Гибридные накопители: принцип работы, преимущества и недостатки

Гибридные жёсткие диски (они же SSHD) представляют собой сочетание традиционных винчестеров и твердотельных накопителей на основе flash-памяти. По идее разработчиков, эти устройства должны обладать достоинствами обоих носителей и быть лишены их недостатков. Основная проблема обычных жёстких дисков — низкая скорость обработки данных, а существенный недостаток высокопроизводительных SSD — небольшой объём памяти. Гибридные же диски вместительны и производительны одновременно.

Исторические сведения

Хотя даже сегодня о существовании SSHD знает далеко не каждый пользователь, первую модель гибридного диска — Momentus PSD — выпустила ещё в 2007 году компания Seagate. Однако широкого распространения этот диск тогда не получил, поскольку обладал небольшой емкостью и низкой производительностью, а стоил при этом дорого. Несмотря на неудачу, уже через три года Сигейт представила ещё один гибридный накопитель — модель Momentus XT, более емкую, мощную и относительно дешевую. Благодаря инновационной технологии под названием Adaptive Memory новый диск повышал производительность любой операционной системы в полтора раза и потому быстро стал настоящим хитом продаж. Вдохновленные успехом конкурента, другие крупные производители (например, Toshiba и WD) стали выпускать аналогичные девайсы. Технически эти устройства не стали прорывом в технологиях, но послужили неплохим компромиссом для тех, кто желает совместить производительность SSD и вместительность HDD. И всё-таки сегодня эти два носителя чаще используются в связке, а гибриды, несмотря на старания разработчиков, остаются на вторых ролях. Причина в том, что SSHD имеет определенные недостатки. О них мы поговорим далее, но сначала разберёмся в том, как этот носитель работает и из чего состоит.

Устройство и принцип действия SSHD

По размеру гибридный носитель почти не отличается от винчестера. Внутри его корпуса находятся:

• один или несколько магнитных дисков, на которые записывается информация;
• шпиндельный двигатель, благодаря которому диски вращаются;
• магнитные головки, которые записывают и считывают информацию с крутящихся пластин;
• микросхема с чипами флэш-памяти как дополнительное хранилище;
• общий контроллер, управляющий процессами чтения/записи.

Основной массив данных внутри накопителя содержится на магнитных пластинах. На чипы же записывается главным образом служебная информация, то есть файлы, к которым операционная система обращается наиболее часто. При этом пользователь не в силах повлиять на отбор этих файлов: процесс полностью автоматизирован, и решения принимает сам диск (опция «self-optimized») либо операционная система компьютера («host-hinted»). Благодаря высокой производительности твердотельного накопителя обработка служебных данных значительно ускоряется, то есть операционная система работает быстрее. Примечательно, что непосредственно после установки носителя пользователь не заметит разницы по сравнению с обычным винчестером. Контроллеру потребуется время, чтобы проанализировать файловую систему и определить, какие данные следует перенести на флеш-память. Но когда отбор завершится, скорость доступа к файлам (access time) по сравнению с HDD повысится в 80 раз. ОС будет загружаться, работать намного быстрее, как и ряд отдельно взятых программ.

Достоинства SSHD

Главное преимущество гибридного накопителя — быстродействие. В среднем его производительность на 30% выше, чем у обычного винчестера. Также еще три-четыре года назад огромным плюсом гибрида была цена: именно благодаря низкой стоимости такой диск был неплохим решением для тех, кто не готов платить большие деньги за SSD. Сейчас ситуация иная. Твердотельные накопители дешевеют, увеличивается их ёмкость. Для примера сравним цены в одном из интернет-магазинов. SSHD объёмом 2Тб+8Гб обойдётся примерно в 7500 рублей. Теперь посмотрим на стоимость HDD и SSD по отдельности. Винчестер на 2 Тб можно купить за 4000, а на оставшиеся 3500 рублей приобрести твердотельный накопитель аж на 250 Гб. Получается, что девиз «Высокая производительность плюс снижение издержек» который был изначально заявлен разработчиками SSHD, больше не работает. Владельцам стационарных компьютеров стало выгоднее покупать не гибриды, а два разных носителя — HDD и SSD. На «твердотельник» обычно устанавливают операционную систему, а более надежный и вместительный винчестер используют как основное файловое хранилище.

Положение дел меняется, когда речь заходит о портативных компьютерах. Ноутбуки, конструкция которых позволяет устанавливать SSD и HDD одновременно, существуют, но занимают незначительную долю рынка. Поэтому для владельцев лэптопов актуально ещё одно достоинство SSHD — его размер, который почти не отличается от размера обычного винчестера. В данном случае гибрид действительно служит хорошим компромиссом.

Недостатки SSHD

Как гибридное устройство SSHD унаследовал от винчестера и «твердотельника» не только положительные, но и отрицательные качества. Механизм чтения/записи внутри девайса хрупок, и даже незначительный удар или падение способны вывести из строя блок считывающих головок, повредить сами магнитные диски, а значит и хранящиеся на них данные. Что касается NAND-чипов, то есть твердотельной части устройства, то количество циклов перезаписи у них ограничено.

Подведем итог

Гибридный носитель можно порекомендовать в первую очередь обладателям ноутбуков для повышения производительности. Пользователям стационарных компьютеров выгоднее будет купить SSD и HDD по отдельности. Гибридные накопители подсоединяются через стандартный интерфейс SATA, и проблем с подключением этих девайсов у опытных пользователей обычно не возникает.