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价差20%! 有缓存与无缓存SSD有啥区别? 固态硬盘选购技巧

2024年07月26日 硬盘 我要评论
价差20%! 有缓存与无缓存SSD有啥区别? 固态硬盘选购技巧

1.性能

有一个冷酷的事实是,有缓ssd与无缓ssd在中轻度使用场景中很难有可察觉的区别。

像crystaldiskmark这类测试软件,在进行测试前会先向ssd中写入一个测试文件,然后在这个测试文件的范围内进行一系列读写操作,这也意味着我们看到测速结果,都是基于刚刚写入slc cache中的状态。

前面我们已经讲过,由于slc cache对于ftl的精简效应等优势,在此范围内无论顺序还是随机读写都会有所加成。

这也是有缓ssd与无缓ssd在crystaldiskmark测试项目中,并不会拉开太大差距的主要原因。

以宏碁掠夺者gm7000和gm7为例,其二者在crystaldiskmark的测试结果就堪称相差无几,顺序读取速度均能达到intel平台的7150mb/s上限附近,顺序写入速度也能达到6500mb/s左右,甚至gm7凭借优秀的固件和算法加成,在q1t1 4k随机写入速度上还反超了gm7000一筹,达到了94mb/s。

大家平时使用ssd时,最常用到的高负载场景应该就是大文件拷贝的场景吧,而在这种场景下,有缓ssd与无缓ssd其实也拉不开什么差距——大家都是消费级ssd,都针对低队列读写有专门优化,在速度方面其实相差无几。

而有些新手朋友在意的能持续写入多大容量不掉速的能力,其实更多的是与不同ssd之间的slc cache方案有关系,这基本上依赖于厂家对于ssd固件策略的调校。

在ssd容量足够大的前提下,成熟的slc cache策略给用户带来的不止是爆发式写入性能的提升,而且更加精简的ftl映射结构、更低的延迟和更高的混合读写性能,以及在ssd高占用状态下降低频繁r-e-w擦写造成的性能与寿命损耗问题都是重要关键。

以宏碁掠夺者gm7000 2tb为例,下图为raw格式下全盘顺序读写测试(128kb,q32t1)的曲线图。可以看到,gm7000在全盘范围内的顺序读取曲线都相当稳定,基本全程都能保持在6800mb/s左右。而写入曲线方面,gm7000的缓内写入速度能稳定在6400mb/s,并且slc cache为650gb左右,占据了全盘可用容量的1/3,明显是和sn850x类似的典型全盘模拟slc方案。

在slc cache写满之后,随后而来的是大约150gb的tlc直写过程,速度能达到2000mb/s左右。那么在slc cache已经耗尽的情况下,是如何实现这一小段tlc直写的呢?从数据写入量上来推测,个人盲猜gm7000应该是将总容量7%左右的一级op也拿出来提供写入了,与此同时主控还在进行slc cache释放的操作,最终实现了比一级op略大的tlc直写阶段。

在全盘写入的最后第三段,gm7000的主控要同时进行slc cache释放和新数据写入的操作,负载压力达到了最大化,所以写入速度进一步下降。在此过程中,前半程由于主控释放slc cache的write back操作非常积极,使得部分写入数据落入了空白块中,写入速度有短暂回升到tlc直写速度的波动,最后随着空白块耗尽,终于进入了稳定的write back+r-e-w低速区间,速度在750mb/s左右。

接下来我们看看宏碁掠夺者gm7的表现,同为优秀的国产ssd,这款ssd采用了另一套不同的slc cache方案。下图为raw格式下全盘顺序读写测试(512kb,q32t1)的曲线图。

宏碁掠夺者gm7与致态tiplus7100类似,slc缓存容量给的是国产ssd中比较少的,空盘状态下也只提供了10%左右的空闲容量进行slc cache模拟,而没有使用的半盘模拟方案。

slc cache容量并非越大越好,用于模拟slc的容量越大,可提供的爆发式写入时间越长,但是也会使得垃圾回收阶段压力更大,进而导致全盘平均写入速度越慢。

宏碁掠夺者gm7的slc cache方案更像是综合了性能与体验之后的折中选择,整体主控调校方向更倾向于优化平均写入速度。

说起来,200g的slc cache对于普通家用用户完全是足够用的了,再强行加大slc cache也不会带来什么体验上的提升,反而不如充分利用长江存储颗粒强悍的直写性能,给主控腾出手来,减少一段速度最慢的垃圾回收阶段浪费的时间。

可以看到第二段曲线显示的是tlc颗粒的直接写入性能,此时没有了slc cache的干扰,我们可以发现宏碁掠夺者gm7的直写性能极强,平均速度能达到3500mb/s左右,这个速度表现和致态tiplus7100 2tb非常类似,在我测试过的国产ssd中妥妥的属于t0梯队——使用232l x3-9070颗粒的其他国产ssd,在tlc直写阶段的速度一般只有2500mb/s左右。

而同样在主控压力最大的第三段写入曲线,宏碁掠夺者gm7依然能维持在900mb/s左右,这在国产ssd中也是第一梯队的速度了。

那二者到底啥时候能用出区别?

众所周知,我们在日常使用电脑时,操作系统会在后台不定时读取许多零碎的小文件,而这也就意味着ssd的随机读取性能是影响我们日常使用流畅性的关键。虽然ssd的真实运行过程是各种粒度、各种读写比例混杂的复杂流程,但是从4k小粒度随机读写的性能中,我们可以管中窥豹。

在实际场景中,写入slc cache的数据并不是始终享受到加速福利的。一般来讲,ssd主控会随着时间推移,将这部分数据释放到tlc区域内,只不过各家主控和固件不同,释放slc cache的积极性也有所区别而已。

所以说,我们日常使用电脑时,打开软件或者加载游戏等操作,所访问的基本都是已经被挪出slc cache外、tlc区域内的数据,示意图如下:

在这种情况下,有着dram缓存的ssd就能在真实的4k随机读取性能方面取得优势。鉴于此,我们对宏碁掠夺者gm7 2t和gm7000 2t的缓外4k随机直读性能进行了测试。

其中gm7 2t的平均速度为32.27mb/s左右,与致态tiplus7100 2t基本一致,而gm7000 2tb的slc缓外真实4k随机读取速度在51mb/s左右,明显高得多。

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