混合技術硬碟

混合技術硬碟是一種集快閃記憶體介質的穩定性、低功耗和快速度與磁性驅動器的超高存儲密度和低成本優勢於一身的新型產品。

混合技術硬碟

混合技術硬碟： 兩種方案

微軟的混合技術硬碟設計其特點是把非易失性快取添加到硬碟上——存儲經常用到的扇區，從而縮短啟動和恢復時間。英特爾的Robson快取則採用了不同的方案，它把非易失性快取直接放在主機板上。因整個作業系統載入到了快閃記憶體上，這樣就可以直接從快取啟動。

混合技術硬碟：三種產品化實施方案

有三種方法可以把非易失性記憶體集成到混合技術硬碟中

第一種是嵌入式快閃記憶體磁碟。這是占用記憶體很小且較為簡單的一種解決方案，把控制器和快閃記憶體集成到一塊晶片上。它只需要占用極小的主機板空間，提供了NOR接口，可與現有的硬碟控制器協同工作。從設計角度來看，它比下面的其他方案要簡單的多。它不需要全面重新設計現有的硬碟架構。快閃記憶體磁碟的管理軟體由快閃記憶體磁碟生產商提供。

第二中是使用原始的NAND快閃記憶體（微型快閃記憶體卡和USB驅動器裡面的那種快閃記憶體）和現有的硬碟控制器也是使用單一晶片的解決方案，其成本低於嵌入式快閃記憶體磁碟，不過需要額外的研發成本。由於NAND快閃記憶體種類繁多，但因為不同廠商的許多快閃記憶體晶片彼此不兼容，所以交叉兼容性沒有保證。另外還需要開發管理NAND記憶體的軟體。

第三種解決方案使用附帶專用NAND控制器的原始NAND。它解決了不同快閃記憶體晶片的兼容問題。與嵌入式快閃記憶體磁碟或者使用硬碟控制器的NAND磁碟相比，這種使用兩塊晶片的解決方案需要更多的印刷電路板空間。它也有著類似NAND和硬碟控制器這種設計方案的缺點，包括缺少對現有軟體的支持以及需要另外開發軟體。

混合技術硬碟的優點：

更快速的開機和系統休眠恢復－－配備傳統式硬碟的電腦，在啟動時硬碟的碟片必須先行旋轉，而快閃記憶體的直接啟動消除了這延遲的時間。同樣也由於系統在休眠前通常將數據儲存在NAND快閃記憶體中，混合技術硬碟比傳統式硬碟所需的休眠恢復運作時間更短。

更低的電量消耗－－因為混合技術硬碟減少了碟片旋轉時間，所以降低了電量損耗。

更長的使用壽命－－通過快閃記憶體讀取數據時。由於硬碟碟片不轉動，進而延長硬碟使用壽命。

MLC與SLC的區別(快閃記憶體)

在MLC快閃記憶體的每個存儲單元內，可以保存2bit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。

混合硬碟技術

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。

混合硬碟的特點簡析

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。

擴展微軟

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。