[发明专利]一种基于沙盒重定向的计算机加速设备

说明书

技术领域

该产品属于计算机设备领域，是一种基于沙盒重定向的电脑加速设备。

背景技术

计算机的更新换代非常快，而产品型号众多，设备种类繁多，年代跨度大，系统平台复杂，目前暂时缺乏有效的通用型升级解决方案。

1. 为什么需要电脑加速型功能的产品

技术的发展总把硬件甩在后面。电影变高清，系统出Win10，游戏的最低配置纷纷变四核了，微软新推出的Office2013就要占掉2G内存。升级电脑成本很高，一般都要数千元。目前，这种升级是一个棘手的问题，现有的解决方案一般是升级电脑配新机器，不但花费近万，而且旧机器从此闲置成为占空间的电子垃圾，或者也有不少用户自行购买零配件来拆机换部件，技术要求较高，难度也很大，比如换CPU，换硬盘不但需要准确接驳机箱中的各种数据线与插口，还需要导出旧硬盘的数据并重装系统与各类软件，一般用户根本不会。而且成本依然居高不下，与主板的兼容性也存在很大问题。

也有一些软件可以优化电脑系统，比如360优化大师，加速球，但是这些都没有在实质上改善硬件能力，只是清理电脑缓存垃圾等，和很多人常说的电脑用久了就重装一下系统可以变快很类似。本身并没有增强计算机的性能。

2. 电脑加速的瓶颈在哪里：在于硬盘的速度，尤其是小文件频繁读写和随机读写

近十年来，CPU和内存的性能提高了100多倍，但硬盘的性能只提高了两倍。整个数据处理的瓶颈，就在硬盘上。只要能打通这个瓶颈，信息传输就走上了“高速公路”。

正因为此，固态硬盘才被用于取代机械硬盘。固态硬盘（Solid State Disk）用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，由控制单元和存储单元组成。固态硬盘的接口规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同，在产品外形和尺寸上也完全与普通硬盘一致。基于闪存的固态硬盘是固态硬盘的主要类别，其内部构造十分简单，固态硬盘内主体其实就是一块PCB板，而这块PCB板上最基本的配件就是控制芯片，缓存芯片（部分低端硬盘无缓存芯片）和用于存储数据的闪存芯片。除了主控芯片和缓存芯片以外，PCB板上其余的大部分位置都是NAND Flash闪存芯片了。

固态硬盘没有普通硬盘的电机和旋转介质，因此启动快、抗震性极佳。固态硬盘不用磁头，磁盘读取和写入速度快，延迟很小。读写速度一般可以达到100M每秒以上。准确的说，预期速度在138M每秒左右，其计算方式如下：在不采取任何加速措施的情况下，Flash 典型的读时序由命令和数据部分组成，读时间为78us，因此典型的读带宽为216Mbps。Flash 的写时序主要可以分为3 个阶段：命令阶段(Command)，通过命令字设置写入过程的开始和结束，并设置页面地址；数据阶段(Data)，将数据加载到Flash 的数据缓冲中；编程阶段(Program)，将数据缓冲中的数据真正编程到Flash 阵列中。典型的写周期最小为25ns，编程时间在220us-500us 左右，因此其写入时间为275us，最大带宽为61.4Mbps。对于一个典型的应用，有50%的读和50%的写，则综合速率为216× 50%+61.4× 50%=138.7Mbps。当然，入门级固态硬盘还达不到此速度。

虽然速度比起机械硬盘那还是快不少，但是坏处也是很多的，比如价格贵，容量小，电池航程较短，写入寿命有限等等。关键是价格贵容量小，确切的说是不贵的就容量小，而容量大的就价格贵，5TB的大小的机械硬盘400元左右，而1TB的固态硬盘就至少数千。因此在新的出厂的电脑中，固态硬盘也仍然没有取代机械硬盘。

3. 那么目前是否有其他的低成本更方便的技术方案来解决硬盘速度的瓶颈：

当前也有用其他设备来加速电脑的尝试。目前所知的就是英特尔的迅盘：迅盘是一块PCI-E接口的扩展卡，搭载有一块或两块MLC NAND闪存，作为一个Mini PCI-E 1x规格的扩展卡，通过PCI-E总线与系统I/O控制器进行数据交换。迅盘所采用的闪存模块为NAND，而并非NOR，这是由于NAND在存取数据的性能方面要优于NOR，且具备更好的性价比。

在系统的支持下，可提供ReadyBoost和ReadyDrive功能，这些功能将直接对系统在启动、休眠、安装程序、拷贝文件、载入游戏等有关磁盘操作的任务上进行性能提升。官方资料表明，迅盘可以使开机速度加快20%，同时减少硬盘转数以节省功耗。