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固态硬盘高速缓存的工作原理

固态硬盘高速缓存功能是一种基于控制器的解决方案,用于将最常访问的数据(即“热”数据)高速缓存到延迟较低的固态硬盘(SSD)上,以显著提升系统性能。固态硬盘高速缓存专用于主机读取。

固态硬盘高速缓存与主高速缓存

固态硬盘高速缓存是与控制器的动态随机存取存储器(DRAM)中的主高速缓存配合使用的辅助高速缓存。

固态硬盘高速缓存的运行方式与主高速缓存不同:

  • 对于主高速缓存,每个 I/O 操作必须通过高速缓存转储数据才能执行此操作。

    在主高速缓存中,在主机读取后,数据存储在 DRAM 中。

  • 仅当满足以下条件,才使用固态硬盘高速缓存:

    System Manager 确定将数据放在高速缓存中有益,可以改善总体系统性能。

    在固态硬盘高速缓存中,数据从卷拷贝并存储到在您创建固态硬盘高速缓存时自动创建的两个内部 RAID 卷(每个控制器一个)上。

内部 RAID 卷用于内部高速缓存处理用途。这些卷在用户界面中不可访问或不显示。但是,这两种卷会占用存储阵列中允许的卷总数。

固态硬盘高速缓存的使用方法

智能高速缓存功能将数据放到低延迟驱动器中,这样在将来响应对该数据的请求时,速度快得多。如果程序请求的数据位于高速缓存中(称为“高速缓存命中”),则低延迟驱动器可以处理该事务。否则发生“高速缓存未命中”,并且必须从原始的慢驱动器访问数据。随着高速缓存命中增多,总体性能随之提高。

主机程序访问存储阵列的驱动器时,数据存储在固态硬盘高速缓存中。主机程序再次访问相同数据时、将从固态硬盘高速缓存读取,而不是从硬盘读取。正常访问的数据存储在固态硬盘高速缓存中。仅当数据不能从固态硬盘高速缓存读取时,才访问硬盘。

仅当 System Manager 确定将数据放在高速缓存中有益,可以改善整体系统性能时,才使用固态硬盘高速缓存。

CPU 需要处理读取的数据时,将执行以下步骤:

  1. 检查 DRAM 高速缓存。

  2. 如果在 DRAM 高速缓存中未找到,则检查固态硬盘高速缓存。

  3. 如果在固态硬盘高速缓存中未找到,则从硬盘中获取。如果认为数据值得高速缓存,则拷贝到固态硬盘高速缓存。

性能改善

将经常访问的数据(热点)拷贝到固态硬盘高速缓存可以提高硬盘操作的效率,降低延迟和加快读取和写入速度。使用高性能固态硬盘来高速缓存源自硬盘卷的数据可提高 I/O 性能和改善响应时间。

简单卷 I/O 机制用于在固态硬盘高速缓存之间移动数据。数据高速缓存并存储到固态硬盘之后,将在固态硬盘高速缓存中执行对这些数据的后续读取,因此无需访问硬盘卷。

固态硬盘高速缓存和驱动器安全功能

实施固态硬盘高速缓存

要实施固态硬盘高速缓存,请执行以下操作:

  1. 创建固态硬盘高速缓存。

  2. 将固态硬盘高速缓存与要为其实施固态硬盘读取高速缓存的卷关联。

为使用控制器的固态硬盘高速缓存而指定的任何卷都不能执行自动负载均衡传输。