O unitate hibridă (cunoscută și sub abrevierea SSHD , unitate hibridă solid -state [1] ) este un dispozitiv logic sau fizic de stocare a datelor care combină tehnologiile de stocare a datelor pe un hard disk ( HDD , HDD) și în memoria NAND ( unitate SSD ) [2] . Ca rezultat, performanța unității crește cu o cantitate mare de stocare de informații disponibile. Memoria SSD a unității hibride este folosită ca cache de date stocate pe hard disk-ul care este accesat cel mai frecvent. Acest lucru îmbunătățește performanța generală a sistemului.
Există două tehnologii principale utilizate pentru implementarea unităților hibride:
Un sistem dual drive folosește două dispozitive fizice, un SSD și un HDD, instalate în același computer; plasarea datelor este optimizată fie manual de către utilizator, fie automat de către sistemul de operare prin crearea de dispozitive logice „hibride”.
În unitățile hibride, SSD și HDD sunt combinate într-un singur microcontroler și, de regulă, într-un singur caz. Funcționalitatea de cache este implementată prin adăugarea unei cantități mici de memorie flash pe hard disk și copierea celor mai utilizate sectoare acolo; deciziile de plasare sunt luate fie în întregime de dispozitiv (mod auto-optimizat), fie prin plasarea „hints” de către sistemul de operare (modul gazdă sugerat).
În 2007, Seagate și Samsung au introdus primele unități hibride: Seagate Momentus PSD și Samsung SpinPoint MH80 [3] . Ambele modele erau de 2,5 inchi cu memorie flash de 128 sau 256 MB . Transferul de date între discuri magnetice și memoria flash a fost efectuat folosind tehnologia ReadyDrive a sistemului de operare Windows Vista . Cu toate acestea, produsele nu sunt utilizate pe scară largă [4] , inclusiv din cauza lipsei unei creșteri semnificative a vitezei [5] și a neajunsurilor tehnologiei ReadyDrive [2] .
În mai 2010, Seagate a introdus noua unitate hibridă Momentus XT [6] , folosind termenul Solid State Hybrid Drive (SSHD). Nu mai avea o dependență de software de sistemul de operare și consta dintr-un hard disk de 500 GB cu o memorie flash SLC integrată de 4 GB [2] (mai târziu a fost lansată a doua generație Momentus XT cu 750, respectiv 8 GB). În același timp, compania a introdus tehnologia FAST ( Flash-Assisted Storage Technology ) , care este responsabilă cu stocarea datelor pe memoria flash, care avea, la rândul său, trei componente: FAST Management, Adaptive Memory și FAST Boot. FAST Management a asigurat compatibilitatea unității hibride cu orice sistem de operare, fără a fi nevoie de drivere suplimentare și a realizat, de asemenea, o funcție similară cu Trim pentru SSD -urile convenționale . Memoria adaptivă (Adaptive Memory) era responsabilă de distribuirea informațiilor între hard disk și memoria flash, iar FAST Boot a accelerat încărcarea sistemului de operare [5] .
În aprilie 2013, Western Digital a introdus SSHD-uri WD Black de 2,5 inchi, inclusiv un SSHD de 5 mm grosime cu 500 GB de memorie convențională și 8 GB, 16 GB sau 24 GB de stocare flash.
Există două tehnologii principale de stocare „hibridă” care combină memoria flash NAND (SSD) cu tehnologia HDD: sisteme hibride cu două unități și unități SSD hibride.
Sistemele hibride de stocare duală combină utilizarea de dispozitive SSD și HDD separate instalate în același computer. În general, optimizarea performanței este gestionată fie cu ajutorul utilizatorului computerului (plasarea manuală a datelor cele mai frecvent utilizate pe SSD), fie cu ajutorul software-ului sistemului de operare al computerului (prin combinarea SSD și HDD în volume hibride (partiții) , invizibil pentru utilizatorii finali). Exemple de implementare a partițiilor hibride în sistemele de operare sunt bcache și dm-cache pe Linux [7] și Fusion Drive de la Apple .
În laptopuri, de regulă, un astfel de sistem utilizează module flash cache (FCM). FCM folosește un SSD separat (de obicei un modul SSD mSATA ) și un HDD, în timp ce fie software de computer, drivere de dispozitiv sau o combinație a ambelor gestionează optimizarea. Tehnologia Intel SRT (Smart Response) [8] este cea mai comună implementare a FCM pentru sistemele hibride de astăzi.
Există, de asemenea, sisteme de laptop care utilizează, de asemenea, SSD-uri și HDD-uri separate în aceeași carcasă de 2,5 inchi, dar oferă și (spre deosebire de SSHD) în același timp (spre deosebire de SSD-urile hibride) acces separat la ambele unități. Astfel, puteți utiliza unitățile la discreția dvs. [9] .
De asemenea, din ce în ce mai des, hard disk-ul hibrid SSHD este folosit în servere , ceea ce le poate reduce semnificativ costul, spre deosebire de SSD-urile pure.
Termenul Hybrid Solid State Drive (SSHD) se referă la produsele care încorporează o cantitate semnificativă de flash NAND într-un hard disk [10] .
Diferența fundamentală este sistemul de cache integrat pentru sectoarele cele mai frecvent utilizate. Microcontrolerul dispozitivului în sine copiază zonele de date cele mai frecvent utilizate în memoria cache rapidă.
Decizia ce elemente de date au prioritate pentru memoria flash este în centrul tehnologiei SSD hibride.
SSHD poate funcționa în două moduri principale:
Mod automat (auto-optimizat). În acest mod, SSHD funcționează independent de sistemul de operare și ia toate deciziile legate de distribuirea datelor în mod independent. Mod optimizat pentru gazdă (modul sugerat de gazdă). În acest mod de funcționare, SSHD activează setul extins de comenzi SATA „Hybrid Information” inclus în versiunea 3.2 a Organizației Internaționale Serial ATA (SATA-IO). Folosind aceste comenzi SATA, deciziile cu privire la ce elemente de date sunt plasate în memoria flash NAND sunt luate de sistemul de operare și driverul de dispozitiv, ținând cont de structura sistemului de fișiere [11] .Unele caracteristici specifice ale unităților SSHD, cum ar fi modul sugerat de gazdă, necesită suport software în sistemul de operare . Microsoft a adăugat suport pentru operarea sugerată de gazdă în Windows 8.1 [12] , în timp ce corecțiile pentru nucleul Linux sunt disponibile din octombrie 2014 și se așteaptă să fie incluse în ramura principală a nucleului Linux [13] [14] .
La sfârșitul anului 2011 și începutul lui 2012, testele de viteză au arătat că SSD-urile hibride cu 750 GB HDD și 8 GB cache sunt mai lente decât SSD-urile în citire/scriere aleatorie și citire/scriere secvențială, dar mai rapide decât HDD-urile la pornire și închidere [15] [ 16] .
În ceea ce privește performanța, unitățile hibride se află într-o poziție între hard și hard disk [2] . Testarea vitezei unei unități hibride în comparație cu HDD și SSD [5] :
| HDD : Seagate Momentus (ST9750420AS) | SSHD: Seagate Momentus XT (ST750LX003) | SSD : Plextor PX-256M2S | |
|---|---|---|---|
| PCMark 7 (hard disk) | 1733 puncte | 3575 puncte | 5059 puncte |
| Viteza maximă/minimă/medie de citire secvenţială | 119,7/60,7/96,7 Mbps | 112,7/55,5/89,8 Mbps | 349,4/325,6/337,2 Mbps |
| Viteza maximă/minimă/medie de scriere secvențială | 118,6/60,2/94,2 Mbps | 114,8/47,9/86,9 Mbps | 276,6/122,3/266,8 Mbps |
| Lățimea de bandă a interfeței: citire/scriere | 142,8/142,8 Mbps | 181,3/332,2 Mbps | 348,0/342,0 Mbps |
| Timp de acces: citire/scriere | 15,4/15,4 ms | 0,2/1,1 ms | 0,3/0,3 ms |
| Scrieți fișierul pe disc (2 GB) | 11 s | 12 s | 4 s |
| Citirea unui fișier de pe disc (2 GB) | 26 s | 14 s | 5 s |
| Copiați fișierul din folder în folder (2 GB) | 22 s | 24 s | 7 s |