SSD硬盤測試指導(dǎo)

1、SSDW盤測試指導(dǎo)固態(tài)硬盤介紹固態(tài)硬盤(SolidStateDrives)用固態(tài)電子存儲芯片陣列而制成的硬盤，由控制單元和存儲單元(FLASHY片、DRAM芯片)組成。SSD主要分為以下兩種：基于閃存的SSD采用FLASH芯片作為存儲介質(zhì)，這也是我們通常所說的SSD數(shù)據(jù)保護不受電源限制，能適應(yīng)各種環(huán)境，但是數(shù)據(jù)存儲受存儲芯片擦寫壽命的限制，后文會對SSD存儲芯片的壽命做說明?；贒RAM的SSD采用DRAM作為存儲介質(zhì)，它仿效傳統(tǒng)硬盤的設(shè)計，可被絕大部分操作系統(tǒng)工具進行卷在設(shè)置和管理，并提供工業(yè)標準的PCI和FC接口用于連接主機或者服務(wù)器。應(yīng)用方式分為SSD硬盤鶴SSD艮盤陣列兩種。它是一種高

2、性能的存儲器，而且使用壽命很長，美中不足的是需要獨立電源來保護數(shù)據(jù)安全，所以應(yīng)用場合收到限制。所以目前，民用產(chǎn)品更傾向于基于FLASH的SS下面對基于FLASH的SSD進行重點介紹。SSD與傳統(tǒng)機械硬盤的對比:優(yōu)點：1、啟動快，沒有電機加速旋轉(zhuǎn)的過程;2、不用磁頭，快速隨機讀取，讀延遲極小；3、相對固定的讀取速度，由于尋址時間與數(shù)據(jù)存儲位置無關(guān)，因此磁盤碎片不會影響讀取時間；4、寫入速度快（基于DRAM）,硬盤的I/O操作性能佳，能夠明顯提高需要頻繁讀寫的系統(tǒng)的性能；5、無噪音；6、低容量的基于閃存的固態(tài)硬盤在工作狀態(tài)下能耗與發(fā)熱量較小，但高端或大容量產(chǎn)品能耗較高；7、出現(xiàn)機械錯誤的可能性很低

3、，不怕碰撞、沖擊和震動；8、工作溫度范圍大；9、體積小。缺點：1、成本高、最大容量低；2、由于不像傳統(tǒng)硬盤那樣疲敝于法拉第籠中，固態(tài)硬盤更容易收到某些外界因素的不良影響。如斷電（基于DRAM的固態(tài)硬盤尤甚）、磁場干擾、靜電等。3、寫入壽命有限（基于閃存）。一般閃存寫入壽命為1萬到10萬次，特制的可大100萬到500萬次，然而整臺計算機壽命期內(nèi)文件系統(tǒng)的某些部分的寫入次數(shù)仍將超過這一極限；4、數(shù)據(jù)損壞后難以恢復(fù)。一旦在硬件上發(fā)生損壞，如果是傳統(tǒng)的磁盤或者磁帶存儲方式，通過數(shù)據(jù)恢復(fù)也許還能挽救一部分數(shù)據(jù)。但是如果是固態(tài)存儲，一但芯片發(fā)生損壞，要想在碎成幾瓣或者被電流擊穿的芯片中找回數(shù)據(jù)那幾乎就是不

4、可能的；5、能耗較高，基于DRAM的固態(tài)硬盤在任何時候的能耗都高于傳統(tǒng)硬盤，尤其是關(guān)閉時仍需供電，否則數(shù)據(jù)丟失。固態(tài)硬盤與傳統(tǒng)硬盤優(yōu)劣勢對比項目固態(tài)硬盤傳統(tǒng)硬盤容量較小大價格高低隨機存取極快寫入次數(shù)SLC10萬次MLC3000-5000萬次無限制TLC:500-1000次盤內(nèi)陣列可極難工作噪音無有工作溫度極低較明顯防震很好較不數(shù)據(jù)恢復(fù)難可以重量輕重可見，目前SSD應(yīng)用限制主要在于其價格和使用壽命，但是通過SSD和傳統(tǒng)硬盤的合理搭配可以適當?shù)膹浹a其缺點。使用SSD作為系統(tǒng)盤，因為SSD沒有機械結(jié)構(gòu)，不存在搜尋盤區(qū)，內(nèi)徑外徑數(shù)據(jù)的區(qū)分，所以讀取速度會較機械硬盤有質(zhì)的飛越。使用大容量機械硬盤存儲數(shù)據(jù)

5、，如文檔，音視頻等?；贔LASH的SSD基本結(jié)構(gòu)SSD的主要組成部分由主控芯片、存儲芯片、緩存芯片。BSDArchitectureI主控芯片：主控芯片在SSD中的地位就相當于電腦中的CPU其作用一是合理調(diào)配數(shù)據(jù)在各個閃存芯片上的負荷，作用二則是承擔了整個數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)，連接閃存芯片和外部SATA接口。那么這顆“大腦”又是如何計算的呢？在SSD中，Page為最小的讀寫單位1,Block為最小的擦除，編程單位。其中1個Page為4KB,1個Block由256個Page組成，1個Plane由2048個Block組成，2個Plane組成1個Die,也就是最小的芯片（4GB）。我們首先來假設(shè)一個主控和主控往

6、每個顆粒的Block里寫入4KB閃存顆粒的環(huán)境：1個8通道8位的主控連接到8個Die上，為了解釋方便，假設(shè)了每個Die里就一個Block（實際要復(fù)雜很多）。當主機要進行寫入操作時，會首先發(fā)送一條要求寫入命令，比如寫入4KB。當主控接到主機發(fā)來的指令后，往顆粒1的Blockl里寫入了1個4KB（占1Page）。如果主機需要再寫入8KB,那么主控會往顆粒2的Blockl和顆粒3的Blockl星各寫入4KR如果寫入的是32KB,那么主控就會一下子往每個顆粒的Blockl里寫入4KB,這樣就能發(fā)揮出這個SSD主控理論最大的寫入，相對4KB來說最好情況下可以得到8倍的速度（取決于主控對通道的優(yōu)化、顆粒當

7、前的文件狀況等）。一般來說SSD可采用多通道技術(shù)以提高SSD的讀寫速度。閃存（存儲芯片）：SSD的性能不是單純靠主控決定，使用不同的閃存顆粒也會影響實際性能。很多山寨SSD為了降低成本使用低速的閃存顆粒，造成SSD生能低下，實際使用并不比傳統(tǒng)機械硬盤快。甚至還由于生產(chǎn)做工差，容易造成SSD不穩(wěn)定、用戶數(shù)據(jù)丟失等問題?；贔LASH的SSD中，存儲單元目前可分為三類：SLC（SingleLayerCell單層單元）、MLC（Multi-LevelCell多層單元）和TLC（Trinary-LevelCell三層單元）目前市場上常見的閃存顆粒主要有SLGMLCTLC:SLC=Single-Leve

8、lCell,即1bit/cell,速度快壽命長，價格超貴（約MLC3倍以上的價格），約10萬次擦寫壽命MLC=Multi-LevelCell,即2bit/cell,速度一般壽命一般，價格一般，約3000-10000次擦寫壽命TLC=Trinary-LevelCell,即3bit/cell,也有Flash廠家叫8LC,速度慢壽命短，價格便宜，約500次擦寫壽命，目前還沒有廠家能做到1000次。影響SSD性能除了閃存顆粒的不同，還分有廠家同步異步。Intel同步、鎂光同步就比Intel異步、鎂光異步要好，還有些SSD會采用三星異步和東芝同步顆粒。使用異步、同步也會對SSD的性能有所影響。下面簡單介

9、紹下如何區(qū)分同步、異步顆粒。同步和異步閃存顆粒都是同一家生產(chǎn)線上下來的，顆粒的品質(zhì)優(yōu)劣才有了同步和異步的區(qū)分。簡單來說，異步顆粒是在原廠檢測中，無法通過所有最嚴格的測試，在性能降低后，只能跑異步模式，不能再跑同步模式，而其他方面的質(zhì)量測試都能通過，原廠依然判定其為合格產(chǎn)品，這就是異步顆粒。緩存：“緩存”，單純的從字面上來理解就是延緩存放。簡單的說，“緩存”是為了平衡高速設(shè)備和低速設(shè)備之間的速度差異而存在的。它的作用是讓低速設(shè)備盡量的不拖高速設(shè)備的后退，在SSD中運用緩存芯片也只能做到“盡量”減少這種現(xiàn)象，而不能達到100%的準確運算。SSD上的緩存一般都是1或者2顆DRAM顆粒構(gòu)成，起到數(shù)據(jù)交

10、換緩沖作用。像OCZ最新的VTX4則在PCB面板兩面各接一顆256MB的緩存顆粒，三星830系列擁有自家生產(chǎn)的單顆256MBDDR2SDRAM緩存顆粒。“緩存”，單純的從字面上來理解就是延緩存放。簡單的說，“緩存”是為了平衡高速設(shè)備和低速設(shè)備之間的速度差異而存在的。它的作用是讓低速設(shè)備盡量的不拖高速設(shè)備的后退，在SSD中運用緩存芯片也只能做到“盡量”減少這種現(xiàn)象，而不能達到100%的準確運算。SSD上的緩存一般都是1或者2顆DRAM顆粒構(gòu)成，起到數(shù)據(jù)交換緩沖作用。像OCZ最新的VTX4則在PCB面板兩面各接一顆256MB的緩存顆粒，三星830系列擁有自家生產(chǎn)的單顆256MBDDR2SDRAM緩

11、存顆粒?？偟膩碚f，影響SSD的性能的主要還是主控芯片和閃存顆粒，不同的閃存顆粒，讀寫次數(shù)也不一樣，讀寫次數(shù)也直接影響SSD的壽命。面對SSD速度大幅度提升，已經(jīng)能夠?qū)崟r的處理數(shù)據(jù)，緩存在提升SSD速度方面影響并不太大，所以依據(jù)緩存大小來判斷SSD的速度是不科學的。SSD的性能測試:在拿到SSD的同時需要確定幾點信息:a、SSD的王控芯片廠家b、SSD是否有緩存及緩存的廠家c、FLASH的廠家d、性能測試報告e、可靠性測試報告f、規(guī)格書使用CrystalDiskInfo查看硬盤的的基本信息和健康性。W1tF,靠珞間為豳u：=(T；硬昌K)：H)=(LKLai.agf)艮好33flCHGSTHTS

12、725050A7E630500.1GB腱盅極右固件殍時號良好IIU情新模式碧度奧動籍6標準史拜的功能GH2ZB55OTF6SSAWHG531YLSerialATASArA/600ISATA/MIOc7d：*TAS-ACS|MAS-ACS不時由051M.MmAPM;HCQIC吞吐性能日福洞方助庫止次救正赤幺醞扇叵計數(shù)平百建佳里尋售捐物能通揚病起造生濘洗說啟動關(guān)閉耐次藥畋敦尾誤率100100222991001C01000310D99臨界宜10062jMOD口口MOM：1DC4Q24330012000000010O0OOOQQOOOBE1DG5OOdOQGOOGOOO1DC67OOOQDGOOGOO

13、OLOO40000ODO00CODOg0COOOOOODCODSIOC60OOODOOOOOOOO?9QQMQOQQQ加叼-性能測試ASSSDBenchmark在測試前需要注意上圖紅色框內(nèi)的信息，確認4K是否對齊，AHCI模式是否打開。連續(xù)讀寫（Seq）:首先是持續(xù)測試（Seq）,ASSSD先以16MB的尺寸為單位，持續(xù)向受測分區(qū)寫入生成1個達到1GB大小的文件，然后再以同樣的單位尺寸讀取這個，最后計算平均成績而給出結(jié)果。測試一完畢，測試文件會立刻刪除。4K:再來是隨機單隊列深度測試（4K）,測試軟件會以512KB的單位尺寸生成1GB大小的測試文件，然后在其地址范圍（LBA）內(nèi)進彳T隨機4KB

14、單位尺寸進行寫入及讀取測試，直到跑遍這個范圍為止，最后同樣計算平均成績給出結(jié)果。由于有生成步驟，本測試對硬盤會產(chǎn)生一共2GB的數(shù)據(jù)寫入量。本測試完畢后，測試文件會暫時保留。4K-64K隨機：到隨機64隊列深度測試（4K-64Thrd）,軟件則會生成64個16MB大小的測試文件（共計1GB）,然后同時以4KB的單位尺寸，同時在這64個文件中進行寫入和讀取測試，最后依然以平均成績?yōu)榻Y(jié)果。本步驟也同樣產(chǎn)生2GB的數(shù)據(jù)寫入量。本測試一完畢，測試文件會立刻刪除。訪問時間（ACCtime）:接著是數(shù)據(jù)存取時間測試（Acc.time）,軟件會以4KB為單位尺寸，隨機讀取全盤地址范圍（LBA）,寫入則以512

15、B為單位尺寸，隨機寫入保留的1GB地址范圍內(nèi)，最后以平均成績給出結(jié)果。對于最后的得分并不用太在意，只關(guān)注具體的性能指標即可。點擊附加測試可以測試其復(fù)制基準和壓縮基準性能，如下圖：SSD性能測試二：CrystalDiskMarkMCostalDi4kMarki.t.i重申打絲絹口豐囂T評?。℉iLwgs”50ligOOMB3U24%(24/S9GB)ReadMB/slWriteMH/s0.0000.00051ZK0.0000.0000.0000.0000.0000-00p但測試項目非常全面，涵蓋連續(xù)QueueDepth）為32的情況下的IO值，隊列深度越大，實際性能CrystalDiskMark

16、是一款簡單易用的硬盤性能測試軟件,讀寫、512K和4KB數(shù)據(jù)包隨機讀寫性能，以及隊列深度（4K隨機性能。隊列深度描述的是硬盤能夠同時激活的最大也會越高。測試的規(guī)模大小可以進行選擇，可以測試連續(xù)讀寫速度和隨機的讀寫速度，這里測試規(guī)模為1000MB。SSD性能測試三：ATTODiskBenchmark使用ATTODiskBenchmark進行磁盤傳輸速率檢測軟件，使用了不同大小的數(shù)據(jù)測試包，數(shù)據(jù)包按0.5K,1.0K,2.0K直到到8192.0KB分別進行讀寫測試，測試完成后數(shù)據(jù)用柱狀圖的形式表達出來。能夠很好的說明文件大小比例不同時對磁盤讀取、寫入速度的影響。SSD性能測試四：HDTune通過“

17、基準”、“隨機存儲”來測試SSD的讀取/寫入性能。擦寫壽命測試使用BurnInTest進行測試，SSD固態(tài)硬盤的擦寫壽命。打開BurnInTest設(shè)置Disk測試項。WcT設(shè)置Disk測試參數(shù)。點擊綠色三角后開始測試。在SSD的規(guī)格書中一般會有SSD的擦寫壽命，或是累計寫入數(shù)據(jù)量。當使用BurninTest累計寫入數(shù)據(jù)到達這個值時，SSDf艮有可能會損壞。檢測SSD的健康性可以使用CrytalDiskInfo軟件進行查看健康性。另外，可以使用Easycopy進行實際的文件拷貝測試，可以選族不同種類的文件，如大小相近的批量照片文件，高清電影，瑣碎的WORD文檔等來模擬實際的文件拷貝場景。測試可以

18、選擇本地硬盤一本地硬盤，本地銀盤一U盤，U盤一本地硬盤，本地硬盤一移動硬盤，移動硬盤-本地硬盤等多種實際常用的數(shù)據(jù)拷貝場景。固態(tài)硬盤主控芯片品牌、型號、產(chǎn)品一覽品牌型號代表產(chǎn)品是否擁有自主優(yōu)化軟件IntelPC29AS21AA0PC29AS21BA0Intel320SeriesG3(80G)是SandForceSF-1500/SF-1200、SF-2000系列ShineDiskOCZAgility3元斯達Rg否LSISandForceSF-2141、SF-2241和SF-2281SF-2200/2100系歹UShineDisk金士頓HyperXSSD系列否JMicronJMF602JMF612、JMF618JMF667HShineDisk金士頓的SSDNowV系列否Marvell88SS9174-BJP2、88SS9174-BKK2Intel的510系列、鎂光C400、浦科特PX-128M2S否IndilinxIDX110M00-LC、IDX110M01-LCSOLIDATAK5-64Me否三星S3c49RBX01-YH80S3C29RBB01-YK40三星SLC3.5100GB是東芝TC58NCF602GA