▲來自Intel、Crucial、Samsung和SandForce合作伙伴的固態(tài)硬盤

雖然有很多供應(yīng)商在銷售固態(tài)硬盤，而且這些供應(yīng)商的產(chǎn)品組合中有很多型號，但控制器、NAND閃存和固件的獨特組合的數(shù)量比你想象的更少。

因此，我們可以很快地將我們測試的范圍縮小到英特爾的SSD 320(基于該公司的專有控制器硬件)，三星的830(同樣基于專有控制器)、Crucial的m4(和很多其他驅(qū)動器一樣，使用Marvell控制器) 以及OCZ的Vertex 3(第二代基于SF-2200固態(tài)硬盤)

是的，這意味著我們錯過了對一些細微之處的研究，如在異步ONFi、同步ONFi和Toggle DDR內(nèi)存間轉(zhuǎn)換。本文中，我們更加側(cè)重于對一般驅(qū)動行為的測試，而不是MB/s的詫異差異。

接下來，你將會看到我們使用了較高容量的驅(qū)動器來進行測試。這是我們經(jīng)過深思熟慮后做的決定，以更好地體現(xiàn)每個架構(gòu)的性能潛力。當隨著容量下降，性能自然而然地會下降，但這并不是我們想要測試的主題。以下是本次測試所使用的平臺及相關(guān)硬件介紹。

測試用硬件

基準測試內(nèi)容

一如既往的，我們使用PCMark 7以及我們自己的Storage Bench v1.0來幫助我們測試存儲性能。

▲基準測試結(jié)果對比

從接入3Gb/s端口的最慢的固態(tài)硬盤到接入6Gb/s接口的最快固態(tài)硬盤，這里出現(xiàn)的結(jié)果范圍也很廣。

例如，當接入3Gb/s時，Crucial的256 GB m4從168MB/s下降到140MB/s，雖然168MB/s數(shù)字本身并沒有超過3Gb/s連接的最大限額。然而，這里的性能下降達到了17%。

相比之下，英特爾的SSD 320相對來說影響較小。比較SSD 320是只能使用3Gb/s的驅(qū)動器。

Crucial的m4在PCMark 7中并沒有出現(xiàn)那么明顯的性能下降，這個測試更強調(diào)隨機傳輸，在這種傳輸中，較窄的管道并不會限制整體吞吐量。

▲PCMark 7測試結(jié)果

在最快和最慢固態(tài)硬盤間仍然存在明顯差異，所有6Gb/s產(chǎn)品幾乎都排到前列。正如我們在60/64GB固態(tài)硬盤評測中所指出的，我們改變了使用 Iometer測試的方式。在過去，我們通過由四名活躍在Iometer的工作人員來測試隨機傳輸，這模擬了線程環(huán)境，每個工作人員代表訪問驅(qū)動器的不同 應(yīng)用程序。然而，這種方法太過于樂觀，因為四名工作人員都有一個未完成的I/O操作，這實際上也就形成了隊列深度4的情況。為了讓測試更加現(xiàn)實，我們將工 作人員的數(shù)量減少到一名，也就是隊列深度1的情況。

我們還對測試進行了兩項額外的調(diào)整，更好地測試出我們想要的結(jié)果。平均桌面工作負載會面對很多突發(fā)的數(shù)據(jù)傳輸。然而，我們之前的方法強調(diào)的是持續(xù)性 能。為了試圖反應(yīng)更現(xiàn)實世界的結(jié)果，我們的Iometer腳本現(xiàn)在運行1分半鐘。而我們之前的腳本運行五分鐘。此外，我們測試隊列深度從0到31，以3遞 增，因為SATA的本地命令隊列擴展只支持這樣。

隨機讀取性能

例子包括防病毒掃描和Word輸入

▲4K隨機讀性能測試結(jié)果

在隊列深度1中，每個SSD執(zhí)行類似的3Gb/s或者6Gb/s連接，除了基于SandForce的Vertex 3。

當你點擊隊列深度7，有10個未完成的命令，3Gb/s標準限制了整個領(lǐng)域到200MB/s。

有趣的是，Crucial的m4遠遠低于競爭者6Gb/s驅(qū)動器，雖然當接到更快接口時，它的性能會提升。

▲4K隨機讀性能測試結(jié)果

對于另外兩個驅(qū)動器(三星的830和OCZ的Vertex 3)，SATA 6Gb/s在隊列深度4和更高隊列深度展示了其優(yōu)勢。一旦你打開七個未完成命令，這個接口允許這些驅(qū)動器提供超過第二代端口的吞吐量。

隨機寫入性能

例子包括電子郵件，文件壓縮，網(wǎng)頁瀏覽

▲4k隨機寫性能測試結(jié)果

正如下圖所示，三星的830、Crucial的m4以及OCZ的Vertex 3在介入3Gb/s接口時，會損失一些性能，即使在隊列深度1，會導致9%的性能下降。所有這些測試結(jié)果都比第一代SATA接口要低。

雖然英特爾的SSD 320在這個測試中并沒有讓人留下深刻的印象，當你移動到更高隊列深度時，它與其他固態(tài)硬盤之間的差異變得更大。例如，在超過10個未完成I/O 時，240 GB Vertex 3和 256GB m4介入3Gb/s端口時最高為180MB/s，這比英特爾的SSD 320快了70MB/s。

▲4k隨機寫性能測試結(jié)果

一旦當你切換到SATA 6Gb/s，240 GB Vertex 3和256 GB m4速度大大加快。在隊列深度4以上，這兩個驅(qū)動器很輕松地超過了200MB/s。

連續(xù)讀性能

例子包括文件復(fù)制，轉(zhuǎn)換，游戲加載，看視頻，視頻編輯

▲128K連續(xù)讀性能測試結(jié)果

在連續(xù)讀取中，每個接入SATA 3Gb/s的驅(qū)動器提供的性能在200-300MB/s之間。在這個測試中，英特爾的主流SSD 320與高端6Gb/s驅(qū)動器看齊，因為第二代SATA所規(guī)定的上限。

▲連續(xù)讀測試結(jié)果

啟用6Gb/s數(shù)據(jù)速率允許m4、830和Vertex 3達到350-550MB/s之間，當然，SSD 320并沒有出現(xiàn)任何性能提升，因為它是3Gb/s驅(qū)動器。

可壓縮連續(xù)寫性能

▲128K連續(xù)寫性能測試結(jié)果

當涉及處理可壓縮數(shù)據(jù)時，基于SandForce的固態(tài)硬盤享受了特別的優(yōu)勢，因為該公司的架構(gòu)部署了壓縮技術(shù)來實現(xiàn)極快的速度。這也解釋了為什么240 GB Vertex 3遙遙領(lǐng)先，也是唯一突破500MB/s的驅(qū)動器。

▲連續(xù)寫測試結(jié)果

三星的256 GB 830名列第二，連續(xù)寫入速率在400MB/s附近，但只發(fā)生在隊列深度高于2的情況。要記住只有這兩個驅(qū)動器時接入SATA 6Gb/s的驅(qū)動器。

▲SandForce主控芯片實物圖

如果你堅持使用SATA 3 Gb/s，比較難挑出一個勝利者，因為這些驅(qū)動器都位于180-280 MB/s之間。有趣的是，Crucial的m4在6Gb/s配置中隊列深度1時，性能最高的驅(qū)動器。但是一旦你調(diào)整到更多未完成命令的情況，你會看到使用 SATA 6 Gb/s和3 Gb/s的驅(qū)動器之間沒有差異。

▲DuraClass技術(shù)拓撲圖

我們只是強調(diào)SandForce的技術(shù)以及其處理可壓縮數(shù)據(jù)帶來的優(yōu)勢。然而，這還只是故事的前半部分。SandForce坦誠不可壓縮連續(xù)數(shù)據(jù)讓 它們的驅(qū)動器無法展現(xiàn)優(yōu)勢。這并不是秘密。他們的DuraClass引擎的基石是基于這樣的前提，即你的大多數(shù)桌面工作負載由可壓縮數(shù)據(jù)組成。雖然事實上 也是如此，但是你也會碰到必須處理不可壓縮數(shù)據(jù)的情況，例如下面列出的情況。

不可壓縮連續(xù)寫入性能

例子包括復(fù)制/創(chuàng)建多媒體，歸檔處理，加密，一些游戲，錄像

▲128K連續(xù)寫性能測試結(jié)果

所有固態(tài)硬盤(包括基于SandForce技術(shù)的固態(tài)硬盤)在處理不可壓縮信息時，都表現(xiàn)出相同的連續(xù)讀取性能。這是個好消息，因為大多數(shù)人讀取的數(shù)據(jù)要比寫入的數(shù)據(jù)要多。然而，上圖展示了SandForce的競爭對手最渴望指出的事情，即m4、830和SSD 320提供相當一致的連續(xù)寫入速度，不管他們操作的是什么信息。另一方面，基于SandForce的固態(tài)硬盤暴露了其弊端，當這兩種不常見的情況出現(xiàn)時：寫入不可壓縮數(shù)據(jù)。

在3Gb/s配置下可壓縮數(shù)據(jù)(綠色實線)和不可壓縮數(shù)據(jù)(兩條虛線)之間的差異并不明顯。如果你使用的是沒有 SATA 6Gb/s連接力的舊系統(tǒng)，第二代SandForce驅(qū)動器寫入不可壓縮數(shù)據(jù)的速率約為240MB/s。升級到更現(xiàn)代的芯片只會提高一點點速度，這意味著如果你的工作主要涉及寫入不可壓縮數(shù)據(jù)時，升級到新系統(tǒng)并不會帶來明顯改善。

在另一方面。當涉及操作可壓縮連續(xù)數(shù)據(jù)時，從3Gb/s到6Gb/s的轉(zhuǎn)變帶來非常大的影響。因為你的桌面工作負載主要是可壓縮數(shù)據(jù)，所以你真的需要一個6Gb/s主板來享受基于SandForce技術(shù)的固態(tài)硬盤帶來的好處。

在接受了這些真實世界測試后，我們正朝著這個方向繼續(xù)測試。我們基于跟蹤的測試為你提供了一個整體的性能圖，而更具體的隨機/連續(xù)讀取/寫入測試讓我們深入到更有針對性的工作負載。

然而，我們?nèi)匀贿€沒有回答最開始的問題：是決定在舊平臺使用新固態(tài)硬盤，還是購買新平臺?我們的測試是否指出了對6Gb/s連接力的需要?

▲文件復(fù)制測試結(jié)果

我們知道大多數(shù)真實世界測試都是在隊列深度1，并且涉及可壓縮數(shù)據(jù)和不可壓縮數(shù)據(jù)的混合。在這個特殊測試中，我們使用了11GB視頻剪輯以及一些可壓縮的較小文件。

這里事情變得很有趣，因為這種工作負載的性質(zhì)，從SATA 3Gb/s轉(zhuǎn)移到6Gb/s并沒有太大的改善。例如，Crucial的m4在兩種情況下的速率幾乎一樣。

是的，三星和OCZ驅(qū)動器出現(xiàn)了可量化的效果。然而，事實上，這是與與最慢的固態(tài)硬盤相比，英特爾的SSD 320和西數(shù)的Scorpio Blue(通常安裝在筆記本中的硬盤)。現(xiàn)實情況中，這場戰(zhàn)斗并不是發(fā)生在最慢和最快固態(tài)硬盤之間，而是硬盤驅(qū)動器和固態(tài)硬盤之間的斗爭。

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使用由可壓縮連續(xù)寫入和不可壓縮連續(xù)寫入以及相當數(shù)量的隨機寫入操作組成的Steam來備份游戲。這個任務(wù)還涉及主機處理，因為單個文件被打包以歸 檔。這個結(jié)果在3Gb/s和6Gb/s之間并不明顯，甚至在固態(tài)硬盤和硬盤驅(qū)動器之間也不明顯，因為令人驚訝的是，存儲并不是一個大的瓶頸。

當然，我們知道存儲性能只是測試結(jié)果的決定性因素之一。還記得我們的辦公效率分析嗎?在30分鐘的防病毒掃描中，我們的固態(tài)硬盤只有281秒在忙碌。在本質(zhì)上，這個任務(wù)并不能反映固態(tài)硬盤的優(yōu)勢。

為了讓測試更加困難，我們必須添加并發(fā)操作。例如，我們?nèi)匀豢梢詡鬏斘募?到固態(tài)硬盤，同時備份操作也在進行。在硬盤驅(qū)動器中，相同多任務(wù)工作負載會減慢操作。

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測量開機時間是體現(xiàn)固態(tài)硬盤優(yōu)勢的測試之一。你得到一個隨機和連續(xù)讀取以及一些日志寫入操作的混合數(shù)據(jù)，在windows開機時隊列深度很容易超過4，因為操作系統(tǒng)會在同一時間訪問多個文件。

固態(tài)硬盤之間的差異很小，而硬盤驅(qū)動器則遠遠落后。不要指望SATA 6Gb/s會讓你在這個測試中獲得一些優(yōu)勢。

如果你將全部時間花在找尋全面存儲測試基準，能夠盡可能地涵蓋所有存儲工作負載的情況，那么你最終無法了解存儲性能情況。

這些指標對于對比固態(tài)硬盤至關(guān)重要。正如你在真實世界測試中所看到的，幾乎不可能使用主流工作負載在OCZ的Vertex 3、Crucial的m4或者三星的830之間選出勝利者?？s小到特定配置，例如4KB隨機寫入或者128KB連續(xù)讀取更加容易對每個驅(qū)動器架構(gòu)的特質(zhì)得出結(jié)論。

但是所有這些測試中的結(jié)果并不一定能夠轉(zhuǎn)化為用戶體驗方面的正增益。在測試數(shù)據(jù)吞吐量的25%的變化會實現(xiàn)相應(yīng)比例的減少windows開機時間或者加快游戲備份嗎?不一定。

如果你是超級用戶，擁有6Gb/s的主板將會讓你的6Gb/s固態(tài)硬盤的優(yōu)勢很突出。然而，如果一個朋友問我們他是否要升級他的系統(tǒng)才能購買固態(tài)硬 盤時，我們會說“不是”。對于現(xiàn)在使用硬盤驅(qū)動器的用戶，快速的固態(tài)硬盤(即使是3Gb/s端口)都將在計算的每一個方面帶來很大的優(yōu)勢。

當然，升級系統(tǒng)后使用6Gb/s鏈接速率能夠確保你獲得最大的優(yōu)勢。然而，即使是基于較舊專有控制器的英特爾的SSD 320仍然是一個不錯的硬件。

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我們之前用過這個圖。在固態(tài)硬盤、高端硬盤驅(qū)動器(圖中間)和低端硬盤驅(qū)動器(右上角)集群之前存在巨大差異。即使你是一個相當鐵桿的發(fā)燒友，SATA 6Gb/s最快的固態(tài)硬盤也就那樣，正如我們提到的，英特爾的320仍然表現(xiàn)非常不錯。

所以不要想著你一定要購買最新最貴和最高端的固態(tài)硬盤。如果你還有資金進行平臺升級，那么升級到SATA 6Gb/s主板和最好的固態(tài)硬盤肯定會帶來可觀的優(yōu)勢。對于預(yù)算緊張的用戶而言，購買最快的硬盤驅(qū)動還不如購買你能夠負擔得起的固態(tài)硬盤，特別是這意味著取代硬盤驅(qū)動器作為你的系統(tǒng)驅(qū)動器時。

高端存儲產(chǎn)品之間的細微差別對于我們和發(fā)燒友而言仍然很重要，我們將繼續(xù)探討這些差異。在這種情況下，你不應(yīng)該讓一個3Gb/s存儲控制器阻礙了升級。

固態(tài)硬盤廠商希望我們測試剛剛拆開包裝的硬盤，因為固態(tài)硬盤開始投入使用后，速度會逐漸減慢。如果你給固態(tài)硬盤足夠時間，它會達到穩(wěn)定狀態(tài)性能水 平。在這一點來看，評測結(jié)果反映了長期使用后比較一致的性能水平。在一般情況下，讀取要快一點，寫入要慢一點，而擦除周期會比較慢。

我們不希望對新鮮開箱的固態(tài)硬盤進行測試，因為最開始得到的性能結(jié)果并不能保持。在那之后，你執(zhí)行一次安全擦除并重新開始后你將能得到穩(wěn)態(tài)性能?，F(xiàn) 在，我們并不知道你的情況，但是我們并不會每周重新格式化我們的生產(chǎn)工作站。雖然新鮮出爐的產(chǎn)品性能是一個有趣的結(jié)果，但是這與我們想要測試的重點并無關(guān) 系。穩(wěn)態(tài)性能才是我們想要的結(jié)果。

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這對于我們來說是一個新舉措，IT專業(yè)人士長期使用這種方法來評估固態(tài)硬盤。這也是為什么存儲產(chǎn)品生產(chǎn)商和消費者組織“存儲網(wǎng)絡(luò)工業(yè)協(xié)會SNIA”建議測試穩(wěn)態(tài)性能的的原因。這也是測試固態(tài)硬盤真正性能的唯一方法，這種性能才能反映隨著時間推移固態(tài)硬盤的情況。

有很多方法可以實現(xiàn)這種測試，不過我們將使用的是英特爾的IPEAK(英特爾性能評估和分析套件)。這是一個基于追蹤的評測，這意味著我們將使用一個 I/O記錄來衡量相對性能。我們的追蹤(我們也稱之為Storage Bench v1.0)來自于我個人電腦的兩周記錄情況，它捕捉了安裝電腦前兩周你將看到的I/O情況。

安裝包括：

現(xiàn)代戰(zhàn)爭2、孤島危機2等游戲任務(wù)

Microsoft Office 2010專業(yè)增強版

Firefox

VMware

Adobe Photoshop CS5

各種佳能和惠普打印機程序

LCD顯示器校準工具: ColorEyes, i1Match

一般工具軟件: WinZip, Adobe Acrobat Reader, WinRAR, Skype

開發(fā)工具: Andriod SDK, iOS SDK, and Bloodshed

多媒體軟件: iTunes, VLC

I/O工作負載比較“溫和”。讀取新聞、瀏覽網(wǎng)站信息、閱讀幾個白皮書、偶爾編譯代碼、運行游戲測試和校準顯示器。每天，我編輯照片，并將照片上傳到企業(yè)服務(wù)器，用Word寫文章，并且執(zhí)行跨多個Firefox窗口的研究。

以下是對我個人工作站兩周的追蹤情況統(tǒng)計：

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根據(jù)統(tǒng)計顯示，在過去兩個星期，我寫入的數(shù)據(jù)比我讀取的數(shù)據(jù)更多。記住這個追蹤包括安裝計算機的I/O活動。很多這些信息被認為是一觸式的，并沒有 多次反復(fù)發(fā)生。如果我們排除追蹤的前幾個小時，寫入的數(shù)量下降了一半以上。所以在每天使用中，我的使用模式包含相當平衡的讀取和寫入(大約8-10GB每 天)。這對于一般桌面用戶來說是十分典型的數(shù)據(jù)，雖然對于那些花更多時間消耗流媒體的用戶會產(chǎn)生更多讀取數(shù)據(jù)。

另外想要說明的是，我們特意避免了在幾小時內(nèi)安裝多個程序的情況，因為這并不符合真實世界使用。正如英特爾指出，這種追蹤在很大程度上都是有計劃的，因為并沒有考慮閑置的垃圾清理，這會對性能有非常明顯的影響(下文將提到)。

4 KB隨機

我們的Storage Bench v1.0混合了隨機和連續(xù)操作。然而，還應(yīng)該隔離4KB隨機性能，因為這占每天工作的大部分性能。在Storage Bench v1.0后，我們將驅(qū)動器放到Iometer來測試4KB隨機性能。但是為什么是4KB呢?

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當你打開Firefox，瀏覽多個網(wǎng)頁，并寫入一些文檔時，你大多數(shù)只是執(zhí)行一些小的讀取和寫入操作。上圖源自對Storage Bench v1.0的分析，但是它反映了對任何臺式機追蹤的分析情況。請注意，我們大多數(shù)操作(70%)都是8個扇區(qū)大小(每個扇區(qū)512字節(jié)，因此是5KB)。

我們閑置Iometer來測試16GB的LBA空間，因為對64字節(jié)版本的Windows 7全新安裝需要占用這個空間量。在某種程度上，這檢查了在訪問不同分散文件、緩存和臨時文件的性能情況。

如果你是一個典型的電腦用戶，有必要測試在隊列深度1的性能情況，因為這是我們大多數(shù)操作發(fā)生的范圍。

在我們得到測試結(jié)果前，請注意我們使用MB/s表示隨機性能，而不是IOPS。這是這兩個單位之間的直接關(guān)系，平均傳輸大小*IOPS=MB/s。 大多數(shù)工作負載往往是不同傳輸大小的混合體，這也是為什么網(wǎng)絡(luò)專業(yè)人士喜歡使用IOPS的原因。它反映了每秒發(fā)生的傳輸?shù)臄?shù)量。由于我們只需要測試單個傳 輸大小，我們更應(yīng)該看看MB/s，如果你想要轉(zhuǎn)換回IOPS，對于4KB傳輸大小，只要將MB/s數(shù)字除以0.004096MB就可以了。

128 KB連續(xù)

固態(tài)硬盤供應(yīng)商往往想要強調(diào)隨機性能，因為這個方面他們能夠完全打敗傳統(tǒng)硬盤驅(qū)動。連續(xù)性能有一點不同，但是仍然代表了需要考察的性能的一個重要方面

但是對于普通用戶連續(xù)性能是多么無孔不入呢?看看下面的圖表，它顯示了我們的追蹤中所有尋求距離的分布：

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你會注意到的第一件事情是在0扇區(qū)具有活動優(yōu)勢，這意味著我們的追蹤大多是由后端到后端的請求，或者說連續(xù)I/O。如果追蹤是100%隨機的，沒有訪問會在0扇區(qū)。

你的數(shù)據(jù)越來越多開始成為連續(xù)性的，尤其是當你在看電影或者聽音樂時?？紤]一下大多數(shù)網(wǎng)頁包含小于1MB的數(shù)據(jù)，而大多數(shù)電子郵件小于16KB。辦公效率并不是特別磁盤密集型的，但是與多媒體相比較時，工作負載仍然相形見拙，因為兩分鐘的電影傳輸可以超過200MB。

當然，我們還沒有談?wù)撚螒虻脑掝}。我們已經(jīng)追蹤了六個游戲，除了在MMORPG的情況外，我們發(fā)現(xiàn)與游戲有關(guān)的數(shù)據(jù)大多數(shù)是連續(xù)性的。孤島危機2是非常占用數(shù)據(jù)的，20分鐘的游戲就包含讀取和寫入超過1GB的數(shù)據(jù)。

wangzhen