iXBT.com
T
Arial Georgia Tahoma Times New Roman Verdana
A- A+     Печать Почта В «мои закладки»
Носители информации » Жёсткие диски

Gigabyte i-RAM (GC-RAMDISK): жесткий диск на базе DDR SDRAM

как альтернатива магнитным накопителям


Современное развитие рынка компьютерных компонентов построено, в основном, на эволюционных принципах и естественном отборе. Добрейший и милейший старик Чарли (который Дарвин), возможно, сам того не подозревая, вывел полтора века назад универсальный закон развития не только мира живого, но и, как выясняется, — мира рукотворного, который человечество так упорно ваяет «на свою голову» уже несколько тысячелетий. Особенно отчетливо это стало понятно в последние десятилетия, когда технический прогресс начал развиваться астрономическими темпами (то есть технический «мутагенез» ускорился до уровня какой-нибудь дрозофилы), а компьютерная отрасль (и вообще информационные и цифровые технологии) заполонила почти все жизненное пространство современных индивидуумов.

Наследственность, изменчивость и борьба за существование — эти понятия, тесно увязанные Дарвином в единую и неделимую цепь эволюционного развития, как нельзя более адекватно применимы и к компьютерным технологиям и компонентам. Вдумчивый читатель без нашей помощи легко найдет много примеров этому. Достаточно сказать, что сама кремниевая технология производства интегральных микросхем (а без них уже немыслимо ни одно современное устройство), открытие которой полвека назад с полным правом можно назвать революцией, все последующие десятилетия развивалась именно эволюционно, из года в год, наследуя лучшие черты предыдущих техпроцессов. «Изменчивость» (назовем это модным словом мутации) позволяла инженерам экспериментировать с новыми техпроцессами, но выживали (путем естественного, я бы даже сказал — рыночного, отбора) лишь те, кто действительно был способен доказать свою жизнеспособность.

То же самое — с технологией магнитной записи и жесткими дисками. Зародившись (предметно) примерно тогда же, то есть полвека назад, эта технология все время развивалась эволюционно, путем периодических мутаций (а мутации, видимо, можно отсчитывать каждый раз при выходе нового продукта) пытаясь отвоевать себе всё новое и новое жизненное пространство. Выживали при этом, естественно, сильнейшие, «поедая» остальных (с их менее «крутыми мутациями»). И в результате этого мутагенеза, имманентно интерферирующего с эмпирическим агностицизмом, сформировались дефинитные ареалы преференций, дебетно элиминирующие миноритариев, способных образовать релятивистки трансцендентные подмножества. Выражаясь более лапидарно, — если ты не попал в струю, то считай, что ты из нее выпал навсегда.

Поэтому нам и приходится иметь дело, в основном, с продуктами (процессорами, платами, дисками и пр.), которые отличаются друг от друга, по сути, лишь «небольшой новой закорючкой», порой, не такой важной (больше мегагерц, ядер, фич или херабайт). И, честное слово, применять к этой «закорючке» бравое слово мутация язык не повернется, хотя, по сути, оно может быть и так. С одной стороны — это благо для потребителя, поскольку упрощается процесс овладевания новым продуктом (а как это выгодно для производителей, я молчу ;)). Но с другой — сердце порой просит и революций, пусть небольших, но чтобы и душу бередили, и кошелек не обременили. И поверьте старому компьютерному обозревателю — писать об однотипных продуктах ой, как надоедает…

Иное дело — герой нашего сегодняшнего обзора! О таких новинках писать не только нужно, но и страсть как хочется (особенно в свете поговорки о соотечественниках, любящих быстро прокатиться :)). Революцией его назвать, конечно, нельзя, но дровишек в топку паровоза естественного отбора он подбросить вполне может. Было бы желание. :) Производитель этой новинки на сей счет даже заявляет, что это, мол, «The Fastest Storage Device You Ever Imagine!» То есть, что это самый быстрый «прибор» хранения данных, который вы когда-либо могли вообразить. Так это или нет, мы и попробуем разобраться ниже. 

 

Gigabyte i-RAM (GC-RAMDISK): общая информация

Итак, Gigаbyte i-RAM — это плата расширения (для шины PCI), которая способна выступать как обычный винчестер, если на нее установить модули памяти DDR и подключить в одном из портов Serial ATA на материнской плате при помощи стандартного SATA-кабеля.

Собственно шина PCI в данном случае не играет никакой роли, поскольку с нее берется только сигнал Reset и питание: +12, +3,3 и +5 вольт, когда компьютер включен, и +5VSB (Stand By), когда компьютер выключен, но его блок питания подключен к сети. То есть с тем же успехом эту плату RAM-диска можно было бы выполнить и для другого форм-фактора. Или, скажем, можно взять и поместить ее в отдельный корпус с собственным питанием и подключать к ПК/серверу извне по шине Serial ATA, как внешний винчестер. ;)

Спецификации девайса предельно лаконичны:

  • Механическая совместимость с шиной PCI 2.2, совместима с ПК и серверными системами, питание от шины PCI;
  • Интерфейс Serial ATA 1.0a, один порт SATA со скоростью 1,5 Гбит/с;
  • 4 слота для памяти DDR SDRAM;
  • Небуферизованные non-ECC 184-контактные модули с питанием 2,5В;
  • Поддержка модулей памяти DDR c частотой 200, 266, 333 и 400 МГц (возможна одновременная установка модулей различной частоты, марки и чиповой организации);
  • Максимальный объем устанавливаемой памяти — 4 Гбайт (модули до 1 Гбайт, есть пополняемый список рекомендованных модулей);
  • Поддержка модулей толщиной до 4,2 мм (включая радиаторы);
  • Резервное питание от литиевого аккумулятора емкостью 1,6 ампер-часа;
  • Встроенная схема зарядки аккумулятора от шины PCI;
  • Время жизни от батареи зависит от типа и количества модулей памяти;
  • Габариты платы 220×104 кв. мм.

При установленных модулях памяти RAM-диск занимает пространство чуть больше одного полноразмерного слота PCI, но за счет того, что плата немного провисает под действием собственного веса (с аккумулятором) и веса модулей (особенно, с радиаторами), края модулей памяти могут касаться поверхности PCI-карты, установленной в соседний разъем. Поэтому приходится либо оставлять соседний (под RAM-диском) слот свободным, либо прокладывать между платами лист изолятора (например, кусок тонкого коврика для мыши :)) — во избежание случайных закороток, которые могут вывести из строя электронику ПК. RAMDISK лучше всего ставить в самый «нижний» PCI-слот материнской платы ATX (микро-ATX), который к тому же, как правило, «шарит» прерывание с другим PCI-слотом, то есть устанавливая i-RAM, мы заодно освободим это прерывание от возможной дополнительной конкуренции.

Системные требования к i-RAM проще некуда:

  • Один слот PCI 2.2;
  • Один порт Serial ATA 1,5 Гбит/с;
  • Система на базе чипсета с южным мостом Intel ICH6/ICH7, VIA 8237, SiI964/965L, Nvidia серии nForce4 или ULi M1689;
  • Штатный дисковый драйвер ОС (специальных драйверов не требуется).

И хотя на коробке с i-RAM написано, что, мол, в качестве системных требований должны выступать платы самой Gigabyte на этих чипсетах,

это всего лишь маркетинговый трюк, и i-RAM прекрасно работает на материнских платах других производителей, в том числе, — достаточно преклонного возраста. Впрочем, перечисленными SATA-контроллерами список совместимости i-RAM не исчерпывается, и RAM-диск может работать и с другими контроллерами, например, с Intel ICH5/ICH5R и Silicon Image SiI3112/3114/3124.

Более того, производитель сообщает, что i-RAM совместим и с RAID-контроллерами (пока что указаны только Intel ICH6R/ICH7R и SiS964/965L), то есть может использоваться как накопитель в составе RAID-массива со стандартными хостами. Правда, как говорит производитель, при использовании в составе RAID-массива общий объем RAM-диска может уменьшиться на 0,5-1 гигабайт из-за особенностей построения массива контроллером (например, для RAID 0/1 на ICH7R), что для обычных жестких дисков, в общем, несущественно, но для маломерного RAM-диска, который и так имеет объем не более 4 Гбайт, окажется весьма ощутимым.

Разумеется, i-RAM можно (и нужно ;)) использовать в любом качестве как обычный одиночный винчестер — как быстрый загрузочный диск, как раздел для файла подкачки или базы данных. Как оперативное хранилище для аудио-видео-файлов в системах видеозахвата и редактирования, в файловых, почтовых и web-серверах и многого другого. Причем, i-RAM специально спроектирован для устройств хранения данных с активным и множественным доступом (благодаря крайне малому времени доступа идеален для серверов и баз данных), и также поддерживает традиционные утилиты для резервирования и восстановления данных (backup and restore), включая фирменную для i-RAM. А наличие резервного питания (встроенного аккумулятора) позволяет сохранить данные на RAM-диске при выключенном питании компьютера и даже когда i-RAM вынут из компьютера и перенесен в другое помещение (в другой компьютер)!

От традиционных винчестеров накопитель i-RAM выгодно отличает не только потенциально гораздо более высокая производительность, но и совершенно бесшумная работа, меньшая критичность к нагреву, лучшая надежность (нет движущихся деталей), а также нечувствительность к вибрациям (в пределах разумного).

Производитель заявляет, что никакой разницы в производительности i-RAM при использовании модулей разной емкости нет (что подтвердилось и в наших испытаниях). Более того, я подозреваю, что производительность i-RAM одна и та же даже при использовании модулей DDR266 вместо DDR400 (проверить, к сожалению, не смог, поскольку не нашел поблизости модулей DDR266 достаточной емкости), уже не говоря о модулях с разными таймингами памяти по SPD для одной частоты. (Напомню, что возможна одновременная установка в i-RAM модулей различной частоты, марки и чиповой организации.) Я допускаю даже, что память в i-RAM работает не на своей штатной частоте, а на несколько пониженной. В самом деле, пропускная способность интерфейса Serial ATA 1.0a (поддержку Serial ATA II со скоростью 3 Гбит/с производитель пока не обещает) ограничивается цифрами 150 Мбайт/с, в то время как даже одноканальная память DDR266 (PC2100) обладает пропускной способностью 2100 Мбайт/с, то есть как минимум на порядок выше. Даже если учесть, что при записи в память потоковая скорость в разы ниже этого значения, для использования в составе i-RAM текущей ревизии остается громадный запас по скорости памяти, и ее можно было бы тактировать на вдвое низкой частоте, или, хотя бы как DDR200 (самая низшая частота для DDR по спецификациям). Даже в случае PC1600 (DDR200) скоростного потенциала памяти (при грамотном контроллере памяти) с запасом хватило бы для обеспечения интерфейса Serial ATA II (300 Мбайт/с). К слову, проверка показала, что никакой разницы в производительности i-RAM при подключении к хост-контроллеру интерфейса Serial ATA II 3 Гбит/с по сравнению с SATA 1.0 не наблюдается, поскольку i-RAM работает и с ним по SATA 1.0 (1,5 Гбит/с). 

 

Устройство GC-RAMDISK

Общая компоновка и основные узлы i-RAM обозначены на следующей схеме:

Плата i-RAM достаточно крупногабаритная и тяжелая, учитывая установленный на краю аккумулятор.

Из-за солидного веса не помешало бы крепление свободного (там, где аккумулятор) края платы к материнке или корпусу, да и в слоте она тогда бы сидела надежнее.

Плата имеет классический «гигабайтовский» синий цвет и использует 6 слоев металлизации. Честно говоря, шестислойный дизайн стоит поставить скорее в укор разработчикам, поскольку даже двухканальные DDR-слоты (на материнских платах) уже давно научились разводить четырьмя слоями, и для такой несложной, в общем-то, платы «шестислойка» является просто дополнительным источником дороговизны продукта (и облегчением жизни самим разработчикам) и вряд ли необходима технически. Впрочем, шины памяти на GC-RAMDISK разведены по всем правилам и в работе никаких нареканий/сбоев не вызывают.

Слоты для памяти расположены наклонно, как на некоторых серверных платах.

С одной стороны, это хорошо, поскольку позволяет соблюсти (в первом приближении) габаритную толщину i-RAM с установленными модулями на уровне одного промежутка между слотами PCI. Хотя и с оговоркой относительно прогиба платы (см. выше). Но с другой, при заявленной спецификациями допустимой толщине модулей с радиаторами до 4,2 мм на практике выходит, что далеко не все модули с радиаторами могут без проблем поместиться друг за другом в эти слоты. Дело в том, что типичная толщина DDR-модулей с радиаторами составляет 5-7 мм, поэтому такой модуль комфортно помещается только в самый нижний слот, а модулям над ним явно мешает их толщина.

В результате, крайне редкие (по моей практике) модули с радиаторами удается приспособить к данной плате, без риска выгнуть слоты памяти и с натугой/перекосом вставить туда эти модули. Особенно сложно в этом случае установить 3-4 модуля.

О вентиляции между модулями в этом случае можно даже не заикаться. :)

Таких проблем нет, если использовать модули без радиаторов.

В этом случае и вентиляция в промежутках между модулями имеет место.

Ввиду сказанного мной о производительности выше (в последнем абзаце предыдущей части) пользователю i-RAM есть смысл отказаться от попыток использовать с i-RAM дорогие высокоскоростные (низколатентные DDR400) модули памяти, которые обычно снабжены радиаторами. Лучше ориентироваться на самые дешевые, низкоскоростные, но при этом максимальной емкости модули DDR266/333, которые, впрочем, найти в широкой продаже (особенно объемом 1 Гбайт) уже не просто. Впрочем, относительно дешевых гигабайтных модулей DDR400 пока в избытке.

Сердцем i-RAM является контроллер памяти и PATA-интерфейса, расположенный в верхней части платы.

Он представляет собой достаточно дешевую микросхему ПЛИС (электрически программируемой логики) XC3S1000-FT256 серии Spartan-3 от Xilinx, производимую, кстати, по 90-нанометровой технологии.

Она насчитывает более 17 тыс. логических элементов (около миллиона транзисторов), поддерживает DDR-сигналинг (и оптимизацию для шины PCI), имеет встроенную оперативную память объемом 120+432 Кбит (120К распределяемой), собственный синтезатор частот с фазовой автоподстройкой, и может работать на тактовой частоте до 326 МГц. Более подробную информацию об этом можно найти в Data Sheet производителя. Разумеется, специалисты Gigabyte разработали свой логический дизайн контроллера памяти и запрограммировали эту логическую матрицу соответствующим образом.

Кроме того, на плате i-RAM установлен отдельный генератор частот (PLL, Phase Locked Loop) ICS 93735AF, применяемый для памяти DDR на многих материнских платах.

 

Для организации интерфейса Serial ATA используется чип JM20330 от JMicron, который представляет собой транслятор ATA-интерфейсов из параллельного в последовательный (подобно тем, что устанавливались на ранние диски и контроллеры SATA). В принципе, данный чип поддерживает и скорость передачи данных 3 Гбит/с путем простого удвоения тактовой частоты. Но разработчики i-RAM, видимо, посчитали излишним использовать эту возможность. На плате предусмотрен и JTAG-порт (разъем JP1).

Рядом с разъемом Serial ATA находится несколько светодиодных индикаторов состояния i-RAM.

Часть из них на попавшем к нам экземпляре не была установлена, и нам сложно сказать, как будет обстоять с этим дело в серийных изделиях. Их работа описывается так:

  • PHY_READY (голубой) — i-RAM инициализирован и определен в системе корректно;
  • HD_LED (голубой) — i-RAM читает или пишет данные (процесс обращения);
  • CHARGING — желтый, когда идет зарядка батареи, и зеленый, когда почти полностью заряжена;
  • FULL (зеленый) — батарея полностью заряжена;
  • FAULT (зеленый, мигает) — батарея испорчена или отсутствует.

С другого края, между слотами памяти и металлической планкой присутствует другой индикатор, который загорается, если нажать на микрокнопку PW1 рядом.

Этот индикатор может работать и в автономном состоянии (то есть, когда i-RAM находится вне компьютера): он показывает уровень текущей зарядки батареи (количеством горящих светодиодов). То есть по нему можно судить, насколько разрядилась батарея i-RAM и необходимо ли ее срочно зарядить, чтобы не потерять данные на RAM-диске. 

 

Штатное и резервное питание i-RAM, время автономной работы

GC-RAMDISK снабжен несколькими стабилизаторами питания, включая мощный импульсный для заряда аккумулятора

и несколько линейных для питания памяти, ПЛИС и других микросхем.

При выключенном ПК зарядка батареи (и вся схема RAMDISK) питается от линии +5VSB на шине PCI, а во включенном состоянии i-RAM также потребляет ток по линиям +3,3, +5 и +12 вольт шины PCI.

Аккумулятор для резервного хранения данных в RAM-диске закреплен на плате в соответствующем пенале, так что найти ему произвольную замену вряд ли сходу получится. На побывавшем у нас экземпляре была установлена ионно-литиевая батарея с номинальным напряжением 3,7 вольт и емкостью 1700 мА·ч, что чуть больше, чем по спецификациям.

Время до полного заряда батареи от компьютера равно примерно шести часам и определяется тем, что процесс зарядки состоит из двух стадий. На первой высокоскоростной стадии используется большой ток, и аккумулятор заряжается примерно до уровня 80% за 2,5 часа. А на второй стадии происходит дозарядка меньшим током до полной емкости (100%), что занимает примерно 3,5 часа. То есть даже после двух часов зарядки «с нуля» RAM-диск вполне способен автономно хранить информацию достаточно длительное время.

Время автономного хранения информации сильно зависит от количества и типа используемых модулей. В этом случае общее потребление определяется потреблением схемы управления самого рамдиска и потреблением обновляемых (регулярным обращением к ячейкам памяти) модулей. К сожалению, производитель не приводит на сей счет никаких конкретных цифр, поэтому нам пришлось воспользоваться собственными измерениями энергопотребления RAMDISK'a от полностью заряженного аккумулятора в зависимости от типа и количества установленных модулей из тех, что по случаю оказались под рукой. Результаты таких измерений тока потребления от напряжения +3,7 вольт аккумулятора приведены на следующем графике.

Как видим, ток потребления самой схемы i-RAM (без установленной памяти) тоже не мал и составляет 46 мА. С ростом количества установленных модулей памяти потребление платы от аккумулятора растет практически линейно, однако для разных модулей значения тока могут сильно меняться. Например, весьма экономичными на рефрешинг оказались 512-мегабайтные низколатентные DDR400-модули от OCZ (по 6 мА потребления на модуль), а также модули Kingston ValueRAM аналогичной емкости. Тогда как низколатентный Kingston HyperX DDR400 и модули Patriot (как дорогие низколатентные по 1 Гбайт, так и 512-мегабайтные из дешевой линейки) продемонстрировали куда большую прожорливость в режиме обновления — более 20 мА на каждый модуль!

Чтобы перевести эти цифры в более понятное простому пользователю время жизни информации на RAM-диске Gigabyte в автономном режиме, мы просто учли емкость батареи 1700 мА·ч. Результаты такого пересчета приведены на следующем графике.

Итак, время жизни данных в i-RAM (при полностью заряженном аккумуляторе) для одного установленного модуля памяти исчисляется 24-32 часами, для двух модулей — 18-29 часов, а для 4 модулей — 12,6-24 часа в зависимости от типа модуля. То есть, более или менее уверенным в сохранности данных в i-RAM можно быть только в течение примерно 10-12 часов, если абстрагироваться от типа используемых модулей. Цифра достаточно скромная и требующая пристальной заботы о питании i-RAM и резервировании данных со стороны пользователя, так же, как и дальнейшего улучшения этого параметра со стороны разработчиков. А во избежание потери данных на i-RAM не рекомендуется надолго оставлять компьютер с отключенным от сети блоком питания, поскольку в этом случае пропадет постоянное питание i-RAM от источника +5VSB и встроенный аккумулятор разрядится примерно за указанное выше на наших графиках время. Кстати, в данном случае нет смысла гнаться за самыми скоростными модулями, вполне подойдут дешевые DDR266 с малым энергопотреблением. 

 

Упаковка и комплект поставки

Цветная картонная коробка i-RAM производит приятное впечатление.

Чего не скажешь о ее содержимом: кроме краткого описания, SATA-кабеля, диска с «проверенным на совместимость» драйвером для чипсета nForce4 и самого RAM-диска, внутри ничего нет. А может, и не надо? ;)

На коробке приведены основные сведения о накопителе, его спецификации и гордо указаны результаты тестов производительности,

по результатам которых i-RAM рвет «обычный ATA HDD» даже не как тузик грелку, а как бешеный слон не в меру зарвавшуюся моську. Особенно впечатляют результаты PCMark.

Среди отмеченных там же основных преимуществ i-RAM над традиционными виртуальными RAM-дисками, организованными программно в оперативной памяти компьютера, указаны:

  • отсутствие использования части оперативной памяти (расшаривания);
  • поддержка RAID-массивов;
  • низкая загрузка центрального процессора;
  • сохранность данных и самого диска после выключения питания компьютера;
  • отсутствие специального ПО для организации и использования.

Еще одно достоинство i-RAM по сравнению с программным RAM-диском — большинство настольных чипсетов (или процессоров AMD) недавнего прошлого способно работать лишь с четырьмя гигабайтами оперативной памяти, а то и меньше. Если установлено 4 Гбайт модулей, то операционной системе фактически доступен несколько меньший объем:

Из которого надо выделить место для RAM-диска. Тогда как i-RAM уже предлагает системе дополнительно 4 Гбайт легко доступной памяти, хотя и менее скоростной, чем оперативная.

 

Установка и настройка

Эти два процесса, в принципе, не сложнее, чем установка обычного жесткого магнитного диска: вставляем, закрепляем винтами, подключаем SATA-кабель и включаем питание компьютера. Во время начальной загрузки ПК BIOS материнской платы (SATA-контроллера) определяет Gigabyte i-RAM как обычный винчестер с таким же именем и емкостью, равной емкости установленных в RAMDISK модулей памяти (за исключением случая использования i-RAM в RAID-массиве). После чего с диском можно работать как с обычным винчестером под всеми операционными системами, его можно разбивать и форматировать штатными средствами ОС (например, fdisk и format) и так далее. Например, под Windows XP i-RAM определяется как стандартный дисковый накопитель

и подцепляет дефолтный дисковый драйвер от Microsoft,

включая при этом «виндовое» кэширование записи (понятно, что встроенного буфера для кэширования данных, как в обычном винчестере, здесь быть не может, поскольку i-RAM фактически целиком сам является таким буфером :)).

Информация о RAM-диске Gigabyte, доступная через обычные диагностические утилиты, менее детальна, чем для винчестеров. Например, вот что можно узнать по утилите Everest Ultimate Edition:

А в HD Tune единственной поддерживаемой функцией из перечисленных для винчестеров оказался Interface Power Management.

Хотя вполне понятно, что большинство из этих функций, таких как NCQ, Write Cache, 48-bit Address, AAM и другие данному накопителю просто не нужны в силу его конструкции. Традиционные для жестких дисков атрибуты S.M.A.R.T., как и большинство других дисковых технологий в данном случае не поддерживаются (хотя температуру все же можно было бы встроить, поскольку в работе эта система с памятью иногда прилично разогревается ;)).

К работе i-RAM у меня никаких претензий не возникло, за исключением, быть может, двух моментов — совместимости с чипсетом nForce4 и первого включения питания ПК после инсталляции i-RAM.

С началом зарядки батареи от +5VSB при первой установке i-RAM или длительном обесточивании ПК может быть связана такая проблема. Дело в том, что в начальный момент ток зарядки литиевой батареи через встроенный в i-RAM стабилизатор, шунтируемый к тому же емкими конденсаторами, может превысить нагрузочную способность линии +5VSB используемого блока питания (обычно около одного ампера). В этом случае компьютер не сможет стартовать (из-за перегрузки по +5VSB), и потребуется полностью обесточить блок питания ПК и затем снова включить его в сеть. Только после этого компьютер сможет нормально стартовать. При последующих включениях ПК эта проблема уже будет отсутствовать, если батарея i-RAM окажется хотя бы частично заряженной.

Кстати, поскольку при заряженной батарее даже в полностью автономном состоянии платы (вне ПК) модули памяти на i-RAM находятся под напряжением, рекомендуется соблюдать осторожность при их установке и снятии с i-RAM, используя приспособления для снятия статического электричества. Впрочем, моя практика испытаний i-RAM показала, что вполне достаточно тех же мер предосторожности, как и при установке памяти на материнские платы. Разумеется, даже кратковременное изъятие даже одного модуля памяти приводит к полной потере информации на RAM-диске. В процессе работы, и особенно, перед длительными паузами в работе настоятельно рекомендуется резервировать данные с i-RAM на энергонезависимом носителе при помощи, например, фирменной утилиты Gigabyte или любого другого софта.

Другая проблема может быть связана с совместимостью с чипсетами NVIDIA серии nForce4. Недаром же в комплекте с i-RAM идет CD, на котором находятся только драйверы для этого чипсета, проверенные Gigabyte на совместимость с i-RAM. Впрочем, и они не помогли: после установки i-RAM в работающую систему на nForce4 мне пришлось перепробовать несколько разных драйверов для SATA-контроллера NVIDIA, включая свежие с сайта, с инсталляционного диска материнской платы и с CD самого i-RAM,


но проблема продолжала оставаться. Она заключалась, в частности, в следующем: после установки и перезагрузки диск i-RAM работал, но скорость его была крайне низка, поскольку по дефолту прописывался режим PIO4.

После ручной установки в драйверах NVIDIA полноскоростного режима для Serial ATA

и перезагрузки система наглухо висла при загрузке Windows (XP Pro SP2). В конце концов, проблему удалось устранить установкой дефолтного виндового драйвера Standard Dual Channel PCI IDE Controller, и RAMDISK стал показывать нормальную скорость. Позднее мне каким-то непонятным образом все же удалось поставить и драйвер NVIDIA так, чтобы снять скорость работы i-RAM в режиме SATA 1.0:

но работу RAM-диска при этом сложно было назвать безупречной. Проблемы с SATA-контроллером NVIDIA nForce4 в очередной раз (с очередным накопителем) находят свое подтверждение.

 

Участники испытаний

Теперь переходим к испытаниям производительности i-RAM и его сравнении с некоторыми другими системами хранения данных. У нас на тестировании побывал GC-RAMDISK ревизии 1.2.

Маркировка на упаковке i-RAM имеет вид:

Для испытаний мы установили в i-RAM четыре модуля DDR400 емкостью по 1 Гбайт каждый, то есть доступный объем RAM-диска составил 4 Гбайт (в степенях двойки). Для основных тестов мы использовали дорогие низколатентные модули Patriot PEP1G3200LL,

в SPD которых честно прописаны их тайминги,

хотя позднее мы оттестировали i-RAM и с четырьмя 512-мегабайтными дешевыми модулями DDR400 разных производителей, получив практически те же результаты.

Для сравнения были привлечены следующие жесткие магнитные диски и их массивы, рассмотренные нами ранее в обзорах по линкам:

Винчестеры для двух последних массивов были выбраны из расчета сравнимой стоимости с 4-гигабайтных диском Gigabyte i-RAM — ведь 120-гигабайтные SATA-винчестеры сейчас стоят примерно как 1-гигабайтные модули DDR400. (Можно, конечно, было бы взять 4 диска Maxtor Atlas 15K II в RAID 0 на дорогом контроллере с кучей кэш-памяти, но тогда стоимость решений была бы несоизмеримой :)).

 

Методика тестирования скоростных показателей

Для тестов жестких дисков с интерфейсом ATA применялся стенд в составе:

  1. Процессор Intel Pentium 4 3.0C
  2. Материнская плата ABIT IC7-G на чипсете i875P
  3. Системная память 2x256 Мбайт DDR400 (тайминги 2.5-3-3-6)
  4. Видеокарта Matrox Millennium G400
  5. Основной жесткий диск Seagate Barracuda SATA V
  6. Блок питания Zalman ZM400A-APF, 400 ватт
  7. Корпус Arbyte YY-W201BK-A

Диски жестко закреплялись на металлическом шасси корпуса системного блока и подключались к контроллерам интерфейсов UltraATA/100 и SerialATA 1.0 моста ICH5R на материнской плате. RAID-массивы и SCSI-диски испытывались на аналогичной системе с шиной PCI-X (южный мост Intel 6300ESB), описанной в соответствующих обзорах (i-RAM также был испытан и в той системе и показал практически идентичные результаты). Цикл тестов был проведен и на новой тестовой системе на базе процессора Intel Pentium 4 с частотой 3,2 ГГц (кэш 2 Мбайт) и материнской платы Foxconn 945G7MA-8EKRS2 на чипсете Intel 945G/ICH7R с тем же объемом памяти DDR2-533, однако в данном обзоре эти результаты не показаны для соблюдения условий совместимости результатов всех участников.

Испытания проводились под управлением операционной системы MS Windows XP Professional SP1. Винчестеры тестировались как неразмеченными на разделы (в тестах Intel IOmeter, H2Benchw и AIDA32), так и разбивались и форматировались штатными средствами операционной системы в зависимости от вида теста: одним NTFS-разделом максимально возможной емкости для тестов среднего времени доступа и снятия графика скорости чтения в WinBench 99 и двумя равновеликими разделами NTFS или FAT32 для остальных тестов (WinBench Disk WinMark 99, копирования файлов различными паттернами, теста ATTO Disk Benchmark, теста многопотокового чтения/записи Nbench 2.4 и теста быстродействия дисков в программе Adobe Photoshop). Разделы NTFS имели размер в половину объема диска каждый (то есть второй раздел начинался ровно со второй половины диска), а разделы FAT32 имели размер по 32768 Мбайт, причем, первый начинался в начале диска (на самых «быстрых» дорожках), а второй — ровно с середины диска по объему. Размер кластеров NTFS и FAT32 выбирался по умолчанию — 4 и 16 Кбайт соответственно. Для определения физических характеристик дисков (среднего времени доступа, скорости интерфейса и линейной скорости чтения/записи пластин) использовались тесты AIDA32, H2benchw и WinBench 99. Для оценки общей производительности мы используем многочисленные паттерны в Intel Iometer, неплохой тест C'T H2Benchw, работу с диском программы Adobe Photoshop, многопотоковые чтение и запись файлов и общепризнанный WinBench 99 (хотя на последний мы не очень опираемся в выводах, поскольку неоднократно была замечена оптимизация дисков и контроллеров именно под него).

 

Результаты базовых тестов

Сначала проверим скорость интерфейса по нашей стандартной методике.

125 Мбайт/с для i-RAM является вполне приемлемым результатом, на уровне лучших SATA-дисков с этим интерфейсом, особенно если учитывать, что i-RAM использует чип-преобразователь интерфейсов! Впрочем, здесь есть одна тонкость: если мы будем измерять не скорость интерфейса, а скорость линейного чтения этого накопителя, то скорость окажется заметно выше — примерно 142,5 Мбайт/с по тестам Everest и AIDA32!

   

Результаты тестов Everest (AIDA32) для Gigabyte i-RAM.

А вот в тесте линейной записи скорость оказывается немного ниже, чем скорость интерфейса — около 122-124 Мбайт/с судя по AIDA32 и HD Tach RW 3.0.1.0.


Результаты теста HD Tach RW 3.0.1.0 для Gigabyte i-RAM.

Впрочем, это можно объяснить чуть меньшей скоростью самого SATA-интерфейса при записи, а не недостатками контроллера памяти GC-RAMDISK.

Теперь приведем графики скорости линейного чтения (по WinBench 99) для участников нашего сравнения (кликните по ним, чтобы посмотреть полные рисунки).

Gigabyte i-RAM 4 Гбайт
RAID 0, 4xWD1200SD /SiI3114(PCI64)
RAID 0, 2 x Seagate ST973401LC Maxtor Atlas 15K II 8E073J0
WD Raptor WD740GD Maxtor Atlas 10K V 8D147J0
Samsung SpinPoint P120 SP2504C
Maxtor MaXLine III 7B300R0

Можно видеть, что график для диска i-RAM не самый рекордный — его легко опережают 3-4-дисковые RAID 0. Правда, по сравнению с современными SATA-дисками он более чем вдвое быстрее, да и то, что скорость i-RAM одинакова по всему объему диска, не может не радовать.

Это отражается и на диаграмме скорости линейного чтения — показатели i-RAM здесь рекордными назвать нельзя (например, дешевый 4-дисковый RAID 0 из WD1200SD на контроллере SiI3114 существенно опережает нашего героя), хотя будь у i-RAM поддержка интерфейса Serial ATA II 3 Гбит/с и памяти DDR2, скорость линейного чтения у него была бы вне досягаемости для большинства решений сходного ценового диапазона.

По измеренному среднему времени доступа Gigabyte i-RAM абсолютно вне досягаемости: 0,05 мс — это как минимум на 2 порядка лучше, чем у лучших SCSI-дисков! Именно по этому параметру i-RAM является выдающимся накопителем и именно за счет него i-RAM будет собирать урожай наград за выдающуюся производительность в приложениях. Думаю, нет нужды говорить, что именно в тех тестах и задачах (преимущественно серверной направленности), где происходит много случайных или далеко разнесенных обращений к диску, i-RAM и будет демонстрировать свое подавляющее преимущество, в то время как в задачах с преимущественно линейным обращением к диску выигрыш i-RAM у других участников нашего обзора может оказаться чисто номинальным, а то его может и не быть вовсе.

Аналогичная картина наблюдается и в тесте случайной записи: если для винчестеров этот тест оценивает эффективность write-back-кэширования во встроенной памяти, то i-RAM сам — одна большая «встроенная память», причем более скоростная, чем кэш в дисках (там обычно используется память типа PC133/166). Поэтому и время доступа при записи для i-RAM примерно такое же, как при чтении.

Другим показательным тестом «внутреннего устройства» и эффективности firmware дисков является тест на скорость чтения и записи файлов различного объема блоками разного размера — от 512 байт до 1 Мбайт. Для этого мы используем тест ATTO Disk Benchmark. На скриншотах ниже показаны результаты для разных размеров тестового файла и разных накопителей.

Gigabyte i-RAM 4 Гбайт:
Тестовый файл 128 Кбайт
Тестовый файл 4 Мбайт
Тестовый файл 32 Мбайт
Тестовый файл 32 Мбайт:

Gigabyte i-RAM
Maxtor Atlas 15K II
RAID 0, 4 диска WD1200SD/SiI3114(PCI64)

Результаты теста ATTO Disk Benchmark 2.02.

Во-первых, отметим, что скорость работы i-RAM никак не меняется при изменении размера тестового файла от 64 Кбайт до 32 Мбайт: максимальная везде достигается на блоках размером 128 Кбайт и выше, хотя на 64-килобайтных блоках скорость работы i-RAM тоже неплоха, как и на мелких блоках (по сравнению с традиционными винчестерами). Скорость чтения у i-RAM, как мы уже подмечали, немного выше, чем скорость записи.

Во-вторых, на крупных файлах у i-RAM скорость чтения и записи не всегда рекордная по сравнению с более традиционными решениями, и кэширование записи в традиционных винчестерах (особенно, для RAID-контроллеров) даже на крупных файлах (уже не говоря о мелких) может произвести больший эффект, чем в i-RAM.

Теперь перейдем к тестам производительности в приложениях.

 

Быстродействие в приложениях

Первым делом посмотрим, насколько хорошо происходит многопотоковая работа. Для этого я использую тесты в программе NBench 2.4, где файлы размером 100 Мбайт записываются на диск и читаются с него несколькими одновременными потоками — как близко, так и далеко отстоящими друг от друга на диске (в данном случае используется FAT32). На первой диаграмме показаны только усредненные по нескольким паттернам результаты для чтения и записи.

Результаты вполне предсказуемы: i-RAM практически безразличен к количеству потоков и расстоянию между ними, демонстрируя везде свою лучшую скорость, причем при чтении чуть лучше, чем при записи (см. выше). Тогда как винчестерам приходится страдать от перемещения головок, и лишь один страйп из 4 дисков на SiI3114 смог перегнать нашего героя по многопотоковой записи за счет явно лучшей скорости линейного доступа и хорошей отложенной записи использованных винчестеров.

При многопотоковом чтении же конкурентов у i-RAM нет даже близко.

Теперь посмотрим, как диски ведут себя в «преклонных», но до сих пор популярных тестах Disk WinMark 99 из пакета WinBench 99. Напомню, что мы проводим эти тесты не только для «начала», но и для «середины» (по объему) физического носителя для двух файловых систем, а результаты усредняем.

В целом i-RAM здесь имеет почти двукратное превосходство над ближайшим из наших соперников и опережает лучшие одиночные винчестеры более чем вдвое.

А в тесте High-End накопитель i-RAM быстрее одиночных винчестеров более чем втрое!

Теперь — комплексные тесты оценки производительности дисков в пакетах PCMakr04 и C'T H2BenchW. Оба они используют «проигрывание» предварительно записанных скриптов активности накопителей в соответствующих приложениях и измеряют скорость прохождения каждого из скриптов, после чего результаты усредняются (детали по каждому из сценариев приведены нами на отдельной странице).

Как и гласила гигабайтовская агитка на коробке i-RAM, в дисковом тесте популярного Futuremark PCMark04 результаты RAMDISK перевалили за 62000 попугаев, хотя показания одиночных винчестеров здесь доходят почти до 8000, то есть превосходство более чем восьмикратное. И это не может не радовать, особенно в свете того, что примерно на столько же ускоряется и подтест загрузки Windows XP из PCMark04 (хотя скорость реальной загрузки может быть существенно меньше из-за наличия других процессов во время загрузки — проверки оборудования и пр.).

В похожем трековом тесте C'T H2benchW ситуация с большим превосходством RAM-диска над магнитными в целом та же, только опережает он одиночные винчестеры уже меньше — раз в 4-5 (но в отдельных тестах — до 8-10 раз).

При работе с временным файлом программы Adobe Photoshop тоже имеет смысл использовать i-RAM, поскольку его преимущество над одиночными дисками достигает 4-кратного и более, и лишь дешевый 4-дисковый страйп способен хоть немного наверстать это отставание.

 

Тесты в Intel Iometer

Безусловно, тесты со случайными обращениями в пределах всего диска и тесты имитации серверной работы должны стать триумфом i-RAM. Приступим.

Для имитации работы дисков в различных серверных приложениях мы используем специальные паттерны в программе Intel IOmeter. Сперва — традиционные распространенные паттерны, предложенные Intеl и сайтом Storagereview.com — DataBase, File Server, Web Server и Workstation.

 

 

Имитация файлового сервера: скорость i-RAM на уровне 100 Мбайт/с или около 9000 IOps (!) почти независимо от глубины очереди запросов — против раз в 30-100 меньших показателей у ближайших SATA-преследователей (результаты этого теста для одного диска Maxtor Atlas 15K II примерно такие же, как на красном графике для 4-дисковго RAID 0). Честно говоря, результаты для остальных серверных паттернов примерно такие же, поэтому я их приводить за экономией места не буду, а покажу сразу усредненные данные по всем серверным паттернам и четырем очередям запросов (1, 4, 16 и 64). Усреднение проводилось геометрически без весовых коэффициентов.

30-50-кратное (а то и более) в среднем превосходство над остальными участниками нашего сравнения не оставляет сомнений в высочайшей производительности i-RAM в задачах данного класса. То же — и для паттерна Рабочая станция.

Теперь — наши паттерны для IOmeter, более близкие по назначению пользователям обычных настольных ПК.

При имитации случайных чтения и записи крупных файлов по случайным адресам в пределах всего диска преимущество i-RAM неоспоримо, хотя на записи 4-дисковые RAID 0 на дешевых SATA-дисках все же могут немного и издали попугать нашего героя.

Впрочем, на мелких файлах им это уже не удастся — у i-RAM здесь такое же большое преимущество, как и в серверных тестах.

Да и копирование файлов по случайным адресам в пределах всего диска для i-RAM не проблема (скорость одинаково высока что для крупных, что для мелких файлов), тогда как винчестеры явно проседают на мелких файлах.

По результатам геометрического усреднения шести предыдущих паттернов (чтение, запись и копирование файлов по случайным адресам) при глубине очереди от 1 до 64 преимущество i-RAM над ближайшими вращающимися конкурентами составляет раз 13-15, что хотя и меньше, чем в серверных тестах, но все равно подавляюще.

Нет нужды говорить, что дефрагментация этого накопителя будет происходить с потрясающей скоростью, хотя и зависящей от файловой системы и типа данных.

Наконец, в паттерне потокового одновременного чтения-записи крупными или мелкими блоками (что может характеризовать, например, работу систем сбора, хранения и выдачи мультимедиа-данных в near-line-СХД и серверах) ситуация снова несколько интригующая. С одной стороны, i-RAM обладает непревзойденной скоростью и на крупных, и на мелких блоках, но с другой — многодисковые RAID-массивы из дешевых SATA-винчестеров вполне способны за счет более высокой линейной скорости и хорошего кэширования записи немного пощекотать нервы владельцам i-RAM при работе крупными блоками, особенно если учесть огромную (стократную, а то и более) разницу между ними в объеме накопителей, что немаловажно для мультимедиа-хранилищ и серверов.

 

Акустический шум и энергопотребление/тепловыделение

Здесь мне, признаться, сказать нечего, кроме уже сказанного выше: совершенно бесшумная работа, а потребление не выше в среднем, чем у одиночных винчестеров. Куда важнее для i-RAM время работы (хранения данных) от батареи в полностью автономном режиме, которое, к сожалению, нельзя считать достаточно хорошим (см. ранее).

 

Ценовая информация

Средняя текущая цена (количество предложений) на Gigabyte i-RAM в московской рознице (кликните по правому линку в таблице, чтобы посмотреть текущие предложения):

Gigabyte i-RAM Н/Д(0)

К сожалению, на момент написания этой статьи данный продукт на наших просторах фактически представлен не был, а в российском представительстве Gigabyte нам сказали, что сроки его появления в наших магазинах неизвестны и вообще само появление пока под вопросом. С другой стороны, пошарив по западным интернет-магазинам, я его нашел в достаточном количестве, причем по цене от 120 до 150 долларов США, что, согласитесь, не так уж плохо за такой эксклюзивный и «скорострельный» продукт.

Прибавив к этом цену на модули памяти (из расчета примерно 80 долларов за гигабайт DDR400 на момент написания статьи), можно получить уникальный продукт с великолепными скоростными характеристиками всего за 300 долларов за 2 Гбайта или около 450 долларов за 4 Гбайта. Что вполне сравнимо с ценой на текущие топовые решения с интерфейсом Serial ATA (например, 2- или 4-дисковые RAID).

 

Заключение

Ну что тут можно еще сказать? Продукт Gigabyte i-RAM (GC-RAMDISK), безусловно, отличный — во всех значениях этого слова! И хотя идея как таковая не очень нова (профессиональные платы расширения с DRAM, предназначенные для сходных целей, мне уже не раз попадались на выставках за последние годы), Gigabyte довел эту идею до продукта, пригодного для самых разных потребителей — от продвинутых пользователей персональных компьютеров, работников мультимедиа-фронта, «энтузиастов» и заядлых «геймеров-оверклокеров» до профессионалов, оптимизирующих серверы и рабочие станции начального уровня. Если эта компания захочет раскрутить свой i-RAM до достаточно массового уровня, то у нее для этого есть и достойное имя, и маркетинговые средства, да и вполне привлекательная цена продукта. Продукт Gigabyte i-RAM однозначно достоин нашей награды «За оригинальный дизайн»!

Поскольку предоставляет широкому пользователю возможность очень просто, то есть как будто с обычным винчестером, достичь высочайшей производительности дисковой подсистемы с интерфейсом Serial ATA бюджетного, в общем, уровня. i-RAM как минимум в несколько раз превосходит все другие SATA-решения и не очень дорогие SCSI-решения по скорости работы с настольными и, особенно, серверными приложениями, а в некоторых задачах его превосходство достигает десятков раз и может доходить до сотни! Правда, в десятки и даже сотню раз и емкость i-RAM меньше, чем у типичных SATA-решений (при сходной цене), поэтому ниша для применения GC-RAMDISK достаточно специфична и выбирается самим пользователем по личному усмотрению: это либо своп-файлы (Windows, Photoshop и пр.), либо загрузочный диск (что, на мой взгляд, менее оправдано), либо диск для захвата и редактирования видео высокого разрешения, либо иные специфические применения сродни серьезным профессиональным нагрузкам с большим количеством операций поиска/перемещений между удаленными секторами.

С другой стороны, i-RAM может оказаться очень полезен и профессионалам при организации недорогих серверов (файловых, баз данных, почтовых и пр.) и рабочих станций, где требуется особо высокая скорость дисковой подсистемы, не ограниченная, в конечном итоге, слабым сетевым трафиком. Причем, привлекательная цена снова играет на руку этому продукту, хотя в плане профессиональной надежности хранения данных на i-RAM и возникают определенные сомнения.

Напоследок мне хотелось бы отметить, что это удачное решение могло бы стать еще привлекательнее и удачнее в плане «естественного отбора», если бы разработчики позаботились о дальнейшей эволюции i-RAM и снабдили его следующими «мутациями»:

  1. Переделали плату на 4-слойный и более компактный дизайн и устранили некоторые проблемы с питанием при начальной установке;
  2. Перешли на использование интерфейса Serial ATA II со скоростью 3 Гбит/с — при этом производительность i-RAM возросла бы до недосягаемого для винчестеров уровня;
  3. Перешли на использование памяти DDR2, которая: (а) уже дешевле, чем DDR400, (б) позволяет изготавливать модули большей емкости, (в) более экономична;
  4. Увеличили максимальную емкость поддерживаемых модулей хотя бы раза в 4 (то есть до 16 Гбайт на диск) и/или количество слотов памяти — накопитель такого разумного объема имеет гораздо больше применений (и DDR2 здесь поможет);
  5. Поработали над заметным снижением энергопотребления управляющей схемы и модулей памяти в автономном режиме (и DDR2 здесь снова поможет), чтобы существенно увеличить время сохранности данных на рамдиске в автономном режиме;
  6. Упростили бы схему электропитания, чтобы i-RAM можно было использовать и с шиной PCI Express, а также как внешний SATA-накопитель.
  7. Наконец, о применении ECC-модулей можно тоже задуматься, если планировать i-RAM для серьезных профессиональных систем.

Будем ждать i-RAM ver.2.0 ?!



Выражаем благодарность компании «ПатриАрх» и лично Андрею Рябову за предоставленные для тестов модули памяти Patriot


P.S.

После публикации этого обзора в соответствующей ветке нашей конференции разгорелись жаркие дискуссии по некоторым частным вопросам, связанным с i-RAM. Поэтому я добавил в обзор третью страницу тестов, где, в частности, подробно проиллюстрирована производительность GC-RAMDISK при загрузке операционной системы и приложений, скорость работы с файлом подкачки (своппирование), а также популярным программами Photoshop, Word и при копировании файлов. Эти результаты я оставил без комментариев, поскольку они и так достаточно красноречивы.

Вторым моментом дискуссий стала целесообразность (или нецелесообразность) применения в GC-RAMDISK интерфейса Serial ATA по сравнению с другими возможными решениями для RAM-дисков в виде платы расширения для сигнального интерфейса PCI Express (шина PCI, очевидно, уже не актуальна) или чисто программным рамдиском в оперативной памяти компьютера. Частично плюсы и минусы таких сравнений я уже отметил в самом обзоре, поэтому сейчас просто добавлю и конкретизирую: на мой взгляд, для дивайса класса i-RAM с его ценой и позиционированием на рынке именно интерфейс Serial ATA является наиболее подходящим из этих трех перечисленных вариантов! Почему?

Потому что предлагаемое оригинальное решение для успешного продвижения на широкий неспециализированный рынок должно быть, прежде всего, универсальным, легко инсталлируемым (без специальных драйверов и программ) и по возможности совместимым БЕЗ ПРОБЛЕМ с сонмом существующего оборудования и программного обеспечения (потому, в частности, он пока что поддержикает только SATA 1.0, поскольку совместимость SATA II была бы хуже, если судить по современным винчестерам с этим интерфейсом). То есть решение должно быть чисто аппаратным, чего невозможно было бы добиться в случае интерфейса PCI Express или программного RAM-диска в оперативной памяти компьютера. Особенно напрягали бы массового пользователя разные драйверы (программы) под разные операционные системы, неизбежные в этих двух случаях. С интерфейсом же Serial ATA i-RAM получает потрясающую универсальность (к слову, его уже адаптировали для Маков с трехвольтовой шиной PCI), легкость в инсталляции и работе.

Второй момент выбора касается производительности. Апологеты альтернативных подходов пеняют на низкую скорость i-RAM именно из-за того, что быстродействие DDR стреножено медленным интерфейсом. С одной стороны, это правда. Но это только полправды. Вся же правда заключается в том, что и для альтернативных решений RAM-дисков обязательно найдется узкое место, которое будет портить производительность. Начнем с интерфейса PCI Express. Думаю, насчет PCIE x1 речь не идет — его скорость почти не отличается от SATA-шной. Шины x4 и x8 пока что достаточно редки в популярных системах (они стали уделом дорогих серверных плат, для которых i-RAM — не совсем профильное решение). Если же делать плату RAM-диска для интерфейса PCI Express x16 (как, впрочем, и для x4/x8), то мы столкнемся с гораздо (!) более сложным процессом разработки и отладки продукта, который в таком (относительно малосерийном) случае окажется просто невыгодным (да и продукт заметно подорожает, чем утратит свою привлекательность для большинства). Кроме того, будут и проблемы со скоростью, поскольку высокий траффик RAM-диска по широкой шине PCI Express будет существенно активнее занимать вычислительные ресурсы системы и использовать оперативную память компьютера, то есть пострадает производительность конечного решения (хотя по отдельным тестам самого RAM-диска скорость может и быть восхитительной).

Примерно те же проблемы возникают и с программным RAM-диском в оперативной памяти компьютера. Начнем с того, что большинство недорогих материнских плат (современных и недавнего прошлого) не способны работать с объемом оперативки более 4 Гбайт, то есть на программный рамдиск из них мы реально сможем выделить лишь 2-2,5 Гбайт. Программный RAM-диск большего объема можно организовать на дорогих серверных платах, но такие платы (а значит, и процессоры) по карману далеко не каждому, то есть это будет уже решение совершенно другого ценового диапазона (особенно если не воровать программу для создания качественного RAM-диска :)). Кроме того, у программного решения есть тот недостаток, что оперативная (системная) память и RAM-диск будут использовать общую шину памяти, а для работы RAM-диска будет задействована вычислительная мощь центрального процессора, что может существенно сказаться на общей производительности системы в реальных задачах (опять же, по избирательным тестам самого RAM-диска мы этого можем и не увидеть) — системное быстродействие такого компьютера будет явно проседать во время обращений к RAM-диску. Впрочем, сравнительным тестам i-RAM и программного рамдиска мы планируем посвятить отдельный обзор.

В общем, ориентация на Serial ATA с полностью аппаратной поддержкой в продукте i-RAM сделана совершенно правильно, и эту идею стоит только немного довести до ума, переведя ее на Serial ATA II и DDR2.








10 мая 2006 г. Автор Алекс Карабуто
Печать Почта В «мои закладки» < >
Дополнительно

Gigabyte i-RAM (GC-RAMDISK): жесткий диск на базе DDR SDRAM

Gigabyte i-RAM (GC-RAMDISK): жесткий диск на базе DDR SDRAM

как альтернатива магнитным накопителям

Современное развитие рынка компьютерных компонентов построено, в основном, на эволюционных принципах и естественном отборе. Добрейший и милейший старик Чарли (который Дарвин), возможно, сам того не подозревая, вывел полтора века назад универсальный закон развития не только мира живого, но и, как выясняется, — мира рукотворного, который человечество так упорно ваяет «на свою голову» уже несколько тысячелетий. Особенно отчетливо это стало понятно в последние десятилетия, когда технический прогресс начал развиваться астрономическими темпами (то есть технический «мутагенез» ускорился до уровня какой-нибудь дрозофилы), а компьютерная отрасль (и вообще информационные и цифровые технологии) заполонила почти все жизненное пространство современных индивидуумов.

Наследственность, изменчивость и борьба за существование — эти понятия, тесно увязанные Дарвином в единую и неделимую цепь эволюционного развития, как нельзя более адекватно применимы и к компьютерным технологиям и компонентам. Вдумчивый читатель без нашей помощи легко найдет много примеров этому. Достаточно сказать, что сама кремниевая технология производства интегральных микросхем (а без них уже немыслимо ни одно современное устройство), открытие которой полвека назад с полным правом можно назвать революцией, все последующие десятилетия развивалась именно эволюционно, из года в год, наследуя лучшие черты предыдущих техпроцессов. «Изменчивость» (назовем это модным словом мутации) позволяла инженерам экспериментировать с новыми техпроцессами, но выживали (путем естественного, я бы даже сказал — рыночного, отбора) лишь те, кто действительно был способен доказать свою жизнеспособность.

То же самое — с технологией магнитной записи и жесткими дисками. Зародившись (предметно) примерно тогда же, то есть полвека назад, эта технология все время развивалась эволюционно, путем периодических мутаций (а мутации, видимо, можно отсчитывать каждый раз при выходе нового продукта) пытаясь отвоевать себе всё новое и новое жизненное пространство. Выживали при этом, естественно, сильнейшие, «поедая» остальных (с их менее «крутыми мутациями»). И в результате этого мутагенеза, имманентно интерферирующего с эмпирическим агностицизмом, сформировались дефинитные ареалы преференций, дебетно элиминирующие миноритариев, способных образовать релятивистки трансцендентные подмножества. Выражаясь более лапидарно, — если ты не попал в струю, то считай, что ты из нее выпал навсегда.

Поэтому нам и приходится иметь дело, в основном, с продуктами (процессорами, платами, дисками и пр.), которые отличаются друг от друга, по сути, лишь «небольшой новой закорючкой», порой, не такой важной (больше мегагерц, ядер, фич или херабайт). И, честное слово, применять к этой «закорючке» бравое слово мутация язык не повернется, хотя, по сути, оно может быть и так. С одной стороны — это благо для потребителя, поскольку упрощается процесс овладевания новым продуктом (а как это выгодно для производителей, я молчу ;)). Но с другой — сердце порой просит и революций, пусть небольших, но чтобы и душу бередили, и кошелек не обременили. И поверьте старому компьютерному обозревателю — писать об однотипных продуктах ой, как надоедает…

Иное дело — герой нашего сегодняшнего обзора! О таких новинках писать не только нужно, но и страсть как хочется (особенно в свете поговорки о соотечественниках, любящих быстро прокатиться :)). Революцией его назвать, конечно, нельзя, но дровишек в топку паровоза естественного отбора он подбросить вполне может. Было бы желание. :) Производитель этой новинки на сей счет даже заявляет, что это, мол, «The Fastest Storage Device You Ever Imagine!» То есть, что это самый быстрый «прибор» хранения данных, который вы когда-либо могли вообразить. Так это или нет, мы и попробуем разобраться ниже. 

 

Gigabyte i-RAM (GC-RAMDISK): общая информация

Итак, Gigаbyte i-RAM — это плата расширения (для шины PCI), которая способна выступать как обычный винчестер, если на нее установить модули памяти DDR и подключить в одном из портов Serial ATA на материнской плате при помощи стандартного SATA-кабеля.

Собственно шина PCI в данном случае не играет никакой роли, поскольку с нее берется только сигнал Reset и питание: +12, +3,3 и +5 вольт, когда компьютер включен, и +5VSB (Stand By), когда компьютер выключен, но его блок питания подключен к сети. То есть с тем же успехом эту плату RAM-диска можно было бы выполнить и для другого форм-фактора. Или, скажем, можно взять и поместить ее в отдельный корпус с собственным питанием и подключать к ПК/серверу извне по шине Serial ATA, как внешний винчестер. ;)

Спецификации девайса предельно лаконичны:

  • Механическая совместимость с шиной PCI 2.2, совместима с ПК и серверными системами, питание от шины PCI;
  • Интерфейс Serial ATA 1.0a, один порт SATA со скоростью 1,5 Гбит/с;
  • 4 слота для памяти DDR SDRAM;
  • Небуферизованные non-ECC 184-контактные модули с питанием 2,5В;
  • Поддержка модулей памяти DDR c частотой 200, 266, 333 и 400 МГц (возможна одновременная установка модулей различной частоты, марки и чиповой организации);
  • Максимальный объем устанавливаемой памяти — 4 Гбайт (модули до 1 Гбайт, есть пополняемый список рекомендованных модулей);
  • Поддержка модулей толщиной до 4,2 мм (включая радиаторы);
  • Резервное питание от литиевого аккумулятора емкостью 1,6 ампер-часа;
  • Встроенная схема зарядки аккумулятора от шины PCI;
  • Время жизни от батареи зависит от типа и количества модулей памяти;
  • Габариты платы 220×104 кв. мм.

При установленных модулях памяти RAM-диск занимает пространство чуть больше одного полноразмерного слота PCI, но за счет того, что плата немного провисает под действием собственного веса (с аккумулятором) и веса модулей (особенно, с радиаторами), края модулей памяти могут касаться поверхности PCI-карты, установленной в соседний разъем. Поэтому приходится либо оставлять соседний (под RAM-диском) слот свободным, либо прокладывать между платами лист изолятора (например, кусок тонкого коврика для мыши :)) — во избежание случайных закороток, которые могут вывести из строя электронику ПК. RAMDISK лучше всего ставить в самый «нижний» PCI-слот материнской платы ATX (микро-ATX), который к тому же, как правило, «шарит» прерывание с другим PCI-слотом, то есть устанавливая i-RAM, мы заодно освободим это прерывание от возможной дополнительной конкуренции.

Системные требования к i-RAM проще некуда:

  • Один слот PCI 2.2;
  • Один порт Serial ATA 1,5 Гбит/с;
  • Система на базе чипсета с южным мостом Intel ICH6/ICH7, VIA 8237, SiI964/965L, Nvidia серии nForce4 или ULi M1689;
  • Штатный дисковый драйвер ОС (специальных драйверов не требуется).

И хотя на коробке с i-RAM написано, что, мол, в качестве системных требований должны выступать платы самой Gigabyte на этих чипсетах,

это всего лишь маркетинговый трюк, и i-RAM прекрасно работает на материнских платах других производителей, в том числе, — достаточно преклонного возраста. Впрочем, перечисленными SATA-контроллерами список совместимости i-RAM не исчерпывается, и RAM-диск может работать и с другими контроллерами, например, с Intel ICH5/ICH5R и Silicon Image SiI3112/3114/3124.

Более того, производитель сообщает, что i-RAM совместим и с RAID-контроллерами (пока что указаны только Intel ICH6R/ICH7R и SiS964/965L), то есть может использоваться как накопитель в составе RAID-массива со стандартными хостами. Правда, как говорит производитель, при использовании в составе RAID-массива общий объем RAM-диска может уменьшиться на 0,5-1 гигабайт из-за особенностей построения массива контроллером (например, для RAID 0/1 на ICH7R), что для обычных жестких дисков, в общем, несущественно, но для маломерного RAM-диска, который и так имеет объем не более 4 Гбайт, окажется весьма ощутимым.

Разумеется, i-RAM можно (и нужно ;)) использовать в любом качестве как обычный одиночный винчестер — как быстрый загрузочный диск, как раздел для файла подкачки или базы данных. Как оперативное хранилище для аудио-видео-файлов в системах видеозахвата и редактирования, в файловых, почтовых и web-серверах и многого другого. Причем, i-RAM специально спроектирован для устройств хранения данных с активным и множественным доступом (благодаря крайне малому времени доступа идеален для серверов и баз данных), и также поддерживает традиционные утилиты для резервирования и восстановления данных (backup and restore), включая фирменную для i-RAM. А наличие резервного питания (встроенного аккумулятора) позволяет сохранить данные на RAM-диске при выключенном питании компьютера и даже когда i-RAM вынут из компьютера и перенесен в другое помещение (в другой компьютер)!

От традиционных винчестеров накопитель i-RAM выгодно отличает не только потенциально гораздо более высокая производительность, но и совершенно бесшумная работа, меньшая критичность к нагреву, лучшая надежность (нет движущихся деталей), а также нечувствительность к вибрациям (в пределах разумного).

Производитель заявляет, что никакой разницы в производительности i-RAM при использовании модулей разной емкости нет (что подтвердилось и в наших испытаниях). Более того, я подозреваю, что производительность i-RAM одна и та же даже при использовании модулей DDR266 вместо DDR400 (проверить, к сожалению, не смог, поскольку не нашел поблизости модулей DDR266 достаточной емкости), уже не говоря о модулях с разными таймингами памяти по SPD для одной частоты. (Напомню, что возможна одновременная установка в i-RAM модулей различной частоты, марки и чиповой организации.) Я допускаю даже, что память в i-RAM работает не на своей штатной частоте, а на несколько пониженной. В самом деле, пропускная способность интерфейса Serial ATA 1.0a (поддержку Serial ATA II со скоростью 3 Гбит/с производитель пока не обещает) ограничивается цифрами 150 Мбайт/с, в то время как даже одноканальная память DDR266 (PC2100) обладает пропускной способностью 2100 Мбайт/с, то есть как минимум на порядок выше. Даже если учесть, что при записи в память потоковая скорость в разы ниже этого значения, для использования в составе i-RAM текущей ревизии остается громадный запас по скорости памяти, и ее можно было бы тактировать на вдвое низкой частоте, или, хотя бы как DDR200 (самая низшая частота для DDR по спецификациям). Даже в случае PC1600 (DDR200) скоростного потенциала памяти (при грамотном контроллере памяти) с запасом хватило бы для обеспечения интерфейса Serial ATA II (300 Мбайт/с). К слову, проверка показала, что никакой разницы в производительности i-RAM при подключении к хост-контроллеру интерфейса Serial ATA II 3 Гбит/с по сравнению с SATA 1.0 не наблюдается, поскольку i-RAM работает и с ним по SATA 1.0 (1,5 Гбит/с). 

 

Устройство GC-RAMDISK

Общая компоновка и основные узлы i-RAM обозначены на следующей схеме:

Плата i-RAM достаточно крупногабаритная и тяжелая, учитывая установленный на краю аккумулятор.

Из-за солидного веса не помешало бы крепление свободного (там, где аккумулятор) края платы к материнке или корпусу, да и в слоте она тогда бы сидела надежнее.

Плата имеет классический «гигабайтовский» синий цвет и использует 6 слоев металлизации. Честно говоря, шестислойный дизайн стоит поставить скорее в укор разработчикам, поскольку даже двухканальные DDR-слоты (на материнских платах) уже давно научились разводить четырьмя слоями, и для такой несложной, в общем-то, платы «шестислойка» является просто дополнительным источником дороговизны продукта (и облегчением жизни самим разработчикам) и вряд ли необходима технически. Впрочем, шины памяти на GC-RAMDISK разведены по всем правилам и в работе никаких нареканий/сбоев не вызывают.

Слоты для памяти расположены наклонно, как на некоторых серверных платах.

С одной стороны, это хорошо, поскольку позволяет соблюсти (в первом приближении) габаритную толщину i-RAM с установленными модулями на уровне одного промежутка между слотами PCI. Хотя и с оговоркой относительно прогиба платы (см. выше). Но с другой, при заявленной спецификациями допустимой толщине модулей с радиаторами до 4,2 мм на практике выходит, что далеко не все модули с радиаторами могут без проблем поместиться друг за другом в эти слоты. Дело в том, что типичная толщина DDR-модулей с радиаторами составляет 5-7 мм, поэтому такой модуль комфортно помещается только в самый нижний слот, а модулям над ним явно мешает их толщина.

В результате, крайне редкие (по моей практике) модули с радиаторами удается приспособить к данной плате, без риска выгнуть слоты памяти и с натугой/перекосом вставить туда эти модули. Особенно сложно в этом случае установить 3-4 модуля.

О вентиляции между модулями в этом случае можно даже не заикаться. :)

Таких проблем нет, если использовать модули без радиаторов.

В этом случае и вентиляция в промежутках между модулями имеет место.

Ввиду сказанного мной о производительности выше (в последнем абзаце предыдущей части) пользователю i-RAM есть смысл отказаться от попыток использовать с i-RAM дорогие высокоскоростные (низколатентные DDR400) модули памяти, которые обычно снабжены радиаторами. Лучше ориентироваться на самые дешевые, низкоскоростные, но при этом максимальной емкости модули DDR266/333, которые, впрочем, найти в широкой продаже (особенно объемом 1 Гбайт) уже не просто. Впрочем, относительно дешевых гигабайтных модулей DDR400 пока в избытке.

Сердцем i-RAM является контроллер памяти и PATA-интерфейса, расположенный в верхней части платы.

Он представляет собой достаточно дешевую микросхему ПЛИС (электрически программируемой логики) XC3S1000-FT256 серии Spartan-3 от Xilinx, производимую, кстати, по 90-нанометровой технологии.

Она насчитывает более 17 тыс. логических элементов (около миллиона транзисторов), поддерживает DDR-сигналинг (и оптимизацию для шины PCI), имеет встроенную оперативную память объемом 120+432 Кбит (120К распределяемой), собственный синтезатор частот с фазовой автоподстройкой, и может работать на тактовой частоте до 326 МГц. Более подробную информацию об этом можно найти в Data Sheet производителя. Разумеется, специалисты Gigabyte разработали свой логический дизайн контроллера памяти и запрограммировали эту логическую матрицу соответствующим образом.

Кроме того, на плате i-RAM установлен отдельный генератор частот (PLL, Phase Locked Loop) ICS 93735AF, применяемый для памяти DDR на многих материнских платах.

 

Для организации интерфейса Serial ATA используется чип JM20330 от JMicron, который представляет собой транслятор ATA-интерфейсов из параллельного в последовательный (подобно тем, что устанавливались на ранние диски и контроллеры SATA). В принципе, данный чип поддерживает и скорость передачи данных 3 Гбит/с путем простого удвоения тактовой частоты. Но разработчики i-RAM, видимо, посчитали излишним использовать эту возможность. На плате предусмотрен и JTAG-порт (разъем JP1).

Рядом с разъемом Serial ATA находится несколько светодиодных индикаторов состояния i-RAM.

Часть из них на попавшем к нам экземпляре не была установлена, и нам сложно сказать, как будет обстоять с этим дело в серийных изделиях. Их работа описывается так:

  • PHY_READY (голубой) — i-RAM инициализирован и определен в системе корректно;
  • HD_LED (голубой) — i-RAM читает или пишет данные (процесс обращения);
  • CHARGING — желтый, когда идет зарядка батареи, и зеленый, когда почти полностью заряжена;
  • FULL (зеленый) — батарея полностью заряжена;
  • FAULT (зеленый, мигает) — батарея испорчена или отсутствует.

С другого края, между слотами памяти и металлической планкой присутствует другой индикатор, который загорается, если нажать на микрокнопку PW1 рядом.

Этот индикатор может работать и в автономном состоянии (то есть, когда i-RAM находится вне компьютера): он показывает уровень текущей зарядки батареи (количеством горящих светодиодов). То есть по нему можно судить, насколько разрядилась батарея i-RAM и необходимо ли ее срочно зарядить, чтобы не потерять данные на RAM-диске. 

 

Штатное и резервное питание i-RAM, время автономной работы

GC-RAMDISK снабжен несколькими стабилизаторами питания, включая мощный импульсный для заряда аккумулятора

и несколько линейных для питания памяти, ПЛИС и других микросхем.

При выключенном ПК зарядка батареи (и вся схема RAMDISK) питается от линии +5VSB на шине PCI, а во включенном состоянии i-RAM также потребляет ток по линиям +3,3, +5 и +12 вольт шины PCI.

Аккумулятор для резервного хранения данных в RAM-диске закреплен на плате в соответствующем пенале, так что найти ему произвольную замену вряд ли сходу получится. На побывавшем у нас экземпляре была установлена ионно-литиевая батарея с номинальным напряжением 3,7 вольт и емкостью 1700 мА·ч, что чуть больше, чем по спецификациям.

Время до полного заряда батареи от компьютера равно примерно шести часам и определяется тем, что процесс зарядки состоит из двух стадий. На первой высокоскоростной стадии используется большой ток, и аккумулятор заряжается примерно до уровня 80% за 2,5 часа. А на второй стадии происходит дозарядка меньшим током до полной емкости (100%), что занимает примерно 3,5 часа. То есть даже после двух часов зарядки «с нуля» RAM-диск вполне способен автономно хранить информацию достаточно длительное время.

Время автономного хранения информации сильно зависит от количества и типа используемых модулей. В этом случае общее потребление определяется потреблением схемы управления самого рамдиска и потреблением обновляемых (регулярным обращением к ячейкам памяти) модулей. К сожалению, производитель не приводит на сей счет никаких конкретных цифр, поэтому нам пришлось воспользоваться собственными измерениями энергопотребления RAMDISK'a от полностью заряженного аккумулятора в зависимости от типа и количества установленных модулей из тех, что по случаю оказались под рукой. Результаты таких измерений тока потребления от напряжения +3,7 вольт аккумулятора приведены на следующем графике.

Как видим, ток потребления самой схемы i-RAM (без установленной памяти) тоже не мал и составляет 46 мА. С ростом количества установленных модулей памяти потребление платы от аккумулятора растет практически линейно, однако для разных модулей значения тока могут сильно меняться. Например, весьма экономичными на рефрешинг оказались 512-мегабайтные низколатентные DDR400-модули от OCZ (по 6 мА потребления на модуль), а также модули Kingston ValueRAM аналогичной емкости. Тогда как низколатентный Kingston HyperX DDR400 и модули Patriot (как дорогие низколатентные по 1 Гбайт, так и 512-мегабайтные из дешевой линейки) продемонстрировали куда большую прожорливость в режиме обновления — более 20 мА на каждый модуль!

Чтобы перевести эти цифры в более понятное простому пользователю время жизни информации на RAM-диске Gigabyte в автономном режиме, мы просто учли емкость батареи 1700 мА·ч. Результаты такого пересчета приведены на следующем графике.

Итак, время жизни данных в i-RAM (при полностью заряженном аккумуляторе) для одного установленного модуля памяти исчисляется 24-32 часами, для двух модулей — 18-29 часов, а для 4 модулей — 12,6-24 часа в зависимости от типа модуля. То есть, более или менее уверенным в сохранности данных в i-RAM можно быть только в течение примерно 10-12 часов, если абстрагироваться от типа используемых модулей. Цифра достаточно скромная и требующая пристальной заботы о питании i-RAM и резервировании данных со стороны пользователя, так же, как и дальнейшего улучшения этого параметра со стороны разработчиков. А во избежание потери данных на i-RAM не рекомендуется надолго оставлять компьютер с отключенным от сети блоком питания, поскольку в этом случае пропадет постоянное питание i-RAM от источника +5VSB и встроенный аккумулятор разрядится примерно за указанное выше на наших графиках время. Кстати, в данном случае нет смысла гнаться за самыми скоростными модулями, вполне подойдут дешевые DDR266 с малым энергопотреблением. 

 

Упаковка и комплект поставки

Цветная картонная коробка i-RAM производит приятное впечатление.

Чего не скажешь о ее содержимом: кроме краткого описания, SATA-кабеля, диска с «проверенным на совместимость» драйвером для чипсета nForce4 и самого RAM-диска, внутри ничего нет. А может, и не надо? ;)

На коробке приведены основные сведения о накопителе, его спецификации и гордо указаны результаты тестов производительности,

по результатам которых i-RAM рвет «обычный ATA HDD» даже не как тузик грелку, а как бешеный слон не в меру зарвавшуюся моську. Особенно впечатляют результаты PCMark.

Среди отмеченных там же основных преимуществ i-RAM над традиционными виртуальными RAM-дисками, организованными программно в оперативной памяти компьютера, указаны:

  • отсутствие использования части оперативной памяти (расшаривания);
  • поддержка RAID-массивов;
  • низкая загрузка центрального процессора;
  • сохранность данных и самого диска после выключения питания компьютера;
  • отсутствие специального ПО для организации и использования.

Еще одно достоинство i-RAM по сравнению с программным RAM-диском — большинство настольных чипсетов (или процессоров AMD) недавнего прошлого способно работать лишь с четырьмя гигабайтами оперативной памяти, а то и меньше. Если установлено 4 Гбайт модулей, то операционной системе фактически доступен несколько меньший объем:

Из которого надо выделить место для RAM-диска. Тогда как i-RAM уже предлагает системе дополнительно 4 Гбайт легко доступной памяти, хотя и менее скоростной, чем оперативная.

 

Установка и настройка

Эти два процесса, в принципе, не сложнее, чем установка обычного жесткого магнитного диска: вставляем, закрепляем винтами, подключаем SATA-кабель и включаем питание компьютера. Во время начальной загрузки ПК BIOS материнской платы (SATA-контроллера) определяет Gigabyte i-RAM как обычный винчестер с таким же именем и емкостью, равной емкости установленных в RAMDISK модулей памяти (за исключением случая использования i-RAM в RAID-массиве). После чего с диском можно работать как с обычным винчестером под всеми операционными системами, его можно разбивать и форматировать штатными средствами ОС (например, fdisk и format) и так далее. Например, под Windows XP i-RAM определяется как стандартный дисковый накопитель

и подцепляет дефолтный дисковый драйвер от Microsoft,

включая при этом «виндовое» кэширование записи (понятно, что встроенного буфера для кэширования данных, как в обычном винчестере, здесь быть не может, поскольку i-RAM фактически целиком сам является таким буфером :)).

Информация о RAM-диске Gigabyte, доступная через обычные диагностические утилиты, менее детальна, чем для винчестеров. Например, вот что можно узнать по утилите Everest Ultimate Edition:

А в HD Tune единственной поддерживаемой функцией из перечисленных для винчестеров оказался Interface Power Management.

Хотя вполне понятно, что большинство из этих функций, таких как NCQ, Write Cache, 48-bit Address, AAM и другие данному накопителю просто не нужны в силу его конструкции. Традиционные для жестких дисков атрибуты S.M.A.R.T., как и большинство других дисковых технологий в данном случае не поддерживаются (хотя температуру все же можно было бы встроить, поскольку в работе эта система с памятью иногда прилично разогревается ;)).

К работе i-RAM у меня никаких претензий не возникло, за исключением, быть может, двух моментов — совместимости с чипсетом nForce4 и первого включения питания ПК после инсталляции i-RAM.

С началом зарядки батареи от +5VSB при первой установке i-RAM или длительном обесточивании ПК может быть связана такая проблема. Дело в том, что в начальный момент ток зарядки литиевой батареи через встроенный в i-RAM стабилизатор, шунтируемый к тому же емкими конденсаторами, может превысить нагрузочную способность линии +5VSB используемого блока питания (обычно около одного ампера). В этом случае компьютер не сможет стартовать (из-за перегрузки по +5VSB), и потребуется полностью обесточить блок питания ПК и затем снова включить его в сеть. Только после этого компьютер сможет нормально стартовать. При последующих включениях ПК эта проблема уже будет отсутствовать, если батарея i-RAM окажется хотя бы частично заряженной.

Кстати, поскольку при заряженной батарее даже в полностью автономном состоянии платы (вне ПК) модули памяти на i-RAM находятся под напряжением, рекомендуется соблюдать осторожность при их установке и снятии с i-RAM, используя приспособления для снятия статического электричества. Впрочем, моя практика испытаний i-RAM показала, что вполне достаточно тех же мер предосторожности, как и при установке памяти на материнские платы. Разумеется, даже кратковременное изъятие даже одного модуля памяти приводит к полной потере информации на RAM-диске. В процессе работы, и особенно, перед длительными паузами в работе настоятельно рекомендуется резервировать данные с i-RAM на энергонезависимом носителе при помощи, например, фирменной утилиты Gigabyte или любого другого софта.

Другая проблема может быть связана с совместимостью с чипсетами NVIDIA серии nForce4. Недаром же в комплекте с i-RAM идет CD, на котором находятся только драйверы для этого чипсета, проверенные Gigabyte на совместимость с i-RAM. Впрочем, и они не помогли: после установки i-RAM в работающую систему на nForce4 мне пришлось перепробовать несколько разных драйверов для SATA-контроллера NVIDIA, включая свежие с сайта, с инсталляционного диска материнской платы и с CD самого i-RAM,


но проблема продолжала оставаться. Она заключалась, в частности, в следующем: после установки и перезагрузки диск i-RAM работал, но скорость его была крайне низка, поскольку по дефолту прописывался режим PIO4.

После ручной установки в драйверах NVIDIA полноскоростного режима для Serial ATA

и перезагрузки система наглухо висла при загрузке Windows (XP Pro SP2). В конце концов, проблему удалось устранить установкой дефолтного виндового драйвера Standard Dual Channel PCI IDE Controller, и RAMDISK стал показывать нормальную скорость. Позднее мне каким-то непонятным образом все же удалось поставить и драйвер NVIDIA так, чтобы снять скорость работы i-RAM в режиме SATA 1.0:

но работу RAM-диска при этом сложно было назвать безупречной. Проблемы с SATA-контроллером NVIDIA nForce4 в очередной раз (с очередным накопителем) находят свое подтверждение.

 

Участники испытаний

Теперь переходим к испытаниям производительности i-RAM и его сравнении с некоторыми другими системами хранения данных. У нас на тестировании побывал GC-RAMDISK ревизии 1.2.

Маркировка на упаковке i-RAM имеет вид:

Для испытаний мы установили в i-RAM четыре модуля DDR400 емкостью по 1 Гбайт каждый, то есть доступный объем RAM-диска составил 4 Гбайт (в степенях двойки). Для основных тестов мы использовали дорогие низколатентные модули Patriot PEP1G3200LL,

в SPD которых честно прописаны их тайминги,

хотя позднее мы оттестировали i-RAM и с четырьмя 512-мегабайтными дешевыми модулями DDR400 разных производителей, получив практически те же результаты.

Для сравнения были привлечены следующие жесткие магнитные диски и их массивы, рассмотренные нами ранее в обзорах по линкам:

Винчестеры для двух последних массивов были выбраны из расчета сравнимой стоимости с 4-гигабайтных диском Gigabyte i-RAM — ведь 120-гигабайтные SATA-винчестеры сейчас стоят примерно как 1-гигабайтные модули DDR400. (Можно, конечно, было бы взять 4 диска Maxtor Atlas 15K II в RAID 0 на дорогом контроллере с кучей кэш-памяти, но тогда стоимость решений была бы несоизмеримой :)).

 

Методика тестирования скоростных показателей

Для тестов жестких дисков с интерфейсом ATA применялся стенд в составе:

  1. Процессор Intel Pentium 4 3.0C
  2. Материнская плата ABIT IC7-G на чипсете i875P
  3. Системная память 2x256 Мбайт DDR400 (тайминги 2.5-3-3-6)
  4. Видеокарта Matrox Millennium G400
  5. Основной жесткий диск Seagate Barracuda SATA V
  6. Блок питания Zalman ZM400A-APF, 400 ватт
  7. Корпус Arbyte YY-W201BK-A

Диски жестко закреплялись на металлическом шасси корпуса системного блока и подключались к контроллерам интерфейсов UltraATA/100 и SerialATA 1.0 моста ICH5R на материнской плате. RAID-массивы и SCSI-диски испытывались на аналогичной системе с шиной PCI-X (южный мост Intel 6300ESB), описанной в соответствующих обзорах (i-RAM также был испытан и в той системе и показал практически идентичные результаты). Цикл тестов был проведен и на новой тестовой системе на базе процессора Intel Pentium 4 с частотой 3,2 ГГц (кэш 2 Мбайт) и материнской платы Foxconn 945G7MA-8EKRS2 на чипсете Intel 945G/ICH7R с тем же объемом памяти DDR2-533, однако в данном обзоре эти результаты не показаны для соблюдения условий совместимости результатов всех участников.

Испытания проводились под управлением операционной системы MS Windows XP Professional SP1. Винчестеры тестировались как неразмеченными на разделы (в тестах Intel IOmeter, H2Benchw и AIDA32), так и разбивались и форматировались штатными средствами операционной системы в зависимости от вида теста: одним NTFS-разделом максимально возможной емкости для тестов среднего времени доступа и снятия графика скорости чтения в WinBench 99 и двумя равновеликими разделами NTFS или FAT32 для остальных тестов (WinBench Disk WinMark 99, копирования файлов различными паттернами, теста ATTO Disk Benchmark, теста многопотокового чтения/записи Nbench 2.4 и теста быстродействия дисков в программе Adobe Photoshop). Разделы NTFS имели размер в половину объема диска каждый (то есть второй раздел начинался ровно со второй половины диска), а разделы FAT32 имели размер по 32768 Мбайт, причем, первый начинался в начале диска (на самых «быстрых» дорожках), а второй — ровно с середины диска по объему. Размер кластеров NTFS и FAT32 выбирался по умолчанию — 4 и 16 Кбайт соответственно. Для определения физических характеристик дисков (среднего времени доступа, скорости интерфейса и линейной скорости чтения/записи пластин) использовались тесты AIDA32, H2benchw и WinBench 99. Для оценки общей производительности мы используем многочисленные паттерны в Intel Iometer, неплохой тест C'T H2Benchw, работу с диском программы Adobe Photoshop, многопотоковые чтение и запись файлов и общепризнанный WinBench 99 (хотя на последний мы не очень опираемся в выводах, поскольку неоднократно была замечена оптимизация дисков и контроллеров именно под него).

 

Результаты базовых тестов

Сначала проверим скорость интерфейса по нашей стандартной методике.

125 Мбайт/с для i-RAM является вполне приемлемым результатом, на уровне лучших SATA-дисков с этим интерфейсом, особенно если учитывать, что i-RAM использует чип-преобразователь интерфейсов! Впрочем, здесь есть одна тонкость: если мы будем измерять не скорость интерфейса, а скорость линейного чтения этого накопителя, то скорость окажется заметно выше — примерно 142,5 Мбайт/с по тестам Everest и AIDA32!

   

Результаты тестов Everest (AIDA32) для Gigabyte i-RAM.

А вот в тесте линейной записи скорость оказывается немного ниже, чем скорость интерфейса — около 122-124 Мбайт/с судя по AIDA32 и HD Tach RW 3.0.1.0.


Результаты теста HD Tach RW 3.0.1.0 для Gigabyte i-RAM.

Впрочем, это можно объяснить чуть меньшей скоростью самого SATA-интерфейса при записи, а не недостатками контроллера памяти GC-RAMDISK.

Теперь приведем графики скорости линейного чтения (по WinBench 99) для участников нашего сравнения (кликните по ним, чтобы посмотреть полные рисунки).

Gigabyte i-RAM 4 Гбайт
RAID 0, 4xWD1200SD /SiI3114(PCI64)
RAID 0, 2 x Seagate ST973401LC Maxtor Atlas 15K II 8E073J0
WD Raptor WD740GD Maxtor Atlas 10K V 8D147J0
Samsung SpinPoint P120 SP2504C
Maxtor MaXLine III 7B300R0

Можно видеть, что график для диска i-RAM не самый рекордный — его легко опережают 3-4-дисковые RAID 0. Правда, по сравнению с современными SATA-дисками он более чем вдвое быстрее, да и то, что скорость i-RAM одинакова по всему объему диска, не может не радовать.

Это отражается и на диаграмме скорости линейного чтения — показатели i-RAM здесь рекордными назвать нельзя (например, дешевый 4-дисковый RAID 0 из WD1200SD на контроллере SiI3114 существенно опережает нашего героя), хотя будь у i-RAM поддержка интерфейса Serial ATA II 3 Гбит/с и памяти DDR2, скорость линейного чтения у него была бы вне досягаемости для большинства решений сходного ценового диапазона.

По измеренному среднему времени доступа Gigabyte i-RAM абсолютно вне досягаемости: 0,05 мс — это как минимум на 2 порядка лучше, чем у лучших SCSI-дисков! Именно по этому параметру i-RAM является выдающимся накопителем и именно за счет него i-RAM будет собирать урожай наград за выдающуюся производительность в приложениях. Думаю, нет нужды говорить, что именно в тех тестах и задачах (преимущественно серверной направленности), где происходит много случайных или далеко разнесенных обращений к диску, i-RAM и будет демонстрировать свое подавляющее преимущество, в то время как в задачах с преимущественно линейным обращением к диску выигрыш i-RAM у других участников нашего обзора может оказаться чисто номинальным, а то его может и не быть вовсе.

Аналогичная картина наблюдается и в тесте случайной записи: если для винчестеров этот тест оценивает эффективность write-back-кэширования во встроенной памяти, то i-RAM сам — одна большая «встроенная память», причем более скоростная, чем кэш в дисках (там обычно используется память типа PC133/166). Поэтому и время доступа при записи для i-RAM примерно такое же, как при чтении.

Другим показательным тестом «внутреннего устройства» и эффективности firmware дисков является тест на скорость чтения и записи файлов различного объема блоками разного размера — от 512 байт до 1 Мбайт. Для этого мы используем тест ATTO Disk Benchmark. На скриншотах ниже показаны результаты для разных размеров тестового файла и разных накопителей.

Gigabyte i-RAM 4 Гбайт:
Тестовый файл 128 Кбайт
Тестовый файл 4 Мбайт
Тестовый файл 32 Мбайт
Тестовый файл 32 Мбайт:

Gigabyte i-RAM
Maxtor Atlas 15K II
RAID 0, 4 диска WD1200SD/SiI3114(PCI64)

Результаты теста ATTO Disk Benchmark 2.02.

Во-первых, отметим, что скорость работы i-RAM никак не меняется при изменении размера тестового файла от 64 Кбайт до 32 Мбайт: максимальная везде достигается на блоках размером 128 Кбайт и выше, хотя на 64-килобайтных блоках скорость работы i-RAM тоже неплоха, как и на мелких блоках (по сравнению с традиционными винчестерами). Скорость чтения у i-RAM, как мы уже подмечали, немного выше, чем скорость записи.

Во-вторых, на крупных файлах у i-RAM скорость чтения и записи не всегда рекордная по сравнению с более традиционными решениями, и кэширование записи в традиционных винчестерах (особенно, для RAID-контроллеров) даже на крупных файлах (уже не говоря о мелких) может произвести больший эффект, чем в i-RAM.

Теперь перейдем к тестам производительности в приложениях.

 

Быстродействие в приложениях

Первым делом посмотрим, насколько хорошо происходит многопотоковая работа. Для этого я использую тесты в программе NBench 2.4, где файлы размером 100 Мбайт записываются на диск и читаются с него несколькими одновременными потоками — как близко, так и далеко отстоящими друг от друга на диске (в данном случае используется FAT32). На первой диаграмме показаны только усредненные по нескольким паттернам результаты для чтения и записи.

Результаты вполне предсказуемы: i-RAM практически безразличен к количеству потоков и расстоянию между ними, демонстрируя везде свою лучшую скорость, причем при чтении чуть лучше, чем при записи (см. выше). Тогда как винчестерам приходится страдать от перемещения головок, и лишь один страйп из 4 дисков на SiI3114 смог перегнать нашего героя по многопотоковой записи за счет явно лучшей скорости линейного доступа и хорошей отложенной записи использованных винчестеров.

При многопотоковом чтении же конкурентов у i-RAM нет даже близко.

Теперь посмотрим, как диски ведут себя в «преклонных», но до сих пор популярных тестах Disk WinMark 99 из пакета WinBench 99. Напомню, что мы проводим эти тесты не только для «начала», но и для «середины» (по объему) физического носителя для двух файловых систем, а результаты усредняем.

В целом i-RAM здесь имеет почти двукратное превосходство над ближайшим из наших соперников и опережает лучшие одиночные винчестеры более чем вдвое.

А в тесте High-End накопитель i-RAM быстрее одиночных винчестеров более чем втрое!

Теперь — комплексные тесты оценки производительности дисков в пакетах PCMakr04 и C'T H2BenchW. Оба они используют «проигрывание» предварительно записанных скриптов активности накопителей в соответствующих приложениях и измеряют скорость прохождения каждого из скриптов, после чего результаты усредняются (детали по каждому из сценариев приведены нами на отдельной странице).

Как и гласила гигабайтовская агитка на коробке i-RAM, в дисковом тесте популярного Futuremark PCMark04 результаты RAMDISK перевалили за 62000 попугаев, хотя показания одиночных винчестеров здесь доходят почти до 8000, то есть превосходство более чем восьмикратное. И это не может не радовать, особенно в свете того, что примерно на столько же ускоряется и подтест загрузки Windows XP из PCMark04 (хотя скорость реальной загрузки может быть существенно меньше из-за наличия других процессов во время загрузки — проверки оборудования и пр.).

В похожем трековом тесте C'T H2benchW ситуация с большим превосходством RAM-диска над магнитными в целом та же, только опережает он одиночные винчестеры уже меньше — раз в 4-5 (но в отдельных тестах — до 8-10 раз).

При работе с временным файлом программы Adobe Photoshop тоже имеет смысл использовать i-RAM, поскольку его преимущество над одиночными дисками достигает 4-кратного и более, и лишь дешевый 4-дисковый страйп способен хоть немного наверстать это отставание.

 

Тесты в Intel Iometer

Безусловно, тесты со случайными обращениями в пределах всего диска и тесты имитации серверной работы должны стать триумфом i-RAM. Приступим.

Для имитации работы дисков в различных серверных приложениях мы используем специальные паттерны в программе Intel IOmeter. Сперва — традиционные распространенные паттерны, предложенные Intеl и сайтом Storagereview.com — DataBase, File Server, Web Server и Workstation.

 

 

Имитация файлового сервера: скорость i-RAM на уровне 100 Мбайт/с или около 9000 IOps (!) почти независимо от глубины очереди запросов — против раз в 30-100 меньших показателей у ближайших SATA-преследователей (результаты этого теста для одного диска Maxtor Atlas 15K II примерно такие же, как на красном графике для 4-дисковго RAID 0). Честно говоря, результаты для остальных серверных паттернов примерно такие же, поэтому я их приводить за экономией места не буду, а покажу сразу усредненные данные по всем серверным паттернам и четырем очередям запросов (1, 4, 16 и 64). Усреднение проводилось геометрически без весовых коэффициентов.

30-50-кратное (а то и более) в среднем превосходство над остальными участниками нашего сравнения не оставляет сомнений в высочайшей производительности i-RAM в задачах данного класса. То же — и для паттерна Рабочая станция.

Теперь — наши паттерны для IOmeter, более близкие по назначению пользователям обычных настольных ПК.

При имитации случайных чтения и записи крупных файлов по случайным адресам в пределах всего диска преимущество i-RAM неоспоримо, хотя на записи 4-дисковые RAID 0 на дешевых SATA-дисках все же могут немного и издали попугать нашего героя.

Впрочем, на мелких файлах им это уже не удастся — у i-RAM здесь такое же большое преимущество, как и в серверных тестах.

Да и копирование файлов по случайным адресам в пределах всего диска для i-RAM не проблема (скорость одинаково высока что для крупных, что для мелких файлов), тогда как винчестеры явно проседают на мелких файлах.

По результатам геометрического усреднения шести предыдущих паттернов (чтение, запись и копирование файлов по случайным адресам) при глубине очереди от 1 до 64 преимущество i-RAM над ближайшими вращающимися конкурентами составляет раз 13-15, что хотя и меньше, чем в серверных тестах, но все равно подавляюще.

Нет нужды говорить, что дефрагментация этого накопителя будет происходить с потрясающей скоростью, хотя и зависящей от файловой системы и типа данных.

Наконец, в паттерне потокового одновременного чтения-записи крупными или мелкими блоками (что может характеризовать, например, работу систем сбора, хранения и выдачи мультимедиа-данных в near-line-СХД и серверах) ситуация снова несколько интригующая. С одной стороны, i-RAM обладает непревзойденной скоростью и на крупных, и на мелких блоках, но с другой — многодисковые RAID-массивы из дешевых SATA-винчестеров вполне способны за счет более высокой линейной скорости и хорошего кэширования записи немного пощекотать нервы владельцам i-RAM при работе крупными блоками, особенно если учесть огромную (стократную, а то и более) разницу между ними в объеме накопителей, что немаловажно для мультимедиа-хранилищ и серверов.

 

Акустический шум и энергопотребление/тепловыделение

Здесь мне, признаться, сказать нечего, кроме уже сказанного выше: совершенно бесшумная работа, а потребление не выше в среднем, чем у одиночных винчестеров. Куда важнее для i-RAM время работы (хранения данных) от батареи в полностью автономном режиме, которое, к сожалению, нельзя считать достаточно хорошим (см. ранее).

 

Ценовая информация

Средняя текущая цена (количество предложений) на Gigabyte i-RAM в московской рознице (кликните по правому линку в таблице, чтобы посмотреть текущие предложения):

Gigabyte i-RAM

К сожалению, на момент написания этой статьи данный продукт на наших просторах фактически представлен не был, а в российском представительстве Gigabyte нам сказали, что сроки его появления в наших магазинах неизвестны и вообще само появление пока под вопросом. С другой стороны, пошарив по западным интернет-магазинам, я его нашел в достаточном количестве, причем по цене от 120 до 150 долларов США, что, согласитесь, не так уж плохо за такой эксклюзивный и «скорострельный» продукт.

Прибавив к этом цену на модули памяти (из расчета примерно 80 долларов за гигабайт DDR400 на момент написания статьи), можно получить уникальный продукт с великолепными скоростными характеристиками всего за 300 долларов за 2 Гбайта или около 450 долларов за 4 Гбайта. Что вполне сравнимо с ценой на текущие топовые решения с интерфейсом Serial ATA (например, 2- или 4-дисковые RAID).

 

Заключение

Ну что тут можно еще сказать? Продукт Gigabyte i-RAM (GC-RAMDISK), безусловно, отличный — во всех значениях этого слова! И хотя идея как таковая не очень нова (профессиональные платы расширения с DRAM, предназначенные для сходных целей, мне уже не раз попадались на выставках за последние годы), Gigabyte довел эту идею до продукта, пригодного для самых разных потребителей — от продвинутых пользователей персональных компьютеров, работников мультимедиа-фронта, «энтузиастов» и заядлых «геймеров-оверклокеров» до профессионалов, оптимизирующих серверы и рабочие станции начального уровня. Если эта компания захочет раскрутить свой i-RAM до достаточно массового уровня, то у нее для этого есть и достойное имя, и маркетинговые средства, да и вполне привлекательная цена продукта. Продукт Gigabyte i-RAM однозначно достоин нашей награды «За оригинальный дизайн»!

Поскольку предоставляет широкому пользователю возможность очень просто, то есть как будто с обычным винчестером, достичь высочайшей производительности дисковой подсистемы с интерфейсом Serial ATA бюджетного, в общем, уровня. i-RAM как минимум в несколько раз превосходит все другие SATA-решения и не очень дорогие SCSI-решения по скорости работы с настольными и, особенно, серверными приложениями, а в некоторых задачах его превосходство достигает десятков раз и может доходить до сотни! Правда, в десятки и даже сотню раз и емкость i-RAM меньше, чем у типичных SATA-решений (при сходной цене), поэтому ниша для применения GC-RAMDISK достаточно специфична и выбирается самим пользователем по личному усмотрению: это либо своп-файлы (Windows, Photoshop и пр.), либо загрузочный диск (что, на мой взгляд, менее оправдано), либо диск для захвата и редактирования видео высокого разрешения, либо иные специфические применения сродни серьезным профессиональным нагрузкам с большим количеством операций поиска/перемещений между удаленными секторами.

С другой стороны, i-RAM может оказаться очень полезен и профессионалам при организации недорогих серверов (файловых, баз данных, почтовых и пр.) и рабочих станций, где требуется особо высокая скорость дисковой подсистемы, не ограниченная, в конечном итоге, слабым сетевым трафиком. Причем, привлекательная цена снова играет на руку этому продукту, хотя в плане профессиональной надежности хранения данных на i-RAM и возникают определенные сомнения.

Напоследок мне хотелось бы отметить, что это удачное решение могло бы стать еще привлекательнее и удачнее в плане «естественного отбора», если бы разработчики позаботились о дальнейшей эволюции i-RAM и снабдили его следующими «мутациями»:

  1. Переделали плату на 4-слойный и более компактный дизайн и устранили некоторые проблемы с питанием при начальной установке;
  2. Перешли на использование интерфейса Serial ATA II со скоростью 3 Гбит/с — при этом производительность i-RAM возросла бы до недосягаемого для винчестеров уровня;
  3. Перешли на использование памяти DDR2, которая: (а) уже дешевле, чем DDR400, (б) позволяет изготавливать модули большей емкости, (в) более экономична;
  4. Увеличили максимальную емкость поддерживаемых модулей хотя бы раза в 4 (то есть до 16 Гбайт на диск) и/или количество слотов памяти — накопитель такого разумного объема имеет гораздо больше применений (и DDR2 здесь поможет);
  5. Поработали над заметным снижением энергопотребления управляющей схемы и модулей памяти в автономном режиме (и DDR2 здесь снова поможет), чтобы существенно увеличить время сохранности данных на рамдиске в автономном режиме;
  6. Упростили бы схему электропитания, чтобы i-RAM можно было использовать и с шиной PCI Express, а также как внешний SATA-накопитель.
  7. Наконец, о применении ECC-модулей можно тоже задуматься, если планировать i-RAM для серьезных профессиональных систем.

Будем ждать i-RAM ver.2.0 ?!



Выражаем благодарность компании «ПатриАрх» и лично Андрею Рябову за предоставленные для тестов модули памяти Patriot


P.S.

После публикации этого обзора в соответствующей ветке нашей конференции разгорелись жаркие дискуссии по некоторым частным вопросам, связанным с i-RAM. Поэтому я добавил в обзор третью страницу тестов, где, в частности, подробно проиллюстрирована производительность GC-RAMDISK при загрузке операционной системы и приложений, скорость работы с файлом подкачки (своппирование), а также популярным программами Photoshop, Word и при копировании файлов. Эти результаты я оставил без комментариев, поскольку они и так достаточно красноречивы.

Вторым моментом дискуссий стала целесообразность (или нецелесообразность) применения в GC-RAMDISK интерфейса Serial ATA по сравнению с другими возможными решениями для RAM-дисков в виде платы расширения для сигнального интерфейса PCI Express (шина PCI, очевидно, уже не актуальна) или чисто программным рамдиском в оперативной памяти компьютера. Частично плюсы и минусы таких сравнений я уже отметил в самом обзоре, поэтому сейчас просто добавлю и конкретизирую: на мой взгляд, для дивайса класса i-RAM с его ценой и позиционированием на рынке именно интерфейс Serial ATA является наиболее подходящим из этих трех перечисленных вариантов! Почему?

Потому что предлагаемое оригинальное решение для успешного продвижения на широкий неспециализированный рынок должно быть, прежде всего, универсальным, легко инсталлируемым (без специальных драйверов и программ) и по возможности совместимым БЕЗ ПРОБЛЕМ с сонмом существующего оборудования и программного обеспечения (потому, в частности, он пока что поддержикает только SATA 1.0, поскольку совместимость SATA II была бы хуже, если судить по современным винчестерам с этим интерфейсом). То есть решение должно быть чисто аппаратным, чего невозможно было бы добиться в случае интерфейса PCI Express или программного RAM-диска в оперативной памяти компьютера. Особенно напрягали бы массового пользователя разные драйверы (программы) под разные операционные системы, неизбежные в этих двух случаях. С интерфейсом же Serial ATA i-RAM получает потрясающую универсальность (к слову, его уже адаптировали для Маков с трехвольтовой шиной PCI), легкость в инсталляции и работе.

Второй момент выбора касается производительности. Апологеты альтернативных подходов пеняют на низкую скорость i-RAM именно из-за того, что быстродействие DDR стреножено медленным интерфейсом. С одной стороны, это правда. Но это только полправды. Вся же правда заключается в том, что и для альтернативных решений RAM-дисков обязательно найдется узкое место, которое будет портить производительность. Начнем с интерфейса PCI Express. Думаю, насчет PCIE x1 речь не идет — его скорость почти не отличается от SATA-шной. Шины x4 и x8 пока что достаточно редки в популярных системах (они стали уделом дорогих серверных плат, для которых i-RAM — не совсем профильное решение). Если же делать плату RAM-диска для интерфейса PCI Express x16 (как, впрочем, и для x4/x8), то мы столкнемся с гораздо (!) более сложным процессом разработки и отладки продукта, который в таком (относительно малосерийном) случае окажется просто невыгодным (да и продукт заметно подорожает, чем утратит свою привлекательность для большинства). Кроме того, будут и проблемы со скоростью, поскольку высокий траффик RAM-диска по широкой шине PCI Express будет существенно активнее занимать вычислительные ресурсы системы и использовать оперативную память компьютера, то есть пострадает производительность конечного решения (хотя по отдельным тестам самого RAM-диска скорость может и быть восхитительной).

Примерно те же проблемы возникают и с программным RAM-диском в оперативной памяти компьютера. Начнем с того, что большинство недорогих материнских плат (современных и недавнего прошлого) не способны работать с объемом оперативки более 4 Гбайт, то есть на программный рамдиск из них мы реально сможем выделить лишь 2-2,5 Гбайт. Программный RAM-диск большего объема можно организовать на дорогих серверных платах, но такие платы (а значит, и процессоры) по карману далеко не каждому, то есть это будет уже решение совершенно другого ценового диапазона (особенно если не воровать программу для создания качественного RAM-диска :)). Кроме того, у программного решения есть тот недостаток, что оперативная (системная) память и RAM-диск будут использовать общую шину памяти, а для работы RAM-диска будет задействована вычислительная мощь центрального процессора, что может существенно сказаться на общей производительности системы в реальных задачах (опять же, по избирательным тестам самого RAM-диска мы этого можем и не увидеть) — системное быстродействие такого компьютера будет явно проседать во время обращений к RAM-диску. Впрочем, сравнительным тестам i-RAM и программного рамдиска мы планируем посвятить отдельный обзор.

В общем, ориентация на Serial ATA с полностью аппаратной поддержкой в продукте i-RAM сделана совершенно правильно, и эту идею стоит только немного довести до ума, переведя ее на Serial ATA II и DDR2.





10 мая 2006 г. Автор Алекс Карабуто

Copyright © 1997-2017, iXBT.com.
Статистика / Поиск / О сайте / Реклама / RSS /