211service.com
En förhandsvisning av framtida diskenheter
En ny typ av datalagringsteknik, kallad fasförändringsminne, har visat sig kunna skriva vissa typer av data snabbare än konventionell flashbaserad lagring. Testerna använde en hårddisk baserad på prototypfasförändringsminneschips.
Snabb åtkomst: Denna prototyphårddisk gjord med minneschips med fasförändringar kan läsa vissa data snabbare än en kommersiell flashhårddisk.
Diskar baserade på solid-state, flashminneschips används allt oftare i datorer och servrar eftersom de presterar snabbare än konventionella magnetiska hårddiskar. Prestandan hos den experimentella fasförändringsdiskenheten, skapad av forskare vid University of California San Diego, tyder på att det inte kommer att dröja länge innan den tekniken kan ge datorenheter ytterligare en hastighetshöjning.
Prototypen som skapats av forskarna är den första som offentligt jämför prestandan hos ett fasförändringsminne som arbetar i en diskenhet. Flera halvledarföretag arbetar med fasförändringskretsar, men de har inte släppt information om lagringsenheter byggda med dem.
Fasförändringschips är inte riktigt redo för bästa sändningstid, men om tekniken fortsätter att utvecklas är det så här [solid state drives] kommer att se ut under de närmaste åren, säger Steve Swanson , som byggde prototypen, känd som Onyx , med kollegor. Den hade en datakapacitet på åtta gigabyte och gick head-to-head med vad Swanson kallar en high-end 80 GB flash-enhet gjord för användning i servrar.
När det kom till att skriva små bitar av data i storleksordningen kilobyte var Onyx mellan 70 procent och 120 procent snabbare än den kommersiella enheten. Samtidigt lade prototypen betydligt mindre beräkningsbelastning på processorn på den dator som använde den. Det var också mycket snabbare på att läsa data än flashenheten när man fick åtkomst till datablock av alla storlekar. Den typ av stora volymer, små läs- och skrivmönster som Onyx utmärkte sig med är ett kännetecken för den typ av beräkningar som ingår i att analysera sociala nätverk som Twitter, säger Swanson. Onyx var dock mycket långsammare på att skriva större databitar än sin kommersiellt etablerade konkurrent.
Onyx byggdes med hjälp av prototypfasförändringschips tillverkade av Mikron , ett företag som arbetar med att kommersialisera tekniken. Chipsen lagrar data i en typ av glas och använder små värmeskurar för att växla delar av materialet mellan två olika tillstånd, eller faser, som representerar digitala 1:or och 0:or. I en fas är atomerna i glaset ordnade i ett ordnat kristallgitter, i den andra har de ett amorft, oorganiserat arrangemang.
Onyx prestanda kommer från den mycket enklare processen att skriva data till ett fasförändringschip jämfört med ett flashchip, som lagrar data som öar av elektrisk laddning på bitar av halvledare, säger Swanson. Flash-chips kan inte skriva om enstaka bitar av information – 1:or eller 0:or – på begäran. Istället måste de radera data på sidor av fast storlek och sedan gå tillbaka till programmering i önskad data. Det begränsar teknikens hastighet. Det kräver ett flashminne för att programvaran ska kunna hålla en liten logg över vilken data som är korrekt, säger Swanson. Med fasförändringsminne kan du bara godtyckligt skriva om det du behöver.
Sudhanva Gurumurthi , som forskar om datorarkitektur vid Virginia Tech, säger att San Diego-projektet är en värdefull demonstration av de verkliga egenskaperna hos fasförändringsminneschips. Mycket forskning har simulerat hur de skulle prestera, men detta ger insikter i komplexiteten som en simulering inte kan fånga, säger han. Men det blir priset på tekniken som avgör när det blir en konkurrenskraftig teknik, säger Gurumurthi.
Gurumurthis forskning tyder på att användning av fasförändringsminne i kombination med flashminne kan få den nya tekniken att nå marknaden tidigare än den dag den är tillräckligt billig för att användas i dedikerade enheter. Simuleringar visade att att lägga till en liten buffert med fasförändringsminne till en flash-baserad enhet kan förenkla processen att skriva små bitar av data, den typ av operation där flash fungerar minst bra. Vi fann att det förbättrar prestandan avsevärt, säger Gurumurthi. Det kan räcka för att kompensera kostnaden för att lägga till en liten mängd fasförändringsminne.