Artikel top billede

(Foto: Computerworld)

Superhurtigt lager

Hvilken lagerløsning virker bedst for dig?.

Af Torben Okholm, Alt om Data

Denne artikel er oprindeligt bragt på Alt om Data. Computerworld overtog i november 2022 Alt om Data. Du kan læse mere om overtagelsen her.

Der var engang, da der kun fandtes én enkel løsning, når det gjaldt computerlager. Den trofaste og flittige harddisk. Lyden af pladerne, der vågnede til live, har utvivlsomt sat gang i humøret hos mangen en spiller, der vidste, at i løbet af blot ti-femten minutter kunne 32-bit-spilleriet gå i gang. Selvom teknologien i dag virker gammeldags, blev den udviklet eksponentielt. Først kom IDE, så fik vi SATA, og så kom anden generation af SATA efterfulgt af SATA revision 3.0, der var højdepunktet inden for SATA-teknologi. Teknikken var udviklet med henblik på at sikre support og kompatibilitet med alle fremtidige lagerenheder til den næste generation af HDD-enheder.

Men der skete noget, som skulle få indflydelse på menneskehedens udvikling. Noget, der lignede en revolution. I 2008 lancerede Intel X25-M SSD, der var en af de første kommercielt tilgængelige ssd'er. Pc-entusiasterne blev begejstrede over pyramidalske hastigheder på op til 250 MB/sek. læsning og 100 MB/sek. skrivning. Det bredte sig som en steppebrand: Inden længe skulle vi alle bruge den typiske kombination – eftersom ssd-lager var absurd kostbart dengang, var den mest udbredte opsætning en ssd til operativsystemet og en traditionel harddisk til alle spil, medier og andre filer. Men selv SATA 3 havde sine begrænsninger. Med tiden fortrængte ssd-hastighederne den aldrende platform og tvang producenterne til at finde nye og opfindsomme løsninger på dette irriterende problem.

Hvis vi spoler hurtigt frem til 2016, har situationen fuldstændig ændret sig. Det viser sig, at producenterne ikke bryder sig om flaskehalse. For at sige det ligeud hader de dem.

Vi lever nu i en tid, hvor der er raid 0-arrays, M.2-drev, pci-e-kort og alle mullige former for fremtidsteknologi lige om hjørnet. Lad os for en stund glemme Moores lov og i stedet fokusere på accelerationen af ssd-hastighed og kapacitet. Hvilke herlige lagerløsninger står til vores rådighed i dag? Hvad bør man vælge? Og hvor meget får man i grunden for pengene?

Det kan du læse her.

I de seneste 20 år har lagerbegrebet ændret sig meget. Fra harddiske og IDE-forbindelser til alle tre generationer af SATA: Det har alle dage været forbindelsesstandarderne, som var flaskehalsen

Når det gælder lager, er der altid begrænsninger. Tro ikke på, hvad de siger – man kan ikke downloade mere ram. Når det gælder lager, er der altid begrænsninger. Tro ikke på, hvad de siger – man kan ikke downloade mere ram.

Da SATA 6 Gbps oprindelig blev udviklet, ventede man ikke, at vi så hurtigt ville nå op på nutidens hastigheder. Når man tænker på, at ssd og NAND-flash langt overstiger SATA 3’s forbindelseshastigheder, måtte det virke usandsynligt, at SATA 3 kunne have holdt os hen så længe. Derfor reagerede producenterne, som de ofte gør, når pc-entusiasterne står over for en flaskehals: De prøver at finde en vej uden om dette problem. Formålet er naturligvis at vride vores surt sammensparede skillinger ud af vores tegnebøger og ned i deres egne lommer.
Den umiddelbart indlysende løsning bestod i at bruge et gammelt trick: Raid-arrayet. Raid 0 leverede forbindelse med topfart ved at opdele data og filer mellem to diskdrev, hvilket i teorien skulle gøre det muligt at trække data fra begge drevene samtidig.

Det næste blev brugen af pci-e, et interface, som vi endnu ikke har præsteret at mætte. Man kan nemt overføre op til 120 Gbps, næsten 20 gange mere end SATA 3.
Så kom M.2, der er et mindre laptop-drev, som oprindelig blev udviklet til at fungere ligesom mSATA. M.2-forbindelsen havde ét særlig interessant aktiv: Den lod sig direkte integrere i pci-e-bussen og kunne dermed opnå den fulde fordel af den udvidede båndbredde og de øgede hastigheder på den platform. NAND flash-ydelse blev næsten firedoblet. Imponerende.

Afhængighed
Lagerforbindelser har altid været afhængige af én komponent – bundkortet. Jo mere moderne bundkortet er, desto mere sandsynligt er det, at det understøtter disse nye lagerstandarder. Intels seneste Skylake-chipsæt, Z170, understøtter 20 pci-e 3.0-lanes. Det sker som en direkte reaktion på det stigende antal mennnesker, der bruger de samme pci-e-lanes til både lager og grafiske hestekræfter. Eftersom lageret bruger pci-e-lanes, får man færre lanes til rådighed til gpu'erne. I nogle tilfælde kan brugen af SLI eller Crossfire føre til, at det ikke er muligt at installere et M.2-kort uden de ekstra lanes, der er med i det nyeste Z170-chipsæt. I takt med, at Intel øger antallet af pci-e-lanes i sine chipsæt og processorer, forekommer en stigning i pci-e-lager nærmest uundgåelig.

Gammeldags SSDs
Medmindre du har boet på en øde ø i de seneste tre år, er du sandsynligvis klar over, at priserne på 2,5"-SATA-ssd'er er faldet dramatisk. I dag kan man købe et drev på 500 GB for en tredjedel af det, det kos-tede i 2011. Sagen er, at mens 2,5"-formatet er fantastisk i mindre maskiner, bliver det nu begrænset af sin forbindelseskapacitet. Selvom ydelsen er langt bedre end hos den nu næsten uddøde harddisk, halter den bagefter moderne pci-e-baseret lager. Der er faktisk kun en mulighed for at løse disse ssd-problemer: Man må fjerne den hæmmende SATA-barriere. Og hvis man skal gøre det, er der kun én vej frem: Byg et raid-array.

X99-platformen er lager, når det er bedst. Den gør lige, hvad du beder den om. X99-platformen er lager, når det er bedst. Den gør lige, hvad du beder den om.

RAID 0 Array Der findes et væld af raid-arrays, men de mest udbredte er raid 0, 1, 5 og 10. Raid 0 er måske det mest interessante af de fire, og det kræver som minimum to drev

I grunden er princippet ret enkelt: Opdel data mellem begge harddiske, og skriv og læs til og fra dem samtidig. Resultatet er et imponerende boost i ydelsen.Den eneste større ulempe ved denne fremgangsmåde er, at hvis et af drevene svigter, mister man al information uden nogen chance for at gendanne den. Selvom denne situation nu om dage forekommer temmelig sjældent, er det stadig klogt at holde hovedparten af værdifulde filer for sig. Man bør sikre sig, at man har mindst én backup, og ideelt set skal man også have en backup af sin backup. Man skulle nødig komme ud for, at både det primære system og backuppen svigter.

Raid 0 giver et hurtigt alternativ til sendrægtige drev. Raid 0 giver et hurtigt alternativ til sendrægtige drev.

Men tilbage til sagen: Den bedste løsning er ofte at holde sit operativsystem og nogle spil på sit array, navnlig i disse tider med cloudlager og superhurtige download-hastigheder, hvor geninstallation af styresystemet ikke tager en uge.

Når man skal installere et raid 0-system, skal man bruge sin BIOS, Intels Rapid Storage Technology og mindst to drev. Du kan finde instruktionerne i dit bundkorts brugermanual, men det burde være tilstrækkeligt at skifte funktionen "PCH Storage" fra "AHCI" til "RAID". Derefter drejer det sig blot om at genstarte og tampe løs på Ctrl-I for at komme ind i Intel Rapid Storage Driver og oprette dit raid-array derfra.

Fartspecifikationer
Som man se i vores benchmarks på side 48-49, ligger vores array-ydelse der, hvor vi havde forventet det. Tre Samsung 850 Pros i raid 0 giver os i alt 384 GB lager, og ydelseshastighederne i syntetiske benchmarks lå et sted mellem 1.200 MB/sek. og 1.500 MB/sek. læsning og 1.000 MB/sek. og 1.100 MB/sek. skrivning. Denne løsning brillerer virkelig ved desktopkopiering og overførsel. Den gennemgående kopieringstid blev halveret, hvilket gav en langt mere smidig oplevelse og en øjeblikkelig respons under flytning af mapper med fotos.

Alternative RAID
Der er imidlertid mere endnu. Raid 0 er ikke den eneste mulighed. Raid 1 bruger nøjagtig to drev og behandler data over dem begge samtidig. Fordelen her er, at hvis en af enhederne svigter, er der altid en backup. En hardware-raid-controller kan også læse fra begge drev og levere forbedret hastighed. Raid 5 er lidt mere kompleks. Det kræver som minimum tre drev og leder data frem over drevene sammen med en paritetsblok. Den registrerer, hvornår der kan forekomme problemer på nogen af de andre drev, og fanger migrerende systemkritisk information fra et beskadigt drev til et af de andre. Det bliver ofte brugt i NAS-enheder eller servere, hvor flere mennesker bruger et array på et givet tidspunkt.

Så er der raid 10, der hersker, når det gælder pengeforbrug, lager og driftssikkerhed. Det tager de bedste dele fra raid 0 og raid 1 og smelter dem sammen, idet det fører data på tværs af det antal drev, man måtte have til rådighed. Man skal bruge mindst fire drev for at gennemføre det, og man mister halvdelen af lagerkapaciteten undervejs i processen, men det er den mest effektive måde at bruge ssd'er på – blot ikke for dem, der vil have billige lagerløsninger.

Nu om dage er det en smal sag at arrangere et raid. Nu om dage er det en smal sag at arrangere et raid.


RAID-ræson
Raid 0 leverer en billig, hurtig, nem og pæn løsning på moderne lagerbehov. Selvom de syntetiske benchmarktider ofte lader noget tilbage at ønske i gamingscenarier, vil det tempo, man oplever ved desktop-filoverførsel, bringe det klare vand frem i enhver pc-entusiasts øjne. Det eneste problem er boottiderne. Hvis du er ude efter en superhurtig start, skal du sandsynligvis stadig satse på kun at bruge en enkelt ssd. Intels Rapid Storage-bootmanager bruger et anseligt tidsrum på at komme igennem, og selvom man drager fordel af de hurtige læsetider, vil man stadig lide under starttiden.

PCIe SSDs Den mest spændende udvikling i det seneste års tid er den fortsatte vandring mod pci-e-ssd – lad os forklare hvorfor

Brugen af PCI Express til at levere forbløffende lagerhastigheder er et fantastisk skridt fremad, og det er utvivlsomt her, vi skal finde fremtidens lager. Pci-e-ssd'er var oprindelig hæmmet af afsindige omkostninger, men nu er priserne faldet dramatisk i det seneste år. Nu koster en gigabyte det halve af, hvad de dyreste ssd'er står i. Det er stadig mange penge, men prisen er langt lavere end ved debuten i 2012.

Nu skal vi til at bruge de pci-e-lanes. Tænk bare. Nu skal vi til at bruge de pci-e-lanes. Tænk bare.

I øjeblikket taler vi om cirka 7 kroner pr. gigabyte for et Intel 750, 6 kroner pr. gigabyte for Samsungs OEM SM951 og knap 4 kroner pr. gigabyte for et Samsung 850 Pro. Men i betragtning af, at man får næsten fire gange så høj ydelse ved at bruge et M.2-drev, er der sammenhæng mellem pris og kvalitet, og det varer formentlig ikke længe, før disse drev kommer til at koste det samme, som ssd'er gør i dag.

Nyt interface
Hardwarens og forbindelsernes hastighed har ikke været de eneste problemer, som producenterne har skullet tage stilling til. De udgør faktisk kun begyndelsen. Den største gåde består i at vide, hvordan man kommer uden om den aldrende AHCI-protokol. AHCI blev oprindelig udviklet til at hjælpe med at konvertere den fysiske interfaces information, og protokollen sigtede mod mekaniske drev og enheder med høj latens. Den tåler ikke sammenligning med nutidens NAND-flashlager. Selvom ssd'er stadig fungerer ganske effektivt på den, har der været behov for et nyt softwareinterface. Derfor siger vi velkommen til NVMe, et samarbejdsprojekt med 80 deltagere i et konsortium, der blev styret af Samsung og Intel. NVMe (Non-Volatile Memory Express) blev udviklet med henblik på at fremme både ssd'er og pci-e.

Æstetik
Det største problem blandt entusiasterne har været æstetik. Da producenterne lancerede deres første serie af pci-e-ssd'er, var de indsvøbt i et grønligt kredsløb. Og pci-e-stikket gør ikke sagerne bedre for den æstetisk indstillede pc-bygger.
M.2-pci-e-drev hjælper ikke meget. De har de samme ulemper, og langt de fleste lider under den samme græsgrønne farve. Det er først for nylig, med lanceringen af Samsungs 950 Pro, at de første helt sorte kredsløb til forbrugersegmentet har set dagens lys.

Intel 750 SSD er et af alle tiders hurtigste drev. Intel 750 SSD er et af alle tiders hurtigste drev.


U.2 2,5"
I nogen tid har branchen søgt en metode til at forbedre forbindelseshastighederne på det traditionelle 2,5"-drev, og selvom M.2-drev er utrolig stærke og tilfredsstillende, er der stadig svagheder – navnlig varmebestemte begrænsninger og drevkapacitet. Selvom Samsung har annonceret sit første 1 TB M.2-drev, bliver disse enheder uden tvivl meget kostbare, og de kommer næppe på markedet før engang til næste år.
Så skal vi til SFF-8639. En forbindelsesstandard, der i nogen tid er blevet brugt i topprofessionelle systemer, men som nu omsider finder vej til forbrugermarkedet. Og den har fået nyt navn: U.2. Den er hverken opkaldt efter rockbandet eller spionflyet, men giver associationer til M.2. Ligesom M.2 har U.2 fire pci-e-spor og formodes at have den samme hastighed, og det hele er i det traditionelle 2,5"-format. Den eneste ulempe er, at kablet ( i hvert fald i øjeblikket) er temmelig stort, og det er kun Intel og nogle få andre udvalgte bundkortpartnere, der understøtter det.

PCI-e-snak
Der er ingen tvivl om, at disse drev repræsenterer fremtiden inden for lagerudvikling. Efterhånden som flere chipproducenter går over til pci-e-baserede enheder, er det uundgåeligt, at disse enheder – især dem, der bruger NVMe – bliver morgendagens ssd'er. Med forbløffende ydelse, lave priser og beskedne proportioner er det ikke svært at forudsige, hvilken lagerløsning der vinder.

M.2-Formatet M.2-formatet, computerens guldalder, Moores lov bliver fulgt til punkt og prikke

Firmaer som Samsung og andre lagerproducenter satser på hukommelseschips med op til 48 lag V-NAND, og det har kun været et spørgsmål om tid, før en enhed i mindre format dukkede op.
Det er længe siden, vi døjede med de klodsede 3,5"-drev, og hvis man køber en moderne Ultrabook, får man uden tvivl en af disse fyre med i købet, hvad enten man ved det eller ej.

Man skal ikke lade sig narre af størrelsen – M.2 kan snildt tage kampen op mod ethvert 2,5"-drev. Man skal ikke lade sig narre af størrelsen – M.2 kan snildt tage kampen op mod ethvert 2,5"-drev.


Tænk på udgifterne
Vi har allerede gjort meget ud af M.2, men der er mere end blot og bar hastighed at tale om. Man kan faktisk få M.2-drev, der er lige så hurtige som nutidens standard-ssd'er. Nu ved vi, hvad du tænker – hvorfor skulle man dog gøre det? Sagen er, at M.2-drev er meget mindre komplicerede at fremstille end deres 2,5"-fætre, og derfor er de meget billige og inden for rækkevidde for langt de fleste af os. Man kan få sig et Crucial BX100 500 GB M.2-ssd for omkring 1200 kr., og det gør det til den billigste af alle vores lagerløsninger. Man kan også få det hurtigere MX200 250 GB til 750 kr.

Ulempen er bundkort- og enhedskompatibilitet. Man skal sikre sig, at bundkortet har mindst ét M.2-slot, at det kan understøtte størrelsen på det M.2-drev, man vil købe, og man skal være indstillet på at ofre de pci-e-lanes, der er nødvendige til formålet. Hertil kommer et anseligt udvalg af NGFF-størrelser (next-generation form factor), der omfatter 2242, 2260 og 2280 – hele vejen op til 22110. Hvis vi skal være ærlige, har vi dog til gode at se et drev i den sidste størrelse.

M.2 gør en forskel
Der er en anden ulempe ved M.2, nemlig udseendet. Der er kun ganske få firmaer, som bruger sorte kredsløb, og de skiller sig markant ud fra de mere traditionelle ssd'er.
Der er imidlertid tale om en fantastisk løsning, hvis man ikke går så meget op i udseendet, har et vinduesløst kabinet eller bruger en NUC eller en anden enhed i miniformat.

Vent! hvad blev der af SATA Express?

Som du sikkert allerede ved, har SATA 3 altid været et problembarn inden for lagerhastigheder. Det har vi vist været inde på før. Imidlertid var M.2 og brugen af pci-e-lanes ikke den første løsning på problemet. Der kom endnu et fysisk interface i form af SATA Express. Det er et interface, der bruger to SATA 6 Gbps-lanes og noget ekstra strøm, og som leverer hastigheder på op til 1.959 MB/sek. læsning og skrivning ved at bruge de samme pci-e-lanes, som M.2 og U.2 nu gør krav på. Desværre slog standarden aldrig an, og da slet ikke på den måde, pci-e-lager og SATA oprindelig gjorde.

Der var et par SATA Express-ssd'er i omløb, men ikke nær nok til at udgøre noget tilgængeligt marked. Men nu har firmaer som Asus taget dette interface til sig og har endda lavet frontbay-enheder med USB 3.1, og de hælder op til 100 W strøm indenbords.

Når vi taler om seriel ATA, må vi også komme ind på mSATA, der står for mini-SATA. Man fandt navnlig mSATA i notebooks og tidlige små enheder, før den blev erstattet af de hurtigere M.2-enheder. Den bruger imidlertid en SATA-host-controller i modsætning til en pci-e-host-controller, og det betyder, at man ikke må ofre værdifulde pci-e-lanes i mindre maskiner. Men det har man ikke set stort til i det seneste års tid.

Konklusion Sådan ligger landet: Her er de vigtigste superhurtige lagerløsninger. Der er nok at tage af

Raid 0 leverer imponerende tal til prisen, men pci-e-lager bliver dominerende i fremtiden. Hvis det ikke var for de fornyelser, vi har set hos producenter, der bruger det fysiske pci-e-interface, kunne raid 0 måske have snuppet sejren. Desværre har dens begrænsninger indhentet den, og koblingen af flere og flere drev er ikke løsningen på vores hastighedsproblemer.
Når ssd-kapaciteten stadig stiger (sig goddag til Samsung-drev på 4 TB inden længe), er det kun et spørgsmål om tid, før ssd'erne erstatter fortidens døende harddiske. De er langt kvikkere, mere energibesparende og støjreducerende end deres antikke forfædre, og de bruger endda SATA 3-interface, der stadig er meget stærkt.

Personligt valg
Det er et spørgsmål om personlige præferencer og behov. Et Intel pci-e-kort på 1,2 TB kan være ideelt til en arbejdsstation, der daglig renderer 3D-modeller, men hvis man ikke har brug for den kraft og ikke vil have et hæsligt drev til at fylde op i maskinen, er det sandsynligvis ikke løsningen. M.2 er glimrende til små maskiner, men lider af det samme problem – i øjeblikket kan man kun skjule disse drev ved at bruge et bundkort med termisk rustning (vi taler om Asus), ellers hænger man på synet af det.
Raid-arrays er en anden fin løsning. Den er ikke så nyttig til gamingfolket, men gennemgående ret nem at installere og overordentlig stabil. Nogle af vores skribenter har brugt raid 0-ssd-arrays i årevis med stort set ingen problemer overhovedet.

Traditionelle ssd'er er billige og nemme at få fat i. Traditionelle ssd'er er billige og nemme at få fat i.


Fremtidig teknologi
Når det er sagt, har vi ikke set det sidste inden for lagerhastighed. I 2015 annoncerede Intel og Micron 3D Xpoint den første nye teknologi til hukommelseslager, der er blevet opfundet inden for de seneste fyrre år. Med ydelsestal, der er 1.000 gange bedre end traditionel NAND-flash og en tilsvarende driftssikkerhed skal disse enheder komme på scenen i 2016.
Selvom Intel ikke har oplyst, nøjagtig hvordan 3D Xpoint virker (uden tvivl for at undgå potentielle konkurrenter) er der groft sagt tale om at droppe transistoren til fordel for et materiale, hvor modstanden mellem to punkter angiver, om en bid information er et 1 eller et 0. Selvom teknologien endnu ikke er helt så hurtig som ddr4, kan der være tale om en potentielt revolutionerende opfindelse – naturligvis forudsat at Intel kan få den på forbrugermarkedet. Og vi skal selvfølgelig også have endnu et lagerinterface, der kan overføre informationsmængden, idet læse- og skrivehastigheder, der topper ved ikke mindre end 550.000 MB/sek. kan bliver lige i overkanden, selv for PCI Express.

SSD er stadig bedst
Ssd fører altså stadig an. Det er stadig den mest alsidige lagerløsning, vi har i dag. Den har fortrængt den gammeldags harddisk og har cementeret sin plads i vores hjerter som det bedste drev.
Som interface betragtet er U.2 stadig for uskøn, og til gaming har man ikke brug for mere, i hvert fald ikke i øjeblikket. Den bedste løsning i dag er måske et raid 0-array til operativsystemet og dertil et almindeligt drev på 500 GB -1 TB til spil og medier.

Uanset hvad der sker, ser vi frem til at tage afsked med den uundgåelige hvinen fra det mekaniske drev, når det roterer ind i den teknologiske fortid og tager støjen med sig. Farvel til skiverne og til biplyde fra bundkortet.

Pengene styrer

Valget af det ideelle lager vil stort set altid afhænge af, hvor meget du har at gøre godt med. Hvis du er ude efter det ypperste, skal du bruge dine pci-e-lanes.
Vi må imidlertid erkende, at selv denne graf ikke dækker helt. Hvis du er multimillionær, og penge ikke spiller nogen rolle, er Intels 750 pci-e-drev naturligvis et stensikkert valg. Men realistisk set er det næppe tilfældet. Du må spørge dig selv: Hvad betyder det bedste for dig? Hvor mange penge har du? Tag udgangspunkt i det. Denne graf er snarere en håndfuld generelle retningslinjer.

Den bedste SSD. Den bedste SSD.
SSD benckmarks. SSD benckmarks.