Главная › Интернет › Использование SSD-кэширования в серверах. Контроллеры Adaptec (Microsemi) и LSI (BROADCOM). Тестирование и настройка. SSD - кэширование

Использование SSD-кэширования в серверах. Контроллеры Adaptec (Microsemi) и LSI (BROADCOM). Тестирование и настройка. SSD - кэширование

Если вы решили приобрести твердотельный SSD накопитель, то на это может быть несколько причин:

Вас не устраивает скорость работы вашего HDD.
Вам необходима быстрая работа windows и определенных типов приложений, игр.

Однако установить ССД в компьютер или ноутбук, а затем заполнить его информацией недостаточно. Необходимо также оптимизировать его работу с работой вашей OC.

Рассмотрим основные методы оптимизации SSD диска.

AHCI SATA

Технология, позволяющая использовать функцию TRIM для различных твердотельных накопителей. Ее включение производится на уровне BIOS вашего ПК или ноутбука.

Включение AHCI SATA:

Открываете командную строку комбинацией клавиш win + R.
Вводите команду: «regedit» (доступ в реестр).
Переходите по следующему пути: HKEY_LOCAL_MACHINE → SYSTEM → CurrentControlSet → Services → storahci.
Измените значение подраздела ErrorControl на 0 (по умолчанию 3), вызвав контекстное меню и нажав параметр «Modify».
Перейдите в ветку с название «StartOverride» и измените его значение на 0 (по умолчанию 3).
Перезагрузите ваш ПК (ноутбук), зайдите в BIOS/UEFI (как зайти в BIOS, смотрите отдельно для модели вашего ноутбука или материнской платы ПК). В разделе «storage configuration», и в подразделе «SATA port» выставить AHCI или же в разделе «SATA RAID/AHCI Mode», выставить AHCI (Для разных версий BIOS, свои разделы и подразделы).
Проверьте работоспособность функции в Windows. Перейдите по следующему пути: Панель управления → Диспетчер устройств → IDE ATA/ATAPI controllers. В последнем подразделе должно появиться устройство: «Standard SATA AHCI Controller».

Функция TRIM

По умолчанию данная функция включена на windows 7 и выше, однако, лучше вручную проверить работает ли эта функция. Смысл TRIM в том, что после удаления файлов, windows передает SSD накопителю информацию, что определенная область диска не используется и ее можно очистить для записи. (в HDD данные остаются и запись производится «поверх» существующей). Со временем, если функция отключена, будет происходить падение производительности накопителя.

Проверка TRIM в Windows:

Запустите командную строку, нажав комбинацию клавиш win + R.
Введите команду: «fsutil behavior query disabledeletenotify».
Если после ввода выводится сообщение: «DisableDeleteNotify = 0», то функция TRIM включена, если «DisableDeleteNotify = 1», то TRIM не функционирует. Если TRIM не работает, введите команду: «fsutil behavior set DisableDeleteNotify 0», затем повторите пункты 2 и 3.

Дефрагментация

Данная функция помогает оптимизировать и ускорить работу HDD, но для SSD, она оказывает пагубное влияние. Для SSD, функция «автоматическая дефрагментация» по умолчанию отключена. Чтобы проверить работает ли она необходимо:

Нажать комбинацию win + R.
В окне командной строки ввести команду: «dfrgui» и нажать «ОК».
В открывшемся окне, выделите ваш ССД и посмотрите на пункт «Оптимизация по расписанию». Для нашего твердотельного накопителя она должна быть отключена.

Индексация

Функция Windows, помогающая выполнять быстрый поиск файлов на диске при больших объемах информации, однако, увеличивающая нагрузку по записи на SSD. Для ее отключения:

Переходим в раздел «Этот компьютер», «Мой компьютер», «Компьютер» (для каждой ОС по-разному).
Выбираете ваш ССД и в контекстном меню выбираете «Свойства».
В открывшемся окне, снимаете флажок напротив параметра: «Разрешить индексирование содержимое файлов на этом диске в дополнение к свойствам файла».

Служба поиска

Ее функция создает файловый индекс, благодаря которому нахождение разнообразных файлов и папок производится быстрее. Однако скорости ССД вполне достаточно чтобы от нее отказаться. Для ее отключения необходимо:

Переходите по следующему адресу: Панель управления → Система и безопасность → Администрирование → Управление компьютером.
Переходите во вкладку: «Службы».
Находите службу «Windows search» и во вкладке «Тип запуска» выбираете «Отключена».

Гибернация

Режим, который позволяет сохранять содержимое оперативной памяти на жёстком диске, благодаря чему при последующем включении, сохраняется информация и открытые приложения с предыдущего сеанса.

При использовании ССД смысл этой функции теряется, так как накопитель и так быстро стартует. А «Гибернация», создавая циклы «запись-перезапись», уменьшает продолжительность жизни SSD диска.

Отключение гибернации:

Запускаете вновь cmd.exe сочетанием клавиш win + R.
Вводите команду: «powercfg -h off».

Кэширование записи

Данная функция повышает производительность вашего твердотельного накопителя. При ее включении используется технология записи и чтения NCQ. NCQ – принимает несколько запросов одновременно, а затем организовывает их порядок выполнения таким образом, чтобы достичь максимальной производительности.

Для подключения необходимо:

Вызвать командную строку комбинацией win + R
Ввести команду: «devmgmt.msc».
Открыть «Дисковые устройства», выбрать SSD и в контекстном меню выбрать «Свойства».
Перейти во вкладку «Политика».
Поставить «галочку» напротив параметра: «Разрешить кэширование записей для этого устройства».

Prefetch и Superfetch

Prefetch – технология, с помощью которой часто используемые программы загружаются в память заранее, тем самым ускоряется последующий их запуск. При этом на дисковом пространстве создается одноименный файл.

Superfetch – технология похожая на Prefetch с тем отличием, что ПК предугадывает какие приложения будут запущенны, заблаговременно загружая их в память.

Обе функции не имеют пользы при использовании SSD. Поэтому их лучше всего отключить. Для этого:

Вызываем командную строку сочетанием клавиш win + R.
Выполняем команду: «regedit» (переход в реестр).
Переходите по пути: HKEY_LOCAL_MACHINE → SYSTEM → CurrentControlSet → Control → Session Manager → Memory Management → PrefetchParameters.
Находите в подразделе реестра несколько параметров: «EnablePrefetcher» и «EnableSuperfetch», устанавливаете их значение в 0 (по умолчанию 3).

Утилита SSD Mini Tweaker

Все вышеперечисленные действия можно выполнять вручную, но руками программистов были созданы программы – твикеры, предназначение которых кастомизация ОС windows, а также отдельных ее компонентов с помощью нескольких кликов. Одной из таких программ является SSD Mini Tweaker .

SSD Mini Tweaker – программа, разновидность твикеров, позволяющая без особых усилий оптимизировать ваш SSD.

Преимущества:

Полная русификация.
Работает на всех ОС начиная с Windows 7.
Бесплатная.
Понятный интерфейс.
Не требует установки.

Другие способы

Такие манипуляции, как перенос кэша браузеров, файлов подкачки, временных папок Windows, бэкапа системы с SSD диска на HDD (или отключение данной возможности) являются бесполезными, так как хоть и увеличивают продолжительность жизни ССД, но ограничивают потенциал его использования.

Тем самым выполнив несложные вышеперечисленные манипуляции с вашей ОС, вы сможете продлить жизнь вашего накопителя, а также настроить его на режим максимальной производительности.

Появление твердотельных жёстких дисков или сокращённо SSD, безусловно, можно считать прорывом в развитии технологий создания устройств для записи и хранения цифровой информации. Первые поступившие на рынок SSD, за исключением высокой скоростью доступа к произвольным блокам информации, во многом уступали традиционным HDD-дискам. Мало того что их объёмы без преувеличения можно было назвать более чем скромными, они к тому же ещё имели низкую отказоустойчивость и стоили немалых денег.

Что c SSD не так?

Высокая скорость, бесшумность и малое энергопотребление твердотельных накопителей послужили неплохими драйверами для их развития. Современные SSD-диски – это лёгкие, очень быстрые и достаточно надёжные с точки зрения механики устройства, используемые в планшетах, ультрабуках и других компактных устройствах. Значительно снизилась и цена на SSD. Но всё же совершенными их никак назвать нельзя. Все SSD имеют значительный недостаток – ограниченное число циклов перезаписи.

Флеш-память большинства SSD имеет тип MLC и позволяет записывать данные примерно от 3 до 10 тысяч раз, тогда как обычные USB исчерпывают свой ресурс за 1000 и менее циклов перезаписи. Есть и такие SSD, например, с типом памяти SLC, которые могут выдержать несколько сотен тысяч циклов перезаписи. Нюансов много, поэтому нет ничего удивительного, что как раз эта особенность SSD-дисков и вызывает у рядовых пользователей массу вопросов касательно их эксплуатации, а главное – продления срока их службы. Нужна ли оптимизация SSD в Windows 7/10 или это просто всего лишь очередной миф, созданный самими производителями и разработчиками коммерческого ПО?

Базовая подготовка

Да, вы можете оставить на ПК с SSD всё так, как есть и, возможно, будете правы, но если вы действительно заботитесь о своём диске и желаете, чтобы он прослужил как можно дольше, стоит подумать о его настройке. Начнем с того, купили ли вы компьютер с интегрированным SSD или только сам диск, которым хотите заменить HDD, перенеся с него Windows. В первом случае ограничиться можно настройкой системы. Если же SSD вы устанавливаете сами, обязательно проверьте, включен ли в BIOS режим подключения AHCI для SATA контроллера.

Здесь есть два момента: после включения AHCI и переноса Windows на SSD система может не загрузиться, так как в ней не окажется соответствующих драйверов. Поэтому либо устанавливайте драйвера загодя, либо выполните переустановку Windows с нуля. Второе. В BIOS старых ПК может не оказаться режима AHCI. В этом случае БИОС придётся обновить. Теперь что касается прошивки контролёра SSD. Владельцы твердотельных дисков часто спрашивают, будет ли накопитель работать быстрее, если установить последнюю версию прошивки. Да, будет, но если вы решите её обновлять и вообще, если в этом возникнет нужда, лучше обратиться за помощью в сервис обслуживания.

Системные настройки. Отключение дефрагментации

Для HDD дефрагментация полезная штука, но SSD-дискам она, напротив, может повредить, поэтому Windows обычно автоматически отключает её. Тем не менее, стоит проверить, действительно ли она отключена. Запустите командой dfrgui утилиту оптимизации дисков и нажмите «Изменить параметры».

Убедитесь, что галочка «Выполнять по расписанию» снята. Если она там стоит, обязательно снимите её.

Включение TRIM

Механизм TRIM производит оптимизацию SSD-накопителя, очищая ячейки памяти от ненужных данных при удалении их с диска. Использование TRIM обеспечивает равномерный износ ячеек диска и увеличивает скорость его работы. Чтобы проверить, активна ли в вашей системе TRIM, выполните в запущенной от имени администратора командной строке команду fsutil behavior query DisableDeleteNotify .

Если значение возвращённого параметра DisableDeleteNotify будет 0, значит всё в порядке и функция трим включена, если 1 - значит отключена и её следует включить командой fsutil behavior set DisableDeleteNotify 0 .

Применима эта настройка SSD только к Windows 7/10, тогда как Vista и XP её не поддерживают. Варианта два: либо установите более новую систему, либо ищите SSD-диск с аппаратным TRIM. Учтите также, что некоторые старые модели твердотельных накопителей вовсе не поддерживают TRIM, правда, вероятность, что они ещё реализуются в магазинах цифровой техники очень мала.

В процессе в файл hiberfil.sys на системном диске может записываться значительный объём данных, сопоставимый с объёмом оперативной памяти. Нам же для продления службы SSD нужно сократить количество циклов записи, поэтому гибернацию желательно отключить. Минус такой настройки SSD в том, что вы больше не сможете сохранять открытыми файлы и программы при выключении компьютера. Чтобы отключить гибернацию, выполните в запущенной с администраторскими привилегиями команду powercfg -h off .

Перезагрузите компьютер и убедитесь, что скрытый системный файл hiberfil.sys удалён с диска C.

Отключение поиска и индексирования файлов

Что еще можно сделать, чтобы правильно настроить SSD диск для Windows 7/10? Ответ – отключить индексацию содержимого диска, ведь SSD и так достаточно быстрый. Откройте свойства диска и снимите галочку «Разрешить индексировать содержимое файлов…».

Но вот какая штука. Если помимо SSD у вас есть HDD, то отключать индексацию на нём вы вряд ли захотите. Что из этого получится? По умолчанию файл индекса располагается на диске C и писаться данные с диска D всё равно будут на твердотельный диск.

Если вы не хотите отключать индексацию на пользовательском томе, вам нужно будет перенести файл индексации с системного SSD-диска на пользовательский HDD. Откройте командой control /name Microsoft.IndexingOptions параметры индексирования.

Теперь нажмите «Дополнительно» и укажите своё расположение индекса, предварительно создав на пользовательском диске папку.

Если же на вашем ПК только SSD, можете полностью отключить индексирование и поиск, открыв командой services.msc оснастку управления службами и остановив службу Windows Search.

Отключение защиты системы

Спорный момент. Отключив создание системных теневых копий, вы с одной стороны уменьшите число циклов записи, с другой – увеличите риск получить нерабочую систему в случае какого-нибудь непредвиденного сбоя. Использование откатных – один из самых эффективных и простых способов вернуть Windows в рабочее состояние, по этой причине мы бы не рекомендовали отключать эту функцию, тем более что создаются точки нечасто и места занимают не так уже и много.

Не рекомендует отключать защиту системы для своих SSD Intel, того же мнения придерживается Microsoft. Впрочем, решать вам. Если вы используете другие средства резервного копирования, например, Acronis True Image, системную защиту можно отключить. Для этого зайдите в свойства системы, на вкладке «Защита системы» выделите SSD-диск и нажмите «Настроить». Далее в параметрах восстановления активируйте радиокнопку «Отключить защиту системы», ползунок передвиньте в ноль и нажмите кнопку «Удалить».

Отключать или нет файл подкачки?

Ещё более неоднозначным решением является отключение файла подкачки. Кто-то советует переносить его на HDD, кто-то полностью отключать, но не всё так просто. Файл подкачки необходим для оптимизации быстродействия системы и программ, требующих значительных ресурсов ОЗУ. Отключение подкачки действительно может снизить нагрузку на диск, но полученный эффект будет очень незначительным. К тому же это отключение может существенно снизить производительность компьютера.

Особого смысла в переносе файла подкачки на жёсткий HDD-диск тоже нет, так как он во много раз медленнее SSD, и постоянное обращение к нему системы станет замедлять её работу. Отключить, а ещё лучше уменьшить файл подкачки допустимо только в одном случае – если на вашем компьютере имеется более 10 Гб ОЗУ, и при этом вы не пользуетесь ресурсоёмкими приложениями. А так, конечно, лучше всё оставить по умолчанию. Выполнить все манипуляции с файлом подкачки вы можете в окне параметров быстродействия, вызываемого в окошке «Выполнить» командой systempropertiesperformance (далее Дополнительно – Изменить).

Prefetch и Superfetch

По идее, здесь также всё лучше оставить по умолчанию. Функция никак не влияет на долговечность твердотельных дисков, так как не производит никаких записей. Тем более, что при установке Windows на SSD система автоматически её отключает. Желаете убедиться, что она отключена? Перейдите в редакторе реестра по адресу HKEY_LOCAL_MACHINE/SYSTEM/CurrentControlSet/Control/Session Manager/Memory Management/PrefetchParameters и посмотрите значение параметра EnableSuperfetch . Он должен быть установлен в 0. Отключить её также можно через оснастку управления службами.

Что касается Prefetch, то производимые ею записи на диск столь незначительны, что её можно проигнорировать. Впрочем, можете её отключить, ничего страшного не произойдёт. Для этого в том же ключе реестра установите в качестве значения параметра EnablePrefetcher 0.

То же самое можно сказать об отключении дополнительной функции Prefetch ReadyBoot, логгируемой процесс загрузки приложений. Объем производимых ею записей в папку C:/Windows/Prefetch/ReadyBoot ничтожен, но если вы хотите отключить и их, установите в 0 параметр Start в ключе HKEY_LOCAL_MACHINE/SYSTEM/CurrentControlSet/Control/WMI/Autologger/ReadyBoot .

Программы для оптимизации SSD-диска

Практически все, что было показано на примерах выше, можно сделать с помощью специальных утилит. Как настроить SSD под Windows 7/10 с использованием сторонних программ? Очень просто. Большинство из них имеет интуитивно понятный интерфейс, представленный набором опций, которые можно включить или отключить. Оптимизаторов SSD много, но мы остановимся только на самых популярных.

SSD Mini Tweaker

Самая удобная портативная программка для оптимизации твердотельных накопителей. Утилитой поддерживается работа с функциями дефрагментации, гибернации и защиты системы, Trim, Superfetch и Prefetcher, управление файлом подкачки и Layout.ini, индексированием, кэшем файловой системы и некоторыми другими настройками.

Интерфейс SSD Mini Tweaker представлен окошком со списком доступных для управления функций. После применения новых настроек может потребоваться перезагрузка ПК.

Условно-бесплатная утилита для оптимизации и настройки производительности SSD диска. Русского языка в Tweak-SSD нет, но зато есть удобный пошаговый мастер, предлагающий оптимальные настройки. Возможности этой программы включают отключение индексации файлов, помощника совместимости программ, гибернации, файла подкачки, дефрагментации, записи времени последнего доступа к файлу, работу с TRIM, увеличение кэша файловой системы, снятие лимита NTFS на использование памяти, а также вынос ядра в памяти вместо выгрузки части модулей на диск.

SSD Fresh Plus

Ещё один оптимизатор SSD. В отличие от аналогов, поддерживает работу с данными S.M.A.R.T. С помощью Abelssoft SSD Fresh Plus можно отключить дефрагментацию, использование сокращённых имен для папок и файлов, временные метки, журнал Windows, службы предварительной выборки.

В общей сложности утилита поддерживает девять разных настроек, оптимизирующих работу SSD. Дополнительные возможности программы включают просмотр подробной информации о диске. Распространяется в платной и бесплатной редакциях.

Заключение

На этом, пожалуй, всё. Есть также и другие рекомендации по оптимизации SSD, но они по большей части либо сомнительны, либо вредны. В частности, не рекомендуется отключать кэширование записей для SSD-диска и USN-журнал файловой системы NTFS. Не следует также переносить с SSD программы и временные папки Temp, кэш браузеров и прочее, ведь какой тогда смысл в покупке SSD-диска? Нам нужно ускорение работы программ, перенеся же их на HDD, вы только замедлите работу системы.

И напоследок вот вам добрый совет. Не заморачивайтесь особенно с оптимизацией SSD. Чтобы выработать ресурс даже бюджетного твердотельного диска 128 Гб, вам потребуется как минимум десяток лет, если только вы не станете записывать и удалять ежедневно терабайты данных. А за это время безнадёжно устареет не только модель диска, но и сам компьютер.

Недавно я столкнулся с проблемой ускорения работы дисковой подсистемы, которая предусмотрена в ультра буке Lenovo U 530 (и других подобных моделей). А началось все с того, что выбор пал на этот ноутбук для замены более старого.

Данная серия имеет несколько конфигураций, которые можно посмотреть по этой ссылке: http ://shop .lenovo .com /ru /ru /laptops /lenovo /u -series /u 530-touch /index .html #tab -"5E =8G 5A :85_E 0@0:B 5@8AB 8:8

Я взял вариант с процессором Intel Core -I 7 4500U , 1Тб HDD + 16 Гб SSD кэша.

Примечание: в данном ультрабуке и аналогичных используется SSD в формате M2: http://en.wikipedia.org/wiki/M.2

В дальнейшем при работе с ним как то присутствие кэша не наблюдалось, начал разбираться как же все это работает?

В чипсетах Intel (в частности Intel Series 8) имеется такая технология как Intel rapid storage technology (подробнее о ней можно прочитать по этой ссылке: http ://www .intel .ru /content /www /ru /ru /architecture -and -technology /rapid -storage -technology .html ).

В этой технологии есть функция Intel ® Smart Response , которая и позволяет использовать вариант гибридного SSHD или же HDD + SDD для ускорения дисковой подсистемы.

Если вкратце - то она позволяет хранить часто используемые файлы на SSD диске и при последующих запусках файлов читать их с SSD диска, что заметно улучшает производительность всей системы в целом (подробнее о Smart Response по этой ссылке:

2)Использовать технологию Windows ReadyBoost (http://ru.wikipedia.org/wiki/ReadyBoost)

3)Использовать вариант ExpressCache

Примечание: многие наверняка видели инструкции в интернете по переносу файла гибридизации на SSD, так вот, на своем опыте проверил, это НЕ РАБОТАЕТ, так как даже в этом случае, когда Вы создаете раздел гибридизации, все равно используется технология Intel Rapid Storage . Другими словами, режим гибридизации уже невиндовый , а управляет им данная интеловская технология, а поскольку у нас она не работает, то кроме бесполезного раздела гибридизации на SSD Вы ничего не получите, соответственно работать это не будет.

А теперь опишу более подробно, как настроить каждый из трех вариантов.

1.Использовать стороннюю утилиту от SanDisk - ExpressCache

Распишу по пунктам действия:

Если Вы еще ни разу не пользовались этой утилитой, то делаем следующее:

1)Скачиваем ее, например отсюда: http ://support .lenovo .com /us /en /downloads /ds 035460

2)Заходим в “Управление дисками” и удаляем все разделы с SSD диска;

3)Устанавливаем программу Express Cache на компьютер, перезагружаемся и все готово) Программа сама сформирует нужный раздел и будет его использовать.

4)Чтобы проверить работу, вызываем командную строку в режиме администратора, и вводим eccmd.exe -info

5)В результате, должна быть похожая картинка:

Рисунок 6 - проверка работы кэша при запуске утилиты eccmd.exe -info

2.Использовать технологию Windows ReadyBoost

Для использования этой технологии необходимо:

2)Создаем один основной раздел на SSD ;

3)Новый раздел появится в виде нового диска со своей буквой. Заходим в Мой компьютер и жмем правой кнопкой на диске и в меню выбираем “свойства”, далее вкладку “Ready Boost ”.

4)Во вкладке выделяем опцию “Использовать это устройство” и ползунком выделяем все имеющееся пространство.

После этого SSD будет ускорять работу файловой системы используя технологию Microsoft Windows Ready Boost .

Не знаю, насколько она эффективна для работы с SSD , так как изначальное ее предназначение было - использование в качестве устройств хр анения обычные NAND Flash в виде брелоков, а скорость доступа к таким устройствам намного ниже, чем у mSATA SSD

3.Использовать вариант ExpressCache + перенос SWAP файла на отдельный раздел SSD .

На мой взгляд - это самый оптимальный для данного случая метод, так как, с одной стороны мы ускоряем работу со свопом, перенеся его на SSD , а так же обеспечиваем работу с кэшем. Данный метод скорее подходи для ультра буков с объемом SSD 16 и более Гб.

Как это сделать?

1)Заходим в “Управление дисками” и удаляем все разделы с SSD диска;

2)На SSD нужно два раздела, один делаем сами, второй делается программой Express Cache ;

3)Создаем раздел для свопа, например: 6 Гб вполне достаточно для ультра бука с 8Гб ОЗУ (RAM);

5)Теперь нам нужно перенести своп с диска C : на новый диск SSD . Для этого заходим в параметры Системы, далее “Дополнительные параметры системы”.

Рисунок 8- Дополнительные параметры системы

Во вкладке “Дополнительно” нажимаем на кнопку “Параметры* ”, вкладка “Дополнительно** ” и далее кнопку “Изменить** ”. Отключаем “Автоматический режим*** ”, затем из списка выбираем нужный для нас диск со свопом, а затем пробуем выбрать опцию “Размер по выбору системы*** ” и нажимаем кнопку “Задать*** ”. Если система ругнулась, то это, скорее всего из-за того, что диск в 6Гб. система считает слишком маленьким, но если Вы посмотрите снизу в окне рекомендуемый размер файла, то он будет колебаться в районе 4,5 Гб, что даже меньше нашего раздела, поэтому делаем следующее - выбираем опцию “Указать размер*** ” и в поле “Исходный размер*** ” записываем тот рекомендуемый снизу размер файла. В поле “Максимальный размер*** ” можно написать весь объем раздела, затем жмем кнопку “Задать*** ”.
Далее, нам нужно отключить уже имеющийся своп, для этого из списка дисков выбираем на том, где в данный момент располагается своп (например C :), и ниже в опциях выбираем - “Без файла подкачки*** ”, а затем “Задать*** ”.
Все -т еперь у Вас файл подкачки будет располагаться на SSD диске.
Ждем “Ок *** ” и перегружаем компьютер.

6)Можно проверить, есть ли файл на диске или нет, заходим на диск C : (в проводнике должна быть включена функция видимости скрытых файлов или с помощьюTotal Commander ).

Рисунок 12 - Видимость SWAP раздела SSD

Файл подкачки называется pagefile . sys , он должен быть на новом диске, а на старом его быть не должно.

7)Теперь нужно установить раздел для кэширования, для этого делаем все, что было описано в пункте 1.

В итоге после проделанных действий мы получаем ускорение всей системы в целом.

Рисунок 13 - Разделы на SSD для SWAP и SSD кэша

Желаю Вам быстрой производительности Вашей системы и долгой работы SSD J

Буду рад комментариям к моей статье и всяческим рецензиям) Спасибо!

Введение

По мере развития бизнеса возможности приложений с интенсивными рабочими потоками часто ограничиваются характеристиками жестких дисков (HDD). Несмотря на то, что емкости HDD резко возросли, скорость выполнения операций произвольного ввода/вывода (I/O) не увеличивалась в том же темпе. Однако, теперь возможно ускорить обработку потоков с интенсивным чтением данных, таких, как при онлайн транзакциях (On-Line Transaction Processing - OLTP), в сетевых и файловых серверах, базах данных, применяя новую технологию кэширования, Infortrend SSD Cache, которая использует высокую скорость и малую задержку твердотельных дисков для повышения скорости считывания часто требующихся жизненно важных данных. Скорость чтения для SSD значительно выше по сравнению с HDD и, следовательно, SSD Cache может существенно улучшить характеристики произвольного чтения и снизить время отклика.

Применимость настоящего документа

Семейство EonStor DS

Что такое SSD Cache?

Кэш-память - это компонент, который прозрачно накапливает данные, так что следующие обращения к ним могут обслуживаться более эффективно. Он имеет решающее значение для хранилища, особенно в применениях с интенсивным чтением данных. Без включения SSD Cache емкость кэш-памяти контроллера ограничена. SSD Cache позволяет использовать быстрые SSD для наращивания пула кэш-памяти системы хранения и накапливания часто запрашиваемых данных. С увеличением емкости SSD Cache частота попадания в кэш также увеличивается. Другими словами, все больше и больше “горячих” данных будет храниться в SSD Cache, будущие обращения к этим данным будут обслуживаться более эффективно и, следовательно, характеристики чтения будут улучшаться.

Почему Infortrend SSD Cache?

Во многих случаях, когда процентное содержание операций чтения в рабочем потоке значительно выше, чем операций записи, и происходит повторяющееся считывание небольшого количества данных, SSD Cache может дать следующие преимущества:

1.Улучшение характеристик чтения

SSD Cache использует интеллектуальный алгоритм, чтобы ускорить обработку интенсивных потоков с произвольным чтением данных, таких, как OLTP и обращения к базам данных. В таких ситуациях SSD Cache может существенно увеличить общую скорость чтения. Например, SSD Cache может в 2,5 раза увеличить значение IOPS при OLTP по сравнению с той же системой без SSD Cache. В то же время задержки также уменьшаются и, следовательно, степень улучшения характеристик зависит от действительных рабочих потоков приложения и поведения пользователя.

2.Интеллектуальное ПО и алгоритм управления

Интеллектуальное ПО автоматически анализирует модель доступа к данным и распознает последовательные и произвольные операции чтения/записи. Данные последовательного чтения или записи не заносятся в пул SSD Cache, в нем накапливаются только данные произвольного чтения, чтобы SSD использовались наиболее эффективно. Если более точно, то встроенное ПО автоматически перемещает копии наиболее часто требующихся данных из кэш-памяти контроллера в пул SSD Cache в соответствующее время. Эти “горячие” данные впоследствии будут считаны из SSD Cache, если система получит запрос на их чтение. Разработанны Infortrend алгоритм оптимизирует цикличность копирования данных в SSD, так что для этой цели можно применять и сравнительно дешевые SSD. Это решение не только улучшает характеристики чтения, но и продлевает срок службы жестких дисков за счет уменьшения количества циклов чтения и записи.

3.Простой интуитивный интерфейс пользователя

Функции SSD Cache полностью интегрированы в Infortrend SANWatch и RAIDWatch GUI. Они очень просто настраиваются, управляются и обслуживаются. Например, пользователь может наблюдать за состоянием пула SSD Cache и легко проверять оставшийся срок службы для каждого SSD.

Infortrend SSD Cache

Как работает Infortrend SSD Cache

Если SSD Cache включено и работает в течение некоторого времени, интеллектуальное встроенное ПО собирает статистику и немедленно обновляет записи о “температуре” данных в кэш-памяти контроллера. Основываясь на этих записях, встроенная программа автоматически копирует в соответствующее время небольшие фрагменты случайных часто требующихся данных из кэш-памяти контроллера в пул SSD Cache, используя метод последовательной записи, чтобы избежать интенсивных операций с SSD и, следовательно, увеличить срок их службы. Пока пул SSD Cache Pool не заполнится “горячими” данными, генерируемыми приложениями на хосте, метод предварительного копирования блоков на SSD с помощью зонного предсказания ускоряет операции чтения. Если размер блока данных меньше или равен 16 KB, данные копируются прямо в пул SSD, даже если они считываются только однократно. Если размер блока больше 16 KB, и программа распознает его как “горячие” данные (считываются несколько раз), то они классифицируются как часто требующиеся и сохраняются в пуле SSD. Для этих “горячих” данных будет хранится две копии - одна в SSD Cache и одна на жестких дисках.

Как правило, по получении запроса на чтение данных система проверяет, имеются ли соответствующие данные в кэш-памяти контроллера. Если запрашиваемые данные есть в кэше контроллера, система тут же возвращает их хосту. Если же запрашиваемых данных нет в кэше контроллера, то система проверяет пул SSD Cache. Если запрашиваемые данные были сохранены в SSD Cache на основании оценки их “температуры”, то система считывает эти данные прямо из SSD Cache и возвращает из хосту. В противном случае данные будут возвращены с более медленного устройства. Следовательно, чем больше попаданий в кэш, тем больше запросов будет обслужено SSD Cache, поэтому общие характеристики и среднее время отклика будут улучшаться.

Что нужно для работы SSD Cache

1. Требования к программному обеспечению и SANWatch

ПО версия 512F12 или выше

SANWatch версия 3.0.h.14 или выше

2. Лицензия на SSD Cache

SSD Cache доступно по лицензии. Infortrend также предоставляет 30-дневную пробную лицензию.

3.Соотношение между емкостью кэш-памяти контроллера и максимальным размером пула SSD Cache:

Если в системе разрешена работа SSD Cache, то кэш-память контроллера будет использовать некоторую часть пространства для сохранения “горячих” данных, и размер “горячих” записей в кэше контроллера будет определять максимальный поддерживаемый размер пула SSD. Для начальной комбинации (2 GB на контроллер) максимальный поддерживаемый размер пула SSD Cache равен 150 GB для одиночного контроллера и 300 GB для моделей с двойным избыточным контроллером.

По сравнению с SSD кэш-память контроллера более экономична. Кроме того, в кэш-память контроллера могут попадать не только считываемые, но и записываемые данные. Следовательно, мы рекомендуем пользователям EonStor DS нарастить кэш-память до 16 GB на один контроллер и приобрести подходящие SSD для кэш-пула (соответствующие вашим потребностям и бюджету), чтобы получить максимальный выигрыш в характеристиках.

4.Сброс контроллера(ов) для запуска SSD Cashe

Последний шаг запуска SSD Cache включает сброс контроллера(ов). По умолчанию, в кэш-памяти контроллера не назначается пространство для хранения “горячих” данных. Следовательно, требуется сбросить контроллер и инициализировать его так, чтобы выделить подходящее пространство для “горячих” записей. После сброса контроллера и активации функции SSD Cache управлять им очень просто. Нет необходимости сбрасывать или перегружать систему при добавлении SSD в пул или удалении из него. Эта процедура выполняется с помощью интуитивного интерфейса пользователя через SANWatch или RAIDWatch.

5.Требования к SSD

В настоящее время один контроллер поддерживаеи до 4 SSD. Если вы хотите использовать функцию SSD Cache, проверьте, пожалуйста, числится ли выбранная вами модель SSD в квалификационном списке Infortrend Qualified Vendor List (QVL). Только SSD из нашего QVL могут применяться для улучшения характеристик хранилища, как описано в этом документе.

Заключение

Infortrend SSD Cache представляет собой интеллектуальное решение, которое многократно улучшает характеристики хранилища, в особенности для приложений с интенсивным чтением данных, значительно снижает задержки и поддерживает большие пулы кэш-памяти. Его легко устанавливать, администрировать и обслуживать с помощью интуитивных интерфейсов пользователя от Infortrend. Мы настоятельно рекомендуем использовать его в системах с интенсивными рабочими потоками и часто повторяющимися операциями чтения.

Полный текст статьи с иллюстрациями вы можете скачать в виде pdf файла.

«Лучшей практикой» для многих корпоративных заказчиков является применение гибридных систем хранения SSD/HDD. Такое решение позволяет воспользоваться преимуществами обоих типов носителей - большой емкостью HDD и высоким быстродействием SSD в IOPS (количество операций ввода-вывода в секунду), - но при этом остается экономически привлекательным.

В гибридной системе хранения SSD/HDD основная емкость представлена недорогими жесткими дисками, а небольшой пул для «горячих», часто используемых данных - флеш-памятью. В рационально спроектированной гибридной СХД при небольшом количестве накопителей SSD достигается значительное ускорение операций с основным пулом хранения данных.

РЕАЛИЗАЦИЯ ГИБРИДНЫХ СХД

На практике применяются два основных метода ускорения - кэширование данных и их многоуровневое хранение (tiering). В обоих случаях для увеличения производительности ввода-вывода используется концепция «горячих» данных, но в действительности это совершенно разные подходы.

При кэшировании один или несколько накопителей SSD служат в качестве кэша для виртуального пула хранения, где основное хранилище реализовано на жестких дисках. SSD в этом случае не предоставляют дополнительной емкости - это невидимая для приложений «прослойка», увеличивающая производительность ввода-вывода. Информация всегда передается в основной пул хранения, однако «горячие» данные копируются и в кэш-память (на SSD). При последующих обращениях к этим или рядом размещенным данным вместо основного пула хранения используется кэш-память, за счет чего и достигается существенный выигрыш в производительности.

При многоуровневом хранении данные соответствующим образом сортируются и помещаются на уровень SSD или HDD (уровней может быть больше двух): «горячие» отправляются на флеш-память, а реже используемые - на жесткие диски.

ЧТО ЛУЧШЕ?

Многоуровневое хранение не предполагает избыточности данных, поэтому реализация RAID в этом случае становится более сложной - требуется покупка дополнительных SSD. Сама сортировка данных и распределение их по уровням негативно сказываются на производительности. Такие системы должны управлять данными, которые из «горячих» со временем превращаются в «холодные». Ввиду отсутствия избыточности, часто используемые данные нужно перемещать в основной пул, как только они становятся менее полезными. Эти фоновые процессы потребляют IOPS и сказываются на скорости операций ввода-вывода во время таких перемещений. С наибольшей эффективностью многоуровневое хранение функционирует в тех случаях, когда соответствующие алгоритмы адаптированы к требованиям и задачам заказчика. Для достижения идеальной производительности нужны постоянный мониторинг и подстройка алгоритмов.

В отличие от сложного многоуровневого хранения, кэширование на SSD в существующих СХД реализовать проще. Гибридные системы хранения с кэшированием на SSD не требуют дополнительного администрирования, а приложение воспринимает такую систему точно так же, как и любую другую сетевую СХД, только работает она намного быстрее. Реализация RAID и защита данных у нее аналогичные, и покупать для этого дополнительные SSD не потребуется.

На SSD помещаются копии данных, поэтому осуществлять их фоновое перемещение в основной пул хранения не придется. Не будет и связанных с этим издержек, влияющих на производительность. Кэширование на SSD необходимо, впрочем, подстраивать под конкретные корпоративные приложения, но простота системы кэширования означает, что администрирование системы будет значительно менее сложным, чем у сопоставимой СХД с многоуровневым хранением.

Издержки, связанные с инсталляцией СХД с многоуровневым хранением и ее сопровождением, будут оправданными только в очень крупных организациях, которые могут позволить себе как установку стоечных модулей SSD для организации выделенного пула флеш-памяти, так и увеличение штата системных администраторов для управления СХД. Для большинства компаний, не имеющих экстремально крупных пулов хранения, предпочтительным вариантом ускорения систем хранения будет кэширование на SSD.

ПРОБЛЕМА ЗАПИСИ

Будучи более производительными, накопители SSD имеют определенные ограничения на запись данных, и это нужно иметь в виду при выборе метода ускорения СХД. Хотя хранящиеся на флеш-накопителях данные можно считывать бесконечное число раз, их ячейки допускают ограниченное число циклов записи. Эта проблема осложняется необходимостью удалять весь блок даже при записи данных меньшего объема. Для ее решения в современных контроллерах флеш-памяти применяются методы распределенной записи, кэширования операций записи и фоновая «сборка мусора». Однако запись на SSD остается более сложной операцией, чем чтение. Слишком частое выполнение записи в одни и те же ячейки может привести к быстрой деградации флеш-памяти.

Если в клиентской системе операции записи на SSD можно распределить таким образом, что каждый отдельный блок носителя будет перезаписываться достаточно редко, то в гибридной СХД уровень SSD активно задействуется для хранения «горячих» данных всего дискового пула. При кэшировании и многоуровневом хранении операции с SSD станут очень интенсивными, и преимущества алгоритмов предотвращения износа носителя будут сведены на нет. Это означает, что в обоих случаях (кэширование и многоуровневое хранение) уровень SSD лучше всего задействовать для ускорения операций чтения, а не чтения и записи.

РЕАЛИЗАЦИЯ КЭШИРОВАНИЯ НА SSD

В системе с кэшированием на SSD операция ввода-вывода производится обычным образом: вначале выполняются чтение-запись на HDD. Если эта операция инициирует кэширование, данные также копируются с HDD на SSD. Тогда при любой последующей операции чтения того же логического блока он считывается непосредственно с SSD, что увеличивает общую производительность и уменьшает время отклика. Уровень SSD играет роль невидимого ускорителя ввода-вывода, и при любом отказе SSD данные все равно будут доступны в основном пуле хранения, защищаемом с помощью RAID.

НАПОЛНЕНИЕ КЭШ-ПАМЯТИ

Кэш, как и основная емкость хранения, разбивается на группы секторов равного размера. Каждая группа называется кэш-блоком, а каждый блок состоит из подблоков. Размер кэш-блока можно настраивать под конкретное приложение, например СУБД или Web-сервер.

Считывание данных с HDD и их запись в SSD называют наполнением кэш-памяти. Эта фоновая операция обычно выполняется вслед за основной операцией чтения или записи. Поскольку назначение кэша - хранение часто используемых данных, к его наполнению должна приводить не каждая операция ввода-вывода, а только та, для которой пороговое значение счетчика оказывается превышенным. Обычно счетчики наполнения применяются при чтении и при записи.

Таким образом, с каждым блоком основной емкости хранения ассоциируются счетчики чтения и записи. Когда приложение считывает данные из кэш-блока, значение его счетчика чтения увеличивается. Если данные в кэш-памяти отсутствуют, а значение счетчика чтения больше или равно значению наполнения при чтении, то параллельно с основной операцией чтения выполняется операция наполнения кэш-памяти (данные кэшируются). Если же данные уже есть в кэш-памяти, они считываются с SSD, а операция наполнения не осуществляется. Если значение счетчика чтения меньше порогового значения, оно увеличивается, а операция наполнения не выполняется. Для операции записи сценарий тот же. Подробнее он поясняется на иллюстрациях на предыдущем развороте.

Что происходит с содержимым кэша после его «разогрева»? Если на SSD есть свободное место, кэш продолжает заполняться «горячими» данными. Когда емкость SSD исчерпывается, применяется алгоритм перезаписи наименее используемых данных (Least Recently Used, LRU), то есть на место последних в кэш-памяти записываются новые «горячие» данные.

Если объем «горячих» данных превышает емкость SSD, процент считываемых из кэш-памяти данных уменьшается, соответственно, снижается и производительность. Кроме того, чем меньше емкость SSD (и чем больше объем горячих данных), тем интенсивнее обмен «горячих» данных. В результате SSD будет изнашиваться быстрее.

Специалисты Qsan рекомендуют использовать накопители Intel SSD DC S3500. Так, у SSD емкостью 480 Гбайт наработка на отказ (MTBF) составляет 2 млн ч. Что касается производительности, то типичная задержка у этих накопителей равна 50 мс, максимальная задержка при чтении - 500 мс (99,9% времени), а производительность при произвольном чтении блоками по 4 Кбайт достигает 75 тыс. IOPS, при записи - 11 тыс. IOPS. Это хороший вариант для SSD-кэширования.

КЭШИРОВАНИЕ ПРИ ЧТЕНИИ-ЗАПИСИ

Операция чтения при отсутствии данных в кэш-памяти происходит следующим образом:

Данные считываются с HDD.
Выполняется операция наполнения SSD.

Операция чтения при наличии данных в кэш-памяти:

Приложение подает запрос на чтение данных.
Данные считываются с SSD.
Запрошенные данные возвращаются приложению.
При сбое SSD данные считываются с HDD.

Действия приложения при записи данных:

Приложение подает запрос на запись данных.
Данные записываются на HDD.
Приложению возвращается статус операции.
Выполняется операция наполнения кэш-памяти на SSD.

НАСТРОЙКА КЭШ-ПАМЯТИ SSD

Чтобы приложение использовало кэш-память на SSD максимально эффективно, ее можно настроить. Основные параметры - размер блока кэш-памяти, пороговые значения наполнения при чтении и при записи.

Размер блока. Большой размер блока кэш-памяти подходит для приложений, часто обращающихся к соседним (по физическому расположению) данным. Это называется высокой локальностью обращений. Увеличение размера блока также ускоряет наполнение кэш-памяти на SSD - ускоряется «разогрев» кэша, после которого приложения с высокой локальностью обращений будут демонстрировать весьма высокую производительность. Однако увеличение размера блока влечет за собой генерирование избыточного трафика ввода-вывода и увеличение времени отклика, особенно для отсутствующих в кэше данных.

Меньший размер блока хорош для приложений с менее локализованными данными, то есть когда доступ к данным осуществляется в основном случайным образом. Кэш-память на SSD будет «разогреваться» медленнее, но чем больше блоков, тем больше вероятность попадания в кэш нужных данных, особенно данных с низкой локальностью обращений. При небольших блоках коэффициент использования кэш-памяти ниже, но меньше будут и сопутствующие потери, так что при «промахе», когда нужных данных нет в кэш-памяти, производительность страдает меньше.

Пороговое значение наполнения. Порог наполнения кэша - это число обращений к данным, после которого соответствующий блок копируется в SSD-кэш. При большом значении кэшируются только часто используемые данные и уменьшается обмен данных в кэше, но увеличивается время «разогрева» кэш-памяти и растет эффективность ее использования. При меньшем значении кэш-память разогревается быстрее, но возможно ее избыточное наполнение. Для большинства приложений вполне достаточно порогового значения, равного 2. Наполнение при записи полезно в том случае, когда записываемые данные вскоре снова считываются. Подобное нередко случается в файловых системах. Другие приложения, например базы данных, не имеют такой особенности, поэтому наполнение при записи для них иногда лучше вовсе отключить.

Как можно видеть, увеличение или уменьшение каждого параметра имеет свои положительные и отрицательные последствия. Очень важно понимать «локальность» приложения. Кроме того, полезно протестировать систему на реальных нагрузках и посмотреть, при каких параметрах она показывает лучшие результаты.

ПРИМЕР КОНФИГУРАЦИИ КЭША НА БАЗЕ SSD

В тесте моделировалась типовая ситуация ввода-вывода (произвольное чтение 90% + запись 10%) для определения выигрыша, который дает использование SSD-кэша. При тестировании применялась система AegisSAN Q500 в следующей конфигурации:

HDD: Seagate Constellation ES, ST1000NM0011, 1 Тбайт, SATA 6 Гбит/с (x8);
SSD: Intel SSD DC 3500, SSDSC2BB480G4, 480 Гбайт, SATA 6 Гбит/с (x5);
RAID-группа: RAID 5;
тип ввода-вывода: Database Service (8 Кбайт);
режим ввода-вывода: блоки по 8 Кбайт.

Время «разогрева» вычисляется по следующей формуле:

T = (C × P) / (I × S × D),

где T - время «разогрева», I - средняя производительность в IOPS одного HDD при произвольном чтении, S - размер блока ввода-вывода, D - число HDD, C - совокупная емкость всех SSD, P - пороговое значение наполнения кэш-памяти при чтении или записи. На практике «разогрев» кэша может занять больше времени.

Для данной конфигурации оно составит:

Т = (2 Тбайт × 2) / (244 × 8 Кбайт × 8) = 275 036,33 сек = 76,40 ч.

Без кэширования на SSD средняя производительность составила 962 IOPS. При включении кэширования она выросла до 1942 IOPS, то есть улучшение после «разогрева» кэша оказалось двукратным - 102%. Согласно расчетной формуле время разогрева равно 76,4 ч, в тесте после 75 ч производительность в IOPS достигла максимальной величины и оставалась после этого стабильной.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В концепции ускорения гибридных СХД реализуется идея увеличения производительности всей системы за счет быстрого доступа к «горячим» данным. Принимая во внимание затраты на оборудование и администрирование, можно утверждать, что в общем случае кэширование данных на SSD представляет собой наилучший способ получения преимуществ высокой производительности при использовании систем хранения с флеш-накопителями без потери надежности хранения данных.

Бартек Митник - директор по продажам компании Qsan Technology в регионе EMEA.