SSD並不可怕 設置不當掉速毀盤才可怕

@ 2015-09-18

SSD固態硬碟如今成為裝機配置中的必選產品,動輒500-600MB/秒的讀寫速度,可能因為主板、SSD設置不對,SSD的性能沒有真正發揮出來。硬碟掉速問題最早來源於機械硬碟,性能多達5倍於機械硬碟的SSD進一步放大這些問題。

機械硬碟的掉速問題從「4K沒有對齊」開始,當時率先採用4K格式化的機械硬碟掉速嚴重,它的讀寫速度表現如同過山車,此起彼伏。其速度頻繁掉到0MB/秒,幾乎接近停滯狀態。

機械硬碟掉速問題

如果說機械硬碟有這個問題,那麼到讀寫速度500-600MB/秒的SSD,可就不是少10-20MB/s,並且SSD還衍生出新的掉速問題,讓網友們防不勝防。

■影響SSD性能發揮的主要幾個點:

1、AHCI模式,即串行ATA高級主控接口,是在Intel的指導下,由多家公司聯合研發的接口標準。支持NCQ技術和熱插拔。硬碟在接到讀寫指令後,會根據指令對訪問地址進行重新排序,大大減少了讀取時間,使數據傳輸更為高效,同時也有效地延長了硬碟的使用壽命。

2、4K對齊對SSD性能的影響大,但是Win7及以上的作業系統分區都是自動4K對齊的,這裡就不講了。

3、SATA2.0和SATA3.0接口的速率相差一倍,用戶沒有分清兩種接口,將SATA3.0 SSD接入SATA2.0接口,白白浪費SSD的性能。

4、節能(CPU節能和電源節能管理)關閉節能的話,CPU會保持默認的主頻不變維持高性能,而開啟節能的話,CPU會自動降頻從而影響SSD性能。

■使用不當一:SSD運行IDE模式

隨著SATA接口的發展,硬碟的讀寫速度飛躍提升,傳統的IDE模式已經無法滿足SSD固態硬碟的性能要求。AHCI(Serial ATA Advanced Host Controller Interface)應運而生,又名串行ATA高級主控接口/高級主機控制器接口。AHCI通過包含一個PCI BAR(基址寄存器),來實現原生SATA功能,因此它主要是給SATA接口硬碟使用。

▋IDE:無法發揮SATA硬碟性能 卻不能淘汰

IDE接口可以淘汰,IDE模式卻頑強生存

IDE的英文全稱為「Integrated Drive Electronics」,即「電子集成驅動器」,它的本意是指把「硬碟控制器」與「盤體」集成在一起的硬碟驅動器。老舊的IDE接口如今淘汰,兼容性良好的IDE模式卻保留至今。

▋AHCI:除RAID之外 最能發揮SATA硬碟性能

AHCI為SATA接口而生

AHCI允許存儲驅動程序啟用高級串行ATA功能,如本機命令隊列和熱插拔,因此理論上它能最大能提高SATA硬碟約30%的速度。AHCI是現有的SATA硬碟主控接口中,除了複雜的磁碟陣列模式之外,最能發揮SATA硬碟性能。

下面我們實測的三星850 EVO 250GB SSD在IDE和AHCI兩種模式下,使用AS SSD軟體所測試的讀寫速度。

IDE模式成績

AHCI模式成績

我們對比三星850 EVO 250GB SSD的AHCI和IDE模式成績,兩者的性能差距懸殊,它的性能衰減遠遠大於「4K不對齊」。

所謂4K對齊,實際指的是4K高級格式化,要求硬碟扇區4K對齊。4K高級格式化標準規定,硬碟扇區大小從當前的512位元組遷移至4096位元組(或4K)。這項更改會提高格式化效率,從而有助於硬碟行業提供更高的容量,同時提供改進的錯誤糾正功能。

4K高級格式化說明

當然,這些是在4K對齊之下的好處,要是SSD沒有4K對齊,會是什麼樣一個結果呢?

▌SSD 4K不對齊會是啥性能?

我們使用AS SSD軟體,進行4K對齊實驗。筆者使用分區精靈軟體,選擇32K位元組,然後手動將「單元大小」調整為31K,這款SSD隨即4K無法對齊。

注意左上角容量上方的「31K - BAD」為4K未對齊

注意左上角容量上方的「132096K - OK」為4K對齊

我們對比4K不對齊和對齊的三星850 EVO 250GB SSD,最後的AS SSD項目得分(669分 VS 1205分)相差近一倍。其中差別最大的當屬4K-64Thrd成績對比,即4K位元組-64隊列深度模式下,4K不對齊的三星850 EVO 250GB SSD的成績慘不忍睹。

稍微老一些的主板,比如B85/Z77/H77主板僅部分具備SATA3.0接口,剩下全為SATA2.0接口。SATA2.0接口速率只有300MB/s;SATA3.0接口速率提高一倍。用戶一旦接錯接口,SATA3.0 SSD的讀寫速度下降程度同樣可以多達一倍。

SATA2.0/3.0接口

我們用一塊三星850 EVO 250GB SSD進行實驗,分別在SATA2.0和3.0兩種接口,使用CDM軟體進行測速。

實測SATA3.0接口速率

實測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讀寫速度相差近一倍。這和AHCI/IDE模式的性能下降程度有得一拼。

■CPU節能選項開啟 影響SSD的性能

CPU開啟節能選項之後,除了可能降低CPU頻率,同時可能降低外部總線接口單元的運行速度。而CPU正是通過主板BIOS的節能選項來影響SSD的性能:

CPU節能選項/開啟(Auto)

筆者使用的Z87主板BIOS,提供CPU Enhanced Halt(C1E)(系統閒置狀態時的CPU節能功能)、C3/C6/C7 State Support(比C1E更深層的省電模式)、CPU EIST Function(Intel CPU節能技術)等四個節能選項。

CPU節能選項/關閉(Disabled)

這些CPU節能選項默認為「Auto」,即開啟節能狀態;當用戶選擇「Disabled」,即為關閉節能狀態。下面我們將三星850 EVO 250GB SSD在開啟與關閉節能模式下運行,SSD測試的成績差距有多大?

● AS SSD Benchmark

隨機讀寫性能是固態硬碟的關鍵指標,其單位為IOPS,即每秒進行讀寫(I/O接口)操作的次數。它對應整個系統的總線帶寬。當我們開啟CPU節能選項,CPU的頻率降下來,發送指令隨之變慢,I/0接口處理的操作次數減少,因此IOPS的影響最深。

CPU節能選項/開啟狀態

CPU節能選項/關閉狀態

差距較大的讀寫IOPS項目,增益部分涵蓋4K讀取/寫入IOPS、512B讀取IOPS(藍色方框);減弱部分涵蓋4K-64 Thrd寫入IOPS、512B寫入IOPS(紅色方框)。AS SSD總分也反應出節能前後的性能,差距11分。

我們通過實際例子分析4種硬碟/SSD的掉速現象,其中4K沒有對齊問題,對於機械硬碟來說,如果長久保持這種狀態,返修率大幅攀升,用戶的硬碟將面臨送修的危險。無論機械硬碟或者SSD,這些問題可由用戶發揮主觀能動性解決:

1、怎麼讓SSD工作在AHCI模式

Z87 BIOS內 硬碟模式的選擇介面 包括IDE、AHCI及RAID

AHCI模式可以顯著增強硬碟性能,它適用於台式機/筆記本電腦。網友可在高級階段選項的「SATA設置」中找到選擇介面,一般它具有「IDE」、「AHCI」、「RAID」三種模式。

2、SSD如何4K對齊

Win7/8/10磁碟管理器是最快捷的4K對齊工具

在Win7/Win8/Win10系統下,如果你的硬碟在使用windows磁碟管理器進行操作前,沒有進行過分區操作,那麼系統磁碟管理器進行第一次分區時會自動幫你進行對齊。

不過Win7/8/10作業系統下分區限制較多,擴展性能較差,我們更多的是藉助第三方軟體進行4K格式化並進去分區。

3、怎麼選擇SATA3.0接口

我們需要解決SATA3.0接口插對的問題,部分主板在接口附近標註SATA3.0或者SATA 6Gbps字樣;其次是SATA3.0接口和SATA2.0接口顏色不一樣,數量少的同色接口一般為SATA3.0。目前中高端的Z87/97/170主板、AMD主流主板實現全部SATA3.0接口化。

4、CPU節能是否提高SSD性能

CPU節能關閉對SSD的性能有一定影響,對於高端配備大功率顯卡的PC主機來說,用戶需要在節能和高性能之間做選擇。筆記本用戶可開啟CPU節能,畢竟電池繼航力更為重要。


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