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1、1英特尔迅盘技术深度解析第 1 页：导航：迅盘技术 突破性能极限不久前，Intel 发布新一代移动处理器平台，在这个新的平台中，最引人关注的不是全新的处理器、芯片组和无线网络，而是一项全新的技术迅盘。Intel 官方资料显示，最新移动处理器平台采用代号为 FRMT（Flash Response Memory Technology）的“Intel Turbo Memory”技术，中文名称为“迅盘”。迅盘、FRMT、NAND 、Robson 等等众多名称究竟是怎么个关系呢？本文将为您全面讲解。演示：迅盘技术使速度提升 2 倍目 录：第一章 硬件技术瓶颈 促使迅盘诞生P1.1：前言：技术瓶颈 推动闪
2、存发展P1.2：措施：微软在努力 可是收效甚微P1.3：英特尔：迅盘诞生 速度提升 2 倍第二章 迅盘技术的使用条件以及内部构造P2.1：迅盘：使用条件 BIOS、Vista 系统P2.2：迅盘：存储介质 NAND 高速闪存芯片P2.3：NAND：SLC 与 MLC 闪存内部架构P2.4：主控芯片：名为钻石湖的颗粒P2.5：JTAG：闪存内部与外部的链接方式第三章 10 余项测试验证迅盘技术的性能2- Vista 内部测试：迅盘未见效果- HDTune 和 PCMark 测试：性能曲线平滑- 系统启动时间：开启迅盘可省 44 秒- 商务办公测试：再不用怕打开大文件- 游戏读取测试：效果虽有，但
3、不明显第四章 总结：迅盘的未来发展之路第 2 页：前言：技术瓶颈 推动闪存发展 技术瓶颈：推动闪存发展硬盘的发展中，一直没有脱离“机电一体” 的 “阴影”。众所周知，主流电脑中机电一体的设备包括软驱，光驱和硬盘。软驱已经随着系统的飞速发展被淘汰；而光驱在不断增加介质容量的同时，转速也在不停的攀升，但是依旧不是系统瓶颈的所在。如今，技术的焦点已经转移到硬盘身上。相信每一位电脑的使用者都有过在使用大软件，或者在繁杂细碎的文件处理时听着硬盘嘎吱嘎吱的“ 叫唤” ，尽管当前 CPU 的运算速度已经达到了一个匪夷所思的程度，然而此时的用户也只能在硬盘灯狂闪的情况下等待系统缓慢的回应。在 CPU，显卡之流
4、的性能以几何速度攀升的时候，硬盘能做的也只是在尽量扩充自己的容量，可是这种扩充恰恰会让机电一体所带来的性能极限更加显现出来。3主流 2.5 英寸笔记本硬盘以目前来看硬盘的发展已经面临了两种极限：容量与速度。盘片是在铝制合金或者玻璃基层的超平滑表面上依次涂敷薄磁涂层、保护涂层和表面润滑剂等形成的。由于磁颗粒的单轴异向性和体积也不能一味地提高，它们受限于磁头能提供的写入场以及介质信噪比的限制。当磁颗粒的体积太小的时候，能影响其磁滞的因素就不仅仅是外部磁场了，些许的热量就会影响磁颗粒的磁滞（譬如室温下的热能），从而导致磁记录设备上的数据丢失，这种现象就是“超顺磁效应” 。如果说“超顺磁效应影响了硬盘
5、容量的发展，那么主轴电机的转速就是另一个罪魁祸首了。当前的硬盘主轴转速最高已经达到了15000rpm，受限于发热量与噪音的关系，其转速已经很难再提升了。在计算机快速发展的今天，传统的温彻斯特式硬盘已经逐渐成为了系统速度瓶颈的所在。有机械，就会有性能的上限，然而现在我们早已摸到了这个令人棘手的上限了！ 第 3 页：措施：微软在努力 可是收效甚微 微软：措施：微软在努力 可是收效甚微作为软件业的老大微软也感受到了这个棘手的问题，毕竟硬盘这个令人棘手的系统瓶颈，在对操作系统的发展方面也存在了极大的阻碍。所以这次在新推出的 Windows Vista 操作系统中加入了 Ready Boost 与 Re
6、ady Driver 两项新技术。4在传统的 Windows 操作系统中都会涉及到“ 虚拟内存”的问题。就是在物理内存不足以应对相关软件使用时，将内存中已被缓存的部分数据拷贝至硬盘，腾出相应的空间之后再对当前使用软件进行缓存。Ready Boost 文件夹“虚拟内存”技术虽然解决了物理内存不足的问题，不过如果在程序运行过程中对物理内存进行频繁的读写操作，而此时若物理内存再次告罄，则需要进行换页操作，随之而来的就是对硬盘的频繁读写，也就会造成当前应用程序缓慢。而 Ready Boost 技术允许用户将普通的闪存盘暂时充当为系统缓存来使用，借助非易失闪存快速读写的特性来加速系统及软件的运行。而 R
7、eady Driver 技术则是针对目前混合式硬盘 (Hybrid Hard Disk)而推出的。混合式硬盘就是在不完全淘汰传统的温彻斯特硬盘的基础上相应的在硬盘与 I/O 系统之间加入 “二级缓存模块”也就是为硬盘单独配置一套静态缓存，以降低硬盘的读写负担，加快系统整体运行速度。Ready Driver 便是对此进行软件上的支持及优化。5Ready Driver 工作示意图其实两者的技术特点相对差别不大，都是在硬盘与 I/O 系统之间架设一个新的缓存桥梁，用高速非易失性闪存来解决传统温彻斯特式硬盘所带来的性能极限。只是 Ready Boost 对闪存盘的要求过分苛刻，一般市面的闪存盘由于性能
8、低下，结果经常导致系统性能不升反降，而很多用户也不愿意总是把这类移动存储器长期外挂在机器上。混合式硬盘看上去很不错，可是这却会增加成本，造成浪费，因为在机械部分损坏的时候，闪存芯片却仍是完好的，反之则依然。对于硬盘厂商而言，他们更愿意去支持一种技术而不是去重新加入一种技术。第 4 页：英特尔：迅盘诞生 速度提升 2 倍 英特尔：迅盘诞生 速度提升 2 倍2007 年 5 月 9 日，我们又看到了这种瓶颈的一种解决方法。这天，英特尔携 Santa Rosa 走进了北京引擎俱乐部的会议厅，正式的发布了这款革命性的新一代迅驰平台。但这次与以往不同的是，在 CPU，芯片组，无线模块三位一体的迅驰平台上
9、又有了一个新增加的技术亮点，代号为 FRMT(Robson)的 Intel Turbo Memory 技术，中文名称为“ 迅盘” 。迅盘的产生是基于 NAND，这种非易失性闪存的。由于 NAND 闪存容量大，非易失性，体积小，功耗低等特点，英特尔开始考虑把高速 NAND 闪存架设到硬盘与系统 I/O 之间。与混合式硬盘不同的是，它将成一个单独的模块。这就是所谓的“迅盘”模块。演示：速度提升 2 倍6这次发布会上，英特尔的迅盘技术显得极为耀眼。该技术终于在软硬件之间找到了一个平衡点。前面已介绍过，迅盘是采用 NAND 闪存作为硬盘的高速缓存存储介质，以达到大幅度提高数据读写速度的目的。迅盘模块采
10、用的是闪存模块主控芯片设计方式，其中扩展卡包括一颗主控制芯片和以 NAND 闪存为基础的存储部分，其中主控制芯片针对数据的读写进行相应的控制，类似北桥芯片组中的内存控制器，NAND 芯片则作为数据的存放仓库，目前容量被限定在 128MB4GB 范围内。不过，越大的容量，可存储的数据越多，所达到的效果也就越好。迅盘模块更是将多块闪存芯片集成在一起，在获得高存储容量的同时还能达到和 Raid 0（磁盘阵列 0）相同的加速效果，使性能更上一层楼。迅盘模块既可以使用 Mini PCI-E 1接口也可以直接集成于主板之上，通过 PCI-E 总线与系统 I/O 控制器进行数据交换。迅盘中还有一个名为“ 智
11、能预存取 ”的技术，它能够判断出系统即将使用哪些数据，并预先把数据写入闪存芯片中，这样一来当启动操作系统或该应用程序时，CPU 将直接从 NAND 闪存中获取数据，再将其转入内存中。由于是高速闪存之间的数据传递，其读取速方式也变成了简单的电信号传输，省去了硬盘的机械动作，数据加载所需的时间自然大幅度降低，从而达到快速启动程序的目的。第 5 页：迅盘：使用条件 BIOS、Vista 系统 迅盘的使用条件：BIOS、Vista 系统“迅盘”的使用条件也相对比较苛刻，首先南桥芯片要求为迅驰平台所特有的 ICH8M 南桥；支持 SATA 接口的硬盘，并且在 BIOS 中也不能将其设置成 PATA 兼容
12、模式，否则在操作系统中的 “Intel Turbo Memory”控制台将不能打开。7BIOS 相关设置项（点击放大)从该图可以看出，“迅盘 ”技术必须伴随 SATA 中的 AHCI 技术。所以很自然的该技术选项也成为了迅盘的“开关”。当然直接将 SATA 模式改为 PATA 模式也可以达到关闭 “迅盘” 的目的。BIOS 关闭情况下，“Intel Turbo Memory”控制台从上图可以看出，如果在 BIOS 关闭的情况下，“Intel Turbo Memory”控制台中相关设置均为灰色的非可选状态。 8“Intel Turbo Memory”控制台中开启“迅盘”由于“迅盘”技术需要 Wi
13、ndows Vista 中 Ready Boost 与 Ready Drive 的支持，所以操作系统方面也被限定为 Windows Vista。并且在使用的时候记得将“Intel Turbo Memory”控制台中关于 Ready Boost 与 Ready Drive 的选项打开哦！第 6 页：迅盘：存储介质 NAND 高速闪存芯片 迅盘的组成部分：NAND 高速闪存本节中我们将为您介绍迅盘的存储介质NAND 高速闪存模块。提到高速闪存模块，就要从闪存模块的种类谈起。闪存的种类：NOR 与 NAND一般高速闪存模块分为两种规格，NOR Flash 和 NAND Flash，它们均为非易失性闪
14、存模块。NOR 又称 Code Flash，有些类似于 DRAM。它以存储程序代码为主，所以可以让微处理器直接读取，但晶片容量较低，主流容量为 512MB。而 NAND 闪存则更像硬盘，它以存储数据为主，故又称 Data Flash。它的特点是晶片容量大，目前主流容量分为 512MB、1GB、2GB 等。二者最大的区别在于读写速度，NAND 闪存写入与清除资料的速度远快于 NOR，但是 NOR 闪存在读取资料的速度则快于 NAND 规格。NAND 多应用在小型机，以储存资料为主，NOR 规格则多应用在通讯产品中，如手机。9NAND 闪存颗粒Intel 于 1988 年首先开发出 NOR Fla
15、sh 技术，彻底改变了原先由 EPROM 和 EEPROM 一统天下的局面。随后，1989 年，东芝公司发表了 NAND Flash 结构，强调降低每比特的成本，更高的性能，并且象磁盘一样可以通过接口轻松升级。在近 20 年的时间里，这两种类型的闪存技术被广泛应用到手机市场、数码相机市场以及移动存储市场。如今，随着科学技术的不断扩大，NOR 和 NAND 闪存也得到了进一步提升。新版的 NOR 闪存接口将使用 133MHz 甚至更高的频率，而且它将被用于 3G 以及 UMTS 手机。而 NAND 由于写入速度较快，加上功耗低开始逐渐被用于 PC。至此，闪存技术解决方案开始衍变为一个不断变化的多
16、应用需要，日益多元化的需求的更有效解决办法。当然，由于本文主要讲述 NAND，因此，被用于移动通信平台的 NOR 在此就不做过多介绍了。第 7 页：NAND：SLC 与 MLC 闪存内部架构 NAND 闪存的三种架构：MLC、SLC 、MBC我们先来看看 NAND 闪存的内部架构。NAND 闪存可以分为三种不同架构，即：单层单元 SLC （Single Level Cell）；多层单元 MLC（Multi Level Cell）；多位单元 MBC（Multi Bit Cell）。其中，MBC 以 NROM 技术为基础的 NAND 闪存架构，由英飞凌与Saifun 合作开发，但该项架构技术并不成熟。采 SLC 架构是在每个 Cell 中存储 1 个 bit 的信息，以达到其稳定、读写速度快等特点， Cell 可擦写次数为 10 万次左右。作为 SLC 架构，其也有很大的缺点，就是面积容量相对比较小，并且由于技术限制，基本上很难再向前发展了。10SLC 和
