FlashStore får hårddiskar, SSD och RAM att leva i harmoni

Solid state lagring har blivit enormt populärt de senaste åren genom introduktionen av SSD-enheter på lagringsmarknaden. Men även om Windows 7 och andra operativsystem blivit något bättre på att hantera flashbaserade lagringsenheter är det långt ifrån perfekt. Något två forskare från Microsoft nu tänkt ändra på genom sin nya teknik FlashStore.

FlashStore kan liknas vid en flashbaserad databrygga mellan en konventionell hårddisk för lagring och datorns vanliga RAM-minne. Tanken är att agera en effektiv mellanhand för det supersnabba lagringsminnet och den lagringseffektiva mekaniska hårddisktekniken. Men FlashStore är inte bara en lösning som förbättrar lagringsprestandan mot vanliga RAM + hårddisk system, även vanliga RAM + SSD system ska kunna se flera gånger högre prestanda genom FlashStores smartare datahantering.

Sudipta Sengupta och Jin Li är de två Microsoft-forskare som utvecklat FlashStore och tanken är att effektivisera hur mjukvara och applikationer använder sig av dagens olika lagringsmedie. Teknik som idag bara är i ett tidigt utvecklingsstadie men som mycket väl kan komma att användas i framtida Windows-operativsystem.

FlashStore använder sig av olika nyckelvärden för att hålla reda på den data som skrivs, läses, uppdateras och raderas. Dessa nyckelvärden kan användas inte bara för att snabba upp lagringen av data påen hårddisk genom att låta den gå genom betydligt snabbare flashminne, den gör det även möjligt att optimera SSD-enheters prestanda ganska rejält.

Slumpmässiga skrivningar av små filer är ofta förödande för SSD-enheter, inte bara för att det ofta sänker prestandan rejält (varför 4K-prestanda ofta ses som en viktig mätpunkt för SSD-prestanda) utan även för att det sliter extra mycket på minnescellerna. En skrivning av data till en SSD-enhet görs alltid en “page” i taget (oftast just 4 Kilobyte stora), pages somr är grundstrukturen för alla NAND-flashceller. Detta betyder att data som är mindre än 4KB trots allt kräver en skrivning av 4KB, något som ofta ger SSD-enheterna onödigt jobb och “nedsmutsade” lagringsceller med tomma lagringsplatser.

För att minimera mängden skrivningar till flashminnet åsidosätter FlashStore en del av RAM-minnet för att lagra data från mindre slumpmässiga skrivningar. Inte förrän RAM-minnet har tillräckligt med data för att fylla en eller flera pages med data skickas det sedan till SSD-enheten. Tekniken ska på det stora hela nästan helt eliminera slumpmässiga skrivningar och istället låta det mer passande RAM-minnet ta denna börda. Genom att göra alla skrivningar till SSD-enheten sekventiella kan man på ett mycket effektivare sätt dra nytta av den höga överföringshastigheten på flashminne. 

Utvecklarna bakom FlashStore hävdar att tekniken kan öka prestandan i en vanlig RAM/hårddisk miljö upp till 60 gånger, medan prestandaökningen i en RAM/SSD miljö (Med en mycket kraftfull Fusion-IO PCIe SSD-enhet) uppgår till runt 5 gånger. Allt genom ett effektivare och smartare sätt att flytta runt data mellan de olika lagringsmedierna. Något forskarna bland annat bekräftat genom tester på Microsofts Xbox-plattform.

Tester utförda på ett C2D 8500E system med 80GB Fusion-IO SSD och 250GB Seagate Barracuda 7200RPM hårddisk.

FlashStore låter som en mycket spännande teknik inte minst för framtida operativsystem och visar tydligt att SSD-enheters prestanda idag är mycket beroende av operativsystem och mjukvara.

Läs mer om hur en SSD-enhet fungerar i vår stora SSD-jämförelse.

Källa: StorageNewsletter