Wstęp
Przywykliśmy, że w nowoczesnym komputerze niektóre komponenty trzeba wymieniać w zasadzie cyklicznie. Takim jaskrawym przykładem są karty graficzne. Aby pozostać na topie, w zasadzie trzeba ją wymieniać do pół roku. Drugim dość często wymienianym elementem jest procesor. Co prawda podmiany nie wykonuje się tak często jak w przypadku karty graficznej, niemniej raz w roku wypadało by go zmienić. Przywykliśmy, że nowe generacje tych produktów oferują nam wzrost wydajności na poziomie co najmniej kilkunastu procent. Jest jednak w naszym komputerze element, który rozwija się stosunkowo wolny. Chodzi oczywiście o dysk twardy.
Uruchomienie Windows XP w 6 sekund z iRAM.
W trzeciej sekundzie filmu zaczyna się ładować system. W dziewiątej (czyli po 6s) jest już gotowy.
O ile zakup topowego procesora w połączeniu z topową kartą graficzną daje nam spokój na pewien okres czasu. To dysk twardy, niezależnie od tego jaki model byśmy nie wybrali. Zawsze jest za wolny, lub po prostu za mały. Nawet kupno najwydajniejszego na rynku modelu nie gwarantuje sukcesu. Gry nadal ładują się na nim koszmarnie długo, a system wstaje ponad minutę. Czy możemy coś z tym zrobić? Oczywiście możemy połączyć je w RAID. Niemniej takie rozwiązanie często bywa kłopotliwe. Potrzebujemy kilku dysków twardych oraz dedykowanego kontrolera. Co prawda na horyzoncie pojawiają się już dyski SSD, niemniej te nadal trapi kilka chorób wieku dziecięcego. Bardzo wolny zapis małych bloków danych to jedna z największych bolączek tego rodzaju rozwiązań.
Cały czas brakuje czegoś przełomowego, czegoś co podniesie poprzeczne wydajności nie o 10%, nie o 100% albo np. o 1000x. Czy w ogóle jest na to szansa? Okazuje się, że tak. Jeden z czołowych producentów płyt głównych na świecie wziął sprawę we własne ręce i wprowadził na rynek produkt przełomowy. Mówię tutaj o Gigabyte i-RAM, czyli karcie która pozwala wykorzystać jako dysk twardy pamięci używanej jako RAM komputera. Żeby było śmieszniej, zrobili to już blisko trzy lata temu, ale ich produkt przeszedł w zasadzie bez echa. Dlaczego?
Pomysł można powiedzieć genialny. Weźmy najwolniejsze masowo dostępne pamięci RAM, i jeśli uda się je zatrudnić do pracy jako dysk twardy, to uzyskamy urządzenie, które przynajmniej potencjalnie jest o kilka rzędów wielkości szybsze od dowolnego dysku twardego. i-RAM został wprowadzony na rynek w 2005 roku. Królowały wtedy pamięci DDR1, a ich najwolniejsza odmiana taktowana zegarem 100MHz (200MHz DDR) oferowała przepustowość na poziomie 1600MB/s, a czas dostępu rzędu 5ns. Z punktu widzenia pamięci nie są to rewelacyjne osiągi, jeśli jednak RAM zaczniemy rozpatrywać w kryteriach dysku twardego, to okazuje się że kostka DDR1 200MHz potrafi czytać i pisać dane 12x szybciej niż najszybszy dostępny obecnie dysk twardy, natomiast czas dostępu do danych jest ponad 10000x mniejszy(!). Dzięki tak niskiemu czasowi dostępu, ram jako nośnik danych będzie w stanie wykonać gigantyczną ilość operacji I/O na sekundę. Dla przykładu. Topowe dyski twarde osiągają około 300 - 350 IO/s. Najlepsze dyski SSD 3000 - 3500 IO/s. Natomiast ram jest w stanie osiągnąć bez problemu 50000 IO/s. Co to oznacza w praktyce? Ano tytułowe 6 sekund do pulpitu systemu operacyjnego.
Tyle teorii, czas przejść do praktyki. i-RAM, to stosunkowo proste urządzenie wykonane w postaci karty PCI, z czterema kątowymi gniazdami na pamięć DDR1 oraz akumulatorem służącym do podtrzymywania zawartości pamięci po odcięciu zasilania. Port PCI służy tylko i wyłącznie do zasilania karty, natomiast transmisja danych odbywa się przez klasyczny porta SATA1. Trzeba bowiem pamiętać, że pamięć RAM w odróżnieniu od Flash potrzebuje zasilania do utrzymania zawartości. Gdy komputer jest włączony, problemu oczywiście nie ma żadnego. Gdy komputer jest wyłączony, zasilacz nadal podaje na niektóre komponenty napięcie z potencjału +5V SB (StandBy). Min. na sloty PCI. Dzięki temu zawartość pamięci na pokładzie i-RAM nie zanika. Problem pojawia się, gdy całkowicie odłączymy komputer od zasilania wyciągając wtyczkę z gniazda sieciowego lub po prostu wymontujemy kartę z komputera. W tym miejscu przydaje się wbudowany akumulator. Gdy jest w pełni naładowany będzie w stanie podtrzymać zawartość pamięci przez około 16 godzin. Po tym czasie dane zawarte w pamięci ulegną bezpowrotnemu utraceniu.
Gigabyte dołącza do swojego urządzenia prosty program, który pozwala wykonać pełną kopię zapasową danych zawartych w pamięci. Aplikacja nie operuje na plikach, tylko tworzy obraz całego urządzenia. Ma to swoje wady i zalety. W ten sposób możemy zrobić np. kopię partycji systemowej, ale tak wykonany backup można odtworzyć tylko w całości. Nie można wyciągnąć poszczególnych plików. Całe szczęście aplikacja działa także w trybie DOS, przez co nie trzeba mieć dostępu do systemu operacyjnego aby wykonać albo odtworzyć kopię zapasową. Przejedzmy do testów wydajności.
Platforma testowa
Wszelkie testy zostały wykonane na poniższej platformie testowej:
- Obudowa: Chieftec Aegis
- Zasilacz: Chieftec 850W
- Płyta główna: MSI X48 Platinum
- Procesor: Intel Core2 Duo E7300
- Pamięć RAM: 2GB Corsair DDR3 1333MHz
- Dysk Twardy: Seagate Barracuda 7200.11 250GB
Na platformie testowej zainstalowałem Windows Vista Ultimate w wersji 32Bitowej z dodatkiem Service Pack 1 oraz wszystkie dostępne na dzień testów aktualizacje. System był zainstalowany na niezależnym dysku twardym, który nie brał udziału w teście. Na tak przygotowanej platformie uruchomiłem następujące aplikacje testowe:
- HDTune v2.54
- HDTach v3.0.4.0
- SiSoft Sandra XII SP1 v13.12
- ATTO Disk Benchmark v2.41
Oto przykładowe zrzuty ekranów z aplikacji testowych:
W przypadku HDTach interesują nas następujące podawane parametry: Czas dostępu (Random access). Wynik wyrażany w milisekundach, im mniej tym lepiej. Obciążenie procesora (CPU Utilization). Wynik wyrażany w procentach, im mniej tym lepiej. Średnia prędkość odczytu (Average read). Wynik wyrażany w megabajtach na sekundę, im więcej tym lepiej. Przepustowość interfejsu (Burst speed). Wyrażany w megabajtach na sekundę, im więcej, tym lepiej.
W przypadku HDTube interesują nas następujące podawane paramtry: Prędkość odczytu: minimalna, maksymalna oraz średnia (Transfer Rate: Minimum, Maximum. Average). Wynik wyrażany w megabajtach na sekundę, im więcej tym lepiej. Czas dostępu (Access Time). Wynik wyrażany w milisekundach, im mniej tym lepiej. Przepustowość interfejsu (Burst Rate) Wynik wyrażany w megabajtach na sekundę, im więcej tym lepiej. Obciążenie procesora (CPU Usage). Wynik wyrażany w procentach, im mniej tym lepiej.
W przypadku SiSoft Sandra uruchamiamy test File Systems. Interesują nas następujące wyniki cząstkowe: Odczyt buforowany (Buffered Read), Odczyt sekwencyjny (Sequential Read), Odczyt losowy (Random Read), Zapis buforowany (Buffered Write), Zapis sekwencyjny (Sequential Write), Zapis losowy (Random Write). Wszystkie wyrażane w megabajtach na sekundę, im więcej tym lepiej. Dodatkowo interesuje nas czas dostępu (Access Time) wyrażany w milisekundach, im mniej tym lepiej.
Testy: ATTO zapis
ATTO jasno pokazuje nam, że i-RAM bardzo mocno ograniczony jest wydajnością zastosowane interfejsu danych. SATA 1 oferuje realną przepustowość na poziomie około 135MB/s i więcej się po prostu nie da przepchnąć.
Wygląda też na to, że teorią swoje a w praniu wychodzi zupełnie coś innego. Teoretycznie i-RAM powinien powalać wydajnością przy zapisie małych bloków, tymczasem testowany wcześniej SSD Intela jest szybszy w pierwszych kilku testach. Fakt, że różnice nie są duże, ale jednak. Dopiero przy bloku 8 kB i więcej SSD Intela został w tyle. Natomiast przy odczycie Intel nie miał sobie równych. Dzieje się tak głównie za sprawą szybszego interfejsu danych.
Testy: ATTO odczyt
Testy: Sandra
Sandra pokazuje wyraźną przewagę i-RAM podczas zapisu nad wszystkim, co testowaliśmy do tej pory. Warto zwrócić uwagę, że niezależnie od tego czy zapis jest losowy, sekwencyjny czy buforowany wyniki są niemal identyczne. Do pokazuje potęgę tego urządzenia. Podobnie sprawa się ma przy odczycie, niemniej tutaj za sprawą szybszego Interfejsu szybszy jest SSD Intela.
Testy: HD Tach
HDTach nie pokazuje niczego zaskakującego. Wykres to niemal płaska linia na poziomie 127MB/s. Na wykresie SSD Intela jest podobnie, z tym że tak poprzeczka widnieje przy 220MB/s. Po raz kolejny za sprawą interfejsu SATA 2.
Testy: HD Tune
Podobnie jak w HDTach, HDTune na wykresie pokazuje nam płaską linię przy odczycie danych. i-RAM jest w stanie przesyłać dane absolutnie równo bez żadnych spowolnień.
Wrażenia z pracy. Wady i podsumowanie
Testy syntetyczne nie są w stanie oddać tego, co tak na prawdę można odczuć podczas pracy na aplikacjach zainstalowanych na i-RAM. Pomimo, że na niektórych testach i-RAM przegrywa z SDD Intela, to podczas pracy wrażenia są dokładnie odwrotne. Zerknijcie na filmik pokazujący czas startu Windows XP. Jest to nieco ponad 6s (!). Aplikacje startują z prędkością światła, niezależnie od tego co byśmy uruchamiali. Dzięki temu ma się wrażenie, że komputer pracuje wielokrotnie szybciej. Tego nie da nam ani nowa karta graficzna, ani wydajniejszy procesor. Niestety żaden słupek nie jest w stanie oddać tego wrażenia, trzeba to po prostu zobaczyć na własne oczy. Wszyscy, którym pokazywaliśmy jak pracuje komputer z i-RAMem w środku dosłownie zostawiali szczękę na podłodze :) Żeby nie było zbyt różowo, niestety muszę wspomnieć o jednym dość istotnym problemie jaki wystąpił podczas testów. Otóż i-RAM jest bardzo wrażliwy na chipset płyty głównej z jakim pracuje. Testy na płycie głównej z chipsetem X48 przebiegły bez najmniejszych problemów, natomiast na płycie z chipsetem AMD 790FX i-RAM gubił partycję po wyłączeniu zasilania. Dopółki komputer był włączony, wszystko działało wyśmienicie. Być może był to odosobniony problem tego konkretnego egzemplarza płyty głównej, niestety jako że i-RAM był w redakcji dosłownie kilkanaście godzin nie udało mi się tego ostatecznie ustalić. Oczywiście trudno też na takiej podstawie wyciągać jakiekolwiek wnioski. Ot, uważam że należy o tym wspomnieć.
Wady i Podsumowanie.
i-RAM oczywiście nie jest pozbawiony wad. Pierwszą i chyba największą wadą tego urządzenia jest mocno ograniczona pojemność, jaką można uzyskać przy jego pomocy. Cztery gniazda pamięci można obsadzić kostkami o pojemności maksymalnie 1GB, co daję łącznie raptem 4GB. To bardzo mało. Za mało, żeby zainstalować większość gier, za mało żeby zainstalować Viste. Oczywiście można połączyć kilka sztuk w RAID-0, co zwiększy dostępną pojemność, jednak instalacja więcej niż 4 egzemplarzy w jednym komputerze może stworzyć nie lada problem. Na dzisiejszych płytach głównych ciężko znaleźć odpowiednią ilość wolnych portów PCI. Ten problem można niemal całkowicie wyeliminować stosując i-RAM BOX, który instalowany jest w zatoce 5.25'' zamiast slotu PCI. Pozostaje jednak inna kwestia, ceny. W najlepszym wypadku 4GB pamięci do i-RAMa kosztuje około 300zł. Do tego należy doliczyć cenę urządzenia, które gdyby było dystrybuowane w Polsce kosztowało by około 400-500 zł. Zatem oscylujemy w granicach około 200zł za 1GB powierzchni! To bardzo dużo. Niemniej w niektórych bardzo specyficznych zastosowaniach, może się opłacać. Cena jest głównym czynnikiem ograniczającym popularyzację tego typu urządzeń.
podziękowania dla firmy Komputronik za wypożczyenie kart do testów
