[硬件] 超强--英特尔迅盘技术

英特尔迅盘技术

作为迅驰平台中首个可选部件，迅盘技术在出现伊始就被广泛关注。事实上这完全可以理解，因为在笔记本电脑中，处理器、内存以及显示芯片的升级换代一直保持着令人惊喜的速度，但作为影响系统性能的重要因素之一的硬盘却没有什么变化。究其原因，硬盘技术所面临的极限已经不仅仅是容量问题了，其机械结构决定了硬盘的速度已经不太可能再有什么提升空间——一方面，高转速带来的发热量达到一定程度时，将直接影响硬盘的存储性能和可靠性；另一方面，只要存在马达这类机械运动，硬盘的速度就永远不会有太大的提升。

另一个问题是，尽管电子存储没有机械运动，但高昂的价格和目前容量的限制远远不能满足实际的需求。因此性价比较高的闪存自然就成为了工程师们的“榨取”目标，如何才能够发挥这些闪存的威力呢？

ReadyBoost
我们可以看到最新的Windows Vista系统提供了ReadyBoost功能，允许使用者通过闪存来加速系统。ReadyBoost由一个在%SystemRoot%\System32\Emdmgmt.dll中实现的运行于主机进程中的服务和一个卷过滤器驱动程序 (%SystemRoot%\System32\Drivers\Ecache.sys)组成。当闪存设备插入系统后，ReadyBoost服务会查看该设备以确定其性能特征，并将测试结果存储在HKEY_LOCAL_MACHINE\Software\Microsoft\Windows NT\Currentversion\Emdmgmt中。

并不是所有闪存设备都能够支持ReadyBoost功能，在微软的技术文档中写道：“当闪存设备容量介于256MB和 32GB之间，对于4KB随机读取的传输率为2.5MBps或更高、对于512KB随机写入的传输率为1.75MBps或更高”时， ReadyBoost才会将询问用户是否想要将部分存储空间用于进行磁盘缓存。

尽管ReadyBoost可以使用NTFS，它还是会将最大缓存大小限制在4GB，以适应FAT32的限制。如果用户同意使用ReadyBoost功能的话，那么该服务便会在该设备的根目录下创建一个名为ReadyBoost.sfcache的缓存文件，并要求SuperFetch在后台预先填充缓存。

在ReadyBoost服务对缓存进行初始化之后，Ecache.sys设备驱动程序会将所有读写数据截取到本地硬盘卷（例如 C:\），并将要写入的所有数据复制到该服务创建的缓存文件中。Ecache.sys会将数据压缩，压缩比通常达到2:1。这样，4GB的缓存文件通常将包含8GB数据。驱动程序会联合使用高级加密标准(AES)和一个随机生成的引导会话密钥对其写入的每个块进行加密，以在将设备从系统移除的情况下保证缓存中数据的保密性。

当ReadyBoost确定闪存内的缓存比硬盘内的缓存更能满足随机读取需求时，它便会从闪盘介质内随机读取数据。而硬盘的有序读取访问要明显胜过闪存，因此，当ReadyBoost侦测到有系统正在使用有序访问数据的时候，将直接从磁盘读取，即使该数据同样位于闪盘介质内的缓存中。

正是基于这个原理，ReadyBoost可充当内存与硬盘之间的桥梁作用，从而加速系统性能。

ReadyDriver
ReadyDriver功能是针对ReadyDrive提出的，为ReadDrive提供了软件上的支持。ReadyDrive事实上就是微软对Hybrid硬盘（带有内部闪存部件的硬盘）的称呼。这种硬盘除了闪存显而易见的随机访问速度优势外，最大的诱惑还是在于其中保存的数据“立等可取”—因为对于闪存而言，既不需要启动磁头，也不用等待磁头转动到合适的位置。

Hybird硬盘的启动、休眠、睡眠速度更快，而且功耗更低。因为当操作系统读写缓存时，驱动器本身可以暂时停止工作，不消耗任何电力。而从休眠状态恢复运行时，笔记本电脑也能够马上从缓存中读取数据开始工作，而不用像往常那样，先得等待驱动器的磁头启动起来。

迅驰中闪存所实现的ReadeyDriver功能类似于Hybird硬盘的原理，不同的是迅驰通过Mini PCI-E总线与系统交换数据，而Hybird硬盘依旧通过SATA接口与系统进行数据交换。

英特尔迅盘技术
英特尔迅盘，（Intel Turbo Memory）也就是此前我们经常提及的Robson。迅盘采用了闪存模块＋主控芯片的组成方式，其中主控制芯片针对数据的读写进行相应的控制，类似北桥芯片组中的内存控制器，闪存模块则用来存放数据。英特尔表示，在目前阶段销售的迅盘模块仅提供512MB和1GB两种规格。

我们不排除迅盘模块被集成在笔记本电脑主板上的可能性，但更多时候它还是一个Mini PCI-E 1x规格的扩展卡，通过PCI-E总线与系统I/O控制器进行数据交换。迅盘支持智能预存取技术，能够判断出系统即将使用哪些数据，并预先把数据写入闪存芯片中，这样一来当启动操作系统或该应用程序时，CPU将直接从闪存中获取数据，再将其转入内存。由于是高速闪存之间的数据传递，其读取方式也变成了简单的电信号传输，省去了硬盘的机械动作，数据加载所需的时间自然大幅度降低，从而达到快速启动程序的目的。需要说明的是，迅盘所采用的闪存模块为NAND，而并非NOR，这是由于NAND在存取数据的性能方面要优于NOR，且具备更好的性价比。

在迅盘的驱动程序中可以看出，使用者可以通过软件界面设定该模块提供ReadyBoost、ReadyDriver功能，还是两者兼具。需要说明的是，并不是任何一款笔记本电脑均支持迅盘模块，这不仅要求笔记本电脑提供一个额外的Mini PCI-E插槽，同时更重要的还要求笔记本电脑的SATA接口支持ACHI功能。

AHCI的全称为“Serial ATA Advanced Host Controller Interface”，即“SATA高级主控接口”，是在英特尔的指导下，由多家公司联合研发的接口标准，其研发小组成员主要包括英特尔、AMD、戴尔、Marvell、迈拓、微软、Red Hat、希捷和StorageGear等著名企业。AHCI描述了一种PCI类设备，主要是在系统内存和SATA设备之间扮演一种接口的角色，而且它在不同的操作系统和硬件中是通用的。AHCI通过一个PCI BAR（基址寄存器）来实现原生SATA功能。由于AHCI统一接口的研发成功，使得支持SATA产品的开发工作大为简化，操作系统和设备制造商省去了单独开发接口的工作，取而代之的是直接在统一接口上进行操作，可以实现包括NCQ（Native Command Queuing）在内的诸多功能。

一直以来SCSI硬盘在多任务负载下的表现能力为人称道，其根本的原因除了SCSI接口惊人的接口速率外，便是它的指令排序功能。以往的PATA、SATA硬盘也正是因为缺少一种指令优化执行功能而在性能上落后于SCSI硬盘。针对这一困境，英特尔的AHCI规范引入了NCQ，它的应用能够大幅度减少硬盘无用的寻道次数和数据查找时间，这样就能显著增强多任务情况下硬盘的性能。

请注意，ACHI在系统内存和SATA之间提供了接口，这正是迅盘所需要的。因此，直接在系统BIOS中打开SATA的ACHI选项是启动迅盘模块的先决条件。

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FRMT，全称应该是Intel Flash Response Memory Technology。这又是什么呢？原来是Intel对其Robson技术的更名，FRMT变成了正式的称谓。从技术参数和规格来看，FRMT相对于Robson来说几乎没有什么变化，可以看成是Robson的改名版。不久前，我们拿到了Intel的宣传资料，最新Santa Rosa平台采用的FRMT，又有一个新的名称“Intel Turbo Memory”，中文名称已经定为“迅盘”，看来是沿用了“迅驰”的命名风格，借“迅驰”的知名度来推广“迅盘”。就笔者个人看来，“Turbo Memory”要比“Flash Response Memory Technology”形象得多。

Intel关于硬盘读写性能的描述

关于迅盘部分，Intel公开的资料是，“应用软件启动和运行速度提高2倍、开机速度加快20%、减少硬盘转数以节省功耗”。这三点成为目前主要的宣传点。I官方资料称，若没有Intel迅盘，硬盘必须要经常转动，性能受驱动器机械延迟影响降低，功耗受硬盘经常转动影响而加大。实际上迅盘这里的作用和我们前文HHD部分所述的章节，利用大容量闪存充当硬盘的L2 Cache原理是相同的，不同的是，迅盘部分是将这块L2 Cache加载到了主板上。

Intel关于迅盘原理的示意图，在硬盘和主板间建立L2 Cache

Intel还表示，“迅盘可以使用微软Ready Boost和Ready Drive技术实现硬盘的读写高速缓存”。在微软的官方资料中，可以看出Ready Boost是一项系统功能，并非说有硬性规定必须由U盘来实现，理论上闪存形成的速度和容量达标的模组都可以实现Ready Boost。而至于Ready Drive，前文已经讲过，微软还没有硬性规定只能通过HHD实现，因此Intel迅盘同样属于Ready Drive解决方案之一。Intel还认为，实现上迅盘是比U盘更好的Ready Boost解决方案。首先迅盘属于内置设备，并非由终端客户控制的外围设备。迅盘比U盘功耗更低，而USB设备不能节省功耗，迅盘仅仅消耗U盘3分之1的功耗。同时，迅盘带宽更高，速度更快，这是因为PCI-E×1接口比USB 2.0带宽高得多。还有，迅盘属于无缝连接技术，无需终端用户进行配置。此外，迅盘显然更持久稳定，因为vista并没有把U盘当作一个持久稳定的设备，可能会抵消Ready Boost应用带来的好处。从Intel的迅盘工作示意图可以证实笔者前文的猜想，迅盘模组其实就是在主板上充当硬盘的L2 Cache，实现加速、省电、提高硬盘MTBF的功能。

标准PCI-E接口迅盘模组

Intel表示，迅盘由芯片和软件组成，包括8mm×8mm封装面积的Diamond Lake ASIC控制器、Intel NAND闪存（发布时迅盘模块有1GB和512MB两种规格供选择）、迅盘驱动程序、Intel矩阵存储管理软件7.0、DFOROM、预引导软件控制BIOS级磁盘的存取等。而这次Intel对待迅盘模组的供应比较宽松，OEM厂商可以选择从Intel购买迅盘模块、在主板上安装Intel迅盘套件中的组件或者是自己设计并制造相应模块。
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都一样

nick

高级会员

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2^#

发表于 2007-8-4 22:46 | 只看该作者

挺详细的，不错不错

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