不看是您损失?实测哪些误区损害SSD性能

1开启AHCI与不开启AHCI的性能差距

  【PConline 评测】“快”应该是很多人使用过SSD后的第一感觉,这种“快”不仅仅体现在开、关机及运行程序上,更多表现在对随机数据的读取和写入上。然而SSD有别于HDD,SSD的“快”更需要正确的使用方法。使用不当,不但影响SSD真实的速度,而且还有损于SSD耐久度、稳定性及寿命。

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不看是您损失?实测哪些误区损害SSD性能

就像身边一个使用SSD的朋友,打开主板BIOS一看,发现其SSD一直运行在IDE模式下,自己却全然不知。我们知道IDE模式下根本无法发挥出SSD的全部性能。为了避免这类现象再发生,今天就通过实际的性能测试来告诉您,哪些不正当使用方法对SSD性能造成的损害?

评测平台介绍与说明:

硬件平台
CPU Intel Core i7 3770K
主板 技嘉 GA-Z77X-UP7
内存 宇瞻DDR3-1600 4G*2
硬盘 主盘:三星830系
测试盘:美光M500 480G
显卡 NVIDIA GTX650Ti BOOST
软件平台
操作系统 Windows 7 Ultimate X64 SP1
驱动程序 NVIDIA驱动程序320.00 for win7 64bit
评测方案 测试软件:
CrystalDiskMark 3.0.2

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测试中使用的SSD:美光M500 480G

本次测试所使用的SSD为美光M500 480G,测试软件为SSD测试中常见到的CrystaDiskMark3.0.2,测试项目包括:持续读写(块单位1024KB)、512K随机读写、4KB随机读写及4K随机(QD32)读写,默认运行5次,每次1000MB的数据量,取最好成绩。

项目一:开启AHCI与不开启AHCI的性能差距

AHCI,全称Advanced Host Controller Interface,即高级主机控制器接口,相比老旧的“IDE“ 虚拟模式更适合SSD SATA存储设备通信协议。主板BIOS中开启AHCI后,SSD支持NCQ(NativeCommandQueuing,原生命令队列),当队列深度(QD)增大,性能也会以几何级别上升,而IDE则是不支持NCQ,队列深度增大性能也不会有太大的变化。下面我们来实际测试两种不同模式下的SSD性能差距。

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怎么查看是否已经打开了AHCI模式呢?最简单的方法是运行一款叫AS SSD Benchmark的软件。如果没有打开AHCI,软件界面左上角会出现“pciide-BAD”类似的警示字眼。打开则是“OK”。

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AHCI模式下的测试成绩

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IDE模式的测试成绩

AHCI模式与IDE模式下测试成绩汇总对比
测试项目 AHCI模式 IDE模式 成绩对比
持续读写(MB/s) 481.8/ 425.6 288.5 / 368.4 40% / 13%
随机512KB(MB/s) 437.6/425.9 290.4 / 355.2 34% / 17%
随机4K(MB/s) 25.75 / 66.87 24.95 / 63.14 3% / 6%
随机4K QD32(MB/s) 298.4 / 276.6 27.18/ 76.61 91% / 72%

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测试小结:通过测试成绩对比可以看出,SSD运行在AHCI与IDE不同的模式下,性能差异很明显。持续读写差距在40%、13%之间,特别是当队列深度(QD)增大时,差距尤其明显。以4K QD32读取为例,从298.4MB/s暴跌至27.184MB/s,跌幅高达91%。AHCI与IDE模式下,SSD的性能差距百分比在65%左右。

上面的测试告诉我们,必须记得在主板BIOS内开启AHCI模式,因为AHCI中的NCQ特性对SSD来说至关重要,若你的PC太老旧,不支持AHCI模式的话,个人建议不如等攒到足够的钱,整个平台更换再上SSD会更好。

24K对齐与非4K对齐的性能差距

项目二:4K对齐与非4K对齐的性能差距

随着硬盘容量不断扩展,为了提高容错能力和读写速度,将原来的每个扇区512字节改为每个扇区4096个字节,也就是现在常说的“4K扇区”,那“4K对齐”就是符合“4K扇区”定义格式化过的硬盘,并且按照4K的规则写入数据。

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如果4K不对齐,AS SSD Benchmark软件的左上角同样会提示“BAD”的警示字眼。我们经常强调SSD要进行4K对齐,那你知道4K对齐与非4K对齐之间的性能差距有多大吗?

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4K对齐的测试成绩

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非4K对齐的测试成绩

4K对齐与非4K对齐下测试成绩汇总对比
测试项目 4K对齐 非4K对齐 成绩对比
持续读写(MB/s) 481.8/ 425.6 264.0/ 254.3 45% / 40%
随机512KB(MB/s) 437.6/425.9 253.6 / 209.9 42% / 51%
随机4K(MB/s) 25.75 / 66.87 21.87 / 40.84 15% / 39%
随机4K QD32(MB/s) 298.4 / 276.6 118.3/ 58.3 60% /79%

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测试小结:从4K对齐与非4K对齐的SSD测试成绩看,不管是持续读取还是持续写入,不管QD=1的4K读写还是QD=32的4K读写,两者的性能差距都甚大。4K对齐与非4K对齐下,SSD的性能差距百分比在53%左右。

为什么两者会有如此大的性能差距呢?如果SSD 4K不对齐,写入的数据写入点正好会介于两个4K扇区的之间,也就是说即使是写入最小量的数据,也会使用到两个4K扇区,这样会造成跨区读写,读写次数放大,从而影响读写速度。另外由于固态硬盘写入次数有限,如果4K不对齐,寿命也会缩短。使用SSD必须要进行4K对齐。

3开启与关闭主板节能的性能差距

项目三:开启主板节能与关闭主板节能的性能差距

AMD与Intel都开发了相应的节能技术,以Intel为例,Intel的新节能技术为EIST(Enhanced Intel SpeedStep Technology)。与早期的SpeedStep技术不同,增强型的EIST技术可以动态调整CPU频率,随着CPU使用率下降或者接近0时候降低CPU频率并且降压,从而降低功耗和发热。一旦检测到CPU使用率高,立马回复原始工作频率。

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我们在Z77主板的BOSS中,关闭掉C1E(系统闲置状态时的CPU节能功能)、C3/C6(比C1E更深层的省电模式)、EIST(Intel新节能技术)等,我们来看看开启与关闭节能模式下,SSD测试的成绩差距有多大?

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开启主板节能测试的成绩

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关闭主板节能模式测试的成绩

开启主板节能与关闭主板节能测试成绩汇总对比
测试项目 开启主板节能 关闭主板节能 成绩对比
持续读写(MB/s) 481.8/ 425.6 484.7/ 435.6 -1% / -2%
随机512KB(MB/s) 437.6/425.9 440 / 435.1 -1% / -2%
随机4K(MB/s) 25.75 / 66.87 25.23/ 104.2 2% / -56%
随机4K QD32(MB/s) 298.4 / 276.6 296.3/ 280.1 1% /-1%

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测试小结:从上面的测试成绩可以看出,开启主板节能模式的SSD性能要逊色于关闭主板节能。4K(QD1)随机写入,从原本的66MB/s飙升至104MB/s,涨幅超过一半。但对4K(QD1)随机读取及高队列纵深的随机读写影响不大。总体来说,关闭主板节能,SSD的性能提升约7%。

我们知道SSD的每个IOPS都需要发出,占用了系统的总线带宽,开启节能模式时CPU的频率会降下来,发送指令时就会变得慢一些,那SSD理论性能相会相应减弱。说到这里,有些人会说,那为什么机械硬盘没受影响呢?我们知道机械硬盘的4K IOPS也不过70-150之间,几乎感受不到节能模式带来的影响,但SSD的IOPS却非常之高。然而用户使用的过程中,绝大数多的情况下都是开启主板节能模式的,所以我们测试SSD一般也默认开启节能模式。至于你要不要追求SSD的极致性能,还要看你自己的选择了。

4原生SATA3.0与SATA2.0性能差距

项目四:原生SATA3.0与SATA2.0的性能差距

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接口方面,现在出厂的SSD都采用SATA3.0接口,为什么?因为SATA2.0接口的最大理论速度只有300MB/S,如果你把一款读取速度500MB/s的SSD接到SATA2.0接口上,自然而然受到限制。如果你的SSD接在SATA2.0接口,那你有想过这会带来多大的性能损失吗?

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原生SATA3.0接口下测试的成绩

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SATA2.0接口下测试的成绩

原生SATA3.0与SATA2.0测试成绩汇总对比
测试项目 原生SATA3.0 SATA2.0 成绩对比
持续读写(MB/s) 481.8/ 425.6 270.2/ 264.0 44% / 38%
随机512KB(MB/s) 437.6/425.9 251.7/ 254.7 42% / 40%
随机4K(MB/s) 25.75 / 66.87 24.24/ 57.85 6% / 13%
随机4K QD32(MB/s) 298.4 / 276.6 216.8/ 204.7 27% /26%

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测试小结:可以说,SSD接在原生的SATA3.0接口上的测试成绩完胜SATA2.0,SATA2.0接口上,持续读写速度仅270/ 264MB/s,很明显受到接口理论传输性能的限制。而随机读写方面也受到不少的影响。

目前绝大部分的Intel与AMD的主板上都配备了原生SATA3.0接口,这也提醒了网友在组建平台时,选购主板时应多考虑带有原生SATA3.0接口,这也是为什么大家都说B75主板比H61主板更具性价比。另外提醒一下,如果您的主板只有一个SATA3.0,而您又是SSD+HDD存储,那SSD优先接到SATA3.0 上,因为SATA2.0足以应付性能一般的机械硬盘。

5小分区与全部分区的性能差距

项目五:小分区与全部分区的性能差距

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SSD中,有“小分区”与“少分区”的说法,所谓的“小分区”就是不要把SSD的容量都分满,保留一部分容量作为“空闲位置”,用于SSD内部的优化操作,如磨损平衡、垃圾回收和坏块映射。而“少分区“是另外一种概念,分区越多意味着浪费的空间越多(每个分区总有那么些空间是用不到的)。现在,我们针对小分区情况,480G的SSD只分出约40G,其他容量不动,另外480G容量全部分区进行测试。看看两者的性能差距?

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全部分区下

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小分区下

全部分区与小分区下测试成绩汇总对比
测试项目 全部分区 小分区 成绩对比
持续读写(MB/s) 481.8/ 425.6 477.2/443.3 1% / -4%
随机512KB(MB/s) 437.6/425.9 430.1/ 430.7 2% / -1%
随机4K(MB/s) 25.75 / 66.87 25.83/ 66.74 0% / 0%
随机4K QD32(MB/s) 298.4 / 276.6 296.4/ 277.5 1% /0%

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测试小结:从上述的测试成绩对比来看,全部分区与小分区各项性能几乎没有差异,总体的差距在0.3%左右,可以忽略不计了。目前2.5寸消费者SSD的容量最大也就960G,而且价格很贵,主流还是120G–128G,有一些厂商已经帮我们设定好了OP,例如NAND容量128G的SSD,厂家会标称120G,剩下的部分就被设置成了预留空间。所以少容量的SSD分区时,1-2个即可。

6内存双通道下与单通道下的性能差距

项目六:内存双通道下与单通道下的性能差距

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内存单、双通道

前面我们提到主板节能模式下,CPU的降频影响到SSD的性能,那与硬盘关系密切的内存会不会也对SSD的性能产生影响呢?我们就单、双通道内存下(相同时序及频率)测试SSD的性能。

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双通道内存下测试的成绩

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单通道内存下测试的成绩

双通道与单通道内存测试成绩汇总对比
测试项目 双通道内存 单通首内存 成绩对比
持续读写(MB/s) 481.8/ 425.6 492/443.1 -2% / -4%
随机512KB(MB/s) 437.6/425.9 439.7/ 435.7 0% / -2%
随机4K(MB/s) 25.75 / 66.87 25.78/ 64.68 0% / 3%
随机4K QD32(MB/s) 298.4 / 276.6 267.5/ 268.6 10% /3%

 

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测试小结:单通道内存的平台下,SSD的持续读写性能要稍稍好于双通道,而随机读写方面,双通道优于单通内存平台,但两者的总体差距不超过1%。这也破除了很多网友的疑虑,内存单、双通道不构成对SSD性能的影响。这也很容易理解,虽然双通道内存的带宽要远高于单通道,但以GB/s为单位计算的内存传输速度并非SSD所能比拟的。

总结:

有相当一部分用户对SSD的抗拒感来源于使用SSD比HDD要麻烦,这样不行,那样也不行,哪像机械硬盘买回来通电万事不管。但SSD的“快”还是需要您付出一点心思的。比如确定打开了主板的AHCI、进行4K对齐、接在原生SATA3.0接口下等。通过上面的一系列实际测试也证明了,不正确的使用方法会造成SSD的性能严重损失,导致性能下降,甚至影响到SSD的稳定性及寿命等。

本来SSD的价格就贵,容价比远低于机械硬盘,大价钱买回来的SSD,如不能充分发挥其性能,那就得不偿失了。

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