เจาะลึกเทคโนโลยีล่าสุด ฮาร์ดดิสก์ ผสมแฟลชเมมโมรี่

ฮาร์ดดิสก์ในเร็ววันนี้ แต่มันก็จะเป็นส่วนสำคัญส่วนหนึ่งของการใช้งาน ก่อนที่เวลานั้นจะมาถึง James Morris ขออธิบายให้เราฟัง

ฮาร์ดดิสก์ได้ใช้ชีวิตอยู่ร่วมกับเรามา นานเกินกว่าที่ คุณจะนึกภาพออก การนำเอาวัสดุมาใช้เป็นวัตถุดิบครั้งแรกนั้นเริ่มต้นในช่วงยุค 1950 และรูปแบบ IBM Winchester ซึ่งเป็นรูปแบบที่เราใช้กันอยู่ในทุกวันนี้ ได้กำเนิดขึ้นในปี 1973 นับตั้งแต่วันนั้นเกจิอาจารย์ทั้งหลายได้ทำนายวันสิ้นชะตาของฮาร์ดดิสก์อยู่ หลายครั้ง ด้วยการเพิ่มขึ้นของจำนวนหน่วยความจำแบบแฟลช (Flash memory) ในอุปกรณ์แบบพกพาทั้งหลาย ซึ่งทำให้มีราคาถูกลงกว่าเดิม เป็นเรื่องที่คาดการณ์กันไว้ว่าแหล่งเก็บข้อมูลแบบ Solid State Disk (SSD) จะมาแทนที่แหล่งเก็บข้อมูลแบบจักรกล-กลไกในเร็ววันนี้แน่นอน แต่ในขณะที่เรายังไม่พบสัญญาณใดๆ ส่อถึงเหตุการณ์ดังกล่าวนั้น มีเทคโนโลยีแบบใหม่กำลังก่อตัวอยู่ ซึ่งเป็นการใช้หน่วยความจำแบบแฟลชเป็นอุปกรณ์สำคัญชิ้นหนึ่งในการเก็บข้อมูล ของเครื่องพีซี

Samsung และ Seagate ได้ออกไดรฟ์ลูกผสมมาแล้ว ซึ่งมีหน่วยความจำแบบแฟลชติดตั้งเป็นบัฟเฟอร์ลงไปบนฮาร์ดดิสก์มาตรฐาน

เวลาการขับเคลื่อน
เทคโนโลยี ของฮาร์ดดิสก์ถูกหลอกหลอนด้วยปรากฏการณ์ที่เรียกว่า Superparamagnetic ซึ่งเป็นสิ่งที่มากำหนดขนาดของอณูหรือขั้วอำนาจแม่เหล็กบนพื้นที่ฮาร์ดดิสก์ นั้นๆ เมื่อขนาดดังกล่าวเล็กลงกว่าที่มันควรจะเป็น อุณหภูมิจะเพิ่มมากขึ้นจนสามารถเบี่ยงเบนขั้วแม่เหล็กบนจานดิสก์ให้ผิดไปได้ ซึ่งสิ่งนี้ทำให้ฮาร์ดดิสก์นั้นเกิดความไร้เสถียรภาพ เมื่อวันเวลาผ่านไป ปรากฏการณ์ Superparamagnetic ก็ชะลอตัวลงเนื่องจากการพัฒนาวิธีการอ่านเขียนข้อมูลในแนวดิ่ง (perpendicular) ซึ่งเอื้อให้ขนาดของอณูอำนาจแม่เหล็กนั้นมีขนาดใหญ่ขึ้นและใส่บนไปบนพื้นผิว ของฮาร์ดดิสก์ในแนวตั้ง หากเป็นการอ่านเขียนข้อมูลในแนวนอนธรรมดา อณูจะวางเรียงตัวกันไปในแนวนั้น ซึ่งกินพื้นที่มากขึ้น อย่างไรก็ตาม ในระยะยาวแล้ว การอ่านเขียนในแนวดิ่งเป็นเพียงแค่วิธีการเยื้อวันตายของฮาร์ดดิสก์ไปเท่า นั้นเอง

หน่วยความจำแบบแฟลชนั้นใช้พลังงานน้อยกว่าจานดิสก์ แบบกลไก ฮาร์ดดิสก์ขนาด 2.5 นิ้ว 5K160 ของ Hitachi สิ้นพลังงานเพียงแค่ 1.8W ขณะอ่านและเขียน และ 0.8W ขณะที่ไม่ได้ทำงานใดๆ ในทางกลับกัน ไดรฟ์แบบ SSD ของ Samsung ซึ่งใช้หน่วยความจำแฟลชใช้กำลังไฟเพียงแค่ 0.5W สำหรับการอ่านและเขียน และสุดแสนเล็กน้อยจนแทบจะมาตรมิได้เพียง 0.01W ขณะที่ไม่ได้ทำงานใดๆ

รู้จักกับ ROBSON เทคโนโลยี Robson ของ Intel จับเอาหน่วยความจำแบบแฟลชเชื่อมตรงกับเมนบอร์ด ผ่านสล็อต PCI Express ตรงไปส่วนชิปเซต Southbridge

นอก เหนือไปจากนั้น หน่วยความจำแบบแฟลชใช้เวลาการเข้าถึงข้อมูลน้อยกว่าฮาร์ดดิสก์ Western Digital Raptor X ความเร็ว 10,000rpm ซึ่งเป็นฮาร์ดดิสก์ SATA ที่เร็วที่สุดในปัจจุบันนี้ ใช้เวลาในการเข้าถึงข้อมูลราวๆ 8ms แต่หน่วยความจำแบบแฟลชใช้เวลาการเข้าถึงข้อมูลต่ำกว่า 100 ไมโครวินาที ซึ่งเร็วกว่าราวๆ 100 เท่าตัว ผลลัพธ์ที่ได้ก็คือ ฮาร์ดดิสก์แบบแฟลชนั้นให้ความเร็วในการใช้งานทั่วไปอย่างน้อยก็เร็วกกว่า ฮาร์ดดิสก์แบบธรรมดาถึง 25-50%

ข้อเสียของหน่วยความจำแบบแฟลชก็คือ ความจุข้อมูลยังคงน้อยอยู่ในเวลานี้ และมันก็มีราคาแพงเป็นอย่างมาก ไดรฟ์แบบ SSD ที่มีวางขายอยู่ในเวลานี้ก็คือ PQI ขนาด 2.5 นิ้ว DiskOnModule ความจุ 64GB ไดรฟ์ SSD ส่วนใหญ่นั้นมีความจุ 32GB หรือน้อยกว่า ด้วยราคา 93,500 บาท ซึ่งแพงกว่าฮาร์ดดิสก์แบบจานแม่เหล็กในความจุเท่าๆ กันถึง 25 เท่าตัว ไดรฟ์ SSD ยังคงไม่สามารถเอาชนะฮาร์ดดิสก์แบบจานแม่เหล็กได้ในเรื่องความเร็วการส่ง ข้อมูล Samsung กล่าวว่าไดรฟ์ SSD ของพวกเขานั้นให้ความเร็ว 57MB/วินาที ซึ่งก็แค่เร็วพอๆ กับฮาร์ดดิสก์ 2.5 นิ้วสำหรับโน้ตบุ๊ค แต่ช้ากว่าฮาร์ดดิสก์ SATA ขนาด 3.5 นิ้ว 7,200rpm ทั่วไปถึง 10MB/วินาที อย่างไรก็ตาม ความเร็วในการเขียนข้อมูลยิ่งแย่กว่า เพียง 32MB/วินาที

จับใส่ให้ลงตัว
ไดรฟ์ แบบ SSD มีทั้งข้อดีและข้อเสียเมื่อเทียบกับฮาร์ดดิสก์แบบกลไก ซึ่งทำให้เกิดแนวคิดแบบใหม่ขึ้นมาว่า ทำไมเราไม่ใช้ทั้งสองแบบในเวลาเดียวกันล่ะ Samsung เป็นบริษัทรายแรกที่แถลงแนวคิดดังกล่าวและได้อธิบายเรื่องราวของ Hybrid Hard Disk (HHD) เมื่อปีที่แล้ว วิธีการก็คือการจับใช้หน่วยความจำแฟลช Samsung OneNAND 128MB ลงไปบนฮาร์ดดิสก์แบบปกติ หน่วยความจำแฟลชนั้นถูกใช้เป็นบัฟเฟอร์ เอาไว้ใช้เก็บข้อมูลสำหรับเขียนลงดิสก์จนกว่ามันจะเต็ม และจากนั้นข้อมูลก็จะถูกเขียนลงฮาร์ดดิสก์ ด้วยวิธีการเช่นนี้ ณ ความเร็วสูง ฮาร์ดดิสก์สามารถอยู่ในสถานะไม่ทำงานใดๆ หรือ Sleep Mode ได้นานมากขึ้นกว่าเดิม Samsung อ้างว่าสิ่งนี้จะช่วยลดการบริโภคพลังงานลงราวๆ 9% ทางด้าน Seagate Momentus 5400 PSD ก็ใช้หลักการคล้ายๆ กัน แต่ว่ามีจำนวนหน่วยความจำแฟลชมากกว่าถึงสองเท่า (256MB) Seagate ใส่ความจำมากกว่าซึ่งทำให้การบริโภคพลังงานน้อยลงกว่าเป็นเท่าตัว

เมื่อ หน่วยความจำแบบแฟลชสามารถเก็บข้อมูลได้โดยไม่ต้องใช้พลังงาน มันจึงเป็นแหล่งที่ดีสำหรับการเก็บไฟล์ Hibernation (คือโหมดปิดเครื่องลักษณะหนึ่ง) Seagate แจ้งว่าเทคโนโลยีของพวกเขาสามารถทำให้เครื่องกลับมาสู่สถานะการทำงานปกติ ด้วยความเร็วมากกว่าเดิม 20% การใช้หน่วยความจำแฟลชเป็นบัฟเฟอร์สามารถยืดอายุการใช้งานของไดรฟ์ได้ เพราะโดยปกติแล้วอายุการใช้งานของฮาร์ดดิสก์จะถูกนับด้วยจำนวนชั่วโมงการใช้ งานสูงสุดที่ทำได้ (Mean time before failure)

Samsung ได้สร้างแหล่งเก็บข้อมูลแบบ Solid State ซึ่งใช้หน่วยความจำแบบแฟลช ที่มีความจุสูงถึง 32GB

นอก เหนือไปจากการที่ Samsung เป็นรายแรกที่แถลงเทคโนโลยี HHD มันก็ยังเป็นการพัฒนาร่วมกับ Microsoft ด้วย อันที่จริงเทคโนโลยีสองตัวใน Windows Vista จะใช้ประโยชน์จากตรงนี้ ReadyDrive คือคุณสมบัติการรองรับ Hybrid drive ใน Windows Vista และไดรเวอร์คือสิ่งจำเป็นที่จะจัดการการทำงานของไดรฟ์ดังกล่าว อย่างไรก็ดี Microsoft ได้พัฒนาไปสู่สิ่งที่เหนือความคาดหมายในทำนองของลูกผสม ด้วยความแพร่หลายของ USB แฟลชไดรฟ์ Windows Vista มาพร้อมกับ ReadyBoost ซึ่งใครๆ ก็สามารถใช้งานได้ทันที แทนที่จะต้องมีหน่วยความจำแฟลชติดลงไปกับตัวฮาร์ดดิสก์ ReadyBoost สามารถให้คุณใช้แฟลชไดรฟ์ทั่วไปได้ทันที ในเดือนกรกฎาคม Samsung ได้ออกไดรฟ์ 4GB ATA SSD ซึ่งตั้งเป้าไว้ใช้กับ ReadyBoost โดยเฉพาะ

บาง ทีรูปแบบของแนวคิดลูกผสมดังกล่าวอีกอย่างหนึ่งที่เป็นไปได้ในทาง ปฏิบัติมากกว่าใครอื่นก็คือแนวคิดจาก Intel ที่เรียกว่า Robson แทนที่จะต้องมุ่งพึ่งพาการใช้ฮาร์ดดิสก์หรือหน่วยความจำแฟลชของบริษัทอื่นใด มาร่วมทำงานด้วยกัน Robson ใช้การจัดวางลงไปตรงๆ บนเมนบอร์ดเลย เชื่อมต่อกับส่วน Southbridge ผ่าน PCI Express ด้วยวิธีเช่นนั้น ฮาร์ดดิสก์ใดๆ ก็สามารถใช้งานร่วมกันได้ ทำให้คุณไม่จำเป็นต้องกังวลเรื่องความเข้ากันได้ของอุปกรณ์

ประโยชน์ ของ ReadyDrive ก็คือเรื่องของการบริโภคพลังงาน ดังนั้นมันก็จะมุ่งไปที่ตลาดเครื่องคอมพิวเตอร์แบบพกพา แต่ด้วยระบบ ReadyBoost พร้อมความจุ 4GB ให้ใช้กันแล้วในวันนี้ แนวคิดลูกผสมดังกล่าวก็ดูเหมือนว่าจะนิรนัยให้ประจักษ์แล้วว่าเครื่องเดสก์ ท็อปก็รับอานิสงส์ด้วยไม่ต่างกัน ดังนั้น กว่า SSD จะมาแทนที่ HDD นั้นคงต้องถูกทำนายว่าเป็นเวลาอีกยาวนั้น และที่เกิดขึ้นในเวลานี้ก็คือการเข้ามามีส่วนร่วมกับวิถีใช้งานสามัญของเรา ด้วยกายลักษณ์ในบริบทที่ล้ำกว่าที่เราคิดไว้ตอนแรก