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融合极速体验 苹果Fusion Drive混合硬盘方案深度解析
  • 2013-2-21 14:02:44
  • 类型:原创
  • 来源:电脑报
  • 报纸编辑:薛昱
  • 作者:
【电脑报在线】随着最新的iMac和Mac mini产品线在国内的上市,苹果在Mac部分产品中加入的Fusion Drive技术才真正得以在国内的消费者面前显现,不过苹果提出了多种选配方案,针对这一生僻的技术名称多数消费者也并不清楚是否应该为此买单,该技术是之前的苹果产品中并未有过的,我们简单的把它理解为SSD与传统硬盘做混合数据处理,又是否正确呢?


    随着最新的iMac和Mac mini产品线在国内的上市,苹果在Mac部分产品中加入的Fusion Drive技术才真正得以在国内的消费者面前显现,不过苹果提出了多种选配方案,针对这一生僻的技术名称多数消费者也并不清楚是否应该为此买单,该技术是之前的苹果产品中并未有过的,我们简单的把它理解为SSD与传统硬盘做混合数据处理,又是否正确呢?今天我们就围绕Fusion Drive技术展开讨论。


混合硬盘的背景


    虽然SSD固态硬盘的价格已经变的越来越亲民,但是其容量上依然不能与传统HDD机械硬盘相媲美。因此,兼顾SSD性能和传统HDD容量的方案层出不穷。一直以来,很多笔记本用户选择自行在机器中配置一块SSD和一块HDD,并通过手工分配系统,应用程序和文档的方法来在性能和容量上获得一种平衡,但是此方法较为繁琐,且没有一个较为方便的工具来帮助用户实现。特别对于新手来说,无论是硬件的安装还是系统的配置都显得异常困难。另外,由于普通用户缺乏对系统的认识,导致其手工配置的方案从性能上来说无法达到最优,甚至还会出现严重的系统问题。

    后来,随着技术的进步出现了基于硬件的方案。比较有名的是来自希捷的混合硬盘(Momentus XT)。但是此技术依赖特定硬件且与系统兼容性不佳而不被用户所接受。

    苹果洞悉用户的此种需求,则在去年年底随着新iMac和Mac mini的发布,推出了Fusion Drive这一新技术。用户可以为Mac选配Fusion Drive而直接获得这一性能与容量完美平衡的存储方案,无需任何额外配置,也不会绑定特定硬件品牌型号。

 

初识Fusion Drive 

    全新的Mac mini和iMac可以选择苹果的混合硬盘解决方案Fusion Drive。它只有两个版本:1TB和3TB。 1TB仅适用于iMac和升级的Mac mini(799美元),3TB只适用于27英寸的iMac。


   Fusion Drive 是一块1TB或3TB HDD(2.5英寸或3.5英寸)跟一块128GB三星PM830 SSD的组合。苹果Fusion Drive中SSD的容量远远高于一般的缓存方案(大多数OEM都采用8GB到24GB的NAND)。而且苹果Fusion Drive选用的三星PM830,是SSD中性能和可靠性的最佳组合之一。


Fusion Drive 的目的是什么?

    单说SSD的优势是速度快,但成本高,容量小。而普通HDD的优势是成本低,容量大,但速度相对较慢。而Fusion Drive就是既能利用到SSD速度快的优势,也能利用HDD容量大的优势。

其实有很多PC和Mac用户为了实现这个目的,采用的双硬盘组合(SSD+HDD),通常来说这两块硬盘是分开的,也就是放在HDD上的数据,肯定无法享受SSD的速度。而SSD由于容量较小,通常只能用来存放系统和常用软件。苹果Fusion Drive则将两块硬盘通过一种技术融合成了一块硬盘,在系统中你看到的也是一块硬盘。


 

Fusion Drive 怎么工作?

    正如上面所说,采用Fusion Drive技术的Mac是将两块硬盘融合成了一块硬盘。苹果会默认将操作系统、常用软件存放在这“一块硬盘”的SSD部分,而将一些不太经常用到的数据存放在HDD上。这一切是自动的,这涉及到苹果OS X系统的逻辑卷管理器Core Storage技术。Core Storage最早出现是在狮子版本中,它可以让操作系统把多个物理磁盘当做一个逻辑卷来对待。即该技术会自动识别你哪些文件经常使用,而不需要你手动进行操作。查找文件的体验也和一块硬盘无异。

    TIPS:长久以来OS X都缺乏一个现代操作系统所必须的组件,那就是逻辑卷管理器(Logical Volume Manager 简称LVM)。以前的OS X操作系统,只能够提供软件RAID来实现一小部分的LVM功能,比如磁盘连接(Concatenated Disk Set即让多块磁盘在用户空间Finder中显示为一块磁盘)等。这些操作对于普通用户来说过于复杂,而且由于其自身的缺陷,数据安全,灵活性,性能等无法得到很好的保证,所以在用户中使用率非常低。而通过LVM,用户不仅能够方便的管理多个存储,而且能够方便的对其中的某个存储进行更换,而不影响数据的一致性。另外,CoreStorage还能够判断其管理下存储设备的性能,也能够自动对访问频率高的文件进行存储位置优化。所有这些特性,促成了Fusion Drive的诞生。

    而且Fusion Drive的神奇之处还在于它能够分辨出哪些是用户操作,哪些是系统操作。有一些数据虽然可能被频繁读取,但如果能在后台完成的话,它也会保存在HDD上面,因为这些数据在后台完成并不会影响用户的体验。比如使用Time Machine备份数据,这些数据确实需要频繁读取,但由于Time Machine是在用户不知不觉的过程中完成,快一点或者慢一点都不会影响用户体验,这部分数据就不会被Fusion Drive影响。

    存放在SSD中的数据,如果你在一段时间内不访问的话,那么它又会在电脑待机的时候,将这部分数据自动转移到HDD上,因为Fusion Drive技术已经识别到你对这部分数据的访问频率不高。

    跟传统的SSD缓存架构不同,Fusion Drive不是真的缓存,它会根据访问频率和可用空间,在SSD和HDD之间移动数据。一个Fusion Drive的容量,实际上是其组成部分的总和。也就是说,一个1TB的Fusion Drive容量实际上是1TB + 128GB;一个3TB 的Fusion Drive容量则是3TB + 128GB。

 

Fusion Drive 是如何移动数据的?

    移动数据的时候,Fusion Drive的工作模式是直接在数据区块中移动,这种方式不同于我们平常的拷贝/复制,而且它不会缓存任何数据,凡是需要移动的数据,都是采取直接移动的方式。

    对于我们日常使用的大多数情况,Fusion Drive都能够很好的工作。其性能和普通的 SSD没有什么区别。在一个2.3GHz 4核心i7处理器的Mac mini上,采用Fusion Drive技术之后,拷贝文件和解压缩文件的速度要比采用普通1TB 5400转HDD硬盘的相同配置Mac mini快上2倍左右。在往iPhoto导入照片的时候,能快上1倍。使用Photoshop或者Aperture也能快上30%左右。


    Photoshop是最常用的应用程序之一,通过运行和数据储存能较直观的看到速度反应,在相对于纯HDD ,Fusion Drive有明显的改善,启动时间快了40%。然而,纯SSD也快了一半以上,性能跟在纯SSD上差不多。

  虽然苹果Fusion Drive在写入SSD是非常积极的,但你的数据越多,它的算法似乎就变得越保守。这倒并不是很让人震惊,但需要指出的是,在驱动器总使用量较低时,我需要做的几乎一切都是使用的SSD,但当应用程序的需要超过Fusion Drive可以轻松应付的范围时,这个平台对于什么东西可以被移动到SSD就变得更加挑剔。要记住的是,如果128GB的存储空间不够存储你所有的常用应用程序、数据和操作系统,你的Fusion Drive体验就更像是HDD了。


延伸阅读Fusion Drive 和混合硬盘有什么不同?


    Fusion Drive很容易让人联想到几年前英特尔所提出的“迅盘”技术,同样利用闪存来提供硬盘的读写性能,提高系统响应速度。不过两者之间有细微的差别。笔记本电脑上的 “迅盘”,其实是在内存与硬盘之间增加一块数据读写速度较高的闪存,利用它较高的读写性能,将它作为数据中转站,让CPU的性能得到尽情发挥,从而提高系统的响应速度。根据联想官方的解释:如果笔记本采用了迅盘闪存加速模块,数据读写的方式将会有所不同。硬盘会一次性的批量读出大量数据,并暂时储存在迅盘中,供系统随时调用;同时需要写入的数据也先暂存在迅盘中,等积累到一定数量后再统一写入到硬盘中,这种随用随取的读写机制对提高系统性能很有帮助。

    而一年前,英特尔发展了“迅盘”技术,提出了Rapid Storage Technology,为混合硬盘提供更多工作模式。其中一种被称为Maximized,会让系统自行判断文件使用次数的频繁与否,然后将常用的文件放进读写速度更高的闪存中——听上去,与苹果所使用的Fusion Drive极其相似。

    不过,根据ArsTechnica的报道,Fusion Drive更像是采用了企业常见的“自动分层储存技术(automatic tiering)”。这种技术会监控数据使用情况,频繁访问的数据会转移到高性能的SSD、闪存等高速储存区中,而较少访问的转移到性能较低的机械硬盘等低速储存区中。

    “自动分层储存”与英特尔的技术之间有关键的分别。后者实际上是统计频繁使用的文件,然后在SSD、闪存中建立“镜像”,然后当系统读取相关文件的时候,就直接从闪存中读取。而“自动分层储存”则不然,当被频繁使用的数据迁移到高速储存区之后,原本放置于低速储存区的数据就被删除。

 
本文出自2013-02-25出版的《电脑报》第7期 E.硬件DIY
(网站编辑:pcw2013)


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