하이브리드 드라이브

Hybrid drive
차량 구동의 경우 하이브리드 차량을 참조하십시오.
「Solid-State Hard Drive」및 「SSHD」로 리다이렉트 합니다.SSD(Solid-State Drive)에 대한 자세한 내용은 솔리드 스테이트 드라이브를 참조하십시오.미국에 본거지를 둔 연구회에 대해서는, 인간 개발 연구회를 참조해 주세요.SSHD 컴퓨터 프로그램은 Secure Shell을 참조하십시오.

컴퓨팅에서 하이브리드 드라이브(솔리드 스테이트 하이브리드 드라이브 - SSHD)는 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)와 같은 빠른 저장 매체와 대용량 하드 디스크 드라이브(HDD)를 결합한 논리 또는 물리적 스토리지 장치입니다.그 목적은 기존 HDD의 비용 효율적인 스토리지 용량에 SSD의 속도 중 일부를 추가하는 것입니다.하이브리드 드라이브에서 SSD의 목적은 HDD에 저장된 데이터의 캐시 역할을 하여 가장 자주 사용되는 데이터의 복사본을 더 빠른 SSD 드라이브에 보관함으로써 전반적인 성능을 향상시키는 것입니다.

하이브리드 드라이브 구현에는 듀얼 드라이브 하이브리드 시스템과 솔리드 스테이트 하이브리드 드라이브의 두 가지 주요 구성이 있습니다.듀얼 드라이브 하이브리드 시스템에서는 물리적으로 분리된 SSD와 HDD 장치가 동일한 컴퓨터에 설치되어 최종 사용자가 수동으로 또는 "하이브리드" 논리 장치를 생성하여 운영 체제에서 데이터 배치 최적화를 자동으로 수행합니다.솔리드 스테이트 하이브리드 드라이브에서는 SSD 및 HDD 기능이 단일 하드웨어에 내장되어 있습니다.여기서 데이터 배치 최적화는 전적으로 디바이스(자기 최적화 모드) 또는 운영체제(호스트 힌트 모드)에서 제공하는 배치 "힌트"를 통해 수행됩니다.

종류들

SSHD와 듀얼 드라이브 또는 FCM 설계의 대략적인 비교

NAND 플래시 메모리 또는 SSD를 HDD 기술과 결합하는 두 가지 "하이브리드" 스토리지 기술, 즉 듀얼 드라이브 하이브리드 시스템과 솔리드 스테이트 하이브리드 드라이브가 있습니다.

듀얼 드라이브 하이브리드 시스템

듀얼 드라이브 하이브리드 시스템은 동일한 컴퓨터에 설치된 별도의 SSD 및 HDD 장치의 사용을 결합합니다.성능 최적화는 다음 세 가지 방법 중 하나로 관리됩니다.

  1. 자주 액세스하는 데이터를 더 빠른 드라이브에 수동으로 배치하는 컴퓨터 사용자.
  2. SSD와 HDD를 하나의 하이브리드 볼륨으로 결합하여 최종 사용자에게 보다 쉬운 환경을 제공하는 컴퓨터 운영 체제 소프트웨어입니다.운영체제에서의 하이브리드 볼륨 구현의 예로는 [2]ZFS의 "하이브리드 스토리지 풀",[1] Linux에서의 bcache 및 dm-cache, OS [4]X에서의 Apple의 Fusion 드라이브 및 기타 논리 볼륨 관리 기반 구현[3] 등이 있습니다.
  3. 개별 스토리지 드라이브의 외부 칩셋.예를 들어 Flash Cache Module(FCM; 플래시 캐시 모듈)을 사용하는 경우가 있습니다.FCM은 개별 SSD(일반적으로 mSATA SSD 모듈)와 HDD 컴포넌트를 조합하여 사용하면서 호스트 소프트웨어, 디바이스 드라이버 또는 둘의 조합을 통해 성능 최적화를 관리합니다.예를 들어 인텔의 특정 칩셋과 인텔의 스토리지 드라이버를 조합하여 구현되는 인텔 Smart Response Technology(SRT)가 오늘날 FCM 하이브리드 시스템의 가장 일반적인 구현입니다.이 듀얼 드라이브 시스템이 SSHD 시스템과 다른 점은 각 드라이브가 원하는 경우 운영 체제에서 독립적으로 처리될 수 있는 기능을 유지한다는 것입니다.

솔리드 스테이트 하이브리드 드라이브

솔리드 스테이트 하이브리드 드라이브(Initialism[a] SSHD라고도 함)는 상당한 양의 NAND 플래시 메모리를 하드 디스크 드라이브(HDD)에 통합하여 하나의 통합된 [7]장치를 만드는 제품을 말합니다.SSHD라는 용어는 이전에 SSHD 장치 및 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)와 하드 디스크 드라이브의 비통합 조합을 설명하는 데 사용되었던 일반적인 하이브리드 드라이브보다 더 정확한 용어입니다.SSHD의 기본 설계 원칙은 성능과 가장 직접적으로 관련된 데이터 요소(자주 액세스하는 데이터, 부팅 데이터 등)를 식별하고 이러한 데이터 요소를 NAND 플래시 메모리에 저장하는 것입니다.이는 표준 HDD보다 훨씬 향상된 성능을 제공하는 데 효과적인 것으로 나타났습니다[8].

종종 혼동되는 이중 드라이브 시스템이 SSHD로 간주되는 예로는 별도의 SSD 및 HDD 구성요소를 동일한 2.5인치 HDD 크기 장치에 결합하는 동시에 ( SSHD와 달리) 이 두 구성 요소를 두 개의 개별 파티션으로 표시하고 액세스할 수 있도록 유지하는 노트북을 사용하는 것입니다.WD의 Black2 드라이브가 대표적인 예입니다. 드라이브를 적절히 파티셔닝하여 개별 SSD 및 HDD로 사용하거나, 소프트웨어를 사용하여 SSD 부분을 자동으로 관리하고 드라이브를 하나의 대용량으로 사용자에게 [9]제공할 수 있습니다.

작동

두 가지 형태의 하이브리드 스토리지 기술(듀얼 드라이브 하이브리드 시스템 및 SSHD)에서 목표는 HDD와 더 빠른 기술(종종 NAND 플래시 메모리)을 결합하여 향상된 성능과 대용량 스토리지 가용성의 균형을 제공하는 것입니다.일반적으로 이는 "핫 데이터" 즉 성능 향상과 가장 직접적으로 관련된 데이터를 스토리지 아키텍처의 "고속" 부분에 배치함으로써 실현됩니다.

NAND 플래시 메모리에 어떤 데이터 요소가 우선시되는지에 대한 결정은 SSHD 기술의 핵심입니다.다양한 벤더가 제공하는 제품은 디바이스 펌웨어, 디바이스 드라이버 또는 소프트웨어 모듈 및 디바이스 드라이버를 사용하여 이를 실현할 수 있습니다.

동작 모드

자기 최적화 모드
이 작동 모드에서 SSHD는 호스트 운영 체제 또는 호스트 장치 드라이브와 독립적으로 작동하여 NAND 플래시 메모리에 저장될 데이터 식별과 관련된 모든 결정을 내립니다.이 모드에서는, 스토리지 제품이 기존의 하드 드라이브와 똑같이 호스트 시스템에 표시 및 동작합니다.
호스트 최적화 모드(또는 호스트 힌트 모드)
이 작동 모드에서 SSHD는 SATA 인터페이스용 SATA-IO(Serial ATA International Organization) 버전 3.2에 도입된 소위 하이브리드 정보 기능에 정의된 확장 SATA 명령 집합을 사용할 수 있습니다.이러한 SATA 명령을 사용하면 호스트 운영 체제, 장치 드라이버, 파일 시스템 또는 이러한 호스트 레벨 [10]구성 요소의 조합에서 NAND 플래시 메모리에 어떤 데이터 요소가 배치될지 결정할 수 있습니다.
호스트 힌트 모드와 같은 SSHD 드라이브의 일부 특정 기능은 운영 체제 내에서 소프트웨어 지원이 필요합니다.Microsoft 는 Windows 8.1 [11]에 호스트 힌트 조작의 서포트를 추가했습니다.Linux 커널용 패치는 2014년 10월부터 Linux 커널 메인라인에 [12][13]포함될 때까지 사용할 수 있습니다.

역사

1 TB Seagate 데스크탑 SSHD ST1000DX001

하이브리드 드라이브 기술은 2007년부터 시작하여 지난 10년 동안 현대적 구현이 개선되면서 큰 발전을 이루었습니다.

  • 2007년 Seagate와 Samsung은 Seagate[14] Momentus PSD 및 Samsung SpinPoint[15] MH80 제품을 탑재한 최초의 하이브리드 드라이브를 출시했습니다.두 모델 모두 128MB 또는 256MB NAND 플래시 메모리 옵션을 갖춘 2.5인치 드라이브였습니다.Seagate의 Momentus PSD는 뛰어난 모바일 체험을 위해 전력 효율을 강조했으며 Windows Vista의 ReadyDrive에 의존했습니다.그 제품들은 널리 [16]채택되지 않았다.
  • 2010년 5월 Seagate는 Momentus[17] XT라는 새로운 하이브리드 제품을 선보이며 솔리드 스테이트 하이브리드 드라이브라는 용어를 사용했습니다.이 제품은 하드 드라이브 용량과 SSD급 성능을 결합한 이점을 제공하는 데 초점을 맞췄습니다.이 제품은 4GB의 내장 NAND 플래시 메모리를 갖춘 500GB HDD로 출고되었습니다.
  • 2011년 11월 Seagate는 용량을 750GB로 늘리고 통합 NAND 플래시 메모리를 8GB로 늘린 2세대 SSHD를 발표했습니다.
  • 2012년 3월 Seagate는 500GB와 1TB의 두 가지 모델로 구성된 3세대 노트북 SSHD를 선보였으며, 두 모델 모두 8GB의 내장 NAND 플래시 메모리를 사용했습니다.
  • 2012년 9월, Toshiba는 8GB의 Toshiba 자체 SLC NAND 플래시 메모리와 최대 1TB의 스토리지 용량에 혁신적인 자가 학습 알고리즘을 결합하여 SSD와 같은 성능과 응답성을 제공하는 최초의 SSHD를 발표했습니다.
  • 2012년 9월 WD(Western Digital)는 고성능 대용량 통합 스토리지 시스템을 제공하기 위해 비용 효율적인 MLC NAND 플래시 메모리와 마그네틱 디스크를 결합한 하이브리드 기술 플랫폼을 발표했습니다.
  • 2012년 11월, Apple Inc.는 Fusion [18]Drive라는 이름의 공장 구성의 듀얼 드라이브 하이브리드 시스템을 출시했습니다.
  • 2015년 10월, TarDisk는 최대 256GB의 [19]플래시 메모리 크기 옵션을 갖춘 플러그 앤 플레이 듀얼 드라이브 하이브리드 시스템 "TarDisk Pear"를 출시했습니다.
  • 2021년 8월, Western Digital은 새로운 플래시 확장 HDD 아키텍처인 OptiNAND™를 발표했습니다.성능을 위해 새로운 iNAND 읽기/쓰기 캐시 시스템을 사용합니다.이 기능은 데이터 손실을 방지하기 위해 쓰기 단계 중에 전원이 차단되었을 때 사용합니다.OptiNAND 드라이브의 System-on-a-Chip(SoC)은 iNAND가 데이터를 비휘발성 NAND로 캐시할 때까지 드라이브 내부의 회전 디스크 플래터에서 발생하는 회전 전력을 사용하여 내부 캐패시터에 전력을 공급합니다.

벤치마크

750GB HDD와 8GB NAND 캐시로 구성된 SSHD를 사용한 2011년 말과 2012년 초 벤치마크 결과, SSHD는 랜덤 읽기/쓰기 및 순차 읽기/쓰기에서 SSD 성능을 제공하지 못했지만 애플리케이션 시작 [20][21]및 종료 시 HDD보다 더 빨랐습니다.

2011년 벤치마크에서는 새로 설치한 시스템의 성능 이점을 무시하기 위해 많은 애플리케이션을 실행하는 시스템의 이미지를 로드하는 작업이 포함되었습니다. 실제 테스트에서 성능이 기계 HDD보다 SSD에 훨씬 가깝다는 것을 발견했습니다.여러 벤치마크 테스트 결과 SSHD는 HDD와 SSD 사이이지만 일반적으로 SSD보다 상당히 느린 것으로 나타났습니다.캐시되지 않은 랜덤 액세스 성능(복수의 4KB 랜덤 읽기 및 쓰기)의 경우 SSHD는 동급 HDD보다 빠르지 않았습니다. 캐시된 데이터에만 이점이 있습니다.저자는 SSHD 드라이브가 비SSD 드라이브 중 가장 우수한 유형이며, 솔리드 스테이트 캐시가 클수록 [21]성능이 향상된다고 결론내렸습니다.

「 」를 참조해 주세요.

Linux 토픽

메모들

  1. ^ 이니셜리즘은 "솔리드 스테이트 하드 드라이브"[5]로 해석될 수 있지만 일반적으로 "솔리드 스테이트 하이브리드 드라이브"[6]로 해석됩니다.

레퍼런스

  1. ^ Gregg, Brendan (2009-10-08). "Hybrid Storage Pool: Top Speeds". Brendan's blog. Dtrace.org. Archived from the original on 2016-04-05.
  2. ^ Petros Koutoupis (2013-11-25). "Advanced Hard Drive Caching Techniques". linuxjournal.com. Archived from the original on 2013-12-02. Retrieved 2013-12-02.
  3. ^ "Hybrid-Drive". TarDisk.com. Archived from the original on 2016-08-07. Retrieved 2016-05-31.
  4. ^ "TarDisk Pear first look: Upgrade your MacBook flash storage in a few minutes". Macworld. Archived from the original on 2016-06-01. Retrieved 2016-05-31.
  5. ^ Dong Ngo (9 January 2013). "WD Black SSHD (1TB) Preview". CNET. CBS Interactive. Archived from the original on 15 May 2015. Retrieved 22 May 2015.
  6. ^ "How to Choose Between SSD, SSHD and HDD Storage for Your Laptop". seagate.com. Archived from the original on 22 May 2015. Retrieved 22 May 2015.
  7. ^ Maris (22 January 2016). "Hybrid Drives: Integrating Hard-Disk Drives with Solid-State Drives". HDDMAG. Archived from the original on 11 May 2017. Retrieved 15 May 2017.
  8. ^ "SSDs vs. hard drives vs. hybrids: Which storage tech is right for you?". PCWorld. Archived from the original on 2016-06-01. Retrieved 2016-05-31.
  9. ^ +Peter Paul. "WD Black2 Dual Drive 120GBSSD + 1TB HDD Gets Discounted, $60 Off Its Price". The Best Laptops. Archived from the original on 15 May 2015. Retrieved 22 May 2015.
  10. ^ "SATA-IO FAQ: What else is new in SATA specification v3.2?" (PDF). SATA-IO. p. 2. Archived (PDF) from the original on 2013-10-04. Retrieved 2013-10-03.
  11. ^ Andy Herron (2013). "Advancements in Storage and File Systems in Windows 8.1" (PDF). SNIA. Archived (PDF) from the original on 2015-11-25. Retrieved 2017-01-06.
  12. ^ Michael Larabel (2014-10-29). "Linux Kernel Finally Being Optimized For SSHDs". Phoronix. Archived from the original on 2015-01-07. Retrieved 2015-02-26.
  13. ^ Jason B. Akers (2014-10-29). "Enable use of Solid State Hybrid Drives". LWN.net. Archived from the original on 2015-02-26. Retrieved 2015-02-26.
  14. ^ "Seagate MOMENTUS 5400 PSD" (PDF). Seagate. August 2007. Retrieved November 17, 2019.
  15. ^ Perenson, Melissa. "Tested: New Hybrid Hard Drives from Samsung and Seagate". PCWorld. Archived from the original on 5 October 2013. Retrieved 26 June 2013.
  16. ^ "Seagate Point of View: Solid State Hybrid Drives – The Natural Evolution of Storage". Seagate Technology, LLC. Archived from the original on 5 June 2013. Retrieved 26 June 2013.
  17. ^ "Seagate Momentus XT" (PDF). Seagate. September 2010. Retrieved November 17, 2019.
  18. ^ "iMac Available on November 30". Apple.com (Press release). Archived from the original on 2016-06-03. Retrieved 2016-06-01.
  19. ^ Liszewski, Andrew. "This Leave-In SD Card Merges With Your MacBook's SSD to Increase Its Capacity". Gizmodo. Archived from the original on 2016-05-26. Retrieved 2016-06-01.
  20. ^ Patrick Schmid and Achim Roos (2012-02-08). "Momentus XT 750 GB Review: A Second-Gen Hybrid Hard Drive". Retrieved 2013-11-07.
  21. ^ a b Anand Lal Shimpi (2011-12-13). "Seagate 2nd Generation Momentus XT (750 GB) Hybrid HDD Review (with 8 GB NAND cache)". Archived from the original on 2013-11-01. Retrieved 2013-11-07.