Кэширование записей для ssd

Оптимизация работы SSD диска под Windows

Если вы решили приобрести твердотельный SSD накопитель, то на это может быть несколько причин:

• Вас не устраивает скорость работы вашего HDD.
• Вам необходима быстрая работа windows и определенных типов приложений, игр.

Однако установить ССД в компьютер или ноутбук, а затем заполнить его информацией недостаточно. Необходимо также оптимизировать его работу с работой вашей OC.

Рассмотрим основные методы оптимизации SSD диска.

AHCI SATA

Технология, позволяющая использовать функцию TRIM для различных твердотельных накопителей. Ее включение производится на уровне BIOS вашего ПК или ноутбука.

Включение AHCI SATA:

1. Открываете командную строку комбинацией клавиш win + R.
2. Вводите команду: «regedit» (доступ в реестр).
3. Переходите по следующему пути: HKEY_LOCAL_MACHINE → SYSTEM → CurrentControlSet → Services → storahci.
4. Измените значение подраздела ErrorControl на 0 (по умолчанию 3), вызвав контекстное меню и нажав параметр «Modify».
5. Перейдите в ветку с название «StartOverride» и измените его значение на 0 (по умолчанию 3).
6. Перезагрузите ваш ПК (ноутбук), зайдите в BIOS/UEFI (как зайти в BIOS, смотрите отдельно для модели вашего ноутбука или материнской платы ПК). В разделе «storage configuration», и в подразделе «SATA port» выставить AHCI или же в разделе «SATA RAID/AHCI Mode», выставить AHCI (Для разных версий BIOS, свои разделы и подразделы).
7. Проверьте работоспособность функции в Windows. Перейдите по следующему пути: Панель управления → Диспетчер устройств → IDE ATA/ATAPI controllers. В последнем подразделе должно появиться устройство: «Standard SATA AHCI Controller».

Функция TRIM

По умолчанию данная функция включена на windows 7 и выше, однако, лучше вручную проверить работает ли эта функция. Смысл TRIM в том, что после удаления файлов, windows передает SSD накопителю информацию, что определенная область диска не используется и ее можно очистить для записи. (в HDD данные остаются и запись производится «поверх» существующей). Со временем, если функция отключена, будет происходить падение производительности накопителя.

Проверка TRIM в Windows:

1. Запустите командную строку, нажав комбинацию клавиш win + R.
2. Введите команду: «fsutil behavior query disabledeletenotify».
3. Если после ввода выводится сообщение: «DisableDeleteNotify = 0», то функция TRIM включена, если «DisableDeleteNotify = 1», то TRIM не функционирует. Если TRIM не работает, введите команду: «fsutil behavior set DisableDeleteNotify 0», затем повторите пункты 2 и 3.

Дефрагментация

Данная функция помогает оптимизировать и ускорить работу HDD, но для SSD, она оказывает пагубное влияние. Для SSD, функция «автоматическая дефрагментация» по умолчанию отключена. Чтобы проверить работает ли она необходимо:

1. Нажать комбинацию win + R.
2. В окне командной строки ввести команду: «dfrgui» и нажать «ОК».
3. В открывшемся окне, выделите ваш ССД и посмотрите на пункт «Оптимизация по расписанию». Для нашего твердотельного накопителя она должна быть отключена.

Индексация

Функция Windows, помогающая выполнять быстрый поиск файлов на диске при больших объемах информации, однако, увеличивающая нагрузку по записи на SSD. Для ее отключения:

1. Переходим в раздел «Этот компьютер», «Мой компьютер», «Компьютер» (для каждой ОС по-разному).
2. Выбираете ваш ССД и в контекстном меню выбираете «Свойства».
3. В открывшемся окне, снимаете флажок напротив параметра: «Разрешить индексирование содержимое файлов на этом диске в дополнение к свойствам файла».

Служба поиска

Ее функция создает файловый индекс, благодаря которому нахождение разнообразных файлов и папок производится быстрее. Однако скорости ССД вполне достаточно чтобы от нее отказаться. Для ее отключения необходимо:

1. Переходите по следующему адресу: Панель управления → Система и безопасность → Администрирование → Управление компьютером.
2. Переходите во вкладку: «Службы».
3. Находите службу «Windows search» и во вкладке «Тип запуска» выбираете «Отключена».

Гибернация

Режим, который позволяет сохранять содержимое оперативной памяти на жёстком диске, благодаря чему при последующем включении, сохраняется информация и открытые приложения с предыдущего сеанса.

При использовании ССД смысл этой функции теряется, так как накопитель и так быстро стартует. А «Гибернация», создавая циклы «запись-перезапись», уменьшает продолжительность жизни SSD диска.

1. Запускаете вновь cmd.exe сочетанием клавиш win + R.
2. Вводите команду: «powercfg -h off».

Кэширование записи

Данная функция повышает производительность вашего твердотельного накопителя. При ее включении используется технология записи и чтения NCQ. NCQ – принимает несколько запросов одновременно, а затем организовывает их порядок выполнения таким образом, чтобы достичь максимальной производительности.

Для подключения необходимо:

1. Вызвать командную строку комбинацией win + R
2. Ввести команду: «devmgmt.msc».
3. Открыть «Дисковые устройства», выбрать SSD и в контекстном меню выбрать «Свойства».
4. Перейти во вкладку «Политика».
5. Поставить «галочку» напротив параметра: «Разрешить кэширование записей для этого устройства».

Prefetch и Superfetch

Prefetch – технология, с помощью которой часто используемые программы загружаются в память заранее, тем самым ускоряется последующий их запуск. При этом на дисковом пространстве создается одноименный файл.

Superfetch – технология похожая на Prefetch с тем отличием, что ПК предугадывает какие приложения будут запущенны, заблаговременно загружая их в память.

Обе функции не имеют пользы при использовании SSD. Поэтому их лучше всего отключить. Для этого:

1. Вызываем командную строку сочетанием клавиш win + R.
2. Выполняем команду: «regedit» (переход в реестр).
3. Переходите по пути: HKEY_LOCAL_MACHINE → SYSTEM → CurrentControlSet → Control → Session Manager → Memory Management → PrefetchParameters.
4. Находите в подразделе реестра несколько параметров: «EnablePrefetcher» и «EnableSuperfetch», устанавливаете их значение в 0 (по умолчанию 3).

Утилита SSD Mini Tweaker

Все вышеперечисленные действия можно выполнять вручную, но руками программистов были созданы программы – твикеры, предназначение которых кастомизация ОС windows, а также отдельных ее компонентов с помощью нескольких кликов. Одной из таких программ является SSD Mini Tweaker.

SSD Mini Tweaker – программа, разновидность твикеров, позволяющая без особых усилий оптимизировать ваш SSD.

• Полная русификация.
• Работает на всех ОС начиная с Windows 7.
• Бесплатная.
• Понятный интерфейс.
• Не требует установки.

Другие способы

Такие манипуляции, как перенос кэша браузеров, файлов подкачки, временных папок Windows, бэкапа системы с SSD диска на HDD (или отключение данной возможности) являются бесполезными, так как хоть и увеличивают продолжительность жизни ССД, но ограничивают потенциал его использования.

Тем самым выполнив несложные вышеперечисленные манипуляции с вашей ОС, вы сможете продлить жизнь вашего накопителя, а также настроить его на режим максимальной производительности.

Стоит ли включать кэширование на SSD диске?

Сегодня мы рассмотрим еще один часто запутанный вычислительный термин, который обещает обеспечить повышенную производительность при изящном использовании компактного SSD в качестве кэша. Пустрая трата денег или стоящее приобретение? Мы углубились в эту тему, чтобы пролить свет на все, что нужно знать о кэшировании SSD.

Что такое SSD Cache?

Кэш SSD, или, как его правильно называют, SSD-кэширование, представляет собой механизм управления данными, разработанный Intel в начале 2010-х годов, который использует небольшой твердотельный накопитель в качестве кэша для жесткого диска, как правило, большего размера.

Кэш-память — это аппаратная или программная память, предназначенная для хранения часто используемых данных для быстрого и быстрого доступа. В случае процессоров кэш состоит из флэш-памяти, доступ к которой быстрее, чем в стандартной системной памяти, а кэш-память браузера хранит компоненты с часто посещаемых сайтов, поэтому они загружаются быстрее, что исключает необходимость извлечения данных через Интернет с хост-сервера.

Таким образом, кэш позволяет системе получать доступ к данным гораздо быстрее, чем если бы они были извлечены и прочитаны из своего последнего места на жестком диске, что приводит к повышению производительности для задач, зависящих от памяти.

Для кэширования SSD основная концепция заключается в предоставлении более быстрого и отзывчивого SSD накопителя в качестве временного хранилища для часто запрашиваемых данных, таких как основные операционные сценарии ОС и файлы, которые хранятся на более медленном обычном жестком диске. Скорость твердотельного накопителя примерно в десять раз выше, чем у жесткого диска, для большинства задач с твердотельным накопителем существенно лучше для операций чтения с небольшого диска с произвольным доступом, которые определяют основную часть повседневных задач в ОС.

В реальном выражении кэширование SSD будет включать в себя SSD небольшого размера, скажем, 40 ГБ, в сочетании с большим традиционным жестким диском, например, с емкостью 1 ТБ.

SSD Кэширование — совместимость

Intel разработала технологию кэширования SSD Smart Response Technology (SRT), а запатентованная итерация этого механизма доступна только на материнских платах с поддержкой SRT и чипсетами Intel. Что еще хуже, Intel не использует технологию всех своих наборов микросхем, которая ограничивает аппаратные конфигурации, которые пользователь может ожидать, сохраняя при этом возможность кэширования SSD.

Системы с чипсетами AMD требуют, чтобы пользователь использовал стороннее программное обеспечение для эмуляции кэширования SSD, поскольку AMD до сих пор не разработала или не интегрировала конкурирующую технологию в свои чипсеты. К счастью, существует множество программных решений, таких как FancyCache и PrimoCache. Как общеизвестно, они ненадежны и имеют целый ряд проблем.

Ограничения SSD-кэширования

Кэширование SSD дает ощутимые преимущества только тогда, когда система находится в том состоянии, которое мы называем «чистым», таким как загрузка компьютера после его выключения, перезагрузка Windows или первоначальный запуск приложения после перезагрузки или выключения питания. Существует иерархия памяти, которая работает от кэша ЦП до ОЗУ, кэша SSD, затем HDD. Перезапуск очищает кэш ЦП и ОЗУ, превращая кэш SSD в место доступа к данным.

Причина этого заключается в том, что во всех других случаях есть вероятность, что критически важные, часто используемые данные уже хранятся в ОЗУ системы, и, поскольку ОЗУ быстрее любого жесткого диска, будь то SSD или HDD, кэширование SSD делает процесс заполнения оперативной памяти данными, намного быстрее. Ничто не улучшит скорость, как то, что данные уже доступны в оперативной памяти.

Как видите, главное преимущество кэширования SSD наиболее очевидно при загрузке Windows: ОС находится в работоспособном состоянии гораздо раньше, чем в кэшированной системе без SSD. Аналогично, запуск Steam и вашей любимой игры после перезагрузки будет намного быстрее с SSD-кэшированием. Если вы работали без перезапуска в течение нескольких часов и открыли, затем закрыли различные программы и решили открыть их еще раз, SSD ничего не сделает для ускорения процесса.

Продолжая тему ограничивающих факторов, внутренняя работа SRT является тщательно охраняемым секретом, и Intel не сообщает подробностей о том, как технология проверяет, какие данные заслуживают кэширования, хотя ощутимые тенденции предполагают, что существует определенный предел размера данных. это может быть кэшировано весом не более нескольких мегабайт.

В любом случае система вернется к медленному источнику жесткого диска для данных. Со стороны пользователя это означает, что программы, которые полагаются на небольшие пакеты данных, работают хорошо, в то время как те, которые зависят от емких носителей, таких как видео и высококачественные аудиофайлы, — нет.

Если вы одновременно запускаете множество приложений, преимущества будут очевидны, в то время как если вы будете запускать одну и ту же программу изо дня в день, обрабатывая файлы большого формата, преимущества будут незначительными.

Стоит ли включать кэширование SSD?

Как только SSD-кэширование запущено, оно само по себе позаботится о том, чтобы не было никакой его настройки от пользователя. Преимущества, если таковые имеются, пассивно производятся, что делает его удобным решением.

Однако настройка кэширования, даже с набором микросхем Intel SRT, является трудной задачей, которая включает в себя использование правильных драйверов, правильную настройку BIOS и запуск его в качестве настройки RAID, установку драйверов Windows и Rapid Storage Technology, управление режимами и т.д. Суть в том, что он значительно сложнее, чем использование SSD-накопителя большой емкости и простая установка Windows.

Кэширование SSD исторически стоило намного меньше, чем выделение для SSD разумного размера, но, поскольку технология становится все более распространенной, цена даже 100 ГБ или более SSD экспоненциально становится более доступной с течением времени. Следовательно, комбинация SSD-кэша и жесткого диска заменяется более крупными бюджетными твердотельными накопителями в качестве места для ОС, в то время как больший жесткий диск используется для хранения носителей, к которому редко обращаются.

Вывод

По нашей оценке, основная концепция кэширования SSD стоит задуматься. На практике результаты не являются достаточно явными, чтобы выбрать кэширование SSD, а не большие затраты на больший SSD и запускать все — от Windows до ваших любимых шутеров с того же самого диска и позволить ОЗУ делать свои задачи быстрее.

Оптимизация SSD-диска в Windows

SSD – устройство, которое имеет одно и то же предназначение, что и жесткий диск, но в плане строения и принципа своей работы сильно отличается от своего собрата. В частности, если дело коснулось эксплуатации Windows, установленной на SSD, следует правильно оптимизировать данное устройство, чтобы существенно продлить срок его службы.

Ранее на нашем сайте подробно разбиралось, чем же отличается SSD от HDD, какие существуют особенности в строении и есть ли у него недостатки. Эти нюансы обязательно следует учитывать при эксплуатации Windows на компьютере, иначе вы можете существенно сократить срок службы данного популярного устройства.
Читайте также: Что такое SSD: разбор достоинств и недостатков перед HDD

Оптимизация SSD под Windows

Предположим, у вас уже инсталлирована операционная система Windows, начиная с седьмой версии, на новенький SSD. Если еще нет, по ссылке ниже вы сможете изучить небольшую инструкцию, которая позволит выполнить данную процедуру правильно.

Главная особенность твердотельного накопителя заключается в том, что он имеет ограниченное количество циклов перезаписи. Это означает, что на диске как можно меньше данные должны стираться и записываться повторно. Прежде всего, именно этот момент мы и будем учитывать, выполняя оптимизацию SSD для операционной системы семейства Windows.

Этап 1: проверка активности TRIM

TRIM – специальная функция, появившаяся в Windows 7, которая находит неиспользуемые области и позволяет очищать их для последующей записи. Если для HDD активность данной функции нежелательна, то в случае SSD она позволит продлить срок службы накопителя.

Чтобы проверить активность данной функции, откройте строку поиска Windows и пропишите в нее запрос «cmd» (без кавычек). На экране отобразится результат «Командная строка», который нам и потребуется открыть.

На экране отобразится окно терминала, в котором вам потребуется прописать или сразу вставить (зависит от версии Windows) следующую команду:

fsutil behavior query disabledeletenotify

Если в результате выполнения команды вы видите значение 0, это означает, что функция TRIM активна. Цифра 1 говорит, соответственно, о неактивности данной функции.

В том случае, если функция TRIM в вашем случае отключена, ее потребуется активировать. Для этого нам понадобится запустить командную строку, но на этот раз уже с поддержкой прав администратора. Для этого в строке поиска, введя «cmd», щелкните по результату правой кнопкой мыши и в высветившемся контекстном меню сделайте выбор в пользу пункта «Запустить от имени администратора».

В терминале вам потребуется выполнить следующую команду:

fsutil behavior set DisableDeleteNotify 0

Этап 2: отключение автоматической дефрагментации

Следующий момент, который серьезно может влиять на срок службы твердотельного накопителя – это автоматическая дефрагментация. Дело в том, что дефрагментация – это полезный инструмент для жестких дисков. Она проводит оптимизацию записей на диске, что позволяет ускорить работу с HDD. В случае с SSD, чем меньше идет перезаписи информации – тем лучше.

Как правило, если на компьютере установлен SSD, Windows автоматически отключает проведение данной процедуры, однако, следует все же проверить, так ли это.

Для этого нажмите сочетание клавиша Win+R, чтобы открыть окно «Выполнить» и пропишите в нем следующую команду, нажав следом клавишу Enter:

На экране отобразится меню оптимизации дисков, в котором, выделив пункт «Твердотельный накопитель», в нижней области окна у вас должно отображаться значение «Выкл.». Если вы видите пункт «Вкл.», правее щелкните по кнопке «Изменить параметры».

Снимите птичку с пункта «Выполнять по расписанию (рекомендуется)», а затем сохраните настройки.

Этап 3: деактивация файла подкачки

Файл подкачки представляет собой системный файл, который позволяет восполнить недостаток оперативной памяти при ее полной загруженности.

Суть заключается в том, что файл подкачки принимает на себя неиспользуемые данные из оперативной памяти на жесткий диск (твердотельный накопитель). Становится понятно, что при активности данного файла на твердотельном накопителе регулярно перезаписывается информация, что необходимо минимизировать.

Как вариант, можно полностью деактивировать файл подкачки, что позволит снизить количество циклов перезаписи на твердотельном накопителе, однако, в том случае, если на компьютере будет запускаться несколько ресурсоемких игр или программ, оперативная память может полностью закончиться, а значит, на вашем экране отобразится сообщение следующего плана:

Если вы решили отключить файл подкачки, откройте строку поиска Windows и найдите в ней раздел «Настройка представления и производительности системы».

На экране высветится окно, в котором вам понадобится пройти ко вкладке «Дополнительно». В блоке «Виртуальная память» щелкните по кнопке «Изменить».

Снимите чекбокс с пункта «Автоматически выбирать объем файла подкачки», а затем поставьте отметку около пункта «Без файла подкачки». Сохраните изменения и выполните перезагрузку компьютера.

Этап 4: отключение гибернации Windows

Гибернация – популярный режим включения компьютера, при котором после завершения работы компьютер полностью выключается, но после включения продолжает с того же места, на котором вы остановились. Таким образом, пользователю не приходится заново запускать все программы, открывать файлы и прочее.

Гибернацию рекомендуется отключить все о той же причине, что и файл подкачки – при каждом завершении работы система начинает перезаписывать файл гибернации, что влияет на срок службы твердотельного накопителя.

Чтобы отключить гибернацию, запустите командную строку от имени администратора (как это делать описывалось выше), а затем выполните в ней следующую команду:

С этого момента гибернация будет отключена, а файл, отвечающий за нее, удален из системы.

Этап 5: отключение индексации файлов

Процедура индексирования файлов позволяет быстрее находить файлы на компьютере, но за счет постоянно проводимой перезаписи она негативно влияет на срок службы SSD.

Чтобы отключить индексирование файлов, откройте проводник Windows в разделе «Этот компьютер», щелкните по диску, на котором установлена Windows, правой кнопкой мыши и в высветившемся контекстном меню сделайте выбор в пользу пункта «Свойства».

Во вкладке «Общие» снимите чекбокс с пункта «Разрешить индексировать содержимое файлов на этом диске в дополнение к свойствам файла». Сохраните изменения.

Этап 6: активация кэширования записей

Активация функции кэширования записей пойдет в плюс как твердотельному накопителю, так и жесткому диску.

Чтобы включить данную функцию, откройте меню «Панель управления», а затем выполните переход к разделу «Система».

В левой области окна выберите раздел «Диспетчер устройств».

В открывшемся окне разверните вкладку «Дисковые устройства», щелкните по твердотельному накопителю правой кнопкой мыши и в дополнительном окне выберите пункт «Свойства».

В отобразившемся окне пройдите ко вкладке «Политика», а затем поставьте птичку около пункта «Разрешить кэширование записей для этого устройства». Сохраните изменения.

Этап 7: отключение Prefetch

Prefetch представляет собой специальную технологию для ускорения загрузки системы, которая направлена на работу с медленными носителями. Как вы понимаете, для SSD данная функция бесполезна.

Запустите окно «Выполнить» клавишами Win+R и проведите в нем команду:

На экране отобразится окно реестра, в котором вам потребуется пройти к следующей ветке:

HKLM SYSTEM CurrentControlSet Control Session Manager Memory Management PrefetchParameters

Дважды щелкните по параметру «EnablePrefetcher» и выставьте в нем значение «0». Сохраните изменения.

Эти советы позволят вам снизить количество циклов перезаписи SSD, при этом не понизив производительность системы. Но даже если вы не будете прибегать к перечисленным в статье советам, твердотельный накопитель будет еще долгое время радовать вас своей превосходной работой. Если вы знаете, какие существуют еще методики оптимизации SSD, поделитесь ими в комментариях.

Использование твердотельных накопителей SSD для повышения производительности СХД

• Ключевые слова :
• ИТ-инфраструктура
• SSD
• Гибридные массивы
• Кэширование на SSD
• Многоуровневое хранение

Как известно, твердотельные накопители SSD, получающие все более широкое распространение, намного превосходят по производительности традиционные жесткие диски HDD. Однако их стоимость значительно выше, и поэтому использование одних лишь SSD в качестве корпоративного пула ресурсов хранения данных оказывается для большинства компаний невыгодным.

«Лучшей практикой» для многих корпоративных заказчиков является применение гибридных систем хранения SSD/HDD. Такое решение позволяет воспользоваться преимуществами обоих типов носителей — большой емкостью HDD и высоким быстродействием SSD в IOPS (количество операций ввода-вывода в секунду), — но при этом остается экономически привлекательным.

В гибридной системе хранения SSD/HDD основная емкость представлена недорогими жесткими дисками, а небольшой пул для «горячих», часто используемых данных — флеш-памятью. В рационально спроектированной гибридной СХД при небольшом количестве накопителей SSD достигается значительное ускорение операций с основным пулом хранения данных.

РЕАЛИЗАЦИЯ ГИБРИДНЫХ СХД

На практике применяются два основных метода ускорения — кэширование данных и их многоуровневое хранение (tiering). В обоих случаях для увеличения производительности ввода-вывода используется концепция «горячих» данных, но в действительности это совершенно разные подходы.

При кэшировании один или несколько накопителей SSD служат в качестве кэша для виртуального пула хранения, где основное хранилище реализовано на жестких дисках. SSD в этом случае не предоставляют дополнительной емкости — это невидимая для приложений «прослойка», увеличивающая производительность ввода-вывода. Информация всегда передается в основной пул хранения, однако «горячие» данные копируются и в кэш-память (на SSD). При последующих обращениях к этим или рядом размещенным данным вместо основного пула хранения используется кэш-память, за счет чего и достигается существенный выигрыш в производительности.

При многоуровневом хранении данные соответствующим образом сортируются и помещаются на уровень SSD или HDD (уровней может быть больше двух): «горячие» отправляются на флеш-память, а реже используемые — на жесткие диски.

ЧТО ЛУЧШЕ?

Многоуровневое хранение не предполагает избыточности данных, поэтому реализация RAID в этом случае становится более сложной — требуется покупка дополнительных SSD. Сама сортировка данных и распределение их по уровням негативно сказываются на производительности. Такие системы должны управлять данными, которые из «горячих» со временем превращаются в «холодные». Ввиду отсутствия избыточности, часто используемые данные нужно перемещать в основной пул, как только они становятся менее полезными. Эти фоновые процессы потребляют IOPS и сказываются на скорости операций ввода-вывода во время таких перемещений. С наибольшей эффективностью многоуровневое хранение функционирует в тех случаях, когда соответствующие алгоритмы адаптированы к требованиям и задачам заказчика. Для достижения идеальной производительности нужны постоянный мониторинг и подстройка алгоритмов.

В отличие от сложного многоуровневого хранения, кэширование на SSD в существующих СХД реализовать проще. Гибридные системы хранения с кэшированием на SSD не требуют дополнительного администрирования, а приложение воспринимает такую систему точно так же, как и любую другую сетевую СХД, только работает она намного быстрее. Реализация RAID и защита данных у нее аналогичные, и покупать для этого дополнительные SSD не потребуется.

На SSD помещаются копии данных, поэтому осуществлять их фоновое перемещение в основной пул хранения не придется. Не будет и связанных с этим издержек, влияющих на производительность. Кэширование на SSD необходимо, впрочем, подстраивать под конкретные корпоративные приложения, но простота системы кэширования означает, что администрирование системы будет значительно менее сложным, чем у сопоставимой СХД с многоуровневым хранением.

Издержки, связанные с инсталляцией СХД с многоуровневым хранением и ее сопровождением, будут оправданными только в очень крупных организациях, которые могут позволить себе как установку стоечных модулей SSD для организации выделенного пула флеш-памяти, так и увеличение штата системных администраторов для управления СХД. Для большинства компаний, не имеющих экстремально крупных пулов хранения, предпочтительным вариантом ускорения систем хранения будет кэширование на SSD.

ПРОБЛЕМА ЗАПИСИ

Будучи более производительными, накопители SSD имеют определенные ограничения на запись данных, и это нужно иметь в виду при выборе метода ускорения СХД. Хотя хранящиеся на флеш-накопителях данные можно считывать бесконечное число раз, их ячейки допускают ограниченное число циклов записи. Эта проблема осложняется необходимостью удалять весь блок даже при записи данных меньшего объема. Для ее решения в современных контроллерах флеш-памяти применяются методы распределенной записи, кэширования операций записи и фоновая «сборка мусора». Однако запись на SSD остается более сложной операцией, чем чтение. Слишком частое выполнение записи в одни и те же ячейки может привести к быстрой деградации флеш-памяти.

Если в клиентской системе операции записи на SSD можно распределить таким образом, что каждый отдельный блок носителя будет перезаписываться достаточно редко, то в гибридной СХД уровень SSD активно задействуется для хранения «горячих» данных всего дискового пула. При кэшировании и многоуровневом хранении операции с SSD станут очень интенсивными, и преимущества алгоритмов предотвращения износа носителя будут сведены на нет. Это означает, что в обоих случаях (кэширование и многоуровневое хранение) уровень SSD лучше всего задействовать для ускорения операций чтения, а не чтения и записи.

РЕАЛИЗАЦИЯ КЭШИРОВАНИЯ НА SSD

В системе с кэшированием на SSD операция ввода-вывода производится обычным образом: вначале выполняются чтение-запись на HDD. Если эта операция инициирует кэширование, данные также копируются с HDD на SSD. Тогда при любой последующей операции чтения того же логического блока он считывается непосредственно с SSD, что увеличивает общую производительность и уменьшает время отклика. Уровень SSD играет роль невидимого ускорителя ввода-вывода, и при любом отказе SSD данные все равно будут доступны в основном пуле хранения, защищаемом с помощью RAID.

НАПОЛНЕНИЕ КЭШ-ПАМЯТИ

Кэш, как и основная емкость хранения, разбивается на группы секторов равного размера. Каждая группа называется кэш-блоком, а каждый блок состоит из подблоков. Размер кэш-блока можно настраивать под конкретное приложение, например СУБД или Web-сервер.

Считывание данных с HDD и их запись в SSD называют наполнением кэш-памяти. Эта фоновая операция обычно выполняется вслед за основной операцией чтения или записи. Поскольку назначение кэша — хранение часто используемых данных, к его наполнению должна приводить не каждая операция ввода-вывода, а только та, для которой пороговое значение счетчика оказывается превышенным. Обычно счетчики наполнения применяются при чтении и при записи.

Таким образом, с каждым блоком основной емкости хранения ассоциируются счетчики чтения и записи. Когда приложение считывает данные из кэш-блока, значение его счетчика чтения увеличивается. Если данные в кэш-памяти отсутствуют, а значение счетчика чтения больше или равно значению наполнения при чтении, то параллельно с основной операцией чтения выполняется операция наполнения кэш-памяти (данные кэшируются). Если же данные уже есть в кэш-памяти, они считываются с SSD, а операция наполнения не осуществляется. Если значение счетчика чтения меньше порогового значения, оно увеличивается, а операция наполнения не выполняется. Для операции записи сценарий тот же. Подробнее он поясняется на иллюстрациях на предыдущем развороте.

Что происходит с содержимым кэша после его «разогрева»? Если на SSD есть свободное место, кэш продолжает заполняться «горячими» данными. Когда емкость SSD исчерпывается, применяется алгоритм перезаписи наименее используемых данных (Least Recently Used, LRU), то есть на место последних в кэш-памяти записываются новые «горячие» данные.

Если объем «горячих» данных превышает емкость SSD, процент считываемых из кэш-памяти данных уменьшается, соответственно, снижается и производительность. Кроме того, чем меньше емкость SSD (и чем больше объем горячих данных), тем интенсивнее обмен «горячих» данных. В результате SSD будет изнашиваться быстрее.

Специалисты Qsan рекомендуют использовать накопители Intel SSD DC S3500. Так, у SSD емкостью 480 Гбайт наработка на отказ (MTBF) составляет 2 млн ч. Что касается производительности, то типичная задержка у этих накопителей равна 50 мс, максимальная задержка при чтении — 500 мс (99,9% времени), а производительность при произвольном чтении блоками по 4 Кбайт достигает 75 тыс. IOPS, при записи — 11 тыс. IOPS. Это хороший вариант для SSD-кэширования.

КЭШИРОВАНИЕ ПРИ ЧТЕНИИ-ЗАПИСИ

Операция чтения при отсутствии данных в кэш-памяти происходит следующим образом:

1. Приложение подает запрос на чтение данных.
2. Данные считываются с HDD.
3. Запрошенные данные возвращаются приложению.
4. Выполняется операция наполнения SSD.

Операция чтения при наличии данных в кэш-памяти:

1. Приложение подает запрос на чтение данных.
2. Данные считываются с SSD.
3. Запрошенные данные возвращаются приложению.
4. При сбое SSD данные считываются с HDD.

Действия приложения при записи данных:

1. Приложение подает запрос на запись данных.
2. Данные записываются на HDD.
3. Приложению возвращается статус операции.
4. Выполняется операция наполнения кэш-памяти на SSD.

НАСТРОЙКА КЭШ-ПАМЯТИ SSD

Чтобы приложение использовало кэш-память на SSD максимально эффективно, ее можно настроить. Основные параметры — размер блока кэш-памяти, пороговые значения наполнения при чтении и при записи.

Размер блока. Большой размер блока кэш-памяти подходит для приложений, часто обращающихся к соседним (по физическому расположению) данным. Это называется высокой локальностью обращений. Увеличение размера блока также ускоряет наполнение кэш-памяти на SSD — ускоряется «разогрев» кэша, после которого приложения с высокой локальностью обращений будут демонстрировать весьма высокую производительность. Однако увеличение размера блока влечет за собой генерирование избыточного трафика ввода-вывода и увеличение времени отклика, особенно для отсутствующих в кэше данных.

Меньший размер блока хорош для приложений с менее локализованными данными, то есть когда доступ к данным осуществляется в основном случайным образом. Кэш-память на SSD будет «разогреваться» медленнее, но чем больше блоков, тем больше вероятность попадания в кэш нужных данных, особенно данных с низкой локальностью обращений. При небольших блоках коэффициент использования кэш-памяти ниже, но меньше будут и сопутствующие потери, так что при «промахе», когда нужных данных нет в кэш-памяти, производительность страдает меньше.

Пороговое значение наполнения. Порог наполнения кэша — это число обращений к данным, после которого соответствующий блок копируется в SSD-кэш. При большом значении кэшируются только часто используемые данные и уменьшается обмен данных в кэше, но увеличивается время «разогрева» кэш-памяти и растет эффективность ее использования. При меньшем значении кэш-память разогревается быстрее, но возможно ее избыточное наполнение. Для большинства приложений вполне достаточно порогового значения, равного 2. Наполнение при записи полезно в том случае, когда записываемые данные вскоре снова считываются. Подобное нередко случается в файловых системах. Другие приложения, например базы данных, не имеют такой особенности, поэтому наполнение при записи для них иногда лучше вовсе отключить.

Как можно видеть, увеличение или уменьшение каждого параметра имеет свои положительные и отрицательные последствия. Очень важно понимать «локальность» приложения. Кроме того, полезно протестировать систему на реальных нагрузках и посмотреть, при каких параметрах она показывает лучшие результаты.

Настройка SSD под Windows 7-10

К 2019 году стало очевидным, что большая часть грамотных технически пользователей Windows 10 начали использовать диски SSD вместо привычных ранее «Жестких дисков», независимо от того, приобрели они новый компьютер или пытаются обновить старый.

Какие настройки «Windows 10» предлагает по умолчанию?

10-я версия ОС по умолчанию предоставляет настройки, направленные на высокую производительность SSD. Однако определяются они в автоматическом режиме, без применения WinSAT (Windows System Assessment Tool – средство для оценки производительности Windows).

При обнаружении твердотельного диска система самостоятельно выполняет:

• отключение дефрагментации;
• производит оптимизацию питания подключенного диска;
• отключает опцию ReadyBoot.
• включает функцию TRIM.

Но при этом индексирование данные, кэширование записей и защита системы не изменяется.

Таким образом, «Виндовс 10» имеет множество функций, помогающих SSD работать в полную силу, но не всегда они включены по умолчанию. Как же выполняется правильная и полноценная настройка?

Обновите прошивку накопителя

Чтобы убедиться, что SSD работает отлично, стоит быть в курсе выпускаемых обновлений для него. Их недостаток заключается в том, что они не автоматизированы, данный процесс выполняется немного сложнее, чем апгрейд ПО, и является необратимым.

Каждый производитель накопителей предлагает собственный метод обновления микропрограммы. Чтобы разобраться с этим, необходимо посетить официальный сайт производителя и выполнить размещенные там указания.

Список самых распространенных производителей SSD дисков и ссылки на официальные сайты фирм, где вы можете выбрать свою модель ssd диска и ознакомиться с версиями прошивок:

Тем не менее, отличной утилитой является CrystalDiskInfo, которое отображает подробные данные о накопителе, в том числе о версии прошивки.

CrystalDiskInfo — программа для диагностики жёстких дисков

Включите высокую производительность

Чтобы повысить производительность SSD, установите режим контроллера SATA на AHCI в BIOS вашей системы. Чтобы изменить режим SATA с IDE на AHCI, вам необходимо выполнить следующие шаги:

1. Нажмите клавиши WIN+R и введите «msconfig», а затем — Enter.
2. На вкладке «Загрузка» установите флажок «Безопасная загрузка», согласитесь с изменениями и перезагрузите компьютер в безопасном режиме.
3. Нажмите определенную клавишу (чаще всего, это F2 или DEL) для загрузки в настройках BIOS (если вы не можете загрузиться в BIOS, отключите быстрый запуск и повторите попытку) и измените режим SATA с IDE на AHCI.
4. Затем сохраните настройки клавишей «F10» для выхода и перезагрузите устройство.
5. На этот раз Windows загрузится в безопасном режиме.
6. Снова запустите «msconfig» и снимите флажок «Безопасная загрузка» на вкладке «Загрузка» и выполните новую перезагрузку.

Если возникли вопросы, о безопасном режиме вы можете ознакомиться в этой статье:

Как запустить Windows в безопасном режиме?

Протестируйте кэширование записи

Многие SSD-устройства негативно реагируют на кэширование на уровне пользователя. Поэтому необходимо протестировать данную опцию, чтобы определить степень ее влияния на диск, отключив. Если без кэширования SSD начинает функционировать хуже, потребуется выполнить обратное включение.

Для этого потребуется:

Нажмите сочетание Win+R и впишите команду devmgmt.msc.

В отобразившемся Диспетчере устройств отыщите «Дисковые устройства» и далее – ваш SSD.

Щелкните правой кнопкой мышки по нему, перейдите к пункту «Свойства». Переместитесь во вкладку «Политика» и удалите флажок с «разрешить кэширование записей…».

Необходимые опции на которые стоит обратить внимание

Чтобы продлить срок своей службы, большинство SSD используют алгоритм сбалансированного износа. Диск замедлит работу, если вы переполните его. Чтобы повысить производительность, лучше не форматировать весь накопитель, а постоянно оставлять 25 процентов свободного пространства.

Отключите гибернацию

Режим гибернации установлен по умолчанию, чтобы позволить жесткому диску загружать программы быстрее, чем саму систему. Но это является ненужным для SSD, поскольку загрузка ОС с ним занимает считанные секунды. Следовательно, вы можете отключить функцию гибернации, чтобы освободить пространство. Тем не менее, файл hiberfil.sys удален не будет, если вы отключите опцию в настройках Windows.

Чтобы освободить больше пространства, введите следующую команду: powercfg -h off в командной строке (с правами администратора) и нажмите «ВВОД».

Отключите индексирование диска

Индексирование — хорошая функция, предназначенная для обеспечения быстрого доступа к файлам или папкам на жестком диске, но она становится бессмысленной на SSD. Рекомендуется отключить ее, чтобы уменьшить количество записей на накопителе.

Чтобы оптимизировать SSD в Windows 10 путем отключения индексации диска, следует выполнить:

Щелкните на конкретном диске в этом компьютере правой кнопкой мышки и выберите «Свойства».

На вкладке «Общие» снимите флажок «Разрешить индексирование файлов на этом диске в дополнение к свойствам файлов».

Настройте файлы подкачки

Файл подкачки может быть полезным или нет, в зависимости от того, каково значение ОЗУ на компьютере. Вы можете изменить его настройки, чтобы сбалансировать производительность и потерянное пространство.

Чтобы выполнить эту настройку:

1. Щелкните правой кнопкой мыши по «Мой компьютер» и выберите «Свойства».
2. Перейдите в «Расширенные настройки системы», а затем «Настройки» в разделе «Производительность».
3. Нажмите кнопку «Изменить» на вкладке «Дополнительно».
4. Во всплывающем окне снимите флажок «Автоматически управлять файлами подкачки», а затем выберите диск C: из списка.
5. Перейдите к «Нестандартный размер» и установите значения для начального и максимального размеров. Затем нажмите кнопку «Установить», прежде чем нажать «ОК», чтобы сохранить изменения.

Более подробную дополнительную информацию по «файлу подкачки» вы можете прочитать в этой статье:

Что такое файл подкачки и для чего он нужен?

Включите оптимизацию

Считается, что дефрагментация SSD является не только ненужной, но и потенциально вредной для устройства. Это так, но Windows 10 автоматически исключает этот процесс. В данной версии ОС присутствует только оптимизация, которая заменила собой дефрагментацию. Это не вредит накопителю, а помогает функционировать лучше.

Отключите помещение данных в виртуальную и физическую память

Периодически Windows сохраняет информацию в виртуальной либо физической памяти, которая принадлежит не используемым либо постоянно используемым приложениям. Данные процессы носят название Superfetch и Prefetch. Когда устанавливается SSD, они отключаются по умолчанию, причем для всех накопителей.

Некоторые производители твердотельных накопителей полагают, что данную опцию лучше оставить в Windows 10, другие – занимают противоположную позицию. Чтобы разобраться в этом, желательно посетить официальный сайт производителя вашего SSD и изучить все рекомендации.

Но если вы оставили вышеуказанные процессы включенными и обнаружили, что ваш накопитель стал работать медленнее или хуже, войдите в реестр и отключите их. Однако, на медленно работающих SSD это все равно не принесет положительных результатов.

Утилиты для настройки SSD диска

Помимо стандартных настроек, которые вам предлагает Windows, есть специальные программы для автоматизации всех параметров, которые относятся к SSD диску.

Ниже список актуальных утилит, с помощью которых вы можете настроить свой диск без особых проблем:

SSD Tweaker — одна из самых популярных программ для настройки ssd дисков, условно бесплатная, но в платной версии, доступные опции в основном для «спецов», поэтому вы можете обойтись бесплатной!

Видео ролик по теме: Как настроить SSD диск