【Ｒｏｂｓｏｎ：让存储与处理器“同步”】 处理器可以直接访问哪些存储层

　　读取磁盘的速度比读取主系统内存的速度慢一百倍。虽然闪存的速度不如用作系统内存的DRAM，但还是比从旋转的磁性介质读取数据快得多。如果用户有过等大型游戏进度加载的经历，就知道这意味着什么: 硬盘指示灯不停地闪烁，你盯着屏幕上的进度条，只能干等着。
　　但这不只是加快应用程序加载速度的问题。耗用笔记本电脑电池的主要来源之一就是硬盘的旋转介质。如果用户能够从大容量的闪存缓存读取数据，而不是转动硬盘，就可以大大节省电力。启动时间也会大大缩短。因为闪存缓存是非易失性内存，所以从休眠状态加电启动与使用硬盘相比速度更快，耗电量更少。另外，休眠模式比待机模式省电，所以有望大大节省电力。
　　目前有几个项目正在竭力实现这项功能。微软正试图说服硬盘生产商制造混合硬盘，为硬盘本身添加大容量的闪存缓存。不过这会给硬盘增加成本，可能几年后硬盘才会完全改用这种方法。
　　那么干嘛不直接给系统添加闪存缓存呢？英特尔就在利用Robson闪存缓存技术这么做。
　　
　　为什么使用闪存缓存技术？
　　据英特尔院士Knut Grimsrud声称，CPU和硬盘的性能没有出现同步增长。诚然，硬盘传输速率在过去十年里稳步增长。速度更快的接口起到了帮助作用，硬盘从ATA66升级到ATA100，然后升级到SATA 150，现在又升级到SATA 300。硬盘盘片的存储面密度（areal density）也有助于提高数据速率。尽管如此，硬盘的总体性能还是不能跟上CPU性能的迅猛提升。实际上，就硬盘的典型应用而言，更高的磁盘传输速率给性能带来的影响微乎其微，这是因为传输的数据块大部分都相当小。
　　Grimsrud认为，遏制硬盘整体性能的主要因素是机械定位延迟――即把硬盘磁头移到盘片上特定磁道所带来的延迟。在过去的十年中，硬盘在这方面的增幅每年只有2.5%，这相当于性能递增1.3倍。譬如说，从5400转速改用7200转速的标准硬盘可以把延迟时间从5.6毫秒缩短至4.2毫秒。虽然市面上出现了几款10000转速的硬盘，但我们还是不太可能看到转速会有大幅提高。
　　与此同时，标准的CPU性能递增倍数为30。所以，硬盘根本跟不上这么快的脚步。
　　
　　让CPU与存储“同步”
　　
　　缩短机械延迟方面取得的进步对摩尔定律并没有构成什么竞争。系统性能会受到怎样的影响呢？很简单: CPU只有等待。如果CPU需要数据，先会搜寻CPU的缓存，然后搜寻主内存。如果里面没有数据，就需要从硬盘加载数据，这个过程需要好几秒――而这对处理器来说却是漫长的时间。
　　为了消除这种性能上的差异，英特尔采用了为整个体系插入另一层的方法来弥补差距。该公司给这种平台加速技术取了个代号: Robson。
　　
　　Robson的工作原理
　　
　　英特尔的方案将闪存缓存放置于主板上。至于闪存缓存是永久性安装，还是另一种内存插座，这是个未知数。不过，Robson非易失性缓存需要加载驱动程序。Robson缓存通过PCI Express连接至I/O控制器。智能预取单元是这项技术的一部分。预取单元能够预料到会需要从硬盘上读取哪些磁盘块，然后事后把它们存放在非易失性内存上。即使断电后，这部分数据依然存在。如果操作系统提出请求，就可以使用延迟很小的固态内存而不是延迟大得多的硬盘来读取数据。
　　就写命令而言，数据缓存在非易失性内存中，然后写到硬盘上，从而尽量减少不必要的磁盘读取操作。缓存的配置容量从128MB直到4GB不等。而且它具有兼容性――Robson能在多款操作系统上与任何SATA硬盘协同工作，其中包括Windows Vista。
　　平均而言，Robson本身仅耗电0.1瓦，这与它给系统省下来的电力相比微不足道。除了应用加载速度提高两三倍、启动及恢复速度更快外，Robson还可通过减少硬盘活动来延长便携式电脑的电池使用时间。采用Robson技术的硬盘特别有助于移动应用，它使磁盘在更多的时间处于停止状态――这样不仅节省了电源，还增强了抗机械冲击的能力。
　　
　　实际测试
　　
　　合成基准测试表明效果非常好，但英特尔还演示了Robson在实际场景下的性能。在一个实验场景中，两名游戏玩家加载了《战地2》。两人所用的系统都配置了955至尊版CPU和ATI CrossFire X1900。一台电脑采用了Robson，另一台电脑是普通型号。
　　采用Robson的系统启动《战地2》、加载进度所用的时间比标准系统缩短了将近30秒。虽然演示表明的这种竞争优势对游戏玩家来说算不了什么，但设想一下处理大容量Photoshop文件、3DS Max或者占用大量内存空间、把许多数据置换到磁盘上的其他应用吧。或者设想一下启动进入操作系统的速度大大加快。这一切似乎相当吸引人。
　　Robson也许是比制造混合硬盘更具有普遍性的解决方案。硬盘行业主要受成本因素的驱动，但原始制造商可以为主板添加插座，要不要扩展完全取决于用户。至于英特尔会不会广泛授权Robson、只提供给英特尔的OEM厂商，还是只允许打有英特尔品牌的主板才能使用，这还是个未知数。
　　英特尔认为，采用Robson技术的系统或者主板差不多会与下一代双核处理器Conroe同步上市。如果是这样，那么采用Robson技术的Conroe系统可能会比仅仅添加更快速的新款处理器的系统早出现在市面上。所以，用户会得到更快速的处理器、更低的功耗、大大缩短的反应时间。这对所有人来说都是好事。