что такое принудительная поддержка lpm
Что означает DIPM для SSD дисков
Рассматривая различные характеристики SSD дисков, достаточно часто можно встретить упоминание об DIPM в характеристике энергопотребления твердотельного дисков. Если SSD используется или планируется использовать в desktop-ах, то на это значение можно не обращать внимания, а если в notebook-ах и netbook-ах? Вот тут все зависит от того, насколько вам небезразлично время автономной работы мобильного устройства от аккумулятора. Что же, попробуем разобраться в вопросе, что такое DIPM и для чего он нужен SSD.
Начнем с основ — со спецификации Serial ATA (SATA). В соответствии ей, SATA контроллеры должны уметь работать в двух режимах: в родном — Advanced Host Controller Interface (AHCI) и в совместимом со старым Parallel ATA (PATA). Последний из-за спецификации ограничен в возможностях применения новых функций устройств, поэтому дополнительные возможности для устройств можно получить используя режим AHCI. В этом режиме доступны такие функции как NCQ, LPM, Hot Swap, Port Multiplier. Но нас интересует функция LPM.
Название Link Power Management (LPM) можно буквально перевести как «Управление питанием». Функция LPM заключается в следующем: при отсутствии передачи данных на физическом уровне между хост-контроллером и диском, происходит перевод их в низкое энергопотребление.
В SATA AHCI Link Power Management имеются два типа управления — Host Initiated Link Power Management (HIPM) и Device Initiated Link Power Management (DIPM), которые обеспечивают два дополнительных состояния устройств, в дополнение к существующему Active — это Partial и Slumber.
Находясь в состоянии Active, устройства постоянно готовы к вводу-выводу. В состоянии Partial, хост-контроллер в отсутствии ввода-вывода, может переводить устройства в энергосберегающий режим с последующим выходом из него, не более чем 10 микросекунд. Состояние Slumber обладает более глубоким режимом энергосбережения, чем Partial — на выход из энергосберегающего режима отведено 10 миллисекунд. Так как время восстановления для Slumber, больше чем для Partial, то Slumber обеспечивает большее энергосбережение системы, тогда как Partial является балансом между производительностью и энергосбережением.
Перевод устройства в состояние Partial и Slumber может осуществляться как посредством Host Initiated Link Power Management (HIPM), так и Device Initiated Link Power Management (DIPM) — разница лишь в том, чем инициализируется переход в энергосберегающий режим.
Управление питанием, инициируемое хост-контроллером — HIPM (Host Initiated Link Power Management), может быть реализовано как в аппаратной части контроллера, так и в программной. При использовании этого управления, хост-контроллер запрашивает переход в энергосберегающий режим сразу после того, как все запросы к диску будут завершены, ведь именно хост-контроллер осведомлен, какие запросы были или будут отправлены на устройство, это позволяет переходить в состояние низкого энергопотребления сразу же после выполнения всех запросов к диску. Переключение состояния питания осуществляет именно хост-контроллер.
Управление питанием, инициируемое устройством — DIPM (Device Initiated Link Power Management), реализуется диском. Диск определяет, сколько времени требуется для выполнения команд, чтобы по их завершении сразу перейти в энергосберегающий режим.
Каждый из этих типов управления энергопитанием обеспечивает экономию энергии, однако максимальная экономия достигается тогда, когда эти два типа управления используются совместно.
Упрощенная схема работы LPM, в частности управление DIPM, представляется следующим образом: после завершения передачи данных хост-контроллеру, устройство запрашивает разрешение на переход в энергосберегающий режим; хост-контроллер принимает переход или отвергает; если принимает, то дает соответствующую команду на переход; переход осуществляется в состояние Partial (по причинам производительности); после периода бездействия хост-контроллер дает команду на переход устройства в состояние Slumber (из за особенности механизма переключения состояния, переход осуществляется, через промежуточное активное состояние). Если происходит обращение к диску, то контроллер дает команду на переход в Active.
Практика использования функции SATA AHCI Link Power Management продемонстрировала снижение энергопотребления жестких дисков с 2-3 Вт в активном состоянии до 0,1-0,7 Вт в режиме простоя, а в случае с твердотельными дисками (SSD) менее 0,1 Вт.
На первый взгляд SATA AHCI LPM позволяет существенно снизить энергопотребление жесткого и твердотельного диска. Но будет ли существенная экономия в энергопотреблении для системы в целом? Это можно определить только при помощи тестирования в типичных условиях эксплуатации системы.
В качестве тестовой площадки был выбран ноутбук (выбор не случаен, так как именно на мобильных устройствах можно легко выявить уменьшение энергопотребления системы, по увеличению времени автономной работы от аккумулятора, и этот параметр более информативен для пользователя, чем значение в ватах).
Но прежде чем перейти к результату тестирования, хотелось обратить внимание на несколько моментов. Во-первых, функция AHCI Link Power Management поддерживается только мобильными чипсетами (по крайней мере чипсетами от Intel). Во-вторых, активация режима управления DIPM зависит от использования версии операционной системы и драйвера. Начиная с Windows Vista в состав операционной системы уже входит драйвер для AHCI режима — «Standard AHCI 1.0 Serial ATA Controller», который обеспечивает работу с DIMP, но в Windows Vista по умолчанию он отключен, а для Windows 7, он включен только для режима эрегосбережения. Изменение режима работы AHCI LPM осуществляется через настройки энергосбережения в панели управления или консольную команду powercfg.
Для определения продолжительности автономной работы ноутбука (Acer TimeLineX) от аккумулятора в режимах HIPM и HIPM+DIPM использовалась программа Battery Eater, которая запускалась в классическом тесте и в режиме чтения, как для жесткого диска (TOSHIBA MK1652GSX) так и для твердотельного (INTEL SSDSA2M080G2GC).
По результату видно, что использование режима HIPM+DIPM против HIPM для жесткого диска так же дает положительный результат, увеличилось время работы ноутбука от аккумулятора на 11 и 30 минут, для классического теста и теста чтения соответственно.
Для твердотельного диска, время автономной работы увеличилось на 20 и 50 минут.
При сравнении твердотельного диска с жестким, по продолжительности автономной работы ноутбука от аккумулятора, получаем, что при замене жесткого диска на твердотельный, время автономной работы ноутбука увеличилось всего на 10 минут для классического теста в режиме работы AHCI LPM – HIPM и на 21 минут в режиме HIPM+DIPM.
В режиме чтения, значения более существенные 25 и 45 минут соответственно.
В итоге получается, что использование AHCI LPM в режиме HIPM+DIPM эффективно не только для твердотельного диска, но для жесткого диска, но максимальный результат продолжительности работы ноутбука от аккумулятора достигается с использованием твердотельного диска.
Надеюсь, что данная запись позволила ответить на вопрос, что такое DIPM и для чего он нужен SSD.
Aggressive lpm support что это
К числу опций, появившихся в BIOS сравнительно недавно, можно отнести опцию ALPE and ASP. Опция предназначена для установки особого режима работы хост-контроллера накопителей на жестких дисках интерфейса SATA. Как правило, пользователь может лишь включить или выключить опцию, выбрав соответственно варианты Enabled или Disabled.
Принцип работы
Большинство хост-контроллеров SATA обеспечивают поддержку режима AHCI, который позволяет задействовать ряд дополнительных функций, в том числе и «горячее» подключение накопителей. Однако подобная возможность требует использования таких технологий, как Aggressive Link Power Management (ALPМ) и Aggressive Slumber/Partial (ASP).
ALPМ представляет собой протокол управления питанием, разработанный для совместимых с AHCI устройств. Включение данной технологии позволяет хост-контроллеру SATA задействовать режим низкого потребления энергии в периоды отсутствия активности накопителей. ALPМ поддерживает три основных состояния: активное, небольшое потребление энергии (Low Power) и глубокий сон (Deep Sleep).
Разновидностями состояния Low Power являются режимы Slumber и Partial. Данные режимы различаются, прежде всего, скоростью выхода из них в активное состояние. Для Partial данное время составляет 10 микросекунд, а для Slumber – 10 миллисекунд. Таким образом, возврат из режима Slumber осуществляется медленнее, чем из режима Partial.
Описываемая функция позволяет пользователю включить в компьютере поддержку технологии ALPM. Аббревиатура ALPE означает ALPM Enabled (Задействовать ALPM). Также опция позволяет использовать возможность активного переключения между состояниями Partial и Slumber (Aggressive Slumber/Partial). По умолчанию опция имеет значение Disabled.
Стоит ли включать опцию?
Функцию стоит включить в том случае, если вы хотите использовать такую возможность контроллера AHCI, как «горячее» подключение накопителей. В противном случае функцию можно оставить выключенной.
Рассматривая различные характеристики SSD дисков, достаточно часто можно встретить упоминание об DIPM в характеристике энергопотребления твердотельного дисков. Если SSD используется или планируется использовать в desktop-ах, то на это значение можно не обращать внимания, а если в notebook-ах и netbook-ах? Вот тут все зависит от того, насколько вам небезразлично время автономной работы мобильного устройства от аккумулятора. Что же, попробуем разобраться в вопросе, что такое DIPM и для чего он нужен SSD.
Начнем с основ — со спецификации Serial ATA (SATA). В соответствии ей, SATA контроллеры должны уметь работать в двух режимах: в родном — Advanced Host Controller Interface (AHCI) и в совместимом со старым Parallel ATA (PATA). Последний из-за спецификации ограничен в возможностях применения новых функций устройств, поэтому дополнительные возможности для устройств можно получить используя режим AHCI. В этом режиме доступны такие функции как NCQ, LPM, Hot Swap, Port Multiplier. Но нас интересует функция LPM.
Название Link Power Management (LPM) можно буквально перевести как «Управление питанием». Функция LPM заключается в следующем: при отсутствии передачи данных на физическом уровне между хост-контроллером и диском, происходит перевод их в низкое энергопотребление.
В SATA AHCI Link Power Management имеются два типа управления — Host Initiated Link Power Management (HIPM) и Device Initiated Link Power Management (DIPM), которые обеспечивают два дополнительных состояния устройств, в дополнение к существующему Active — это Partial и Slumber.
Находясь в состоянии Active, устройства постоянно готовы к вводу-выводу. В состоянии Partial, хост-контроллер в отсутствии ввода-вывода, может переводить устройства в энергосберегающий режим с последующим выходом из него, не более чем 10 микросекунд. Состояние Slumber обладает более глубоким режимом энергосбережения, чем Partial — на выход из энергосберегающего режима отведено 10 миллисекунд. Так как время восстановления для Slumber, больше чем для Partial, то Slumber обеспечивает большее энергосбережение системы, тогда как Partial является балансом между производительностью и энергосбережением.
Перевод устройства в состояние Partial и Slumber может осуществляться как посредством Host Initiated Link Power Management (HIPM), так и Device Initiated Link Power Management (DIPM) — разница лишь в том, чем инициализируется переход в энергосберегающий режим.
Управление питанием, инициируемое хост-контроллером — HIPM (Host Initiated Link Power Management), может быть реализовано как в аппаратной части контроллера, так и в программной. При использовании этого управления, хост-контроллер запрашивает переход в энергосберегающий режим сразу после того, как все запросы к диску будут завершены, ведь именно хост-контроллер осведомлен, какие запросы были или будут отправлены на устройство, это позволяет переходить в состояние низкого энергопотребления сразу же после выполнения всех запросов к диску. Переключение состояния питания осуществляет именно хост-контроллер.
Управление питанием, инициируемое устройством — DIPM (Device Initiated Link Power Management), реализуется диском. Диск определяет, сколько времени требуется для выполнения команд, чтобы по их завершении сразу перейти в энергосберегающий режим.
Каждый из этих типов управления энергопитанием обеспечивает экономию энергии, однако максимальная экономия достигается тогда, когда эти два типа управления используются совместно.
Упрощенная схема работы LPM, в частности управление DIPM, представляется следующим образом: после завершения передачи данных хост-контроллеру, устройство запрашивает разрешение на переход в энергосберегающий режим; хост-контроллер принимает переход или отвергает; если принимает, то дает соответствующую команду на переход; переход осуществляется в состояние Partial (по причинам производительности); после периода бездействия хост-контроллер дает команду на переход устройства в состояние Slumber (из за особенности механизма переключения состояния, переход осуществляется, через промежуточное активное состояние). Если происходит обращение к диску, то контроллер дает команду на переход в Active.
Практика использования функции SATA AHCI Link Power Management продемонстрировала снижение энергопотребления жестких дисков с 2-3 Вт в активном состоянии до 0,1-0,7 Вт в режиме простоя, а в случае с твердотельными дисками (SSD) менее 0,1 Вт.
На первый взгляд SATA AHCI LPM позволяет существенно снизить энергопотребление жесткого и твердотельного диска. Но будет ли существенная экономия в энергопотреблении для системы в целом? Это можно определить только при помощи тестирования в типичных условиях эксплуатации системы.
В качестве тестовой площадки был выбран ноутбук (выбор не случаен, так как именно на мобильных устройствах можно легко выявить уменьшение энергопотребления системы, по увеличению времени автономной работы от аккумулятора, и этот параметр более информативен для пользователя, чем значение в ватах).
Но прежде чем перейти к результату тестирования, хотелось обратить внимание на несколько моментов. Во-первых, функция AHCI Link Power Management поддерживается только мобильными чипсетами (по крайней мере чипсетами от Intel). Во-вторых, активация режима управления DIPM зависит от использования версии операционной системы и драйвера. Начиная с Windows Vista в состав операционной системы уже входит драйвер для AHCI режима — «Standard AHCI 1.0 Serial ATA Controller», который обеспечивает работу с DIMP, но в Windows Vista по умолчанию он отключен, а для Windows 7, он включен только для режима эрегосбережения. Изменение режима работы AHCI LPM осуществляется через настройки энергосбережения в панели управления или консольную команду powercfg.
Для определения продолжительности автономной работы ноутбука (Acer TimeLineX) от аккумулятора в режимах HIPM и HIPM+DIPM использовалась программа Battery Eater, которая запускалась в классическом тесте и в режиме чтения, как для жесткого диска (TOSHIBA MK1652GSX) так и для твердотельного (INTEL SSDSA2M080G2GC).
По результату видно, что использование режима HIPM+DIPM против HIPM для жесткого диска так же дает положительный результат, увеличилось время работы ноутбука от аккумулятора на 11 и 30 минут, для классического теста и теста чтения соответственно.
Для твердотельного диска, время автономной работы увеличилось на 20 и 50 минут.
При сравнении твердотельного диска с жестким, по продолжительности автономной работы ноутбука от аккумулятора, получаем, что при замене жесткого диска на твердотельный, время автономной работы ноутбука увеличилось всего на 10 минут для классического теста в режиме работы AHCI LPM – HIPM и на 21 минут в режиме HIPM+DIPM.
В режиме чтения, значения более существенные 25 и 45 минут соответственно.
В итоге получается, что использование AHCI LPM в режиме HIPM+DIPM эффективно не только для твердотельного диска, но для жесткого диска, но максимальный результат продолжительности работы ноутбука от аккумулятора достигается с использованием твердотельного диска.
Надеюсь, что данная запись позволила ответить на вопрос, что такое DIPM и для чего он нужен SSD.
Aggressive Link Power Management (ALPM) is a power management protocol for Advanced Host Controller Interface-compliant (AHCI) Serial ATA (SATA) devices, such as hard disk drives and sol >[1]
Contents
Description [ edit ]
When enabled via the AHCI controller, this allows the SATA host bus adapter to enter a low-power state during periods of inactivity, thus saving energy. The drawback to this is increased periodic latency as the drive must be re-activated and brought back on-line before it can be used, and this will often appear as a delay to the end-user.
States [ edit ]
There are three states: [2]
These can be selected by the SATA AHCI driver, usually via a configuration option. Hot swapping is disabled.
Поднимаем производительность SSD c колен, куда нажимать и зачем
Семь бед – один Deallocate
Многие слышали про команду TRIM. Те самые заветные четыре буквы, которые вызывают множество вопросов у рядового пользователя. TRIM – одна из команд ATA, отправляемая операционной системой с целью уведомления твердотельного накопителя о том, что данные с диска были удалены пользователем и занятые физические ячейки можно освободить. Стоит отдельно сказать про SSD с интерфейсом NVMe — эти диски обладают другим набором команд для работы, но аналог ATA команды TRIM там тоже существует — называется она Deallocate и, соответственно, является идентичной. Поэтому, далее при упоминании TRIM мы будем подразумевать и Deallocate тоже. К чему речь обо всём этом? Как раз именно проблемы с выполнением данных команд в подавляющем большинстве случаев и являются причиной низкой производительности накопителей. Конечно, другие проблемы мы тоже не оставим в стороне, но всему своё время.
В тот момент, когда вы удаляете данные с вашего накопителя, по факту удаляется запись в главной таблице файловой системы. То есть, сами данные остаются на месте, но область помечена на удаление. Сама «зачистка ячеек» происходит в определенное время, например, в момент простоя накопителя, пока вы отошли за чаем. Таким образом производители добиваются снижения износа памяти и увеличивают производительность своих накопителей в определённых сценариях. Именно очисткой этих ячеек и занимается контроллер, выполняя команду TRIM. К слову, после её выполнения, восстановление данных практически невозможно.
Совсем недавно мы рассказывали про технологию Secure Erase, которая схожа с TRIM, но затрагивает не только основные ячейки, но и служебные области, возвращая накопитель в полностью исходное состояние. Напомним, что Secure Erase можно выполнить на накопителе только без файловой системы и при определённых условиях. А технология TRIM как раз и требует наличие операционной системы со всеми вытекающими требованиями. 
Объясним на пальцах, как раз их 20…
Когда вы создаёте файл, операционная система отправляет команду записи по адресу определенного логического блока. Когда вы удаляете данные с диска, эти блоки помечаются свободными.
При этом, данные останутся на диске пока контроллер не захочет их перезаписать.
Перед нами часть памяти, в которой находятся файлы А и В разных размеров, занимающих, соответственно, разное количество блоков. Сначала мы удаляем файл В, а затем записываем файл С на наш диск. Для наглядного представления ситуации, когда TRIM не работает, добавим простую иллюстрацию, в которой обозначены следующие состояния:
А теперь что происходит, если TRIM работает. Снова по этапам:
То есть, логика работы совсем другая. Повторим пройденное — в момент удаления нами файла B отправляется команда TRIM, и, поскольку в SSD достаточно часто простаивает, он с радостью удаляет ненужные блоки практически сразу. И в момент того, как мы хотим записать файл С, то он сразу же записывается на диск, а не ждёт пока для него очистят блоки с мусором.
TRIM, а есть ли ты вообще? И, если есть, то работаешь ли?
Узнать, поддерживает ли SSD команду TRIM можно при помощи достаточно большого количества свободно распространяемого программного обеспечения. Возьмём, к примеру, CrystalDiskInfo:
Но демонстрация поддержки – не есть работа. Для начала пройдёмся по ситуациям, когда TRIM надо запускать хитрым способом или данная команда не работает вовсе. Конечно, со временем ситуация может поменяться, но пока дела обстоят следующим образом:
Для начала – попробуем это узнать прямо у операционной системы. В запущенной от имени Администратора командной строке или PowerShell вводим команду «fsutil behavior query disabledeletenotify» без кавычек и смотрим на результат. Если в выводе значатся «0», то это хорошо – TRIM работает. Если «1», то функционал TRIM недоступен. Всё верно: ноль – включённая команда, 1 – выключенная команда.
К примеру, можно использовать простую в использовании программу trimcheck от Владимира Пантелеева. Программа работает в два этапа, между которыми может пройти как несколько секунд, так и десятки минут – всё зависит от специфики работы конкретной модели SSD. Утилита записывает данные на диск и отмечает адреса виртуальных блоков, в которых они размещены. Эти адреса она сохраняет в JSON-файл в своей папке, после чего удаляет данные, что порождает отправку команды TRIM. Утилита смотрит, находятся ли записанные ранее данные по сохраненным адресам. Их отсутствие означает, что контроллер принял команды TRIM к сведению и удалил данные. Если TRIM работает, то сообщение будет соответствующим:
В противном случае надпись будет гласить TRIM appears to be NOT WORKING. Собственно, если вы получили сообщение о неработоспособности, то выполните в запущенной от имени Администратора командной строке или PowerShell команду «fsutil behavior set disabledeletenotify 0» без кавычек. Функция TRIM, если соблюдены все условия (поддерживаемая ОС, реализация в SSD и т.д.), должна включиться и работать. Если этого не произошло, а все требования выполнены, то придётся подумать о замене накопителя.
Проблемы, проблемы вместо обеда
Самая распространённая проблема – наследование. Само собой, речь идёт про Windows до версии 8. Например, когда пользователь ставит в старые системы SSD или переходят с HDD на SSD без изменения настроек BIOS (если это необходимо) или вообще путём клонирования разделов или диска целиком. Напоминаем, что TRIM доступен только в режиме AHCI. К примеру, у многих материнские платы могут работать в двух режимах AHCI и IDE. Соответственно, если SSD подключён к такой плате именно в режиме IDE, то TRIM работать не будет. Просто наличие режима AHCI не решает проблему – Windows установит драйверы согласно выбранному IDE. Казалось бы, ситуация может встречаться редко, но на самом деле – нет. Если с настройками BIOS вы не дружите, то хотя бы проверить режим работы надо. Сделать это можно в диспетчере устройств в разделе «Контроллеры IDE ATA/ATAPI»:
Помните, что просто так после установки Windows переключить режим работы с IDE на AHCI (и обратно) без дополнительных манипуляций не выйдет – операционная система попросту не загрузится. Решения этой проблемы существуют (даже от самой Microsoft), но рекомендовать их не стоит. Требуется изменение параметров реестра, добавление нужного драйвера и готовность к переустановке ОС в случае неудачи.
Вспомним ещё про Secure Erase. Восстановить производительность этой функцией можно. Только вот вряд ли надолго. Особенно, если вы быстро забиваете свой накопитель новыми данными. Так что как временное решение – пойдёт, но оно всегда будет оставаться временным.
Ещё добавим про SLC-кеширование, которое достаточно часто используется у многих SSD-накопителей без привязки к интерфейсу. Невысокая скорость записи большого количества файлов (или больших файлов) после определённого порога не проблема, а особенность работы. Суть кеширования состоит в том, что сначала записываемые данные попадают в специальную область памяти, а уже затем записываются в основную память в фоновом режиме. Когда выделенная высокоскоростная память заканчивается, то данные начинают записываться непосредственно в память на заметно сниженной скорости – от 50 до 150 МБ/с. Это совершенно нормальный режим работы накопителей с SLC-кешем, поэтому здесь ничего сделать невозможно от слова совсем.
Что хорошо, а что плохо?
Если функция TRIM работала с самого начала, то сама по себе никуда она деться не может. Но совсем другое дело, если вы увлекаетесь разного рода твикерами, сторонними драйверами или прошивками, а также сборками операционных систем, якобы улучшенных. Все эти программы и сборки могут только навредить, если речь идёт о Windows 8 и, тем более Windows 10 – в этих ОС всё продумано как надо. В «семёрке» они могут чем-то помочь, но это скорее исключение из множества проблем, которые они могут принести.
Отдельно надо сказать несколько слов про NVMe накопители и драйверы для них. Приобретая высокоскоростной SSD, в ваших глазах должны отражаться полученные в бенчмарках заявленные скоростные показатели. Часто это так и есть, например – с накопителями Kingston. Установил и забыл, как говорится, наслаждаясь его высокими скоростями. Но с SSD других производителей это может быть не всегда так, что, очевидно, расстроит любого. Тут уже не отсутствие Deallocate является причиной недостаточного быстродействия, а стандартный NVMe драйвер. Да-да, при покупке NVMe SSD некоторых производителей обязательно приходится отправляться на сайт его сайт и скачивать соответствующий драйвер – разница со стандартным может превышать двукратную!
Вот теперь, вроде, всё.
Как оказалось – не всё так страшно, как выглядело не первый взгляд. От пользователя требуется выполнение всего нескольких рекомендаций, чтобы система работала корректно и радовала производительностью твердотельного накопителя долгое время. Повторим их напоследок – чистый дистрибутив операционной системы, актуальные драйверы и прошивки от производителя, а также отсутствие сторонних «настройщиков» системы, которые, по заверению их разработчиков, увеличивают производительность на 146%. Если проблема не аппаратная, то никаких нареканий к диску у вас не будет в течение всего срока жизни вашей системы. Так что никакого длинного заключения-словоблудства не будет – всё, что надо было сказать, уже сказано. Ёмких вам SSD, их высоких скоростей и стабильной работы!
Для получения дополнительной информации о продуктах HyperX и Kingston обращайтесь на сайты компаний.