Отличия дисковых подсистем SSD и HDD+SSD для виртуальных выделенных серверов, сравнение производительности.

Диски HDD+SSD-кэш

Принцип работы . Мы используем быстрые SSD-диски для кэширования запросов к медленным, но значительно более ёмким и недорогим HDD-дискам. В этом режиме каждое обращение к жесткому диску виртуальной машины проверяется на наличие в кэше, и при его наличии в кэше отдаётся оттуда, а не читается с медленного диска. Если же в кэше данные не найдены, то они читаются с HDD-диска и записываются в кэш.

Преимущества технологии HDD+SSD-кэш. Основной плюс технологии HDD+SSD-кэш в объеме предоставляемого дискового пространства. Также серверы на этой технологии дешевле, что немаловажно для размещения начинающих проектов, тестовых серверов и вспомогательных сервисов.

• Бекапы данных
• Объемные архивы с данными
• Любые сервисы и сайты, для которых не критична скорость чтения/записи с дисков

Диски SSD

Принцип работы . SSD (Solid-state drive) - это накопитель, в котором, в отличие от обычных жестких дисков, нет движущихся элементов. Для хранения в SSD используется флеш-память. Простыми словами, это большая флешка.

Преимущества технологии SSD. Основное преимущество SSD-накопителей - это скорость работы. В отличие от обычного жесткого диска, отсутствуют временные затраты на позиционирование считывающих головок - увеличивается скорость доступа к данным. Согласно тестам, скорость чтения/записи на SSD превышает показатели обычных HDD в несколько раз.

Кому будет полезен VDS или VPS на SSD ?

• Владельцам интернет магазинов: скорость работы с базами данных на SSD несоизмеримо выше, чем на HDD.
• Владельцам других сайтов: страницы вашего сайта будут открываться значительно быстрее, что немаловажно для ранжирования в поисковых системах.
• Для разработчиков: скорость компиляции кода на SSD-дисках выше, сэкономьте свое время.
• Для игровых серверов: скорость загрузки увеличивается, не заставляйте игроков ждать.

Диски NVMe

Принцип работы . NVM Express (NVMe, NVMHCI, Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification) - обновленная версия SSD-диска. Использует собственный, разработанный с нуля, протокол взаимодействия, и подключается через порт PCI Express.

Преимущества технологии NVMe. Чтение-запись с дисками NVMe в 2-3 раза быстрее, чем с обычными SSD. Шина PCI Express не ограничивает скорость диска - этим обеспечивается прирост производительности. Кроме этого, на NVMe быстрее обрабатываются параллельные операции, больше операций чтения-записи проводится в единицу времени.

Когда заказывать виртуальный сервер с диском NVMe ?

• В тех же случаях, что и SSD. Когда вашему проекту уже не хватает производительности SSD, либо планируете рост проекта и высокие нагрузки.

Сравниваем производительность

Мы сравнили производительность виртуальных машин на «боевых» физических серверах с различными дисковыми подсистемами.

Мы учитывали количество IOPS (количество операций ввода/вывода, Input/Output Operations Per Second) - это один из ключевых параметров при измерении производительности систем хранения данных, жестких дисков и твердотельных дисков (SSD).

Обратите внимание, что в работе сайтов чаще всего используются именно операции чтения данных, а не записи. Этот показатель SSD дисков в три раза выше, чем у технологии HDD+SSD-кэш.

Сравнение производительности технологий

Если вы решили приобрести твердотельный SSD накопитель, то на это может быть несколько причин:

• Вас не устраивает скорость работы вашего HDD.
• Вам необходима быстрая работа windows и определенных типов приложений, игр.

Однако установить ССД в компьютер или ноутбук, а затем заполнить его информацией недостаточно. Необходимо также оптимизировать его работу с работой вашей OC.

Рассмотрим основные методы оптимизации SSD диска.

AHCI SATA

Технология, позволяющая использовать функцию TRIM для различных твердотельных накопителей. Ее включение производится на уровне BIOS вашего ПК или ноутбука.

Включение AHCI SATA:

1. Открываете командную строку комбинацией клавиш win + R.
2. Вводите команду: «regedit» (доступ в реестр).
3. Переходите по следующему пути: HKEY_LOCAL_MACHINE → SYSTEM → CurrentControlSet → Services → storahci.
4. Измените значение подраздела ErrorControl на 0 (по умолчанию 3), вызвав контекстное меню и нажав параметр «Modify».
5. Перейдите в ветку с название «StartOverride» и измените его значение на 0 (по умолчанию 3).
6. Перезагрузите ваш ПК (ноутбук), зайдите в BIOS/UEFI (как зайти в BIOS, смотрите отдельно для модели вашего ноутбука или материнской платы ПК). В разделе «storage configuration», и в подразделе «SATA port» выставить AHCI или же в разделе «SATA RAID/AHCI Mode», выставить AHCI (Для разных версий BIOS, свои разделы и подразделы).
7. Проверьте работоспособность функции в Windows. Перейдите по следующему пути: Панель управления → Диспетчер устройств → IDE ATA/ATAPI controllers. В последнем подразделе должно появиться устройство: «Standard SATA AHCI Controller».

Функция TRIM

По умолчанию данная функция включена на windows 7 и выше, однако, лучше вручную проверить работает ли эта функция. Смысл TRIM в том, что после удаления файлов, windows передает SSD накопителю информацию, что определенная область диска не используется и ее можно очистить для записи. (в HDD данные остаются и запись производится «поверх» существующей). Со временем, если функция отключена, будет происходить падение производительности накопителя.

Проверка TRIM в Windows:

1. Запустите командную строку, нажав комбинацию клавиш win + R.
2. Введите команду: «fsutil behavior query disabledeletenotify».
3. Если после ввода выводится сообщение: «DisableDeleteNotify = 0», то функция TRIM включена, если «DisableDeleteNotify = 1», то TRIM не функционирует. Если TRIM не работает, введите команду: «fsutil behavior set DisableDeleteNotify 0», затем повторите пункты 2 и 3.

Дефрагментация

Данная функция помогает оптимизировать и ускорить работу HDD, но для SSD, она оказывает пагубное влияние. Для SSD, функция «автоматическая дефрагментация» по умолчанию отключена. Чтобы проверить работает ли она необходимо:

1. Нажать комбинацию win + R.
2. В окне командной строки ввести команду: «dfrgui» и нажать «ОК».
3. В открывшемся окне, выделите ваш ССД и посмотрите на пункт «Оптимизация по расписанию». Для нашего твердотельного накопителя она должна быть отключена.

Индексация

Функция Windows, помогающая выполнять быстрый поиск файлов на диске при больших объемах информации, однако, увеличивающая нагрузку по записи на SSD. Для ее отключения:

1. Переходим в раздел «Этот компьютер», «Мой компьютер», «Компьютер» (для каждой ОС по-разному).
2. Выбираете ваш ССД и в контекстном меню выбираете «Свойства».
3. В открывшемся окне, снимаете флажок напротив параметра: «Разрешить индексирование содержимое файлов на этом диске в дополнение к свойствам файла».

Служба поиска

Ее функция создает файловый индекс, благодаря которому нахождение разнообразных файлов и папок производится быстрее. Однако скорости ССД вполне достаточно чтобы от нее отказаться. Для ее отключения необходимо:

1. Переходите по следующему адресу: Панель управления → Система и безопасность → Администрирование → Управление компьютером.
2. Переходите во вкладку: «Службы».
3. Находите службу «Windows search» и во вкладке «Тип запуска» выбираете «Отключена».

Гибернация

Режим, который позволяет сохранять содержимое оперативной памяти на жёстком диске, благодаря чему при последующем включении, сохраняется информация и открытые приложения с предыдущего сеанса.

При использовании ССД смысл этой функции теряется, так как накопитель и так быстро стартует. А «Гибернация», создавая циклы «запись-перезапись», уменьшает продолжительность жизни SSD диска.

Отключение гибернации:

1. Запускаете вновь cmd.exe сочетанием клавиш win + R.
2. Вводите команду: «powercfg -h off».

Кэширование записи

Данная функция повышает производительность вашего твердотельного накопителя. При ее включении используется технология записи и чтения NCQ. NCQ – принимает несколько запросов одновременно, а затем организовывает их порядок выполнения таким образом, чтобы достичь максимальной производительности.

Для подключения необходимо:

1. Вызвать командную строку комбинацией win + R
2. Ввести команду: «devmgmt.msc».
3. Открыть «Дисковые устройства», выбрать SSD и в контекстном меню выбрать «Свойства».
4. Перейти во вкладку «Политика».
5. Поставить «галочку» напротив параметра: «Разрешить кэширование записей для этого устройства».

Prefetch и Superfetch

Prefetch – технология, с помощью которой часто используемые программы загружаются в память заранее, тем самым ускоряется последующий их запуск. При этом на дисковом пространстве создается одноименный файл.

Superfetch – технология похожая на Prefetch с тем отличием, что ПК предугадывает какие приложения будут запущенны, заблаговременно загружая их в память.

Обе функции не имеют пользы при использовании SSD. Поэтому их лучше всего отключить. Для этого:

1. Вызываем командную строку сочетанием клавиш win + R.
2. Выполняем команду: «regedit» (переход в реестр).
3. Переходите по пути: HKEY_LOCAL_MACHINE → SYSTEM → CurrentControlSet → Control → Session Manager → Memory Management → PrefetchParameters.
4. Находите в подразделе реестра несколько параметров: «EnablePrefetcher» и «EnableSuperfetch», устанавливаете их значение в 0 (по умолчанию 3).

Утилита SSD Mini Tweaker

Все вышеперечисленные действия можно выполнять вручную, но руками программистов были созданы программы – твикеры, предназначение которых кастомизация ОС windows, а также отдельных ее компонентов с помощью нескольких кликов. Одной из таких программ является SSD Mini Tweaker .

SSD Mini Tweaker – программа, разновидность твикеров, позволяющая без особых усилий оптимизировать ваш SSD.

Преимущества:

• Полная русификация.
• Работает на всех ОС начиная с Windows 7.
• Бесплатная.
• Понятный интерфейс.
• Не требует установки.

Другие способы

Такие манипуляции, как перенос кэша браузеров, файлов подкачки, временных папок Windows, бэкапа системы с SSD диска на HDD (или отключение данной возможности) являются бесполезными, так как хоть и увеличивают продолжительность жизни ССД, но ограничивают потенциал его использования.

Тем самым выполнив несложные вышеперечисленные манипуляции с вашей ОС, вы сможете продлить жизнь вашего накопителя, а также настроить его на режим максимальной производительности.

Введение

SSD-диски обычно быстрее магнитных жёстких дисков. Конечно, некоторые накопители на флеш-памяти отличаются весьма посредственной скоростью записи, но в целом именно твердотельные накопители сейчас задают темп, оставляя в тени эволюцию традиционных жёстких дисков.

Правда, SSD-диски не только быстрее, но и намного дороже обычных HDD. Каждый гигабайт SSD-накопителя обходится недёшево. И если существует вариант освободить несколького гигабайт, отключив ненужные службы и компоненты Windows, то этим нельзя пренебрегать.

Также стоит отметить, что на форумах компьютерных энтузиастов найдётся немало личностей, уверяющих, что несколько несложных оптимизаций Windows помогут добиться увеличения производительности. Но действительно ли это так?

В данной статье мы решили детально рассмотреть наиболее популярные SSD-твики и определить с помощью теста, как они влияют на производительность системы. По-существу, нам предстоит ответить всего на два простых вопроса - можно ли, используя определённые системные твики, освободить место на системном диске и увеличить производительность компьютера?

Кроме того, мы планируем протестировать два разных твердотельных диска чтобы проверить, зависит ли эффект от конкретной модели SSD, либо эти твики подойдут для любого диска. Возможно, что эти твики и вовсе бесполезны и нет никакого способа заставить SSD работать быстрее.

Мы протестируем девять наиболее популярных SSD-твиков для операционной системы Windows 7:

1. Отключение System Restore.
2. Отключение индексации данных.
3. Отключение файла подкачки.
4. Отключение гибернации.

Режим AHCI и команда TRIM

Прежде, чем приступить к тонким системным твикам, необходимо удостовериться, что SATA-контроллер переведён в режим AHCI, а команда TRIM поддерживается Windows 7. Обе данные настройки, строго говоря, нельзя отнести к разряду оптимизаций для SSD – скорее, это требование к конфигурации компьютера, в котором используется твердотельный накопитель.

Режим AHCI (Advanced Host Controller Interface) - это специфический режим SATA-контроллера, который позволяет пользоваться горячей заменой дисков SATA и технологией NCQ (Native Command Queuing - встроенная очередь команд). Использование NCQ обеспечивает более высокое быстродействие дисковой подсистемы.

Это особенно актуального для накопителей на флеш-памяти, где используется многоканальный контроллер: SSD-диск намного лучше приспособлен к одновременному выполнению нескольких команд. Вот почему максимальную производительность твердотельные диски обеспечивают именно на большой глубине очереди и выигрыш от использования NCQ может быть довольно ощутимым.

Не стоит забывать и о ещё одном важном аргументе в пользу AHCI: только в этом режиме работы контроллера вы можете воспользоваться поддержкой команды TRIM, которую обеспечивает операционная система Windows 7. Поддержка TRIM необходима для SSD-дисков, так как она помогает сохранять высокую производительность накопителя в течении длительного периода времени.

Согласно Википедии, TRIM - команда, позволяющая операционной системе уведомить твердотельный накопитель о том, какие блоки данных больше не используются и могут быть очищены накопителем самостоятельно. Применение TRIM позволяет устройству SSD уменьшить влияние "сборки мусора" (garbage collection), которая в противном случае в дальнейшем обернётся снижением скорости записи в затронутые секторы. Поддержка TRIM обеспечивает более стабильную скорость записи, а также снижает износ свободных ячеек памяти.

Как проверить, что контроллер SATA работает в режиме AHCI

Режим AHCI контроллера SATA можно выставить в настройках BIOS или UEFI вашей материнской платы. В большинстве современных материнских плат он устанавлен по умолчанию, но удостовериться в правильной настройке BIOS следует именно перед установкой Windows, а не после. Если Windows уже установлена, необходимо проверить, включён ли режим AHCI:

• В меню "Пуск" выбираем "Панель управления".
• На вкладке "Просмотр" выбираем режим отображения "Мелкие значки".
• Выбираем "Диспетчер устройств".
• В "Диспетчере устройств" находим ветку "IDE ATA/ATAPI контроллеры", разворачиваем её и ищем контроллеры AHCI.
• Если AHCI-контроллер есть в списке, то система работает в режиме AHCI.
• Если контроллеры AHCI в списке отсуствуют, то система запущена без поддержки AHCI.

• Если вместо AHCI используется режим Legacy IDE, то рекомендуется переключится в режим ACHI. Однако при установленной ОС сделать это будет уже немного сложнее. Подробнее об этом описано в статье техподдержки на сайте Microsoft .

Как проверить, что включена команда TRIM

Если поддержка TRIM включена в Windows 7, то операционная система оправляет соответствующие команды SSD-накопителю. Убедиться, работает ли TRIM, также довольно просто:

• В меню "Пуск" в поле поиска вводим cmd.
• Кликаем правой кнопкой мыши по исполняемому файлу cmd.exe и выбираем "Запуск от имени администратора".
• В командной строке вводим "fsutil behavior query DisableDeleteNotify" (без кавычек).
• Если компьютер выдаёт DisableDeleteNotify = 0, поддержка TRIM включена.
• Если выводится сообщение DisableDeleteNotify = 1, поддержка TRIM отключена.

Отключение System Restore

Перейдём к описанию более тонких системных оптимизаций. Первой из них на очереди стоит отключение System Restore - встроенной в Windows системы отката (восстановления) системы, использующей принцип "контрольных точек".

Отключение System Restore решает две задачи. Во-первых, вы снижаете число операций записи на SSD, что повышает его долговечность. Сегодня есть разные мнения относительно того, стоит ли волноваться об излишних операциях записи на SSD. Количество циклов перезаписи - основной параметр, который говорит нам о долговечности ячеек памяти, на основе которых создаются твердотельные накопители. Некоторые пользователи считают, что волноваться не стоит: вы вряд ли увидите тот день, когда ячейки памяти вашего SSD-накопителя прекратят хранить данные. Другие пользователи, напротив, делают всё, чтобы минимизировать количество циклов перезаписи. Однозначного ответа, кто из них прав, пока нет. Но если вы не полагаетесь на случай и относите себя к тем, кто не хочет рисковать, то отключение System Restore - это хороший вариант уменьшить нагрузку на ячейки памяти. Добавим, что "контрольные точки" System Restore недоступны для команды TRIM и регулярное использование данной функции Windows потенциально способно привести со временем к снижению производительности накопителя.

Вторая причина отказаться от восстановления системы - экономия свободного места на системном диске. Контрольные точки, созданные System Restore, хранятся на самом системном диске и "отъедают" недешёвое дисковое пространство на SSD. При этом далеко не всегда они обеспечивают полноценный откат системы. Как правило, безопаснее иметь полноценный образ системы, созданный с помощью специализированной утилиты (Norton Ghost, Acronis True Image). "Развернуть" такой образ на диск можно за считанные минуты и у вас будет уверенность, что получится вернуться к рабочей системе. Кроме того, не нужно хранить такой образ на самом системном диске - для этих целей можно использовать обычный винчестер или внешний диск.

Как отключить восстановление системы

• Кликаем правой кнопкой мыши по значку "Компьютер" в меню "Пуск" и выбираем "Свойства".
• Выбираем вкладку "Защита системы".
• Кликаем по кнопке "Настроить".
• Устанавливаем флажок напротив пункта "Отключить защиту системы".

Отключение индексации данных

Индексация данных - ещё одна функция Windows, от которой по многим причинам стоит отказаться. Для этого есть две причины. Во-первых, она разработана для повышения производительности обычных HDD, обладающих посредственной скоростью случайного доступа, чтобы находить файлы быстрее.

Но такой подход мало применим для SSD-накопителей, скорости поиска и случайного чтения у которых на порядок выше. В этом случае преимущества, ради которых была придумана индексация, представляются, по меньшей мере, сомнительными.

Во-вторых, индексация предполагает лишние операции записи, также как и ранее описанная функция System Restore. Объём записи на диск индекс-файлов незначителен, но его не следует списывать со счетов, так как любой шаг, исключающий ненужные операции по записи на SSD, идёт на пользу.

Как отключить идексацию

• Кликните левой кнопкой мыши по пункту "Компьютер" в меню "Пуск".
• Кликните правой кнопкой по иконке вашего SSD-накопителя и выберите "Свойства".
• Снимите флажок "Разрешить индексирование содержимое файлов на этом диске в дополнение к свойствам файла".
• Должно появиться окно предупреждения - отменять индексацию только для выбранного диска либо для всех вложенных папок и каталогов. Выбираем второй вариант, нажимаем ОК.

Отключение файла подкачки

Файл подкачки - это один из механизмов виртуальной памяти, при котором отдельные фрагменты ("страницы") из оперативной памяти, которые не используются в данный момент системой, перемещаются на жёсткий диск и хранятся там, ожидая, пока пользователь не начнём активно работать с тем или иным приложением. Обычно речь идёт о свёрнутых окнах программ и подобных неактивных задачах, загруженных в ОЗУ. Понятно, что скорость обращения к виртуальной памяти на жёстком диске намного меньше, чем к оперативной. Но при наличии небольшого объёма оперативной памяти в системе или одновременной работе с большим количеством приложений такой подход фактически не имеет альтернативы.

Вот что утверждает Википедия относительно сочетаемости файла подкачки и SSD: "С большой вероятностью, использование свопинга на SSD-накопителях (имеют ограниченное количество циклов перезаписи) уменьшает срок их службы".

Таким образом, отключив виртуальную память, вы можете увеличить долговечность накопителя, однако это не единственный мотив. Отключение виртуальной памяти позволяет освободить несколько гигабайт дискового пространства, что не менее важно.

При этом, стоит всё же иметь в виду, что данная операция предполагает определённый риск. Если система исчерпает физическую память, отсутствие файла подкачки приведёт к нестабильной работе системы. Отключать виртуальную память имеет смысл только в том случае, если установлено достаточно много оперативной памяти.

Как отключить файл подкачки

• Кликните правой кнопкой по значку "Компьютер".
• Выберите "Свойства".
• Выберите "Дополнительные параметры системы".
• Перейдите на вкладку "Дополнительно" и кликните по кнопке "Параметры" в разделе "Быстродействие".
• Появится окошко "Параметры быстродействия". В нём нужно выбрать вкладку "Дополнительно" и в разделе "Виртуальная память" кликнуть по кнопке "Изменить".
• Появится диалоговое окно "Виртуальная память". В нём нужно снять галочку с параметра "Автоматически выбирать объём файла подкачки".
• Выбираем "Без файла подкачки", нажимаем кнопку "Задать".
• Нажимаем OK, чтобы сохранить изменения и перезагружаем компьютер.

Отключение гибернации

Согласно справке Microsoft: "Режим гибернации - это режим пониженного потребления электроэнергии, разработанный в первую очередь для ноутбуков. При переходе в спящий режим все открытые документы и параметры сохраняются в памяти и компьютер переходит в режим пониженного потребления электроэнергии, а при переходе в режим гибернации все открытые документы и программы сохраняются на жёстком диске и затем компьютер выключается".

Эти данные сохраняются в скрытом системном файле Hiberfil.sys, который находится в корневой папке того диска, где установлена операционная система Windows. Служба Windows Kernel Power Manager создаёт этот файл в ходе установки Windows. Размер файла гибернации точно соответствует размеру оперативной памяти компьютера.

Отключив режим гибернации, мы можем освободить объём на SSD, соответствующий объёму установленной оперативной памяти. Компьютер, оснащённый SSD-диском, не нуждается в гибернации. Его достаточно просто выключить - последующий запуск Windows осуществляется настолько быстро, что можно просто забыть про подобные режимы. Особенно это актуально для владельцев ноутбуков, так как полное выключение ПК более предпочтительно с точки зрения экономии энергии.

Таким образом, режим гибернации создавался для компьютеров, оснащённых обычным жёстким диском, позволяя им "просыпаться" быстрее, чем при полном цикле выключения-включения Windows. Скорость загрузки ОС на компьютерах, оснащённых SSD-диском, намного выше. Гибернация в этом случае лишена практического смысла, но есть смысл освободить место, которое занимает Hiberfil.sys.

Как отключить режим гибернации

• В строке поиска меню "Пуск" введите cmd.
• Кликните правой кнопкой по исполняемому файлу cmd.exe и выберите "Запуск от имени администратора".
• В командной строке введите "powercfg -h off" (без кавычек).
• После завершения операции командная строка вернётся к состоянию ожидания новой команды.

Отключение Prefetch и SuperFetch

SuperFetch (Супер-выборка) - служба, осуществляющая кэширование наиболее часто используемых файлов. Учитывая минимальное время доступа SSD-накопителя, её можно отключить. При установке Windows 7 на твердотельный накопитель SuperFetch должна быть отключена автоматически.

Prefetch (Предвыборка) загружает блоки файлов программ в оперативную память. Отключив эту функцию, вы также можете освободить системную память.

Как отключить Prefetch и SuperFetch

• Наберите Regedit в строке поиска меню "Пуск".

• В реестре Windows необходимо найти ветку "HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\SessionManager\Memory Management\PrefetchParameters".
• Дважды кликните по ключу EnablePrefetcher.
• В строке "Значение" поменяйте значение на 0 и нажмите ОК.
• То же самое повторите с ключом EnableSuperfetch.
• Перезагрузите компьютер.

Отключение очистки буфера кэша записей Windows

Согласно справке Windows, "кэшированием записей" на устройстве хранения называется использование оперативной памяти для накопления команд записи, отправляемых на устройства хранения данных и их кэширования до тех пор, пока их не обработает более медленный носитель (либо физические диски, либо недорогая флэш-память). Если мы говорим о жёстком диске, то операционная система очищает команды, адресованные к внутреннему кэшу винчестера. При отключении очистки кэша записей, кэш команд очищается непосредственно в процессе записи. Теоретически, это позволяет увеличить производительность, устранив дополнительную команду очистки буферной памяти. Но на практике существует риск обратного эффекта, то есть снижения производительности накопителя, что напрямую зависит от архитектуры и логики контроллера накопителя.

Таким образом, перед нами - один из тех твиков, пригодных не для всех SSD. А именно, данная настройка не рекомендована для SSD-дисков Intel: по утверждаю производителя, она негативно влияет на производительность накопителя. Так или иначе, в нашем тесте мы зафиксировали скоростные характеристики дисковой подсистемы до и после применения данного твика, чтобы сделать вывод, сочетается ли всё-таки этот твик с дисками Intel или нет.

Как отключить очистку буфера кэша записей

• Кликните правой кнопкой по значку "Компьютер" в меню "Пуск", затем нажмите "Свойства".
• Выберите "Диспетчер устройств".
• Разверните ветку "Дисковые устройства".
• Кликните правой кнопкой мыши по SSD-накопителю и выберите "Свойства".
• На вкладке "Политика" установите флажок напротив "Отключить очистку буфера кэша записей Windows для этого устройства".

Отключение SuperFetch и Windows Search через "Службы"

О назначении SuperFetch мы уже писали ранее, а здесь лишь предложим ещё один вариант отключения данной функции через "Службы" Windows.

Что касается Windows Search, то смысл данной функции ясен из названия. Windows Search индексирует файлы и папки на вашем ПК. Этот индекс расположен в скрытой папке C:\ProgramData\Microsoft\Search и занимает около 10% самих файлов, индексированных системой. Когда вы ищите что-либо на компьютере, используя встроенный поиск Windows, часть индекс-файла загружается в оперативную память, что существенно ускоряет случайный поиск. Но если система установлена на быстрым SSD-накопителе, то увеличение производительности от использования данной функции вряд ли будет заметно и есть смысл освободить место на жёстком диске, отключив службу Windows Search.

Как отключить SuperFetch и Windows Search

• Нажав комбинацию клавиш Windows + R, вызовите диалоговое окно "Выполнить".
• Наберите "services.msc" (без кавычек), нажмите Enter.
• В появившемся окошке "Службы" найдите Superfetch и кликните по названию дважды мышкой.

• В меню "Тип запуска" выберите "Отключена", затем нажмите OK.
• В списке служб найдите Windows Search, кликните дважды мышкой.
• Кликните по кнопке "Остановить", в списке "Тип запуска" выберите "Отключена", затем нажмите ОК.

Отключение ClearPageFileAtShutdown и LargeSystemCache

ClearPageFileAtShutdown делает именно то, как называется - очищает файл подкачки при перезагрузке системы. Ранее мы отключили сам файл подкачки и теперь уже нет необходимости каждый раз очищать его при перезагрузке.

LargeSystemCache определяет, будет ли система сохранять стандартный размер кэша файловой системы (8 Мбайт) или, в случае необходимости, использовать кэш большого размера, что непосредственно влияет на количество операций записи на диск. Большой кэш файловой системы снижает доступный для приложений и служб объём оперативной памяти.

Если вы установили Windows 7 на SSD, есть большая вероятность, что обе данные функции были автоматически отключены при установке системы, но на всякий случай можно проверить это и просмотреть соответствующие ветки реестра:

• Нажав комбинацию клавиш Windows + R, вызовите диалоговое окно "Выполнить" (Run).
• Наберите "regedit" (без кавычек) и нажмите Enter.

• Откройте ветку реестра "HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\SessionManager\Memory Management"
• Дважды кликните по ключам ClearPageFileAtShutdown и LargeSystemCache, установив значение 0 для каждого из них.
• Перезагрузите компьютер.

Настройка плана электропитания

Данная настройка позволит SSD в режиме ожидания обрабатывать "сборку мусора", даже если работа за компьютером не производится:

• Заходим в "Панель управления".
• Выбираем "Электропитание", затем разворачиваем список "Показать дополнительные планы электропитания".
• Выбираем профиль "Высокая производительность".
• Кликаем мышью по "Настройке плана электропитания", кликаем по "Изменить дополнительные параметры электропитания".
• В появившемся диалоговом окне разворачиваем список "Жёсткий диск".
• В окошке "Отключать жёсткий диск через" вводим 0, что означает "Никогда".
• Нажимаем ОК.

Тестовая конфигурация

Тестовое оборудование
Процессор	Intel Core i7-920 (Bloomfield), 45 нм, 3,2 ГГц, 8 Мбайт кэша L3
Материнская плата	(LGA 1366) EVGA 132-BL-E758-TR, чипсет Intel X58 Express/ICH10R, версия BIOS: 6.00 PG
Оперативная память	6 Гбайт (3x2 Гбайт) DDR3-1600 OCZ Platinum (OCZ3P1600LV6GK)
Жёсткий диск	Samsung Spinpoint F3 1 Тбайт (103SJ), прошивка 1AJ10001
SSD-накопители	Intel X25-M G2 80 GB (SSDSA2M080G2GC), прошивка 2CV102M3 OCZ Vertex 2 240 GB (P75HAVO6H3N8E278), прошивка 1.29
Видеокарта	EVGA SuperClocked 01G-P3-1563-AR GeForce GTX 560 Ti (Fermi) 1 Гбайт 256-bit GDDR5 (SLI)
Блок питания	Corsair CMPSU-850TX

Программное обеспечение и драйверы
Операционная система	Windows 7 Ultimate 64-Bit
Драйвер SATA	Intel Rapid Storage Technology Driver 10.1.0.1008

Наша цель, в данном случае, состоит не в том, чтобы сравнить накопители Intel и OCZ между собой. Основная задача - оценить пользу или вред описанных ранее системных твиков для накопителей на разных контроллерах. По нашей задумке, конфигурация тестового стенда приближена к стандартной конфигурации современного ПК для энтузиастов. SSD-диск используется как системный, на него установлена операционная система и набор наиболее часто используемых программ. Игры, пользовательские папки и прочее находятся на жёстком диске.

Для тестирования "чистой" Windows без оптимизаций перед установкой Windows 7 мы использовали Secure Erase для каждого из принимавших участие в тесте SSD-накопителей.

Между тестами выдерживался промежуток в два дня, чтобы избежать снижения производительности диска вследствие многочисленных операций записи и накопления "сборки мусора", способной существенно снизить скоростные характеристики накопителя OCZ на базе контроллера SandForce SF-1200.

Кроме того, мы разметили накопитель OCZ Vertex 2 таким образом, чтобы система видела 74,4 Гбайт. Это необходимо, чтобы обеспечить равную ёмкость с накопителем второго поколения Intel X25-M и увеличить область "перекрытия" данных на OCZ Vertex 2.

CrystalDiskMark 3.0

Для начала, посмотрим на производительность в CrystalDiskMark 3.0 x64, обратив внимание на скорость чтения и записи. Ещё раз повторим, о каких настройках идёт речь:

1. Отключение System Restore.
2. Отключение индексации данных.
3. Отключение файла подкачки.
4. Отключение гибернации.
5. Отключение prefetching (упреждающее чтение).
6. Отключение очистки кэша записей Windows.
7. Отключение SuperFetch (Супервыборка) и Windows Search.
8. Отключение ClearPageFileAtShutdown и LargeSystemCache.
9. Настройка плана электропитания.

Чтобы избежать большого количества подробных графиков, мы объединили системные твики: вначале применялись только первые четыре, а потом - все вместе. Естественно, на графиках присутствуют и результаты "чистой" Windows 7 (без применения твиков), установленной на диск, который был предварительно очищен с помощью Secure Erase.

Посмотрев на графики, мы видим, что в тесте на чтение оба SSD-накопителя демонстрируют незначительную разницу в производительности до и после применения твиков.

В тесте на производительность записи картина несколько интереснее. На этот раз, разница в производительности после применения твиков действительно есть. Но результаты сами по себе весьма неоднозначны. С одной стороны, скорость OCZ Vertex 2 в тесте на запись случайных блоков по 4 килобайта выросла на 20 Мбайт/с. Но в случае с Intel X25-M наблюдается резкое снижение производительности в случае применения всех оптимизаций. Результаты применения только первых четырёх твиков мало отличаются от "чистого" диска, так что проблема, по всей видимости, находится в твиках из второй половины списка - возможно, это связано с отключением очистки кэша записей Windows.

Увеличение ёмкости накопителя

Нас совсем не удивило, что первые четыре оптимизации не оказывают принципиального воздействия на производительность SSD в CrystalDiskMark. Эти настройки, скорее, ориентированы на очистку дискового пространства. Но можно ли рассчитывать, что они действительно помогут увеличить объём доступного пространства на диске?

При применении твиков из первой группы, объём доступного дискового пространства увеличивается на 10 Гбайт и примерно одинаков для обоих накопителей. Для SSD-накопителя небольшого объёма, который используется в качестве системного, этот результат весьма ощутимый - из расчёта нынешней стоимости гигабайта дискового пространства SSD, вы съэкономите около $25. Освободившегося на диске места вполне хватит для установки одной-двух игр.

Iometer

При работе с базами данных "чистые" SSD превосходят "оптимизированные". Intel X25-M пострадал от оптимизаций больше, чем накопитель OCZ: его производительность падает в два раза практически при любом значении глубины очереди. Результаты, показанные Vertex 2, совпадают на глубине от 1 до 2 и от 16 до 64, но на отрезке от 4 до 8 системные твики немного снижают производительность.

Схожую картину мы наблюдается в серверном сценарии Iometer. Производительность Intel X25-M снижается более чем в два раза (за исключением глубины очереди 4, где результаты странным образом совпадают), в то время как "оптимизированный" накопитель OCZ демонстрирует примерно такую же производительность, как и "чистый".

В сценарии "веб-сервер" различия между дисками до и после "оптимизации" незначительны. Intel X25-M впервые показывает небольшой прирост производительности, OCZ Vertex 2 – наоборот, после применения твиков работает немного медленнее.

В сценарии нагрузки рабочей станции результаты практически повторяют графики сценария файл-сервера. Производительность Intel X25-M падает почти вдвое на всех значениях глубины очереди, кроме 4. Графики OCZ Vertex 2 до и после применения твиков совпадают, за исключением глубины очереди от 4 до 16, где "оптимизированный" накопитель демонстрирует чуть лучший результат.

Iometer Streaming

Графики потокового чтения напоминают графики сценария "веб-сервер". Intel X25-M показывает небольшое увеличение производительности на любой глубине очереди, а OCZ Vertex 2, после применения твиков, несколько уступает "чистому" диску на глубине от 8 до 16.

В тестах на потоковую запись графики средней скорости и количества операций ввода/вывода показывают одинаковую картину. Производительность OCZ Vertex 2 после применения твиков не изменяется. "Оптимизированный" Intel X25-M почти в два раза медленнее на всех значениях глубины очереди, кроме 2 и 32.

Чтение и запись случайных блоков по 4 кбайт

В тесте на случайное чтение Intel X25-M вновь демонстрирует небольшой прирост производительности, в то время как OCZ Vertex 2 после твиков работает несколько медленнее.

В тесте на потоковую запись блоками по 4 кбайт накопитель OCZ до и после применения твиков показывает идентичный результат на всех значениях глубины очереди. "Оптимизированный" Intel X25-M G2 на глубине от 1 до 4 работает медленнее "чистого" диска.

PCMark Vantage Storage

Общая оценка производительности дисковой подсистемы в PCMark Vantage, после применения всех твиков, чуть выше для накопителя OCZ, но заметно (почти в два раза) ниже для Intel X25-M. В сценарии загрузки приложений негативное воздействие "оптимизаций" на производительность касается уже обоих накопителей. В случае OCZ Vertex 2 скорость загрузки приложений снижается на 18 Мбит/с, а Intel X25-M работает в два раза медленнее.

В игровой производительности OCZ вновь теряет 10 Мбайт/с. Intel X25-M, напротив, показывает увеличение производительности примерно на 10 Мбайт/с после применения всех твиков.

В редактировании видео с помощью Windows Movie Maker мы вновь видим, что "оптимизации" негативно отражаются на производительности обоих накопителей. Для OCZ разница незначительна, но диск Intel работает значительно медленнее: скорость падает с 130,54 Мбайт/с до 48,47 Мбайт/с.

Тест на производительность Windows Defender в очередной раз демонстрирует снижение скоростных характеристик. Оба диска работают медленнее после применения твиков, хотя ситуация с Intel X25-M не столь печальна, как в предыдущем испытании.

Не меняется ситуация и в Windows Media Center. Производительность Intel X25-M снижается почти в два раза, OCZ Vertex 2 показывает снижение скорости на 30 Мбайт/с.

В сценарии добавления музыки в библиотеку Windows Media Player мы видим снижение производительности Intel X25-M примерно в три раза(!). Для накопителя OCZ применение твиков привело к снижению скорости на 6,72 Мбайт/с, что намного менее критично.

В сценарии импортирования изображений в библиотеку Windows Photo Gallery мы видим более интересную картину. Диск OCZ по-прежнему работает немного медленнее после "оптимизаций", но в данном случае разница незначительна. Зато Intel X25-M, наоборот, демонстрирует ощутимый прирост производительности.

Сценарий загрузки Windows Vista повторяет результаты, которые мы наблюдали в нескольких более ранних тестах. Снижение производительности для OCZ Vertex 2 незначительно, но накопитель Intel после всех "оптимизаций" работает ощутимо медленнее - скорость снижается с 198,33 Мбайт/с до 107,52 Мбайт/с.

Что не так с отключеним очистки буфера кэша записей?

Основываясь на результатах наших тестов становится понятно, почему Intel рекомендует не отключать очистку буфера кэша записей Windows для своих SSD. Чтобы визуализировать негативное влияние данного твика, мы повторно запустили тест на запись бенчмарка CrystalDiskMark 3.0 x64 с тремя конфигурациями настроек:

1. "Чистая" установка Windows на диск после Secure Erase.
2. Windows cо всеми твиками включая отключённую очистку буфера кэша записей.
3. Windows со всеми твиками, кроме очистки буфера кэша.

Таким образом, мы увидим, влияют ли на снижение производительности все остальные "оптимизации", рекомендуемые для владельцев SSD.

Когда применены все твики, включая очистку буфера кэша, производительность Intel X25-M G2 существенно снижается. Наиболее печальную картину мы видим в тестах на запись блоков данных по четыре килобайта: здесь скорость записи падает до 4 Мбайт/с. Если же применить все оптимизации, за исключением очистки буфера, то производительность накопителя Intel возвращается примерно к тому же уровню, что и в случае "чистой" Windows. Несомненно, необходимо следовать рекомендации Intel и отказаться от отключения буфера кэша записей, если в вашем распоряжении есть твердотельный накопитель данного производителя.

Выводы

Понятно, что схема оптимизации SSD с помощью системных твиков не настолько проста и логична, чтобы её можно было представить в виде краткой "инструкции для чайников". Некоторые твики приводят к снижению производительности. Некоторые, напротив, её повышают. Некоторые увеличивают доступное пространство на диске. Часть из них автоматически производятся при установке Windows 7 на SSD-накопитель.

Наиболее интересный момент тестирования производительности накопителя до и после применения "оптимизаций" заключается в том, что мы можем получить количественную оценку воздействия того или иного твика на производительность. Например, теперь мы точно знаем, что отключение очистки буфера кэша записей Windows на накопителях Intel является однозначно плохой идеей. OCZ Vertex 2, напротив, вполне нормально отреагировал на любой из девяти твиков. Вопрос, который мы приберегли для заключительной части нашей статьи, заключается в том, какой выигрыш даёт оптимизация SSD при помощи системных твиков для компьютерных энтузиастов, всегда стремящихся извлечь максимальную выгоду из потраченных на подобный накопитель денег.

Возможно, самый главный мотив, чтобы всё-таки оптимизировать работу SSD, заключается в увеличении доступного места на диске. Возможность освободить сколько-нибудь места на диске можно только приветствовать. На диске объёмом 40 или 60 Гбайт, уже заполненном под завязку операционной системой и приложениями, даже несколько "дополнительных" гигабайт станут более чем ощутимым бонусом. В нашем тесте мы смогли освободить 10 Гбайт на SSD-накопителе объёмом 80 Гбайт, используя несколько системных твиков. И хотя эти настройки являются самыми спорными с точки зрениях их воздействия на производительность, они, без сомнений, найдут применение в руках опытного пользователя, который понимает, что делает.

Мы предполагаем, что наибольшее отторжение наш материал вызовет у тех пользователей, которые просто не могут зайти дальше отключения файла подкачки. Есть серьёзные аргумент как за, так и против данной "оптимизации". Мы пока воздержимся от того, чтобы рекомендовать отключение файла подкачки или, наоборот, советовать воздержаться от этого. Отметим лишь то, что отключение файла подкачки имеет смысл лишь на тех машинах, где имеется достаточное количество оперативной памяти. Если вы хотите защитить себя от сбоев системы, работая без файла подкачки, то при пиковой загрузке должно оставаться от 25 до 50 процентов от общего объёма оперативной памяти. Иными словами, если в системе установлено 6 Гбайт оперативной памяти, то в ситуации пиковой загрузки должно оставаться свободным 3,5-4 гигабайта. Если это не так, перед отключением файла подкачки имеет смысл подумать об увеличении объёма оперативной памяти, в противном случае существует риск нестабильной работы компьютера и потери данных.

Помимо увеличения свободного дискового пространства, ещё одним мотивом оптимизации SSD является минимизация операций записи на диск. Применяемая в твердотельных накопителях MLC-память имеет ограниченное число гарантированных циклов перезаписи и есть вполне реальная вероятность, что после определённого числа операций перезаписи ячейка просто откажется принимать новые данные. Хотя мы не располагаем каким-либо инструментом, с помощью которого можно было бы определить состояние ячеек на диске прямо сейчас, шумиха вокруг потенциальной ненадёжности такого рода накопителей намного больше, чем реальная ненадёжность. Чтобы убедиться в этом, достаточно, для примера, изучить спецификации Intel. Несмотря на переход в серии SSD 320 к потенциально менее стойкой MLC-памяти, изготовленной по техпроцессу 25 нм, компания Intel увеличила срок гарантии с трёх до пяти лет. С учётом этого факта, оптимизация диска с целью уменьшения числа циклов перезаписи не представляется нам необходимой.

В конечном итоге, именно вам решать, какие из перечисленных твиков стоят того, чтобы применить их на вашей системе. Компания Microsoft несколько облегчила данную задачу для пользователей Windows 7, так как некоторые из оптимизаций автоматически применяются при установке системы на SSD, так что повторно настраивать их вручную уже нет необходимости. Если вы готовы взять на себя определённый риск, то остаётся возможность освободить немного места на SSD, однако на прирост производительности в результате таких оптимизаций рассчитывать не стоит.

Введение

По мере развития бизнеса возможности приложений с интенсивными рабочими потоками часто ограничиваются характеристиками жестких дисков (HDD). Несмотря на то, что емкости HDD резко возросли, скорость выполнения операций произвольного ввода/вывода (I/O) не увеличивалась в том же темпе. Однако, теперь возможно ускорить обработку потоков с интенсивным чтением данных, таких, как при онлайн транзакциях (On-Line Transaction Processing - OLTP), в сетевых и файловых серверах, базах данных, применяя новую технологию кэширования, Infortrend SSD Cache, которая использует высокую скорость и малую задержку твердотельных дисков для повышения скорости считывания часто требующихся жизненно важных данных. Скорость чтения для SSD значительно выше по сравнению с HDD и, следовательно, SSD Cache может существенно улучшить характеристики произвольного чтения и снизить время отклика.

Применимость настоящего документа

Семейство EonStor DS

Что такое SSD Cache?

Кэш-память - это компонент, который прозрачно накапливает данные, так что следующие обращения к ним могут обслуживаться более эффективно. Он имеет решающее значение для хранилища, особенно в применениях с интенсивным чтением данных. Без включения SSD Cache емкость кэш-памяти контроллера ограничена. SSD Cache позволяет использовать быстрые SSD для наращивания пула кэш-памяти системы хранения и накапливания часто запрашиваемых данных. С увеличением емкости SSD Cache частота попадания в кэш также увеличивается. Другими словами, все больше и больше “горячих” данных будет храниться в SSD Cache, будущие обращения к этим данным будут обслуживаться более эффективно и, следовательно, характеристики чтения будут улучшаться.

Почему Infortrend SSD Cache?

Во многих случаях, когда процентное содержание операций чтения в рабочем потоке значительно выше, чем операций записи, и происходит повторяющееся считывание небольшого количества данных, SSD Cache может дать следующие преимущества:

1.Улучшение характеристик чтения

SSD Cache использует интеллектуальный алгоритм, чтобы ускорить обработку интенсивных потоков с произвольным чтением данных, таких, как OLTP и обращения к базам данных. В таких ситуациях SSD Cache может существенно увеличить общую скорость чтения. Например, SSD Cache может в 2,5 раза увеличить значение IOPS при OLTP по сравнению с той же системой без SSD Cache. В то же время задержки также уменьшаются и, следовательно, степень улучшения характеристик зависит от действительных рабочих потоков приложения и поведения пользователя.

2.Интеллектуальное ПО и алгоритм управления

Интеллектуальное ПО автоматически анализирует модель доступа к данным и распознает последовательные и произвольные операции чтения/записи. Данные последовательного чтения или записи не заносятся в пул SSD Cache, в нем накапливаются только данные произвольного чтения, чтобы SSD использовались наиболее эффективно. Если более точно, то встроенное ПО автоматически перемещает копии наиболее часто требующихся данных из кэш-памяти контроллера в пул SSD Cache в соответствующее время. Эти “горячие” данные впоследствии будут считаны из SSD Cache, если система получит запрос на их чтение. Разработанны Infortrend алгоритм оптимизирует цикличность копирования данных в SSD, так что для этой цели можно применять и сравнительно дешевые SSD. Это решение не только улучшает характеристики чтения, но и продлевает срок службы жестких дисков за счет уменьшения количества циклов чтения и записи.

3.Простой интуитивный интерфейс пользователя

Функции SSD Cache полностью интегрированы в Infortrend SANWatch и RAIDWatch GUI. Они очень просто настраиваются, управляются и обслуживаются. Например, пользователь может наблюдать за состоянием пула SSD Cache и легко проверять оставшийся срок службы для каждого SSD.

Infortrend SSD Cache

Как работает Infortrend SSD Cache

Если SSD Cache включено и работает в течение некоторого времени, интеллектуальное встроенное ПО собирает статистику и немедленно обновляет записи о “температуре” данных в кэш-памяти контроллера. Основываясь на этих записях, встроенная программа автоматически копирует в соответствующее время небольшие фрагменты случайных часто требующихся данных из кэш-памяти контроллера в пул SSD Cache, используя метод последовательной записи, чтобы избежать интенсивных операций с SSD и, следовательно, увеличить срок их службы. Пока пул SSD Cache Pool не заполнится “горячими” данными, генерируемыми приложениями на хосте, метод предварительного копирования блоков на SSD с помощью зонного предсказания ускоряет операции чтения. Если размер блока данных меньше или равен 16 KB, данные копируются прямо в пул SSD, даже если они считываются только однократно. Если размер блока больше 16 KB, и программа распознает его как “горячие” данные (считываются несколько раз), то они классифицируются как часто требующиеся и сохраняются в пуле SSD. Для этих “горячих” данных будет хранится две копии - одна в SSD Cache и одна на жестких дисках.

Как правило, по получении запроса на чтение данных система проверяет, имеются ли соответствующие данные в кэш-памяти контроллера. Если запрашиваемые данные есть в кэше контроллера, система тут же возвращает их хосту. Если же запрашиваемых данных нет в кэше контроллера, то система проверяет пул SSD Cache. Если запрашиваемые данные были сохранены в SSD Cache на основании оценки их “температуры”, то система считывает эти данные прямо из SSD Cache и возвращает из хосту. В противном случае данные будут возвращены с более медленного устройства. Следовательно, чем больше попаданий в кэш, тем больше запросов будет обслужено SSD Cache, поэтому общие характеристики и среднее время отклика будут улучшаться.

Что нужно для работы SSD Cache

1. Требования к программному обеспечению и SANWatch

ПО версия 512F12 или выше

SANWatch версия 3.0.h.14 или выше

2. Лицензия на SSD Cache

SSD Cache доступно по лицензии. Infortrend также предоставляет 30-дневную пробную лицензию.

3.Соотношение между емкостью кэш-памяти контроллера и максимальным размером пула SSD Cache:

Если в системе разрешена работа SSD Cache, то кэш-память контроллера будет использовать некоторую часть пространства для сохранения “горячих” данных, и размер “горячих” записей в кэше контроллера будет определять максимальный поддерживаемый размер пула SSD. Для начальной комбинации (2 GB на контроллер) максимальный поддерживаемый размер пула SSD Cache равен 150 GB для одиночного контроллера и 300 GB для моделей с двойным избыточным контроллером.

По сравнению с SSD кэш-память контроллера более экономична. Кроме того, в кэш-память контроллера могут попадать не только считываемые, но и записываемые данные. Следовательно, мы рекомендуем пользователям EonStor DS нарастить кэш-память до 16 GB на один контроллер и приобрести подходящие SSD для кэш-пула (соответствующие вашим потребностям и бюджету), чтобы получить максимальный выигрыш в характеристиках.

4.Сброс контроллера(ов) для запуска SSD Cashe

Последний шаг запуска SSD Cache включает сброс контроллера(ов). По умолчанию, в кэш-памяти контроллера не назначается пространство для хранения “горячих” данных. Следовательно, требуется сбросить контроллер и инициализировать его так, чтобы выделить подходящее пространство для “горячих” записей. После сброса контроллера и активации функции SSD Cache управлять им очень просто. Нет необходимости сбрасывать или перегружать систему при добавлении SSD в пул или удалении из него. Эта процедура выполняется с помощью интуитивного интерфейса пользователя через SANWatch или RAIDWatch.

5.Требования к SSD

В настоящее время один контроллер поддерживаеи до 4 SSD. Если вы хотите использовать функцию SSD Cache, проверьте, пожалуйста, числится ли выбранная вами модель SSD в квалификационном списке Infortrend Qualified Vendor List (QVL). Только SSD из нашего QVL могут применяться для улучшения характеристик хранилища, как описано в этом документе.

Заключение

Infortrend SSD Cache представляет собой интеллектуальное решение, которое многократно улучшает характеристики хранилища, в особенности для приложений с интенсивным чтением данных, значительно снижает задержки и поддерживает большие пулы кэш-памяти. Его легко устанавливать, администрировать и обслуживать с помощью интуитивных интерфейсов пользователя от Infortrend. Мы настоятельно рекомендуем использовать его в системах с интенсивными рабочими потоками и часто повторяющимися операциями чтения.

Полный текст статьи с иллюстрациями вы можете скачать в виде pdf файла.

В статьях про СХД из "конспекта админа" практически не рассматривались технологии софтовой организации дискового массива. Кроме того, за кадром остался целый пласт относительно дешевых сценариев ускорения хранилищ с помощью твердотельных дисков.

Поэтому в этой статье рассмотрю три неплохих варианта использования SSD-дисков для ускорения подсистемы хранения.

Почему просто не собрать массив из SSD – немного теории и рассуждений на тему

Чаще всего твердотельные накопители рассматривают просто как альтернативу HDD, с большей пропускной способностью и IOPS. Однако, такая замена "в лоб" часто стоит слишком дорого (брендовые диски HP, например, стоят от $2 000), и в проект возвращаются привычные накопители SAS. Как вариант, быстрые диски просто используются точечно.

В частности, удобным выглядит использование SSD для системного раздела или для раздела с базами данных – с конкретным выигрышем в производительности можно ознакомится в соответствующих материалах . Из этих же сравнений видно, что при использовании обычных HDD узким местом является производительность диска, а в случае SSD сдерживать будет уже интерфейс. Поэтому замена одного лишь диска не всегда даст такую же отдачу, как комплексный апгрейд.

В серверах используют SSD с интерфейсом SATA, либо более производительные SAS и PCI-E. Большинство представленных на рынке серверных SSD с интерфейсом SAS продаются под брендами HP, Dell и IBM. К слову, даже в брендовых серверах можно использовать диски OEM-производителей Toshiba, HGST (Hitachi) и других, которые позволяют сделать апгрейд максимально дешевым при схожих характеристиках.

С широким распространением SSD был разработан отдельный протокол доступа к дискам, подключенным к шине PCI-E – NVM Express (NVMe). Протокол разработан с нуля и значительно превосходит своими возможностями привычные SCSI и AHCI. С NVMe обычно работают твердотельные диски с интерфейсами PCI-E, U.2 (SFF-8639) и некоторые M.2, которые быстрее обычных SSD более чем вдвое . Технология относительно новая, но со временем она обязательно займет свое место в самых быстрых дисковых системах.

Немного про DWPD и влияние этой характеристики на выбор конкретной модели.

При выборе твердотельных дисков с интерфейсом SATA следует обращать внимание на параметр DWPD, который определяет долговечность диска. DWPD (Drive Writes Per Day) – это допустимое количество циклов перезаписи всего диска в сутки на протяжении гарантийного периода. Иногда встречается альтернативная характеристика TBW/PBW (TeraBytes Written, PetaBytes Written) – это заявленный объем записи на диск на протяжении гарантийного периода. В SSD для домашнего использования показатель DWPD может быть меньше единицы, в так называемых "серверных" SSD - 10 и более.

Такая разница возникает из-за разных типов памяти:

SLC NAND . Самый простой тип – в каждой ячейке памяти хранится один бит информации. Поэтому такие диски надежны и обладают хорошей производительностью. Но приходится использовать больше ячеек памяти, что негативно влияет на стоимость;

MLC NAND . В каждой ячейке хранится уже два бита информации – самый популярный тип памяти.

eMLC NAND . То же самое что и MLC, но повышена устойчивость к перезаписи благодаря более дорогим и качественным чипам.

• TLC NAND . В каждой ячейке хранится по три бита информации – диск максимально дешев в производстве, но обладает наименьшими производительностью и долговечностью. Чтобы компенсировать потери по скорости, для внутреннего кэша часто используется память SLC.

Таким образом, при точечной замене обычных дисков твердотельными логично использовать MLC-модели в RAID 1, что даст отличную скорость при том же уровне надежности.

Считается, что использование RAID совместно с SSD – не лучшая идея. Теория основывается на том, что SSD в RAID изнашиваются синхронно и в определенный момент могут выйти из строя все диски разом, особенно при ребилде массива. Однако, с HDD ситуация точно такая же. Разве что, испорченные блоки магнитной поверхности не дадут даже прочитать информацию, в отличие от SSD.

По-прежнему высокая стоимость твердотельных накопителей заставляет задуматься об альтернативном их использовании, помимо точечной замены или использования СХД на базе одних лишь SSD.

Расширяем кэш RAID-контроллера

От размера и скорости кэша RAID-контроллера зависит скорость работы массива в целом. Расширить этот кэш можно с помощью SSD. Технология напоминает решение Smart Response от Intel.

При использовании подобного кэша данные, которые используются чаще, хранятся на кэширующих SSD, с которых производится чтение или дальнейшая запись на обычный HDD. Режимов работы обычно два, аналогично привычному RAID: write-back и write-through.

В случае write-through ускоряется только чтение, а при write-back – чтение и запись.

Подробнее об этих параметрах вы можете прочитать под спойлером.

При настройке кэша write-through запись проводится как в кэш, так и на основной массив. Это не влияет на операции записи, но ускоряет чтение. К тому же, перебои питания или всей системы для целостности данных уже не так страшны;

• Настройка write-back позволяет записывать данные сразу в кэш, что ускоряет операции чтения и записи. В RAID-контроллерах эту опцию можно включить только при использовании специальной страхующей энергонезависимую память батарейки, либо при использовании флэш-памяти. Если же применять в качестве кэша отдельный SSD, то проблема с питанием уже не стоит.

Для работы обычно требуется специальная лицензия или аппаратный ключ. Вот конкретные названия технологии у популярных на рынке производителей:

LSI (Broadcom) MegaRAID CacheCade. Позволяет использовать до 32 SSD под кэш, суммарным размером не более 512 ГБ, поддерживается RAID из кэширующих дисков. Есть несколько видов аппаратных и программных ключей, стоимость составляет около 20 000 р;

Microsemi Adaptec MaxCache. Позволяет использовать до 8 SSD в кэше в любой конфигурации RAID. Отдельно лицензию покупать не нужно, кэш поддерживается в адаптерах серии Q;

• HPE SmartCache в серверах ProLiant восьмого и девятого поколения. Актуальная стоимость доступна по запросу.

Схема работы SSD-кэша предельно проста – часто используемые данные перемещаются или копируются на SSD для оперативного доступа, а менее популярная информация остается на HDD. Как итог, скорость работы с повторяющимися данными значительно возрастает.

В качестве иллюстрации работы RAID-кэша на базе SSD можно привести следующие графики:

StorageReview – сравнение производительности разных массивов при работе с базой данных: использованы обычные диски и их альтернатива на базе LSI CacheCade.

Но если есть аппаратная реализация, то наверняка существует и программный аналог за меньшие деньги.

Быстрый кэш без контроллера

Помимо программного RAID существует и программный SSD-кэш. В Windows Server 2012 появилась интересная технология Storage Spaces, которая позволяет собирать RAID-массивы из любых доступных дисков. Накопители объединяются в пулы, на которых уже размещаются тома данных – схема напоминает большинство аппаратных систем хранения. Из полезных возможностей Storage Spaces можно выделить многоярусное хранение (Storage Tiers) и кэш записи (write-back cache).

Storage Tiers позволяет создавать один пул из HDD и SSD, где более востребованные данные хранятся на SSD. Рекомендованное соотношение количества SSD к HDD 1:4-1:6. При проектировании стоит учитывать и возможность зеркалирования или четности (аналоги RAID-1 и RAID-5), так как в каждой части зеркала должно быть одинаковое количество обычных дисков и SSD.

Кэш записи в Storage Spaces ничем не отличается от обычного write-back в RAID-массивах. Только здесь необходимый объем "откусывается" от SSD и по умолчанию составляет один гигабайт.