7

Ответ на пост «Технологии: "DDRAM Disk" скоростной твердотельный накопитель»

Компьютерная техника развивается очень стремительно, все ее компоненты развиваются примерно с одинаковой скоростью, и плюс минус, соответствуют друг другу

Вот в самом начале поста уже ошибка.

Одна из проблем современности - это разрыв в производительности между процессором и оперативной памятью.

Картинка, которая в общих чертах показывает прирост производительности процессоров и скорости обмена данными с оперативной памятью

Картинка, которая в общих чертах показывает прирост производительности процессоров и скорости обмена данными с оперативной памятью

И если в конце 1970-х и в начале 1980-х обращение к ячейке оперативной памяти стоило относительно дёшево - около 4 тактов процессора, и тогда можно было говорить, что память и процессор работают одинаково быстро, то сейчас обращение к ячейек памяти стоит от 100 до 500 тактов процессора. И это при том, что сейчас контроллер памяти встроен в процессор, а контакты шины адреса и шины данных разъёмов оперативной памяти идут напрямую в сокет процессора.

В то время как в 1980-х контроллер памяти располагался на материнской плате и процессор сначала обращался к контроллеру, а контроллер уже обращался к оперативной памяти, а потом возвращал данные из оперативной памяти процессору.

Собственно, из-за такого неравномерного прироста производительности вычислительных ядер процессора и скорости обмена данными с оперативной памятью и появились кэши процессора L1, L2 и L3, а сам контроллер памяти переехал внутрь процессора, чтобы уменьшить простои процессора, вызванные подгрузками данных из оперативной памяти.

Тем не менее, бывают ситуации, когда нужный участок памяти отсуствует в кэшах L1, L2 и L3, эта ситуация называется промахом кэша, и она обходится от 100 до 500 тактов процессора, в течение которых выполнение программы приостанавливается.

Ядра современных процессоров довольно быстрые, но не всегда могут продемонстрировать всю свою мощь из-за других компонентов компьютера.

Показать полностью 1
678

Ответ на пост «Технологии: "DDRAM Disk" скоростной твердотельный накопитель»

Быстрый доступ к данным всегда был и будет в приоритете в сочетании с надёжностью их хранения. Это вечный компромисс. А всё новое - это немножко забытое старое...

В далёкие годы прошлого века (конец 80х и начало 90х) в нашем "почтовом ящике" был разработан квазидиск на элементах оперативной памяти для компьютеров ДВК и позже ДВК 2. Представлял из себя стандартную плату расширения с контроллером и микросхемами динамической памяти типа КР565. И первые экземпляры делались по технологии стяжкового монтажа. С одной стороны ставились микросхемы, а с другой по схеме набивались, с помощью достаточно простого приспособления, и распаивались соединения.

Подобный монтаж на макетных платах выглядит примерно так, но используется специальное приспособление для набивки и провод ПЭВТЛК. К сожалению фото оригинала не сохранилось.

Подобный монтаж на макетных платах выглядит примерно так, но используется специальное приспособление для набивки и провод ПЭВТЛК. К сожалению фото оригинала не сохранилось.

Под эту плату для ОС RT11 был написан специальный драйвер. До сих помню фамилию этого программиста - Бронштейн. Электронный квазидиск или по другому QD, как мы его сокращенно называли (по сути блок быстродействующей памяти) на 1024 и 2048 Кб (двусторонняя) заменявший дисковод у компьютеров ДВК (архитектура PDP-11).

ДВК 2 собственной персоной

ДВК 2 собственной персоной

Уже позже я узнал что в где-то 1989 году их начали делать серийно объемом 4096 Кб в виде большой платы. Наши были на половину ширины корзины.

Электронный диск от ДВК

Электронный диск от ДВК

При загрузке ОС и программы выгружались на квазидиск, после чего система грузилась с него. Это позволяло в сотни, а может и тысячи раз, повысить быстродействие любых операций (точных замеров не проводили). По ощущениям всё просто летало! Сравнивать быстродействие дисковода и электронной памяти бессмысленно, а первые харды только появлялись в начале 90х и были для ДВК экзотикой. И даже первые появившиеся IBM PC выглядели по сравнению с ДВК-2 тормозами при работе с электронным диском.

Но был один нюанс. Всё что наработал нужно было сохранять на дискету. В итоге периодически начиналось долгое кря-кря, бздыньк, тик, чик, тик... Иначе после выключения питания терялось всё. Систем бесперебойного питания тогда не было и плата не была обеспечена чем-то подобным. Когда появились первые жесткие диски стало намного веселее, а ёмкость их казалась огромной!

Для сравнения фото НЖМД МС 5405 и HDD 3,5`

Для сравнения фото НЖМД МС 5405 и HDD 3,5`

Ну и напоследок подборка фото ДВК 2

Клавиатура с системным блоком, платы начинки и вид со снятым корпусом.

Смотрю на платы и понимаю почему в 90е за ними так охотились -золота на микросхемы не жалели!

Показать полностью 8
1540

Технологии: "DDRAM Disk" скоростной твердотельный накопитель

Компьютерная техника развивается очень стремительно, все ее компоненты развиваются примерно с одинаковой скоростью, и плюс минус, соответствуют друг другу по производительности. Но есть один компонент, который  всегда отстает в развитии от остальных и имеет всегда недостаточную производительность – это дисковая подсистема. И какими бы не были по производительности центральные процессоры, сколько бы они не имели ядер, какой бы скоростной не была оперативная память, они не смогут реализовать свою производительность с крайне малопроизводительной дисковой подсистемой. Когда возникает необходимость чтения с жесткого диска или записи на него, возникает задержка, и независимо от производительности всех остальных компонентов, возникает их вынужденный простой, что приводит к уменьшению производительности всего компьютера. 

  И даже современные, достаточно быстрые NVMe SSD накопители, которые просто грандиозно превосходят по скорости HDD, не способны полностью обеспечить дисковой подсистеме необходимую производительность. Хотя и скорости у них самые высокие. Но если вникнуть в этот вопрос глубже, то окажется, что это не совсем так. Скорости у них высокие только при последовательном чтении и записи больших файлов. А при работе с мелкими файлами, скорости у них, к сожалению все же удручающе низкие. А загрузка операционной системы или другого программного обеспечения, это работа преимущественно с мелкими файлами. 

  На протяжении всей эволюции развития компьютеров, разработчики постоянно вели работу по созданию накопителей, скорость которых бы позволяла в полной степени реализовывать производительность остальных комплектующих. И вот, в один из дней группе соискателе пришла в голову гениальная мысль. Можно же взять оперативную память, являющуюся в компьютерах самой скоростной памятью, вставить ее в какой-нибудь переходник и впихнуть в него контроллер для согласования с материнской платой. Ну и вставить еще аккумулятор для обеспечения сохранности информации при обесточивании этого девайса. 

  Как говорится, сказано – сделано. Компания Gigabyte создала первый такой накопитель под названием «Gigabyte I-RAM» в 2005 году.

Он состоял из платы c PCI-слотом для установки в материнскую плату. Причем PCI-слот использовался, только для питания накопителя, обмен данными через него не осуществлялся. Для обмена использовался интерфейс SATA первого поколения, слот которого размещался в верней части платы. На плате имелись четыре слота DIMM для установки в них планок оперативной памяти первого поколения DDR работающих в одноканальном режиме. Также размещался чип с контроллером SATA и контроллером памяти DDR. Ну и аккумуляторная батарея с напряжением 3,7В для обеспечения питания накопителя при его обесточивании с целью сохранения данных.

Емкости аккумулятора хватает на 16 часов автономного питания девайса, После чего, при отсутствии внешнего питания аккумулятор полностью разряжался, и данные безвозвратно терялись. Данный накопитель обладал скоростью 130 Мбайт/с, практически верхний предел пропускной способности интерфейса SATA-1. Скорость, конечно не ахти какая, но зато задержка доступа 0,1 мкс против 100 мкс в современных SSD. Работает данный девайс только с планками памяти объемом 1 ГБ. В сумме получается накопитель на 4 ГБ, что очень даже скромно, но не будем забывать, что это только первые модели.

Модель с памятью DDR3

  Модернизированная модель DDRAM-Disk v2.0 2022 года уже имеет на своем борту 14 слотов под память DDR3. Работает она с планками по 4 ГБ в двухканальном режиме. Итого в сумме накопитель имеет объем 56ГБ, что конечно уже значительно больше, но все также очень скромно.

Для обмена данными здесь уже используется шина PCIe 4,0 x 8 и протокол обмена NVME 1.3, чип используется Silicon Motion SM2264. Скорость этого накопителя на скрине ниже.

Модель с памятью DDR4

  Следующая модель DDRAM-Disk v3.0 имеет 18 слотов под память DDR4. Память накопителя составляет 72ГБ. Протокол обмена такой же, как и в предыдущей модели. Скорость накопителя просто космическая, до 15ГБ/с при последовательном чтении и записи, и до 3,8ГБ/с при случайном. Охлаждение контроллера здесь уже активное, поскольку пассивное не справляется.

Эти накопители хорошо подошли бы для работы в серверах, или там где востребованы очень высокие скорости и ничтожно малые задержки накопителей.

Показать полностью 7
Отличная работа, все прочитано!