固態硬碟越用越慢的根本原因到底在哪?英特爾這次沒說到點上

存儲極客 發佈 2020-01-15T17:20:49+00:00

英特爾經常通過官微進行電腦知識的科普中不乏有趣的和有價值的信息,但也有一些沒說到點兒上的偽科普,譬如14日關於固態硬碟越用越慢的原因:英特爾官微給出的答案是"有些系統會進行磁碟整理",但後邊就離題到碎片整理對"耐用度"的影響了,並沒有真正解答它提出的問題。

英特爾經常通過官微進行電腦知識的科普中不乏有趣的和有價值的信息,但也有一些沒說到點兒上的偽科普,譬如14日關於固態硬碟越用越慢的原因:

英特爾官微給出的答案是"有些系統會進行磁碟整理",但後邊就離題到碎片整理對"耐用度"的影響了,並沒有真正解答它提出的問題。


碎片整理會讓SSD掉速嗎?

答案是不會。碎片整理對於SSD是沒有必要的,因為數據在文件系統中的邏輯位置與固態硬碟快閃記憶體中的物理位置並不是固定對應的(FTL映射表的作用),整理文件系統碎片是做無用功,平白產生不必要的硬碟寫入。

此外,當代作業系統也不會如英特爾所說那樣主動對SSD進行磁碟碎片整理。Windows 10能識別硬碟類型並自動針對性的優化:對於SSD是空白位置Trim,對於機械盤才是碎片整理。

即便是已經被淘汰的Windows 7,只要是正常安裝的系統,都會經過性能評分並自動關閉對固態硬碟的磁碟碎片整理,只要不作死去手動整理就不會有任何問題。簡而言之,大家無需擔心系統自帶的磁碟整理程序令固態硬碟變慢。

現在的固態硬碟還會掉速嗎?

說起固態硬碟掉速,很多資深老玩家都會想起TRIM指令的幫助。NAND快閃記憶體由鎧俠(原東芝存儲)在上世紀80年代發明,儘管現在已經發展到了96層堆疊時代,但有一個特性依然沒有變:快閃記憶體需要先擦除才能進行寫入。而快閃記憶體擦除過程耗時,這會使固態硬碟寫入性能下降。

Trim(意為修剪)指令會隨著刪除文件的操作自動向固態硬碟發出信息,提供具體哪些位置的數據已經無效的信息,由固態硬碟決定是否提前對其進行擦除,從而避免每次寫入需要再等擦除過程的延誤。

TRIM使得固態硬碟的工作變得高效,目前幾乎所有的固態硬碟都支持TRIM指令。那為何還有固態硬碟掉速的現象呢?存儲極客分析主要有以下3種原因:


過熱限速:

LDPC糾錯讓固態硬碟更耐用,NVMe讓固態硬碟速度更快。而這兩項技術也讓固態硬碟的發熱量變得更高,分分鐘就達到能燒開水的溫度。對於M.2這種緊湊型SSD來說,高負載使用時會觸發過熱保護而掉速是很正常的現象。

不會過熱的SSD不是好(性能強)固態硬碟。不過新一代固態硬碟也在不斷優化,譬如使用先進位程降低主控功耗、主控表面設置金屬層加強散熱、引入ASPM節能和APST電源狀態轉換技術讓SSD在閒置時段的溫度更低,為突發讀寫留出足夠溫度上升空間,減少掉速的發生。

節能兼容性BUG:

無論是SATA還是NVMe固態硬碟都支持電源管理以滿足節能要求。如果同電腦主機兼容性不好就會在從節能睡眠狀態喚醒的過程中產生延遲和卡頓,甚至是掉盤。下圖是TxBENCH的硬碟特性識別,HIPM、DIPM、Devslp都是SATA硬碟的節能特性。山寨SSD為了避免處問題通常選擇不支持任何節能特性,而原廠固態硬碟則會充分考慮到筆記本電腦的使用需求,同時加強兼容性設計。

東芝TR200在開啟DIPM節能後待機功耗極低,低到普通的USB功率表已經沒有讀數。它的溫度表現會比同時安裝的機械硬碟更低。

快閃記憶體質量問題:

快閃記憶體品質也會對固態硬碟的性能產生影響,尤其是在壽命末期。讀取干擾、數據保持期等因素造成快閃記憶體數據出錯率增高,需要主控動用更高等級的軟判決糾錯,通過多次Read retry重讀來判斷正確的信息。這將產生延遲,讓固態硬碟變慢。

隨著以後QLC快閃記憶體逐漸普及,SSD越用越慢可能會很常見……目前來說,質量可靠的原廠盤中也有相對實惠的選擇,東芝的RC500雖然順序讀寫指標看起來不高,但由於配備了DRAM緩存,日常使用性能不比旗艦級SSD差。

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