2.5寸、mSATA齐上阵 SSD/固态混合硬盘大比拼

如何提高4KB扇区性能？SSD写速度下降问题

Iometer 4KB随机写测试（无文件系统/全部容量，关闭写缓存）

由于Iometer随机写测试我们关闭了驱动器的写缓存，因此SSD 1,000出头的IOPS成绩使得它们可以和HDD在一个图表中进行对比。这时固态盘的优势比随机读小了很多，根据我们以前测试Intel X25-E企业级SSD（SLC闪存）的经验，它的随机写IOPS性能可以达到2,000以上（同样是关闭写缓存的情况下）。

Intel X25-M 160GB在这里领先SSD 310 80GB一点，我们并不感到意外。因为Intel给出的资料中二者的最大写IOPS分别为8,600和6,600。

笔者为什么要列出Momentus 7200 750GB的两条测试曲线，而且它们都比较平直（即基本没有随着队列深度增加而上升）呢？“4KB对齐写入”与4KB物理扇区之间又有什么联系呢？

Iometer 4KB随机写测试（无文件系统/全部容量，关闭写缓存）

为了读者能够更好的理解，我们再把生成折线图的原始数字列出。先看左边2列：虽然希捷的资料中ST95005620AS和ST9750420AS的平均写寻道时间都是13ms（笔记本硬盘读/写寻道之间的差距比3.5英寸硬盘要大一些，后者通常不超出1ms，这一点直接反应在读/写IOPS上），但实测显然还是Momentus 7200写寻道更快。不过奇怪的是，Momentus 7200 750GB这款4KB扇区硬盘在默认测试设置下随机写IOPS并没有随着队列深度的增加而明显提高，要知道前文中看到该硬盘也是支持NCQ的啊？

这时我们想到了一些SSD厂商在公布性能指标时，有的会注明“4KB对齐随机写入”，这个对齐针对的是闪存页面（也可以是扇区？）。本次测试我们尝试了该设置（见下图）在固态盘上没有看到有什么不同，却在4KB物理扇区HDD上得到了意想不到的效果。根据上表右边的一列，Momentus 7200在队列深度为“1”时随机写就达到了123 IOPS，甚至超过Momentus XT在队列深度256时的表现。

出现这样的结果并不是偶然。其实在Momentus 7200 750GB上以默认设置（对齐到逻辑扇区）运行4KB随机写测试，就会出现我们以前提到过的“写入请求不对齐”的情况，增加了硬盘磁介质的实际I/O数量。而对齐到4KB扇区之后的写入，则相当于把传统512byte扇区硬盘需要完成的8个写入请求合并成一个，因此性能的提升就在情理之中了。

4KB扇区带来的好处不止于此，现在它等待的是桌面操作系统和企业级应用等对此做出改变和优化，因此会有一个产品过渡的阶段。

我们再来解释一下，为什么本文中测试的SSD随机写性能没有Intel的资料中那样高。上表同样出自我们在第一页提到的那个官方文档。这里有2种测试跨度（span）：一个是整个驱动器的空间（左），而另一个则是在8GB的容量范围内（右）。

如果是测试机械硬盘，后者就相当于在比较临近的磁道内移动磁头，自然效率更高。SSD受这一点的影响应该没有传统硬盘那样明显，但别忘了Intel给出的数字都是在写缓存打开情况下获得的，说到这里大家就理解测试结果之间的不同了吧。不过，上面那个“300”的数字似乎有点不正常，难道Intel出了个小错误？

Intel 34nm MLC SSD trim功能需求条件表

最后，我们还想讨论一下固态盘写入性能下降的问题。Intel使用34nm MLC闪存的SSD，包括X25-M和310，都能支持TRIM指令，而且该选项在本文测试的Windows 7和Server 2008 R2（同样是Win7内核）默认都是打开的。

不过根据上表，原生操作系统的trim支持，只有在使用微软自带的AHCI驱动时才能实现。而本文前面的所有测试，都是在安装Intel Rapid Storage Technology（Matrix Storage Manager的最新版本）SATA控制器驱动的情况下进行的。每当我们遇到性能疑问时，就手动运行一次Intel SSD Toolbox中的安全擦除，然后全盘格式化（而非快速格式化，不作为系统盘测试时）；或者SSD优化（即Intel工具包中的trim功能，安装Windows 7系统时），以获得理想的驱动器写入速度。

或许，在下面的这个对比中我们能够了解更多：

Iometer 4KB随机写测试（无文件系统/全部容量，关闭写缓存）

这个表里面一共有3条折线，分别为运行一段时间测试之后的、刚执行完安全擦除，还有使用Windows系统自带AHCI驱动状态下的Intel X25-M。其中我们看到了随机写性能下降以及复原，还有微软AHCI驱动在队列深度增大之后不佳的表现。因此建议大家还是尽量安装Intel Rapid Storage Technology吧。

写到这里本文终于要收尾了。令笔者略感欣慰的是，参与测试的4款产品，无论SSD、固态混合硬盘、还是4KB物理扇区的硬盘，都显示出了它们各自的特点和价值。那么作为读者的您，是否也有所收获呢？