混合式硬碟:下一代行動「快閃」運算

本文作者:admin       點擊: 2007-12-13 00:00
前言:
混合式硬碟為行動運算帶來絕佳功耗效益、效能和耐用性



全球筆記型電腦的需求急速成長,引發筆記型電腦市場中2.5吋硬碟機製造商的激烈競爭;硬碟製造商均強調其高儲存容量、超高速效能及超低功耗等傳統武器。然而,企業和消費者需要的,不只是這些方面的逐步改良。

消費者希望增加日常運算上的效率和行動性,對筆記型電腦的要求超過以往。外勤人員或行動消費者需要像在辦公室時的網路連線能力及電源供應的運算環境。商用PC則需要高效能、持久性和容量,以支援包括工作和遊樂等各項應用。

筆記型電腦製造商不斷絞盡腦汁,竭盡所能增加產品效益。他們要求元件供應商克服技術障礙,並以合理價位,持續提供消費者高品質產品。筆記型電腦製造商的產品必須符合這些嚴苛要求,才能保有市場競爭力。

硬碟機製造商方面則持續致力於研發創新技術,如提高磁錄密度,減少機械元件數量並強化可靠性的垂直記錄(Perpendicular recording)技術。混合式硬碟機(Hybrid hard drive)利用少許快閃記憶體,提供硬碟技術無法達成的高效能、可靠性和功效,堪稱最新關鍵性儲存技術。近十年來,雖然傳統硬碟技術的進步已符合筆記型電腦製造商所需要的儲存方案,但是透過快閃記憶體,硬碟技術領導廠商得以加速傳統科技的發展步調。

客戶選擇多元化 
支援行動運算的儲存裝置,須具備五項重要能力:高效能、高可靠性、低功耗(延長電池續航力)、多種容量選擇及合理的價格。混合式硬碟問市之前,傳統硬碟機是唯一符合成本效益的筆記型電腦儲存方案。固態硬碟(Solid-state drive)是唯一的替代方案,適合用於超強固型筆記型電腦。固態硬碟沒有採用移動性零件,增加筆記型電腦的耐震性,且使筆記型電腦免於機械性延滯,大幅增進反應速度。雖然固態硬碟結合高效能、可靠性與低功耗等優勢,其低容量和高價位仍讓消費者卻步。固態硬碟使筆記型電腦成本增加900美元,等於32GB硬碟的每一GB成本15美元,遠高於每GB成本低於1美元的傳統80GB硬碟。如此高價,使許多消費者望而生畏。對消費者而言,儲存容量和價格是個人運算的主要考量,而無法接受以更高花費,換得更小的容量。

此外,筆記型電腦價格持續下滑,內部元件也必須隨之降低成本,使固態硬碟市場更加緊縮,連帶侷限固態硬碟筆記型電腦的市佔率,延緩固態硬碟的容量成長,對於降低價格更加不利。固態硬碟製造商面對將每GB 15美元的成本降至低於1美元的價格挑戰,倍感艱難;即使快閃記憶體價格急速下滑,但在近年內實現此一目標的機率仍甚小。

部份業界專家認為筆記型電腦系統只需要32GB以內的儲存容量,但多數消費者仍拒絕採用較小容量的產品。然而,希捷筆記型電腦硬碟的出貨量仍高。希捷供應的筆記型電腦硬碟最高容量為80GB,比市面上的固態儲存方案多50GB。硬碟產業已深深體悟:商務和消費應用的持續成長,產生更大量的數位內容;因此,消費者對於容量的需求永遠無上限。數位發展不會因32GB筆記型電腦容量而放慢腳步。希捷科技結合傳統硬碟的容量與成本,及固態硬碟的效能與耐用性等優勢,研發出混合式硬碟。

跨越鴻溝的新生代硬碟
只要某部份固態(快閃)技術,硬碟製造商得以縮小固態硬碟和傳統硬碟間的價差,提供擁有經濟效益的儲存裝置,不僅具備高容量、前所未有的耐震力和靜音,且功率消耗只需傳統硬碟機的一半。如此一來,消費者只需多花少許費用,就能享有更長的筆記型電腦電池續航力、更快的開機時間和更可靠的硬碟。

混合技術將傳統筆記型電腦硬碟的平均故障間隔時間(MTBF;Mean time between failures)-用以計量可靠性-提高50%,從原先的40萬小時延長為60萬小時,並提升耐震力至900 Gs,保護筆記型電腦從六呎高度掉落仍不受損壞。

藉由快閃技術,混合式硬碟在功耗、開機效能和可靠性等方面即能大幅超越傳統硬碟。

並非曇花一現:利用少許非揮發性記憶體,實現空前效益
混合式硬碟將非揮發性記憶體(nonvolatile memory;快閃記憶體)結合至傳統機械式旋轉碟片硬碟機。此種硬碟特別針對Microsoft Windows Vista而設計,因為唯有此作業系統能將經常讀取的資料存放於快閃記憶體。Windows Vista的所有版本都有二個加速器,會在安裝後自動偵測混合式硬碟,並分析筆記型電腦使用者的資料存取模式,把常用資料存放於快閃記憶體以加速讀取。

在建立使用者存取型態,並將足夠的常用資料儲存至快閃記憶體後,混合式硬碟的碟片會降速以節省電源。當然,其中的電子機制仍持續運作,維持快閃記憶體的資料讀寫功能。

混合式系統的組成,僅需一台SATA介面的筆記型電腦、任何版本Windows Vista和一台混合式硬碟機,而不需要特殊的主機板、機箱或驅動程式。

僅需要少許快閃記憶體,混合式硬碟滿足最多需求!

混合式硬碟機提供與傳統硬碟機相同的容量選擇,已有高達160 GB容量的2.5吋筆記型電腦硬碟。不同於固態硬碟的是,消費者不必屈就於小容量,即可享有高效能及耐用性。

開機時間是評估混合式硬碟效能的最佳尺度。即使不同系統的整體效能會隨著驅動程式、BIOS相容性以及開機程序(Boot-up sequence)而有所差異,希捷以Dell 620系統進行測試,證實開機時間縮短20%,在啟動速度上明顯快了8秒鐘。

低功耗是筆記型電腦使用者的主要訴求。對於正在處理專案、簡報、或執行數字運算的筆記型電腦使用者而言,每分鐘的作業時間都要把握。現今的混合式硬碟比傳統硬碟節省50%電力。即使各系統的情況不同,硬碟機所佔的整體功耗只有約10%。為延長電池續航力,創造最佳筆記型電腦產品,製造商致力減少各運算元件的耗電量,並期望已經很省電的硬碟能協助節省更多功耗。

混合式技術的功效因系統而異,而此技術的耐性也是一項優勢。隨著新混合技術筆記型電腦使用次數的增加,Windows Vista能深入辨識其使用型態,進而預測使用者的資料需求,並將常用資料存放於混合式硬碟的快閃記憶體。

誤解釐清
許多人對於混合式硬碟的作業和Windows Vista的支援方式產生一些誤解。下列為事實的釐清:

誤解一:Vista欠缺完整的驅動程式,來充分發揮混合式硬碟效益
Windows Vista不需特別的驅動程式。混合式硬碟支援能力從Windows Vista第一個版本開始就是一項整合功能,Microsoft將其名為「ReadyDrive」。2007年初推出的Windows Vista RTM具備自動偵測混合式硬碟的功能,並啟動加速器以發揮混合技術效益。Windows Vista支援Seagate Momentus 5400 PSD硬碟,提供省電和縮短開機時間等效益。相對的,Windows Vista亦需透過混合式硬碟來達到傳統硬碟未曾實現的省電和加速開機能力。

誤解二:混合式硬碟必須等候搭配Vista Service Pack
本文是根據Windows Vista版本來敘述Momenuts 5400 PSD硬碟效益。我們期盼這項技術的持續精進,如Microsoft改良 ReadyDrive功能、混合式硬碟的快閃記憶體容量升級、及PC研發者針對混合式硬碟編寫軟體和驅動程式等。

誤解三:混合式硬碟用Windows Vista尚未準備好上市
在個人電腦領域中,快閃記憶體屬新興技術,因此,BIOS、其他裝置驅動程式、應用程式及其他應用尚未針對混合技術實施最佳化。由於快閃記憶體屬新技術,每個系統在每一種組態下的效能又難以計量,造成"混合技術尚未準備好上市"的迷思。然而,僅利用少許快閃記憶體,第一代混合式硬碟就達到傳統硬碟技術始末未及的顯著改良。混合技術僅需256 MB快閃記憶體,就能減少50%的功耗、加速20%開機時間並強化50%的硬碟可靠度。

混合式硬碟改寫儲存界歷史
隨著技術的成熟,個人電腦的固態硬碟將降低價格,容量亦隨之提升。混合式硬碟率先結合傳統硬碟的低成本和固態硬碟的低功耗、耐用度和效能等優勢,價格僅高於傳統硬碟的25~40%。目前一台傳統80GB硬碟市價約50~80美元,而混合式硬碟僅需90美元。相對的,一台32GB固態硬碟的平均市價為300~400美元,是傳統硬碟的5倍價格,也比混合式硬碟貴4.5倍。OEM系統供應的硬碟可能比混合式和傳統硬碟高七倍之多。

混合式硬碟具備符合成本效益的高容量、效能、電池續航力以及前所未有的耐用性。容量高達160 GB並將持續成長,最後將研發不同的轉速(RPM)。現今的混合式硬碟配合筆記型電腦的主流硬碟轉速,推出5400轉2.5吋規格。

新一代儲存的來臨
希捷已開始在全球市場供應Momentus 5400 PSD硬碟機。這台2.5吋5400轉的硬碟機結合256 MB快閃記憶體,提供80、120和160GB等容量選擇。僅需Windows Vista和一台配備Seral ATA介面的筆記型電腦,即可發揮其混合技術效益。

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