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掬清风挽明月依然空空

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日志

 
 

SSD并不可怕 设置不当掉速毁盘才可怕  

2015-09-20 08:30:28|  分类: 电脑 |  标签: |举报 |字号 订阅

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  S   SD固态硬盘如今成为装机配置中的必选产品,动辄500-600MB/秒的读写速度,可能因为主板、SSD设置不对,SSD的性能没有真正发挥出来。硬盘掉速问题最早来源于机械硬盘,性能多达5倍于机械硬盘的SSD进一步放大这些问题。

SSD并不可怕  设置不当掉速毁盘才可怕
SSD并不可怕  设置不当掉速毁盘才可怕

  机械硬盘的掉速问题从“4K没有对齐”开始,当时率先采用4K格式化的机械硬盘掉速严重,它的读写速度表现如同过山车,此起彼伏。其速度频繁掉到0MB/秒,几乎接近停滞状态。

SSD并不可怕  设置不当掉速毁盘才可怕
机械硬盘掉速问题

    如果说机械硬盘有这个问题,那么到读写速度500-600MB/秒的SSD,可就不是少10-20MB/s,并且SSD还衍生出新的掉速问题,让网友们防不胜防。


    ■影响SSD性能发挥的主要几个点:

    1、AHCI模式,即串行ATA高级主控接口,是在Intel的指导下,由多家公司联合研发的接口标准。支持NCQ技术和热插拔。硬盘在接到读写指令后,会根据指令对访问地址进行重新排序,大大减少了读取时间,使数据传输更为高效,同时也有效地延长了硬盘的使用寿命。

    2、4K对齐对SSD性能的影响大,但是Win7及以上的操作系统分区都是自动4K对齐的,这里就不讲了。

    3、SATA2.0和SATA3.0接口的速率相差一倍,用户没有分清两种接口,将SATA3.0 SSD接入SATA2.0接口,白白浪费SSD的性能。

    4、节能(CPU节能和电源节能管理)关闭节能的话,CPU会保持默认的主频不变维持高性能,而开启节能的话,CPU会自动降频从而影响SSD性能。

■使用不当一:SSD运行IDE模式

    随着SATA接口的发展,硬盘的读写速度飞跃提升,传统的IDE模式已经无法满足SSD固态硬盘的性能要求。AHCI(Serial ATA Advanced Host Controller Interface)应运而生,又名串行ATA高级主控接口/高级主机控制器接口。AHCI通过包含一个PCI BAR(基址寄存器),来实现原生SATA功能,因此它主要是给SATA接口硬盘使用。

    ▋IDE:无法发挥SATA硬盘性能 却不能淘汰

SSD并不可怕  设置不当掉速毁盘才可怕
IDE接口可以淘汰,IDE模式却顽强生存

    IDE的英文全称为“Integrated Drive Electronics”,即“电子集成驱动器”,它的本意是指把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器。老旧的IDE接口如今淘汰,兼容性良好的IDE模式却保留至今。

    ▋AHCI:除RAID之外 最能发挥SATA硬盘性能

SSD并不可怕  设置不当掉速毁盘才可怕
AHCI为SATA接口而生

    AHCI允许存储驱动程序启用高级串行ATA功能,如本机命令队列和热插拔,因此理论上它能最大能提高SATA硬盘约30%的速度。AHCI是现有的SATA硬盘主控接口中,除了复杂的磁盘阵列模式之外,最能发挥SATA硬盘性能。

    下面我们实测的三星850 EVO 250GB SSD在IDE和AHCI两种模式下,使用AS SSD软件所测试的读写速度。

SSD并不可怕  设置不当掉速毁盘才可怕
IDE模式成绩

SSD并不可怕  设置不当掉速毁盘才可怕
AHCI模式成绩

    我们对比三星850 EVO 250GB SSD的AHCI和IDE模式成绩,两者的性能差距悬殊,它的性能衰减远远大于“4K不对齐”。

  所谓4K对齐,实际指的是4K高级格式化,要求硬盘扇区4K对齐。4K高级格式化标准规定,硬盘扇区大小从当前的512字节迁移至4096字节(或4K)。这项更改会提高格式化效率,从而有助于硬盘行业提供更高的容量,同时提供改进的错误纠正功能。  

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4K高级格式化说明

    当然,这些是在4K对齐之下的好处,要是SSD没有4K对齐,会是什么样一个结果呢?   

    ▌SSD 4K不对齐会是啥性能?  

    我们使用AS SSD软件,进行4K对齐实验。笔者使用分区精灵软件,选择32K字节,然后手动将“单元大小”调整为31K,这款SSD随即4K无法对齐。 

SSD并不可怕  设置不当掉速毁盘才可怕
注意左上角容量上方的“31K - BAD”为4K未对齐

SSD并不可怕  设置不当掉速毁盘才可怕
注意左上角容量上方的“132096K - OK”为4K对齐

    我们对比4K不对齐和对齐的三星850 EVO 250GB SSD,最后的AS SSD项目得分(669分 VS 1205分)相差近一倍。其中差别最大的当属4K-64Thrd成绩对比,即4K字节-64队列深度模式下,4K不对齐的三星850 EVO 250GB SSD的成绩惨不忍睹。

  稍微老一些的主板,比如B85/Z77/H77主板仅部分具备SATA3.0接口,剩下全为SATA2.0接口。SATA2.0接口速率只有300MB/s;SATA3.0接口速率提高一倍。用户一旦接错接口,SATA3.0 SSD的读写速度下降程度同样可以多达一倍。

SSD并不可怕  设置不当掉速毁盘才可怕
SATA2.0/3.0接口

    我们用一块三星850 EVO 250GB SSD进行实验,分别在SATA2.0和3.0两种接口,使用CDM软件进行测速。

SSD并不可怕  设置不当掉速毁盘才可怕
实测SATA3.0接口速率

SSD并不可怕  设置不当掉速毁盘才可怕
实测SATA2.0接口速率

    三星850 EVO 250GB SSD在SATA3.0和SATA2.0接口的速度,其中Seq读写速度相差近一倍。这和AHCI/IDE模式的性能下降程度有得一拼。

■CPU节能选项开启 影响SSD的性能 

    CPU开启节能选项之后,除了可能降低CPU频率,同时可能降低外部总线接口单元的运行速度。而CPU正是通过主板BIOS的节能选项来影响SSD的性能: 

SSD并不可怕  设置不当掉速毁盘才可怕
CPU节能选项/开启(Auto)

   笔者使用的Z87主板BIOS,提供CPU Enhanced Halt(C1E)(系统闲置状态时的CPU节能功能)、C3/C6/C7 State Support(比C1E更深层的省电模式)、CPU EIST Function(Intel CPU节能技术)等四个节能选项。

SSD并不可怕  设置不当掉速毁盘才可怕
CPU节能选项/关闭(Disabled)

    这些CPU节能选项默认为“Auto”,即开启节能状态;当用户选择“Disabled”,即为关闭节能状态。下面我们将三星850 EVO 250GB SSD在开启与关闭节能模式下运行,SSD测试的成绩差距有多大?

● AS SSD Benchmark 

    随机读写性能是固态硬盘的关键指标,其单位为IOPS,即每秒进行读写(I/O接口)操作的次数。它对应整个系统的总线带宽。当我们开启CPU节能选项,CPU的频率降下来,发送指令随之变慢,I/0接口处理的操作次数减少,因此IOPS的影响最深。

SSD并不可怕 设置不当掉速毁盘才可怕
CPU节能选项/开启状态

SSD并不可怕 设置不当掉速毁盘才可怕
CPU节能选项/关闭状态

    差距较大的读写IOPS项目,增益部分涵盖4K读取/写入IOPS、512B读取IOPS(蓝色方框);减弱部分涵盖4K-64 Thrd写入IOPS、512B写入IOPS(红色方框)。AS SSD总分也反应出节能前后的性能,差距11分。

  我们通过实际例子分析4种硬盘/SSD的掉速现象,其中4K没有对齐问题,对于机械硬盘来说,如果长久保持这种状态,返修率大幅攀升,用户的硬盘将面临送修的危险。无论机械硬盘或者SSD,这些问题可由用户发挥主观能动性解决:

1、怎么让SSD工作在AHCI模式

SSD并不可怕 设置不当掉速毁盘才可怕
Z87 BIOS内 硬盘模式的选择界面 包括IDE、AHCI及RAID

    AHCI模式可以显著增强硬盘性能,它适用于台式机/笔记本电脑。网友可在高级阶段选项的“SATA设置”中找到选择界面,一般它具有“IDE”、“AHCI”、“RAID”三种模式。

2、SSD如何4K对齐

SSD并不可怕 设置不当掉速毁盘才可怕
Win7/8/10磁盘管理器是最快捷的4K对齐工具

    在Win7/Win8/Win10系统下,如果你的硬盘在使用windows磁盘管理器进行操作前,没有进行过分区操作,那么系统磁盘管理器进行第一次分区时会自动帮你进行对齐。

    不过Win7/8/10操作系统下分区限制较多,扩展性能较差,我们更多的是借助第三方软件进行4K格式化并进去分区。 

3、怎么选择SATA3.0接口

    我们需要解决SATA3.0接口插对的问题,部分主板在接口附近标注SATA3.0或者SATA 6Gbps字样;其次是SATA3.0接口和SATA2.0接口颜色不一样,数量少的同色接口一般为SATA3.0。目前中高端的Z87/97/170主板、AMD主流主板实现全部SATA3.0接口化。

4、CPU节能是否提高SSD性能

    CPU节能关闭对SSD的性能有一定影响,对于高端配备大功率显卡的PC主机来说,用户需要在节能和高性能之间做选择。笔记本用户可开启CPU节能,毕竟电池继航力更为重要。




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