что такое fusion drive на mac
Совет Как оптимизировать работу Fusion Drive на Mac
Недавно приобрел iMac с 2 ТБ Fusion Drive. Он поставляется со 128 Гб высокоскоростной памяти PCI SSD (скорость чтения до 3000 Мб/сек) и обычным, но емким жестким диском на 2 Тб (скорость чтения до 200 Мб/сек).
Fusion Drive объединяет их в единый виртуальный диск и автоматически распределяет часто используемые файлы на SSD. Результат – моментальный запуск программ и системы.
Какие минусы?
Начал замечать, что система отправляет на SSD фотографии и видео из приложения Фото, библиотеки инструментов из Logic Pro и другие файлы, которые я использую часто, но они занимают кучу места.
Мне лично по барабану, на сколько миллисекунд фотография или инструмент открываются быстрее. С таким алгоритмом 128 Гб (или 32/24 Гб в других моделях) могут переполниться, и вот тогда начнутся тормоза там, где это не нужно. Со временем многие пользователи отмечают низкую скорость работы Fusion Drive, особенно когда свободное пространство на дисках уже на исходе.
Да, алгоритм Fusion Drive не идеален и идеальным быть не может.
Но мы можем ему помочь.
И вручную освободить дополнительное место на SSD.
Тупо перетащить файлы на HDD не получится: в системе мы видим только 1 логический накопитель, что и где в нем находится, мы не знаем. Можно делать лишь предположения на основе скорости запуска и открытия тех или иных файлов.
Но есть другой способ.
С помощью Дисковой утилиты можно отделить от Fusion Drive часть свободного пространства жесткого диска. Да, именно жесткого диска. В результате мы получим новый раздел, все файлы на котором будут размещаться исключительно на HDD, не затрагивая область SSD.
Далее – переносим туда все, что занимает много места и не имеет необходимости в моментальном запуске. Получается знакомая схема: на Fusion Drive (SSD) хранятся система и приложения, на жестком диске – все остальное.
Нужно выбрать в Дисковой утилите Fusion Drive и создать на нем новый раздел. Все. Для сохранности данных все манипуляции лучше выполнять с загрузочной флешки.
Что можно закинуть на HDD. Ярлыки папок
Приведу несколько примеров:
• Системные папки
Пользуйтесь ярлыками. Например, практически любую системную папку с контентом (фильмы, скачанные в iTunes, бэкапы и так далее) можно перенести на жесткий диск, предварительно создав и оставив перенаправляющий ярлык там, где папка располагалась ранее. Как это сделать, читайте ниже:
• Резервные копии iPhone и iPad в iTunes
На эту тему я публиковал отдельную статью с подробной инструкцией. Этим же способом можно перенести на жесткий диск и другие системные папки. Именно так я перенес на HDD инструменты Logic.
Если коротко:
1. Находим тяжелую папку с контентом на системном диске (Fusion Drive).
2. Копируем папку на жесткий диск.
3. Удаляем папку оттуда, где она располагалась ранее, и там же вместо нее оставляем перенаправляющий ярлык. Каждый раз, когда программа будет обращаться к системному диску, ярлык перенаправит ее на жесткий диск.
• Медиатека iCloud (фото и видео)
К примеру, около 5000 моих фотографий хранятся в iCloud и автоматически синхронизируются со всеми устройствами. Это – 60 Гб данных, и на SSD им не место.
Библиотека находится в системной папке Изображения и называется Photos Library, достаточно перетащить этот пакет на жесткий диск, открыть приложение Фото и выбрать его в роли основной библиотеки.
• А также…
Фотографии, видеозаписи и фильмы, не хранящиеся в iCloud. Инструменты, плагины, библиотеки сэмплов. Музыкальные коллекции. Папки загрузок.
Если во время работы с Photoshop появляются уведомления о нехватке свободного места, в настройках можно выбрать HDD в роли рабочего диска.
Слушай, просто удали Fusion Drive и живи спокойно
Да, можно расформировать Fusion Drive полностью. Вручную перекидывать тяжелые файлы на HDD, установить систему и программы на SSD и не париться.
Но на деле 128 Гб, не говоря о 32 Гб, недостаточно. Система постоянно достает оповещениями о нехватке места, некоторые тяжелые программы во время работы создают на диске огромный кэш, и геморроя становится втройне больше.
Личный опыт, один такой компьютер у меня уже был.
Пользователей, использующих Mac только для выхода в интернет, обработки фото и каких-то повседневных задач, это может не коснуться. Но для творческой деятельности и масштабных проектов, это – барьер.
P.S. Если очень грамотно распределять место, (в том числе, используя советы из статьи) и не загружать кучу софта, 128 Гб SSD-only будет достаточно. Но точно не 32 Гб.
Что будет идеально:
Оставить 512 Гб Fusion Drive (128 Гб SSD + 384 Гб HDD) и 1.6 Тб пространства на жестком диске для файлов.
512 Гб – более чем достаточно для бесшовной работы системы, запуска тяжелых программ и проектов. Проблем с нехваткой места не будет.
Для менее требовательных пользователей – 256 Гб Fusion Drive (128 Гб + 128 Гб), остальное под HDD.
Новые Mac в конфигурации с 1 Тб Fusion Drive поставляться лишь с 32 Гб SSD. В этом случае лучше оставить под Fusion Drive 256 Гб, а остальное HDD-пространство использовать для файлов.
Сейчас все новые модели Mac с 1 Тб Fusion Drive поставляются с 32 Гб SSD. Для 128 Гб SSD нужен Fusion Drive на 2 Тб или 3 Тб. Но некоторые предшествующие модели с 1 Тб Fusion Drive имеют встроенные планки на 128 или 24 Гб SSD.
Есть ли необходимость делать все это?
Не всегда. Если скорость работы Mac полностью устраивает, можно не заморачиваться. Но это – дополнительный порядок в работе компьютера, и лишним он не будет. Только польза. Особенно для моделей с 32 и 24 Гб SSD.
Да, душа гика хотела полностью разделить диски и распределять файлы вручную. Но 512 Гб Fusion Drive + HDD оказались идеальным вариантом как по скорости работы, так и по количеству свободного места. Не вижу резкой необходимости ждать и переплачивать за кастомную сборку iMac только ради емкого SSD. Тем более, в моделях 2017 года его скорость чтения идентична SSD на Fusion Drive.
Сегодня все 27-дюймовые и топовый 21.5-дюймовый iMac поставляются с Fusion Drive, их можно купить здесь и сейчас.
Fusion Drive или SSD
Многие из нас слышали, но не все до конца понимают, что такое Fusion Drive и в чем его отличия от SSD. Что такое SSD накопитель я подробно рассматривал в одной из своих статей, сейчас же мне хотелось бы рассмотреть Fusion Drive. И постараться сравнить, что же из них лучше для использования на компьютерах.
Сразу хочу отметить, что технология Fusion Drive разрабатывалась и работает только под Mac OS начиная с версии 10.8.2 и выше. Это действительно серьезный прорыв в технологии хранения данных. Данная функция доступна и пользователям Хакинтош, но только при использовании загрузчика Clover EFI Bootloader.
К сожалению Microsoft ничего даже отдаленного своим пользователям предложить не может или не хочет, да не суть.
Что такое Fusion Drive
Fusion Drive — это два отдельных диска, один из которых является твердотельным накопителем (SSD), а второй диск представляет собой привычный накопитель на жёстких магнитных дисках (HDD). Apple решили включать в свои продукты вариации Fusion Drive с объёмом SSD, равным 128 ГБ, и вариациями HDD объёмом 1 ТБ и 3 ТБ. Говоря просто, вся технология Fusion Drive осуществляется на уровне операционной системы и состоит в мониторинге частоты обращения к тем или иным приложениям и данным и переносе их в соответствии с этой частотой на SSD, либо на HDD накопитель.
Fusion Drive не предусматривает того, чтобы данные с HDD дублировались на SSD. SSD здесь не выступает в роли места исключительно для быстрой обработки, недоступного для хранения данных. Здесь пользователь получает всё полезное пространство с обоих дисков, то есть если у вас 128 ГБ SSD и 1 ТБ HDD, то вы имеете в своём распоряжении 1.12 ТБ доступного дискового пространства для хранения данных.
Как говорилось выше, работа Fusion Drive осуществляется на уровне операционной системы. Disk Utility распознаёт 2 отдельных диска, а ОС преобразует их в единое пространство. Следовательно, Fusion Drive — это не аппаратная, а исключительно программная функция, которая встроена либо в систему управления дисками Core Storage, либо непосредственно в операционную систему OS X.
Преимущества Fusion Drive
Специалисты из компании TLD провели исследование, в ходе которого использовали два новых Mac mini, один с поддержкой Fusion Drive, другой – с традиционными винчестерами с частотой вращения пластин 5400 оборотов в минуту. Первый тест на время загрузки Mac показал двойное превосходство компьютера с новой технологией над обычным «миником». Машина с HDD загрузилась за 34 секунды, оснащенный Fusion Drive – за 15,7 секунд.
Второй тест на скорость чтения и записи наглядно показал преимущество конфигурации с Fusion Drive. Результаты первого Mac mini – 400 Мбит/с и 300 Мбит/с соответственно, обычной модели – менее 100 Мбит/с в обе стороны. Быстрее оказался компьютер с Fusion Drive и при копировании файлов. 4-гигабайтный архив был загружен за считанные секунды, когда счетчик времени на конфигурации с HDD застыл на отметке 1 минута.
То есть, как вы могли понять, технология Apple позволяет максимально увеличить быстродействие HDD. В связке Fusion Drive скорость записи и чтения будет приравниваться к скорости SSD диска, а это действительно серьезно если учесть стоимость SSD накопителей. Но все же если вы хотите получить максимальных скоростей чтения и записи, то следует к выбору SSD подходить более серьезно, учитывая скорость, падения скорости при копировании больших файлов и тому подобные факторы.
Не маловажным преимуществом является восстановление данных при выходе из строя одного из устройств. Так как технология работает под управлением Mac OS X и она автоматически все редко используемые файлы и данные переносит на пространство HDD, то вероятность сохранения данных при выходе из строя SSD очень велика. Например к таким данным и файлам можно отнести фото, видео, папка с программами возможно рабочими данными. Я же не думаю, что вы запускаете семейный фотоальбом каждые 2-3 минуты в течении дня да и на протяжении дня.
Apple отметили, что конструктивно HDD и SSD в их продукте не отличаются от дисков других производителей, поэтому, если у вас погорел один из дисков, то заменить его можно и на диск стороннего производителя.
Недостатки технологии
Большим плюсом с точки зрения скорости является то, что все записываемые данные первоначально пишутся на SSD, а мы знаем, что на SSD всё пишется быстрее. Естественно, в дальнейшем ОС определит, как часто вы обращаетесь к записанным данным и решит, нужно ли оставлять их на шустром SSD, или перенести на HDD. Но в тоже время мы прекрасно знаем, что количество перезаписи на твердотельных накопителях ограничено, следовательно и срок службы SSD снижается, на сколько сильно напрямую зависит от того, для чего вы используете систему.
При создании контейнера Fusion Drive оба диска подлежат форматированию, поэтому все данные записанные на них будут утеряны, заблаговременно перенесите свои данные перед созданием.
Резервные копии Time Machine могут вырости в размерах если своевременно не вносить коррективы в настройки программы. Как вы понимаете теперь у нас нет разделов, которые можно полностью отсеять из резервной копии, теперь к настройкам Time Machine прийдется обращаться чаще, конечно если вы не делаете бэкапы всего жесткого диска. Кстати, если раньше под резервные копии можно было выделить раздел жесткого диска, при наличии одного HDD в компьютере, то при использовании Fusion Drive такое использование будет не совсем правильным, так как теперь все данные будут проходить через SSD, что сильно будет расходовать его ресурсы работоспособности.
Остаётся много вопросов по поводу этой перетасовки данных с SSD и HDD. Насколько корректно ОС сможет определять, какие именно данные стоит переносить на HDD, а какие оставлять на SSD? Что даст такая система пользователям, которые перелопачивают тонны данных в транзитном виде и при этом не хранят скачиваемую информацию долго (скачал пять FullHD фильмов, посмотрел, снёс фильмы, скачал, посмотрел, снёс и так далее)? Не повлияют ли лишние с аппаратной точки зрения циклы записи и чтения при перетасовке данных между дисками на срок жизни самих дисков (особенно критично для SSD)? Как повлияет фоновая перетасовка данных между дисками на производительность системы в моменты перемещения данных?
Если же вас все, что написано выше не пугает, то приступим к созданию.
Создание Fusion Drive
Создаем загрузочную флешку с системой
Для начала нужно скачать дистрибутив операционной системы OS X El Capitan. Для удобства дальнейших манипуляций его лучше сразу переименовать во что-то простое — Elcapitan. С флешкой (8 Гбайт и выше) делаем тоже самое — Disk. Далее открываем встроенный в систему терминал и вводим достаточно простую команду, где Disk — имя накопителя, а Elcapitan.app — название дистрибутива:
sudo /Applications/Elcapitan.app/Contents/Resources/createinstallmedia – volume /Volumes/DISK – applicationpath /Applications/Elcapitan.app – nointeraction
Создание загрузочных флэшек других версий вы сможете найти на нашем сайте. Создание мультизагрузочной флэшки Mac OS
Делаем резервную копию данных
Конечно, резервную копию данных на MacBook Pro или iMac лучше всего делать стандартными средствами OS X — с помощью Time Machine. Для этого нужно открыть системное приложение платформы и провести соответствующие манипуляции. Мы сохраняли резервные копии на простой внешний жесткий диск, но можно использовать и фирменную Time Capsule от Apple.
Настройка Fusion Drive
Для «чистой» установки системы и настройки Fusion Drive вставляем загрузочную флешку в компьютер и перезагружаем его, удерживая клавишу Option. Выбираем внешний носитель в качестве загружаемого, а после этой процедуры открываем терминал. Чтобы не ошибиться, нам сразу нужно ознакомиться со списком установленных дисков с помощью соответствующей команды:
Далее создание Fusion Drive происходит с помощью встроенной в систему дисковой утилиты, которой мы отдадим все необходимые команды через терминал. Важно не перепутать диски. В данном случае Fusion — это название новой группы. После её создания утилита предоставит имя объединённой группы томов Logical Volume Group в формате 34WD6RDE-6564-F2R0-B7F4-FT35EERB. Вот необходимая команда для терминала:
diskutil cs create Fusion disk0 disk1
В конце нужно отформатировать получившуюся группу томов в HFS+. Именно в этом случае нам и пригодится тот длинный набор букв и цифр, который утилита присвоила Logical Volume Group. Как только операция будет завершена нужно продолжить установку операционной системы, следуя указаниям инсталлятора — здесь нет ровным счетом ничего сложного. А вот команда форматирования для терминала:
diskutil cs createVolume 34WD6RDE-6564-F2R0-B7F4-FT35EERB jhfs+ Fusion 100%
Пользуемся и радуемся.
Если же по какой то причине вы все же решите вернуть все, как было. То есть избавится от Fusion Drive, то следующая инструкция для вас.
Удаление Fusion Drive
Но перед началом процесса стоит все же отметить очевидную, но важную вещь: выполнять описанные операции нужно с внешней, не зависящей от удаляемого fusion drive, системы, то есть:
Вам понадобится заранее подготовленная загрузочная флешка или жесткий диск с установленной OS X не ниже 10.8
Также не забудьте сделать полный бэкап и подготовить еще один установочный носитель, поскольку разделение Fusion Drive, разумеется убьет все данные.
Если Вы уже подготовились и не намерены отступать, мы поможем Вам разобрать и стереть Fusion Drive.
В качестве результата получим список служебной информации, среди которой будет номер логической группы вида
Logical Volume Group E03B3F30-6A1B-4DCD-9E14-5E927BC3F5DC
Также нам нужен будет идентификатор логического раздела (тома) вида
Logical Volume E59B5A99-F8C1-461A-AE54-6EC11B095161
Его можно найти в конце списка. Теперь, когда у нас есть все необходимое мы можем убрать Fusion Drive. Сначала нужно удалить логические тома (часто он один). Для этого вводим
Diskutil cs DeleteVolume UUID1
После стирания всех логических дисков можно удалить Fusion Drive, то есть саму группу логических томов. Нам поможет команда
На выполнение потребуется, возможно, несколько больше времени, чем на предыдущую команду, поскольку при удалении группы система также отформатирует отдельные диски в HFS + (Mac OS Extended) и подготовит их к работе. На этом процедура закончена.
Если что-то пошло не так
Во первых, проверьте, правильно ли Вы записали / сохранили ID томов и логической группы. Рекомендуем именно копировать (в любой текстовый редактор) весь номер и затем вставлять его в терминал при вводе команды.
Вместо описанных команд можете попробовать Diskutil CoreStorage Delete
Важное дополнение
Обзор Apple Fusion Drive: реабилитация «гибридов»
Вопреки ожиданиям, которые вызвало появление первых SSD в потребительских устройствах, сейчас совершенно очевидно, что тотальный переход на твердотельные накопители невозможен в обозримом будущем. Производители NAND Flash-памяти достигли больших успехов в плане снижения стоимости чипов, но цена гигабайта емкости на магнитных дисках все еще на порядок ниже, чем на SSD. Кроме того, с каждым шагом Flash-памяти на более «тонкую» производственную норму все труднее обеспечить надежность считывания заряда в ячейке и требуемое количество циклов перезаписи. У жестких дисков, напротив, еще есть неисчерпанный резерв увеличения емкости в стандартной конструкции с привычными GPP/GMR-головками (Perpendicular to Plane / Giant Magnetoresistance) и несколько экзотических технологий в перспективе.
Наиболее широко Flash-память применяется в мобильных устройствах, где преимущества твердотельных накопителей всецело оправдывают более высокую цену единицы объема. Если говорить об Apple, то как производитель безусловно дорогой техники она может устанавливать в компьютеры SSD, по емкости соперничающие с жесткими дисками, что мы и видим в топовых конфигурациях MacBook Air и MacBook Pro with Retina Display. А единственное мобильное устройство Apple, которое все еще поставляется в конфигурации с жестким диском, — это устаревающий с каждым годом MacBook Pro без «ретины».
Прим. Указаны цены для американского Apple Store. В России апгрейд с HHD объемом 1 Тбайт на Fusion Drive стоит 7 960 руб.
Если честно, автор данной статьи уже давно не ждет ничего хорошего от гибридных накопителей. Пока ни одно из протестированных в 3DNews решений не приблизилось к декларируемой производителями цели — сочетать быстродействие SSD и объем HDD с доступной ценой. Большинство «гибридов» построены по единой схеме: твердотельный компонент небольшого объема используется как кеш, в котором дублируется часто запрашиваемая информация с основного накопителя — HDD. В ряде случаев SSD также используется для кеширования записи. Предполагается, что после определенного периода адаптации кеш начинает дублировать наиболее ходовые данные — файлы ОС и приложений, а завалы редко востребованных ресурсов остаются на HDD. В этой концепции естественно, что чем больше твердотельный компонент гибридного накопителя, тем выше средняя производительность. К примеру, 8 Гбайт Flash-памяти, распаянных на дисках Seagate SSHD, явно недостаточно, чтобы система была столь же отзывчивой, как и полностью твердотельное хранилище. В лучшем случае можно говорить о промежуточном положении такого рода «гибридов» между SSD и HDD, хотя в численном выражении — даже не о среднем.
⇡#Встречайте Fusion Drive
Итак, что к этому может добавить Apple? Рецепт Fusion Drive в целом такой же, как у того еврея из анекдота: «Больше заварки кладите». В роли твердотельного компонента массива в «Маках» выступают SSD объемом 128 Гбайт, и что немаловажно — с качественными контроллерами.
В принципе, это сама по себе удовлетворительная конфигурация для комфортной работы. Соблюдая определенную дисциплину, можно ОС и все ходовые файлы держать в пределах 128 Гбайт объема SSD (спросите пользователей MacBook Air), а медиатеку и другие тяжелые ресурсы вручную складировать на жестком диске. Однако Fusion Drive на то и Fusion, что SSD и HDD объединены в массив. В таком случае конечный результат зависит от того, как именно используется твердотельный накопитель.
Apple iMac 21.5” Mid 2014
Совокупный объем массива равен объему отдельных компонентов. Мы тестировали iMac с диагональю 21,5 дюйма, и в нашем случае это 1128 десятичных Гбайт (1 Тбайт HDD плюс 128 Гбайт SSD). То есть сразу можно сказать, что данные не дублируются, SSD не выполняет функцию кеша. Вместо этого имеет место эшелонирование (tiering): часто востребованные данные поступают на SSD, залежавшиеся — на HDD. Вопрос: каким образом определяются приоритеты? Но об этом позже.
⇡#Fusion Drive: компоненты
Для начала нужно понять, какое железо нам досталось. В моделях iMac и Mac mini до 2013 года использовались вариации Samsung PM830 — не самого худшего накопителя для интерфейса SATA 6 Гбит/с. Сейчас Apple повсеместно внедрила SSD с нативным интерфейсом PCIe, который сулит немалый прирост быстродействия. Жесткий диск — объемом 1 Тбайт в форм-факторе 2,5 дюйма для младшего iMac и Mac mini или 1-3 Тбайт в форм-факторе 3,5 дюйма для 27-дюймового iMac.
Утилита System Information выдает производителя SSD. Если судить по наименованию APPLE SSD SD0128F, это такой же накопитель SanDisk, который можно встретить в Mac mini, а также MacBook Air и MacBook Pro with Retina Display образца 2014 года. Не исключено, что альтернативный вариант, который поставляет Samsung, также может попадаться в конфигурации Fusion Drive. Оба накопителя подключаются по интерфейсу PCIe 2x.
SSD SanDisk, фото iFixit
SSD SanDisk базируется на контроллере Marvell 88SS9183, с которым мы ранее познакомились на примере Plextor M6e. Чип обладает нативным интерфейсом PCIe с двумя линиями версии 2.0, данные передает по протоколу AHCI (в отличие от NVMe, специально предназначенного для твердотельных накопителей). Для соединения с микросхемами Flash-памяти предусмотрено восемь каналов. Разумеется, поддерживается команда TRIM.
Сам SSD выполнен в проприетарном форм-факторе, но любители экономии могут попытать счастья с планками сторонних производителей, собрав собственный Fusion Drive или используя SSD отдельно. Только с iMac это не так-то просто сделать, в отличие от Mac mini.
Контроллер Marvell сочетается с чипами Flash-памяти производства SanDisk. Судя по маркировке 05131 016G, это память типа eX2 ABL MLC NAND, произведенная по техпроцессу 19 нм. Ее отличительная особенность: часть ячеек работает в режиме псевдо-SLC и служит кешем, который ускоряет операции записи и одновременно продлевает жизнь микросхемы за счет дефрагментации запросов. Впрочем, таких ячеек здесь вряд ли много, поскольку в накопителе зарезервирован стандартный объем около 7% (разница между числом 128 Гбайт в бинарном и десятичном исчислении), который используется еще и для сборки мусора, подмены вышедших из строя ячеек и прочих служебных функций.
На обеих сторонах платы размещены восемь корпусов, каждый из которых содержит по два NAND-устройства емкостью 64 Гбит (8 Гбайт). Таким образом, в накопителе не только заполнены все восемь каналов контроллера, но и задействовано чередование NAND-устройств.
В общем, весьма достойные компоненты для SSD. Но вердикт оставим до окончания тестов, поскольку в случае с контроллерами Marvell многое зависит от встроенного ПО. Ранее мы чаще всего встречали их в накопителях Plextor с мастерски сделанной прошивкой. Посмотрим, как себя проявит SanDisk.
Жесткий диск в iMac 21.5” представляет собой банальный 2,5-дюймовый привод HGST серии Travelstar 5K1000 со скоростью вращения шпинделя 5400 об/мин. Здесь нет ничего особенного.
HGST Travelstar 5K1000 1 Тбайт (HTS541010A9E662), фото iFixit
⇡#CoreStorage — основа Fusion Drive
Реализация Fusion Drive стала возможной за счет того, что, начиная с версии 10.7 (Lion), в OS X встроен CoreStorage — менеджер томов (volume manager), который представляет собой программную прослойку между файловой системой и накопителем. Благодаря ему и стало возможным перераспределение блоков данных между двумя физически отдельными устройствами, составляющими массив, абсолютно прозрачное для вышележащего стека ПО. В терминологии CoreStorage физические устройства называются Physical Volume и могут быть соединены в Logical Volume Group, обладающую непрерывным адресным пространством. Осталось только развернуть поверх этого Logical Volume, который и предъявляется ОС как обычный том. Затем в дело включается ПО, управляющее миграцией данных между эшелонами.
Внимательные читатели могут заметить, что в схеме присутствует еще одна сущность под названием Logical Volume Family, которая является контейнером для Logical Volume. Заключенные внутри LVF логические тома наследуют ее свойства, единственным из которых пока может выступать полнодисковое шифрование — за счет этого работает встроенный в OS X сервис FileVault 2.
⇡#Как это работает
Сразу же после того, как запись кончилась, команда fs_usage показала вал вызовов CoreStorage, из которых RdChunksCS и RdMigrCS запускают миграцию данных между эшелонами массива. Четвертая колонка листинга также показывает, что данные перемещаются кусками по 128-512 Кбайт. Таким образом, за счет крупного масштаба перемещений побочным эффектом является дефрагментация данных. Если просуммировать вызовы, то получится объем в районе 4 Гбайт. Последующие попытки записи показали, что каждый раз на SSD попадают первые 4 Гбайт файла, а затем CoreStorage выселяет такой же объем каких-то других блоков на жесткий диск. То есть на SSD всегда остается резерв 4 Гбайт, который обеспечивает запись свежепоступивших данных на высокой скорости.
Средняя скорость последовательного чтения и записи блоков по 256 Кбайт с очередью в четыре команды с SSD составляет 754 и 391 Мбайт/с (бинарных) соответственно. Очень достойно — притом что операции происходят поверх файловой системы. Скорость чтения/записи на HDD — 82-88 Мбайт/с.
Первое прочтение файла прошло со скоростью 87 Мбайт/с (большая часть нагрузки зарегистрирована на HDD). Но во второй раз файл уже был считан исключительно с SSD на скорости 427 Мбайт/с ( purge гарантировала предварительную очистку кеша). Впрочем, легко заметить, что скорость далека от максимума: файл очутился на SSD во фрагментированном состоянии.
Дальнейшие эксперименты показали, что Fusion Drive может переносить и отдельные куски крупных файлов. Из середины файла на 400 Гбайт, который в силу размера по большей части располагался на HDD, считывался диапазон блоков объемом 2 Гбайт. Два прохода зацикленного чтения по 30 с вызывают перемещение части блоков на SSD и резкий прирост общей производительности. Но для того чтобы все блоки оказались на SSD, а скорость чтения достигла максимума, понадобилось целых 34 прохода! Что интересно, этот метод сработал и для записи данных в тот же диапазон. В последнем случае пиковая скорость была достигнута на 15-м проходе.
Красный — чтение с SSD (disk0), синий — преимущественно с HDD (disk1). Зеленый — миграция блоков после итерации чтения
Получается, что алгоритмы, по которым Fusion Drive выбирает данные для миграции, действуют как на файловом, так и на блочном уровне. Причем файлы имеют приоритет. Доступ к избранным блокам внутри файлов CoreStorage расценивает как нетипичный сценарий, и нужно долго требовать, чтобы эти блоки получили повышение. Ну что ж, iMac — не лучший кандидат на роль сервера баз данных, а предпочтение целых файлов способствует меньшей фрагментации.
На следующем этапе мы протестируем SSD в составе Fusion Drive отдельно и сравним его с другими высокопроизводительными твердотельными накопителями с интерфейсом PCIe или SATA 6 Гбит/с.
⇡#Методика тестирования
Тестирование проводится в операционной системе Microsoft Windows 8.1 Professional x64 with Update, корректно распознающей и обслуживающей современные твердотельные накопители. Это значит, что в процессе прохождения тестов, как и при обычном повседневном использовании SSD, команда TRIM поддерживается и активно задействуется. Измерение производительности выполняется с накопителями, находящимися в «использованном» состоянии, которое достигается их предварительным заполнением данными. Перед каждым тестом накопители очищаются и обслуживаются с помощью команды TRIM. Между отдельными тестами выдерживается 15-минутная пауза, отведённая для корректной отработки технологии сборки мусора. Во всех тестах, если не указано иное, используются рандомизированные несжимаемые данные.
Используемые приложения и тесты:
Iometer 1.1.0
⇡#Тестовый стенд
Устройства, выбранные для сравнения с Fusion Drive, были протестированы на компьютере с материнской платой ASUS Z97-Pro, процессором Core i5-4590 со встроенным графическим ядром Intel HD Graphics 4600 и 4 Гбайт RAM DDR3-1600 МГц. Диски с SATA-интерфейсом подключаются к контроллеру SATA 6 Гбит/с, встроенному в чипсет материнской платы, и работают в режиме AHCI. Накопители с интерфейсом PCI Express устанавливаются в полноскоростной слот PCI Express 3.0 x16. Используется драйвер Intel Rapid Storage Technology (RST).
Объём и скорость передачи данных в бенчмарках указываются в бинарных единицах (1 Кбайт = 1024 байт).
⇡#Участники тестирования
⇡#Производительность
Последовательные операции чтения и записи, Iometer
По графику видно, что для накопителя с нативным интерфейсом PCIe плата SanDisk, установленная в нашем iMac, звезд с неба не хватает. Скорость последовательного чтения блоков по 256 Кбайт с глубиной очереди в одну команду не превышает показатели добротных SSD для шины SATA 6 Гбит/с. Plextor M6e, построенный на таком же контроллере, демонстрирует гораздо более высокую производительность. Впрочем, обескураживающий результат SanDisk явно связан с короткой очередью команд в данном тесте.
При чтении в четыре команды производительность колоссальная и фактически упирается в предел возможностей используемого контроллера.
А вот плачевный итог теста на скорость записи был предсказуем. Модели емкостью 256 Гбайт, взятые для сравнения, пользуются чередованием четырех NAND-устройств (трех в случае Samsung 850 Pro) на каналах контроллера, а у SanDisk — только двукратное чередование.
Случайные операции чтения и записи, Iometer
Еще один тест, в котором плата SanDisk подвержена влиянию длины очереди команд. При чтении в одну команду на результат смешно смотреть, а при четырех командах в очереди SSD уже не то чтобы очень сильно отстоит от большинства соперников, включая Plextor M6e. Пропускная способность хост-интерфейса тут не имеет решающего значения, поэтому недосягаемым для SanDisk лидером является Samsung 850 Pro.
В тесте на скорость произвольной записи переход к более длинной очереди команд не спасает накопитель SanDisk. Производительность опять весьма скромная.
По скорости произвольного чтения коротких блоков SanDisk хотя и не может сравниться с лидирующими соперниками (коими являются Samsung 850 Pro и Plextor M6 Pro), но по крайней мере не отстает от приличного SSD для шины SATA 6 Гбит/с — OCZ Vector 150. При запросе более крупных блоков накопитель не представляет собой ничего выдающегося, и только с блоками по 256 Кбайт достигает в полной мере конкурентоспособной производительности.
Скорость произвольной записи с достаточно длинной очередью команд опять-таки определяется параллелизмом в конфигурации Flash-памяти. Накопителю объемом 128 Гбайт здесь рассчитывать не на что. Так и вышло: более емкие соперники демонстрируют более чем удвоенную производительность по сравнению с платой SanDisk, особенно если запрашиваются наиболее крупные блоки и, соответственно, силен компонент процедуры считывания данных, а не доступа к ним.
Деградация и восстановление производительности
Обратите внимание, что даже небольшое заполнение (96 Гбайт свободного места) уже сказывается на производительности SSD. Впрочем, в абсолютных значениях разница невелика, и по мере дальнейшей записи скорость не претерпевает больших изменений вплоть до того момента, когда остается всего 8 свободных гигабайт. Затем — предсказуемый коллапс производительности. TRIM работает без нареканий, хотя для полной очистки ячеек нужно подождать (15 минут вполне достаточно).
⇡#Выводы
Как ни крути, а сделать одновременно быстрый, емкий и дешевый гибридный накопитель невозможно (по крайней мере в сегодняшних реалиях). Но если пожертвовать третьей из этих целей, открываются интересные возможности.
Перед покупателями «Маков» стоит выбор между Fusion Drive в конфигурации 128 Гбайт SSD + 1 Тбайт HDD или единственным SSD объемом 256 Гбайт за те же деньги. И по сути, выбор зависит от того, сколько у вас файлов, к которым требуется быстрый доступ. Пользователи, которые не качают ничего крупного или привыкли держать склад на внешних хранилищах, могут никогда и не почувствовать, что в компьютере не «чистый» SSD: пока есть возможность, Fusion Drive не трогает жесткий диск вовсе.
В более сложной ситуации, когда многие гигабайты цифрового скарба лежат на одном томе, подход Apple к гибридному хранилищу более эффективен, чем все, что нам попадалось до этого. Во-первых, мы не теряем в общем объеме массива, поскольку SSD и HDD образуют единое адресное пространство. Во-вторых, миграция между эшелонами весьма агрессивная. Fusion Drive всегда держит свободные 4 Гбайт на SSD, обеспечивая быструю запись новоприбывших файлов. Продвижение файлов с HDD на SSD происходит на раз. Кроме того, система берет в расчет активность как на блочном, так и на файловом уровне, предотвращая засорение SSD разрозненными блоками. В конечном счете даже при активной ротации данные быстро занимают подобающее им место.
Отдельно стоит сказать о выборе компонентов для Fusion Drive. К жесткому диску со скоростью вращения шпинделя 5400 об/мин нет претензий — при наличии SSD 7200 об/мин здесь были бы излишними. SSD от SanDisk также не ударил в грязь лицом и в состоянии использовать пропускную способность интерфейса PCIe. Но нельзя не отметить, что конфигурация с 128 Гбайт Flash-памяти сама по себе неизбежно уступает в быстродействии более емким SSD. Кроме того, у прошивки платы SanDisk есть такая особенность, что при слабой нагрузке с короткой очередью команд скорость оказывается довольно посредственной для SSD с шиной PCIe. Возможно, накопитель Samsung, который Apple также применяет в последних «Маках», избавлен от этого недостатка.