Menu

Velká disková revoluce

Solid State Disk   

Velká disková revoluce

Něco takového měla až dosud jenom armáda. Díky velkokapacitním pamětem typu Solid State Disk a hybridním diskům budou pécéčka a notebooky už brzy robustnější, tišší, úspornější - a navíc i daleko rychlejší.
Text: Michael Eckstein

Jistě, moderní počítač s čerstvě nainstalovanými Windows naběhne téměř okamžitě. Avšak jakmile je v něm nainstalováno pár programů, četné DLL knihovny ucpávají systémové složky a spousty klíčů zahlcují systémový registr, připadá si uživatel jako v počítačové „době kamenné“ - po zapnutí počítače je čas vařit kávu. Po prvním šálku pak systém konečně procitne...
Této otravné prodlevě by měla učinit konec již blízká budoucnost - díky flash pamětem. Na masový trh se brzy chystají vtrhnout hned dvě technologie: Solid State Disks (SSD) a Hybrid Harddrives (HHD).

Solid State Disk: Paměťové čipy místo magnetických ploten

SSD je označení pro velkokapacitní paměťové zařízení sestavené výhradně z pamětí typu flash, které napříště nahradí obvyklé pevné disky. Označení „stálá paměť“ (nonvolatile memory) znamená, že v ní uložená data zůstanou zachována i po vypnutí přívodu proudu. Na stejném principu jsou založeny známé USB paměti nebo paměťové karty, například pro digitální fotoaparáty. Naproti tomu nestálé paměti typu RAM, které v každém pécéčku slouží jako operační paměť, trpí při výpadku proudu „Alzheimerovou nemocí“ - všechno zapomenou.
Flash paměti, stejně jako RAM, pracují na čistě elektronickém principu, a přístup k datům u nich tedy nezpomalují žádné mechanické části.
Proto paměti SSD dosahují neobvykle krátkých přístupových dob (pod jednu milisekundu), což se samozřejmě příznivě projeví na razantních reakcích počítače. Ve srovnání s tím jsou klasické pevné disky vysloveně pomalé: než jejich čtecí/zápisová hlava najde na magnetické plotně kýženou stopu, uplyne sedm až patnáct milisekund. Dokonce ani vysokovýkonné pevné disky serverů nedosahují takových přístupových dob jako flash paměti. Ty však až dosud zápolily s jiným problémem - nízkou přenosovou rychlostí.
Tuto potíž mezitím výrobci zvládli. Díky tomu, že SSD přistupují simultánně na několik paměťových čipů, jejich přenosová rychlost je srovnatelná se současnými 3,5" pevnými disky. A tak nyní Samsung jako první velký výrobce počítačových pamětí ohlásil SSD paměť s rychlostí při čtení 57 MB/s a 32 MB/s při zápisu (viz tabulka dole). Jenom při sekvenčním zápisu jsou současné pevné disky o něco rychlejší - třeba při ukládání rozsáhlého obrazového souboru. Jakmile se však operační systém pokusí o paralelní přístup do různých oblastí paměti a v nich o čtení či zápis nesouvisejících datových „soust“, ihned se projeví převaha flash pamětí.
SSD ale mají i další výhody.
Při stejných montážních rozměrech představují jen zlomek hmotnosti obvyklých pevných disků - a pracují zcela bezhlučně. Kromě toho mají mnohem nižší spotřebu: Samsung vystačí s méně než pětinou příkonu odpovídajícího standardního pevného disku. Technika SSD proto přijde vhod zejména v přenosných přístrojích.

Zralé pro masový trh: Ceny půjdou rychle dolů

SSD paměti ovšem nemají jenom výhody. Do jejich jednotlivých paměťových buněk se například nedá zapisovat libovolně často. Teoreticky jsou u konce s dechem už po několika statisících změn stavu. Z toho důvodu je výrobci vybavují důmyslnými algoritmy rozdílení dat, které pokud možno rovnoměrně využívají všechny paměťové buňky flash čipu. Že to funguje, potvrdila měření v naší testovací laboratoři - než došlo k prvním ztrátám dat, přečkala „fleška“ značky Verbatim 250 milionů zápisových přístupů. A dodavatel MSystems je o své technice přesvědčen natolik, že na své pro armádu vyvinuté SSD dává pětiletou záruku. Déle zpravidla při trvalém používání nevydrží ani normální pevné disky.
Zbývá jediná slabina, totiž cena. Flash paměť je podstatně dražší než na magnetickém principu založený pevný disk. 32GB SSD od Samsungu bude letos na podzim při oficiálním uvedení na trh stát více než leckterý notebook. Hlavně proto jsou zatím SSD paměti nasazovány jen ve speciálních řešeních, především v armádě, ojediněle i v průmyslu. Podle firmy Samsung už je však jejich hromadná výroba za dveřmi - a s ní i pokles cen. Obrat z prodeje SSD chce Samsung ze současných 540 milionů dolarů zvýšit do roku 2010 na 4,5 miliardy dolarů.

Hybridní disky: Normální pevné disky s přídavnou flash pamětí

Pro většinu počítačových uživatelů však budou SSD ještě dlouho příliš drahé. Firmy Samsung a Microsoft proto vyvinuly ještě také podstatně levnější typ pevného disku, který kombinuje výhody flash pamětí (krátké přístupové doby, nízká spotřeba) s přednostmi současné techniky pevných disků (vysoké přenosové rychlosti, nízké pořizovací náklady). Samsung tak na desku elektroniky pevného disku jednoduše přidal 128 MB (později několik GB) flash paměti - a hybridní disk (hybrid harddrive) byl na světě.
Aby ovšem s extra pamětí HHD mohl pracovat operační systém, musí na to být připraven. Do příští verze Windows Vista proto Microsoft integroval řadu nových technologií: „Superfetch“ analyzuje, které aplikace jsou používány zvláště často, a ty poté předem zavede do flash paměti -při jejich vyvolání jsou pak programy okamžitě v pohotovosti.
„ReadyDrive“ se postará o to, aby nejdůležitější obsahy paměti byly před přechodem počítače do spánku, či dokonce před jeho vypnutím zapsány do flash paměti. Data zůstanou ve stálé paměti zachována, takže počítač je po zapnutí okamžitě k dispozici s naposledy použitými programy.
Zbytek flash paměti se navíc v úsporném režimu využije jako vyrovnávací paměť. Při její dostatečné velikosti pak stačí, když se mechanický disk rozběhne jen občas. Poněvadž ten tedy není v trvalém provozu, systém spotřebuje méně proudu a není tolik háklivý na otřesy.
Tato technika je tím přímo předurčena pro nasazení v mobilních přístrojích, jako je notebook nebo Tablet PC.

Flash-Speed: USB disk jako systémová paměť

Existují však ještě jiné koncepce, jak pomocí flash paměti počítač zrychlit - aniž by přitom byla integrována v pevném disku. Může to být také obyčejná USB paměť: „ReadyBoost“ zajistí, aby Windows Vista rozpoznala USB paměť - Microsoft hovoří o „External Memory Device“ (EDM) - jako přídavnou systémovou paměť a uměla ji jako takovou využít, například pro odkládání dočasných souborů. Přitom musí operační systém rozhodnout, která data odloží do flash bufferu, a která si natáhne z pevného disku. Aby flash paměť vydržela co nejdéle, je i zde, podobně jako u SSD, nutný zápisový algoritmus, který optimalizuje vytížení jednotlivých buněk. K tomu potřebnou inteligenci už Microsoft začlenil do Windows Vista. Důležitým faktorem je zde fakt, že i když uživatel vyjme flash paměť za provozu, žádná data se neztratí a stabilita systému se nenaruší.
Technologie „Robson“ z dílny Intelu pracuje velmi podobně jako řešení Microsoftu - až na to, že flash paměť umísťuje na základní desku do speciální patice nebo na rozšiřující kartu. Vzhledem k tomu, že Robson celou tuto techniku řídí separátním ovladačovým programem, lze toto řešení v principu použít i pro zrychlení starších počítačů (například pod Windows XP). Zatím ovšem není jasné, jak chce Intel vyřešit jeden z hlavních problémů techniky Robson: po vymontování pevného disku se doposud kvůli chybějícím datům ztrácí integrita dat ve flash paměti na základní desce.

Závěr: Konečně počítače, které nabíhají opravdu rychle

Z bojišť do pokojů: Paměti SSD mohou být snem každého uživatele - ale zacházení s počítači podstatně zpříjemní i cenově přijatelnější kompromisní řešení, jako jsou hybridní disky nebo technologie Robson od Intelu. Právě uživatelům „pokojových“ počítačů by se mohla zalíbit okamžitá pohotovost přístroje po zapnutí - jsou ostatně zvyklí už od svých hi-fisouprav, že hudba zazní okamžitě po stisku síťového vypínače.
Ani uživatelé počítačů v kanceláři snad nebudou ztrátu bootovací prodlevy oplakávat. Notebooky budou díky technice flash pamětí navíc lehčí, nárazuvzdornější a déle se obejdou bez síťové zásuvky. Při rekapitulaci všech těchto výhod těžko potlačit zvědavost, jaké další technologie před námi dosud armády ukrývají, aby je zanedlouho uvolnily pro docela normální počítače...

HYBRIDNÍ DISKY: S FLASH PAMĚTÍ RYCHLEJI

Hybridní disky jsou kromě obvyklé magnetické záznamové mechaniky navíc vybaveny flash pamětí (128 MB až několik GB). Ta díky kratší přístupové době dodává často potřebná data zvláště rychle; kromě toho slouží v úsporném režimu jako odkládací paměť - poněvadž pak magnetický disk rotuje méně často, spotřebuje se tak méně energie.


Dokumenty ke stažení