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硬件和软件缓存解释

鉴于传统机械硬盘(在正常情况下)价格低廉,而固态硬盘价格仍然相对较高,将传统机械硬盘的低成本与固态硬盘的速度相结合的混合存储解决方案将变得越来越普遍。我们将详细介绍两种不同的混合存储方案:基于硬件的方案和基于软件的方案。

硬件和软件方法都有其优点和缺点。软件往往更便宜,但速度也较慢,并且依赖于主机软件和硬件才能正常工作。另一方面,硬件往往要昂贵得多,尽管并非总是如此,并且通常独立于主机环境,同时还提供更快的速度。

当我们提到基于硬件的缓存解决方案时,我们通常指的是 LSI 的 CacheCade(它需要 RAID 卡、驱动器和软件的组合)或 OCZ RevoDrive Hybrid(它将存储和软件组合到单个设备中)。基于软件的缓存解决方案通常与硬件无关,主要以缓存软件为特色,有时与存储硬件相结合。接下来我们将深入探讨每个类别中一些行业领先的缓存解决方案。

英特尔 z68 高速芯片组

英特尔的 z68 芯片组通过其 RAID 实现支持使用 SSD 作为缓存,他们将其称为快速存储技术。 RST的缓存部分被称为智能响应技术,它本质上建立了一个专门的RAID阵列,将任何SSD(尽管最多只有64GB用于缓存)和任何单个驱动器或RAID卷组合成加速/混合对,如图所示由操作系统决定,目前仅限于 Windows。

为缓存提供支持的软件应该是智能的,因为它只缓存小型、随机、常用的 LBA 或逻辑块地址,任何大于几兆字节的读取都会直接通过 SSD 缓存。

英特尔还声称,病毒扫描等活动也会被检测到,并随后绕过缓存,以便仅让缓存充满最常用的文件。这种方法确实会显着缩短应用程序加载时间,但前提是应用程序文件没有因空间不足而被从缓存中踢出。

有利的一面是,这种方法只需要用户花费 SSD 的成本,因为缓存是芯片组的一部分。该解决方案的另一个好处是从一开始就启用缓存,而不是依赖稍后安装的软件,从而使配置变得非常简单。

OCZ Synapse 缓存 SSD

另一种软件实现是 OCZ 的 Synapse Cache SSD,使用 NVLEO 的 DataPlex 缓存软件。与英特尔的方法不同,英特尔的方法依赖于芯片组并支持任何 SSD 和硬盘,而 OCZ 的方法是芯片组中立的。这一切都基于 NVLEO 的 DataPlex 软件 OCZ 与 SSD 独家捆绑。

这款硬盘本身是预留了 50% 容量的 60GB 或 120GB SATA 6.0 Gb/s Agility 3 SSD,因此实际可用缓存空间分别为 30GB 或 60GB。缓存功能完全由配套软件实现,该软件安装到 Windows 系统后,即可在整个硬盘容量范围内提供接近 SSD 的速度。该软件突破了先进先出 (FIFO) 的缓存机制,能够智能识别哪些文件应该保留在 SSD 上,并根据优先级对文件进行排序。虽然 Synapse SSD 的价格比普通 SSD 高出 50 美元,但增加的成本至少有一部分用于支付 DataPlex 的授权费用。

OCZ RevoDrive 混合动力车

基于硬件的混合解决方案通常是完全集成的解决方案,大多独立于主机系统上的任何附加软件。一般来说,唯一需要的软件是与硬件接口的管理包,但日常操作不需要。

然而, OCZ 的 Revodrive Hybrid却依赖于主机系统。虽然它将一块 100GB 的 SSD 和一块 1TB 的 HDD 集成到一张 PCI-Express 卡上,但它需要与 Synapse Cache 相同的 Dataplex 软件才能运行。不过,它的价格远高于这两种软件方案,高达 499 美元。但这个价格也意味着你可以获得一块双 SF-2200 芯片驱动的 SSD,理论上可以达到 910MB/s 的读写速度和 120,00 IOPS,远超 128GB Synapse Cache 的 550MB/s 和 80,000 IOPS。此外,这张 PCIe 卡的安装也非常简便,只需将卡插入电脑即可。

希捷 Momentus XT

希捷Momentus XT是另一款硬件上的奇葩,它比除英特尔方案之外的其他所有方案都便宜得多,而且完全独立于主机硬件和软件。Momentus XT 本质上是一块 2.5 英寸 7200 转 500GB 的机械硬盘,搭配 4GB 板载 SLC NAND 闪存。缓存仅用于读取操作,因此虽然启动 Windows 等操作的速度可以接近固态硬盘,但任何需要写入的操作仍然会比较慢。

由于其随机性,随机读取也类似于 HDD。然而,就应用程序加载和启动时间而言,Momentus XT 通常比大多数 HDD(包括面向性能的桌面硬盘)更快,甚至在某些情况下接近 SSD 速度。这款小型 20 英寸驱动器比其他非混合驱动器平均仅贵 2.5 美元,确实物超所值,而且它还是一种罕见的缓存解决方案,也可供笔记本用户使用。

LSI MegaRAID CacheCade

LSI 的 MegaRAID CacheCade 软件是 LSI 新型 MegaRAID 控制器卡的附加软件,最多允许 32 个 SSD 和/或 512GB 缓存用于卡上的其余 RAID 阵列。这允许绝对惊人的速度,但代价高昂。 CacheCade 软件本身的价格为 270 美元,加上兼容的 MegaRAID 卡的成本,360-9260i 的起价为 4 美元。添加SSD和一些HD,成本会大幅增加。

LSI 的解决方案是企业级软件和硬件组合,但对于无论如何都要购买 LSI RAID 卡的爱好者来说,CacheCade 是一项绝佳的投资。

哪种缓存解决方案最好?

对于办公室/家庭办公来说,计算机所进行的最苛刻的活动都是围绕轻型游戏或生产力软件进行的,英特尔的解决方案或 Momentus XT 可以提供最佳价值。除了最便宜之外,它们还大大缩短了启动和应用时间,这将对办公室/家庭办公室工作负载产生最大的影响。

当转向更面向发烧友的工作负载(包括更多游戏和其他 I/O 要求较高的应用程序)时,英特尔和 OCZ 的 Synapse 方法提供了最佳选择。它们都可以用于缓存更大的辅助驱动器,从而允许 SSD 缓存应用程序和操作系统,同时回退到更快的辅助驱动器来存储视频/电影和其他大型项目。 RevoDrive Hybrid 也可以在这里使用,尽管它仅限于 1TB 的事实可能是一个问题。

对于笔记本电脑来说,选择不多。第一种是 Momentus XT,它几乎适用于所有配备 2.5 英寸硬盘的笔记本电脑。第二种选择是使用 OCZ Synapse 缓存并将其与第二块硬盘配对,但这需要像ThinkPad W520这样支持两个 2.5 英寸硬盘位或一个 2.5 英寸硬盘位和一个 mSATA 插槽的笔记本电脑。

在服务器和其他企业应用中,LSI 的 CacheCade 是唯一一款在 I/O 能力和卷大小方面真正能够在大规模上运行良好的产品。它的扩展性非常好,提供的存储容量可达到数据中心级别,最高可达 512GB SSD 缓存。它还提供近乎通用的硬件和软件兼容性,几乎支持所有流行操作系统的驱动程序,因为它只需作为通用存储阵列与主机配合使用。其他硬件和软件解决方案受到操作系统兼容性的限制,而 LSI 已经在大多数主要平台上提供支持。但归根结底,这些好处确实是有代价的,入门级解决方案(不包括驱动器)的成本与其他类别的成品一样高。