Le "Fusion Drive" est un dispositif de stockage de données propriétaire, développé par Apple, qui l'a introduit en 2012. Il s'agit d'une combinaison de deux disques SSD et disque classique (mécanique). L'idée étant d'améliorer la performance du support de stockage en tirrant profit de la réactivité du disque SSD et la grande capacité de stockage du disque classique HDD, à un prix raisonnable. L'OS gère le Fusion Drive, par Core Storage, comme un seul volume logique. Le Fusion Drive est disponible sur iMac et Mac Mini avec macOS 10.8 au moins, et fonctionne entièrement "sous le capot". Certains utilisateurs ne savent pas si leur Mac est équipé d'un Fusion Drive.
Essentiellement, la technologie est basée sur le concept de hiérarchisation automatisée du stockage qui implique la migration des données entre différents périphériques de stockage connectés, conformément aux exigences de performances et de capacité. Le gestionnaire de volumes logique appelé "Core Storage" est au coeur de ce dispositif. Le Core Storage sert de couche d'abstraction entre l'OS et les disques, montés en un seul volume au lieu d'être sollicités directement par l'OS.
Comment fonctionne le Fusion Drive ?
L'idée de combiner plusieurs disque afin de créer un seul support stockage plus performant n'est pas nouvelle. On la retrouve dans le Raid, JBOD et LVM. Certaines combinaisons ont pour objectif d'améliorer la capacité, la performance et la sécurité des données.
Dans le Fusion Drive, la gestion des données est adaptative, et prend en compte les habitudes d'usage des données de l'utilisateur, afin d'optimiser sa performance en s'appuyant sur la vitesse du SSD et de la grande capacité de stockage du disque conventionnel.
- Le SSD et le disque dur (HDD) forme logiquement un seul périphérique géré par le système d'exploitation, qui est indépendant des systèmes de fichiers et ne nécessite aucune modification des applications.
- Une partie de l'espace SSD est utilisée comme tampon de réécriture pour absorber le trafic d'écriture entrant, ce qui masque les latences du disque dur classique perceptibles et améliore les performances d'écriture. Dans un état stable, le Fusion Drive réserve un espace minimum de 4 Go pour la mise en mémoire tampon des écritures.
- Les données les plus fréquemment consultées se trouvent sur le SSD et les données les plus volumineuses et les moins consultées sont sur le disque dur.
- Le mouvement des données suit le modèles d'accès : si les données ont été sur le disque dur et deviennent soudainement fréquemment consultées, elles seront généralement déplacées vers le SSD par l'algorithme qui contrôle le Fusion Drive. Pendant les périodes d'inactivité, les données sont migrées de manière adaptative vers l'appareil le plus approprié pour fournir des performances de traitement de données durables aux utilisateurs.
- Le système d'exploitation, les applications et les autres documents critiques sont toujours sur le SSD. Un fichier normal peut résider sur les deux appareils.
Capacité du Fusion Drive
Lorsque Apple a lancé le Fusion Drive pour la première fois en 2012, le composant SSD était de 128 Go, alors que le HDD était de 1 TO. Selon la version du Mac, le SSD variait de 24 GO à 128 GO et le HDD de 1 TO à 3 TO. Le Fusion Drive le plus volumineux (SSD de 128 GO + HDD de 3TO) était attribué à iMac.
Performance du Fusion Drive
Le Fusion Drive d’Apple est assez astucieux. Il vise à donner aux utilisateurs la capacité d'un disque dur ainsi que la vitesse d'un disque SSD. Son comportement est assez curieux et intéressant, notamment pour des volumes de données inférieur à la capacité du disque SSD.
Les résultats suivants sont tirés de cet article publié dans MacWorld. Les condition de l'expérience sont déterminées et expliquées dans l'article. Le Fusion Drive (sujet du test) est une combinaison d'un SSD de 128 GO et HDD de 1 TO.
On en déduit que le Fusion Drive à une performance comparable au SSD dans la limite de sa capacité. Ensuite cette performance chute drastiquement au niveau de la performance du HDD si la quantité de données traitées est supérieur à la capacité du SSD. Car le Fusion Drive a besoin de transférer l'excédant au HDD.
Avantages et inconvénients du Fusion Drive
- Le Fusion Drive offre une performance de démarrage instantané du SSD et l'espace de stockage bon marché d'un disque dur.
- Il garantit que les temps de lecture et d'écriture des données fréquemment utilisées sont aussi courts que possible.
Pourtant, la technologie présente un inconvénient qui doit également être pris en compte:
- Une telle combinaison ne peut pas être aussi rapide qu'un SSD pur, en particulier lorsque vous travaillez avec des fichiers plus anciens.
- Fusion Drive est uniquement pris en charge par les modèles iMac et Mac Mini.
- La configuration du Fusion Drive augmente considérablement les risques de perte ou de corruption totale des données en cas de déconnexion accidentelle ou de panne de l'un des disques.
- Enfin, le taux de panne du Fusion Drive est plus élevé, car il regroupe les défauts des deux technologies des disques SSD et HDD.
Pannes du Fusion Drive
Le Fusion Drive du Mac est composé de deux disques SSD et HDD. Il peut être sujet aux différentes pannes du SSD et du HDD. Dans cette section, on ne prend pas en compte les pannes logiques du Fusion Drive, et on va focaliser l'attention sur les pannes matérielles.
Pannes de type physique
Dans l'idéal, lorsque le Fusion Drive est à l'abri de toute erreur humaine (chute, choc, surtension, etc), le propre fonctionnement du Fusion Drive est en relation directe avec l'usure du temps. Tôt ou Tard, votre Fusion Drive va rencontrer un dysfonctionnement lié à un des problèmes suivants.
Problèmes liés au SSD
- Apparition des secteurs défectueux : ce problème est lié à la nature de la mémoire Flash, composant du stockage de masse. En effet, lorsque le nombre de cycle d’écriture est atteint, les cellules deviennent de mauvaise qualité. Par conséquent, leurs contenu devient corrompu. Lorsque le mécanisme de correction de'erreur (Error Correction Code ECC) ne peut plus gérer la quantité d'erreurs, les messages CRC (Cyclic Redundancy Check) apparaissent et le disque cesse de fonctionner par la suite.
- Corruption du "Translator" : par le même mécanisme de dégradation de qualité des cellules, si le "Translator" est atteint, le disque s'arrête de fonctionner immédiatement. Le "Translator" est l'équivalent d'un grand tableau pour faire correspondre les adresses logiques des données aux adresses physiques.
- Destruction physique d'un composant électronique : bien qu'il soit rare, mais il est très présent. Une destruction d'un composant rend les données du SSD irrécupérable.
Problèmes liés au HDD
Bien qu'il soit plus durable dans le temps, le disque de masse HDD a également ses propres problèmes, tels que :
- Dégradation naturelle de performance.
- Apparition de secteurs défectueux.
- Corruption du Firmware.
Lorsque la valeur de performance de certains attributs importants devient critique, l'état SMART du disque dur devient en état d'alerte, voire en échec. L'ordinateur hôte pourrait, dans certaines mesure, refuser de travailler avec un disque défaillant. Par conséquent, le Fusion Drive s'arrête de fonctionner.
Récupérer les données du Fusion Drive
Pour récupérer les données du Fusion Drive il faut pouvoir disposer du contenu des deux disques (SSD et HDD). Si le contenu de l'un des deux disques est absent, une partie des données pourrait être récupérable. Alors que si le contenu des deux disques ne sont plus disponibles la récupération de données est impossible.
La récupération de chaque disque a ses propres possibilités, techniques et limites. Une récupération partielle d'un des deux disques aura des répercussion sur la qualité des données récupérées.
Conclusion
Le Fusion Drive est une combinaison de deux disques SSD + HDD. Son objectif est d'améliorer la performance du support de stockage à prix raisonnable. La performance du Fusion Drive est comparable au SSD dans la limite de sa capacité, et au HDD au-delà. L’inconvénient principal vient du cumul des défauts des SSD et HDD.