Intel rapid storage technology driver что это? |

Описание: технология intel® rapid storage: что такое intel® rapid storage?

Что такое intel rapid storage technology driver?

Из присутствующего в названии слова driver можно догадаться, что это драйвер. А точнее пакет из набора драйверов на контроллер отвечающий за работу устройств хранения данных – жестких дисков, SSD и т.д.

Благодаря данному пакету появляется возможность использовать в системе новейшие PCIe устройства хранения данных со скорость передачи 1ГБ в секунду.

При установке данного драйвера появляется возможность активировать следующие функции:

• Dynamic Storage Accelerator;
• Intel Smart Response Technology;
• Intel Rapid Recover.

Dynamic storage accelerator

Данная функция позволяет увеличить производительность работы SSD диска на 15 процентов благодаря оптимизации его питания в многозадачном режиме.

Intel optane

На данный момент, официально анонсировано и выпущено на рынок 2 принципиально разных продукта: Intel Optane Memory – для клиентских моделей использования — и Intel® Optane SSD DC P4800X – для серверного использования. В данной статье мы подробнее разберем клиентский продукт, серверный же будет темой следующего обзора.

Итак, Intel Optane Memory. Первое, что стоит понять об этом продукте – несмотря на название, это не DRAM, а NVMe SSD в форм-факторе M.2 2280-S3-B-M.Вид сверху – под наклейкой 1 чип 3D XPoint (это версия 16ГБ, на 32ГБ расположены 2 чипа 3D XPoint – площадки под второй чип видны):

Модуль односторонний, так что обратная сторона пустая:

Устройство соответствует спецификации NVM Express 1.1. На данный момент на рынок выпущены емкости 16ГБ (используется один чип памяти 3D XPoint емкостью 16ГБ) и 32ГБ (используются два чипа памяти 3D XPoint емкостью 16ГБ каждый). Из интересных деталей дизайна:

• контроллер явлется внутренней разработкой Intel
• в дизайне не используется DRAM
• используются только 2 линии PCIe gen3, а не 4 линии, как многие могли бы ожидать
• заявленная износостойкость – 100ГБ записанных данных каждый день в течение 5 лет

Intel rapid recover

Функция восстановления. Позволяет создавать точку восстановления системы, благодаря которой можно быстро восстановить работу в случае выходи из строя системного диска.

Intel smart response technology

Позволяет автоматически сохранять часто используемый программы и файлы на SSD диске для их более быстрого открытия. Превращает SSD в своеобразный кэш часто используемых данных, благодаря чему производительность системы на обычных HDD в паре с SSD сильно возрастает.

Intel vroc (виртуальный raid на процессоре)

Intel VROC является частью Intel RSTe. В основном он был разработан с учетом твердотельных накопителей NVMe и напрямую подключается к процессорам Intel Xeon Scalable. Для полной функциональности он использует новую технологию Intel под названием Intel VMD (Intel Volume Management Device).

Intel VMD — это технология из серии процессоров Intel Xeon Scalable, которая используется для обеспечения горячего подключения, неожиданного удаления и управления светодиодами твердотельных накопителей NVMe для использования на сервере. Intel VROC нацелен на операционные системы Linux, Microsoft Windows Server, Microsoft Windows 7 и Microsoft Windows 10. Для клиентских ПК (с процессорами Intel Core, Pentium и Celeron) Intel RST по-прежнему рекомендуется использовать.

Дополнительное пзу matrix storage manager

Дополнительное ПЗУ Intel Matrix Storage Manager (IMSM) — это часть Matrix RAID, которую необходимо использовать в BIOS для создания новых массивов RAID. С 2021 года Intel использует «Rapid Storage Technology» — «Option Rom» — на своих новых наборах микросхем, отказавшись от названия «Matrix».

Было несколько версий драйверов:

Начиная с выпуска 11.2.0.0000, команды TRIM могут быть прочитаны драйверами Windows RAID для наборов микросхем 7-й серии. Драйверы для старых наборов микросхем не поддерживают TRIM в режиме RAID.

Intel заявляет, что поддержка RST была добавлена ​​для набора микросхем X79 в версии RST 11.6.0.0000 и более поздних версиях.

На некоторых наборах микросхем серии 6 есть модификация ПЗУ в BIOS, которая позволяет поддерживать TRIM на наборах микросхем серии 6.

Для набора микросхем X79 некоторые производители материнских плат добавили в BIOS как RAID ROM, так и RST и RST-E ROM. X79 — это версия Enterprise, называемая RST-E. Когда RST ROM добавлен в BIOS, это позволяет функции TRIM проходить через контроллер и диски TRIM SSD, когда включен RAID.

Этот обходной путь был необходим до того, как был отправлен драйвер RST-E версии 3.8, который передавал команды TRIM в массив RAID без изменений в ПЗУ RST-E. Нет поддержки TRIM в версии ПЗУ RST-E, когда включен RAID, а версия драйвера RST-E меньше 3.8. Можно добавить RST ROM в BIOS, чтобы включить сквозную передачу TRIM в режиме RAID, используя RST ROM и драйвер.

Самая последняя версия дополнительного ПЗУ — это ПЗУ серии 13, это ПЗУ не будет использоваться производителями материнских плат для BIOS набора микросхем X79, и его можно ввести в BIOS для использования на X79 с модифицированным кодом для тех MFG, которые добавили Переключатель ПЗУ, здесь MFG добавил как RST, так и RSTe к параметру RAID в BIOS, но должен быть добавлен код для отправки команд TRIM, когда вы вводите RST и заменяете RSTe дополнительным ПЗУ RST на платах X79, которые не содержат переключателя ПЗУ, TRIM может не работать.

На некоторых сайтах модификации BIOS доступны модифицированные дополнительные ПЗУ серии RST 13 (устаревшие), которые были сделаны функциональными для использования в наборах микросхем X79.

При загрузке в среде BIOS (устаревшей) и в некотором / EFI используется дополнительное ПЗУ RST. При загрузке в среде истинного UEFI дополнительное ПЗУ не используется в качестве SataDriver с версией RST. В режиме BIOS устаревшая загрузка / загрузка BIOS выполняется в CSMCORE. В истинном режиме UEFI RST управляется SataDriver в BIOS.

Intel RAID ROM — это встроенное ПО в BIOS материнской платы, которое используется для создания RAID-массива.

Примечание. Драйверы RST можно использовать для RAID, а также на одном диске, поскольку он содержит драйвер AHCI. В драйвере RST версии 12.5.0.1066 есть ошибка, из-за которой команды TRIM не проходят через драйвер RAID на диски. TRIM отключен с помощью этого драйвера.

Нужно ли устанавливать intel rapid storage technology driver?

Ответ – да, нужно. Ведь даже если вы не собираетесь использовать ни одну из возможностей, которые предлагает Intel rapid storage technology driver, в большинстве случаев при отсутствии данного драйвера в диспетчере устройств будет находиться неизвестное устройство.

Поддержка операционной системы

«Rapid Storage Technology» (RST), включая создание томов RAID, работает под Windows 7 и более новыми версиями Microsoft Windows . Более старый «Intel Matrix RAID» поддерживается в Microsoft Windows XP .

Linux поддерживает матричный RAID через устройство сопоставления устройств (DM-RAID) для RAID 0, 1 и 10 и Linux MD RAID для RAID 0, 1, 10 и 5. Настройка томов RAID должна выполняться с помощью параметра ROM в Диспетчер хранения Matrix, затем дальнейшую настройку можно выполнить в DM-RAID или MD-RAID.

FreeBSD и MidnightBSD поддерживают Intel Matrix RAID с помощью драйвера «ataraid», управляемого с помощью команды atacontrol. Однако в более старых версиях FreeBSD возникали критические проблемы с надежностью, в том числе переименование устройства массива при замене диска в массиве, массив, считающийся исправным, если машина перезагружается / выходит из строя во время восстановления массива, и паника ядра при потере диска. или снимается с автобуса. Некоторые из этих проблем в сочетании могут привести к потере всего массива (даже в случае RAID 1).

VMware ESXi 4 не поддерживает функции RAID и Intel Matrix RAID на базе контроллеров Intel ICHxR.

PGPDisk не поддерживает Intel Matrix RAID на базе Intel ICHxR и не поддерживает автономные диски, если на материнской плате включен режим «RAID».

Преимущества и недостатки технологии

*{padding:0;margin:0;overflow:hidden}html,body{height:100%}img,svg{position:absolute;width:100%;top:0;bottom:0;margin:auto}svg{left:calc(50% — 34px)}» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen>

Для современных NVME накопителей на NAND-памяти характерны очень высокие скорости чтения/записи при линейных операциях. Этот сценарий реализуется при большом количестве запросов одновременно. Но слабой стороной общей массы этих накопителей является работа с мелкоблочными файлами.

Например, копирование множества файлов небольшого размера — изображений, музыки и заметок. При бытовых задачах этот нюанс выливается в мизерную разницу загрузки операционной системы, игр и стандартных программ, по сравнению с простым SATA SSD накопителем.

В свою очередь Intel Optane избавляет нас от этого явного недостатка. Он обладает высокой скоростью работы с мелкоблочкой и позволяет значительно сократить время загрузки операционной системы и программ, по сравнению с NAND-памятью. Фактически он был создан как отдельное устройство для кэша, значительно ускоряющее системы даже с обычными HDD-дисками. С этим связан его скромный объем, который может составлять смешные по нынешним меркам 16 ГБ.

Преимуществом Optane является легкая перезаписываемостьданных, которые хранятся в ячейке. Переключение ячейки памяти из состояния логической единицы в нуль и в обратном направлении происходит напрямую. В то время как NAND-память требует для перезаписи нескольких стадий: воздействие высокого напряжения для стирания, для перезаписи той же ячейки нужно очистить ее заново.

За стоимость устройства объемом 118 ГБ, можно легко приобрести накопитель NVME PCI-Ex4 с NAND-памятью объемом в 2 ТБ. Еще одним нюансом, не красящим Optane, является его несовместимость со старыми платформами. Если у платформы отсутствует поддержка технологии Optane, то устройство будет использоваться как обычный накопитель, теряя свои главные плюсы. А малый объем в этом случае, сведет на нет весь смысл покупки.

Принцип работы

Также немного поговорим о том, как это все работает.

Во-первых, в момент активации Optane Memory, RST драйвер перенесет файлы, необходимые для загрузки ОС, а также файловую таблицу на быстрый Optane Memory накопитель. Ключевое здесь – именно перенесет, а не скопирует. Механика работы RST драйвера такова, что не все данные, лежащие в кэше на быстром устройстве, будут в обязательном порядке скопированы на медленное устройство.

Это увеличивает общее быстродействие системы и, кроме того, решает проблему синхронизации данных. Однако, как можно понять, физический сбой Optane Memory с большой вероятностью приведет к потере доступа к данным на SATA-диске. Из-за того, что перенос данных происходит сразу в момент активации Optane Memory, уже первая же загрузка системы будет быстрее, чем до Optane Memory (особенно это заметно, если ускорялся жесткий диск, нежели чем SATA SSD – однако, и в последнем случае стоит ожидать увеличения производительности системы хранения).

Во-вторых, во время работы системы RST драйвер будет непрерывно производить кэширование. И здесь существует одно важное различие между модулями Optane Memory разной емкости – на устройстве емкостью 16ГБ поддерживается только кэширование на уровне блоков, на устройстве емкостью 32ГБ – кэширование на уровне блоков и кжширование на уровне файлов (оба работают одновременно).

В случае блочного кэширования, решение о кэшировании того или иного блока происходит мгновенно в момент запроса на ввод-вывод. В случае файлового кэширования, драйвер мониторит частоту доступа к файлам и кладет все это в специальную таблицу, которую затем (в момент простоя системы или по расписанию пользователя) использует для определения того, какие файлы остаются в кэше, какие удаляются, а какие добавляются.

Рекомендации

Эта статья основана на материалах, взятых из Free On-line Dictionary of Computing до 1 ноября 2008 г. и включенных в соответствии с условиями «перелицензирования» GFDL версии 1.3 или новее.

Тест производительности

Теперь о производительности

(производительность версии 32ГБ выше из-за того, что используются 2 чипа памяти 3D XPoint против одного чипа у версии 16ГБ)

Казалось бы, производительность в плане пропускной способности и IOPS не впечатляет – однако, собака зарыта совсем не тут. Вся штука в том, что эти данные производительности замерялись при глубине очереди (queue depth) равной 4 – в отличие от прочих SSD, которые обычно замеряются с глубиной очереди 32 и выше.

При этом, как показывают наши внутренние тесты, подавляющее большинство задач, с которыми сталкивается обычный пользователь дома или в офисе, имеют глубину очереди от 1 до 4 (более подробно – см. ниже), а спецификации SSD пишутся с использованием нагрузок с глубиной очереди 32 (для SATA) и более (для NVMe). Разница весьма наглядна.

Однако, Intel не позиционирует использование Optane Memory в качестве обычного SSD по понятным причинам – емкости устройств не хватит для пользовательских задач (за исключением некоторых интересных вариантов, как, например, небольшой, но быстрый и надежный загрузочный накопитель для Linux, или scratch disk для Adobe Photoshop, или небольшой, но быстрый кэш вместе с Intel Cache Acceleration Software, или интересное решение, описанное вот тут).

Вся сила маркетингового аппарата Intel направлена на продвижение новой технологии ускорения (грубо говоря – кэширования, но это не совсем точное определение) медленного SATA-накопителя (будь то жесткий диск, твердотельный накопитель или даже некоторые гибридные модели) быстрым модулем Optane Memory.

Эта модель использования накладывает ограничения на поддерживаемые железо и ОС:

Настраивается это так:

1. Убеждаемся, что BIOS материнской платы поддерживает Optane (см. выше; сейчас все “Optane Memory Ready” платы на 200 сериях чипсетов отгружаются с БИОСом, который поддерживает Optane Memory, однако на рынке еще можно найти платы из предыдущих партий – на них потребуется обновить БИОС).

   И да, Intel провел громадную работу с производителями плат – все платы, которые поддерживают Optane Memory, имеют на коробке вот такой шильдик:

   

2. Берется система с SATA-накопителем, на который установлена Windows 10 64-bit (накопитель должен быть подключен SATA-порту, разведенному от Intel AHCI контроллера в чипсете, иначе RST его не увидит), разметка должна быть GPT.
3. Подключается модуль Optane Memory (накопитель должен быть вставлен в M.2 слот с разведенными линиями PCIe от чипсета, поддерживающий «ремаппинг» линий PCIe на Intel AHCI контроллер, встроенный в чипсет).
4. Скачивается утилита отсюда (можно выбрать стандартную утилиту RST, которая позволит управлять как конфигурациями с Optane Memory, так и обычными массивами RST, или упрощенную версию утилиты, которая позволяет только включать и выключать конфигурации Optane Memory и смотреть статистику).
5. Устанавливается утилита, она же автоматически меняет SATA режим в БИОСе на режим RST/Optane (на это требуется одна перезагрузка системы), она же включает ускорение с помощью Optane Memory (на это требуется вторая перезагрузка системы). В результате вместо 2 дисковых устройств система будет видеть только одно – т.н. Optane Volume.
6. PROFIT! А именно:
   • Более быстрая загрузка операционной системы;
   • Ускорение большинства операций ввода-вывода (по сути – кэширование, однако достаточно умными алгоритмами).

Технология 3d xpoint

Начнем с краткой информации по самой технологии 3D XPoint (читается как «три-ди кросс-поинт»). Сразу прошу извинений — детальную информацию о технологии мы на данный момент не раскрываем. Кроме того, фокус обзоров будет именно на конечных продуктах, нежели чем на самой технологии.

Во-первых, хотя технология является совместной разработкой компаний Intel и Micron, реализация технологии в виде продуктов находится в раздельном ведении каждого из вендоров. Таким образом, всё, что я буду рассказывать о продуктах на базе 3D XPoint, имеет отношение только к продуктам Intel.

Во-вторых, 3D XPoint – это не NAND, это не NOR, это не DRAM, а совершенно другой зверь. Не раскрывая деталей физической реализации памяти, опишу ключевые характеристики, а также отличия 3D XPoint от NAND и от DRAM.

• В отличие от NAND, нет привязки операций записи к страницам и привязки операций стирания к блокам. C 3D XPoint обращаться к данным на физическом уровне мы можем на уровне отдельной ячейки. Кроме того, нам не нужно удалять данные перед операцией записи – мы можем перезаписывать данные, что позволяет избавиться от операций read-modify-write и сильно упростить сборку мусора. Это приводит к уменьшению задержкек доступа (latency) и росту количества выполняемых операций ввода-вывода за секунду (IOPS); в дополнение к этому, операции записи выполняются почти так же быстро, как и операции чтения. Наконец, износостойкость (endurance) памяти 3D XPoint сильно выше по сравнению с NAND (такой эффект, как утечка электронов из ячеек, здесь не существует). Подводя итог, 3D XPoint быстрее и обладает большей износостойкостью по сравнению с NAND. Однако, было бы несправедливо не отметить недостаток 3D XPoint – это стоимость производства, которая на данный момент ощутимо выше по сравнению со стоимостью производства 3D NAND.
• В отличие от DRAM, 3D XPoint позволяет создавать устройства с большей плотностью хранения данных, является энергонезависимым типом памяти и, при этом, дешевле. Из недостатков в данном сравнении – 3D XPoint как технология реализации памяти несколько медленнее, чем DRAM (обратите внимание, сравниваем технологии, а не продукты на базе этих технологий).

Все вышеперечисленное касалось 3D XPoint как таковой – это, однако, имеет меньшее значение для пользователей, нежели чем характеристики конкретных устройств на базе 3D XPoint. Таким образом, наш разговор переходит в русло описания продуктов Intel Optane на базе этой технологии.

Начнем с описания того, что же есть «Intel Optane». Если коротко, то это бренд для всех продуктов Intel на базе технологии 3D XPoint. Если объяснять более подробно, то Intel берет «вафли» 3D XPoint, проводит собственное тестирование и отбор чипов памяти, самостоятельно разрабатывает дизайн конечного устройства — создает контроллер SSD, разводку текстолита, прошивки; тестирует и валидирует конечное устройство, выводит его на рынок – вот это все скрывается под словами «Intel Optane».

Технология intel rapid storage — обзор

Технология хранения intel® rapidные и intel® optane™ные приложения…

Заключение

Подводя итог, напомню, что Optane Memory может использоваться как самостоятельный SSD, но это не основная модель использования. Вся магия происходит при его использовании как ускорителя для медленного жесткого диска (или даже SATA SSD) – сравнительно небольшое вложение денег может ускорить быстродействие системы в несколько раз на большинстве пользовательских нагрузок.

Это достигается за счет как аппаратной части (Optane Memory имеет ощутимо меньшие задержки доступа по сравнению с другими SSD на рынке, быстродействие на небольших очередях значительно выше альтернативных решений), так и программной – драйвер RST использует достаточно продвинутую логику для осуществления операций кэширования (и в этом отличие от предыдущей технологии – Intel Smart Response Technology).

Я очень заинтересован узнать мнение о продукте и решении в целом из комментариев – однако, хотелось бы избежать негатива во мнениях из-за непонимания работы решения или отсутствия опыта его использования. Если есть сомнения – лучше спросите, прежде чем пускаться в критику.

P.S. в следующей статье мы разберем серверный продукт на базе технологии 3D XPoint — Intel Optane SSD DC P4800X Series – вкупе с программным решением Intel Memory Drive Technology.

* Все тесты, указанные в этой статье, были проведены внутри Intel. Все тесты с Optane Memory были проведены на процессорах Intel Core 7-го поколения, тесты на глубину очереди с использованием процессора Intel Core 6-го поколения. Конфигурация системы, использованной для тестов: