Диски с производительностью твердотельных по цене жестких

Провалив три года назад первую попытку завоевать рынок гибридных дисков, компания Seagate анонсировала новое поколение устройств, сочетающих в себе свойства  жестких дисков и твердотельных накопителей (Solid State Drive, SSD). Емкость новых продуктов достигает 500 Гбайт, а самая дешевая модель на 250 Гбайт предлагается покупателям за 113 долл. (здесь и далее приведены примерные цены в США. — Прим. ред.)

В последнее время в Seagate особые усилия направляют на обеспечение энергоэффективности, но новое семейство Momentus XT, помимо этого, отличается еще высокой емкостью и производительностью.

Накопитель работает под управлением специального программного обеспечения, которое следит за характером использования устройства и задействует компонент SSD для оптимизации производительности. Со временем производительность настраивается в соответствии с особенностями поведения конкретного пользователя.

Momentus XT представляет собой жесткий диск с интерфейсом SATA и скоростью вращения шпинделя 7200 оборотов в минуту, объединенный с твердотельным накопителем на 4 Гбайт. Объем кэш-памяти DDR3, которой оснащен новый продукт, составляет 32 Мбайт. Скоростные характеристики выполнения операций чтения и записи представители Seagate сообщить не смогли, но объявили, что по критерию производительности комбинированные накопители заметно опережают традиционные жесткие диски со скоростью вращения шпинделя 7200 и 10000 оборотов в минуту и почти не уступают чисто твердотельным дискам.

«От своих клиентов мы получили ясное и недвусмысленное указание на то, что наши следующие накопители должны обладать более высокой производительностью», — подчеркнул Марк Войтасяк, старший менеджер по маркетингу продуктов Seagate.

В ходе испытаний специалисты компании Seagate сравнивали модель Momentus XT с тремя другими высокопроизводительными накопителями. В качестве соперников для нового устройства были выбраны твердотельный диск, жесткий диск Western Digital Velociraptor со скоростью вращения 10000 оборотов в минуту, а также собственный жесткий диск Seagate Momentus со скоростью вращения шпинделя 7200 оборотов в минуту. Тестирование проводилось на игровых ноутбуках ASUS G51, работавших под управлением Windows 7 Home Premium. На каждом из компьютеров выполнялись абсолютно одинаковые сценарии.

«По скорости загрузки операционной системы новый накопитель всего 5 секунд уступил твердотельному диску, опередив жесткий диск Velociraptor емкостью 300 Гбайт на 15 секунд и модель Momentus — на 36 секунд, — сообщил Войтасяк. — Когда дело дошло до загрузки приложений, модель Momentus XT продемонстрировала примерно те же результаты, что и твердотельный накопитель, и существенно обошла жесткие диски Velociraptor и Momentus».

Осенью 2007 года компания Seagate выпустила свой первый гибридный накопитель Momentus 5400 PSD (Power Savings Drive). Диск диаметром 2,5 дюйма имел скорость вращения 5400 оборотов в минуту и был оснащен флэш-памятью NAND емкостью всего 256 Мбайт. На рынке он особой популярностью не пользовался.

Твердотельный компонент в PSD выполнял роль кэш-памяти, поэтому продолжительность загрузки уменьшилась. Пластины жесткого диска вращались на протяжении 10%  общего времени эксплуатации, потребляя на 50% меньше электроэнергии по сравнению с традиционными жесткими дисками, имеющими скорость вращения 5400 оборотов в минуту. Но по сравнению с выпускавшимися в тот период жесткими дисками устройство Seagate имело относительно небольшую емкость, а по производительности опережало накопители на жестких дисках совсем незначительно.

«В Seagate хорошо понимали, что твердотельные диски  очень дороги, и попытались предложить клиентам более дешевый вариант, — пояснил Стивен Бейкер, ведущий аналитик исследовательской компании NPD Group. — Однако в прошлом гибридные диски особой ценности не представляли. По производительности они не намного опережали жесткие диски, но стоили значительно дороже. Сегодня  Momentus XT по цене  вполне может конкурировать как с жесткими дисками, так и с твердотельными накопителями. К примеру, выпускаемый Intel твердотельный накопитель потребительского уровня емкостью 80 Гбайт продается в онлайн-магазинах типа Newegg.com в среднем за 215 долл.».

Новые устройства Momentus XT имеют емкость 250, 320 и 500 Гбайт и продаются в розницу по цене 113, 132 и 156 долл. соответственно. Asus станет первым производителем, который будет выпускать ПК, оснащенные накопителями Seagate Momentus XT.

Новое устройство предназначено для любителей компьютерных игр, корпоративных пользователей, предъявляющих повышенные требования к скорости выполнения операций, разработчиков, а также энтузиастов, самостоятельно собирающих высокопроизводительные ПК. Если все пойдет по плану, то в итоге новый продукт должен оказаться на рынке мобильных компьютеров общего назначения.

Одновременно с Momentus XT компания Seagate анонсировала программное обеспечение Adaptive Memory — алгоритм, позволяющий оптимизировать производительность накопителя в зависимости от характера работы пользователя.

При первой загрузке системы с устройства Momentum XT программное обеспечение Adaptive Memory приступает к изучению пользовательских схем, определению порядка загрузки ОС и выделению приложений, которые используются чаще других.

При второй загрузке система уже на 80% осведомлена о пользовательских привычках и предпочтениях, а во время третьей загрузки производительность компьютера достигает своего пика и продолжает в дальнейшем оставаться на этом уровне.

«Momentus XT выполняет все эти операции под управлением любой операционной системы, — заметил Войтасяк. — Предложенное решение не зависит ни от конкретной операционной системы, ни от приложений».

По словам представителей Seagate, независимость от ОС означает, что в отличие от дисковых шаблонов операционная система не понимает, какие данные следует сохранять во флэш-памяти. Размещение данных осуществляется в соответствии с собственными алгоритмами Momentum XT, они отслеживают все обращения к диску и выявляют данные, которые нужно разместить во флэш-памяти для получения максимальной производительности. Гибридный диск обеспечивает выигрыш в производительности при использовании любой операционной системы: XP, Vista, Windows 7, Linux, Mac и т. д.

Полтора года назад компания Seagate анонсировала свой первый твердотельный диск. Накопитель корпоративного класса Pulsar был выполнен в формфакторе 2,5 дюйма и использовал микросхемы флэш-памяти NAND с одноуровневыми ячейками (Single-Level Cell, SLC). Модель PSD демонстрировала скорость последовательного чтения на уровне 240 Мбит/с, а записи — 200 Мбит/с, при этом пиковая производительность чтения достигала 30 тыс. операций в секунду, а записи — 25 тыс. операций в секунду.

Утверждалось также, что устройство Pulsar работает на 20% быстрее, чем стандартный жесткий диск со скоростью вращения шпинделя 5400 об./мин, энергопотребление уменьшается на 50%, а среднее время наработки на отказ увеличивается по сравнению с традиционными накопителями на 50%.

Компания должна наладить и производство твердотельных накопителей бытового назначения на базе менее дорогих чипов флэш-памяти NAND с многоуровневыми ячейками (Multi-Level Cell, MLC).

Как и в Pulsar, в Momentus XT используется флэш-память NAND с одноуровневыми ячейками. В одной ячейке такой памяти хранится один бит данных, что позволяет добиться более высокой производительности и надежности по сравнению с микросхемами флэш-памяти с многоуровневыми ячейками.

Память SLC выдерживает на порядок больше циклов записи/стирания, чем MLC, однако программное обеспечение, управляющее гибридными устройствами, делает это ограничение несколько менее значимым.

«Говоря о гибридных дисках, важно отметить, что данные всегда записываются сначала на диск, а уже потом отражаются во флэш-памяти, — подчеркнул Войтасяк. — Поэтому вы не потеряете информацию, если с флэш-памятью что-нибудь случится».

В процессе тестирования специалисты Seagate имитировали запись на накопитель Momentum XT 250 Гбайт данных на протяжении пятилетнего периода, при этом никакого разрушения твердотельного диска не наблюдалось.

Устройство Momentus XT оснащено интерфейсом USB 3.0 с пропускной способностью 4,8 Гбит/с, поддерживает собственную очередь команд Native Command Queuing и оборудовано портом eSATA для подключения диска во внешнем корпусе.

«Изменения, внесенные разработчиками в конструкцию Momentum XT, весьма впечатляют, но для этого продукта нужно формировать рынок, — заметил Бейкер. — Диски диаметром 2,5 дюйма не столь популярны среди энтузиастов, занимающихся 'домашней' сборкой ПК, по сравнению с 3,5-дюймовыми. Поэтому пользователей нужно приучить покупать большие и дешевые устройства, обеспечивающие необходимую емкость, после чего дополнять ассортимент решениями типа Momentus XT, позволяющими добиться роста производительности».