ما هو Host Memory Buffer (HMB) في SSD؟

قد تعتقد أن جميع المستندات والصور الخاصة بك مخزنة بدقة في بنية مجلد منطقي على جهاز الكمبيوتر الخاص بك. لكنك ستكون مخطئًا. هذا هو الرأي الذي يظهره الكمبيوتر لك. في الواقع ، إذا كنت تستخدم SSD ، فإن البيانات تنتشر في جميع أنحاء محرك الأقراص.

تعمل محركات الأقراص الثابتة بشكل أفضل إذا قمت بإخضاعها من حين لآخر لعملية إلغاء التجزئة. أدى هذا إلى فرز جميع أجزاء البيانات الموجودة على محرك الأقراص الثابتة ، لذا كانت البتات ذات الصلة قريبة من بعضها البعض ويمكن قراءتها من محرك الأقراص بالتتابع. وذلك لأن محركات الأقراص الصلبة أسرع بكثير في قراءة أجزاء متتالية من البيانات من أطباقها مقارنةً بعمل قراءات عشوائية.

تعد محركات الأقراص الثابتة SSD أفضل بكثير في عمليات القراءة العشوائية لأنها لا تضطر إلى انتظار رأس القراءة للوصول إلى المكان الصحيح أولاً. إنها أيضًا أسرع بشكل عام ، وهناك الكثير من الأسباب الأخرى لتفضيلها.

الشيء هو أن محركات أقراص الحالة الصلبة تعاني كثيرًا من التآكل. في كل مرة تتم قراءة البيانات من ، وفي المقام الأول عند كتابة البيانات إلى خلية ذاكرة ، تتدهور الخلية قليلاً. لتقليل التآكل وزيادة طول عمر محرك الأقراص ، تستخدم محركات أقراص الحالة الثابتة عملية تسمى تسوية التآكل. عند كتابة البيانات ، تختار SSD وضعها على الخلايا الأقل تلفًا أولاً.

ينتج عن هذا أشياء غريبة مثل البيانات المتبقية تقنيًا على محرك الأقراص بعد الكتابة فوق ملف ، وذلك ببساطة لأن الإصدار الجديد يتم حفظه في خلايا ذاكرة مختلفة. يتم وضع علامة على البيانات "المحذوفة" على أنها "يمكن استبدالها" بدلاً من حذفها بشكل نشط. يستخدم حذفه مرة أخرى من العدد المحدود للكتابة إلى خلايا الذاكرة المتأثرة.

المحافظة على المسار

تحتفظ محركات الأقراص ذات الحالة الثابتة بجدول يحتوي على مكان حفظ كل شيء وما يمكن وما لا يمكن الكتابة فوقه للعمل بكفاءة. لا يأخذ هذا مساحة كبيرة ، ولكن أي نظام تشغيل يقوم باستمرار بعمليات كتابة صغيرة. قد تعني هذه التغييرات المستمرة إجراء العديد من عمليات الكتابة على محرك أقراص الحالة الثابتة ، وتحديداً في قسم واحد ، مما سيقلل من عمرها الافتراضي.

لتجنب ذلك ، تتضمن معظم محركات أقراص الحالة الصلبة بعضًا من ذاكرة الوصول العشوائي على متن الطائرة. لا يعاني DRAM من نفس التآكل الذي تعانيه ذاكرة الفلاش ، لذلك يمكن تحديثه كلما دعت الحاجة. بالمناسبة ، إنها أيضًا أسرع. لذلك ، عندما تطلب ملفًا ، فإن محركات الأقراص ذات الحالة الثابتة المزودة بـ DRAM ستعيد النتيجة بشكل أسرع قليلاً حيث يتم تقليل وقت البحث.

تختار بعض محركات أقراص الحالة الثابتة ذات الميزانية المحدودة التخلي عن DRAM كإجراء لتوفير التكلفة. هذا يسبب تأثيرًا على الأداء ويقلل من العمر الافتراضي لمحرك الأقراص.

أدخل HMB

تم تصميم HMB لتقليل الأداء والعمر المرتبط بمحركات الأقراص ذات الحالة الثابتة التي لا تحتوي على ذاكرة DRAM. يستخدم Host Memory Buffer مصدرًا آخر من DRAM لتخزين خريطة منطقية جزئية على الأقل للخريطة الفعلية لمحرك الأقراص. الشيء العظيم في هذا هو أن كل جهاز كمبيوتر لديه بالفعل مصدر وفير من DRAM في ذاكرة الوصول العشوائي الرئيسية للكمبيوتر.

تسمح برامج تشغيل SSD لـ SSD بطلب جزء صغير من ذاكرة الوصول العشوائي للنظام وتخصيصها لتخزين جدول البحث. بينما تتميز محركات أقراص الحالة الثابتة SSD عادةً بسعة 1 جيجابايت من DRAM لكل تيرابايت من ذاكرة الفلاش ، فإن HMB عادةً لا يكون قريبًا من هذا الحجم. تختلف عمليات التنفيذ الدقيقة بين الشركات المصنعة ومحركات الأقراص ، ولكن حوالي 100 ميجابايت تعتبر قياسية. يسمح ذلك بتحديد موقع البيانات الأكثر استخدامًا للوصول بشكل أسرع. يجب الوصول إلى البيانات الأخرى بطريقة بطيئة.

ينتج عن هذا زمن انتقال محسّن في معظم أحمال العمل مقارنة بمحركات أقراص الحالة الثابتة المستقيمة التي لا تحتوي على ذاكرة DRAM. ومع ذلك ، فإن الأداء لا يتماشى تمامًا مع استخدام الذاكرة الحيوية المدمجة. كما أنه يساعد في تقليل بعض التآكل على SSD نفسه. ومع ذلك ، فإن هذه الفائدة يصعب قياسها ومن المحتمل أن تكون ضئيلة.

خاتمة

تعد HMB إضافة مفيدة لمحركات أقراص الحالة الثابتة التي لا تحتوي على ذاكرة DRAM. إنه لا يأتي حرفيًا أي تكلفة نقدية إضافية. يساعد على التخفيف من جزء كبير من تدهور الأداء المرتبط بمحركات الأقراص ذات الحالة الثابتة التي لا تحتوي على ذاكرة DRAM. لا تزال HMB لا تقدم نفس المستوى من الأداء مثل الذاكرة الحيوية المدمجة. ينتج عنه استخدام أعلى لذاكرة الوصول العشوائي للنظام ، مما قد يمثل مشكلة في أجهزة الكمبيوتر ذات الميزانية المحدودة مع الحد الأدنى من ذاكرة الوصول العشوائي.

عادةً ما تكون ذاكرة الوصول العشوائي المخصصة لـ HMB صغيرة الحجم ، ويمكن للنظام تقديم أقل من طلبات SSD إذا لزم الأمر. الكل في الكل ، HMB هو في الأساس فوز بدون سلبيات. في مقارنة مباشرة بين محرك أقراص ذي حالة صلبة (SSD) بدون DRAM مع دعم HMB وواحد بدونه ، انتقل إلى طراز HMB ، بغض النظر عن جميع العوامل الأخرى. ما زلنا نوصي باستخدام محركات أقراص الحالة الصلبة مع ذاكرة DRAM مدمجة ، على الرغم من أنها تقدم أفضل أداء مقابل زيادة طفيفة فقط في التكلفة. ما رأيك؟ انشرهم في التعليق التالي.