混合固態硬碟

混合固態硬碟

混合固態硬碟(Hybrid drive),簡稱SSHD混合碟,是在計算機中的一種邏輯或者物理存儲設備,它通常包含一個快速存儲中介以及一個較慢且可替換的硬碟。

基本介紹

  • 中文名:混合固態硬碟
  • 分類:硬碟
  • 優點:低功耗,讀寫速度提升
  • 特點:傳統硬碟與固態硬碟的結合
  • 外觀:與傳統硬碟一樣
出現緣由,快閃記憶體區別,特點簡析,硬碟發展,

出現緣由

混合固態硬碟
由於SSD磁碟控制器的設計缺陷問題,早期的SSD在經過長期存取使用的時候,很容易產生磁碟碎片,由此造成磁碟存取性能急劇下降。不過此後很多固態硬碟控制器設計廠商意識到要改善這樣的情況。由此當今許多固態硬碟解決方案中加入了大容量SDRAM高速快取機制。但價格還未平民化,所以固態硬碟需要取代傳統硬碟還是要一定時間。在此傳統硬碟商家想出了混合硬碟的想法。即是SSD(快閃記憶體)+傳統硬碟。

快閃記憶體區別

在MLC快閃記憶體的每個存儲單元內,可以保存2bit,而SLC快閃記憶體每個存儲單元內,只可以保存1bit資料。因此在相同的面積上,MLC比SLC快閃記憶體提供多一倍的容量,存儲成本較低,因此用MLC製造高容量固態硬碟產品更為划算。不過,由於每個MLC存儲單元中存放的資料較多,結構相對複雜,出錯的幾率會增加,必須進行錯誤修正,這個動作導致其性能大幅落後於結構簡單的SLC快閃記憶體。此外,SLC快閃記憶體的優點是複寫次數高達100000次,比MLC快閃記憶體高10倍。
在固態硬碟尚未平民化之前,SLC快閃記憶體已經率先套用在傳統硬碟上,並打造出新一代的磁性硬碟。混合硬碟的原理和微軟全新一代Windows Vista (Windows 7)作業系統上的“Ready Boost”功能相似,兩者都是通過增加高速快閃記憶體來進行資料預讀取(Prefetch),以減少從硬碟讀取資料的次數,從而提高性能。不同的是,混合硬碟將快閃記憶體模組直接整合到硬碟上,理論上新一代的混合硬碟不僅能提供更佳的性能,還可減少硬碟的讀寫次數,從而使硬碟耗電量降低,特別是使筆記本電腦的電池續航能力提高。
由於一般混合硬碟僅內置256MB的SLC快閃記憶體,因此成本不會大幅提高。同時混合硬碟亦採用傳統磁性硬碟的設計,因此沒有固態硬碟容量小的不足。
不過,有些朋友可能還有一個疑問,現在快閃記憶體的售價如此低,為何混合硬碟整合的快閃記憶體容量只有256MB?其實,原因與固態硬碟相似,現在採用的快閃記憶體都屬於NAND類型,可再細分為SLC和MLC。它們的差異在於SLC的讀寫次數及速度均比MLC高,不過成本則以SLC較貴。由於混合硬碟需作頻繁的讀寫操作,同時也需要使用高性能的快閃記憶體,所以廠商一般選用價格較高但速度更快的SLC快閃記憶體,故混合硬碟內置的快閃記憶體容量相對較小。
混合固態硬碟
混合硬碟技術:提升系統啟動時間、省電、延長平均故障間隔時間
現在結合低成本、高容量存儲的複合產品來大幅提高硬碟的價值,尤其是在筆記本電腦等移動設備的套用上。而隨著快閃記憶體成本的下降,在硬碟上加入非易失性的快閃記憶體,通過在快閃記憶體上而不是盤上存儲些系統功能,將硬碟的大容量和高性價比與快閃記憶體的快速回響、省電和持久等優點集合起來,這就是我們要說的混合硬碟。

特點簡析

低功耗省電:根據微軟的估計,使用混合硬碟最高可節省80%的耗電。原因在於,混合硬碟能讓傳統機械式硬碟在使用時進入睡眠狀態,數據的讀寫和存取則在非揮發性Flash快閃記憶體進行。當然,這並不是說你的筆記本電力一定能節省這么多。畢竟,存儲並非這類系統耗電的唯一變數。目前的估計是,採用混合式硬碟約可讓電池使用時間增加30分鐘。
開機較快:傳統硬碟開機,是給PC加電後的頭3至5秒用來轉動硬碟碟片、實現磁頭同步,然後才開始啟動過程。而混合硬碟能不需等待硬碟轉動以尋找正確的數據,非揮發性Flash快閃記憶體上的數據存取非常快。因此,使用混合式硬碟的系統,其開機速度較傳統PC迅速快許多。
延長平均故障間隔時間(MTBF):較少的移動零件(或同樣數量的移動零件但較少使用到),等於系統壽命延長和可靠度增加。這項益處在較容易因硬碟機盤震動而遺失數據的筆記本上更明顯。
混合式硬碟可特別發揮的一個地方是微軟的新一代作業系統Windows Vista。Vista “Ready Drive”功能即是針對混合式硬碟技術所設計。
微軟希望能將前述的益處充分發揮在筆記本系統上,最終擴到所有移動與非移動的Vista使用者。Windows Vista支持的快速緩衝存儲區大小從50MB到2GB以上,一般建議至少要有128MB至256MB。緩衝區的內容不會因電力中斷而不見,可降低數據遺失的風險。
但是也不是沒有缺點的,非揮發性Flash快閃記憶體,類似典型的拇指碟(thumbdrive,拇指般大小的外部存儲器),都有使用壽命不長的特性。Flash快閃記憶體會在重複寫入多次後完全失效。要解決這項缺點,製造商必須採用複雜的數據寫入機制,不能一再使用記憶體的同一個部位,而是將工作平均分散到整個設備。或者可以自行更換、廠商更換Flash快閃記憶體。

硬碟發展

存儲產業現在所面臨的最大挑戰之一,就是客戶的數據量的不斷增加,對於企業來說,如果無法有效控制數據量的成長,另一個方法就是尋求單位存儲成本降低的方法。不過,除非某些科技出現超大幅度的躍進,單位存儲成本的下降是不會獨厚某一種技術的;當磁碟的單位存儲成本在下降的同時,磁帶的單位存儲成本也同樣在下降,而且降幅甚至比磁碟還大。這使得有大量數據歸檔需求的企業,還是會選擇磁帶做為數據歸檔或離線存儲之用。
同樣的狀況也出會現在固態硬碟與磁碟硬碟之上;基於價格/性能比的因素,企業用戶很自然的會把固態硬碟當成“零級存儲”來使用,沒有一家企業會把所有的數據都放在固態硬碟之上,除非整個企業的數據量少到只需要幾顆固態硬碟就可以搞定;更何況以現有的技術水準,固態硬碟還存在著寫入次數的限制,除了對效能極度要求的套用外,一般的線上數據與備份數據,多半還是會存放在傳統硬碟上。

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