Toisen sukupolven SandForce: Pakkaus on kaikki kaikessa

Äskeisten eroavaisuuksien jälkeen saattaa olla yllättävää, miten paljon SandForce-ohjainten toisen sukupolven toiminta muistuttaa vanhempaa versiota, jonka se on saapunut korvaamaan. Kävimme läpi ohjaimessa tapahtuneita muutoksia jo aiemassa Vertex 3 Pro –aseman esittelyssä:

1. Parempi suorituskyky. Tuettuna on nyt SATA 6 Gb/s –liitäntä (paitsi SF-21xx-ohjainten tapauksessa).
2. Päivitetty Toggle-mode-tuki sekä ONF1 2.2 –tuki.
3. Tietoturva paranee kun käyttöön on otettu AES-256-salaus (verrattuna aiempaan 128-bittiseen salaukseen).
4. Parempi virheenkorjaus
5. Pienempi tehonkulutus

Suuri osa SandForce-asemien hyvästä suorituskyvystä saavutetaan datan tehokkaalla pakkauksella. Kun tallennat kiintolevylle suuren 3 MB kokoisen Word-dokumentin, se on helppo pakata pienempään (verrattuna esimerkiksi ZIP-tiedostoon, joka on jo mahdollisimman hyvin pakattu). Tietokoneesi näkee edelleen 3 MB kokoisen tiedoston tallentuvan levylle, mutta muistiohjain tallentaa sen parhaassa tapauksessa vain 1,5 MB kokoisena. Tämä muistiohjaimen tekemä pakkaus vähentää kirjoitusvahvistusta ja pidentää aseman käyttöikää kuluttamalla vähemmän luku- ja tyhjennyskierroksia.



Jos muistiohjain kerran pakkaa muistiin kirjoitettua dataa, saatat ihmetellä miksi SandForce-pohjaisissa asemissa ei yksinkertaisesti tuplata tallennuskapasiteetin määrää. Oletetaan, että käytössä on 120 GB Vertex 2 –asema, jolle tallennetaan 50 GB dataa ja joka pakkautuu 25 gigatavuksi asemalle kirjoitettuna. Mihin ylimääräinen 25 GB menee? Se lisätään käyttämättömän muistin varastoon, joka muutoinkin on levyllä olemassa, mutta joka ei kuitenkaan näy käyttäjälle asti. Tätä ylimääräistä muistia hyödynnetään esimerkiksi toiminnan nopeuttamiseen ja korvaamaan käytön myötä loppuun kuluneita muistialueita. Pakkauksella vapautettua muistia ei voida hyödyntää tallennustilana, koska käyttöjärjestelmä käsittää tallennustilan staattisina LBA-lohkoina. Käyttöjärjestelmiä ei ole suunniteltu dynaamisten LBA-osioiden käyttöön, sillä vakauden näkökulmasta ei ole välttämättä hyvä asia, että juuri kirjoitetun datan fyysinen osoite vaihtelee jatkuvasti. Pakkauksesta on kuitenkin muutakin hyötyä, kuin vähemmän kirjoituskertoja levylle. Ylijäämätilan ansiosta vähemmän dataa on liikuteltava ympäriinsä kun asema alkaa täyttyä. Tämä tarkoittaa, että pakkauksen ansiosta ylijäämätilan määrä saattaa yltää yrityskäyttöön suunnattujen asemien tasolle (28%), jos asemalle tallennettaan pääosin helposti pakkautuvaa dataa.

On kuitenkin tärkeää ottaa huomioon mitä tapahtuu, kun siirrytään suurempaa kaistanleveyttä tarjoavaan liitäntään. Pakkauksenkin täytyy toimia nopeammin. Jos dataa liikutetaan nopeudella 500 MB/s, myös ohjaimen täytyy työskennellä nopeammin käsitelläkseen kaiken sille tulevan datan. Ohjainta voisi ajatella ratapihan konduktöörinä, joka ohjaa sisään tulevaa liikennettä kiskojen vaihteita säätämällä. Tätä liikenteen ohjausta hoitaa piirin integroitu prosessori, mutta prosessoitavan tiedon määrä ei kuitenkaan ole juuri muuttunut aiempiin versioihin nähden. Tästä syystä kaikki SandForce-ohjaimet käyttävät edelleen samaa Tensilica DC_570T prosessoria. Muutoksia on kuitenkin tapahtunut pakkausmoottorissa. Toisen sukupolven ohjaimista aiempaa suurempi osa piisirusta on varattu DuraWrite-toiminnolle, joka vastaa tiedon pakkaamisesta. Myös kierrätystä ja roskien keräystä on tehostettu, sillä ohjain kykenee kirjoittamaan vain niin nopeasti, kuin lohkoja saadaan tyhjennettyä vanhasta tiedosta.