硬碟+非揮發性記憶體:Intel Robson計劃揭示硬碟儲存功能的新概念(IDF特別報導)

本文作者:admin       點擊: 2006-05-10 00:00
前言:
雖然硬碟介面的傳輸速度理論值隨著SATA傳輸介面的普及而在最近這兩年來有著迅速的成長,但平心而論,一般用戶真的能感受到的效能提昇實在非常有限,例如採用號稱擁有150Mbps頻寬的SATA硬碟,在Burst Mode條件下的讀取速度能突破100Mbps就已經是相當優異的。為了解決PC平台長期以來最大的效能瓶頸,Intel提出了在PC系統內以非揮發性記憶體擴充卡來分擔部分硬碟儲存功能的新概念,值得PC產業界關注。

硬碟效能受限於機械問題增長緩慢
熟悉PC系統架構的工程師或是Power User都知道,硬碟是今日PC平台上最大的效能瓶頸,在預算允許的情況下,用RAID來提昇硬碟的整體讀取速度,甚至是採用RAM Disk這種更顛覆性的技術(不過RAM Disk也有其先天問題,容後敘述),對於PC整體效能的增進效果可以說是立竿見影。硬碟供應商為了洗刷效能瓶頸的污名,近年來不管是將硬碟機馬達轉速提升7200轉,甚至突破萬轉大關、導入NCQ(Native Command Queue)技術、或是不斷加大硬碟機快取記憶體容量,幾乎可說是該做的都做了。但是,今年英特爾春季IDF論壇上的一份簡報資料卻顯示,硬碟供應商的產品發展速度在未來只會被介面發展的速度拋得更遠。

圖1:介面速度不斷提昇與硬碟整體讀取性能的增長不成比例  圖片來源:Intel

事實上,造成硬碟效能發展相對遲緩的關鍵在於機械次系統,傳輸介面很少成為系統的效能瓶頸。根據同一份簡報資料中的另一張圖片顯示,在檔案片段越小的情況下,機械次系統所造成硬碟機讀取延遲越嚴重。但是,單位儲存成本遠遠低於各種記憶體的硬碟,在可以預見的將來是不可能被淘汰的,因此,以非揮發性記憶體來補足機械系統帶給硬碟的先天限制,似乎成為一個可行的解決之道。

圖2:硬碟機讀取延遲的最大來源是機械延遲  圖片來源:Intel

Robson計劃─提昇存儲系統效能的可行途徑之一

在IDF中,英特爾發表了一項正在進行中,代號為Robson的研究計劃,要以介面擴充卡的方式將非揮發性記憶體放進PC系統中。Intel表示,Robson在PC系統中將扮演的角色有二,其一是快取性的功能,可以將常用的檔案系統放在擴充卡上的記憶體中,或是資料寫入硬碟前的暫存記憶體;其二則是直接將整個擴充模組當作硬碟使用,在Intel的規劃中,甚至可以拿來安裝作業系統以縮短系統開機時間。

與現有的RAM Disk相比,Intel指出,採用DRAM的RAM Disk相較於採用非揮發性記憶體的Robson,其耗電量過大。事實上,就算是拿現有的硬碟來與Robson作比較,Robson的整體耗電量也比較低,這對於強調電池壽命的行動運算裝置、乃至可攜式電子產品而言相當關鍵。除此之外,RAM Disk擴充卡上必須設計一顆電池,否則系統突然斷電將導致所有儲存在RAM Disk上的資料流失。即使水銀電池本身已經是價格相當低廉的零組件,採用額外的電池對於板卡設計製造而言仍將來成本上的衝擊。帶來基於以上兩點,Intel認為用非揮發性記憶體所帶來的效益遠高於採用DRAM。

圖3:Robson的平均功耗僅0.49W  資料來源:Intel

PC產業兩大龍頭攜手力推Robson

Robson除了可以扮演硬碟的角色之外,同時也可以被當作是一種類似隨身碟、光碟片等儲存媒體的外部存儲裝置(External Memory Device, EMD),這個特性使得PC產業的另一家龍頭大廠微軟表達出對Robson的高度興趣。早在2004年,比爾蓋茲便曾經大膽預言,記憶體終將淘汰其他各種光學儲存媒體而成為市場上的霸主,而Robson的EMD功能,正好讓比爾蓋茲的預言有了實現的可能,並因而促成雙方的進一步合作。微軟已經公開宣佈,即將在明年上市的Windows Vista作業系統將支援Robson,並且雙方將聯手展示Robson在執行MS Word、Excel、Outlook等應用軟體時將帶來的效能提昇潛力。對於這個展示,Intel信心滿滿的表示,採用Robson所帶來的效能提昇,絕對不只是Benchmark上拿到比較多分數而已。

更值得密切觀察的是,微軟雖然目前仍未宣佈將以Robson作為光碟以外的儲存媒體來販售Windows Vista,但是讓微軟最感興趣的EMD功能,無疑提供了Robson這樣的應用潛力。今年下半年微軟是否將公開宣佈以Robson作為Vista載體,也就是在Robson出貨時已經將Windows Pre-install到記憶體中,將是PC產業今年最值得密切觀察的議題之一。

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