SSD-drive-uri pot rula atât de repede încât un blocaj în sistem este software-ul. Windows și alte sisteme de operare trebuie să sufere modificări.
Progresul tehnic este pentru industria de calculatoare, un fel de elixir al vieții. În mod constant există noi produse care în urmă cu doar câțiva ani părea o utopie absolută, schimbă lumea din jurul nostru dincolo de recunoaștere. Unul dintre aceste „utopii“ în domeniul dispozitivelor de stocare a datelor va deveni în curând o realitate. Imaginați-vă că porniți computerul și să nu fi nevoie să dați drumul butonului, puteți vedea în fața ta gata pentru sistemul de operare.
Sau rulează solicitante aplicații, cum ar fi Photoshop, începe imediat să lucreze - nu trebuie să aștepte module de sarcină și de interfață lung. Și pentru a salva pe disc dimensiunea HD-filme de 4 GB de sistem necesită mai puțin de o secundă.
Începutul unei revoluții în domeniul stocării de date va fi apariția unor drive-uri solid-state, pe baza unei noi generații de memorie, care va fi conectat la placa de sistem pentru interfețe de mare viteză. Chiar și astăzi, serverul SSD, conectat prin intermediul conectorului PCI Express oferă o rată de transfer de date mai mare în comparație cu purtători solizi clasice. Și cu lansarea de noi procesoare de la Intel Ivy Bridge microarhitectura pe baza acestei creșteri de performanță va afecta computerele de acasă. Experții prezic că, în stocarea de date pe termen lung va oferi timp de acces la nivel de memorie, precum și aplicarea noilor tehnologii va conduce în următorii ani să fuzioneze RAM și hard-disk.
Finalizat o revoluție a sistemelor de operare schimbărilor globale, cum ar fi Microsoft Windows sau Mac OS X. La urma urmei, mai rapid hard disk-ul, cu atât mai mult devine un blocaj în sistemul de operare. Este la o astfel de concluzie grupul de ingineri de cercetare de la Universitatea din San Diego, în cursul lucrărilor pe unitate, cu numele de cod Moneta. Despre asta, ce modificări trebuie aduse sistemului de operare și modul în care, în același timp, va crește productivitatea, veți învăța de la acest articol.
La viteza maxima: noua generație de unități
În următorii câțiva ani, hard disk-urile pot stoca date la viteze de până la 4 GB / s. Acest lucru va fi real din cauza utilizării complet noi tehnologii.
Utilizarea SSD-drive, putem obține deja o performanță PC impuls semnificativ, dar limita rata de date este limitată de interfața SATA III, prin care unitatea este conectată la placa de sistem. Lățime de bandă teoretică este de 6 Gbit / s, dar, în practică, chiar și cele mai rapide SSD-transportatori, de exemplu 3 OCZ Vortex furnizează doar 500 Mb / s.
lățime de bandă mai mare permite un succesor SATA III - SATA Express interfață, prin care solid-state drive pot transfera date la o viteză de 1,6 GB / s. Pentru schimbul de informații SATA Express utilizează un protocol diferit de mare viteză - PCI Express 3.0. Rețineți că cele mai rapide servere SSD oferă rată maximă de transfer de date de 3 Gb / s, iar în cazul în care noua interfață PCI Express 3.0 va fi extins, acesta va fi dublat.
Citire si scriere: nanosecunde
Memoria pe baza tranziției de fază este utilizat un aliaj metalic calcogenură care primește o structură cristalină sau amorfă în funcție de tensiunea aplicată. Deoarece PCM, precum și în memoria flash, datele stocate trebuie mai întâi să fie îndepărtate prin viteza de chips-uri PCM nu pot fi comparate cu DRAM. Memoria rezistiv este plin de promisiuni, dar în prezent există doar prototipuri ale acestor cipuri fabricate de HP, Panasonic, Samsung și Sony și produce aparate de aer condiționat electrice mitsubishi.
ReRAM toate eforturile sunt menite pentru a face un material izolant conductiv, aplicarea unei tensiuni la acesta, prin care valoarea bitului devine 1. Pentru a schimba este necesar să se aplice o tensiune inversă, care va restabili proprietățile de izolare ale materialului. Spre deosebire de tehnologia de memorie flash, și PCM-ReRAM permite suprascrierea directă a datelor. citi și scrie viteze sunt aceleași și sunt la nivelul memoriei - condiții prealabile ideale pentru viitor de stocare de înaltă performanță.
Frânele sistem de operare funcționează drive-uri rapide
Windows și alte sisteme de operare de la un astfel de disc nou de mare capacitate nu este în măsură să furnizeze stocarea eficientă a datelor.
Odată cu răspândirea masivă a SSD-magazine ne-am uitat deja despre durata timpului de încărcare a programului, care este caracteristică pentru hard disk-urile clasice de pe platane magnetice. Cu toate acestea, multe dintre caracteristicile sistemelor de operare moderne sunt încă optimizate pentru un HDD standard de. o nouă generație de unități necesită o reorganizare completă a sistemului de operare, deoarece acestea au o tensiune de operare mai mici și să aibă mai puțin timp de acces, permițându-le să efectueze mai multe operațiuni pe secundă.
Windows și alte sisteme necesită o prelucrare semnificativă
Care este domeniul de activitate pentru a schimba sistemul de operare care urmează să fie făcut, am găsit un grup de cercetatori de la Universitatea din San Diego, a creat un Moneta dispozitiv cu numele de cod, care folosește PCM - cipurile de memorie pe baza tranziției de fază. Se conecteaza la computer prin intermediul interfeței PCI Express, și, dezvoltatorii se presupune că, oferă o lățime de bandă de 4 GB / s.
Moneta rulează sistemul de operare Linux, dar spre deosebire de Windows sau Mac OS X, cu privire la conservarea acestor operațiuni sunt nesemnificative în acest sistem. Rezultatele ratei de date de măsurare valabilă pentru toate sistemele de operare moderne, iar acestea sunt dezamăgitoare: atunci când se utilizează sistemul de operare PCM încetinește în mod semnificativ în jos memoria.
Trebuie remarcat faptul că arhitectura Windows 7 și alt sistem de operare modern este optimizat în primul rând pentru lucrul cu drive-uri magnetice hard disk (HDD). Astfel, funcționarea sistemului încetinește planificatorul I / O (intrare / ieșire Scheduler), care gestionează toate unitatea HDD. De obicei, funcționarea fișierului este format din cereri (cerere) pentru scrierea sau citirea datelor din unitatea.
I / O Scheduler redistribuie cereri pentru a evita perturbări în transmiterea informațiilor. Acest model este potrivit în cazul unui hard disk pe baza plăcilor magnetice (HDD), dar folosind SSD-drive necesitatea unor astfel de operațiuni care nu sunt necesare, deoarece purtătorul solid-state are un timp de acces foarte scurt. Este demn de remarcat faptul că în Linux utilizează / O planificatorul I noop, care combină mai multe solicitări fără redistribuire prealabilă și le transferă către driver-ul pe hard disk.
Dar, de data aceasta operațiune a petrecut ca planificatorul este necesar de fiecare dată pentru a crea un nou fir. După transmiterea fluxului de instrucțiuni unitate de date, care este responsabil pentru operațiunea de citire / scriere este suspendat, iar după hard disk-ul misiunii sale trebuie să fie reactivată - este necesar să HDD ar putea „raport“ cu privire la finalizarea cu succes a operațiunii. Această abordare este adecvată pe computerele care utilizează CPU dual-core. În sistemele moderne multi-core, în același timp efectuarea de până la opt fluxuri de comenzi, astfel de situații sunt rare.
Pentru a crește rata de date, dezvoltatorii Moneta obține mai întâi scăpa de planificator. Ca urmare, ei au asigurat că datele sunt transmise fără distribuirea prealabilă și integrare. De obicei, o cerere constă dintr-un număr de comenzi, și driverul de disc colectează pentru instalațiile viitoare în memoria cache a unității. În acest timp de funcționare este consumat în zadar, dezvoltatorii Moneta, de asemenea, taie cereri de oțel care conțin numai o singură comandă de 64 de biți lung. Aceste măsuri au contribuit la creșterea semnificativă a numărului de operații I / O efectuate de Moneta, - aproximativ un milion pe secundă.
Capacitățile de optimizare a sistemului
Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că aceste modificări nu au fost încă permit obținerea de performanțe maxime. Este necesară o altă operațiune de a modifica, în care există o schimbare a arhitecturii sistemului de operare. Faptul că programele sistemelor de operare moderne, inițierea operațiunilor privind păstrarea datelor sunt efectuate cu drepturi limitate, și anume, funcționa în modul utilizator. Dimpotrivă, atribuit în modul kernel (privilegiat) nu cunoaște limite - el reușește să ajungă hardware-ul.
Astfel, cererile de stocare a datelor, înainte de a fi prelucrate, trebuie mai întâi să fie transferate în modul de operare nucleu de sistem.
Dezvoltatorii Moneta au făcut eliminarea apel la bază, creând propriul conducător auto care se execută în modul de utilizare. Astfel, sistemul de operare este aproape nu interferează cu procesul de transfer de date. În cauză sunt sistemul de management al sistemului de fișiere și drepturi care definește, de exemplu, care utilizatorilor li se permite accesul la un anumit fișier. Schimbul de informații între aplicație și kernel-ul se realizează indiferent de procesul de transfer de date. Din cauza acestui model de securitate nu este rupt arhitectura sistemului de operare.
În viitor, orice program poate pentru a obține direct și fără pierdere de timp de acces la dosar pentru citire sau scriere ea. Sistemul de operare va „sta departe“, în timp ce unitatea de disc va fi responsabil pentru gestionarea proceselor de stocare a datelor. Singura sarcină a sistemului de operare va fi de sistemul de fișiere pentru a participa la exploatarea forestieră a modificărilor de date. Astfel, viteza mare a subsistemului disc este posibilă numai într-un sistem de operare modificat.