Zapowiedź przyszłych napędów dyskowych

Nowy rodzaj technologii przechowywania danych, zwany pamięcią ze zmianą fazy, okazał się zdolny do szybszego zapisywania niektórych typów danych niż konwencjonalna pamięć masowa flash. W testach wykorzystano dysk twardy oparty na prototypowych układach pamięci ze zmianą fazy.

Szybki dostęp: Ten prototypowy dysk twardy wykonany przy użyciu układów pamięci ze zmianą fazy może odczytywać niektóre dane szybciej niż komercyjny dysk twardy typu flash.

Dyski oparte na półprzewodnikowych układach pamięci flash są coraz częściej stosowane w komputerach i serwerach, ponieważ działają szybciej niż konwencjonalne magnetyczne dyski twarde. Wydajność eksperymentalnego dysku z przemianą fazową, stworzonego przez naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego, sugeruje, że już niedługo technologia ta będzie w stanie zapewnić urządzeniom komputerowym kolejny wzrost prędkości.

Stworzony przez naukowców prototyp jest pierwszym, który publicznie porównał wydajność układów pamięci ze zmianą fazy, pracujących w napędzie dyskowym. Kilka firm zajmujących się półprzewodnikami pracuje nad chipami zmiennofazowymi, ale nie opublikowały one informacji o zbudowanych z nich urządzeniach pamięci.

Chipy zmiennofazowe nie są jeszcze gotowe na prime time, ale jeśli technologia będzie się dalej rozwijać, tak właśnie będą wyglądać [dyski półprzewodnikowe] w ciągu najbliższych kilku lat, mówi Steve Swanson , który zbudował prototyp, znany jako Onyks , z kolegami. Miał pojemność ośmiu gigabajtów danych i szedł łeb w łeb z czymś, co Swanson nazywa wysokiej klasy dyskiem flash o pojemności 80 GB, przeznaczonym do użytku w serwerach.

Jeśli chodzi o zapisywanie małych porcji danych o wielkości rzędu kilobajtów, Onyx był od 70 do 120 procent szybszy niż dysk komercyjny. Jednocześnie prototyp znacznie mniej obciążał procesor korzystającego z niego komputera. Był również znacznie szybszy w odczytywaniu danych niż dysk flash podczas uzyskiwania dostępu do bloków danych o dowolnej wielkości. Jak mówi Swanson, rodzaj dużej objętości, małych wzorców odczytu i zapisu, w których wyróżniał się Onyx, jest znakiem rozpoznawczym rodzaju obliczeń związanych z analizą sieci społecznościowych, takich jak Twitter. Jednak Onyx był znacznie wolniejszy w pisaniu większych porcji danych niż jego komercyjny konkurent.

Onyks został zbudowany przy użyciu prototypowych chipów zmiennofazowych wyprodukowanych przez Mikron , firma zajmująca się komercjalizacją technologii. Chipy przechowują dane w rodzaju szkła, wykorzystując małe impulsy ciepła do przełączania sekcji materiału między dwoma różnymi stanami lub fazami, które reprezentują cyfrowe jedynki i zera. W jednej fazie atomy szkła są ułożone w uporządkowaną sieć krystaliczną, w drugiej mają amorficzny, niezorganizowany układ.

Wydajność Onyxa wynika ze znacznie prostszego procesu zapisywania danych na chipie zmiennofazowym w porównaniu z chipem flash, który przechowuje dane jako wyspy ładunku elektrycznego na kawałkach półprzewodnika, mówi Swanson. Chipy Flash nie mogą przepisywać pojedynczych bitów informacji — jedynek lub zer — na żądanie. Zamiast tego muszą usunąć dane ze stron o ustalonym rozmiarze, a następnie wrócić do programowania w żądanych danych. To ogranicza prędkość technologii. Wymaga urządzenia pamięci flash, aby oprogramowanie prowadziło mały dziennik, który zawiera dane, które są poprawne, mówi Swanson. Dzięki pamięci zmiany fazy możesz po prostu dowolnie przepisać to, czego potrzebujesz.

Sudhanva Gurumurthi , który bada architekturę komputerową w Virginia Tech, twierdzi, że projekt w San Diego jest cenną demonstracją prawdziwych możliwości układów pamięci ze zmianą fazy. Wiele badań symulowało ich zachowanie, ale daje to wgląd w złożoność, której symulacja nie może uchwycić, mówi. Ale to cena technologii określi, kiedy stanie się ona technologią konkurencyjną, mówi Gurumurthi.

Badania Gurumurthiego sugerują, że użycie pamięci zmiennofazowej w połączeniu z pamięcią flash może sprawić, że nowa technologia pojawi się na rynku wcześniej niż w dniu, w którym będzie wystarczająco tania, aby można ją było stosować w dedykowanych dyskach. Symulacje wykazały, że dodanie niewielkiego bufora pamięci o przemianie fazowej do napędu flash może uprościć proces zapisywania małych porcji danych, czyli operacji, w której pamięć flash działa najgorzej. Odkryliśmy, że znacznie poprawia wydajność, mówi Gurumurthi. To może wystarczyć, aby zrekompensować koszt dodania niewielkiej ilości pamięci zmiennofazowej.

ukryć