Стоит ли включать кэширование на SSD диске?

Сегодня мы рассмотрим еще один часто запутанный вычислительный термин, который обещает обеспечить повышенную производительность при изящном использовании компактного SSD в качестве кэша. Пустрая трата денег или стоящее приобретение? Мы углубились в эту тему, чтобы пролить свет на все, что нужно знать о кэшировании SSD.

Что такое SSD Cache?

Кэш SSD, или, как его правильно называют, SSD-кэширование, представляет собой механизм управления данными, разработанный Intel в начале 2010-х годов, который использует небольшой твердотельный накопитель в качестве кэша для жесткого диска, как правило, большего размера.

Кэш-память — это аппаратная или программная память, предназначенная для хранения часто используемых данных для быстрого и быстрого доступа. В случае процессоров кэш состоит из флэш-памяти, доступ к которой быстрее, чем в стандартной системной памяти, а кэш-память браузера хранит компоненты с часто посещаемых сайтов, поэтому они загружаются быстрее, что исключает необходимость извлечения данных через Интернет с хост-сервера.

Таким образом, кэш позволяет системе получать доступ к данным гораздо быстрее, чем если бы они были извлечены и прочитаны из своего последнего места на жестком диске, что приводит к повышению производительности для задач, зависящих от памяти.

Для кэширования SSD основная концепция заключается в предоставлении более быстрого и отзывчивого SSD накопителя в качестве временного хранилища для часто запрашиваемых данных, таких как основные операционные сценарии ОС и файлы, которые хранятся на более медленном обычном жестком диске. Скорость твердотельного накопителя примерно в десять раз выше, чем у жесткого диска, для большинства задач с твердотельным накопителем существенно лучше для операций чтения с небольшого диска с произвольным доступом, которые определяют основную часть повседневных задач в ОС.

В реальном выражении кэширование SSD будет включать в себя SSD небольшого размера, скажем, 40 ГБ, в сочетании с большим традиционным жестким диском, например, с емкостью 1 ТБ.

SSD Кэширование — совместимость

Intel разработала технологию кэширования SSD Smart Response Technology (SRT), а запатентованная итерация этого механизма доступна только на материнских платах с поддержкой SRT и чипсетами Intel. Что еще хуже, Intel не использует технологию всех своих наборов микросхем, которая ограничивает аппаратные конфигурации, которые пользователь может ожидать, сохраняя при этом возможность кэширования SSD.

Системы с чипсетами AMD требуют, чтобы пользователь использовал стороннее программное обеспечение для эмуляции кэширования SSD, поскольку AMD до сих пор не разработала или не интегрировала конкурирующую технологию в свои чипсеты. К счастью, существует множество программных решений, таких как FancyCache и PrimoCache. Как общеизвестно, они ненадежны и имеют целый ряд проблем.

Ограничения SSD-кэширования

Кэширование SSD дает ощутимые преимущества только тогда, когда система находится в том состоянии, которое мы называем «чистым», таким как загрузка компьютера после его выключения, перезагрузка Windows или первоначальный запуск приложения после перезагрузки или выключения питания. Существует иерархия памяти, которая работает от кэша ЦП до ОЗУ, кэша SSD, затем HDD. Перезапуск очищает кэш ЦП и ОЗУ, превращая кэш SSD в место доступа к данным.

Причина этого заключается в том, что во всех других случаях есть вероятность, что критически важные, часто используемые данные уже хранятся в ОЗУ системы, и, поскольку ОЗУ быстрее любого жесткого диска, будь то SSD или HDD, кэширование SSD делает процесс заполнения оперативной памяти данными, намного быстрее. Ничто не улучшит скорость, как то, что данные уже доступны в оперативной памяти.

Как видите, главное преимущество кэширования SSD наиболее очевидно при загрузке Windows: ОС находится в работоспособном состоянии гораздо раньше, чем в кэшированной системе без SSD. Аналогично, запуск Steam и вашей любимой игры после перезагрузки будет намного быстрее с SSD-кэшированием. Если вы работали без перезапуска в течение нескольких часов и открыли, затем закрыли различные программы и решили открыть их еще раз, SSD ничего не сделает для ускорения процесса.

Продолжая тему ограничивающих факторов, внутренняя работа SRT является тщательно охраняемым секретом, и Intel не сообщает подробностей о том, как технология проверяет, какие данные заслуживают кэширования, хотя ощутимые тенденции предполагают, что существует определенный предел размера данных. это может быть кэшировано весом не более нескольких мегабайт.

В любом случае система вернется к медленному источнику жесткого диска для данных. Со стороны пользователя это означает, что программы, которые полагаются на небольшие пакеты данных, работают хорошо, в то время как те, которые зависят от емких носителей, таких как видео и высококачественные аудиофайлы, — нет.

Если вы одновременно запускаете множество приложений, преимущества будут очевидны, в то время как если вы будете запускать одну и ту же программу изо дня в день, обрабатывая файлы большого формата, преимущества будут незначительными.

Стоит ли включать кэширование SSD?

Как только SSD-кэширование запущено, оно само по себе позаботится о том, чтобы не было никакой его настройки от пользователя. Преимущества, если таковые имеются, пассивно производятся, что делает его удобным решением.

Однако настройка кэширования, даже с набором микросхем Intel SRT, является трудной задачей, которая включает в себя использование правильных драйверов, правильную настройку BIOS и запуск его в качестве настройки RAID, установку драйверов Windows и Rapid Storage Technology, управление режимами и т.д. Суть в том, что он значительно сложнее, чем использование SSD-накопителя большой емкости и простая установка Windows.

Кэширование SSD исторически стоило намного меньше, чем выделение для SSD разумного размера, но, поскольку технология становится все более распространенной, цена даже 100 ГБ или более SSD экспоненциально становится более доступной с течением времени. Следовательно, комбинация SSD-кэша и жесткого диска заменяется более крупными бюджетными твердотельными накопителями в качестве места для ОС, в то время как больший жесткий диск используется для хранения носителей, к которому редко обращаются.

Вывод

По нашей оценке, основная концепция кэширования SSD стоит задуматься. На практике результаты не являются достаточно явными, чтобы выбрать кэширование SSD, а не большие затраты на больший SSD и запускать все — от Windows до ваших любимых шутеров с того же самого диска и позволить ОЗУ делать свои задачи быстрее.

Как использовать небольшой твердотельный накопитель в качестве кэша для большого жесткого диска?

Я хотел бы использовать (маленький) SSD-диск в качестве кэша для большого жесткого диска. Я понимаю, что есть аппаратные продукты, которые делают это:HighPoint RocketHybrid HBA,Intel SmartResponse и другие. Есть только один программный продукт, который я смог найти:программы diskeeper ExpressCache на:

ExpressCache разумно и автоматически сочетает в себе преимущества твердотельных и жестких дисков без каких-либо усилий или предварительных условий знание от потребителя, поэтому потребителей получает самое лучшее обоих миров; динамическое представление и масштабируемая емкость. В виду того что SSDs как малые как 4GB можно использовать, оно обеспечивает неимоверно доступное разрешение для изготовлений.

состоит из пользовательского режима и компонентов режима ядра, ExpressCache использует SSD в качестве интеллектуального кэша, в сочетании с HDD, для повышения общей производительности системы и значительно ускорить запуск Windows PC, запуск приложений и скорость доступа к данным.

однако, этот продукт OEM только!

Я искал альтернативы, но безуспешно. Я не могу понять: это звучит как отличная идея, никакого дополнительного оборудования не требуется, и это действительно может повысить производительность диска, не тратя денег.

Итак, я спрашиваю, если кто знает какие-нибудь программы, которые делают это, либо на Windows или Linux. Или если вы думаете, что это плохая идея, я хотел бы знать причина.

Примечание: ReadyBoost не очень подходит для этого. Он построен с предположением, что запись на диск действительно дорого, имеет очень мало влияния на системах с большим количеством оперативной памяти, и не масштабируется должным образом, если ваш SSD 100 ГБ+.

10 ответов

есть несколько способов использовать SSD в качестве кэша для вашего обычного жесткого диска. Это не новая идея, и уже имеет несколько реализаций.

лучшая реализация от NVelo:Dataplex — он имеет кэширование чтения и необязательное кэширование записи. К сожалению, как ExpressCache он доступен только OEM-производителям. Самый дешевый способ получить его-купить твердотельный накопитель OCZ, который упаковывает адаптер PCIE с небольшим SSD и использует программное обеспечение dataplex кэширование существующего жесткого диска.

однако есть и чистые программные реализации:FancyCache — это работает так, как вы могли бы ожидать выполнения чтения и записи кэширования на уровне блоков. Он в основном существует как кэш памяти, но недавно получил поддержку SSD-кэша второго уровня (немного похожего на ZFS L2ARC), который может быть сколь угодно большим.

Если вы просто хотите максимум на ИППО в стоимость напишите стойкость (прекрасно вместе с ИБП, например), альтернативой может быть что-то вроде: SuperCache — это будет использовать только ОЗУ, без SSD. Но в отличие от других, счастливо превысит 100 000 IOPS на товарном оборудовании. Очень полезно для кэширования блочного устройства, содержащего индексы баз данных, например. По существу давая RAM-диск, как производительность для любого размера Тома (при условии, что базовое устройство может идти в ногу с Тома записи).

в Linux все немного приятнее:

Как упоминалось в предыдущем плакате, у вас есть Flashcache — он работает довольно хорошо, но его производительность сильно варьируется в зависимости от вашей рабочей нагрузки. Во многих случаях с плохой локальностью доступа он не будет работать так, как вы могли бы ожидать. Не знаю, почему, но для большинства рабочих нагрузок это отличный вариант.

самый лучший вариант (хотя код еще не совсем «готов») составляет bcache (дополнительная информация здесь, хотя некоторые если устарел) — он имеет лучшую производительность любого кэша SSD я еще не пробовал, и в отличие от всех других вариантов, упомянутых поддерживает кэширование нескольких блочных устройств на одном кэше. Он также поддерживает (хотя я лично не пробовал это, он может еще не работать) несколько устройств кэша, так что вы можете использовать несколько более дешевых твердотельных накопителей для максимизации IOPS. Код находится в репозитории git:git: / / evilpiepirate.org/

kent / linux-bcache.git. Есть разговоры о слиянии его в следующее ядро отпустите, хотя это еще не было решено наверняка.

лично я нахожу наиболее эффективным вариантом является bcache (моя рабочая нагрузка в основном связана с базой данных, хотя я также кэширую свой основной ноутбук полностью). По моему опыту, пропускная способность последовательной записи жесткого диска часто является узким местом, так как кэш заполняется быстро, и жесткий диск должен записывать кэшированные сектора, поэтому чем быстрее, тем лучше. Это, конечно, для большой рабочей нагрузки записи, в более сбалансированной рабочей нагрузке чтения-записи скорее всего будет по-другому.

Я должен также предупредить вас, что на полной скорости, вы будете записывать через пределы записи вашего SSD довольно быстро. В настоящее время я нахожусь в своей третьей вершине OCZ 3. Твердотельные накопители хотя и очень очень быстро, просто не очень прочный, так что ожидать, чтобы заменить их каждые несколько месяцев.

Как оптимизировать Windows 10 под SSD

Оптимизация «десятки» позволяет не только повысить производительность системы, но и продлить долговечность самого SSD диска. Данная операция затрагивает как настройки ОС, так и BIOS

Как настроить BIOS

Прежде чем приступить к настройкам «десятки», следует убедиться, что SSD-накопитель подключен в режиме AHCI. Для этого выполните такие действия:

• Откройте раздел «Storage Configuration».
• Найдите пункт «SATA Operation» или «Sata port». Если напротив этого пункта установлен режим ATA или IDE, смените его на AHCI.
• Сохраните настройки и выйдите из BIOS.

Следует отметить, что не все материнские платы поддерживают режим AHCI. В некоторых моделях, чтобы появился этот режим, нужно обновить BIOS.

Как повысить скорость записи

Повысить производительность накопителя позволяет включение команды TRIM. Она обеспечивает удаление информации с ячеек, которые не используются. В результате последующая запись осуществляется без предварительной их очистки.

Соответственно, скорость записи возрастает. Напомним, что при обычном удалении информации данные не удаляются, а лишь помечаются как «пустые».

В режиме AHCI данная команда включена по умолчанию. Но бывает так, что система не видит, что установлен твердотельный диск. В таком случае нужно выполнить следующие действия:

• Откройте командную строку.
• Наберите команду winsat diskformal и запустите процесс.
• Когда ОС распознает твердотельный диск, впишите команду fsutil behavior set disabledeletenotify NTFS 0 и подтвердите ее выполнение.

Какие опции нужно отключить

Чтобы повысить срок службы твердотельного накопителя, отключите следующие опции:

• Индексация файлов — является полезной опцией для HDD дисков, но может сократить срок службы твердотельного накопителя в результате частых перезаписей. Для ее деактивации откройте «Этот компьютер», затем кликните правой кнопкой мыши по значку диска и кликните по пункту «Свойства». Затем уберите галочку, разрешающую индексацию.
• Служба поиска — редко кто из пользователей пользуется данной службой. Она осуществляет индексирование файлов, поэтому ее тоже лучше деактивировать. Для деактивации службы нужно открыть панель управления, выбрать раздел «Система и безопасность», кликнуть по пункту «Администрирование» и выбрать «Службы».
• Затем кликните правой клавишей мыши по службе Windows Search, в меню выберите «Свойства» и напротив строчки «Тип запуска» выберите режим «Отключена».
• Гибернация — записывает образ ОС перед выключением ПК для повышения скорости загрузки. Так как с SSD диска Windows и так загружается быстро, службу лучше отключить, чтобы предотвратить частую перезапись. Для этого в командной строке запустите команду powercfg -h off .

Надо сказать, что при установке Windows 10 на твердотельный накопитель эти службы отключены по умолчанию, но только в том случае, если на ПК не установлен HDD диск. Если же диски комбинированы, службы могут быть запущены.

Как отключить дефрагментацию

Особенностью твердотельных дисков является то, что доступ ко всем ячейкам у них одинаковый. Соответственно, выполнять дефрагментацию не имеет смысла. Чтобы отключить эту опцию, выполните такие действия:

• В поле «Выполнить» впишите «Дефрагментация».
• Запустите приложение и щелкните по кнопке «Изменить параметры».
• Уберите галочку с пункта «Выполнить п о расписанию».

Как произвести оптимизацию в несколько кликов — использование стронней утилиты

Существует небольшая программка SSD Mini Tweaker , при помощи которой можно оптимизировать ОС буквально в несколько кликов. Работать с ней предельно просто:

• Запустите утилиту.
• Отметьте пункты оптимизации, которые считаете важными.
• Подтвердите настройки кликнув по кнопке «Применить изменения».

Можно отметить все галочки, лишних пунктов в приложении нет.