速度有衰减? 你的固态硬盘性能哪去了

PChome | 编辑: 孙伟 2011-04-07 06:19:00原创 返回原文

上一次笔者为大家带来了英特尔320系列固态硬盘的评测,笔者曾在其中提到,文章中的大部分的测试项目都是在空盘的环境下完成的,可以说是出厂状态,最贴近理论成绩的测试。但是用户在实际使用中可能根本无法获得这样的数字,随着文件越来越多,用户发现速度越来越慢,认为这就

奇妙的地址映射骗了你的眼球

上一次笔者为大家带来了英特尔320系列固态硬盘的评测,笔者曾在其中提到,文章中的大部分的测试项目都是在空盘的环境下完成的,可以说是出厂状态,最贴近理论成绩的测试。但是用户在实际使用中可能根本无法获得这样的数字,随着文件越来越多,用户发现速度越来越慢,认为这就是固态硬盘性能衰减的症状。那么你的固态硬盘性能到底跑哪去了呢?

“衰减”原因何在?

其实对于某些固态硬盘来说,这种所谓的“衰减”是正常的,因为空盘状态下测试的成绩并不是“真实成绩”。前面提到英特尔320固态硬盘的结构,其外置DRAM缓存(Cache)是用来保存映射表的,当固态硬盘为空盘时,Cache会直接返回FTL(Flash translation layer)闪存转换层映射的地址,并不会真正映射到对应的NAND闪存地址中,所以你可以认为此时测试的成绩是缓存成绩。一旦NAND闪存中存有数据,性能自然会下降,尤其是对随机读取性能影响很大。

这次笔者继续用320系列300GB固态硬盘,看看这个“衰减”的过程都有哪些体现!


在这之前,解答上一次测试中所留下的疑问,但是本次平台有一定改变,这次使用的是64位操作系统。关于OCZ Vertex 2 60GB的实际性能,通过全盘(快速)格式化之后所得到的硬盘成绩为45232,而英特尔320系列300GB的成绩为47608。

空盘下OCZ Vertex 2 60GB的得分为45232

空盘下英特尔320系列300GB的得分为47608

如果你怀疑为什么我的固态硬盘PCMark硬盘测试成绩比其他网站都偏高,那么我这里还要重申、更细致地描述一下测试平台和测试环境。酷睿i5-750超频至3.2GHz(事实证明CPU频率对这个项目的影响很小),开启AHCI模式,分辨率使用的是1024*768,并且用外挂硬盘的方式,在完全空盘的状态下进行的测试。后面的测试也证明,是否空盘对于PCMark的成绩影响是非常显著的。

弄脏SSD后应用性能大幅度缩减

先来回顾一下,使用HD Tune在空盘状态下的测试结果:

出厂状态测试——一个完美的直线

结果是一个非常非常完美的直线,英特尔的主控方案虽然不是最快的,但绝对是最稳定的!

然后笔者向这块容量为300GB的固态硬盘中拷贝大量的数据,包含几KB的零碎的文件,也包含超过8GB的大文件,并几乎写满整个硬盘,再次运行HD Tune测试。

写满整个硬盘——测试曲线波动非常大

此时NAND中已经布满了各种文件,不过遇到连续的稍大一些的文件,依然可以借助多通道的优势获得正常性能,但是小文件显然没有这样的待遇。总之,由于FTL把地址真正映射到了NAND闪存中,速度下降是必然的,并不能称之为“衰减”。

弄脏固态硬盘后PCMark Vantage硬盘测试得分骤减

再次运行PCMark Vantage测试,此时的硬盘得分下降到了25318分,比之前的47608下降了接近一倍。当然,不同使用环境所得出来的曲线是不一样的,随机存取测试更能说明问题。

弄脏SSD后IOPS性能损失近四倍

对比一下写满前后的随机存取性能,首先是HD Tune的测试:

空盘下HD Tune测试的4KB IOPS性能接近20K,平均速度76MB/s

空盘状态下,4KB随机读取性能达到19589 IOPS,平均速度高达76.521MB/s。

同样是空盘但是CDM检测出的性能只有20多MB/s

但实际上如果你看看CrystalDiskMark测试出来的成绩,基本上没有哪款固态硬盘在QD=1的情况下的4KB读取测试能够达到70MB/s。原因何在?很简单,CrystalDiskMark软件是先要在NAND中生成测试数据样本的,这样测试出来的成绩更加接近真实性能。

写入数据之后HD Tune测试的IOPS性能也降到了22MB/s

写满之后再次运行HD Tune的IOPS测试,此时4KB读取性能大幅度下降,只有5654 IOPS,平均速度也降低为22.089MB/s,和CrystalDiskMark的数据相仿,而这才是真正性能!

同样IOMeter的测试结果也受到影响

其实随机写的性能比随机读的性能受到的影响要小很多。使用IOMeter测试32位深度4KB随机写的性能,此时在30MB/s左右。

好了,为了恢复原有性能,固态硬盘现在都支持TRIM,那么在执行TRIM机制后,性能是否能恢复到原来的情况呢?

TRIM之后性能恢复十分明显

在此之前,再一次重申什么叫做TRIM机制:

TRIM是Windows7和Windows Server 2008 R2支持的一项功能,用于在固态硬盘中进行提前删除无效数据操作的一项机制。

我们在删除数据时,Windows会先标记被删除的扇区,并非真正删除,而在有新的数据将要写入该扇区时,才会将原来的数据抹掉。对于机械硬盘来说可以直接写入,但是对于固态硬盘来说必须先进行擦除操作,再将新的数据写入其中。长期如此写入数据之前总要进行擦除操作,性能自然逐渐下降。

如果主控芯片支持TRIM,在硬盘空闲状态下,就会提前执行擦除操作。因此在有新的数据写入时便不必再执行“先擦除”的动作。一般这项操作会在用户删除数据之后立即执行。

TRIM对性能恢复非常重要

可以说,TRIM功能对固态硬盘尤其重要,考察一款固态硬盘的TRIM功能是否起作用,可以通过简单的写入并删除来测试。如果删除后性能还原为空盘性能,那么说明TRIM起到了作用。

快速格式化之后立即进行HD Tune测试,曲线很怪异

好了,笔者现在直接进行全盘(快速)格式化,这种高级(快速)格式化操作也只是把硬盘中的所有数据标记为删除,实际上并没有删除,而等待TRIM执行擦除操作。笔者在格式化之后立即进行HD Tune测试,你可以看到这个曲线非常有意思。

实际上,在测试到150GB之前这段时间,主控在执行TRIM操作。可以说英特尔这点做的还是不错的,执行TRIM的时候我们依然可以以一个稳定的速度进行读取测试,而不像某些固态硬盘那样瞬间会吃掉所有的主控能力。在测试到150GB的时候,全盘TRIM执行完毕,此时我们看到的则是原始状态下最佳的性能。

再次进行测试就变成一条完美的直线了

此项测试完毕之后,再一次进行HDTune的读取测试,可以看到TRIM的执行效果,已经完全恢复到出厂状态了!

TRIM之后HDTune的4KB随机测试恢复到了出厂性能

执行HDTune的IOPS测试和32位深度下的IOMeter 4KB随机写入测试,现在的这块固态硬盘已经恢复到了出厂状态了!

也就是说,当固态硬盘在使用过程中,因为FTL映射的位置不同,所以产生了性能的下降,特别是随机读取性能。而当用户删除了数据,执行了TRIM,因此也可以尽量保证没有用到的空间性能不受影响。

不得不说的SandForce主控方案

说完英特尔的主控特点我们再来说说大名鼎鼎的SandForce,相信很多人对SandForce SF-1200主控印象深刻,尤其是标称的285MB/s读取速度和275MB/s写入速度,绝对可以秒杀一切原生SATA 3Gbps的固态硬盘。但是有机会如果你买了两块SandForce SF-1200主控的60GB的固态硬盘,并在两者之间对拷一个电影,你可以发现速度竟然连200MB/s都没有!!

道理很简单,SandForce有一套出色的数据压缩算法DuraWrite,这点笔者在此前OCZ Vertex2 60GB的测试中有过简述简单来说,原来100MB的数据如果可以压缩到50MB,那么写入性能自然可以提高一倍,同样读取速度也可获得一样的成绩!这样的算法好处多多,实际往NAND中写入的数据少了,性能也快了,而对闪存造成的磨损也少了很多,大大增加了MLC的耐用性。

不过这种压缩算法在面对已经被压缩的数据时就无能为力了,比如图像、视频等多媒体文件或者一些容量很大的压缩文件,这时候我们所看到的速度就是NAND的真实速度!当然如果是系统应用,那么这种算法的优势还是很能体现的!

大家购买到的SandForce固态硬盘性能测试得到的是这样的数字

以OCZ Vertex2 60GB为例,通过CrystalDiskMark看看测试结果,默认的情况下其测试数据样本是随机的,非常难以压缩,你可以看到此时读取速度只有200MB/s,写入更是只有100MB/s。

其实厂商宣传的是在最好情况下的这个数字

如果换用0x00或者0xFF这样的数据样本,测试成绩就大幅度增长,这就接近标称数值了。

同样在使用一段时间之后,随着TRIM和垃圾回收机制都开始运作,此时固态硬盘的写入性能已被主控限制到了60MB/s!

总结:没必要排斥知道问题在哪就好

总之,这次的文章的目的就在于,以前我们抱怨固态硬盘性能衰减,那是因为没有TRIM和垃圾回收机制,这并非是闪存的损耗。而现在我们抱怨衰减,是因为厂商给的标称值水分很大,只有在真正开始使用的时候才能感觉到速度的不同。

当然并不是说我们不要购买这些有水分的产品,比如SandForce的DuraWrite技术确实对延长MLC寿命有显著的作用,而且在系统应用中也确实能从中获得性能提升,而英特尔320系列SSD的断电保护也十分重要。所以,只是说,我们知道固态硬盘的性能降在哪了就可以了。


 好马还需配好鞍,即便是再新再强的硬件平台如果没有操作系统的支持也是空谈。Windows 7家庭普通版可以令您更快、更方便地访问使用最频繁的程序和文档,完全满足普通用户的需求。Windows 7旗舰版拥有最全面的功能以及最强劲的性能,是骨灰级硬件玩家不二之选。大家在购买电脑时不要图小便宜安装盗版系统,要购买搭载Windows 7操作系统的产品,系统漏洞第一时间修复,正版Windows 7是安全办公必需品。

关注windows7,真,就不一样!更多精彩点击:Windows 7专题

返回原文

本文导航

相关阅读

每日精选

点击查看更多

首页 手机 数码相机 笔记本 游戏 DIY硬件 硬件外设 办公中心 数字家电 平板电脑