Da herkömmliche Festplatten ( unter normalen Bedingungen ) derzeit sehr günstig sind und SSDs immer noch relativ teuer, werden Hybrid-Speicherlösungen, die den niedrigen Preis herkömmlicher Festplatten mit der Geschwindigkeit von SSDs kombinieren, immer häufiger eingesetzt. Wir werden zwei verschiedene Ansätze für Hybrid-Speicherlösungen erläutern: hardwarebasierte und softwarebasierte Implementierungen.
Sowohl Hardware- als auch Software-Ansätze haben ihre Vor- und Nachteile. Software ist tendenziell viel billiger, aber auch langsamer und hängt von der ordnungsgemäßen Funktion der Host-Software und -Hardware ab. Hardware hingegen ist tendenziell deutlich teurer, wenn auch nicht immer, und ist in der Regel unabhängig von der Host-Umgebung, bietet aber auch viel höhere Geschwindigkeiten.
Wenn wir von hardwarebasierten Cache-Lösungen sprechen, beziehen wir uns im Allgemeinen auf etwas wie CacheCade von LSI, das eine Kombination aus RAID-Karte, Laufwerken und Software erfordert, oder das OCZ RevoDrive Hybrid, das Speicher und Software in einem einzigen Gerät kombiniert. Softwarebasierte Cache-Lösungen sind im Allgemeinen etwas hardwareunabhängiger und umfassen hauptsächlich die Caching-Software, die manchmal mit Speicherhardware kombiniert wird. Als nächstes werden wir uns mit einigen der branchenführenden Lösungen für das Caching in jeder Kategorie befassen.
Intel z68 Express-Chipsatz
Der z68-Chipsatz von Intel unterstützt die Verwendung einer SSD als Cache über seine RAID-Implementierung, die sie Rapid Storage Technology nennen. Der Caching-Teil von RST trägt den Namen Smart Response Technology, der im Wesentlichen ein spezielles RAID-Array einrichtet und jede SSD (obwohl höchstens 64 GB für das Caching verwendet werden) und jedes einzelne Laufwerk oder RAID-Volume zu einem beschleunigten/hybriden Paar kombiniert, wie gezeigt durch das Betriebssystem, das vorerst nur Windows ist.
Die Software, die den Cache antreibt, soll insofern intelligent sein, als sie nur kleine, zufällige, häufig verwendete LBAs oder logische Blockadressen zwischenspeichert und alle Lesevorgänge, die größer als ein paar Megabyte sind, direkt durch den SSD-Cache geleitet werden.
Intel behauptet außerdem, dass Aktivitäten wie ein Virenscan ebenfalls erkannt werden und anschließend den Cache umgehen, um den Cache nur mit den am häufigsten verwendeten Dateien voll zu halten. Dieser Ansatz führt zwar zu deutlich kürzeren Anwendungsladezeiten, allerdings nur, wenn die Anwendungsdateien nicht aufgrund von Platzmangel aus dem Cache geworfen wurden.
Der Vorteil ist, dass dieser Ansatz den Benutzer nicht mehr kostet als die SSD, da das Caching Teil des Chipsatzes ist. Ein weiterer Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass Caching von Anfang an aktiviert ist, anstatt sich auf später installierte Software zu verlassen, was die Konfiguration ziemlich einfach macht.
OCZ Synapse Caching SSD
Eine weitere Softwareimplementierung ist die Synapse Cache SSD von OCZ unter Verwendung der DataPlex-Caching-Software von NVLEO. Im Gegensatz zum Ansatz von Intel, der vom Chipsatz abhängig ist und jede SSD und Festplatte unterstützt, ist der Ansatz von OCZ Chipsatz-neutral. Alles basiert auf der DataPlex-Software von NVLEO, die OCZ exklusiv im Bundle mit der SSD anbietet.
Das Laufwerk selbst ist eine 50 % überdimensionierte 60-GB- oder 120-GB-SATA-6.0-Gb/s -Agility-3-SSD , wodurch entweder 30 GB oder 60 GB nutzbarer Cache-Speicher zur Verfügung stehen. Das Caching erfolgt durch eine Software, die nach der Installation unter Windows nahezu SSD-Geschwindigkeiten über die gesamte Speicherkapazität ermöglicht. Die Software geht über das FIFO-Prinzip (First In, First Out) hinaus und erkennt intelligent, welche Dateien mit unterschiedlicher Priorität auf der SSD verbleiben sollen. Obwohl die Synapse-SSDs 50 US-Dollar mehr kosten, deckt dieser Aufpreis zumindest teilweise die Lizenzgebühren für DataPlex ab.
Hardwarebasierte Hybridlösungen sind in der Regel vollständig integrierte Lösungen, die weitgehend unabhängig von zusätzlicher Software auf dem Hostsystem sind. Im Allgemeinen ist die einzige erforderliche Software das Verwaltungspaket, das mit der Hardware verbunden ist, für den täglichen Betrieb jedoch nicht erforderlich ist.
OCZs Revodrive Hybrid ist jedoch vom Hostsystem abhängig. Obwohl es eine 100-GB-SSD und eine 1-TB-HDD auf einer einzigen PCI-Express-Karte kombiniert, benötigt es dieselbe Dataplex-Software wie der Synapse Cache. Der Preis liegt mit 499 US-Dollar deutlich über den beiden Software-Lösungen. Dafür erhält man aber auch zwei SSDs mit SF-2200-Chipsatz, die theoretisch 910 MB/s und 120,00 IOPS erreichen – mehr als die 550 MB/s und 80,000 IOPS des 128-GB-Synapse Cache. Die PCIe-Karte lässt sich zudem einfach installieren; es muss lediglich eine einzige Karte in den PC eingesetzt werden.
Seagate Momentus XT
Die Seagate Momentus XT ist insofern ungewöhnlich, als sie deutlich günstiger ist als alle anderen genannten Lösungen außer der von Intel und zudem völlig unabhängig von der Host-Hardware und -Software arbeitet. Die Momentus XT ist im Wesentlichen eine 2.5-Zoll-Festplatte mit 7200 U/min und 500 GB Speicherkapazität, die mit 4 GB SLC-NAND-Speicher ausgestattet ist. Der Cache wird ausschließlich für Lesevorgänge verwendet. Daher erreichen Vorgänge wie das Booten von Windows fast SSD-ähnliche Geschwindigkeiten, während Schreibvorgänge weiterhin langsam ablaufen.
Zufällige Lesevorgänge sind aufgrund ihrer zufälligen Natur auch HDD-ähnlich. Allerdings ist das Momentus XT beim Laden und Booten von Anwendungen im Allgemeinen schneller als die meisten Festplatten, einschließlich leistungsorientierter Desktop-Laufwerke, und erreicht in einigen Fällen sogar SSD-Geschwindigkeiten. Mit einem durchschnittlichen Aufpreis von nur 20 US-Dollar gegenüber anderen Nicht-Hybrid-Laufwerken bietet dieses kleine 2.5-Zoll-Laufwerk ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis und ist außerdem eine seltene Caching-Lösung, die auch Notebook-Benutzern zur Verfügung steht.
LSI MegaRAID CacheCade
Die MegaRAID CacheCade-Software von LSI ist ein Add-on für die neuen MegaRAID-Controllerkarten von LSI, mit dem bis zu 32 SSDs und/oder 512 GB Cache für die restlichen RAID-Arrays auf der Karte verwendet werden können. Dies ermöglicht absolut rasante Geschwindigkeiten, allerdings zu einem hohen Preis. Die CacheCade-Software selbst kostet 270 US-Dollar, zuzüglich der Kosten für eine kompatible MegaRAID-Karte, die für den 360-9260i bei 4 US-Dollar beginnen. Fügen Sie SSDs und einige Festplatten hinzu, und die Kosten können erheblich steigen.
Die Lösung von LSI ist eine Kombination aus Software und Hardware der Enterprise-Klasse, aber für den Enthusiasten, der ohnehin eine LSI-RAID-Karte kauft, ist CacheCade eine fantastische Investition.
Welche Cache-Lösung ist die beste?
Für Büro-/Heimbüroarbeiten, bei denen die anspruchsvollste Aktivität, die der Computer jemals ausführen wird, leichte Spiele oder Produktivitätssoftware betrifft, bieten entweder die Lösung von Intel oder der Momentus XT das beste Preis-Leistungs-Verhältnis. Sie sind nicht nur die günstigsten, sondern bieten auch eine enorme Verkürzung der Boot- und Anwendungszeit, was bei der Arbeitsbelastung im Büro/Heimbüro den größten Einfluss hat.
Beim Übergang zu einer eher enthusiastenorientierten Arbeitslast, die aus mehr Spielen und anderen I/O-intensiven Anwendungen besteht, bieten die Synapse-Ansätze von Intel und OCZ die beste Lösung. Sie können beide zum Zwischenspeichern eines größeren sekundären Laufwerks verwendet werden, sodass die SSD Anwendungen und das Betriebssystem zwischenspeichern kann, während für Videos/Filme und andere große Dateien auf das schnellere sekundäre Laufwerk zurückgegriffen werden kann. Hier könnte auch der RevoDrive Hybrid zum Einsatz kommen, wobei die Beschränkung auf 1 TB ein Problem darstellen könnte.
Für Laptops gibt es nur wenige Optionen. Die erste ist der Momentus XT, der in nahezu jedem Laptop mit einer vorhandenen 2.5-Zoll-Festplatte funktioniert. Die zweite Möglichkeit ist die Verwendung des OCZ Synapse Cache in Kombination mit einer zweiten Festplatte. Dies erfordert jedoch einen Laptop wie den ThinkPad W520 , der zwei 2.5-Zoll-Festplatten oder eine 2.5-Zoll-Festplatte und einen mSATA-Steckplatz unterstützt.
Bei Servern und anderen Unternehmensanwendungen ist CacheCade von LSI das einzige, das im Hinblick auf I/O-Fähigkeiten und Volume-Größe wirklich in großem Maßstab gut funktioniert. Es lässt sich hervorragend skalieren und bietet Speicherkapazitäten, die bis in Rechenzentrumsebene reichen und bei 512 GB SSD-Cache ihren Höhepunkt erreichen. Es bietet außerdem eine nahezu universelle Hardware- und Softwarekompatibilität mit Treiberunterstützung für nahezu jedes gängige Betriebssystem, da es nur als generisches Speicherarray mit dem Host-Computer zusammenarbeiten muss. Wo andere Hardware- und Softwarelösungen durch die Betriebssystemkompatibilität eingeschränkt sind, bietet LSI bereits Unterstützung für die meisten wichtigen Plattformen. Letztendlich haben diese Vorteile jedoch ihren Preis: Einstiegslösungen – ohne Antriebe – kosten genauso viel wie das fertige Produkt in anderen Kategorien.
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