價差20%! 有緩存與無緩存SSD有啥區(qū)別? 固態(tài)硬盤選購技巧

1.性能
有一個冷酷的事實是,有緩SSD與無緩SSD在中輕度使用場景中很難有可察覺的區(qū)別。
像CrystalDiskMark這類測試軟件,在進行測試前會先向SSD中寫入一個測試文件,然后在這個測試文件的范圍內(nèi)進行一系列讀寫操作,這也意味著我們看到測速結(jié)果,都是基于剛剛寫入SLC Cache中的狀態(tài)。
前面我們已經(jīng)講過,由于SLC Cache對于FTL的精簡效應(yīng)等優(yōu)勢,在此范圍內(nèi)無論順序還是隨機讀寫都會有所加成。
這也是有緩SSD與無緩SSD在CrystalDiskMark測試項目中,并不會拉開太大差距的主要原因。
以宏碁掠奪者GM7000和GM7為例,其二者在CrystalDiskMark的測試結(jié)果就堪稱相差無幾,順序讀取速度均能達到Intel平臺的7150MB/s上限附近,順序?qū)懭胨俣纫材苓_到6500MB/s左右,甚至GM7憑借優(yōu)秀的固件和算法加成,在Q1T1 4K隨機寫入速度上還反超了GM7000一籌,達到了94MB/s。
大家平時使用SSD時,最常用到的高負載場景應(yīng)該就是大文件拷貝的場景吧,而在這種場景下,有緩SSD與無緩SSD其實也拉不開什么差距——大家都是消費級SSD,都針對低隊列讀寫有專門優(yōu)化,在速度方面其實相差無幾。
而有些新手朋友在意的能持續(xù)寫入多大容量不掉速的能力,其實更多的是與不同SSD之間的SLC Cache方案有關(guān)系,這基本上依賴于廠家對于SSD固件策略的調(diào)校。
在SSD容量足夠大的前提下,成熟的SLC Cache策略給用戶帶來的不止是爆發(fā)式寫入性能的提升,而且更加精簡的FTL映射結(jié)構(gòu)、更低的延遲和更高的混合讀寫性能,以及在SSD高占用狀態(tài)下降低頻繁R-E-W擦寫造成的性能與壽命損耗問題都是重要關(guān)鍵。
以宏碁掠奪者GM7000 2TB為例,下圖為RAW格式下全盤順序讀寫測試(128KB,Q32T1)的曲線圖??梢钥吹剑珿M7000在全盤范圍內(nèi)的順序讀取曲線都相當穩(wěn)定,基本全程都能保持在6800MB/s左右。而寫入曲線方面,GM7000的緩內(nèi)寫入速度能穩(wěn)定在6400MB/s,并且SLC Cache為650GB左右,占據(jù)了全盤可用容量的1/3,明顯是和SN850X類似的典型全盤模擬SLC方案。
在SLC Cache寫滿之后,隨后而來的是大約150GB的TLC直寫過程,速度能達到2000MB/s左右。那么在SLC Cache已經(jīng)耗盡的情況下,是如何實現(xiàn)這一小段TLC直寫的呢?從數(shù)據(jù)寫入量上來推測,個人盲猜GM7000應(yīng)該是將總?cè)萘?%左右的一級OP也拿出來提供寫入了,與此同時主控還在進行SLC Cache釋放的操作,最終實現(xiàn)了比一級OP略大的TLC直寫階段。
在全盤寫入的最后第三段,GM7000的主控要同時進行SLC Cache釋放和新數(shù)據(jù)寫入的操作,負載壓力達到了最大化,所以寫入速度進一步下降。在此過程中,前半程由于主控釋放SLC Cache的Write Back操作非常積極,使得部分寫入數(shù)據(jù)落入了空白塊中,寫入速度有短暫回升到TLC直寫速度的波動,最后隨著空白塊耗盡,終于進入了穩(wěn)定的Write Back+R-E-W低速區(qū)間,速度在750MB/s左右。
接下來我們看看宏碁掠奪者GM7的表現(xiàn),同為優(yōu)秀的國產(chǎn)SSD,這款SSD采用了另一套不同的SLC Cache方案。下圖為RAW格式下全盤順序讀寫測試(512KB,Q32T1)的曲線圖。
宏碁掠奪者GM7與致態(tài)TiPlus7100類似,SLC緩存容量給的是國產(chǎn)SSD中比較少的,空盤狀態(tài)下也只提供了10%左右的空閑容量進行SLC Cache模擬,而沒有使用的半盤模擬方案。
SLC Cache容量并非越大越好,用于模擬SLC的容量越大,可提供的爆發(fā)式寫入時間越長,但是也會使得垃圾回收階段壓力更大,進而導致全盤平均寫入速度越慢。
宏碁掠奪者GM7的SLC Cache方案更像是綜合了性能與體驗之后的折中選擇,整體主控調(diào)校方向更傾向于優(yōu)化平均寫入速度。
說起來,200G的SLC Cache對于普通家用用戶完全是足夠用的了,再強行加大SLC Cache也不會帶來什么體驗上的提升,反而不如充分利用長江存儲顆粒強悍的直寫性能,給主控騰出手來,減少一段速度最慢的垃圾回收階段浪費的時間。
可以看到第二段曲線顯示的是TLC顆粒的直接寫入性能,此時沒有了SLC Cache的干擾,我們可以發(fā)現(xiàn)宏碁掠奪者GM7的直寫性能極強,平均速度能達到3500MB/s左右,這個速度表現(xiàn)和致態(tài)TiPlus7100 2TB非常類似,在我測試過的國產(chǎn)SSD中妥妥的屬于T0梯隊——使用232L X3-9070顆粒的其他國產(chǎn)SSD,在TLC直寫階段的速度一般只有2500MB/s左右。
而同樣在主控壓力最大的第三段寫入曲線,宏碁掠奪者GM7依然能維持在900MB/s左右,這在國產(chǎn)SSD中也是第一梯隊的速度了。
那二者到底啥時候能用出區(qū)別?
眾所周知,我們在日常使用電腦時,操作系統(tǒng)會在后臺不定時讀取許多零碎的小文件,而這也就意味著SSD的隨機讀取性能是影響我們?nèi)粘J褂昧鲿承缘年P(guān)鍵。雖然SSD的真實運行過程是各種粒度、各種讀寫比例混雜的復雜流程,但是從4K小粒度隨機讀寫的性能中,我們可以管中窺豹。
在實際場景中,寫入SLC Cache的數(shù)據(jù)并不是始終享受到加速福利的。一般來講,SSD主控會隨著時間推移,將這部分數(shù)據(jù)釋放到TLC區(qū)域內(nèi),只不過各家主控和固件不同,釋放SLC Cache的積極性也有所區(qū)別而已。
所以說,我們?nèi)粘J褂秒娔X時,打開軟件或者加載游戲等操作,所訪問的基本都是已經(jīng)被挪出SLC Cache外、TLC區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù),示意圖如下:
在這種情況下,有著DRAM緩存的SSD就能在真實的4K隨機讀取性能方面取得優(yōu)勢。鑒于此,我們對宏碁掠奪者GM7 2T和GM7000 2T的緩外4K隨機直讀性能進行了測試。
其中GM7 2T的平均速度為32.27MB/s左右,與致態(tài)TiPlus7100 2T基本一致,而GM7000 2TB的SLC緩外真實4K隨機讀取速度在51MB/s左右,明顯高得多。
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