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xx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，{zx1}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： {dy}章 硬件技术瓶颈 促使迅盘诞生 P1.1：前言：技术瓶颈 推动闪存发展 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 - 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。  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{zg}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Ready Driver两项新技术。 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。  “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Ready 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xx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。  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 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 128MB～4GB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xx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４平台所特有的ICH  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。  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。  由于“迅盘”技术需要 Windows 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{zd0}的区别在于读写速度，NAND闪存写入与xx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。  Intel于1988年首先开发出NOR Flash技术，彻底改变了原先由EPROM和EEPROM一统天下的局面。随后，1989年，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。  1997年，MLC架构的NAND闪存被英 特尔率先研发出来，其原理是将2个或2个以上bit以上的信息写入一个浮动栅，然后利用不同电位的电荷，透过内存储存格的电压控制精准读写。由于其成本 低，容量大，自问世以来得到了包括英特尔在内的多家闪存大厂的支持，其中公司更是看好MLC技术，并大力发展。但是MLC架构也同样有其缺点，首先是运行情况不及SLC架构来的稳定；而且相对读写速率也较SLC慢； 其次MLC的可写入次数仅为1万次左右。因此，MLC架构的NAND芯片一度被认为是低质低价的闪存芯片。但是由于其容量上的先天优势，MLC技术也在不 断改进和发展。  因为其低成本及容量高的关 系，该类型闪存已经主宰了我们身边的众多存储媒介。由于目前移动设备的不断增长，大容量高速非易失性存储设备成为市场需求的目标。 根据测试样机中的迅盘模块上闪存的编号可以判断出，该迅盘模块使用的是两颗编号为 29F04G08AANBI的512MB闪存芯片，该芯片使用TSOP封装模式，属于MLC架构。从该处也可以看出，英特尔对MLC架构的NAND闪存芯 片的性能及稳定性已经有了充分的信心，并且为其将来的容量扩充也做好了准备。 第 8页：主控芯片：名为钻石湖的颗粒 ●主控芯片：沉有钻石的湖泊 --Diamond Lake ASIC 有了NAND闪存作为高速存储介 质，剩下的就要看它的控制调配系统，也就是迅盘的控制核心--Diamond Lake ASIC。 这颗名为Diamond Lake的ASIC芯片是一颗8mm×8mm大小，拥有68个针脚的芯片。ASIC（Application Specific Intergrated Circuits）本身是一种专用的集成电路，是根据用户特定要求和特定电子系统的需要而设计制造的。该ASIC具有用户现场可编程特性，并且支持边界扫 描技术。说得直白一些，集成在迅盘上的这颗ASIC控制芯片扮演了传统北桥芯片中的内存控制器的角色，它对读写的数据进行分类控制，通过其来控制硬盘、闪 存单元、内存之间的数据交换。   Diamond Lake ASIC决定了迅盘系统所能使用闪存的{zd0}容量、类型、速度、闪存内数据深度和数据宽度等等重要参数，可以说决定了整个迅盘系统的性能。我们认为，迅盘有 了这颗Diamond Lake ASIC芯片，再配合BIOS中的DFOROM（磁盘过滤ROM，相当于在BIOS中写入迅盘的驱动程序）这个预引导软件，就可以获得硬件级的缓存效果。 第9页：JTAG：闪存内部与外部的链接方式 ● JTAG接口：闪存与I/O系统的链接 有了控制调配芯片，闪存与I/O系统之间高速链接的硬件条件就有了，下面要解决的就是互联的通道 了，如何创建一个高速链接的通道成为了一个{zd0}的挑战，这里便涉及到了一个国际标准——JTAG协议。 JTAG（Joint Test Action Group，联合测试行动小组）是一种国际标准测试协议（IEEE 1149.1兼容），主要用于芯片内部测试。现在多数的高级器件都支持JTAG协议，如DSP、FPGA器件等，而Robson模组也不例外。本章节我们 将详细介绍JTAG协议，来看看它是如何帮助芯片传输的。  通常所说的JTAG大致分两类：一类用于测试芯片的电气特 性，检测芯片是否有问题；另一类便是用于Debug；一般支持JTAG的主控芯片内部都包含了这两个模块。直白的说，一个具有JTAG Debug接口模块的控制芯片，只要时钟正常，就可以通过JTAG的接口访问芯片内部寄存器与连接于该主控芯片上的设备，比如迅盘模块上连接于 Diamond Lake ASIC的NAND闪存。其原理是：在PCB电路设计好后，即可用程序先通过JTAG进行指令控制，通过TDI送入JTAG控制器的指令寄存器中，再通过 TDI将要写入闪存芯片的地址、数据及控制线信号载入BSR中，并将数据锁存到BSC中，{zh1}用EXTEST指令通过BSC将数据写入闪存。 如图：  标准的JTAG接口是4线：TMS、TCK、TDI、TDO，分别 为模式选择、时钟、数据输入和数据输出线。JTAG的接口是一种非常特殊的4线接口，在电路版上的芯片可以将它们的JTAG接脚通过菊花链的方式连在一 起，然后，只需连接到一个“JTAG端口”就可以访问一块电路板上的所有芯片，节省了针脚所占用的空间，由于所有芯片都用一个针脚传输，所以加快了传输的 速度。 早期的JTAG是用来对芯片进行测试的，基本原理是在器件内部定义一个 TAP（Test Access Port，测试访问口）通过专用的JTAG测试工具对进行内部节点进行测试。刚才我们也提到过，JTAG测试允许多个器件通过JTAG接口串联在一起，形 成一个JTAG链，能实现对各个器件分别测试。然而现在，JTAG接口大多被用于实现ISP（In-System rogrammable，在线编程），对Flash等器件进行编程。  对闪存的在线编程有什么好处呢？首先，传统生产流程中先对芯片 进行预编程，然后再装到PCB板；而JTAG则不同，其流程为，先将芯片焊接到PCB上，再通过JTAG接口进行编程，从而大大的加快了进度。由 于，JTAG接口可对芯片内部的所有部件进行编程，所以日后方便对迅盘模块进行修改。 迅 盘技术的内部构造解析至此就告一段落，下面我们会通过10余项专业测试来说明迅盘的性能是否能够给整体系统带来提升，马上进入测试环节。 第10页：Vista内部测试：迅盘未见效果 ●Vista内部测试：迅盘未见效果 · 测试样机配置表 迅盘实际效能如何呢，编辑部对其进行了相关的测试。本次测试包括了10项内容，具体包括PCMark05得分测试，HDTune传输率对 比，Windows Vista启动耗时，Windows VISA性能评分，系统唤醒耗时，Word启动耗时，PHOTOSHOP图片打开，大文件拷贝，迅盘开启／关闭状态下CPU占有率，游戏《英雄连》《无冬 之夜2》这两款游戏的读取时间等10项对比测试，用以对迅盘的实际效能进行了解。本次测试的机型为 T45，配置如下表： · Windows Vista内部测试 为了对迅盘在操作系统下的性能表现进行了解，我们首先采用了最简单易用的Windows Vista自带的性能测试系统对其开闭进行测试。   测试结果很明显，迅盘的开启没有使Vista得分产生 任何变化。当然，这也和Vista内在的评分机制有关。Vista的性能评价是对硬件进行分级然后作出一个大概的估计分数。看来这个机制对于“迅盘”的存 在并不敏感。 第11页：HDTune和PCMark测试：性能曲线平滑 ● HDTune和PCMark测试：性能曲线平滑 · HDTune测试 首先我们使用HDTune 2.53对迅盘开启与关闭进行比较测试。该软件可以将硬盘的传输率，突发数据速度，平均寻道时间等方面信息进行量化，用以对比“迅盘”模块在开启与关闭状 态下的整体性能。   从HDTune的对比结果上看，在平均寻道时间以及平均传输 率等方面上看，迅盘似乎没有什么明显的变化。但是请注意这两幅图传输曲线与最小传输率这一项，可以明显地发现最小传输率在开启迅盘的情况下保持在一个较高 的水平上，并且开启迅盘后性能曲线相对平滑了很多，曲线越平滑，数据传输效果越好。经过多次HDTune的测试，笔者也证明了这一点。 通过HDTune中CPU占有率的相关显示，我们也针对迅盘开闭状态下CPU的占有率加以对比，测 试结果如下。  根据上图，我们很清楚的看到，开启迅盘的情况下，CPU占有 率有0.8%的上升。估计是由于迅盘模块在对数据进行分析加载的时候造成的CPU占有率的上升。但是在多次测试过程中，我们发现CPU占有率有相差达到 50%以上的情况发生，估计是由于初期驱动程序不完善所导致的。 · PCMark05测试 由于TCL T45测试样机驱动程序存在Bug的问题，导致PCMark05在安装Vista补丁之后仍不能正常运行，故该软件在Windows Vista下的测试未能正常进行。  Windows XP PCMark05 得分 在Windows XP操作系统下，我们对迅盘的开启与关闭进行了相应了测试，通过上图可以了解到，在Windows XP下，由于没有了Ready Boost与Ready Drive的支持，迅盘几乎毫无作用，甚至在某些测试上还略有下降，估计是由于增加了迅盘这个传输过程所导致的。 第12页：系统启动时间：开启迅盘可省44秒 在本文的开始时我们已经看到了开启迅盘能够让系统在运行程序时，节省一半的时间，而迅盘技术不仅仅 是在这方面具有优势，同时它也给予了系统启动时间一个非常好的帮助，下面我们就对系统进行关机和休眠，来看看它能够提升多少。 ● 系统启动时间：开启迅盘可省44秒 那么迅盘的开闭对Windows Vista的开机速度与睡眠唤醒速度会有怎样的影响呢？我们在分别开启关闭迅盘的状态下，使用秒表对其进行了测试。  测试表明，在开启迅盘的情况 下，Windows Vista的测试结果非常喜人。两者的差距达到了44.32秒，已经能非常明显的感受到迅盘带来的加速感。  在唤醒测试中，迅盘的效果也依旧明显。看 来，迅盘技术对于系统由停止到启动的作用还是很大。虽然没有预期的即时启动，但是也能让我们对其前景有着更多的期待。 第13页：商务办公测试：再不用怕打开大文件 ● 商务办公测试：再不用怕打开大文件 商务使用方面，依旧由于该测试机型驱动程序Bug的问题，导致相关的SYSMark等常用商务办公 评测软件不能正常运行，所以我们使用了秒表对几个常用软件进行计量。包括PHOTOSHOP CS 8.01打开图片，WORD 2007文档打开，数据拷贝等方法测试。  PHOTOSHOP测试过程中，我们使用了大小为 71.5MB的Tife格式的图片，然后将其复制了10份副本进行打开测试总容量达到了715MB。对比关闭迅盘时的效果，虽没有系统启动测试那样来的惊 心动魄，但也有着9秒左右的差距。表明对于重复性文件读取，迅盘还是有着明显的效果，并且该效果随着打开同类型文件数量的增多处于一种线形递增状态。  在使用WORD打开一个2.2MB含有图片的文件时，迅盘以 50%的明显优势获胜。从对文档的点击，到鼠标由繁忙转为空闲仅仅使用了7.79秒。在传统的商务使用方面迅盘对系统效能的提升的确显现出来。  数据拷贝测试 数据拷贝测试中，我们选用了一个大小为4GB内含218个分项文件的软件包进行拷贝测试。开启迅 盘使我们节省了将近100秒的时间。证明“迅盘”技术在针对大量琐碎的文件进行读写时，充分体现了NAND闪存所带来的优势，减轻了硬盘磁头往复于磁道之 间的负担。 第14页：游戏读取测试：效果虽有，但不明显 ● 游戏读取测试：效果虽有，但不明显 在商务方面成绩优秀的迅盘在游戏娱乐方面效果如何呢？我们选择了时下流行的《英雄连》和《无冬之夜 2》这两款游戏对其娱乐性能进行测试，对比迅盘开比情况下游戏Loading进度条的读取时间。  相对商业测试，娱乐方面的测试就显得有些苍白 了。在《英雄连》进入游戏之前的地图读取中，在这里我们并没有发现迅盘对游戏性能的提升有任何明显的帮助，零点几秒的差别也基本可以忽略掉了。  《无冬之夜2》相对《英雄连》稍微好一些，2秒 左右的差距让我们稍微看到了迅盘优势的一些端倪。归其原因，估计是迅盘的“预读”系统尚存在缺陷，不能及时分辨当前应该缓存的文件。看来在游戏娱乐方面， 迅盘技术依旧待加强，或者在未来的驱动编制方面也应该对此应加以改进。 第15 页：总结：迅盘的未来发展之路 ·会不会用在台式机上？ 这次随迅驰4平台诞生的新生儿——迅盘，代表了一种对硬盘革新的态度，为了解决当前温彻斯特式硬 盘所存在的技术瓶颈，它的确找到了一个很好的契合点。但是对于其{dy}代产品的身份来说，也有很多需要加强的地方。比如在其MLC闪存的读写速度，预读判 断、驱动程序的整合，操作系统的限制，游戏娱乐性能表现平平等方面应再做进一步的改进。  但迅盘不仅仅只代表了一种概念，通过评测能感受出其在具体使用中的 为用户带来的迅捷体验，特别是在代表了日常使用的商务测试中，所体现出来的优异成绩与操作系统运行的高效，让人不得不承认它存在的价值。并且由于其采用了 标准的PCI-E接口，也使其在未来移植到普通台式机创造了可能。 ·您会不会选择迅盘模块？ 目前可以享受到的迅盘模块具有512MB和1GB两种容量的版本，并且获得的渠道也只有在购买迅驰4产品之时选择已经加入该模块的笔记本产 品，尽管其使用的是标准Mini PCI-E接口，但是由于英特尔对迅盘技术管理相对比较严格，所以估计迅盘产品不会以商品形式出现于DIY市场，这也就使后期增加该模块的可能性变得非常 之低。  |
