Hybridní disk (také známý pod zkratkou SSHD , solid -state hybrid drive [1] ) je logické nebo fyzické zařízení pro ukládání dat , které kombinuje technologie ukládání dat na pevný disk ( HDD , HDD ) a v paměti NAND ( SSD disk ) [2] . V důsledku toho se výkon disku zvyšuje s velkým množstvím dostupného úložiště informací. Paměť SSD hybridního disku se používá jako mezipaměť dat uložených na pevném disku, ke kterému se nejčastěji přistupuje. To zlepšuje celkový výkon systému.
K implementaci hybridních pohonů se používají dvě hlavní technologie:
Systém se dvěma disky používá dvě fyzická zařízení, SSD a HDD, nainstalovaná ve stejném počítači; umístění dat je optimalizováno buď ručně uživatelem, nebo automaticky operačním systémem vytvořením „hybridních“ logických zařízení.
U hybridních jednotek jsou SSD a HDD kombinovány v jednom mikrokontroléru a zpravidla v jednom případě. Funkce ukládání do mezipaměti je implementována přidáním malého množství flash paměti na pevný disk a zkopírováním nejpoužívanějších sektorů tam; rozhodnutí o umístění se provádí buď zcela na zařízení (samooptimalizovaný režim), nebo umístěním „nápověd“ operačním systémem (režim naznačený hostitelem).
V roce 2007 představily společnosti Seagate a Samsung první hybridní disky: Seagate Momentus PSD a Samsung SpinPoint MH80 [3] . Oba modely byly 2,5palcové se 128 nebo 256 MB flash paměti . Přenos dat mezi magnetickými disky a flash pamětí byl prováděn pomocí technologie ReadyDrive operačního systému Windows Vista . Produkty však nejsou široce používány [4] , a to i kvůli chybějícímu výraznému zvýšení rychlosti [5] a nedostatkům technologie ReadyDrive [2] .
V květnu 2010 společnost Seagate představila nový hybridní pohon Momentus XT [6] s označením Solid State Hybrid Drive (SSHD). Nebyl již softwarově závislý na operačním systému a sestával z 500GB pevného disku s integrovanou 4GB SLC flash pamětí [2] (později byla vydána druhá generace Momentus XT se 750, respektive 8 GB). Zároveň společnost představila technologii FAST ( Flash-Assisted Storage Technology ) , která je zodpovědná za ukládání dat na flash paměť, která má zase tři složky: FAST Management, Adaptive Memory a FAST Boot. FAST Management zajistil kompatibilitu hybridního disku s jakýmkoli operačním systémem, bez nutnosti dalších ovladačů, a také plnil funkci podobnou Trim pro konvenční SSD . Adaptivní paměť (Adaptive Memory) měla na starosti distribuci informací mezi pevným diskem a flash pamětí a FAST Boot zrychlil načítání operačního systému [5] .
V dubnu 2013 společnost Western Digital představila 2,5" disky WD Black SSHD, včetně 5 mm silného SSHD s 500 GB konvenční paměti a 8 GB, 16 GB nebo 24 GB flash paměti.
Existují dvě hlavní „hybridní“ úložné technologie, které kombinují NAND flash paměť (SSD) s technologií HDD: hybridní systémy se dvěma disky a hybridní disky SSD.
Hybridní systémy s duálním úložištěm kombinují použití samostatných SSD a HDD zařízení nainstalovaných ve stejném počítači. Obecně platí, že optimalizace výkonu je řízena buď pomocí uživatele počítače (ruční umístění nejčastěji používaných dat na SSD), nebo pomocí softwaru operačního systému počítače (sloučením SSD a HDD do hybridních svazků (oddílů) , neviditelné pro koncové uživatele). Příklady implementace hybridních oddílů v operačních systémech jsou bcache a dm-cache v Linuxu [7] a Fusion Drive od společnosti Apple .
V přenosných počítačích takový systém zpravidla používá moduly flash cache (FCM). FCM používá samostatný SSD (obvykle modul mSATA SSD) a HDD, přičemž optimalizaci zajišťuje buď počítačový software, ovladače zařízení nebo kombinace obojího. Technologie Intel SRT (Smart Response) [8] je dnes nejběžnější implementací FCM pro hybridní systémy.
Existují také notebookové systémy, které také používají samostatné SSD a HDD ve stejném 2,5palcovém krytu, ale také poskytují (na rozdíl od SSHD) současně (na rozdíl od hybridních SSD) samostatný přístup k oběma jednotkám. Pohony tedy můžete používat podle svého uvážení [9] .
Stále častěji se také v serverech používá hybridní pevný disk SSHD , který může na rozdíl od čistých SSD výrazně snížit jejich cenu.
Pojem Hybrid Solid State Drive (SSHD) označuje produkty, které do pevného disku obsahují značné množství NAND flash [10] .
Zásadním rozdílem je integrovaný cachovací systém pro nejčastěji používané sektory. Mikrokontrolér zařízení sám kopíruje nejčastěji používané datové oblasti do rychlé cache paměti.
Rozhodování o tom, které datové prvky jsou upřednostňovány pro flash paměti, je jádrem hybridní technologie SSD.
SSHD může pracovat ve dvou hlavních režimech:
Automatický (samooptimalizovaný) režim V tomto režimu SSHD funguje nezávisle na operačním systému a nezávisle činí všechna rozhodnutí související s distribucí dat. Režim optimalizovaný pro hostitele (režim naznačený hostitelem). V tomto provozním režimu SSHD umožňuje rozšířenou sadu příkazů SATA "Hybrid Information" obsaženou ve verzi 3.2 Mezinárodní organizace Serial ATA (SATA-IO). Pomocí těchto příkazů SATA rozhoduje o tom, které datové prvky jsou umístěny v paměti NAND flash, operační systém a ovladač zařízení s přihlédnutím ke struktuře souborového systému [11] .Některé specifické funkce SSHD disků, jako je například režim host-hinted, vyžadují softwarovou podporu v operačním systému . Microsoft přidal podporu pro host-hinted operation ve Windows 8.1 [12] , zatímco záplaty pro linuxové jádro jsou dostupné od října 2014 a očekává se, že budou zahrnuty do hlavní větve linuxového jádra [13] [14] .
Koncem roku 2011 a začátkem roku 2012 testy rychlosti ukázaly, že hybridní SSD se 750 GB HDD a 8 GB mezipamětí jsou pomalejší než SSD v náhodném čtení/zápisu a sekvenčním čtení/zápisu, ale rychlejší než HDD při spouštění aplikací a vypínání [15] [ 16] .
Z hlediska výkonu jsou hybridní disky v pozici mezi pevnými a SSD [2] . Testování rychlosti hybridního disku v porovnání s HDD a SSD [5] :
| HDD : Seagate Momentus (ST9750420AS) | SSHD: Seagate Momentus XT (ST750LX003) | SSD : Plextor PX-256M2S | |
|---|---|---|---|
| PCMark 7 (pevný disk) | 1733 bodů | 3575 bodů | 5059 bodů |
| Maximální/Minimální/Průměrná rychlost sekvenčního čtení | 119,7/60,7/96,7 Mbps | 112,7/55,5/89,8 Mbps | 349,4/325,6/337,2 Mbps |
| Maximální/Minimální/Průměrná rychlost sekvenčního zápisu | 118,6/60,2/94,2 Mbps | 114,8/47,9/86,9 Mbps | 276,6/122,3/266,8 Mbps |
| Šířka pásma rozhraní: Čtení/zápis | 142,8/142,8 Mbps | 181,3/332,2 Mbps | 348,0/342,0 Mbps |
| Doba přístupu: čtení/zápis | 15,4/15,4 ms | 0,2/1,1 ms | 0,3/0,3 ms |
| Zapsat soubor na disk (2 GB) | 11 s | 12 s | 4 s |
| Čtení souboru z disku (2 GB) | 26 s | 14 s | 5 s |
| Kopírovat soubor ze složky do složky (2 GB) | 22 s | 24 s | 7 s |