混合固态硬盤

混合固态硬盤

計算機中的邏輯或者物理存儲設備
混合固态硬盤(Hybrid drive),簡稱SSHD或混合碟,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盤。[1]
  • 中文名:混合固态硬盤
  • 外文名:
  • 所屬品牌:
  • 産品類型:
  • 分類:硬盤
  • 優點:低功耗,讀寫速度提升
  • 特點:傳統硬盤與固态硬盤的結合
  • 外觀:與傳統硬盤一樣

出現緣由

混合固态硬盤

由于SSD磁盤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,很容易産生磁盤碎片,由此造成磁盤存取性能急劇下降。不過此後很多固态硬盤控制器設計廠商意識到要改善這樣的情況。由此當今許多固态硬盤解決方案中加入了大容量SDRAM高速緩存機制。但價格還未平民化,所以固态硬盤需要取代傳統硬盤還是要一定時間。在此傳統硬盤商家想出了混合硬盤的想法。即是SSD(閃存)+傳統硬盤。

閃存區别

在MLC閃存的每個存儲單元内,可以保存2bit,而SLC閃存每個存儲單元内,隻可以保存1bit資料。因此在相同的面積上,MLC比SLC閃存提供多一倍的容量,存儲成本較低,因此用MLC制造高容量固态硬盤産品更為劃算。不過,由于每個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,這個動作導緻其性能大幅落後于結構簡單的SLC閃存。此外,SLC閃存的優點是複寫次數高達100000次,比MLC閃存高10倍。

在固态硬盤尚未平民化之前,SLC閃存已經率先應用在傳統硬盤上,并打造出新一代的磁性硬盤。混合硬盤的原理和微軟全新一代Windows Vista (Windows 7)操作系統上的“Ready Boost”功能相似,兩者都是通過增加高速閃存來進行資料預讀取(Prefetch),以減少從硬盤讀取資料的次數,從而提高性能。不同的是,混合硬盤将閃存模塊直接整合到硬盤上,理論上新一代的混合硬盤不僅能提供更佳的性能,還可減少硬盤的讀寫次數,從而使硬盤耗電量降低,特别是使筆記本電腦的電池續航能力提高。

由于一般混合硬盤僅内置256MB的SLC閃存,因此成本不會大幅提高。同時混合硬盤亦采用傳統磁性硬盤的設計,因此沒有固态硬盤容量小的不足。

不過,有些朋友可能還有一個疑問,閃存的售價如此低,為何混合硬盤整合的閃存容量隻有256MB?其實,原因與固态硬盤相似,采用的閃存都屬于NAND類型,可再細分為SLC和MLC。它們的差異在于SLC的讀寫次數及速度均比MLC高,不過成本則以SLC較貴。由于混合硬盤需作頻繁的讀寫操作,同時也需要使用高性能的閃存,所以廠商一般選用價格較高但速度更快的SLC閃存,故混合硬盤内置的閃存容量相對較小。

混合硬盤技術:提升系統啟動時間、省電、延長平均故障間隔時間

結合低成本、高容量存儲的複合産品來大幅提高硬盤的價值,尤其是在筆記本電腦等移動設備的應用上。而随着閃存成本的下降,在硬盤上加入非易失性的閃存,通過在閃存上而不是盤上存儲些系統功能,将硬盤的大容量和高性價比與閃存的快速響應、省電和持久等優點集合起來,這就是我們要說的混合硬盤。

特點簡析

低功耗省電:根據微軟的估計,使用混合硬盤最高可節省80%的耗電。原因在于,混合硬盤能讓傳統機械式硬盤在使用時進入睡眠狀态,數據的讀寫和存取則在非揮發性Flash閃存進行。當然,這并不是說你的筆記本電力一定能節省這麼多。畢竟,存儲并非這類系統耗電的唯一變量。估計是采用混合式硬盤約可讓電池使用時間增加30分鐘。

開機較快:傳統硬盤開機,是給PC加電後的頭3至5秒用來轉動硬盤盤片、實現磁頭同步,然後才開始啟動過程。而混合硬盤能不需等待硬盤轉動以尋找正确的數據,非揮發性Flash閃存上的數據存取非常快。因此,使用混合式硬盤的系統,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),等于系統壽命延長和可靠度增加。這項益處在較容易因硬盤機盤震動而遺失數據的筆記本上更明顯。

混合式硬盤可特别發揮的一個地方是微軟的新一代操作系統Windows Vista。Vista “Ready Drive”功能即是針對混合式硬盤技術所設計。

微軟希望能将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支持的快速緩沖存儲區大小從50MB到2GB以上,一般建議至少要有128MB至256MB。緩沖區的内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閃存,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閃存會在重複寫入多次後完全失效。要解決這項缺點,制造商必須采用複雜的數據寫入機制,不能一再使用内存的同一個部位,而是将工作平均分散到整個設備。或者可以自行更換、廠商更換Flash閃存。

硬盤發展

存儲産業所面臨的最大挑戰之一,就是客戶的數據量的不斷增加,對于企業來說,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;當磁盤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,而且降幅甚至比磁盤還大。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。

同樣的狀況也出在固态硬盤與磁盤硬盤之上;基于價格/性能比的因素,企業用戶很自然的會把固态硬盤當成“零級存儲”來使用,沒有一家企業會把所有的數據都放在固态硬盤之上,除非整個企業的數據量少到隻需要幾顆固态硬盤就可以搞定;更何況以現有的技術水準,固态硬盤還存在着寫入次數的限制,除了對效能極度要求的應用外,一般的線上數據與備份數據,多半還是會存放在傳統硬盤上。

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