硬碟殺手SSHD混合碟評測:發展演進到架構解析,與純SSD混戰拚速度

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章節目錄:

第一章:SSHD發展太慢是敗筆,產品價格兩樣情

第二章:混合碟的加速基礎就是學習,微軟亦為SSHD推手

第三章:智慧學習就是監控你,快取未必大就是美

第四章:選對軟體才能看見效益,概觀效能SSD輕鬆勝

第五章:SSD、SHD僅數秒之差,改觀就別再困惑

智慧學習就是監控你

固態混合硬碟運作時,未必需要複雜的機制,或說是演算法做。因為人們操作使用電腦,除了經常性反覆執行相同動作,亦有些固定順序習慣可循。像是監控系統開機期間常讀取到檔案,必然是能縮短開機時間的重點項目,而許多人經常開啟如網頁瀏覽器、郵件軟體、工作必須軟體,都是相當容易收集的資訊。

以上各方案都盡可能簡化設計,避免使用者介入的必要,通常也無法查看熱檔是有那些程式。其中有些例外的案例,像是提供管理介面、有寫入加速作用等,普遍不在SSHD基本功能範疇內,故這邊就不深入加以細究。筆者推測唯一可能例外的是WD,但礙於目前只限供貨給OEM廠商,沒有實機可以試驗而予以保留。

硬碟殺手SSHD混合碟評測:發展演進到架構解析,與純SSD混戰拚速度

Intel當年為Centrino(代號Santa Rosa)平台,所加入的TurboMemory功能,亦為固態硬碟應用的型態之一。在微軟 Windows Vista加速功能定義中,和固態混合硬碟同屬於ReadyDrive類型,都是以智慧型學習演算法為基礎。

硬碟殺手SSHD混合碟評測:發展演進到架構解析,與純SSD混戰拚速度

市場首款固態混合硬碟產品Seagate Momentus 5400 PSD,是在2007年發表推出,屬於Momentus 5400.3世代延伸產品之一。當時曾出現一些爭議,Seagate指出無法提供微軟預期中的高效能,是由於Windows Vista與主機板BIOS,最佳化程度不足所導致。

硬碟殺手SSHD混合碟評測:發展演進到架構解析,與純SSD混戰拚速度

Intel從Z68晶片組開始,再度導入快閃記憶體加速方案,名為Intel Smart Response Technology。這次不再對協力廠商與使用者綁手綁腳,桌機使用者得以自行選用任一SATA介面固態硬碟,筆電則是廠商能自行配置mSATA固態硬碟,無須向Intel採購專用固態硬碟/模組。唯一無可避免的限制,是得安裝Intel平台必備的Intel Rapid Storage Technology(包含驅動程式、控制介面等元素),才能進行設定操作。

儲存媒體非連動關係

簡單易用,甚至無以分辨儲存裝置類型差異,是固態混合硬碟的設計重點。不過有許多人對它存疑,像是會不會經常遺失檔案,或者快閃記憶體掛了就整台不能用等。以最常見的Seagate產品為例,所有來自系統的資料寫入指令,都是直接寫入到硬碟上,無論其架構背地裡會執行哪些動作,硬碟資料完整性是毋需多慮。

快閃記憶體可靠度方面,現行設計都只用來暫存熱檔,即便因故而無法發揮作用,也不會影響到硬碟內部資料完整性。因為快閃記憶體與硬碟是各自獨立運作,由固態混合控制器中介控管,兩者間並沒有連體嬰關係式。當快閃記憶體出現問題,使用者頂多發現不再有加速效用,也就是打回純硬碟的狀態。

快取未必大就是美

進一步延伸來看快閃記憶體相關問題,Seagate與Toshiba方案,當前都是採行8GB容量配置策略。只有WD因架構具有配置彈性,而提供多種客製化容量選擇,但基本起始容量亦為8GB。許多人認為8GB實在少了點,廠商並非完全端看成本來決定容量,是有經過使用模式分析統計來設定。

以Windows 7為例,基本安裝容量需求約6GB,對現今儲存裝置可提供容量來說,不算是太過於肥大。但電腦每次開機啟動,還有系統操作使用時,並不會動用到這6GB內所有項目,其他各式應用程式同樣如此。因此經由固態混合架構判斷,只將經常讀取的重點項目製作成熱檔,其餘必要時再直接從硬碟讀取即可。

顆粒挑選有推算依據

Seagate指出依據針對內部員工為期5天的電腦使用模式分析,統計時間內平均讀取資料總量約為19.48GB,其中有半數都是重複存取。得留意,這是指電腦所有讀取動作的總量,除了程式也包含各式圖文檔案等內容。真正會影響使用者體驗,攸關啟動執行速度的還不到3GB,配置8GB已經有200%預留容量。

現行架構都只使用單顆快閃記憶體,背後可能隱藏抹寫損耗問題,其實在固態混合硬碟控制核心,當然沒缺少平均損耗控管機制(Wear-Leveling)。其耐用度推算,參考了前述電腦使用模式分析數據,熱檔製作完成後,變更、新增的機率算低,快閃記憶體寫入損耗未必如大家想像中高。

硬碟殺手SSHD混合碟評測:發展演進到架構解析,與純SSD混戰拚速度

硬碟殺手SSHD混合碟評測:發展演進到架構解析,與純SSD混戰拚速度

表格是參考Seagate官方推算資料,將使用天數增加到365天全年無休(請注意,這超出個人用產品設計規格,正常應為每周5天),輔以現行3年保固條件,假定每天都製作新熱檔來試算。結果顯示,即便寫入資料倍增,或者快閃記憶體損耗次數因故得加倍計算,目前市場普遍採用的3000P/E規格顆粒,都至少能撐到保固期截止日。

Seagate過去兩代所量產固態混合硬碟Momentus XT,皆採用SLC類型快閃記憶體,當時提供保固為5年。官方曾指出,使用者存取模式推算結果顯示,產品正常使用至保固到期,即便硬碟部分故障了,快閃記憶體寫入損耗次數算是很少。故第3代產品改採用MLC類型顆粒,降低製造成本以回饋到產品售價上,但耐用度並不會大受影響。

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Amigo
1.  Amigo (發表於 2014年3月26日 22:17)
我的考量多了耗電量:http://amigotechnotes.wordpress.com/2013/12/11/buffer-and-cache-in-hard-drive-and-operating-system-explains-the-ssd-cache-size-of-your-sshd/。另外要注意,SSHD 的耗電量在同時有 HD 與 SSD Cache 寫入時,比 SSD / HD 來的更高,根據 http://amigotechnotes.wordpress.com/2013/12/31/match-hard-disk-startup-current-with-power-adapter-output-current/ 的電壓與電流的說明,有造成無法輸出穩定電壓的可能。
Ken
2.  Ken (發表於 2014年3月27日 01:13)
我是直接 240G SSD 當系統碟, 2T HD 當資料儲存
覺得好像沒有 SSHD 可以用的地方 ╮(╯_╰)╭

另外就是不太喜歡增加常駐程式 囧rz
bisheng
3.  bisheng (發表於 2014年3月27日 11:46)
※ 引述《Ken》的留言:
> 我是直接 240G SSD 當系統碟, 2T HD 當資料儲存
> 覺得好像沒有 SSHD 可以用的地方 ╮(╯_╰)╭
>
> 另外就是不太喜歡增加常駐程式 囧rz

Seagate 方案不用裝軟體,Toshiba 如果沒變也是,
目前確定要裝的只有 WD。

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