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探讨更适合固态硬盘的操作系统

驱动之家  佚名丨2009-09-05 09:24 标签:HBA 硬盘/SSD 硬盘 固态硬盘 

固态硬盘(SSD)驱动器架构将在计算机的启动和性能方面起到重要的作用。但是固态硬盘到底能对系统的速度起多大的作用,主要还是取决于驱动器上的操作系统。存储专家表示,虽然还没有哪款主流的操作系统针对固态硬盘进行了专门的优化,但是SSD盘的运行效率明显要比其它类型的驱动器高。

有机构对近期的操作系统进行了测试,你恐怕不会相信,迄今为止获奖者是……Windows 2000?

固态硬盘制造商Patriot Memory的工程师Saeed Arash Far表示,Windows 2000虽然是款老的操作系统,但在使用NAND闪存时速度明显要快于Windows XP、Vista、Mac OS X或Linux。该公司的测试表明,Windows 2000要比这些系统快5%至8%,因为“Windows 2000不会在后台运行任何应用”。

“我们正在着手处理与Windows 2000相关的有趣数字。” Far说,“当SSD在Vista中时,它比XP快,但XP中,用户可以选择关闭额外的后台应用程序。而在Vista中,你却不能。”

据Far提供的数据,Mac OS X操作系统运行在单块固态硬盘上要比Vista“快一点点”,但Linux“总是快于”Vista或Mac OS X,这个数值在1%至2%。而像Windows 2000,“它永远不会在后台运行任何东西。”

“如果你真的想尝试一下,Windows 98一定是所有操作系统中最快的。”Far说。但是有一个缺点:Windows 98不支持损耗均衡技术,该技术可以将数据均匀分布地写入NAND快闪记忆体,以确保没有任何一个单一领域SSD的磨损速度快于其它。Far说,他公司的固态硬盘在Windows 98系统下只运行了一年就损坏了。

这就使得用户想知道究竟哪种操作系统更适合固态硬盘:Windows Vista、XP还是Mac OS X?这些系统是否有针对SSD盘的优化设计呢?

Vista让SSD的使用延缓?

今年7月,SanDisk公司首席执行官Eli Harari在财报电话会议中表示,微软的Vista在SSD上运行不佳,因此实际上是减缓了NAND闪存技术的采用。Harari指责一些“非常苛刻的应用”,它们需要更先进的固态硬盘控制器技术来管理数据是如何转移到该驱动器的。

但是Harari的说法仅代表一家厂商,遭到了包括其竞争对手Micron科技公司等的反驳。

Micron科技公司使用带有SATA接口的固态硬盘对Vista进行测试,还有Windows XP和Mac OS X,以收集有关的数据。而较新的驱动器则启动电脑的操作系统、安装文件、运行Office程序和关闭计算机。

Micron科技公司发现,Vista和Mac OS X的表现要比XP更好。XP以4KB为一个数据块,在固态硬盘上表现出了较高的效率。Vista和Mac OS X也一样。Micron公司SSD产品市场总监Justin Sykes表示。(Linux虽然没有测试,但也是以4K作为一个数据块。)

“NAND闪存的基础是4KB大小的块。凡是不能分割成一个4K块的模式都会带来额外的挑战。”Sykes说,“最终这些块被当作垃圾收集到更大的文件块中,降低了SSD的利用率。而且,这样的动作会影响数据传输的带宽,并给NAND闪存增加了额外的磨损。”

Micron公司存储系统部副总裁Dean A. Klein表示,苹果公司的平台运行固态硬盘似乎比Windows系统更好。“系统启动很好,”Klein说,“苹果操作系统工作起来就不一样。”

当基于Windows的电脑开机时,BIOS里“相当多的东西”需要执行,这就需要硬盘驱动器的运转,需要等待一些时间,Klein说。“苹果系统启动起来非常快,这是很多用户的真切感受。我们的想法是,操作系统应该明白它已经在固态硬盘上了,它不再需要等待SSD的转动,因此需要一些捷径来加快这个进程。”

Far认为,Mac OS X要比Vista快1%。但是,当在像Parallels和VMware这样的虚拟化环境中同时运行Mac OS X 10.5和其它竞争对手的系统时,情况就不是这样了。当通过虚拟环境运行Vista,同时运行苹果操作系统时,SSD的性能会受到影响。
4KB的数据块更有效

Micron科技公司的测试表明,当XP开始编写应用程序相关的数据,这些数据几乎从来没有从一个新的NAND页开始的。它从其中一页的中间开始进入,然后又在另外一页结束。“因此控制器得先处理这些数据,然后再回来清理一下。”Far说。“Vista开始就写在0或8,因此在Vista中的数据结构和4K的数据块更一致。”

在NAND闪存记忆体里,数据块由一定数量的页组成,每一页可以是512、2048或4096字节大小。因此,4KB的数据块更有效地填充了记忆体。
英特尔公司NAND产品部门市场经理Troy Winslow表示:“我们的研究显示,80%的操作系统要求的是4K到16K的数据块,但许多固态硬盘是按照老的控制器技术设计的,它一般要求的是128K的大尺寸文件。SSD在小文件情况下表现更好。”

Winslow说,通过在XP和Vista上的基准测试表明,即使在低效率的XP电脑上,用SSD代替硬盘驱动每秒进行随机的输入/输出测试,系统会有10%的性能提升。同样情况下,Vista会有25%的提升。

碎片整理之辩

Vista和XP之间的区别在于,Vista在默认情况下使用后台整理驱动器碎片。这对固态硬盘没有必要,实际上反而会使驱动器磨损更快。虽然大多数笔记本电脑和PC经销商在Vista系统上禁用后台整理碎片,但任何人安装或升级到Vista时都不知道为了保持SSD的寿命,他们不应该用后台来整理碎片。

要关闭Vista的自动碎片整理功能,用户就要到开始菜单,然后打开控制面板,然后选择控制面板主页。下一步选择“系统和维护”,然后选择“管理工具”,选择“整理您的硬盘驱动器碎片”。Vista允许用户选中或取消自动运行功能。

据Diskeeper公司技术支持副总裁Howard Butler称,硬盘驱动器和固态硬盘技术都得益于碎片整理功能而达到高效率的使用。数据可能连续存放SSD盘的簇上,这就如同硬盘驱动器;当有些文件被删除后,空间就释放出来了。但是这些空间有可能因为不连续而被闲置。通过合并数据和整理碎片,能帮助释放可用空间。

Gartner公司的分析师Joseph Unsworth声称,Vista的SuperFetch功能可以使得Vista在固态硬盘上比XP有提升,因为它可以在系统内存中预存经常使用的应用程序,因此这些程序能随时调用出来。Vista中还引入了低优先级的I/O,它能使得后台进程运行的程序比其它程序低优先级地访问硬盘驱动器。

Unsworth在一台PC上安装了英特尔的X25固态硬盘来运行Vista,并表示他对用SSD启动系统的速度印象深刻。虽然现在有90多个SSD厂商,Unsworth表示他更喜欢来自英特尔、三星和STEC公司的产品。

他说,他更愿意采用通过多个通道连接到NAND闪存这种先进架构的SSD盘。例如,英特尔在其X25-M SSD上有10个通道。在多通道NAND闪存架构中,每个并行频道代表多个数据流通向NAND芯片,这样能获得更大的数据吞吐量和速度。

什么时候优化操作系统?

即使操作系统尚未针对SSD进行优化,它们也很可能会随着技术的发展而进步。上个月,在洛杉矶举行的Windows硬件工程大会(WinHEC)上,微软承诺其即将推出的Windows 7将与SSD更好地结合。

和Vista不同,Windows 7在检测到是SSD盘时将关闭磁盘碎片自动整理功能。Windows 7还将预先删除“垃圾箱”里的数据。这将阻止“垃圾”的收集,防止增加延迟。这是过去固态硬盘写入速度慢的一个主要原因。

微软还计划为固态硬盘设立认证计划,使得Windows 7能正确识别自己的驱动器,然后让SATA接口优先分配数据通道。

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