हाइब्रिड ड्राइव

कम्प्यूटिंग में, एक हाइब्रिड ड्राइव (सॉलिड स्टेट हाइब्रिड ड्राइव - SSHD) एक तार्किक या भौतिक डेटा स्टोरेज डिवाइस है जो उच्च क्षमता वाली हार्ड डिस्क ड्राइव (HDD) के साथ ठोस राज्य ड्राइव (SSD) जैसे तेज़ स्टोरेज माध्यम को जोड़ती है। इरादा एसएसडी की कुछ गति को पारंपरिक एचडीडी की लागत प्रभावी भंडारण क्षमता में जोड़ना है। हाइब्रिड ड्राइव में SSD का उद्देश्य HDD पर संग्रहीत डेटा के लिए कैश के रूप में कार्य करना है, जिससे तेज SSD ड्राइव पर सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले डेटा की प्रतियां रखकर समग्र प्रदर्शन में सुधार होता है।

हाइब्रिड ड्राइव को लागू करने के लिए दो मुख्य कॉन्फ़िगरेशन हैं: डुअल-ड्राइव हाइब्रिड सिस्टम और सॉलिड-स्टेट हाइब्रिड ड्राइव। डुअल-ड्राइव हाइब्रिड सिस्टम में, एक ही कंप्यूटर में शारीरिक रूप से अलग SSD और HDD डिवाइस इंस्टॉल किए जाते हैं, जिसमें डेटा प्लेसमेंट ऑप्टिमाइज़ेशन या तो मैन्युअल रूप से अंतिम उपयोगकर्ता द्वारा किया जाता है, या स्वचालित रूप से हाइब्रिड लॉजिकल डिवाइस के निर्माण के माध्यम से ऑपरेटिंग सिस्टम द्वारा किया जाता है। सॉलिड-स्टेट हाइब्रिड ड्राइव में, SSD और HDD कार्यप्रणाली हार्डवेयर के एक टुकड़े में निर्मित होती हैं, जहाँ डेटा प्लेसमेंट ऑप्टिमाइज़ेशन या तो पूरी तरह से डिवाइस (स्व-अनुकूलित मोड) द्वारा किया जाता है, या ऑपरेटिंग सिस्टम (होस्ट-) द्वारा दिए गए प्लेसमेंट संकेतों के माध्यम से किया जाता है। संकेत मोड)।

प्रकार
दो मुख्य हाइब्रिड स्टोरेज प्रौद्योगिकियां हैं जो एचडीडी तकनीक के साथ फ्लैश मेमोरी या एसएसडी को जोड़ती हैं: डुअल-ड्राइव हाइब्रिड सिस्टम और सॉलिड-स्टेट हाइब्रिड ड्राइव।

ड्युअल-ड्राइव हाइब्रिड सिस्टम
डुअल-ड्राइव हाइब्रिड सिस्टम एक ही कंप्यूटर में स्थापित अलग-अलग एसएसडी और एचडीडी उपकरणों के उपयोग को जोड़ती है। प्रदर्शन अनुकूलन को तीन तरीकों में से एक में प्रबंधित किया जाता है:


 * 1) कंप्यूटर उपयोगकर्ता द्वारा, जो मैन्युअल रूप से अधिक बार एक्सेस किए गए डेटा को तेज ड्राइव पर रखता है।
 * 2) कंप्यूटर के ऑपरेटिंग सिस्टम सॉफ़्टवेयर द्वारा, जो SSD और HDD को एक ही हाइब्रिड वॉल्यूम में जोड़ता है, अंतिम उपयोगकर्ता को एक आसान अनुभव प्रदान करता है। ऑपरेटिंग सिस्टम में हाइब्रिड वॉल्यूम कार्यान्वयन के उदाहरण ZFS के हाइब्रिड स्टोरेज पूल हैं, Linux पर bcache और dm-cache, इंटेल का हिस्टोर और Apple Inc. की फ्यूजन ड्राइव, और अन्य लॉजिकल वॉल्यूम प्रबंधन आधारित कार्यान्वयन ओएस एक्स पर।
 * 3) अलग-अलग स्टोरेज ड्राइव के लिए बाहरी चिपसेट द्वारा। एक उदाहरण फ्लैश कैश मॉड्यूल (FCMs) का उपयोग है। होस्ट सॉफ़्टवेयर, डिवाइस ड्राइवर्स, या दोनों के संयोजन के माध्यम से प्रदर्शन अनुकूलन का प्रबंधन करते समय, FCM अलग-अलग SSD (आमतौर पर एक mSATA SSD मॉड्यूल) और HDD घटकों के उपयोग को जोड़ती है। एक उदाहरण इंटेल स्मार्ट रिस्पांस टेक्नोलॉजी (एसआरटी) है, जिसे कुछ इंटेल चिपसेट और इंटेल स्टोरेज ड्राइवरों के संयोजन के माध्यम से कार्यान्वित किया जाता है, आज एफसीएम हाइब्रिड सिस्टम का सबसे आम कार्यान्वयन है। SSHD सिस्टम से इस दोहरे ड्राइव सिस्टम को क्या अलग करता है कि प्रत्येक ड्राइव वांछित होने पर ऑपरेटिंग सिस्टम द्वारा स्वतंत्र रूप से संबोधित करने की क्षमता को बनाए रखता है।

सॉलिड-स्टेट हाइब्रिड ड्राइव
सॉलिड-स्टेट हाइब्रिड ड्राइव (प्रथमाक्षर 'एसएसएचडी' द्वारा भी जाना जाता है)) उन उत्पादों को संदर्भित करता है जो हार्ड डिस्क ड्राइव (HDD) में महत्वपूर्ण मात्रा में NAND फ्लैश मेमोरी को शामिल करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एक एकल, एकीकृत डिवाइस होता है। SSHD शब्द अधिक सामान्य हाइब्रिड ड्राइव की तुलना में अधिक सटीक शब्द है, जिसका उपयोग पहले SSHD उपकरणों और सॉलिड-स्टेट ड्राइव (SSDs) और हार्ड डिस्क ड्राइव के गैर-एकीकृत संयोजनों का वर्णन करने के लिए किया गया है। एसएसएचडी के पीछे मौलिक डिजाइन सिद्धांत डेटा तत्वों की पहचान करना है जो प्रदर्शन (अक्सर एक्सेस किए गए डेटा, बूट डेटा इत्यादि) से सीधे जुड़े हुए हैं और इन डेटा तत्वों को नंद फ्लैश मेमोरी में स्टोर करते हैं। यह दिखाया गया है मानक एचडीडी की तुलना में काफी बेहतर प्रदर्शन देने में प्रभावी होने के लिए।

एसएसएचडी माने जाने वाले अक्सर भ्रमित दोहरे ड्राइव सिस्टम का एक उदाहरण लैपटॉप का उपयोग होता है जो अलग-अलग एसएसडी और एचडीडी घटकों को एक ही 2.5-इंच एचडीडी-आकार की इकाई में जोड़ता है, जबकि एक ही समय में (एसएसएचडी के विपरीत) इन दो घटकों को रखता है। ऑपरेटिंग सिस्टम के लिए दो अलग-अलग विभाजनों के रूप में दृश्यमान और सुलभ। WD का Black2 ड्राइव एक विशिष्ट उदाहरण है; ड्राइव को उचित रूप से विभाजित करके या तो एक विशिष्ट एसएसडी और एचडीडी के रूप में उपयोग किया जा सकता है, या सॉफ़्टवेयर का उपयोग एसएसडी भाग को स्वचालित रूप से प्रबंधित करने और उपयोगकर्ता को एक बड़ी मात्रा के रूप में ड्राइव प्रस्तुत करने के लिए किया जा सकता है।

ऑपरेशन
हाइब्रिड भंडारण प्रौद्योगिकियों के दो रूपों (दोहरी-ड्राइव हाइब्रिड सिस्टम और SSHDs) में, बेहतर प्रदर्शन और उच्च क्षमता भंडारण उपलब्धता का संतुलन प्रदान करने के लिए HDD और एक तेज तकनीक (अक्सर NAND फ्लैश मेमोरी) को संयोजित करने का लक्ष्य है। सामान्य तौर पर, यह गर्म डेटा, या डेटा जो सीधे तौर पर बेहतर प्रदर्शन से जुड़ा होता है, को स्टोरेज आर्किटेक्चर के तेज भाग पर रखकर प्राप्त किया जाता है।

NAND फ्लैश मेमोरी के लिए कौन से डेटा तत्वों को प्राथमिकता दी जाती है, इसके बारे में निर्णय लेना SSHD तकनीक का मूल है। विभिन्न विक्रेताओं द्वारा पेश किए गए उत्पाद इसे डिवाइस फर्मवेयर, डिवाइस ड्राइवर्स या सॉफ्टवेयर मॉड्यूल और डिवाइस ड्राइवरों के साथ प्राप्त कर सकते हैं।

संचालन के तरीके

 * स्व-अनुकूलित मोड
 * ऑपरेशन के इस मोड में, SSHD स्वतंत्र रूप से होस्ट ऑपरेटिंग सिस्टम या होस्ट डिवाइस ड्राइव से काम करता है, जो NAND फ्लैश मेमोरी में स्टोर किए जाने वाले डेटा की पहचान करने से संबंधित सभी निर्णय लेता है। इस मोड के परिणामस्वरूप एक स्टोरेज उत्पाद होता है जो एक पारंपरिक हार्ड ड्राइव की तरह ही एक होस्ट सिस्टम में दिखाई देता है और संचालित होता है।


 * होस्ट-अनुकूलित मोड (या होस्ट-संकेत मोड)
 * ऑपरेशन के इस मोड में, SSHD SATA इंटरफ़ेस के लिए सीरियल एटीए इंटरनेशनल ऑर्गनाइजेशन (SATA-IO) मानकों के संस्करण 3.2 में पेश किए गए तथाकथित हाइब्रिड सूचना सुविधा में परिभाषित SATA कमांड के एक विस्तारित सेट को सक्षम करता है। इन SATA आदेशों का उपयोग करते हुए, NAND फ्लैश मेमोरी में कौन से डेटा तत्वों को रखा जाता है, इसके बारे में निर्णय होस्ट ऑपरेटिंग सिस्टम, डिवाइस ड्राइवर, फाइल सिस्टम या इन होस्ट-स्तरीय घटकों के संयोजन से आते हैं।
 * एसएसएचडी ड्राइव की कुछ विशिष्ट विशेषताएं, जैसे होस्ट-संकेत मोड, ऑपरेटिंग सिस्टम के भीतर से सॉफ़्टवेयर समर्थन की आवश्यकता होती है। Microsoft ने Windows 8.1 में होस्ट-हिंटेड ऑपरेशन के लिए समर्थन जोड़ा, जबकि लिनक्स कर्नेल के लिए पैच (कंप्यूटिंग) अक्टूबर 2014 से उपलब्ध हैं, लिनक्स कर्नेल मेनलाइन में उनका समावेश लंबित है।

इतिहास
2007 में शुरू हुए पिछले एक दशक में आधुनिक कार्यान्वयन में सुधार के साथ हाइब्रिड-ड्राइव तकनीक एक लंबा सफर तय कर चुकी है:


 * 2007 में, सीगेट प्रौद्योगिकी  और सैमसंग इलेक्ट्रॉनिक्स ने सीगेट मोमेंटस पीएसडी के साथ पहली हाइब्रिड ड्राइव पेश की और सैमसंग स्पिनप्वाइंट MH80 उत्पादों। दोनों मॉडल 2.5-इंच ड्राइव थे, जिसमें 128 एमबी या 256 एमबी नंद फ्लैश मेमोरी विकल्प थे। सीगेट के मोमेंटस पीएसडी ने बेहतर मोबाइल अनुभव के लिए बिजली दक्षता पर जोर दिया और विंडोज विस्टा के रेडीड्राइव पर भरोसा किया। उत्पादों को व्यापक रूप से नहीं अपनाया गया था।
 * मई 2010 में, सीगेट ने मोमेंटस एक्सटी नामक एक नया हाइब्रिड उत्पाद पेश किया और सॉलिड-स्टेट हाइब्रिड ड्राइव शब्द का इस्तेमाल किया। यह उत्पाद एसएसडी जैसे प्रदर्शन के साथ हार्ड ड्राइव क्षमता बिंदुओं के संयुक्त लाभ देने पर केंद्रित है। इसे 4GB इंटीग्रेटेड NAND फ्लैश मेमोरी के साथ 500 GB HDD के रूप में शिप किया गया।
 * 'नवंबर 2011' में, सीगेट ने पेश किया जिसे उन्होंने अपनी दूसरी पीढ़ी के एसएसएचडी के रूप में संदर्भित किया, जिसने क्षमता को 750 जीबी तक बढ़ा दिया और एकीकृत एनएएनडी फ्लैश मेमोरी को 8 जीबी तक बढ़ा दिया।
 * 'मार्च 2012' में, सीगेट ने अपने तीसरी पीढ़ी के लैपटॉप एसएसएचडी को दो मॉडलों के साथ पेश किया – एक 500 GB और 1 TB, दोनों के साथ 8 GB की इंटीग्रेटेड NAND फ़्लैश मेमोरी।
 * सितंबर 2012 में, तोशीबा  ने अपने पहले एसएसएचडी की घोषणा की, जिसमें एसएसडी जैसा प्रदर्शन और तोशिबा की अपनी एसएलसी एनएएनडी फ्लैश मेमोरी के 8 जीबी और 1 टीबी तक की स्टोरेज क्षमता के साथ अभिनव, सेल्फ-लर्निंग एल्गोरिदम को मिलाकर एसएसडी जैसा प्रदर्शन और जवाबदेही दी गई।
 * सितंबर 2012 में, पश्चिमी डिजिटल  (डब्ल्यूडी) ने हाई-परफॉर्मेंस, बड़ी क्षमता वाली इंटीग्रेटेड स्टोरेज सिस्टम डिलीवर करने के लिए मैग्नेटिक डिस्क के साथ किफायती एमएलसी एनएएनडी फ्लैश मेमोरी पेयरिंग करने वाले हाइब्रिड टेक्नोलॉजी प्लेटफॉर्म की घोषणा की।
 * नवंबर 2012 में, Apple Inc. ने फ़्यूज़न ड्राइव नाम से फ़ैक्टरी-कॉन्फ़िगर किया गया डुअल-ड्राइव हाइब्रिड सिस्टम जारी किया।
 * अक्टूबर 2015 में, टारडिस्क ने 256 जीबी तक फ्लैश मेमोरी आकार विकल्पों के साथ प्लग-एंड-प्ले डुअल-ड्राइव हाइब्रिड सिस्टम टारडिस्क पीयर पेश किया।
 * अगस्त 2021 में, Western Digital ने OptiNAND™ पेश किया, जो एक नया Flash-Enhanced HDD आर्किटेक्चर है। यह प्रदर्शन के लिए एक नए iNAND रीड/राइट कैश सिस्टम का उपयोग करता है। यह सुविधा डेटा हानि को रोकने के लिए लिखने के चरण के दौरान बिजली खो जाने पर होती है। एक ऑप्टिनांड ड्राइव का सिस्टम-ऑन-ए-चिप (एसओसी), एक सेकंड के अंदर, आंतरिक कैपेसिटर को शक्ति देने के लिए ड्राइव के अंदर पहले से कताई डिस्क प्लैटर द्वारा उत्पन्न घूर्णी शक्ति का उपयोग करेगा जब तक कि iNAND कैश्ड डेटा गैर-वाष्पशील में स्थानांतरित न हो जाए। नंद।

बेंचमार्क
2011 के अंत और 2012 की शुरुआत में 750 GB HDD और 8 GB NAND कैश वाले SSHD का उपयोग करने वाले बेंचमार्क ने पाया कि SSHDs रैंडम रीड/राइट और अनुक्रमिक रीड/राइट पर SSD प्रदर्शन की पेशकश नहीं करते थे, लेकिन एप्लिकेशन स्टार्टअप और शटडाउन के लिए HDD से तेज़ थे. 2011 के बेंचमार्क में एक ऐसे सिस्टम की छवि को लोड करना शामिल था जिसका अत्यधिक उपयोग किया गया था, कई एप्लिकेशन चला रहा था, ताकि ताज़ा-स्थापित सिस्टम के प्रदर्शन लाभ को बायपास किया जा सके; इसने वास्तविक दुनिया के परीक्षणों में पाया कि प्रदर्शन यांत्रिक HDD की तुलना में SSD के बहुत करीब था। अलग-अलग बेंचमार्क परीक्षणों में एसएसएचडी को एचडीडी और एसएसडी के बीच पाया गया, लेकिन आमतौर पर एसएसडी की तुलना में यह काफी धीमा है। अनकैश्ड रैंडम एक्सेस परफॉर्मेंस (मल्टीपल 4 केबी रैंडम रीड और राईट) के मामले में एसएसएचडी तुलनात्मक एचडीडी से तेज नहीं था; कैश्ड डेटा के साथ ही फायदा है। लेखक ने निष्कर्ष निकाला कि एसएसएचडी ड्राइव एक महत्वपूर्ण अंतर से सबसे अच्छा गैर-एसएसडी प्रकार का ड्राइव था, और यह कि सॉलिड-स्टेट कैश जितना बड़ा होगा, प्रदर्शन उतना ही बेहतर होगा।

यह भी देखें

 * एक्सप्रेस कैश
 * फ्यूजन ड्राइव
 * हाइब्रिड सरणी
 * रेडी बूस्ट

लिनक्स विषय

 * बी.सी.ए
 * डीएम-कैश
 * फ़्लैश कैश