出现缘由
混合固态硬盘
由于SSD磁盘控制器的设计缺陷问题,早期的SSD在经过长期存取使用的时候,很容易产生磁盘碎片,由此造成磁盘存取性能急剧下降。不过此后很多固态硬盘控制器设计厂商意识到要改善这样的情况。由此当今许多固态硬盘解决方案中加入了大容量SDRAM高速缓存机制。但价格还未平民化,所以固态硬盘需要取代传统硬盘还是要一定时间。在此传统硬盘商家想出了混合硬盘的想法。即是SSD(闪存)+传统硬盘。
闪存区别
在MLC闪存的每个存储单元内,可以保存2bit,而SLC闪存每个存储单元内,只可以保存1bit资料。因此在相同的面积上,MLC比SLC闪存提供多一倍的容量,存储成本较低,因此用MLC制造高容量固态硬盘产品更为划算。不过,由于每个MLC存储单元中存放的资料较多,结构相对复杂,出错的几率会增加,必须进行错误修正,这个动作导致其性能大幅落后于结构简单的SLC闪存。此外,SLC闪存的优点是复写次数高达100000次,比MLC闪存高10倍。
在固态硬盘尚未平民化之前,SLC闪存已经率先应用在传统硬盘上,并打造出新一代的磁性硬盘。混合硬盘的原理和微软全新一代Windows Vista (Windows 7)操作系统上的“Ready Boost”功能相似,两者都是通过增加高速闪存来进行资料预读取(Prefetch),以减少从硬盘读取资料的次数,从而提高性能。不同的是,混合硬盘将闪存模块直接整合到硬盘上,理论上新一代的混合硬盘不仅能提供更佳的性能,还可减少硬盘的读写次数,从而使硬盘耗电量降低,特别是使笔记本电脑的电池续航能力提高。
由于一般混合硬盘仅内置256MB的SLC闪存,因此成本不会大幅提高。同时混合硬盘亦采用传统磁性硬盘的设计,因此没有固态硬盘容量小的不足。
不过,有些朋友可能还有一个疑问,闪存的售价如此低,为何混合硬盘整合的闪存容量只有256MB?其实,原因与固态硬盘相似,采用的闪存都属于NAND类型,可再细分为SLC和MLC。它们的差异在于SLC的读写次数及速度均比MLC高,不过成本则以SLC较贵。由于混合硬盘需作频繁的读写操作,同时也需要使用高性能的闪存,所以厂商一般选用价格较高但速度更快的SLC闪存,故混合硬盘内置的闪存容量相对较小。
混合硬盘技术:提升系统启动时间、省电、延长平均故障间隔时间
结合低成本、高容量存储的复合产品来大幅提高硬盘的价值,尤其是在笔记本电脑等移动设备的应用上。而随着闪存成本的下降,在硬盘上加入非易失性的闪存,通过在闪存上而不是盘上存储些系统功能,将硬盘的大容量和高性价比与闪存的快速响应、省电和持久等优点集合起来,这就是我们要说的混合硬盘。
特点简析
低功耗省电:根据微软的估计,使用混合硬盘最高可节省80%的耗电。原因在于,混合硬盘能让传统机械式硬盘在使用时进入睡眠状态,数据的读写和存取则在非挥发性Flash闪存进行。当然,这并不是说你的笔记本电力一定能节省这么多。毕竟,存储并非这类系统耗电的唯一变量。估计是采用混合式硬盘约可让电池使用时间增加30分钟。
开机较快:传统硬盘开机,是给PC加电后的头3至5秒用来转动硬盘盘片、实现磁头同步,然后才开始启动过程。而混合硬盘能不需等待硬盘转动以寻找正确的数据,非挥发性Flash闪存上的数据存取非常快。因此,使用混合式硬盘的系统,其开机速度较传统PC迅速快许多。
延长平均故障间隔时间(MTBF):较少的移动零件(或同样数量的移动零件但较少使用到),等于系统寿命延长和可靠度增加。这项益处在较容易因硬盘机盘震动而遗失数据的笔记本上更明显。
混合式硬盘可特别发挥的一个地方是微软的新一代操作系统Windows Vista。Vista “Ready Drive”功能即是针对混合式硬盘技术所设计。
微软希望能将前述的益处充分发挥在笔记本系统上,最终扩到所有移动与非移动的Vista使用者。Windows Vista支持的快速缓冲存储区大小从50MB到2GB以上,一般建议至少要有128MB至256MB。缓冲区的内容不会因电力中断而不见,可降低数据遗失的风险。
但是也不是没有缺点的,非挥发性Flash闪存,类似典型的拇指碟(thumbdrive,拇指般大小的外部存储器),都有使用寿命不长的特性。Flash闪存会在重复写入多次后完全失效。要解决这项缺点,制造商必须采用复杂的数据写入机制,不能一再使用内存的同一个部位,而是将工作平均分散到整个设备。或者可以自行更换、厂商更换Flash闪存。
硬盘发展
存储产业所面临的最大挑战之一,就是客户的数据量的不断增加,对于企业来说,如果无法有效控制数据量的成长,另一个方法就是寻求单位存储成本降低的方法。不过,除非某些科技出现超大幅度的跃进,单位存储成本的下降是不会独厚某一种技术的;当磁盘的单位存储成本在下降的同时,磁带的单位存储成本也同样在下降,而且降幅甚至比磁盘还大。这使得有大量数据归档需求的企业,还是会选择磁带做为数据归档或离线存储之用。
同样的状况也出在固态硬盘与磁盘硬盘之上;基于价格/性能比的因素,企业用户很自然的会把固态硬盘当成“零级存储”来使用,没有一家企业会把所有的数据都放在固态硬盘之上,除非整个企业的数据量少到只需要几颗固态硬盘就可以搞定;更何况以现有的技术水准,固态硬盘还存在着写入次数的限制,除了对效能极度要求的应用外,一般的线上数据与备份数据,多半还是会存放在传统硬盘上。