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Informations techniques La technologie Adaptive Memory dans les disques hybrides SSD

La technologie Adaptive Memory de Seagate répond à deux des principales demandes des utilisateurs en termes de performances des ordinateurs portables : un démarrage rapide et l'intégrité des données.

Le nombre d'expéditions de disques durs devrait croître au point d'atteindre un total de 575,1 millions d'unités d'ici à 2016, d'après la société d'études de marché IHS iSuppli. La technologie des disques durs a assurément fait de fantastiques progrès ces dernières années, offrant dans un même temps des capacités toujours plus grandes et des performances dignes de celles des microprocesseurs avancés. Bien que la puissance de traitement informatique double tous les deux ans, les utilisateurs adoptent de plus en plus des disques SSD pour bénéficier d'une plus grande rapidité et tirer le meilleur parti de la technologie des microprocesseurs modernes.

Pourtant, ces présumées performances de vitesse pâtissent du coût et de la capacité limitée de ces disques en comparaison des disques durs traditionnels. L'arrivée des disques hybrides SSD offre aux consommateurs d'aujourd'hui des appareils présentant à la fois des performances optimales et une grande capacité.

Technologie hybride SSD et autres solutions de disques hybrides

La technologie hybride SSD offre une nouvelle opportunité de combiner la capacité du disque dur traditionnel aux performances des disques SSD. Un disque hybride SSD est doté d'une mémoire SSD, similaire à celle d'un disque SSD, et affiche des performances de rotation du niveau de celles d'un disque dur traditionnel. L'intégration d'une petite quantité de mémoire SSD, ou flash NAND, pour un prix raisonnable, dans l'architecture principale d'un disque dur permet de proposer un périphérique hybride bénéficiant des performances d'un disque SSD et de la capacité de stockage d'un disque traditionnel à un prix à peine supérieur à ce dernier. Les disques hybrides SSD sont jusqu'à 4,5 fois plus rapides que les disques 7 200 tr/min de même gamme, et dotés d'une plus grande capacité que celle disponible sur les disques SSD.

Auparavant, les solutions de disques hybrides complémentaires consistaient à combiner des disques SSD et des disques durs traditionnels sur un même système informatique sans intégration. Ces systèmes sont contrôlés de différentes manières.

Les solutions hybrides à double disque utilisent des disques SSD et traditionnels séparés, installés sur un seul ordinateur portable ou de bureau. Un logiciel hôte, tel Fusion Drive sur les ordinateurs Apple, gère l'optimisation des performances générales de ces systèmes à double disque.

Les modules Flash Cache associent également des composants SSD et traditionnels distincts, et gèrent l'optimisation des performances à l'aide d'un logiciel hôte, de pilotes de périphériques ou les deux. Les modules fonctionnent généralement avec Smart Response Technology d'Intel (SRT). L'implémentation de cette technologie dans le système s'effectue au moyen de chipsets Intel spécifiques, conjointement aux pilotes de stockage Intel. Les modules Flash Cache sont majoritairement utilisés sur le marché des ordinateurs portables.

Dans chacune de ces catégories de disques hybrides, pour arriver à l'équilibre entre performances supérieures et stockage haute capacité, les données fréquemment utilisées, ou les données directement associées à l'amélioration des performances, sont stockées dans la mémoire flash NAND ou la partie SSD de l'architecture de stockage. Il est alors indispensable de mettre en place un mécanisme pour gérer efficacement les données fréquemment utilisées. C'est la technologie Adaptive Memory™ qui joue ce rôle dans les disques hybrides SSD de Seagate®.

Technologie Adaptive Memory

Lorsque Seagate a commercialisé la technologie hybride SSD, elle a créé un ensemble d'algorithmes avancés pour suivre l'utilisation des données et stocker les données fréquemment utilisées en priorité dans la partie SSD rapide du périphérique. Ces algorithmes, à la base de la technologie Adaptive Memory, ont été conçus pour modifier les priorités des données en fonction des données dont ont besoin les différentes applications.

Cette technologie, implémentée au sein du disque hybride SSD Seagate via le firmware, fonctionne de manière intelligente. En effet, le disque hybride SSD parvient à déterminer quelles données sont à stocker dans la mémoire flash NAND sans intervention de l'hôte ni des pilotes des périphériques de stockage. Ainsi, la technologie Adaptive Memory identifie les éléments de données importants pouvant améliorer les performances au niveau de l'hôte et déplace ces éléments stockés sur disque dur traditionnel vers la mémoire flash NAND.

Comme elle fonctionne entièrement sur le disque, elle retrouve immédiatement les éléments qui sont plus à même d'être gérés par la mémoire SSD plutôt que stockés sur un disque dur traditionnel, pour les transférer vers la mémoire flash NAND. Par exemple, les éléments de données associés au démarrage, au redémarrage et à la mise en veille de l'ordinateur, ainsi que d'autres données fréquemment utilisées, sont stockés en priorité sur la mémoire SSD. Toutefois, le stockage sur la mémoire flash NAND d'éléments associés à des chaînes de données séquentielles longues, telles que ceux des fichiers de données vidéo ou audio, ne permet pas d'améliorer les performances.

Avantages de l'architecture intégrée du disque hybride SSD

Comme nous l'avons dit précédemment, l'utilisation de la Smart Response Technology d'Intel dans les modules Flash Cache permet de combiner les technologies des disques SSD et traditionnels pour améliorer les performances et bénéficier d'une capacité importante. Alors que la SRT sera bientôt commercialisée avec les produits hybrides SSD de Seagate par le biais d'une nouvelle extension du jeu de commandes d'E/S SATA, les systèmes actuels dotés de cette technologie sont implémentés à l'aide de composants traditionnels et SSD distincts.

La mise en œuvre de la SRT dans un module Flash Cache nécessite un microprocesseur Intel spécifique et des chipsets d'interface qui permettent de configurer ces deux composants dans une configuration RAID. Toute communication entre ces périphériques couplés est gérée via l'interface SATA.

Au contraire, une conception intégrée de disques hybrides SSD permet de gérer toutes les communications entre la mémoire flash NAND et le support de disque traditionnel indépendamment du système hôte. Elle présente plusieurs avantages par rapport à un module Flash Cache :

Intégration et déploiement : les disques hybrides SSD étant conçus selon un format de disque traditionnel standard, ils s'intègrent plus facilement dans un système et n'exigent pas d'espace supplémentaire. Le déploiement des disques hybrides SSD est également simplifié puisque ces derniers fonctionnent exactement comme des disques durs traditionnels.

Coût : avec un nombre de connecteurs réduits et la suppression de certains composants devenus inutiles, les conceptions hybrides SSD coûtent également moins cher que les modules Flash Cache.

Intégrité des données : les disques hybrides SSD présentent un risque de séparation des données moindre. Les modules utilisent l'interface SATA pour déplacer les données entre les disques SSD et traditionnels distincts. Cette séparation du stockage des données accroît le risque de perte de données en cas de panne de courant ou de défaillance des périphériques.

Comparaison entre les disques hybrides SSD et les modules Flash Cache : les disques SSD sont intégrés et présentent des avantages par rapport aux modules Flash Cache.

Disque hybride SSD et mémoire flash NAND : quelle quantité ?

Les utilisateurs potentiels des disques hybrides SSD s'inquiètent généralement de la quantité relativement faible de mémoire flash NAND déployée dans les disques. Seagate utilise 8 Go de mémoire flash comme cache de performances au cœur de la technologie. La technologie Adaptive Memory est le cerveau du système qui choisit quelles données stocker dans une assez petite quantité de mémoire flash.

La question suivante se pose : une mémoire flash de 8 Go est-elle suffisante pour répondre aux besoins des utilisateurs et des fabricants d'ordinateurs ? La majorité des utilisateurs répondent sans hésitation par l'affirmative, car la plupart des tâches informatiques nécessitent qu'une quantité relativement faible des données totales soit stockée pour bénéficier de performances supérieures. Ce concept est généralisé à toutes les formes de stockage hybride et s'explique par le fait que les applications couramment employées par les particuliers (traitement de texte, messagerie, feuilles de calcul et autre applications clientes ou cloud) ne dépendent pas de jeux de données très volumineux ou sujets à de fréquentes modifications.

Il y a bien sûr des exceptions à cette règle. L'édition de vidéos haute définition et la conception assistée par ordinateur sont deux types d'applications informatiques utilisant des jeux de données volumineux à évolution rapide, auquel cas l'utilisation de la technologie hybride SSD ne se révèlerait pas très avantageuse.

Conclusion

La constante optimisation de la technologie des microprocesseurs stimule la demande pour des performances de stockage toujours supérieures, tandis que la demande pour une plus grande capacité de stockage continue de progresser de plus de 50 % chaque année. Malgré l'engouement pour les disques SSD sur le marché des solutions de stockage, ces solutions n'égalent pas la rentabilité et la capacité des disques durs traditionnels.

La technologie hybride répond à un besoin pour des solutions de stockage de haute densité, rapides et fiables. Grâce à la technologie Adaptive Memory qui permet de tirer le meilleur parti de la mémoire flash NAND et du stockage sur disque dur traditionnel, les disques hybrides SSD offrent une alliance parfaite entre vitesse et capacité. Aujourd'hui adoptés par tous les fabricants majeurs de disques durs, les disques hybrides SSD représentent une solution équilibrée attractive en termes de performances, de capacité et de prix.

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