Гібридні жорсткі диски SSHD. За та проти. Переваги та недоліки технології Intel Smart Response

Розглянемо кілька різних варіантів побудови дискової підсистеми сервера з метою порівняння їх за ціною та швидкодією. Як величина корисної ємності дискового сховища виберемо значення 10TB. У всіх випадках передбачається використання апаратного RAID-контролера з кеш-пам'яттю 2GB.

Бюджетний варіант- два жорсткі диски 3,5" об'ємом 10TB з інтерфейсом SATA і швидкістю обертання шпинделя 7200 об./хв., об'єднаних у масив RAID1. Швидкодія такого масиву не перевищить 500 операцій на секунду (IOPS) при читанні і 250 IOPS при записі. плюс цього рішення – можливість кратного збільшення ємності сховища за рахунок додавання нових дисків до вільних відсіків дискового кошика сервера.

Продуктивний варіант- 12 HDD 2,5" 10'000RPM ємністю 1,8TB у RAID10 (RAID5 або RAID50 вдвічі повільніше на операціях запису). Тут ми отримаємо на читанні близько 5'000 IOPS, а на записі 2'500 IOPS - в 10 разів більше у порівнянні з першим варіантом, однак обійдуться ці диски приблизно в шість разів дорожче.

Максимальна швидкодіязабезпечить масив RAID10 із SSD-накопичувачів, наприклад, 12 штук Intel DC S4600 1,9TB. Продуктивність такого масиву складе 800'000 IOPS на операціях читання та 400'000 IOPS на операціях запису, тобто швидше за другий варіант у 160 разів, але дорожче в порівнянні з ним у 4 рази, а з першим варіантом – у 24 рази. Вибір SSD-накопичувачів більшого розміру дасть приблизно такі ж цифри за вартістю і трохи нижче – за продуктивністю.


варіант масиву	Читання (IOPS)	Запис (IOPS)	У скільки раз швидше	У скільки раз дорожче

HDD 10TB x 2	500	250	—	—

HDD 1,8 TB x 12	5’000	2’500	X 10	X 6

SSD 1,9 TB x 12	800’000	400’000	X 1600	X 24

Загалом, що дорожче, то швидше. І навіть швидкість обганяє ціну.

Приріст продуктивності на 3 порядки, який забезпечують твердотільні накопичувачі, є надзвичайно привабливим, проте на сховищах такого обсягу коштує дуже дорого.

На щастя, існує менш затратна технологія, яка може забезпечити продуктивність того ж порядку, що і звичайний масив із SDD-накопичувачів. Вона заснована на використанні SSD-накопичувачів як кеш-пам'яті дискової підсистеми.

Ідея SSD-кешування полягає в концепції «гарячих» даних.

Зазвичай серверні програми активно працюють лише з невеликою частиною даних, що зберігаються в дисковій підсистемі сервера. Наприклад, на сервері 1С транзакції здійснюються в основному з даними поточного операційного періоду, а більшість запитів до сервера веб-хостингу звертається, як правило, до найпопулярніших сторінок сайту.

Таким чином, дискова підсистема сервера має блоки даних, до яких контролер звертається значно частіше, ніж до інших блоків. Такі "гарячі" блоки контролер, що підтримує технологію SSD-кешування, зберігає в кеш-пам'яті на SSD-накопичувачах. Запис та читання цих блоків з SSD виконуються набагато швидше, ніж читання та запис із жорстких дисків.

Зрозуміло, що поділ даних на «гарячі» та «холодні» є досить умовним. Однак як показує практика, використання для кешування «гарячих» даних навіть пари SSD-накопичувачів невеликого об'єму, об'єднаних у RAID1, дає дуже великий приріст продуктивності дискової підсистеми.

Технологія SSD-кешування застосовується як операцій читання, так операцій записи.

Алгоритм SSD-кешування реалізується контролером, він досить простий і не вимагає від адміністратора жодних зусиль з налаштування та супроводу. Суть алгоритму наступного.

Коли сервер надсилає контролеру запит на читання блоку даних

Якщо так, контролер читає блок із SSD-кеш.

Якщо ні, контролер читає блок із жорстких дисків та записує копію цього блоку в SSD-кеш. При наступному запиті на читання цього блоку він буде зчитуватися з SSD-кеш.

Коли сервер надсилає контролеру запит на запис блоку даних, контролер перевіряє, чи цей блок знаходиться в SSD-кеш.

Якщо так, контролер записує цей блок у SSD-кеш.

Якщо ні, контролер записує цей блок на жорсткі диски та в SSD-кеш. При наступному запиті на запис даного блоку він буде записуватися тільки в SSD-кеш.

Що станеться, якщо при черговому запиті на запис блоку, якого немає в SSD-кеш, там для нього не буде вільного місця? У цьому випадку найстаріший за часом звернення блок в SSD-кеш буде записаний на жорсткий диск, а його місце займе новий блок.

Таким чином, через деякий час після початку експлуатації сервера з використанням технології SSD-кешування кеш-пам'ять на SSD в основному міститиме блоки даних, до яких програми сервера звертаються частіше.

Якщо SSD-кешування планується використовувати тільки для читання, як кеш-пам'ять на SSD можна використовувати одиночний SSD-накопичувач або масив RAID0 з SSD-накопичувачів, оскільки SSD-кеш зберігатиме лише копії блоків даних, що зберігаються на жорстких дисках.

Якщо SSD-кешування планується використовувати для читання та запису, то «гарячі» дані зберігатимуться лише у кеш-пам'яті на SSD. У цьому випадку необхідно забезпечити резервування таких даних, для чого використовувати як кеш-пам'ять два або більше SSD-накопичувачів, об'єднаних у RAID-масив з надмірністю, наприклад, RAID1 або RAID10.

Давайте подивимося, як технологія SSD-кешування працює на практиці, а заразом порівняємо ефективність її реалізації на контролерах двох різних виробників - Adaptec і LSI.

Тестування

Основний дисковий масив: RAID10 із шести HDD SATA 3,5" 1TB. Корисний об'єм масиву 2,7TB.

SSD-кеш: RAID1 із двох SSD Intel DC S4600 240GB. Корисний об'єм масиву 223GB.

Як «гарячі» дані ми використовували перші 20 мільйонів секторів, тобто 9,5GB, основного масиву RAID10. Вибраний невеликий обсяг гарячих даних принципово нічого не змінює, але дозволяє значно скоротити час тестування.

Тестовані контролери: Adaptec SmartRAID 3152-8i та BROADCOM MegaRAID 9361-8i (LSI).

Навантаження на дискову підсистему створювалося за допомогою утиліти iometer. Параметри навантаження: розмір блоку 4K, випадковий доступ, глибина черги 256. Ми вибрали велику глибину черги, щоб порівнювати максимальні показники продуктивності без уваги на час затримки.

Продуктивність дискової підсистеми фіксувалися за допомогою монітора Windows.

Adaptec (Microsemi) SmartRAID 3152-8i з технологією maxCache 4.0

Цей контролер за замовчуванням підтримує технологію SSD-кешування maxCache 4.0 та має 2GB власної кеш-пам'яті із захистом від втрати живлення в комплекті.

При створенні основного масиву RAID10 ми використовували стандартні установки контролера.

Масив RAID1 кеш-пам'яті на SSD був встановлений у режим Write-Back, щоб увімкнути SSD-кешування на читання та запис. При встановленні режиму Write-Through усі дані записуватимуться на жорсткий диск, тому ми отримаємо прискорення лише на операціях читання.

Картина тестування:

Графік 1. Тестування Adaptec MaxCache 4.0

Червона лінія – продуктивність дискової підсистеми на операціях запису.

У перший момент спостерігається різкий сплеск продуктивності до 100'000 IOPS – дані записуються в кеш контролера, який працює зі швидкістю оперативної пам'яті.

Після заповнення кеш продуктивність знижується до звичайної швидкості масиву жорстких дисків (приблизно 2'000 IOPS). У цей час блоки даних записуються на жорсткі диски, оскільки цих блоків у кеш-пам'яті на SSD ще немає і контролер не вважає їх гарячими. Копія даних записується у SSD-кеш.

Поступово все більше блоків записується повторно, такі блоки вже є в SSD-кеш, тому контролер вважає їх гарячими і записує лише на SSD. Продуктивність операцій запису при цьому досягає 40'000 IOPS і стабілізується на цій відмітці. Оскільки в SSD-кеші дані захищені (RAID1), немає необхідності перезаписувати їх в основний масив.

Зазначимо, до речі, заявлена виробником швидкість запису для використовуваних нами тут SSD-накопичувачів Intel DC S4600 240GB становить якраз 38'000 IOPS. Оскільки ми записуємо один і той же набір даних на кожен накопичувач із дзеркальної пари масиву RAID1, можна сказати, що SSD-накопичувачі працюють на максимально можливій для себе швидкості.

Синя лінія– продуктивність дискової підсистеми на операціях читання. Лівий ділянку – читання даних із масиву жорстких дисків зі швидкістю приблизно 2'000 IOPS, в кеш-пам'яті на SSD поки що немає «гарячих» даних. Одночасно з читанням блоків жорстких дисків виконується їхнє копіювання в кеш-пам'ять на SSD. Поступово швидкість читання трохи зростає, оскільки починають «траплятися» блоки, які раніше лічені в SSD-кеш.

Після запису в SSD-кеш всіх «гарячих» даних їх читання виконується звідти зі швидкістю понад 90'000 IOPS (друга синя ділянка).

Фіолетова лінія - комбіноване навантаження (50% читання, 50% запис). Всі операції виконуються тільки з гарячими даними на SSD. Продуктивність у районі 60'000 IOPS.

Резюме

Контролер Adaptec SmartRAID 3152-8i чудово впорається з організацією SSD-кешування. Оскільки контролер вже включає підтримку maxCache 4.0 та захист кеш-пам'яті, необхідно придбати лише SSD-накопичувачі. Контролер зручний і простий у налаштуванні, стандартні установки забезпечують максимальний рівень захисту даних.

Відео із записом тестування Adaptec maxCache 4.0:

LSI (BROADCOM) MegaRAID 9361-8i

Цей контролер підтримує технологію SSD-кешування CacheCade 2.0. Для її використання необхідно придбати ліцензію вартістю близько 20 000 рублів.

Захист кеш-пам'яті не входить у комплект поставки, але за результатами тестування ми з'ясували, що для отримання максимальних показників продуктивності кеш контролера краще використовувати в режимі Write-Through, який не потребує захисту кеш.

Налаштування контролера для основного масиву: кеш контролера в режимі Write-Through; режими читання Direct IO, No Read Ahead.

Кеш-пам'ять на SSD-накопичувачах (масив RAID1) у режимі Write-Back для кешування операцій читання та запису.

Картина тестування (тут діапазон вертикальної шкали вдвічі більший, ніж у Adaptec):

Графік 2. Тестування LSI CacheCade 2.0

Послідовність тестування така сама, картина схожа, але продуктивність CacheCade 2.0 дещо вища, ніж maxCache.

На операціях запису «гарячих» даних ми отримали продуктивність майже 60'000 IOPS проти 40'000 у Adaptec, на операціях читання – майже 120'000 IOPS проти 90'000 IOPS, на комбінованому навантаженні – 70'000 IOPS проти 60 .

Тут немає сплеску продуктивності в початковий момент тестування операцій запису, оскільки кеш контролера працює в режимі Write-Through і не використовується при записі даних на диски.

Резюме

У контролера LSI складніша настройка параметрів, що вимагає розуміння принципів його роботи. Для використання SSD-кешування не потрібна обов'язкова наявність захисту кеш-пам'яті контролера. На відміну від Adaptec, можливе використання SSD-кеш для обслуговування відразу декількох RAID-масивів. Вища продуктивність у порівнянні з контролерами Adaptec. Потрібно придбати додаткову ліцензію CacheCade.

Відео із записом тестування LSI CacheCade 2.0:

Висновок

Доповнимо нашу табличку. При порівнянні цін врахуємо, що для масиву 10TB бажана кеш-пам'ять більшої ємності. Цифри продуктивності візьмемо із нашого тестування.


варіант масиву	Читання (IOPS)	Запис (IOPS)	У скільки раз швидше	У скільки раз дорожче

HDD 10TB x 2	500	250	—	—

HDD 1,8 TB x 12	5’000	2’500	X 10	X 6

SSD 1,9 TB x 12	800’000	400’000	X 1600	X 24

HDD 10TB x 2+SSD 960GB x 2, maxCache	90’000	40’000	X 160	X 2,5

HDD 10TB x 2+SSD 960GB x2, CacheCade	120’000	60’000	X 240	X 3

При кешуванні запису завжди використовуйте як SSD-кеш масиви з надмірністю (RAID1 або RAID10).

Для SSD-кеш використовуйте лише серверні SSD-накопичувачі. Вони мають додаткову невидиму область розміром близько 20% від заявленого обсягу. Ця резервна область використовується для внутрішніх операцій дефрагментації та складання сміття, завдяки чому продуктивність таких накопичувачів на операціях запису не падає навіть при 100% їх заповненні. Крім того, наявність резервної галузі заощаджує ресурс накопичувача.

Ресурс SSD-накопичувачів для кеш-пам'яті повинен відповідати навантаженню на підсистему зберігання сервера за обсягом даних, що записуються. Ресурс накопичувача зазвичай визначається параметром DWPD (Drive Writes Per Day) – скільки разів на день можна перезаписати накопичувач протягом 5 років. Накопичувачі з ресурсом 3 DWPD і більше будуть відповідним вибором. Виміряти реальне навантаження на дискову підсистему можна системним монітором.

У випадку, якщо виникне необхідність перенести всі дані з кеш-пам'яті на SSD-накопичувачах на основний масив, потрібно переключити режим роботи SSD-кеш з Write-Back на Write-Through і почекати, поки дані повністю не перепишуться на жорсткі диски. Після закінчення цієї процедури, але не раніше, контролер «дозволить» видалити том SSD-кешування.

Якщо у Вас виникли запитання або зауваження щодо цього матеріалу, будь ласка, надсилайте їх на .

Відмінності дискових підсистем SSD та HDD+SSD для віртуальних виділених серверів, порівняння продуктивності.

Диски HDD+SSD-кеш

Принцип роботи. Ми використовуємо швидкі SSD-диски для кешування запитів до повільних, але значно більш ємних та недорогих HDD-дисків. У цьому режимі кожне звернення до жорсткого диска віртуальної машини перевіряється на наявність у кеші, і за наявності в кеші віддається звідти, а чи не читається з повільного диска. Якщо ж у кеші дані не знайдені, вони читаються з HDD-диска і записуються в кеш.

Переваги технології HDD+SSD-кеш. Основний плюс технології HDD+SSD-кеш в обсязі дискового простору, що надається. Також сервери на цій технології дешевше, що важливо для розміщення проектів-початківців, тестових серверів і допоміжних сервісів.

Бекапи даних
Об'ємні архіви з даними
Будь-які сервіси та сайти, для яких не критична швидкість читання/запису з дисків

Диски SSD

Принцип роботи. SSD (Solid-state drive) - це накопичувач, в якому, на відміну від звичайних жорстких дисків, немає елементів, що рухаються. Для зберігання у SSD використовується флеш-пам'ять. Простими словами, це велика флешка.

Переваги технології SSD. Основна перевага SSD-накопичувачів – це швидкість роботи. На відміну від звичайного жорсткого диска, відсутні часові витрати на позиціонування головок, що зчитують, - збільшується швидкість доступу до даних. Згідно з тестами, швидкість читання/запису на SSD перевищує показники звичайних HDD у кілька разів.

Кому буде корисний VDS або VPS на SSD?

Власникам інтернет магазинів: швидкість роботи з базами даних на SSD незрівнянно вища, ніж HDD.
Власникам інших сайтів: сторінки вашого сайту будуть відкриватися значно швидше, що важливо для ранжування в пошукових системах.
Для розробників: швидкість компіляції коду на SSD-дисках вища, заощаджуйте свій час.
Для ігрових серверів: швидкість завантаження збільшується, не змушуйте гравців чекати.

Диски NVMe

Принцип роботи. NVM Express (NVMe, NVMHCI, Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification) – оновлена версія SSD-диску. Використовує власний, розроблений з нуля протокол взаємодії, і підключається через порт PCI Express.

Переваги технології NVMe. Читання-запис з дисками NVMe у 2-3 рази швидше, ніж із звичайними SSD. Шина PCI Express не обмежує швидкість диска – цим забезпечується приріст продуктивності. Крім цього, на NVMe швидше обробляються паралельні операції, більше операцій читання-запису проводиться за одиницю часу.

Коли замовляти віртуальний сервер із диском NVMe?

У тих випадках, як і SSD. Коли вашому проекту вже не вистачає продуктивності SSD, або плануєте зростання проекту та високі навантаження.

Порівнюємо продуктивність

Ми порівняли продуктивність віртуальних машин на «бойових» фізичних серверах із різними дисковими підсистемами.

Ми враховували кількість IOPS (кількість операцій введення/виводу, Input/Output Operations Per Second) - це один із ключових параметрів при вимірюванні продуктивності систем зберігання даних, жорстких дисків та твердотільних дисків (SSD).

Зауважте, що в роботі сайтів найчастіше використовуються саме операції читання даних, а не записи. Цей показник SSD дисків втричі вищий, ніж у HDD+SSD-кеш.

Порівняння продуктивності технологій

Поява жорстких жорстких дисків або скорочено SSD, безумовно, можна вважати проривом у розвитку технологій створення пристроїв для запису і зберігання цифрової інформації. Перші SSD, що надійшли на ринок, за винятком високої швидкістю доступу до довільних блоків інформації, багато в чому поступалися традиційним HDD-дискам. Мало того, що їх обсяги без перебільшення можна було назвати більш ніж скромними, вони ще мали низьку відмовостійкість і коштували чималих грошей.

Що з SSD не так?

Висока швидкість, безшумність і мале енергоспоживання твердотільних накопичувачів стали непоганими драйверами для їх розвитку. Сучасні SSD-диски – це легкі, дуже швидкі та досить надійні з точки зору механіки пристрої, що використовуються у планшетах, ультрабуках та інших компактних пристроях. Значно знизилася ціна на SSD. Але все ж таки досконалими їх ніяк назвати не можна. Усі SSD мають значний недолік – обмежена кількість циклів перезапису.

Флеш-пам'ять більшості SSD має тип MLC і дозволяє записувати дані приблизно від 3 до 10 тисяч разів, тоді як звичайні USB вичерпують свій ресурс за 1000 та менше циклів перезапису. Є й такі SSD, наприклад, із типом пам'яті SLC, які можуть витримати кілька сотень тисяч циклів перезапису. Нюансів багато, тому немає нічого дивного, що ця особливість SSD-дисків і викликає у рядових користувачів безліч питань щодо їх експлуатації, а головне – продовження терміну їхньої служби. Чи потрібна оптимізація SSD у Windows 7/10 чи це просто лише черговий міф, створений самими виробниками та розробниками комерційного ПЗ?

Базова підготовка

Так, ви можете залишити на ПК з SSD все так, як є і, можливо, матимете рацію, але якщо ви дійсно дбаєте про свій диск і бажаєте, щоб він прослужив якомога довше, варто подумати про його налаштування. Почнемо з того, чи ви купили комп'ютер з інтегрованим SSD або тільки сам диск, яким хочете замінити HDD, перенісши з нього Windows. У першому випадку можна обмежитися налаштуванням системи. Якщо ж SSD ви встановлюєте самі, обов'язково перевірте, чи включений до BIOS режим підключення AHCI для контролера SATA.

Тут є два моменти: після включення AHCI та перенесення Windows на SSD система може не завантажитись, оскільки в ній не виявиться відповідних драйверів. Тому або встановлюйте драйвера заздалегідь, або виконайте повторну інсталяцію Windows з нуля. Друге. У BIOS старих ПК може не виявитися режим AHCI. У цьому випадку БІОС доведеться оновити. Тепер щодо прошивки контролера SSD. Власники твердотільних дисків часто запитують, чи буде накопичувач працювати швидше, якщо встановити останню версію прошивки. Так, буде, але якщо ви вирішите її оновлювати і взагалі, якщо в цьому виникне потреба, краще звернутися за допомогою до обслуговування.

Системні налаштування. Вимкнення дефрагментації

Для HDD дефрагментація корисна штука, але SSD-дискам вона може пошкодити, тому Windows зазвичай автоматично відключає її. Проте варто перевірити, чи справді вона відключена. Запустіть командою dfrguiутиліту оптимізації дисків та натисніть «Змінити параметри».

Переконайтеся, що галочка "Виконувати за розкладом" знята. Якщо вона там стоїть, обов'язково зніміть її.

Увімкнення TRIM

Механізм TRIM здійснює оптимізацію SSD-накопичувача, очищаючи комірки пам'яті від непотрібних даних при видаленні їх з диска. Використання TRIM забезпечує рівномірне зношування осередків диска і збільшує швидкість його роботи. Щоб перевірити, чи активна у вашій системі TRIM, виконайте у запущеному від імені адміністратора командному рядку команду fsutil behavior query DisableDeleteNotify.

Якщо значення повернутий параметр DisableDeleteNotifyбуде 0, значить все в порядку і функція три включена, якщо 1 - значить відключена і її слід включити командою fsutil behavior set DisableDeleteNotify 0.

Застосовується це налаштування SSD лише до Windows 7/10, тоді як Vista та XP її не підтримують. Варіантів два: або встановіть нову систему, або шукайте SSD-диск з апаратним TRIM. Врахуйте також, що деякі старі моделі твердотільних накопичувачів зовсім не підтримують TRIM, щоправда, що вони ще реалізуються в магазинах цифрової техніки дуже мала.

В процесі файлу hiberfil.sys на системному диску може записуватися значний обсяг даних, який можна порівняти з обсягом оперативної пам'яті. Нам для продовження служби SSD потрібно скоротити кількість циклів запису, тому глибокого сну бажано відключити. Мінус такого налаштування SSD у тому, що ви більше не зможете зберігати відкритими файли та програми при вимкненні комп'ютера. Щоб вимкнути глибокий сну, виконайте в запущеній з адміністраторськими привілеями команду powercfg -h off.

Перезавантажте комп'ютер і переконайтеся, що прихований системний файл hiberfil.sys видалено з диска C.

Вимкнення пошуку та індексування файлів

Що ще можна зробити, щоб правильно настроїти диск SSD для Windows 7/10? Відповідь – відключити індексацію вмісту диска, адже SSD і так досить швидка. Відкрийте властивості диска та зніміть галочку «Дозволити індексувати вміст файлів…».

Але яка штука. Якщо крім SSD у вас є HDD, відключати індексацію на ньому ви навряд чи захочете. Що з цього вийде? За замовчуванням файл індексу розташовується на диску C і писати дані з диска D все одно будуть на твердотільний диск.

Якщо ви не хочете відключати індексацію на користувальницькому томі, вам потрібно буде перенести файл індексації із системного SSD-диска на користувальницький HDD. Відкрийте командою control /name Microsoft.IndexingOptionsпараметри індексування

Тепер натисніть «Додатково» і вкажіть своє розташування індексу, попередньо створивши на диску користувача папку.

Якщо ж на вашому ПК лише SSD, можете повністю відключити індексування та пошук, відкривши командою services.msc оснастку управління службами та зупинивши службу Windows Search.

Вимкнення захисту системи

Спірний момент. Вимкнувши створення системних тіньових копій, ви з одного боку зменшите число циклів запису, з іншого – збільшите ризик отримати неробочу систему у разі якогось непередбаченого збою. Використання відкатних - один з найефективніших і найпростіших способів повернути Windows у робочий стан, тому ми б не рекомендували відключати цю функцію, тим більше що створюються точки нечасто і місця займають не так вже й багато.

Не рекомендує відключати захист системи для своїх SSD Intel, такої ж думки дотримується Microsoft. Втім, вирішувати вам. Якщо ви використовуєте інші засоби резервного копіювання, наприклад Acronis True Image, системний захист можна вимкнути. Для цього зайдіть у властивості системи, на вкладці "Захист системи" виділіть SSD-диск і натисніть "Налаштувати". Далі в параметрах відновлення активуйте радіокнопку «Вимкнути захист системи», пересуньте повзунок у нуль і натисніть кнопку «Видалити».

Вимкнути чи ні файл підкачування?

Ще неоднозначним рішенням є відключення файла подкачки. Хтось радить переносити його на HDD, хтось повністю відключатиме, але не все так просто. Файл підкачки необхідний оптимізації швидкодії системи та програм, потребують значних ресурсів ОЗУ. Вимкнення підкачування дійсно може знизити навантаження на диск, але отриманий ефект буде дуже незначним. До того ж це відключення може значно знизити продуктивність комп'ютера.

Особливого сенсу в перенесенні файлу підкачки на жорсткий HDD-диск теж немає, оскільки він у багато разів повільніший за SSD, і постійне звернення до нього системи уповільнюватиме її роботу. Вимкнути, а ще краще зменшити файл підкачки допустимо лише в одному випадку – якщо на вашому комп'ютері є більше 10 Гб ОЗП, і при цьому ви не користуєтесь ресурсомісткими додатками. А так, звичайно, краще все залишити за замовчуванням. Виконати всі маніпуляції з файлом підкачки ви можете у вікні параметрів швидкодії, що викликається у вікні «Виконати» командою системавластивості(Далі Додатково – Змінити).

Prefetch та Superfetch

За ідеєю, тут також краще залишити за замовчуванням. Функція ніяк не впливає на довговічність твердотільних дисків, оскільки не робить жодних записів. Тим більше, що при встановленні Windows на SSD система автоматично відключає її. Бажаєте переконатися, що її відключено? Перейдіть до редактора реєстру за адресою HKEY_LOCAL_MACHINE/SYSTEM/CurrentControlSet/Control/Session Manager/Memory Management/PrefetchParametersі перегляньте значення параметра EnableSuperfetch. Він має бути встановлений у 0. Вимкнути її також можна через оснащення управління службами.

Що стосується Prefetch, то записи, що нею виконуються на диск, настільки незначні, що її можна проігнорувати. Втім, можете її відключити, нічого страшного не станеться. Для цього в тому ж ключі реєстру встановіть значення параметра EnablePrefetcher 0.

Те ж саме можна сказати про відключення додаткової функції Prefetch ReadyBoot, що логується процес завантаження додатків. Обсяг записів, що нею виконуються в папку C:/Windows/Prefetch/ReadyBootнікчемний, але якщо ви хочете відключити і їх, встановіть у 0 параметр Start у ключі HKEY_LOCAL_MACHINE/SYSTEM/CurrentControlSet/Control/WMI/Autologger/ReadyBoot.

Програми для оптимізації SSD-диску

Практично все, що було показано на прикладах вище, можна зробити за допомогою спеціальних утиліт. Як налаштувати SSD під Windows 7/10 за допомогою сторонніх програм? Дуже просто. Більшість із них має інтуїтивно зрозумілий інтерфейс, представлений набором опцій, які можна увімкнути або вимкнути. Оптимізаторів SSD багато, але ми зупинимося лише на найпопулярніших.

SSD Mini Tweaker

Найзручніша портативна програма для оптимізації твердотільних накопичувачів. Утилітою підтримується робота з функціями дефрагментації, глибокого сну та захисту системи, Trim, Superfetch і Prefetcher, управління файлом підкачки та Layout.ini, індексуванням, кешем файлової системи та деякими іншими налаштуваннями.

Інтерфейс SSD Mini Tweaker представлений віконцем зі списком доступних для керування функцій. Після застосування нових налаштувань може знадобитися перезавантаження ПК.

Умовно-безкоштовна утиліта для оптимізації та налаштування продуктивності SSD диска. Російської мови в Tweak-SSD немає, зате є зручний покроковий майстер, що пропонує оптимальні налаштування. Можливості цієї програми включають відключення індексації файлів, помічника сумісності програм, глибокого сну, файлу підкачки, дефрагментації, запису часу останнього доступу до файлу, роботу з TRIM, збільшення кешу файлової системи, зняття ліміту NTFS на використання пам'яті, а також винесення ядра в пам'яті замість вивантаження частини модулів на диск.

SSD Fresh Plus

Ще один оптимізатор SSD. На відміну від аналогів, підтримує роботу з даними S.M.A.R.T. За допомогою Abelssoft SSD Fresh Plus можна вимкнути дефрагментацію, використання скорочених імен для папок та файлів, тимчасові мітки, журнал Windows, служби попередньої вибірки.

Утиліта підтримує дев'ять різних налаштувань, що оптимізують роботу SSD. Додаткові можливості програми включають перегляд детальної інформації про диск. Поширюється у платній та безкоштовній редакціях.

Висновок

На цьому, мабуть, все. Є також інші рекомендації щодо оптимізації SSD, але вони здебільшого або сумнівні, або шкідливі. Зокрема, не рекомендується відключати кешування записів для SSD-диска та USN-журнал файлової системи NTFS. Не слід також переносити з SSD програми та тимчасові папки Temp, кеш браузерів та інше, адже який тоді сенс у покупці SSD-диска? Нам потрібно прискорення роботи програм, перенісши їх на HDD, ви тільки сповільните роботу системи.

І насамкінець ось вам добра порада. Не заморочуйтесь особливо з оптимізацією SSD. Щоб виробити ресурс навіть бюджетного твердотільного диска 128 Гб, вам знадобиться щонайменше десяток років, якщо тільки ви не станете записувати і видаляти щодня терабайти даних. А за цей час безнадійно застаріє не лише модель диска, та й сам комп'ютер.

Детальне дослідження впливу SSD-кешування на продуктивність жорстких дисків

Майже два роки тому вийшов топовий на той момент чіпсет Intel Z68, а разом з ним дебютувала і технологія Smart Response. Здавалося б, нова, але насправді має глибоке коріння - ідея поєднати в одній системі сильні сторони традиційних вінчестерів і твердотільних накопичувачів давно витала в повітрі. Що для цього потрібно? Потрібно до вінчестера додати певний обсяг флешу як кеш-буфер. В ідеальному випадку в нього з часом повинні потрапити сектори, до яких система звертається найчастіше, що й призведе до серйозного підвищення продуктивності – доступ до SSD здійснюється швидше. А на вінчестері просто лежатимуть дані і код, що рідко виконується, благо його ємності для такого достатньо, а швидкість запуску програм, що рідко використовуються, не надто критична. Ще більш ідеальним варіантом, звичайно, є використання SSD великої ємності, але це рішення ідеальне лише з точки зору продуктивності – вартість зберігання інформації на твердотільних накопичувачах у рази вища, ніж на вінчестерах. А гібридизація дозволяє обійтися відносно невеликою кількістю флеша, що недорого і в ідеалі майже так само швидко, як і використання одного тільки SSD.

Виробники вінчестерів підійшли до вирішення питання зі свого боку, вбудовуючи флеш-буфер у вінчестери. З такими рішеннями ми вже знайомилися і загалом дійшли висновку, що вони виправдані. Правда, до останнього часу вони зустрічалися лише серед ноутбучних моделей, в чому є велике значення: зробити в умовах ноутбука гібридну систему своїми руками (тобто з кількох накопичувачів) не завжди можливо. Тому треба втискатись в один корпус, причому такий, що поміститься в ноутбук, що завжди змушувало йти на компроміси. Зокрема, ті ж Seagate Momentus XT містили лише 4 ГБ флеш-пам'яті у першому поколінні та 8 ГБ – у другому. А ось у настільному комп'ютері гнучкість більша. Можна, загалом, і просто поставити SSD гігабайт так на 240, щоб туди всі програми влізли, і великий вінчестер для даних. А можна взяти SSD поменше та скористатися Smart Response. Тим більше, що рік тому кількість «придатних» чіпсетів сильно збільшилася: до Z68 додалися нові Z77, H77 (дещо дешевший), корпоративний Q77 і кілька ноутбучних модифікацій. Словом, є десь розвернутися.

Тому сьогодні ми вирішили детальніше дослідити роботу технології Smart Response. Коротко ми з нею вже познайомилися коли вивчали Z68, але саме, що коротко. А ось тепер подивимося докладно: що прискорює, як прискорює, що сповільнює…

Що пришвидшуємо?

Як робоче тіло ми вирішили взяти Western Digital Green WD30EZRX, вже знайомий нам за однією з попередніх статей. Дуже хороший, як нам здається, об'єкт - «зелена» серія (отже, не найвища продуктивність), та й у її рамках накопичувач не найвидатніший через використання пластин низької (з погляду сучасності) щільності. Загалом, як ми вже переконалися, використання його у ролі системного та єдиного – не надто виправдане. Але можливо Smart Response дозволить нам переламати ситуацію?

Чим прискорюємо?

Виробники SSD поступово розхиталися, і сьогодні випускають вже чималу кількість спеціальних серій накопичувачів, що кешують. Хоча в принципі підходять і звичайні. Тим більше, у багатьох ентузіастів залишилися колись куплені твердотільні накопичувачі ємністю 32-64 ГБ (на що, можливо, в Intel і розраховували, запускаючи Z68). Але ми вирішили підійти до питання чесно і взяли кешуючий SSD AData Premier Pro SP300. Втім, орієнтацію на подібне застосування в основному видає лише його ємність 32 ГБ та інтерфейс mSATA. А так цілком типовий твердотільний накопичувач на базі вже трохи застарілого контролера LSI SandForce SF-2141 з прошивкою версії 5.0.2a. Загалом, якщо комусь потрібен невеликий SSD з таким інтерфейсом (наприклад, до такої плати в пару), то можна користуватися. Ми ж сьогодні використовуємо SP300 за прямим призначенням:)

Як пришвидшуємо?

Для роботи технології потрібна плата на відповідному чіпсеті як мінімум Windows Vista, встановлений Intel Rapid Storage і RAID-режим дискового контролера. Цілком ці умови нашим стандартним тестом виконуються. У тому числі, і RAID-режим, який ми використовуємо завжди (навіть для одиночних накопичувачів) якраз для сумісності (тобто. придатності для порівняння) результатів.

А далі – все просто. Виявивши наявність вільного SSD після завантаження комп'ютера, Intel Rapid Storage пропонує включити прискорення роботи. Далі потрібно вибрати SSD, накопичувальний кеш (якщо їх кілька, як у нашому випадку), визначитися з ємністю, що виділяється для кешування (20 ГБ або весь об'єм SSD, але не більше 64 ГБ - це корисно, якщо хочеться «відкусити» шматочок від великого накопичувача , а частину, що залишилася, використовувати «нормальним» чином) і, найголовніше, вибрати режим кешування. Останні два: Enhanced і Maximized, що відрізняються підходом до запису. Перший (який і обраний за замовчуванням) її фактично не кешує - дані потрапляють на SSD тільки за рішенням драйвера: в основному за критерієм частоти використання. Другий, по суті, вбудовує SSD між вінчестером і системою: практично всі операції запису перенаправляються саме на твердотільний накопичувач, а на вінчестер копіюються вже з нього - великими порціями і через певний проміжок часу. Зрозуміло, що поводитися вони повинні по-різному: у першому випадку залишається більше місця для швидкого запуску програм, зате другий теоретично повинен дозволяти сильно прискорити операції записи з випадковим доступом. Однак у ньому більша ймовірність витіснення корисних даних чимось, що планувалося просто «скинути і забути», та до того ж є певна ймовірність втратити дані: а раптом SSD вийде з ладу до того, як встигнуть оновитися файли на вінчестері? Загалом Intel рекомендує використовувати Enhanced, але ми, природно, перевірили обидва режими.

Методика тестування

Методика докладно описана в окремій статті. Там можна познайомитися з апаратним та програмним забезпеченням.

Тестування

Буферизовані операції

Той самий випадок, коли прискоритися нічого в принципі не може, зате може сповільнитись: одна справа - записати щось у буфер вінчестера, і зовсім інша - хаотичні метання драйвера у спробах зрозуміти, чи немає цих даних на SSD (при читанні) і що взагалі з ними треба робити (під час запису). Загалом, як і слід було очікувати, нічого хорошого.

Час доступу

Запити йдуть по всіх 3 терабайт вінчестера, так що немає нічого дивного, що в SSD вони нічого не знаходять. Але хоч повільніше не стає – і то добре.

Тут добре видно відмінність режиму Maximized від решти: записали на SSD, отримали відповідь про те, що операція виконана успішно, і можна до наступних операцій переходити, а не чекати відповіді саме від вінчестера, що, як бачимо, вимагає в 50 разів більше часу .

У AS SSD та сама картина. Тільки запис прискорився порівняно з Everest у «звичайних» режимах, але не в Maximized - там вже й покращувати нічого:)

Послідовні операції

З певного моменту читати починаємо з SSD, а не з вінчестера, а перший у нас швидше (хоча і не якась модель «реактивної» продуктивності), так що все прискорюється. А ось у Maximized все погано через ускладнену логіку: спочатку драйвер перевіряє, чи ці дані були нещодавно записані на SSD, а потім вже звертається до вінчестера, так що порцес сповільнюється.

При записі картина зворотна - тут уже режим Maximized здатний трохи збільшити продуктивність. Особливо на невеликих блоках, що для SSD є зручнішою операцією. А ось Enhanced лише уповільнює процес: адже потрібно не лише записати дані на вінчестер, а й провести аналіз, чи не варто їх одразу ж і в кеш помістити.

Загалом, як бачимо, іноді технологія Smart Response здатна підвищити продуктивність операцій низького рівня, але здатна і знизити її, як тільки ми переходимо до навантаження іншого типу. Причому, як і слід очікувати, Enhanced і Maximized за поведінкою відрізняються кардинально.

Випадковий доступ

Що природно, при читанні даних усі поводяться однаковим чином: запити безпосередньо до вінчестера. Але є й нюанси: як бачимо, при великій кількості запитів гібридний накопичувач через накладні програмні витрати виявляється повільнішим, ніж власне вінчестер. Не так щоб дуже – якихось 15%. Але й цим нехтувати не варто.

А тут відрізняється лише режим Maximized через надто вже складну логіку роботи: швидко записуємо дані на флеш, отримуємо наступний запит, виконуємо його, отримуємо наступний - і з'ясовуємо, що час уже дані попередніх записати на вінчестер. Загалом, незважаючи на те, що на дуже низькому рівні, як ми бачили вище, цей режим дуже прискорює накопичувач, практично це здатне не дати нічого або навіть забезпечити негативний ефект.

Що особливо виразно спостерігається в шаблонах баз даних, де Enhanced не дає нічого (майже нічого – трохи, все ж таки, швидкість падає), а Maximized примудряється сповільнити вінчестер (хоча, здавалося б, куди вже далі). Втім, якраз при великій частці операцій запису всі варіанти приходять до спільного знаменника, тож це трохи інша проблема - занадто заплутані алгоритми.

Продуктивність у додатках

Ось, власне, те, заради чого все починалося - продуктивність зростає вдвічі і більше. Навіть VelociRaptor у PCMark7 набирає лише 2737 балів, а це найшвидший вінчестер у настільному сегменті – так що, здавалося б, ось воно щастя. Але не поспішатимемо відкривати шампанське - у нас ще багато тестів.

На трасі «захисника» виграш у швидкості вже наблизився до триразового.

Режим Maximized відігрався за два попередні випадки і показав, що коли йдеться про запис даних, саме він може виявитися найшвидшим.

І зоряний час технології – тут навіть порядок величин різний. Одиночний SSD, звичайно ж, у кілька разів швидше (якщо говорити про високопродуктивні моделі), але це вже рази. А від «звичайних» вінчестерів гібридну систему вже відокремлює порядок величин.

На «ігровій» трасі приріст скромніший, але він таки є. Причому такий, що, знову ж таки, навіть найшвидшим вінчестерам нема чого ловити поряд із «зеленою» моделлю, прискореною за допомогою Smart Response.

Приїхали. Навіть якщо не зважати на те, що Maximized «завалив» роботу на шаблоні ContentCreation (це легко піддається поясненню), інші результати оптимізму теж не викликають. Чому так відрізняється поведінка PCMark7 і NASPT? А вони працюють по-різному. У PCMark7 є сім записаних трас, що мають не такий вже й великий сумарний обсяг. Причому вони проганяються по три рази, і перший - настільки ж повільний, як і при використанні вінчестера. Однак до другого всі дані вже виявляються на SSD, тому тестуємо ми здебільшого саме його. Причому, зауважимо, що три траси все одно прискорити не вдалося.

У NASPT також використовується багаторазовий запуск тестів, але всіх- включаючи і шаблони, що «обертають» файлами по 32 ГБ. Таким чином, між двома виконаннями «робочих» шаблонів в обидві сторони встигає «пролетіти» кілька сотень гігабайт. І яким би розумним не був драйвер, у подібному розкладі, зважаючи на все, його розумових здібностей недостатньо для того, щоб розібратися, що треба тримати в кеші, а що «записали і забули». Якщо трохи змінити методику тестування, «проганяючи» кілька разів лише групи із зазначених шаблонів, підігравши цим технології, все стає чудово - починаючи з другого разу швидкість різко зростає. Однак очевидно, що у реальному житті буває всяке: і «хороші» ситуації, і «погані», тож не дивно, що й у тестуванні виявилися й ті, й інші.

Цю діаграму ми поміщаємо, швидше, з пустощів, проте якщо вже у нас є результати, то чому б на них не подивитися? А приклад дуже показовий і відкритим текстом, що натякає на те, що намагатися прискорити за допомогою Smart Response несистемні диски сенсу не має. Втім, зупинимося на цьому питанні трохи докладніше.

Робота з великими файлами

Як і слід було очікувати, ніякого ефекту - кешування за допомогою технології Smart Response не випереджає. Та й попереджувальне не надто допомогло б при послідовному (нехай і багатопоточному в одному тесті) читанні об'єму даних, рівного повному об'єму флеш-кешу.

Під час запису даних Smart Response сильно уповільнює роботу. Максимально - при використанні режиму Maximized, що зрозуміло: спроба реалізувати відкладений запис 32 ГБ даних за допомогою флешки на ті ж 32 ГБ спочатку приречена на провал. Ну а в режимі Enhanced цієї проблеми немає, але є інша: драйверу треба дані не лише записувати, а й аналізувати для подальшого використання. Тож не дивно, що «прямий запис» виявляється найшвидшим - тут ніяких складнощів немає.

Ось що іноді може покращитись – так це продуктивність псевдовипадкового запису одночасно з читанням. І те – незначно. При послідовному доступі до інформації Smart Response трохи сповільнює роботу. Теж – незначно.

Загальний середній бал

Незважаючи на все бачене вище, ми отримали цілком впевнений приріст Smart Response в середньому. Чому? Ну, як ми бачили, у тому ж PCMark7 виграш дуже вагомий, що виявилося лише частково компенсовано програшем в інших тестах. До того ж, низькорівнева синтетика часто веде себе дуже цікавим чином, причому далеко не всі викрутаси SR були показані вище. Для прикладу розглянемо пару шаблонів AS SSD, які активно використовуються нами в тестах SSD, але зазвичай «захованих з очей» при тестуванні вінчестерів.

Все просто – тест працює з файлом розміром 1 ГБ, який, природно, миттєво виявляється на SSD, так що в режимі Enhanced ми практично SSD і виміряли. Maximized через свою специфіку повільно працює з одним потоком читання (накладні витрати можна порівняти з основними), хоча навіть тут «прискорює» вінчестер у 4 рази. Ну а на 64 потоках – у всі 20 разів.

Запис практично нічого не дає Enhanced, оскільки дані все одно доводиться записувати у файл на вінчестері, зате якщо вибрати режим Maximized, отримуємо підтвердження реклами Smart Response: ваш HDD працюватиме як SSD! :) Такі результати, природно, теж позначилися на середньому балі, хоча, як бачимо, загальний підсумок не такий вже й значний.

З докладними результатами всіх тестів, як ми й обіцяли, можна познайомитися, завантаживши таблицю у форматі Microsoft Excel.

Разом

Анонс Z68 і Smart Response зацікавив багатьох красою ідеї: беремо маленький і дешевий SSD, ємний вінчестер і ... Отримуємо швидку гібридну систему зберігання даних, що зібрала плюси обох технологій. Багатьом подобалося, що SSD начебто кешуватиме весь вінчестер, що здавалося перевагою в порівнянні з використанням SSD і HDD окремо - коли дискова система чітко розділена на "швидку" і "повільну" частини. Словом, суцільний прибуток. Однак реальний стан справ виявився трохи складнішим і неоднозначним.

По-перше, як бачимо, від кешування всьогожорсткого диска більше шкоди, ніж користі – багато «типово вінчестерних» операцій сповільнюються, а не прискорюються. По-друге, дала тріщину концепція «маленький та дешевий», оскільки сильно впали ціни на твердотільні накопичувачі. Працювати над Smart Response в Intel почали близько трьох років тому (може, двох з половиною, але не менше – два роки тому вже готові продукти з'явилися), коли вартість 1 ГБ інформації на твердотільному накопичувачі становила близько 3 доларів. Зараз вона впала нижче за один долар, причому, оскільки зниження відбувалося в основному за рахунок збільшення щільності нових мікросхем, ціна від обсягу залежить нелінійним чином – чим більше, тим відносно дешевше. У практичному сенсі це призводить до того, що сьогодні твердотільні накопичувачі на 32 і 128 ГБ за ціною різняться всього вдвічі, а в абсолютних цифрах вся економія скушкірується приблизно до 50 доларів. А що таке 128 ГБ? Це ємність, достатня для операційної системи та великої кількості прикладних програм. У багатьох користувачів ще й на зберігання даних місце залишиться. Ну а для інформації, швидкість доступу до якої не критична, в настільній системі можна просто використовувати вінчестер великого обсягу. Найголовніше ж, що такий підхід дає передбачуваність, якою не може похвалитися Smart Response, тобто незалежно від сценаріїв роботи, програми завжди запускаються швидко. А не як вийде:) У гібридній системі може бути майже так само швидко, як з SSD, а може бути і так само повільно, як при використанні одного лише вінчестера. Говорячи простою мовою, якщо який-небудь геймер день за днем грає в ту саму гру, то від Smart Response він отримає такий приріст, як ми бачили вище на трасі «Gaming» PCMark7 - прискорення у вагомі два-три рази. А от якщо у нього встановлено десяток ігор, і щоразу він вибирає з них одну випадковим чином (що називається, «під настрій»), то отримає він… кукіль з маслом, який нам продемонстрував NASPT: дані у флеш-кеші постійно змінюватимуться Так що завантаження рівнів, наприклад, залишиться настільки ж повільним, як і при використанні тільки вінчестера: адже, в основному, саме він і працюватиме.

З іншого боку, назвати технологію марною ми теж не можемо - все залежить від сценарію використання. У тому ж ігровому комп'ютері може бути цікавою схема з двома SSD та вінчестером. Просто тому, що сучасні ігри великі за обсягом, і тримати їх на основному твердотільному накопичувачі накладно - занадто великий і дорогий потрібно. Але проблем можна уникнути. Наприклад, ставимо SSD на 128 ГБ - під систему та основні додатки. Для ігор та інших «важких» програм, які не помістяться на першому накопичувачі, використовуємо швидкий вінчестер щодо невеликої ємності, додатково прискорений за допомогою SSD на 32 ГБ. А для зберігання будь-яких мультимедійних даних, типу фільмів та іншого (що нині нерідко «живе» у великих кількостях та на ігрових комп'ютерах) – ще один вінчестер. Великий за обсягом, низькооборотний (отже, економічний) і без будь-яких «бустерів», які за такого сценарію використання можуть лише завадити, але не допомогти. Важко? Дорого? Так, але цілком реалізовано. І такий спосіб використання різних технологій таки дозволяє отримати той максимум, на який вони здатні.

Загалом, як бачимо, незважаючи на зниження цін на флеш-пам'ять (і відповідно твердотільні накопичувачі), технологія Smart Response досі має право на життя, оскільки в деяких сценаріях використання збільшує продуктивність системи зберігання даних. Важливо лише враховувати, що панацеєю на всі випадки життя вона не є: десь корисна, а десь і навпаки – шкідлива. Таким чином, перш ніж їй користуватися варто заздалегідь зважити все pro і contra, зрозуміти, що саме ви збираєтеся зробити і як це повинно працювати. Втім, це правильно для всіх сучасних технологій.

Традиційна система зберігання передбачає розміщення даних на жорстких дисках HDD та твердотільних дисках SSD. В останні роки ємності HDD зростають стрімкими темпами. Однак швидкість їх при випадковому доступі, як і раніше, мала. Для деяких програм, таких як бази даних, хмарні технології або віртуалізація, потрібні як висока швидкість доступу, так і великий обсяг. Виходить, що використання лише HDD не прийнятне, а використання SSD невиправдано дороге. Використання SSD тільки як кеш є найкращим співвідношенням ціна/продуктивність для системи в цілому. У цьому випадку самі дані будуть розміщуватися на ємних HDD, а дорогі SSD будуть давати приріст продуктивності при випадковому доступі до цих даних.

Найчастіше SSD-кеш буде корисним у таких випадках:

Коли швидкість роботи HDD в IOPS під час читання є вузьким місцем.
Коли операцій вводу/виводу читання значно більше, ніж запис.
Коли обсяг часто використовуваних даних менше розміру SSD.

Рішення

SSD-кешування – це додатковий кеш для збільшення продуктивності. Один або кілька SSD повинні бути призначені віртуальному диску (місяць) для використання як кеш. Зверніть увагу, що ці SSD не будуть доступні для зберігання даних. В даний час розмір SSD-кешу обмежений 2.4 ТБ.

Коли виконується операція читання/запису, копія даних міститься на SSD. Наступного разу будь-яка операція з цим блоком буде здійснюватися безпосередньо з SSD. У результаті зменшить час реакції і, як наслідок, збільшить загальну продуктивність. Якщо, на жаль, SSD відмовить, то дані не загубляться, т.к. кеш містить копію даних з HDD.

SSD-кеш ділиться на групи – блоки, кожен блок ділиться на субблоки. Характер операцій введення/виводу для віртуального диска визначає вибір розміру блоку та субблоку.

Заповнення кешу

Читання даних з HDD та запис їх на SSD називається заповненням кешу. Ця операція виконується у фоновому режимі відразу після того, як хост виконує операції читання або запису. Робота кешу обмежена двома параметрами:

Populate-on-read threshold
Populate-on-write threshold

Ці значення більші за нуль. Якщо вони дорівнюють нулю, то кеш на читання чи запис не працює. Відповідно до цих значень кожен блок співвідноситься з його лічильником читання чи запису. Коли хост здійснює операцію читання, і дані розташовані в кеші, лічильник читання збільшується. Якщо в кеші немає даних і лічильник читання більше або дорівнює значенню Populate-on-read threshold, дані копіюються в кеш. Якщо ж значення лічильника менше Populate-on-read threshold, то дані читаються повз кеш. Для операцій запису ситуація аналогічна.

Сценарії роботи SSD-кешу

Тип введення/виводу

Тип введення/виводу визначає конфігурацію SSD-кешу. Ця конфігурація вибирається адміністратором і визначає параметри блоку, субблоку, populate-on-read threshold і populate-on-write threshold. Є три заздалегідь визначені конфігурації згідно з типами вводу/виводу: бази даних, файлова система та web-сервіси. Адміністратору необхідно вибрати конфігурацію SSD-кешу для віртуального диска. У процесі роботи можна змінити тип конфігурації, але в цьому випадку вміст кешу буде скинуто. Якщо визначені конфігурації не підходять під профіль навантаження, що використовується, то є можливість задати власні значення параметрів.

Розмір блоку впливає тимчасово «прогрівання» кешу, тобто. коли найбільш потрібні дані перемістяться на SSD. Якщо дані розташовані на HDD близько один до одного, краще використовувати блок великого розміру. Якщо дані розташовані хаотично, то логічніше використовувати блок малого розміру.

Розмір субблоку також впливає на час прогрівання кешу. Більший його розмір зменшує час заповнення кешу, але збільшує час реакції на запит із хоста. Крім цього, розмір субблоку також впливає на завантаження процесора, пропускну здатність пам'яті та каналу.

Для розрахунку приблизного часу прогріву кешу можна скористатися таким методом.

Т - час прогріву кешу в секундах
I – значення IOPS для HDD при випадковому доступі
S – розмір блоку введення/виводу
D – кількість HDD
C – повний об'єм SSD
P - populate-on-read threshold або populate-on-write threshold

Тоді T = (C * P) / (I * S * D)
Наприклад: 16 дисків з 250 IOPS, один SSD 480ГБ як кеша, характер навантаження – web-сервіси (64КБ) і populate-on-read threshold = 2.
Тоді час прогріву буде Т = (480ГБ * 2) / (250 * 64КБ * 16) ≈ 3932 сек ≈ 65.5 хв