Чи доступні переваги Optane-кешування за межами сучасної екосистеми Intel? longread

Disclamer. Публікація є логічним продовженням першої частини, яка доступна по засланні. матеріал

розрахований на широке коло читачів і тому немістить особливо глибоких технічних подробиць, які цікаві в першу чергу вузьких спеціалістів. Все описане в статті виконувалося на тестовому обладнанні в експериментальних цілях і автор не несе відповідальності за будь-які збитки внаслідок спроб повторити викладене. Завжди робіть backup-и!

Не далі як у 15м році маркетологи з Intel зсерйозними обличчями явили світу благу звістку у вигляді анонса незрозумілого на той момент часу чи то рішення, чи то продукту, то чи технології під ринкової маркою 3D Xpoint. Йшлося про новий класі! пам'яті, який мав бути втілений в модулях з ім'ям Optane. Прес-релізи обіцяли мінімум чудо з подальшою канонізацією купили - настільки жирно і неправдоподібно виглядали обіцяні детальний опис проекту На матеріалі. Якби просування на ринок аналогічного товару довірили євангелістам з Аpple, то "фану з експірієнсом" терміново довелося б іcкать заміну або як мінімум абонемент в гойдалку зі стероїдами.

Судіть самі - пам'ять обіцяли в 1000 разів швидше, ніж NAND, В 1000 разів витриваліші тієї ж NAND ну і в 10 разів щільніше і, відповідно, компактніше DRAM. Я гарантую це скріншотом!

У структурі системи нового продукту відводилипозиціонування між тим, що масам більш-менш зрозуміло, як оперативна пам'ять і твердотільні накопичувачі. Очікувався якийсь мічурінський проривний гібрид з позамежними на той момент показниками IOPS Ціни скромно не озвучують.

Трохи більш глибоке вивчення прес-релізів на прикладі корпоративних рішень натякало на те, що Інтел винайшов якийсь підвид кеша, На технології настільки швидкої, що їм можнакешувати навіть набирають популярність з огляду на зниження цін твердотільні накопичувачі! Для пересічного ж користувача, який тільки-тільки зміг долучитися до світу швидких носіїв, все виглядало не так шоколадно, скільки незрозуміло - адже ще вчора в їх розумінні верхом швидкодії в світі накопичувачів були саме SSD, а тут раптово Optane. Звичайно технічним фахівцям все було зрозуміло заздалегідь, але таких, як відомо, меншість. Решта ж очікували дійсно чогось приголомшливого підвалини зберігання і доступу до інформації.

Реальність же виявилася дещо більш прозаїчною. На тлі корпоративних клієнтів в рітейл майбутнє пропонувалося починаючи з NVME модулів по 16 ГБ за більш, ніж 40USD і 32 ГБ за майже 80USD для використання у вигляді кешу зовсім вже нетрадиційним способом.

Чудо повинно було стати милицею в основному дляповільних накопичувачів на жорстких дисках, яких в парку користувачів на планеті Земля донині більшість. Так Optane повинен був стати на перший погляд свого роду буфером між швидкою пам'яттю в ОЗУ і повільнішим накопичувачем. Оперативна пам'ять дорога, SSD пристойних розмірів - дорогі. Чому б не закеширувати гальмівний носій революційної залізякою?

Але робити це пропонувалося кілька нелогічнимчином. Головною особливістю впровадження кешуючого накопичувача Intel передбачав використання його в системах на базі процесорів 7 покоління (і то не всіх) і вище тобто в цільову аудиторію записали тільки покупців нового і недешевого заліза, які майже гарантовано планували системним диском SSD. В результаті пропонований "кеш задорого" в новій сучасній системі їм був банально не потрібен. Інтел намагалася змістити акценти, що, мовляв, гравці куплять невеликий SSD під систему, а НЖМД з великими релізами "Ігор" все одно доведеться чимось прискорювати і ось тут-то Оптан і можна буде прилаштувати.

Але «не злетіло" тому що старий парк технологія зухвало ігнорувала, а в новий - сильно запізнилася у зв'язку з хорошим проникненням великих обсягів ОЗУ і SSD в кола платоспроможних ентузіастів, а далі і в шірнармасси.

Відкинувши сарказм потрібно зауважити, що сама по собітехнологія вийшла і дозволила створити носії хоч і не такий казкової швидкості, як очікувалося, але по факту - швидкості безпрецедентною, особливо в роботі з довільним доступом. Тому досить швидко з прицілом на корпоративний сектор на базі 3D Xpoint викотили об'ємні Optane SSD 800P і зовсім вже непристойно швидкий Optane SSD 900P. Але ціни ..., та й від 1000 кратним перевищенням витривалості явно погарячкували , Хоча на мою особисту думку і 3dnews тестуютькілька непоказовим і результат по посиланню явно натякає, що відвал носія був з немаленькою ймовірністю програмним і здійснився по заздалегідь закладеному алгоритму після досягнення заданого кількості перезаписів осередків. Але без аналізу керуючої програми ці заяви непроверяеми.

Підводячи підсумок маркетингової компанії можнасказати, що Інтел з колегами змогли створити вже дуже швидкі накопичувачі корпоративного класу, які в роздрібному секторі зважаючи на ціни можуть бути лише нішевим продуктом - або для заможних ентузіастів-професіоналів, або у вигляді осколків для нетрадиційних завдань типу кешування.

З кешуванням ж не все так просто. Реалізація, хоч і запізнилася, проте могла бути корисною для мільйонів старих систем - адже швидкостей навіть наймолодших Оптанов мало вистачати для серйозної підтримки дискових систем минулого, але Оптан там було банально нікуди вставляти - NVME підтримувався далеко не всіма материнськими платами, а іншої реалізації Інтел НЕ спік. У тих же системах, де чарівну паличку було куди встромити, але не підходив процесор з логікою, вона бачилася звичайним носієм смішного на сьогодні обсягу. Загалом виробник штучно обмежив коло потенційних покупців тими, кому продукт був нецікавий.

А що ж з кешуванням? «Його було» і до опту. Сучасні операційні системи здійснюють кешування обміну даними штатними засобами з різним ступенем ефективності непомітно для користувача. За часів куцих обсягів оперативної пам'яті зрозумілий більш-менш аналог (саме аналог - реалізації сильно різні, але сенс схожий) задуманого Інтел на базі опту називався в ОС Windows ReadyBoost і реалізовувався натурально флешками (не тільки,але в основному), які могли бути сильно швидше крутяться жорстких дисків. USB3.0 і все таке. Особливо просунуті ентузіасти могли підкидати в якості бустера RAМдіск, але тут вже ставало питання ефективності витрати дорогою пам'яті на таке дійство.

Сферичні олдфагов в вакуумі пам'ятають час, колизапустити, скажімо, DOOM з рамдрайва було верхом жиру тому не кожна машина мала досить оперативної пам'яті для цього. Це дозволяло повністю виключити гальма подгрузки з дуже повільного диска в масових батальних сценах і не споглядати Морган дискету в кутку. Тобто ботлнеком вже тоді був НЖМД, але альтернатив в споживчому сегменті особливо і не було і рамдрайв був мало не єдиним способом заглянути добре за межі пропонованих НЖМД швидкостей. Там же можна було розмістити тимчасові папки і навіть запускати робочий ПО, але питання енергонезалежності всі псував. У підсумку на безриб'ї народжувалися такі мутанти як Gigabyte i-RAM, але з ростом доступності оперативної пам'яті вони були витіснені на периферію ринку і забуті всіма, крім тільки вже зовсім рідкісних гиків.

У корпоративному ж сегменті кешіруещее ПО існує досить давно, працює добре і коштує дорого. Але там питання ціни вторинний.

У роздрібному сегменті успішно працюють такі продукти як PrimoCache. Як це все влаштовано на практиці можна подивитися тут Працює хвилі добре. Особливо враховуючи, що в даному випадку реалізована 2-х рівнева система кешування - дані перед тим як загальмувати систему роботою з диском поміщаються до кеш оперативної пам'яті і фоново записуються на накопичувач не волали дискомфорту. Якщо дані ще не пішли на накопичувач, то повторне їх читання здійсниться з кешу в оперативній пам'яті майже миттєво, а читання найбільш популярних і об'ємних даних при роботі з PrimoCache відбувається з задублірованной на SSD копії, яка в цій програмі називається L2 кешем. Причому схема роботи PrimoCache відносно безпечна, якщо не захоплюватися відсуванням часового горизонту відкладеної на НЖМД записи сильно в майбутнє.

Здавалося б - чому цим шляхом не пішов Інтел? Що заважало зробити доступним Оптан-кешування древнім системам і забезпечити собі об'ємний ринок збуту? Мабуть в першу чергу орієнтація на корпоративного клієнта. Але навіщо тоді взагалі було заварювати цю кашу? Тут, до речі, треба зауважити, що Інтел хоч і непогано реалізувала відому давно технологію багаторівневого кешу, але і тут не змогла не відзначитися оригінальністю реалізації в поганому сенсі. Справа в тому, що кешування НЖМД через Оптан в тих системах, де він міг використовуватися, відбувалося, судячи з мануали, дуже оригінально - на відміну від дублювання популярних у ОС даних на еешірующій диск, як це зроблено в PrimoCache, Інтел придумав не дублювати дані , а переносити.

Тобто в теорії при розвалі Кешуються системи у випадку з PrimoCache залишалася повністю ціла вихідна інформація на кешувального носії, за мінусом того, що не встиг записатися з кешу в ОЗУ, і після чого система повністю запускалася хоч і з повільного, але живого і цілісного носія, а ось у випадку з Інтел при розвалі системи на різних фізичних носіях залишалися розрізнені шматки даних і чи можна щось в цьому випадку взагалі відновити - велике питання, а спробувати ніде.

На цьому тлі не відстала і АМД, представившиконцептуально схоже рішення StoreMi не забувши про обмеження по процессорной лінійці і логіці: X399 або 400, але дозволяє використовувати будь-які SSD як кешуючий. Примітно, що впарювати рішення знову таки передбачалося тим, кому воно особливо і не треба - покупцям нових лінійок. AMD бачила все якось так.

На цьому тлі PrimoCache для будь-яких системвиглядав дещо універсальніше, ніж необгрунтовано жорстко прив'язані до заліза рішення лідерів ринку. До нового залозу. Залозу недешевому, особливо в разі Інтел. Але про це нижче.

Так само треба відзначити, що кешування роботи знакопичувачем через вільну оперативну пам'ять пропонується для використання безкоштовно компаніями Сrucial і Samsung - головною вимогою є наявність системного диска цих виробників. У випадку з Сrucial кешіруешее ПО Momentum дозволяє працювати крім системного SSD від Crucial з іншими SATA носіями в системі.

Тобто вибір досить великий і на його тлі закритість рішення Інтел не зовсім зрозуміла, особливо з урахуванням дійсно видатних експлуатаційних характеристик їх виробів, які можуть наздогнати тільки кращі представники NAND-конкурентів в режимі багатоканального SLC.

Підіб'ємо проміжний підсумок. У користувача сьогодні є дуже широкий вибір. Можна під систему відвести дешевшають SSD, які сьогодні стали масово доступні з запаморочливими швидкостями в разі NVME за відносно осудні гроші. Це найправильніший, логічний і ефективний вибір сьогоднішнього дня. Залежно від потреб для зберігання холодних даних можуть використовуватися або НЖМД, або додаткові SSD, або RAID масиви з перших і других за смаком і нужді в безвідмовності. Ну або зовнішнє сховище, NAS, хмари і т.п. А з урахуванням того, що такі лідери ринку як Samsung ще й нативний кеш пропонують в комплекті з продуктом - интеловский кешування явно проходить повз каси.

Другим напрямком можна припуститикешування, яка постала перед Інтел і АМД, але обидва прив'язані до заліза і реалізовані неоднозначно. В результаті платоспроможні потрапляють в категорію вище, а решта - глядачі. А в той час ще так недоречно DDR4 подорожчанням злегка пригальмувала глобальний перехід на нові платформи тих, кому старі ще служили відносно нормально.

Ті ж, хто в общем-то і повинен був бути цільовоїаудиторією, а саме - власники старого парку, залишилися незаслужено забутими мейнстрімова виробниками. І хоча у мейнстріму інші цілі, проте, як зазначалося, в світовому парку ПК основним системним диском все ще стоїть старий і повільний НЖМД, хоча багато інші частини системи дозволили б їй бути цілком робочої навіть за сучасними мірками.

Так само не варто ігнорувати той факт, що вчималій кількості таких ось старих машин замінити НЖМД на SSD не завжди можливо по суб'єктивних обставин, які в основному можуть полягати в тому, що на машині все відрепетировано і звично, введені паролі, в зручних місцях розкладені файли і переустановлення системи з 0 може бути стресом під всіх сенсах. Прямий же переїзд клонуванням теж не завжди зручний, особливо якщо цим займається не фахівець, який не забуде, наприклад, вимкнути дефрагментацію за розкладом. В окремих же випадках переїзд на нове залізо може взагалі бути катастрофою місцевого масштабу, особливо в разі типу бухгалтерії. Саме в цю аудиторію б всі переваги Optana, але як раз їх зі списку можливих споживачів виключили жирним чорним маркером тобто штучними платформеними обмеженнями і ціною, яка робить навіть в перспективі цю затію на тлі впали цін на традиційні SSD здавалося б абсолютно безперспективною.

Для того щоб ще раз проілюструвати ситуаціюз кешуванням старого і повільного НЖМД з урахуванням сьогоднішніх можливостей того ж PrimoCache і копійчаного SSD на 16Гб від Kingston я наведу лише кілька скріншотів, дбайливо зроблених саме для цих цілей на рядовому ноутбуці, де здійснюються типові SОНО і розважальні роботи з аптаймом в приблизно 90 днів т . Е. 3 місяці. Ресурсномістких завдань типу перекодування відео або моделювання масштабних проектів тут не здійснюється. Упевнений, що не помилюся, якщо припущу, що близько 23 всіх домашніх і офісних ПК використовуються за схожим сценарієм.

Отже раз.

І два.

Як видно зі звіту програми за 3 місяці зсистемного диска ОС намагалася прочитати 664 гб інформації та 643,61 з них припало на загальний кеш тобто майже 97%. Причому третина всіх даних або майже 222 гб були прочитані саме з L2 кеша. Тобто фактично з повільного НЖМД система прочитала всього 3!% даних - все інше читалося з ОЗУ і кешуючого SSD з відповідними швидкостями і відгуком інтерфейсу користувача. Висловлюючись з побутового - система Windows не гальмувала.

Другим важливим елементом в статистиці єзагальний запит на запис системою - майже 369 гб з яких до реального носія долетіло лише 223,43 або 62,1%. Справа в тому, що в якийсь момент запис частини даних втрачає актуальність і в цей момент, якщо фізична запис ще не здійснена з кешу в ОЗУ, а час відстрочки налаштовується в ручну і у мене це 60 секунд, то такі дані і не доходять до носія. У нашому випадку завдяки кешування ми не записали понад 100 гб. У випадку з SSD це можна було б назвати економією його ресурсу, але сьогодні цей показник мало актуальний.

В кінці зверну увагу, що кешуваннявідбувалося на ноутбуці з 16Гб ОЗУ з Кешуються SSD в 16 гб і ці самі 16 кешуючих гб на твердотільному диску закінчилися приблизно на 60 день аптайма. Далі неактуальні дані займалися новими, але будь SSD побільше, то він з часом б продублював майже весь основний накопичувач в частині, звідки йде активне читання більше 2-3 разів. Тобто постав ми в кеш SSD на 128 гб, то і гри б потихеньку туди продублювати б. Сюди б Оптан.

Але в дійсності, як відомо, все трохине так, як насправді. Молодші версії чудесного опту абсолютно раптово стали з'являтися на блошиних ринках за ціною в близько 10 USD причому найчастіше невикористаним тобто новими! За версією Інтел використовувати для кешування за межами рідної екосистеми їх не можна. У кращому випадку на несумісних системах їх можна використовувати як звичайний NVME накопичувач в дефіцитному слоті і зі смішним об'ємом в 16 або 32 гб. Як казав кінокласик - це несерйозно!

І його можна зрозуміти - ну кому потрібні хоч ікосмічно швидкі 16 гб на фоні прямує до 1 ймовірності поселення в швидкісний слот куди більш швидкого і об'ємного, наприклад, Самсунга верхніх серій за відносно адекватні гроші? Ну реально конкурентоспроможні накопичувачі робить сьогодні Самсунг, а якщо їх ще й в рейд ...., Але ми відволіклися.

Однак шлях використання опту так, як бачив його Інтел, але абсолютно необгрунтовано закрив при цьому вікно можливостей для користувачів старих систем, є.

І зараз ми це проілюструємо на доситьантикварної, але тим не менше цілком ще зустрічається в SOHO платформі. Мова не про конкретний залозі - швидше періоді переходу від IDE інтерфейсів до SATA на ранніх стадіях. У мене для цих цілей знайшлася цілком робоча плата від кутюр тобто від ASUS - M2NPV-VM.

Це була досить недорога, але цілком непоганооснащена на ті часи база для офісної або домашньої машини: інтегроване відео з можливістю підключення 2 моніторів, 8 гб підтримуваної DDR2 пам'яті, відеовихід, 2хIDE, 4хSATA2 і навіть LPT (фінансисти зрозуміють тодішню цінність), беручи до уваги USB, мережевий, аудіо та 1394а.

Загалом в далекому 2006-му я зібрав дуже непоганийофіс на платах цієї серії, який вирішує фінансово-облікові завдання до сих пір, правда в трохи проапгрейдженном вигляді - платформа дозволяє робити це дешево і без переїзду ОС з усіма надбудовами.

Найбільш слабким місцем складання за сьогоднішнімимірками і профілем завдань є якраз накопичувач. Найпростішим способом вирішення питання є клонування системного диска на SSD і робота з швидким і недорогим сьогодні носієм далі, але є нюанс - хоча ресурс SSD сьогодні можна вважати питанням непроблемний, проте виходять з ладу SSD несподівано і безповоротно.

При наявності регулярних бекапів це взагалі неграє ніякої ролі, але такі роблять далеко не всі і не завжди, особливо вдома. В офісі звичайно ж повинен - ​​просто зобов'язаний - бути відповідальний енікійщік, але на практиці він теж сидить не в кожному і не круглий день, а де таки сидить, то там, звичайно, на сірниках не економлять, та й фоновий бекап зазвичай піднятий і працює автономно.

Нескладно помітити, що піддослідна плата маєінтерфейсом SATA2, що дає нам недосяжні для масових накопичувачів того часу теоретичні 300 мегабайт пропускної здатності в секунду. Типовий тодішній жорсткий диск в популярному сьогодні тесті виглядав так

Трагічна картина. Саме так охарактеризував би результат забігу ослик Іа.

Сучасні колеги виглядають не краще.

Неважко здогадатися, що такий хокей нам сьогодні не потрібний. Але як бути, якщо на цих древніх гальмах крутиться бухгалтерія, а переїзд з якихось причин недоречний?

Відповіді насправді рівно півтора тому вони мають спільне коріння. за засланні ми з'ясували, що поставити милицю повільного, алещо не виходить з ладу раптово, жорсткого диска можна навіть через невеликий SSD за допомогою PrimoCache. ПО створить буфер з оперативної пам'яті, з якого дані потраплять в кеш на SSD і тільки потім, фоново, дані запишуться на HDD. У разі ж читання після первинного прочитання популярні дані будуть читатися або з швидкого кеша в ОЗУ або ... з копії на Кешуються SSD трохи менше швидко, ніж з ОЗУ, але з цілком твердотільної швидкістю. Загальна логіка нагадується нижче.

Посередній і найдешевший SSD на 16 гб з SATA інтерфейсом покаже ось такі швидкості на даній системі.

Це безперечний прорив для читання кеш-пам'яті -приблизно в 60! раз швидше НЖМД. Тобто популярні дані задубліруются на Кешуються SSD і при зверненні до них будуть прочитані з SSDшной швидкістю. Запис через такий кеш відбудеться з відстрочкою і через SDD в 30! раз швидше. При цьому ніякого ризику несподіваного виходу з ладу такого SSD немає - якщо це і станеться, то система спокійно завантажиться з основного ХДД, готової до роботи. Повільної, але цілої. Постраждати можуть тільки дані, які при збої НЕ будуть дописані з кеша на диск.

Хотілося б звернути увагу, що лінійнішвидкості запису нас тут не цікавлять по 2 причинам. 1 - переважна більшість побутових користувальницьких операцій з накопичувачами характеризуються глибиною запитів 1-4. Причому в основному це 1. Це не означає, що довгих черг не буває взагалі, але зустрічаються вони нечасто і лінійна швидкість буде нам важлива тільки при цільової записи і читанні великого масиву даних, що в SOHO буває не так щоб і часто. Для прикладу наведемо дослідження Інтел на власних працівниках середньої глибини запитів на читання.

А ось глибина черги при запуску популярного ПО

Важливо тут ось що - при прискоренні роботи здовжиною черги запитів 1-4 радикально прискорюється чуйність системи для користувача. Користувачеві не так критичні часи записи фільмів в хвилини, як фризи в частки і секунди при роботі зі звичним інтерфейсом. Кешування ці секундні фризи ліквідує аж до можливостей процесора з обробки користувальницької завдання. Тобто диск перестає оперативно бути вузьким місцем.

Здавалося б, до чого тут Оптан? Навіщо ми прочитали стільки тексту? 1 ... немає 2 чаю дочитали - виявляється все можливо!

Звичайно прилаштувати NVME на таку плату, якабачила динозаврів, безпосередньо нікуди, та й здавалося б - нема чого - адже кешування, про який і мова, ми можемо реалізувати абсолютно будь-яким звичайним SATA SSD навіть на SATA2 тому цей інтерфейс не є обмеженням для задач довільної роботи з дрібними файлами, яких абсолютна більшість. Тобто космічні лінійні швидкості сучасних SSD в сценарії роботи з масивами дрібних файлів не затребувані, як колись давно десятки ядер процесорів не вміють їх утилізувати ПО, але виглядало і виглядає в синтетичному тестуванні це завжди круто!

Однак плата оснащена слотом PCI Express х16 і х1. І якщо в х16 можна прилаштувати відеокарту і навіть трохи пограти в гри не найдавнішого минулого, то х1 нерідко залишається вільним (якщо не Майні) та його одна лінія в теорії повинна мати пропускну здатність в 250 мегабайт в секунду, що навіть менше SATA2.

Однак це pciex, а значить туди можна спробувати встановити NVME пристрій!

Безпосередньо звичайно не вийде тому фізична реалізація контактних груп у pciex і м.2 різна. Але може є варіанти?

Вони є і люб'язно виготовлені в Азії і представлені на Алі за не дуже дорого. Виглядає приблизно так.

Замовляємо, чекаємо, сподіваємося.

А поки попутно шукаємо піддослідний Оптан і знаходимо його на найближчій інтернет-барахолці за рівно 10 у.о.

Так, це я купив один спеціально для цього матеріалу, але судячи з усього це було не єдина пропозиція і «їх ще буде».

Для написання матеріалу я пішов на пікофінансовийризик - адже в разі провалу ні Оптан ні адаптер мені будуть особливо не потрібні тому я використовую SSD з комплектним кешируєтся ПО і використовувати мені їх буде банально нікуди - хіба що знову на барахолку, але ...

Спасибі тобі, харків'янин, за чесну відправку -перевірити на пошті його можливості у мене не було, але Оптан виявився живим і ти зараз соучаствуешь в написанні цього тексту. Можливо, якщо ти нас читаєш, ти в коментах напишеш звідки взялися ці «диски» за такою ціною, хоча перед цим ми вже припускали - реальної користі від них для тих, кому їх поставили разом з системою з якихось причин - трохи і на блошиних ринках вони з'являються за цінами сильно відрізняється від рітейлу. Сильно.

Отже, в теорії ми повинні помістити Оптан вкитайський адаптер, адаптер в pci-e х1 на матлпате, матплату включити і сподіватися, що вся конструкція заведеться. Якщо мануали не брешуть, то у нас щось вийде. А поки за маніпуляціями з цікавістю спостерігає ось цей персонаж, підозрюючи нас в піратстві ідеї.

"На морі на океані є острів, на тому острові дуб стоїть, під дубом сундук заритий, в скрині - заєць, в зайці - качка, в качці - яйце, в яйці - голка" (с)

Ну що ж. Зібрали наш скриню тобто системний блок і з надією натискаємо кнопку включення. Хоч в теорії працювати і має, але за часів виробництва нашої матплата такі конструкції ніхто при здоровому глузді не рядив і тому ніяких гарантій успіху ніхто природно не давав.

3-2-1 ... поїхали.

І тут же перша зупинка. BIOS очікувано ігнорує нашу саморобку. Тут нічого особливо несподіваного. Бажати запуститися з такого апендициту було б уже занадто самовпевнено. Їдемо далі.

Забув уточнити. Для повноти занурення в реальність в якості ОС ми вибрали Windows 7 Максимальну 64-bit Sp1.

І за фактом отримали дірку від бублика - в списку пристроїв наше інженерне рішення виявилося хоч і видно, але невідомі.

І ось ці двоє з-за рогу.

За давністю років я, зізнатися, забув, щоWindows 7 не відразу навчилася розуміти NVME. Нативної вона мала на це повне право - в 2009м таких дивовижних залозок ще ніхто не бачив - до відносно сучасних реалізацій було ще років 5 і відповідний милицю Microsoft склала лише пізніше. Опис милиці по засланні , Але ось невдача - до сьогоднішнього дня латочка номер 29990941 для сімки вже недоступна, але хіба нас можна налякати такою дрібницею?

І через кілька секунд ми знаходимо шукане за адресою thehotfixshare.net/board/index.php?showtopic=22296, натягуємо на глобус тобто ОС і в очікуванні результату перезавантажуємося.

Перезапуск являє в системі нам нове опознанное пристрій в розділі накопичувачів. Тут же зацікавлені можуть ознайомитися з повним списком накопичувачів, який використовувалися в ході тестування.

Їхні обличчя випромінюють радість і безтурботність - ефектдосягнутий (с). Чому система так дивно впізнала Оптан нам вже не так цікаво, як заглянути в менеджер дисків щоб упевнитися як йдуть справи там. Забігаючи вперед скажу, що носій довелося відформатувати і побачився він приблизно так.

Оптан верхній. На цьому скрині я спеціально привів два диска - другий, це звичайний SSD на 16Гб від Кінгстона, який використовувався в зв'язці з PrimoCache в цій системі для кешированя раніше. Як бачимо 16 гб поняття умовне і в носіях. Обумовлено це в першу чергу тим, що виробники вважають гігабайти і мегабайти кратно 1000, а не 1024. У другу чергу цифри, які ми бачимо, показують, що в обох випадках контролер носіїв здійснює на рівні прошивки Over-Provisioning тобто залишає частину корисного об'єму носія недоступним користувачеві з метою забезпечення надійності і стабільності швидкісних показників. Як конкретно контролер використовує приховану область нам не важливо. Важливо, що в разі опту «недолив» становить цілком помітні приблизно 2,5 гб! Тобто про використання молодших Оптанов в системних цілях можна говорити тільки для випадків надкомпактних установок Windows 7, що в практичних цілях може мати сенс ну в дуже вузькоспеціалізованих випадках. Придумати такі продуктивними, щоб ще і М.2 штатний був - та ще задача. А якщо немає штатного М.2, то через таку конструкцію як у нас не кожен UEFI побачить Оптан на стадії POST як носій взагалі - тобто про завантаження з нього не йдеться. У нашому випадку, як накопичувач, Оптан з'являється на стадії завантаження драйверів Windows. Причому від того, коли саме він стає зрозумілим ОС, тепер залежить весь успіх нашої затії.

Тепер, коли ми таки розкочегарили Оптан наантіквартной платі за допомогою милиці, саме час запустити відомий всім тест. Завчасно варто сказати, що в разі такої специфічної плати як у нас при оцінці результату треба робити поправку на драйвера і залізо. Звертаємо увагу - Оптан ми зараз тестуємо як звичайний накопичувач.

Старт, зліт, результат. Базові технічні характеристики виробника вказані праворуч.

Для платформи музейного експоната результат дуженавіть пристойний. Спробуємо в ньому розібратися детальніше. Нагадаю, що зазначені цифри нас цікавлять як порядки в першу чергу, тому як їх повторюваність може відрізнятися на інших системах. Причому чим новіше буде система - тим в більшу сторону зміняться показники!

Швидкість максимального лінійного читання трохине дотягнула до теоретичного максимуму нашого pci-e x1 в 250 мегабайт в секунду в одну сторону. Причому за частиною читання аж до 4Кб блоків з глибиною 1 цифра майже не змінюється.

У мережі валом і розсипами тестів швидкостей Опатноврізного калібру і читач сам може порівняти наш результат з отриманим на топовом сучасно залозі, а ми поки констатуємо, що за 10 приблизно років, на базі давньої, як шерсть мамонта, плати ми бачимо просто космічний ривок в зростанні швидкості роботи з 4Кб блоками в порівнянні з НЖМД того періоду!

Ще раз для наочності.

У частині 4Кб блоків з глибиною черги в 1 зростаннястановить приблизно 312 раз! З урахуванням того, що саме ці операції складають більшість в повсякденній роботі - швидкість відгуку системи з таким носієм повинна упиратися тільки в процесор. Але це якщо такий диск буде системним, а потрібного обсягу вони і стоять космічно. У зв'язку з цим треба подумати, як можна передати Оптану частина завдань з читання системних файлів та іншого ПО. Відповідь буде з минулого матеріалу - PrimoCache і інші кешуючий програми, які вміють використовувати в якості буфера швидкі накопичувачі.

У нашому випадку PrimoCache штатно побачив конструкцію і був готовий використовувати її для кешування.

У системному вікні PrimoCache виглядає це приблизно так.

Отже, ми підійшли до завершення всієї курсової роботи. PrimoCache штатно упізнав швидкий Оптан як потенційний L2 кеш і налаштований для його використання.

Момент істини настане при перезавантаженні тому ми не знаємо на якій стадії завантаження ОС пізнає Оптан як носій і, відповідно, PrimoCache починає його використовувати, а використовувати кеешірующій SSD PrimoCache вміє вже в процесі завантаження - частина її відбувається не з кешувального НЖМД, а з кешуючого SSD тобто сильно швидше все стає вже при запуску. Ефект у разі кешування читання через SATA SSD на стадії завантаження тут був встановлений практично і він очевидний.

Перезавантажуємося і ... Оптан в переходнике цілкомвстигає вступити в роботу - ми остаточно встановлюємо можливість використовувати його як кешируєтся диск для старої системи з НЖМД за допомогою PrimoCache.

У підсумку, як ми пам'ятаємо, через деякий часPrimoCache продублює популярні дані на Оптан і подальше їх читання буде відбуватися з нього на дуже великій швидкості. Залежно від версії PrimoCache можна закеширувати як читання, так і запис. Ключова відмінність від моделі, яку пропонував Інтел для опту, полягає в тому, що алгоритм Інтел переносить популярні у ОС дані на Оптан, а PrimoCache дублює їх. Тобто у випадку з PrimoCache при поломці кешуючого носія дані не пропадуть - система повернеться до завантаження з НЖМД і повільної роботи з ним.

Які ж підсумкові цифри у нас вийшли в результаті затії? Скріншоти нижче.

Давайте спробуємо в них розібратися. У нашій системі під потрібні PrimoCache віддано 2 гб антикварної DDR2 і в рамках цього обсягу будь-які операції з «дискової» підсистемою відбуваються по суті в ОЗУ з відповідною швидкістю. Слід розуміти, що на більш сучасних платформах і швидкості будуть побільше. Коли робота з даними завершується - вони фоново і непомітно осядуть (в деяких випадках через Оптан - про це нижче) на повільному НЖМД, не створюючи незручностей користувачеві. Логічно це свого роду рамдрайв. У разі ж якщо обробляється масив даних більш ніж відведений обсяг ОЗУ, то такої не поміститься в рамдрайв і піде прямо на НЖМД, якщо тільки не буде розділений на файли, частина з який в нього таки влізуть. Два виміру внизу це прекрасно показують. При цьому очевидно, що кешування тут не зовсім марно - навіть у важкому випадку дані бігають до НЖМД істотно швидше, а від нього - мінімум в 2-4 рази швидше, ніж від нього ж некешірованного. Тобто частково кеш встигає обробити щось навіть в разі великого масиву, особливо під час запису, використовуючи Оптан. Але, як ми і писали вище, такі навантаження не є частими будинку і в офісі і тому очікування разових обробок таких обсягів - некритично, зате відгук системи в разі типової роботи стає радикально швидше!

Щоб зрозуміти який внесок в кінцевий результат вносить наш Оптан ми відключимо в PrimoCache кеш в ОЗУ і залишимо тільки Оптан.

Як бачимо - ситуація сильно змінилася.

Для випадків обсягів в 50 і 100 мегабайт миспостерігаємо низьку швидкість послідовного читання і сильне зростання в подальших проходах. Це можна пояснити тим, що перший раз ведеться читання новоствореного масиву даних, який одночасно дублюється в Оптан і в подальших проходах читається вже з нього, але система цього не бачить і «думає», що читання триває прямо з диска С:. Більші тестові зразки без кеша в ОЗУ, мабуть, не встигають за час проходу цілком задубліроваться на Оптан, що призводить до результатів, які можна спостерігати починаючи з 500 мб.

Думаю, будь варіант тесту в ширину смуги длязаписи pci-e х1, то момент падіння продуктивності припав би саме на нього, а в сучасних системах такий лежить далеко за межами наших 250 мбс в одну сторону. Саме тому актуально для PrimoCache використовувати зв'язку кеша в ОЗУ і на швидкому накопичувачі. Одного разу налаштоване це ПО надалі практично не вимагає до себе уваги і в разі непередбаченого завершення роботи ОС збір кешируючого масиву починається заново без участі користувача і в фоновому режимі. Реальний масив після збою збирається набагато швидше первинного - мабуть існує якесь його опис в надрах ПО і за фактом збою дублюються вже описані як актуальні дані. Єдине, що буде помітно - тимчасове повернення швидкості роботи на рівень НЖМД, але, як показує практика, прискорення відчувається вже через кілька хвилин роботи.

Напевно якось так замислювався кешируєтсямаленький Оптан як продукт компанією Інтел. Потім ідея була перейнята АМД, але, мабуть, не тому, що це реально було потрібно, а щоб просто було не гірше, ніж у конкурента - маркетинговий відділ отримав премію і буде. Обидва гіганти прив'язали технологію до власного залозу в разі Інтел або зв'язці заліза і місцями платне ПО в разі АМД.

Але все можна запустити і в обхід логікиолігополії цілком штатними інструментами. Звичайно PrimoCache не єдине ПО, яке вміє кешувати повільні накопичувачі через ОЗУ і швидкі накопичувачі, але ми розглядаємо цей приклад як продовження минулого тематичного матеріалу та й деякі корпоративні програмні продукти в цій сфері недоступні навіть для тестування без залізного ключа.

До слова про тестування - до нашого маленького тесту потрібно відноситься скоріше як до індикатору тенденції, ніж як до точного результату.

Але навіщо у нас фігурувало на стіні рушницю тобто SSD Kingston на 16 gb? Дочитали до цього місця пропонується третій чай

У минулому матеріалі ми кеш НЖМД самечерез нього. Це був копійчаний варіант, якими були завалені барахолки і вони будуть продаватися ще тому при сьогоднішніх цінах на SDD 16gb просто не можуть коштувати дорого - флешки дешевше. Дешевше, але не швидше. А навіть 16gb SSD, як видно з тіста вище, сильно швидше будь-якого, навіть сучасного споживчого НЖМД. Є звичайно і гібридні SSD-HDD, але кешируєтся буфери в них рідко бувають значними і налаштовувати їх внутрішню логіку роботи користувачу не пропонується.

Після підключення «казкового» опту, як кешуючого диска, Kingston залишився у нас незатребуваним, але ми знайдемо йому застосування.

У нашій системі, як ми пам'ятаємо, всього 8 гбоперативної пам'яті ДДР2, частина з яких ми відводимо PrimoCache на кеш першого рівня. Через нього дані біжать на кеш другого рівня у вигляді опту і потім вже осідають на повільному НЖМД. У зв'язку з обсягом ОЗУ і апетитами сьогоднішніх програм, браузерів зокрема, відмовитися від файлу підкачки нам не вдасться, та й не потрібно. Версії PrimoCache вище 3 вміють кешувати і своп тобто файл підкачки, але в нашому випадку, ми можемо ще більше розвантажити системний диск і навіть кеш, розмістивши своп на окремому SSD. У нас це буде маленький Kingston.

Навіщо?

А, вони будуть стріляти! (С)

Якщо вчитатися в треди про логіку роботи зі свопамив середовищі Windows, то в глибині коментарів Microsoft можна знайти пояснення, що якщо в системі своп розміщений на декількох дисках, то Windows буде спиратися в першу чергу на той, який більш вільний від запитів. Тобто розмістивши своп на окремому SATA SSD ми додатково розвантажимо дискову підсистему. Зовсім відключати своп на системному повільному НЖМД не варто тому деякий ПО все одно вимагає його наявності, а якщо Microsoft говорить правду, то своп на швидкому твердотільному диску буде куди продуктивніше, адже він, до всього, розташований на фізично іншому, ніж системний носії. Закеширувати, до слова, можна і його, але це вже для зовсім ентузісастов і за даними тієї ж Microsoft в роботі зі свопом сильно превалює саме читання, яке ми намагаємося організувати з окремого SSD.

Таким чином у нас вийшов Франкенштейн, десистемним диском - старий НЖМД, що за умовами завдання чіпати не можна, він закешируваний за допомогою PrimoCache транзитом через ОЗУ Оптаном, а своп лежить на фізично окремому SATA SSD + 2 гб НЖМД під холодні дані, бекапи та інше.

В результаті типові завдання після 2-3 виконанняпідтримуються читанням з опту і далі виконуються дуже швидко. Нас не цікавлять конкретні мілісекунди. Суб'єктивно це радикально швидше початкового варіанту з системним НЖМД і помітно швидше, ніж кешування тільки через SSD. Як при запуску, так і в роботі. І все це без ризику втрати даних у разі дефекту опту чи іншого SSD!

Рішення звичайно не масове, але вкрай ефективне і я впевнений, що другого такого експерименту на старожитності з Оптаном Ви, швидше за все, в мережі не знайдете