имеется ноутбук Acer Aspire 5750g, к сожалению наборту он имеет только сата 2 и системный винчестер на 5400 об\мин в придачу.
Я хочу установить второй диск вместо неиспользуемого мной привода двд. Так вот вопрос в том, какой диск использовать? Поставить туда небольшой ссд (120гб) и перенести на него файл подкачки, папку временных файлов и несколько приложений, или же приобрести гибридный диск, клонировать на него системный диск, гибридный поставить на место системного, ну а тот, соответственно, на место оптического привода.
Ни как не могу прийти самостоятельно к правильному решению, хотелось бы узнать Ваше мнение по этому поводу. Еще раз спасибо огромное за отличные статьи!

Максим

Vadim Sterkin ,
Да, глядя на чипсет, так оно и должно быть, но, к сожалению, по факту имеется лишь сата 2.
При выборе ссд в качестве системного, возникает другая проблема, текущий размер системного раздела 680Гб, но это уже другая история.

Максим

Vadim Sterkin , даже не знаю, как «инженеры» Acer умудрились запихать сата 2, но даже служба поддержки отвечает что в этой модели только сата 2, что собственно и подтверждается сторонним софтом, я тоже был очень удивлен. У меня возник один вопрос, не по теме, возможно ли произвести «чистую» установку вин7, используя ключ предустановленной системы? (это касательно переезда на ссд в качестве основного диска)

Maxim

Спасибо за статью, Вадим!
Отвечаю на вопросы:
1. Lenovo IdeaPad U310. Одним из основных параметров выбора ноутбука (помимо цены) был вес и размер этого аппарата, так как он был предназначен для постоянного ношения с собой.
2. Конфигурация дисков имела значение для меня, но размер SSD на mSATA не был определяющим. Я в начале даже не знал, что это отдельный диск на отдельном интерфейсе.
3. SSD, по-моему, SanDisk 24 GB, HDD WD 500 GB
4. Производительность была ожидаемая: как при работе с обычным HDD, в каких-то моментах быстрее за счет кэширования данных на SSD. Так что работал с тем, что купил. Основной недостаток моего ноутбука: это память 4 GB, что было для моей работы мало: даже на обычную работу не хватало, не говоря уже о запуске виртуальных машин. Когда мне надоело терпеть неудобства работы с маленькой памятью, я купил 8 GB и сам их установил. «Жить стало легче, жить стало веселей».
5. Потом, раз уже начал менять конфигурацию, да и затраты распределились по времени, я купил SSD Kingston 120 GB и перенес на него системный диск. Улучшения стали заметны сразу. Теперь производительность моего ноутбука меня полностью устраивает. Я комфортно работаю в основной системе и в запущенной виртуальной машине. Виртуальная машина живет на HDD, так что работает ощутимо медленней, чем основная ОС, но это можно потерпеть.
Может быть, есть отличия дисков SSD на SATA и на mSATA, но я «на глаз» их не заметил. У меня есть стационарный ПК с Win 7 на SSD, особой разницы в скорости работы с ноутбуком я не вижу.
В моем ноутбуке осталось 2 момента, которые хотелось бы исправить: разрешение экрана и качество связи WiFi. Матрицу экрана я менять не буду, а WiFi модуль, думаю, заменю. Надо будет поискать, какой модуль считается хорошим.

Руслан

1. ASUS K95VJ
2.Купил именно из-за возможности манипуляций с жесткими дисками,так как там стоит стандартный HDD 3.5″(7200) плюс свободный слот 2,5″ куда и было решено приобрести SSD. Выбор остановил на SSD накопителе Kingston HyperX 3K SSD 120GB 2.5″ SATAIII.Немного геморойно было переносить предустановленную Windows 8 без потери активации, но справился при помощи Macrium Reflect (кстати бесплатная прога). Поначалу пытался оптимизировать SSD, но прочитав Вашу статью о мифах отказался от оптимизации.Разница по работе Windows и программ на SSD действительно очень ощутимая, так что данной модернизацей остался доволен.
Спасибо за статьи по SSD.

Сергей

Сергей ,

После установки утилиты ExpressCache которая в комплекте. система работает с 24г. как кэш.. Видно его в управлении дисками.

Cl3r1k

Спасибо за статью, Вадим!
Нет в наличии SSD, поэтому проверить сам не могу свою теорию. По первому скрину с IRST есть пункт Select the size allocated for the cache memory и два пункта 18.6 GB и Full disk capacity. Т.е. можно задать раздел для кэширования на SSD или весь диск. А если допустим требуется определенную программу с ее данными всегда держать на SSD?
Я так понимаю для этого нужно будет создать раздел для программы с данными (допустим 4 GB), а остальное место отдать под другой раздел, который в свою очередь указать в качестве кэша в IRST. Виден ли будет первый раздел системой? Правильно ли понял? Или же есть другой путь решения?

И еще вопрос не совсем в тему, на жестких дисках есть такое понятие как бэды (bad block) возникающие по разному роду причин, а как обстоят дела с SSD, есть ли у них подобные проблемы? И что происходит с неисправными ячейками памяти, превращаются в битые и также помечаются как нерабочие? В случае с HDD есть вероятность произвести remap битого сектора, а в случае SSD? Или же SSD не страдает подобными проблемами?

Александр

Приобрел ноутбук с SSD Cache
Lenovo THINKPAD Edge E540
Теперь не пойму как его использовать,или уже все настроено для работы?
Никаких программ от Lenovo не установлено,нашел какую то express cache называется. Но еще не смотрел ее.
Что порекомендуете сделать? это того что бы более плодотворно использовать данный cache.
спасибо

Артем

Lenovo y470
Да. Знал что есть слот для mSata
Был один 5400 НDD 500Mb
Устраивала пока друг не показал загрузку с SSD
Купил 128 SSD Plextor и HDD Toshba 7200 1Tb. Система на ССД, остальное программы. Доволен.

Николай

Два ноутбука Старий/Новый:






На ССД устанавливал систему и хранил базы с которыми работал.

Операционная система на старом Виндовс7 на новом Лицензия Виндовс 8 от производителя, ее перекинул на ССД

На данный момент не могу понять почему на тесты на новом ноутбуке на запись показывают меньший результат чем на новом, на старом примерно 250, а на новом почти 160(Максимальный результат вне зависимости от способов тестирования)
Модель мСата Кингстон SMS200S3/120G — http://www.kingston.com/us/ssd/s#sms200s3

Биос обновил,

Денис

Николай : Два ноутбука Старий/Новый:
1. Dell Studio 1558 / Acer Aspire V5-573G
2. Придавал / придавал но Процессор и матрица взяла свое
3. HDD 7200 на то время ССД еще были дорогие/ Простой HDD
4. В обоих ноутбуках самое узкое место по производительности
5. На старый Делл установил ССД 120Г вместо ХДД, а вместо оптического привода установил карман с НДД, производительность в разы улучшилась.
5. На новом купил ССД 120Г в мСАТА(SMS200S3/120G),
На ССД устанавливал систему и хранил базы с которыми работал.Операционная система на старом Виндовс7 на новом Лицензия Виндовс 8 от производителя, ее перекинул на ССДНа данный момент не могу понять почему на тесты на новом ноутбуке на запись показывают меньший результат чем на новом, на старом примерно 250, а на новом почти 160(Максимальный результат вне зависимости от способов тестирования)
Модель мСата КингстонSMS200S3/120G - http://www.kingston.com/us/ssd/s#sms200s3
Если есть предположения или советы куда копать, подскажите.
Биос обновил,

Николай, возможно скорость записи вашего SSD диска на mSATA такая..просто физически он не может…..

Http://old.computerra.ru/sgolub/710560/), я с автором согласен… И поэтому появились еще несколько вариантов…

1. SSD под систему, программы и рабочие файлы + HDD для свалки и архивы.
Тут понадобится SSD большей емкости, минимум 500 Гб и в этой конструкции мне думается что ресурс диска быстрее закончится. Можно, конечно, купить SSD для сервера, у них ресурс в 1,5-2 раза выше, но и цена соответственно. Да еще задумка сделать автоматический ежедневный бекап рабочих файлов с SSD на HDD, правда не знаю пока еще как (надо будет изучать и эту тему). Из плюсов — высокая скорость, меньше шума, нагрева и потребления энергии (на ноутбуке), из минусов, если диск «накроется» то полетит вся система и работа за последний день…

2. SSD под систему и программы + SSD под временные, рабочие файлы и кэш + HDD для свалки и архивы
В этом варианте мне думается дольше сохранится ресурс дисков и основную нагрузку возьмет второй SSD с временными файлами, если он «накроется», то восстановление работы будет не таким длительным, как во втором варианте…

Что скажете про такие варианты?

Руслан

1. Sony VAIO SVN1311X1RS
2. Нет, не придавал, всё равно все перевожу на SSD (32gb маловато, а 120 уже будет достаточно)
3. SSD 32Gb на mSATA+HDD 320 gb
4. Нет
5. , поэтому переставил ОС на SSD, но их пока маловато.

2 дня с бубном и нашёл-таки простой вариант поставить ОС на mSATA (в BIOS порядок загрузки не менялся). Вытащил HDD установил ОС и уже после поставил обратно HDD — всё гениальное — просто! Включи в статью, уверен, что кому-нибудь пригодится, потому что менять буду SSD на mSATA, всё-таки лишнее место обычного винта не помешает.

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

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

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

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

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

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

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

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

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.

Расширяем кэш RAID-контроллера

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

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

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

Подробнее об этих параметрах вы можете прочитать под спойлером.

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.

Быстрый кэш без контроллера

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

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

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