【转帖】深入探究SSD技术内幕～助您了解和选购最佳SSD产品～

原文hxxp://www.anandtech.com/storage/showdoc.aspx?i=3631&p=2 Author: Anand Lal Shimpi Expreview的only网友翻译，经排版并转换图片。。。 前言 几个月前，INTEL发布了它的X25-M系列SSD固态硬盘，在较长时间的使用后，出现了读写性能下降的问题，我们现在要以我们的方式来看看如何解决这个问题，并告诉你面对市场上琳琅满目的SSD产品，应该如何选择。 在较早前我们对INTEL X25-M进行的评测中我们发现，当时的主流级SSD或多或少都有些性能方面的问题，而X25-M并没有这样的问题。而且，后来还发现，随着时间的推移，SSD的性能会出现下降的现象，而我们测试过的基于MLC闪存的INTEL SSD基本没有这样的现象，它们似乎对时间并不敏感。 INTEL的X25-M系列固态硬盘开启了一个新的时代 随后三星和Indilinx推出了它们的SSD控制器，性能更高，而且没有性能上的波动，我们当然要测试这些产品。实际上，不论是普通的机械式硬盘还是基于闪存颗粒的固态硬盘，平滑的性能曲线并不足够，一个良好的固态硬盘还必须保证有较高的读写速率。 OCZ Vertex系列基于Indilinx控制器，是更大众化的选择 性能的下降实际上来自于NAND闪存的工作原理。你可以最少只写入4KB的数据，但是一个数据区块是128KB（或者512KB），所以当你删除数据时它 们并没有真正的被删除，除非是这个区块又重新写入新的数据。此时，会遇到一个讨厌的情况：读取-修改-写入。也就是说，当你实际只写入4KB数据的时候， 控制器（也叫主控芯片）会先读入整个区块的内容（512KB），修改其中4KB的部分，然后再整个区块写入，而不是通常认为的仅仅是简单的写入4KB的数据。很明显的，写入512KB，而不是仅写入4KB的操作，大大拖慢了系统的速度。 我们在测试中模拟了这种最坏的情况，性能下降的幅度有些很轻微，有些很严重： PCMark Vantage HDD得分 新盘 使用后 海盗船P256（三星+MLC） 26607 18786 OCZ Vertex Turbo（Indilinx+MLC） 26157 25035 这就是我们今天这篇文章将要做的：对市场上基于Indilinx、Intel以及三星控制器的SSD产品进行测评，以找出它们中的最强者。不过，事情总是变化很快。 请看下面的比较图表，在运行了TRIM指令（或类似的程序等）之后，这样的差别已经大大缩小了。 PCMark Vantage HDD得分 新盘 使用后 TRIM和后台垃圾收集后 性能恢复百分比 海盗船P256（三星+MLC） 26607 18786 24317 91% OCZ Vertex Turbo（Indilinx+MLC） 26157 25035 26038 99.5% 看来，我们需要制订新的测试方法了。 闪存基础知识 内存的速度非常快，读写均在纳秒时间内完成。不过内存的最大缺点是易失性，一旦掉电，其中的所有数据都会丢失（这个时间非常快，不超过一秒）。 另一方面，常用的磁性存储（例如硬盘），速度很慢，基于物理结构，有读写的操作。目前最快的消费级硬盘读取数据的时间是7毫秒，而速度最快的CPU读取同样的数据只需要十万分之一的时间。我们把数据存储在硬盘上的唯一原因就是因为它们便宜，而且是非易失性，即便掉电，所有的数据都还在硬盘上。 NAND闪存为我们提供了结合两者优点的选择，它们实际上是非易失性（虽然也有数据遗失的问题，不过是在十年以后），而且速度较快（数据的读写是微妙级， 而不是毫秒级）。通过对一个N沟道MOSFET插入电子充电极，就可以构造出一个基本的NAND闪存单元。这样的闪存单元无须电力维持也可以很好地保持其 中存储的数据信息。 N沟道MOSFET构造图，可以保存一个bit的数据 一个闪存单元可以保存一比特（bit）的数据，当成千上万个单元同时集成进一片芯片中时，就可以保存成千上万个比特的数据了，再大的规模就是上GB存储量的NAND闪存颗粒了。 这些闪存单元有规律地按行和列排列，一组闪存单元称之为一个闪存页面。目前一个页面的大小是4KB。NAND闪存不能按比特写入，只能按页面的大小写入——也就是4KB大小。尽管对页面进行写入很简单，不过擦除它们就要复杂些了。 受限于MOSFET的结构限制，对于NAND闪存中保存的数据，不能按单个闪存单元擦除，只能对整个“区块”进行擦除的操作。通常一个区块包含128个页 面，也就是说，如果要对某个页面中的数据进行重新写入，实际操作是首先擦除掉这个页面和相邻的127个页面中的数据，然后再将新的数据写入到这128个页 面中。请允许我重复一遍：改写一个页面4KB的数据实际执行的是擦除和改写512KB数据的操作。 更糟糕的是，对页面的写入操作将直接影响到它的寿命。JEDEC规定的MLC（multi-level cell，多层单元）式闪存颗粒的极限写入次数是1万次。 为了避免闪存单元快速损耗的问题，必须在控制器中采取非常灵活的管理方法。一个设计良好的控制器必须将写入操作分散到尽可能多的区块去完成，必须避免对相同的区块执行一遍又一遍的写入操作。还有个必须要面对的问题是，有些存储的数据会频繁的更新，而另一些几天、几周、几个月甚至几年都不会更新。从你电脑的角度来说，并不需要知道控制器的这些操作细节，它只是向控制器发出写入数据的指令，对写入的数据进行分摊等复杂的操作任务必须由控制器自己独立去完成。 是不是非常难以处理？不过还好，还不是完全没有办法。 逻辑页面 深入了解计算机的硬件技术是非常抽象的，在20年前，使用电脑需要你懂得汇编语言，后来的C、C++语言在程序员和硬件之间建立了一种抽象层，从而简化了开发过程，你可以以接近书面语言的形式更有效的控制和使用硬件。你可以编写更简单（而且更容易管理）的高水平代码，然后使用编译器优化它。 同样的原则也适用于固态硬盘。 最小的可写闪存单元是页面，实际上控制器能够直接进行写入操作的区域比单独的一个页面大得多。今天，我们在这里介绍一个逻辑页面的概念，是NAND闪存物理页面的抽象化概念。 让我们看看下面的示意图： 在这个图表的左边，是从软件角度“看”到的储存单元：一长串逻辑区块地址的清单。当然，现在的硬盘都有了LBA之类的技术来扩展这个地址单元的数量，不过为了简化我们的陈述，这里暂不考虑。 在右边，是NAND闪存存储数据的方式，也就是所谓的页面“群”。通常情况下，一个页面的大小是4KB。 从逻辑区块地址到闪存的页面，中间有个转换过程 SSD控制器最直接的写入方法就是对页面的直接写入，在这种情况下，逻辑页面的数量等于物理页面的数量。 不幸的是，这种方法有个很大的缺憾：跟踪开销。假如你的逻辑页面大小是4KB，而你的SSD容量是80GB，那么逻辑页面的数量将高达20,000,000个（实际产品是20,971,520个）。你需要一个速度很快的控制器（甚至是PC级别的处理能力），来对这么多的逻辑页面进行分类处理，这么多的逻辑页面，也需要更多更快的高速缓存/缓冲处理。 这种方法的好处却是非常高的4KB写入性能。如果你的写入操作大多数都是4KB，这种方法将产生最佳的性能。 如果控制器达不到同时控制/分类这么多逻辑页面的能力，那么就只有增加逻辑页面的大小。一个例子是将逻辑页面增加到一个“区块”（128×4KB）大小， 这大大减少了控制器需要同时进行控制/分类的逻辑页面的数目。仍然以上面的80GB SSD为例，此时的逻辑页面数目大致为163,840个，如此少的数目可以大大降低控制器的设计和制造难度，普通的嵌入式处理器即可胜任这样的任务。 这种方法的好处是非常高的大文件顺序写入性能。如果你有很大的文件，那么较大的逻辑页面将是最佳的处理方式。你会发现，目前使用的数码相机，其对2MB～12MB之间大小的图像文件具有最快的写入速度，就是这个原因（它们使用了较大的逻辑页面）。 遗憾的是，连续写入性能和小文件写入性能不能同时兼顾。请记住，对MLC型NAND闪存的写入速率只是读取速率的1/3左右，而且在写入小文件时，这个差 距会更大。如果你编写了一个8KB的文件需要写入，那么控制器实际会写入512KB的内容（以上面的例子，这是最小的可写入文件尺寸）。写入放大效应大大 上升。 还记得OCZ基于Indilinx Barefoot（大脚）控制器的Vertex系列SSD？它们的逻辑页面就是512KB大小。OCZ要求Indilinx提供新的更小逻辑页面的固件，Indilinx提供了，结果就是大大改善了4KB的写入性能。 Iometer 4KB随机写入，I/0请求数为1，分区大小为8GB 逻辑区块=128个页面 逻辑区块=1个页面 预售版OCZ Vertex 0.08MB/s 8.2MB/s 清理机制与写入放大 让我们以某个餐厅举例，假定这个餐厅一共有200张桌子，一天的客流量是1000人，那么客流量与餐桌的比例就是5:1。在每个客人走后，餐厅都需要将使用过的餐桌、碗筷等物品清理干净，以备后来的客人使用。 这也就是SSD的清理机制。 请记住SSD的清理原理：可以按页面读取和写入，但必须一次性擦除整个区块。如果一个区块充满了无效的数据（例如文件已在系统级别覆盖），那么这个区块必须被擦除，然后才能写入。 所有的SSD硬盘都有这样的机制，那就是清除无效的区块以备下次使用。当SSD才投入使用时，清理机制（算法）并没有真正进入实时处理的状态，使用几天、几周、几个月后，清理算法才会实时在后台进行处理。 请看下面的图片： 实际上写入的情况和此图非常相似。有数据写入时，控制器会分配一个新的区块，有效的数据和新添加的数据会写入到新的区块，旧的区块进行清理，然后将旧区块 的地址信息写入“空白区块池”。控制器将已使用的区块地址从这个池中清掉，并且添加进来新的已清理区块地址，以备下次使用。 IBM苏黎世研究实验室对此有个详细的流程图进行解释，我将它简化了一下，帖在下面，供参考。 Write Request - 写入请求 Data Placement - 数据暂存 Data Block Pool - 数据区块池 Free Block Pool - 空闲区块池 当有写入请求时，从“空闲区块池”中给这个请求分配一个新的区块，将新区块的地址信息加到“数据区块池”。包含无效数据的区块被清理，然后将地址信息添加到“空闲区块池”。 下面让我们看看写延迟的测试数据： 平均写延迟，甚至随机写延迟，都非常低。下面我们再来看看最大写延迟： 虽然平均写延迟很低，但是最大写延迟却很高（仍然比机械硬盘低），这是什么原因？我们一直在说固态硬盘的清理机制（算法）和区块数据写入重组，它极少对性能产生显著的影响（因此有超低的平均写入延迟），但是个别情况下，这样的操作处理却产生了较明显的影响。 而这正是写入放大产生的原因。 Write Request - 写入请求 Write to a Free Block - 写入空闲区块 Select Block to Cleaning - 选择一个区块准备清理 Replenish Free Block - 补充空闲区块 Write Valid Date - 写入有效数据 Total Data Written - 所有数据写入 在上面的图中，我们来看看只有较少几个区块可用于写入的情况（很极端的例子）。在这个例子中，清理机制（算法）只能在少数几个空白区块中进行操作，具有较 多无效页面的区块被选中进行清理，当这些区块被清理，其地址信息加入到“空闲区块池”中后，原有的有效数据才会被拷贝到空闲区块中，接下来才轮到新进入的 数据进行写入等操作。在最右边，你会看到接受到写入请求和将数据实际写入对应的区块中间的操作周期。当考虑到SSD进行的清理机制时，你会看到写入数据发 生的延迟，这种现象被称为写入放大。 INTEL声称，它的SSD产品具有非常低的写入放大，不过1:1的写入放大因子在现实中不太可能。 写入放大因子是指SSD控制器实际写入区块的容量总和与实际文件大小的比值。这个因子为1时是最为完美的，也就是说，你想写入16KB的文件，SSD实际 写入了16KB的文件，但现实往往是残酷的，这样的完美因子目前还是非常难于实现的。更高的写入放大因子意味着SSD更短的寿命和更低的性能。因此，这是 个很棘手的比例因子。

数据重组与写入合并 你或许记得，SSD能够获得高性能是因为采用了多个闪存芯片并行处理的缘故。这种方式对于较大的文件很有效率，因为较大的文件更容易采用分割/并行传输的方式读取和写入。 在这里，我们模拟一个128KB文件的并行写入情况。它被分割成了64KB的两个部分，然后同时写入到不同的区块中： 假如我们现在读取这个文件，那么也是从这些不同的区块中同时读取，非常高效。 请记住，我们前面讲过的却是小文件的随机读写性能。在PC上，小文件的读写是经常发生的，并且由于I/O操作的高延迟而成为一个难以解决的问题。下面，我 们就来看看在这个超微型的SSD上，写入4KB的数据会发生什么。因为4KB是最小可写入尺寸，也就是说，这个尺寸已经不能再被分割，因此它只能通过一条 通道写入。 实际上，INTEL和其他的SSD厂商已经预先猜测到这样的情况，所以在他们的产品中，小文件并不是直接写入的，而是多个小文件组合成较大的文件后，再执行分割/并行写入。 这样的处理方式并不会提高小文件随机写入的性能，因为这一切实际是被较大文件的持续写入给代替了。真正对性能产生影响的时候是在对小文件进行覆盖/重写的时候。 大文件的覆盖/重写很简单，多个区块同时被清理。 在小文件的覆盖/重写中，就不是那么简单了，在整个区块中，只有某个页面的数据需要刷新，其它页面中的数据保持不变。而且，这样的区块还不止一个。 唉，对这些分散的区块进行处理又会是个耗时的过程。如果此时再发生写入的情况，那么就会是对每个区块都进行读取/修改/写入的漫长过程。 当操作系统不支持TRIM技术的时候，对每个区块的写入操作都会有读取/修改/写入的过程，而且整个过程还有写入放大因子的不利影响。 这就是写入合并方式的缺点。 INTEL的控制器会尽力克服这样的情况，因此它的随机写入性能仍然很好。三星的控制器就没有针对这种情况处理的机制（算法）了。 现在你可以明白对整盘执行持续写入会修复碎片区块带来的不利影响了，这样的操作可以把零碎的小文件串联成一个或几个大型的“连续文件”。这同时也解释了为 什么固态硬盘的性能会随着时间下降的问题。你不用担心一定要向SSD中写入连续的大文件，实际上，你对SSD操作的文件有大有小，有连续也有分散，最后你 的操作都会被控制器进行合并然后再真正写入到SSD上。 写入寿命 还有个因素影响着SSD的性能：写入均衡。 每个MLC NAND闪存单元可写入的次数大约为1万次，超过这个次数，写入的数据就会变得不那么可靠。当然也可以使用SLC NAND闪存单元，它们可以提供10万次的写入，但价格会立马上升到2倍。对于目前消费级别的市场来说，还是使用MLC NAND闪存单元更合适一些。 1万次的写入次数并不多，不过SSD厂商都宣称自己的产品使用寿命为1～10年。最重要的是，全部SSD厂商都宣称自己的产品比传统的机械式硬盘更可靠。 唯一的办法是赋予SSD非常聪明的算法，以及基于大量调查收集的事实：台式机用户并不总是在硬盘上进行非常大量的写入操作。 想想你现在用的硬盘吧，你多久把它们全部塞满、删除，然后重新塞满一次？INTEL估计，即便你每天向硬盘中写入20GB的数据，X25-M还可以使用至少5年的时间。实际上，20GB的写入量大大高于你日常使用中的情况。 在我的个人电脑中，操作系统和其他的一些程序占用了不到100GB的空间（基于过去两周的统计结果），然后就是每天大约7GB写入的各种数据，让我们看看下面这些数据： SSD空间占用 总空间 256GB 格式化后空间 238.15GB 剩余空间 185.55GB 备用空间 17.85GB 如果我不再安装其他的程序，只是保持系统目前的样子，我的硬盘空间还剩余203.4GB可以用于每天7GB的写入。这意味着，大约29天后（假设SSD中 的写入分配是完美的），我会把这个SSD填满。再假设我会用7天来备份这个SSD上的所有数据和程序。那么就是说，大约36天的时间，我会用掉这1万次写 入寿命中的一次。简单的乘法算一下，就知道大约是36万天后这个SSD会挂掉。假设控制器对写入操作是完美的均衡操作，那么就是986年。实际 上，NAND闪存中的数据最多只可以保存10年左右。 这是假定了一个具有完美写入均衡算法的SSD，但正如你猜到的那样——这是不完全可能的。 写入放大因子决定了，写入的虽然是7GB的内容，但真正写入的超过了7GB的SSD区块容量。请记住，对整个区块的写入是读取/修改/写入的过程。最坏的 情况下，我只写入了4KB的文件，控制器读取了512KB的整个区块，修改其中4KB的内容，然后再写入512KB的区块，并清理掉旧的512KB区块。 虽然我只使用了262,144个区块中的一个进行写入，却同时影响到其他262,143个区块的写入寿命。 当然可以对写入均衡进行深入优化以确保每个区块都得到平均的写入，不过却是以牺牲性能为代价的。 备用空间 INTEL 80GB版本的X25-M具有85,899,345,920个字节的存储空间（80×1024^3）。 硬盘制造商却将80GB认为是800亿字节，因为他们使用了1GB=10亿字节的定义。因此，SSD厂商也使用相同的定义。现在，800亿字节其实等于74.5GB，这就是在你的固态硬盘上能够使用的空间。 操作系统只能使用800亿个字节，实际具有85,899,345,920个字节 固态硬盘实际有多少空间？80GB。操作系统让你使用多少空间？74.5GB，多出来的5.5GB哪里去了？控制器将它们作为备用空间。 INTEL的控制器是动态的，它使用剩余空间作为后备空间，直到你的文件膨胀占用更多的剩余空间。它只将非用户空间的7.5%作为自己临时的“写入均衡”（实际就是动态的备用空间），所以可以获得更好的性能。 其它的控制器也许不是动态的，但它们也可以在固态硬盘接近塞满时提供较小的性能损失。为什么INTEL如此费力获得较高的性能表现，即便这样的技术只是短暂使用？都是因为TRIM指令。 TRIM TRIM是Windows 7中引入的专门针对SSD的新指令，这个指令很有趣，它实际上是让SSD的清理操作具有优先级的概念。在前面的那个极端例子中，当写入时只有很少的几个区 块可用时，才会将那些只有部分数据的区块清理并合并写入，操作过程中甚至动用了备用空间。当具有TRIM指令时，操作系统只是从LBA表中清理掉相关的信 息，并不执行真正的清理操作。TRIM指令告诉SSD控制器，可以排序并“规划”这些无用区块的清理工作，并将这些区块的地址信息添加到“替换区块池” 中。 一个使用中的SSD会使用备用空间来“中转”数据，大多数情况下，这个比例是7%左右。下面的图来自IBM苏黎世研究实验室： Write Amplification - 写入放大因子 Spare Area - 备用空间比例 Separate data placement - 单一数据存储 写入放大因子与备用空间比例的关系 请注意，当增大备用空间比例时，写入放大因子随之下降。为了使写入放大因子等于1，我们的备用空间需要保持在10%～30%之间，具体取决于硬盘上有多少数据是静态的。 还记得我们刚刚说过的替换区块池？下面这张图其实是假设我们有多个替换区块池，并加入了动态数据进行对比（静态数据例如安装上的程序、生成的文档等等；动态数据例如交换文件、其它随机写入等等）。如果固态硬盘只使用了单块的替换区块池，那么对备用空间的要求也越来越高。 Mixed data placement - 混合数据存储 写入放大因子与备用空间比例的关系 我们可以看到，备用空间在30%左右时，写入放大因子甚至下降到1.0了，这是最理想的情况。 不过请记住，现在的消费级固态硬盘仅有6～7%左右的备用空间，甚至比我们在例子中的最小值10%还要小。相比之下，INTEL企业级的固态硬盘——X25-E系列，具有更多的备用空间，大约是20%左右。 TRIM指令可以帮助控制器达到类似X25-E那样较多备用空间的好处。固态硬盘上未使用的空间现在都已经被TRIM指令接管了，作为“替换区块池”使用。就像IBM的研究揭示的那样，这可以根据你的文件性质（动态或静态）大大提高固态硬盘的性能。 性能退化 更多的备用空间可以提供更好的随机读写性能，不过桌面台式机的随机工作量还没有大到能够使更多的备用空间产生明显好处的地步。而且，目前对SSD的评测都 没有测试使用中的状态，只是新盘跑跑分而已。这使得越来越多的用户只将目光盯紧SSD的价格，想从SSD产品中挑出每GB价格最低的型号。 使用TRIM指令可以把使用过的SSD性能恢复一部分，不过取决于你使用的SSD型号： 使用后性能下降百分比（相比新盘） 4KB随机写入 2MB持续写入 PCMark Vantage HDD得分 Intel X25-E 64GB (SLC) -26.1% +5.4% -9.7% Intel X25-M G1 160GB (MLC) -35.5% +3.8% -16.7% Intel X25-M G2 160GB (MLC) +0.7% +2.2% -15.3% OCZ Agility 128GB (Indilinx MLC) -44.8% -15.0% +4.4% OCZ Summit 256GB (Samsung MLC) -72.4% +3.0% -23.6% OCZ Vertex EX 128GB (Indilinx SLC) -60.5% -20.8% +0.8% OCZ Vertex Turbo 128GB (Indilinx MLC) -44.0% -15.4% +4.5% Patriot Torqx 128GB (Indilinx MLC) -44.6% -15.6% +3.5% 根据不同的情况，所有三种控制器都可以从TRIM指令中获得好处，不过随机写入性能仍然出现下降，最糟糕的是三星的RBB控制器，几乎丧失了70%的性能，三星看来更需要TRIM。 INTEL从G1到G2取得了一些显著的改善，测试的固态硬盘几乎没有丧失随机写入性能。这是因为INTEL对固件进行了微调并具有两倍大的缓存：更大的 缓存使得控制器可以更好地跟踪、组织、管理和执行清理。单纯从性能上来说，G2完全具备挑战企业级X25-E的能力。不过，X25-E的寿命更长。 Indilinx控制器的性能差距也很明显，持续写入测试下降明显，但它们却是在PCMark Vantage HDD测试中唯一没有出现性能下降的产品。其实，PCMark Vantage总分的差距更小一些。这可能意味着在现实世界中，Indilinx从TRIM指令中并没有得到多少的好处。这可能是由于Indilinx使 用了静态的LBA映射方案，并且只在额外的空间中保留了单一的6.25%的备用空间的缘故。 三星和INTEL在TRIM指令上获得了很大的好处。三星的表现从难堪到可以接受（这并不是指它的价格），INTEL的表现从领先到更优秀。是的，更优秀。

旧事重提 当新买的SSD投入使用的时候，一切都是那么美好：所有的区块中都没有任何数据，每次写入都是全速进行，一切都和想像的一样美好。随着时间的推移，有些区块中已经填充了数据（有效或无效），现在再对区块中写入数据，控制器就不得不执行读取/修改/写入/清理的繁琐过程了。 较早前，我曾经模拟过最坏的情况：首先将SSD中塞满了各种数据，然后删除整个分区，再重新安装操作系统和运行测试软件。这很接近实际使用中的情况，因为 它的所有区块都被写入，操作系统安装和运行测试软件则增加了一些随机写入的数据，这使得所有区块中数据的分布更接近长期使用SSD的情况，也使得SSD控 制器的工作量大大上升，我喜欢这么折磨它。 问题在于，如果一个SSD正确支持TRIM指令，格式化操作会擦除掉所有我故意塞进去的各种数据。我的关于测试使用后的支持TRIM指令的SSD就会变成和测试新的SSD没有两样了。 为了证明这一点，我找了个支持TRIM的SSD，把它填满，然后格式化，再测试性能，请看下表： SuperTalent UltraDrive GX 固件版本：1711 4KB随机写入IOPS 新盘数据 13.1MB/s 使用后数据 6.93MB/s TRIM整理后数据 12.9MB/s 噢，请看，性能并没有真正改变，清理操作需要较长的时间，不过性能基本是一样的。 所以，我需要新的方式来测试。以前那种大压力的测试情况并不能得到它们真正的性能表现。毕竟，我不希望用不严谨的数据来误导群众。 一旦可以在所有驱动器上启用TRIM，我就会在系统启动后将它们填满各种数据，有有效数据，也有无效数据，然后我会删除无效数据，并在整个过程中测试它们的性能。这将测试它们处理数据的方式以及TRIM的工作方式。 遗憾的是，还有驱动器不能正确地支持TRIM。测试版Indilinx固件与TRIM运作良好，不过当系统进入休眠模式，重新唤醒后可能会丢失数据。囧。 同时，这也与INTEL Matrix Storage Manager有点冲突，可能造成TRIM指令不能发送到驱动器。不过据说这些问题都会在年底前得到解决，现在就为TRIM欣喜若狂有点为时尚早。 测试的第一阶段，我们需要转换我们的思路。为了模拟普通用户使用中的情况，我们将测试用的SSD首先进行安全的全盘删除，然后全新安装Windows 7 x64操作系统（非镜像方式），然后安装所有的驱动和程序，把剩余空间全部塞满各种文件，再删除这些无用的文件。在这个填充和删除的过程中，控制器必须跟 踪所有区块中的数据变化，我们以此来尽量逼真地重现普通用户的使用方式和使用情况。 我们使用了最新的IMSM驱动，所以TRIM不会对驱动器有效。这些可怜的SSD。 接下来我们就将看看全新和使用过的性能数据。如果驱动器强制使用TRIM指令，我们不会手动将其关闭。 测试平台 CPU Intel Core i7 965 running at 3.2GHz (Turbo & EIST Disabled) 主板 Intel DX58SO (Intel X58) 芯片组 x58 芯片组驱动 Intel 9.1.1.1015 + Intel IMSM 8.9 内存 Qimonda DDR3-1066 4 x 1GB (7-7-7-20) 显卡 eVGA GeForce GTX 285 显卡驱动 NVIDIA ForceWare 190.38 64-bit 分辨率 1920 x 1200 操作系统 Windows 7 x64

INTEL新的34nm SSD：没你想像的那么大突破 我花了一段时间才弄明白INTEL最近投放市场的SSD，主要是因为INTEL并没有公开的文档。INTEL一直刻意模糊有关的重要细节，只能通过测试得到的数字来猜测它们之间的不同。不过，经过几个星期，我想我已经明白了。 X25-M 第一代（G1） X25-M 第二代（G2） 闪存颗粒工艺 50nm 34nm 读取延时 85µs 65µs 写入延时 115µs 85µs 4KB随机读取 最高35K IOPS 最高35K IOPS 4KB随机写入 最高3.3K IOPS 最高6.6K IOPS（80GB） 最高8.8K IOPS（160GB） 持续读取速度 最高250MB/s 最高250MB/s 持续写入速度 最高70MB/s 最高70MB/s 无卤素加工 否 是 建议售价 $345(80GB) $600-700(160GB) $225(80GB) $440(160GB) 第一代基于50nm工艺的X25-M 第二代基于34nm工艺的X25-M 进化到34nm让INTEL X25-M的价格竞争力大大增强。新的制程也使得INTEL可以改进控制器的性能。控制器的基本架构并没有变，但在技术上并不是另一块硅片那么简单（不仅仅是无卤素），是固件本身的改进。 旧版的控制器 新版的控制器 新的X25-M还具有两倍大的集成缓存。旧款的型号使用了16MB的三星166MHz缓存（CAS 3）。 再见了，三星 新的160GB G2使用了32MB美光133MHz缓存（CAS 3）。 你好，美光 更多的缓存意味着控制器可以同时跟踪更多的数据，可以更好地整理和重组数据。我们看到这体现在4KB文件的随机写入性能上，大约提高了50%的水平。 INTEL使用了16GB的闪存颗粒代替了旧工艺的8GB颗粒。一旦34nm工艺进入批量生产阶段，INTEL可能会在PCB的背面再集成十颗颗粒，提供320GB的型号。我不期望这个时间会很快。 旧版的X25-M 新版的X25-M 34nm新工艺的驱动器在性能上相比旧工艺并没有明显的改进。 新旧版X25-M对比数据 请注意，我们使用了最新的Iometer进行测试，这和我们以前的测试不同，这个测试软件可以更好地填充整个驱动器，并提供更可靠的测试数据。 从测试结果中可以看到这些：新的G2并没有快很多。事实上，在4KB文件随机写入测试中，它比全新状态下的G1要慢些。只不过，G2的性能并没有随着时间 下降。所有测试的情况都是如此（G2没产生下降的问题）。是的，你没有看错。在这样的重载测试中，G2都是轻轻松松地应付了。这，真是可怕。 G2在测试中全面领先，甚至，4KB随机读取项目领先11%之多。 接下来，我们使用PCMark Vantage测试了这两款SSD产品，以更接近真实世界的表现，结果差不多。 PCMark Vantage测试（新盘） 全新状态下的G1和G2成绩很接近，呈现交替领先的局面。PCMark Vantage HDD 测试套件展示了G2的真正潜力，大约比G1要快5.6%左右。 PCMark Vantage测试（使用后） 对使用后的测试显示G2更领先一点，但不是非常大的差距，PCMark Vantage HDD测试套件的平均得分显示G2大约领先G1 7.5%。显然，34nm新工艺带来的不仅仅是更吸引人的价格，还有更多性能方面领先的因素。 34nm新工艺的SSD还内置支持TRIM指令，尽管现在还没到用上的时候。INTEL称将在今年四季度提供一个可下载的新固件，仅有34nm的SSD可 用于刷新支持TRIM。届时，TRIM在这些SSD中的表现将类似于现在TRIM在Indilinx手工运行的工具软件中的表现——换句话说，几乎恢复到 全新的性能。 因为或多或少地依靠TRIM指令消减无效数据，G2的固件将和G1有明显的不同。事实上，如果我们稍稍修改下我们的测试方式，我们可以在PCMark Vantage测试中使G1得到更好的成绩。在我们较早的测试中，我们首先将驱动器上填满各种数据，然后使用镜像文件进行恢复。恢复过程帮助清理了驱动器 上的碎片，并确保备用空间得到了一定的使用。如果我们不使用镜像文件恢复，而是全新安装操作系统，最终会得到一个更为分散的状态，这种情况应该在日常使用 中不会出现，因为一般人都会在清理和安全擦除驱动器后才开始安装操作系统，不过这种方法正是绝好的展现G2本领的途径： PCMark Vantage测试（新盘） PCMark Vantage HDD测试（新盘） PCMark Vantage测试（使用后） PCMark Vantage HDD测试（使用后） X25-M G1 15496 32365 14921 26271 X25-M G2 15925 33166 14622 24567 G2领先幅度 +2.8% +2.5% -2.0% -6.5% 可以看到G2处理碎片的方式与G1相比发生了实实在在的变化，不如G1那么优雅。很难说这是一种倒退，不过，显然是INTEL指望借助TRIM指令使得 G2可以获得和G1一样的性能表现，如此折中大约是为了保持G2在使用后仍然能保持较高的随机写入速度的缘故。我应该指出，假如没有TRIM的支持，G2 在测试中会比G1更慢。测试只是将两者之间的差异放大而已。 总的来说，G2是更好的选择，不过这得看TRIM的支持程度。G1会随着时间的流逝降低性能，G2会在你填满它之前出现性能下降。我们目前不知道INTEL公司会在新的固件中增加些什么新的东东…… 我不想来告诉INTEL提供什么样的产品才会成功。没有什么能够阻止INTEL在G1中提供对TRIM的支持。我更愿意假设INTEL已经在内部测试中通过了G1对TRIM的支持，只是没有放出新版的固件而已（公认的漫长过程），但是从市场的角度来看，这又何必呢？ G1即便是在使用后，也比最快的Indilinx SSD要快。在4KB随机写入测试中，G1甚至比基于SLC闪存颗粒的Indilinx要快。INTEL不需要这么快抛弃G1，即便是G2更快的情况下。 不过，我想，INTEL用它的第一代X25-M掏出了慷慨拥趸的600美元，这是每时每刻都在真切发生的事情。现实让我们不得不叹气。

Indilinx，克隆、克隆 G.Skill、OCZ、Super Talent以及Patriot都拿来了他们的SSD产品进行测试。如果不看外面的商标贴纸，它们之间实在没有太多的不同。 从左至右：OCZ Vertex Turbo、OCZ Agility、Patriot Torqx、G.Skill Falcon和 Super Talent UltraDrive GX，只有Super Talent使用了不同的PCB设计 甚至它们的包装盒也非常相似，我真的搞不懂，似乎它们之间只是外包装图案有所不同而已。 它们之间还是有些细微的差别。Patriot Torqx提供了2.5"转3.5"适配器，一个不错的配件。同时，Patriot Torqx还提供了10年保固，是基于Indilinx控制器SSD产品中最长的。OCZ紧随其后，提供3年保固，Super Talent和G.Skill为2年。 Indilinx目前还是家小公司，所以在固件开发中他得依靠客户帮助确认、测试和反馈。就像我以前说过的那样，所有Indilinx的客户得到的都是相 同的固件修正，只不过他们中的一些重新命名固件的版本号，其他人没有。OCZ最新的固件是1.30，G.Skill、Super Talent和Patriot称为1571。 Indilinx Barefoot（大脚）控制器（右），基于ARM处理器核心 在所有的Indilinx系中，OCZ和Super Talent与Indilinx的关系最为密切。得益于OCZ和Super Talent对生产和测试的积极帮助，他们比其他的SSD厂商更先得到新版的固件。 现在你已经不需要跳线来升级固件了，前提是你的固件版本比1275更高。如果你还在使用以前的版本，那么你需要先升级到1275版本固件，再升级到更高的 版本。这个升级包含很大的运气成分，很多SSD厂商并不直接提供1275版本的固件，所以想要升级到最新版固件成为几乎不可能的事情。值得庆幸的是现在市 售的版本几乎都是最新版，这个问题主要是影响到那些早期的用户。 性能，正如你所预料的，无论制造商是谁，都非常接近。 4KB小文件随机写入速度 性能的差距取决于所使用的闪存颗粒和控制器，这就是为什么OCZ Vertex比Patriot Torqx要慢，但又比Super Talent UltraDrive GX要快。不同的制造商和不同的闪存容量左右着性能的表现，越大的容量也具有更高的性能，在这里256GB的版本比128GB的版本要快，同时128GB 的版本又比64GB的版本更快…… 参与测试的驱动器使用了相同的固件（1571），只有一块Super Talent使用了测试版的1711固件，内置了对TRIM的支持。 当综合审视这些SSD产品后，我认为Patriot Torqx更适合桌面用户，因为它包含一个3.5"适配器，而且还有10年的保固（很难说Patriot会在10年的时间里面有哪些更换策略）。 Patriot Torqx固态硬盘，包含一个3.5"适配器 价格也是它们之间较大的不同，不过那些较贵的产品往往提供30美元的折扣，所以它们其实处于同一价格水平。 128GB版本价格 海盗船Extreme $384.00 OCZ Agility $329.00 OCZ Vertex $369.00 OCZ Vertex Turbo $439.00 Patriot Torqx $354.99 Wiper工具 微软唯一支持TRIM指令的操作系统只有Windows 7。对于Windows XP和Vista用户来说，即便SSD支持TRIM指令，操作系统也无法发送TRIM指令。幸运的是有一个解决办法，是由Indilinx首先提供的—— 不是INTEL，这真是Indilinx用户的福音。 这就是Indilinx Wiper工具。 这个工具从操作系统中找到所有可用的LBA地址（实际就是剩余空间），然后将空白地址清单发送给SSD，并告诉SSD清除这些LBA地址——按照一定的优 先顺序。它不会破坏有效的数据，关键在于它也不应该破坏有效的数据。一旦这些区块中的数据清除完成，性能又可以恢复到全新时的状态。 这其实是一个非常简单的解决办法。因为操作系统只需要将删除文件的TRIM指令发送给SSD就算完事了，剩下的工作是SSD在内部完成。操作系统不支持 TRIM？只需要运行Wiper工具，要求操作系统定位/标记那些不再使用的区块即可。你可以得到相同的结果，只是需要一个额外的步骤：运行Wiper工 具。 看见wiper.dat文件了？它其实包括了所有的剩余空间（LBA）并告诉控制器根据优先权处理这些区块，很聪明的方法 我对这个工具进行了测试，实际上，下面的数据在本文的一开始就出现过了。你可以看到，几乎恢复到全新时的性能： PCMark Vantage HDD得分 新盘 使用后 TRIM和后台垃圾收集后 恢复百分比 OCZ Vertex Turbo (Indilinx MLC) 26157 25035 26038 99.5% 你现在可以从生产商那里得到这个工具，而且还有32位和64位的版本（仅适用于Windows，从XP到7）。我发现这个工具在IDE模式下工作最 好，RAID或者AHCI模式可能要多花几个小时的时间而且还有其它的小问题。正常情况下，它仅需要几分钟就可以把整个SSD处理完毕。 你并不需要经常性的运行这个工具（而且基于Indilinx控制器的SSD性能下降并不是那么厉害），一旦获得官方对TRIM的正式支持，Windows 7用户将不再需要这个工具。不过在一切还没有明确之前，有个小工具总比没有的好。

后台垃圾收集 Indilinx另外提供给用户的一个提高使用后性能表现的控制技术是后台垃圾收集，也就是说，当系统闲置的时候，会自动在后台进行空间整理的操作。 这个功能实际上是三星率先在其RBB控制器上引入的，但是三星控制器在使用这个功能时多少有点问题，并不够稳定。 其实，这个机制的工作原理是将驱动器上的数据重新组织成相对比较完整连续的状态，或通过查看驱动器上的文件系统，并使用TRIM指令对文件进行处理。 Indilinx和三星虽然都提供垃圾收集的算法机制，不过两者的工作过程并不相同。看来，他们已经确定这种机制对抑制性能下降有一定的作用。 在Indilinx的方案中，并不仅仅是使用TRIM指令对驱动器进行处理，驱动器并不知道如何进行TRIM处理：它只不过是跟踪所有的数据。相反，驱动器重新安排它上面的数据，以获得最大的性能恢复。 在三星的方案中，需要有兼容的文件系统（据说是NTFS），然后数据在TRIM指令的作用下进行相应的清理处理。 闲置垃圾收集机制可以带来性能的提升： PCMark Vantage HDD得分 新盘 使用后 TRIM和垃圾收集后 恢复百分比 海盗船P256 (Samsung MLC) 26607 18786 24317 91% 这种机制大概不会对笔记本用户的使用时间带来什么影响。另外，很难说这种机制是否会影响到驱动器的使用寿命。如果你什么也没有做的时候，驱动器反而在进行大量的读写操作，难说你不会担心。遗憾的是，这种机制没有办法关掉。 Indilinx步三星的后尘推出了后台垃圾收集机制，我个人认为这是一个错误。就个人而言，真正的TRIM支持（或者至少是类似Wiper工具的程序）才是今后几个月SSD厂商应该努力的方向。我并不喜欢后台垃圾收集这样的东西。 Indilinx对TRIM的早期支持 正如我在前面提到的，Indilinx现在对OCZ和Super Talent的SSD推出了早期的支持TRIM指令的测试版固件。OCZ称这个固件为1.42，Super Talent则称之为1711。非常遗憾的是，这个固件当电脑进入休眠模式时会造成数据的丢失，而且现在他们已经将这个测试版的固件从网站上撤掉了。 下面是这个测试版固件的成绩： SuperTalent UltraDrive GX 1711 4KB随机写入IOPS 新盘 13.1MB/s 使用后 6.93MB/s 应用TRIM指令后 12.9MB/s TRIM指令看起来做了两件事：一是删除文件并清空回收站（真正的删除它们），另一件事就是格式化驱动器上未使用的空间。或者说，控制器简单地删除了一个 分区而不是对整个驱动器执行TRIM指令，我还不习惯它的这种工作方式。在正常使用情况下，TRIM可以提供相对新盘90%以上的性能表现。 在对TRIM的支持上有一个很大的局限性，那就是只能工作于支持的操作系统上（Windows 7或者某些Linux版本），并且还只能使用支持的驱动程序。在Windows 7下面，就只能使用微软的IDE或AHCI驱动（也就是说，不能安装任何芯片组驱动程序）。 更遗憾的是，如果你使用了INTEL芯片组的RAID模式（不管是真正的RAID还是仅仅这种模式），Windows 7载入的Intel Matrix Storage Manager驱动并不能透过TRIM指令使之到达驱动器。我期望INTEL会在今年四季度发布34nm SSD产品新版固件的同时来修正这个问题。

OCZ的聪明之处：便宜的Indilinx SSD产品 三星的SSD产品主要供于OEM，并且三星同时向OCZ和海盗船这样的厂家提供闪存颗粒。三星实际上在初期阶段向基于Indilinx控制器的SSD提供所有的闪存颗粒，不过，他的颗粒价格后来上升了。 OCZ很快的转向其他厂家购买闪存颗粒，这就是OCZ Vertex系列，我们都很熟悉的产品。 OCZ Vertex系列固态硬盘 下面就是OCZ  Agility系列，它们的控制器和Vertex系列完全相同，都来自Indilinx，但是却采用了INTEL 50nm工艺闪存颗粒或者东芝40nm工艺闪存颗粒。 像其它基于Indilinx的产品一样，我手上的Vertex系列也是采用了三星的闪存颗粒。 Agility系列使用的是INTEL 50nm闪存颗粒 少数比较幸运的Agility用户购买到的是东芝40nm闪存颗粒，它们速度要快一点点 闪存颗粒越慢，当然SSD的读写性能也越慢。这里我实际上比较的是Vertex Turbo，它比大多数基于Indilinx控制器和MLC颗粒的SSD产品都要快上一点，所以下面实际上是Agility和一个“更好”的Vertex之间的数据： 使用后性能 OCZ Agility OCZ Vertex Vertex领先幅度 4KB随机写入 7.1MB/s 7.6MB/s 7% 4KB随机读取 35.9MB/s 37.4MB/s 4.2% 2MB持续写入 136.3MB/s 155.8MB/s 14.3% 2MB持续读取 241.3MB/s 254.2MB/s 5.3% PCMark Vantage总分 14468 14694 1.6% PCMark Vantage HDD 24493 25309 4.2% 在PCMark Vantage套件测试中，Vertex比Agility大约要快上0～5%，在低层次的测试对比中，要快上大约4～14%。价格方面，128GB的产品要相差12%，64GB的产品相差9.5%（目前还没有256GB的Agility产品）。 OCZ Agility OCZ Vertex 价格差异 64GB $199.00 $219.00 $19 128GB $329.00 $369.00 $40 256GB 无 $725.00 无 如果你想进入SSD的阵营，而且还不想花太多的钱，那么Agility系列会是比较合适的选择。 我想OCZ推出Agility系列是个不错的主意。我不敢肯定的说，但个人建议只要闪存颗粒是可靠的，不用在乎是谁制造的。并且我愿意承受性能上的一点点差距以达到更具竞争力的价格。 OCZ Solid 2 我们刚已经说过，OCZ的Agility系列其实是把Vertex系列换成了更便宜的闪存颗粒，那么他的Solid 2系列呢？ OCZ最近宣布推出Solid 2系列SSD产品，这个名字听起来有点后怕（旧的Solid系列基于JMicron控制器），但它的命名方式类似于Agility。 第一款Solid 2产品现在已经释出，与Vertex系列和Agility系列相同，仍然使用了Indilinx控制器。唯一的不同在于，它使用了INTEL 34nm闪存颗粒。 最初的Solid 2产品规格非常低，我已经确认，它们标记的比较保守。OCZ现在每天都在调整Solid 2的性能，并且只是简单的宣布接受预订。虽然目前得知Indilinx控制器与INTEL 34nm闪存颗粒之间有些问题，不过OCZ的工作也取得了一定的进展。 OCZ Vertex Turbo系列：超频版 SSD阵营的竞争一直比较白热化，这样的竞争反应在所有的方面。OCZ宣称自己的SSD产品会比INTEL的产品更便宜（至少在每GB价格上），而且OCZ现在还扩充了自己的阵容。 对于OCZ的Vertex系列和Agility系列，我们已经很熟悉了。Vertex EX系列实际上是采用SLC颗粒的版本，现在OCZ又推出了新的Vertex Turbo系列。Vertex Turbo实际就是Vertex，不过控制器和内置缓存的频率更高：180MHz，Vertex是166MHz。控制器其实完全一样，不同的只是频率提高 到180MHz。OCZ帮助Indilinx改进其控制器，作为补偿，Indilinx提供给OCZ频率更高的控制器。 随着频率的提升，可能会缩短控制器指令的执行时间几个纳秒。问题是，现在的性能瓶颈在于闪存颗粒，它们的执行周期以微秒记，完全抵消了几个纳秒能够带来的好处。换句话说，不要对性能的线性提升抱有期望。 我们已经看到，基于Indilinx控制器的相同SSD产品之间也有几个百分点的差距。所以，为了使测试尽可能的精确，我首先测试了Vertex Turbo的性能，然后，刷入Vertex固件，将其作为Vertex进行测试。实际上也就是将控制器和缓存的频率调低到166MHz。 新盘性能 OCZ Vertex OCZ Vertex Turbo 领先幅度 4KB随机写入 13.2MB/s 13.6MB/s 3% 2MB持续写入 175.9MB/s 184.2MB/s 4.7% 正如所料，它们之间只有很少的性能差别。你可以从基于Indilinx控制器和MLC闪存颗粒的任何两个SSD产品之间看到这种微弱的差异，甚至我们手上 的Patriot Torqx都和Vertex Turbo一样快。不过，具体到价格上，Vertex Turbo却要贵得多。 128GB价格 OCZ Vertex $369.00 OCZ Vertex Turbo $439.00 上涨幅度 19% 这样的价格甚至超过了INTEL 160GB版本的X25-M，绝对不值得购买。我和OCZ的CEO，Ryan Petersen谈论过Vertex Turbo系列存在的价值。像往常一样，他告诉了我他的远见。他希望未来能够在Vertex系列中使用相同的180MHz控制器，并且价格保持不变。他的 意图是，在基于Indilinx控制器的相同价位的SSD产品中提高OCZ产品的竞争力。 虽然我不建议在Vertex Turbo系列上多花钱，但是，如果OCZ真能把Vertex系列控制器的频率提高到180MHz，我也不会抱怨什么。

三星的问题 最后要介绍的SSD厂家是三星。三星提供苹果公司MacBook、MacBook Pro产品线所使用的SSD驱动器，三星提供联想X300上使用的SSD驱动器。事实上，如果你从主要的OEM厂商处购买预装了SSD驱动器的整机，这些SSD都来自三星。 坏消息是，它们的表现都不好。 下面是新盘4KB随机写入性能比较，其中基于三星RBB控制器的是最新产品 4.4MB/s，三倍于西数VelociRaptor，但却是更便宜的Indilinx驱动器的1/3 下面是使用后的产品之间的比较，看看机械硬盘的数据吧。 使用后的数据显示，三星的速度掉在了机械硬盘的后面 很可怕吧！ 这样对待三星很公平，你没看错，这不是JMicron的糟糕性能。三星真的不值得你掏那么多的钱去购买。 推出三星RBB控制器SSD产品的至少有两个厂商：OCZ和海盗船。 OCZ Summit系列以及海盗船P256均基于三星RBB控制器 现在那些OEM厂商提供的基于三星控制器的SSD产品往往是些更旧的型号，控制器还是上一代，性能更差。 我与那些提供基于三星RBB控制器SSD产品的厂商进行过交谈，了解了一些销售方面的数据。现在三星几乎不再提供SSD产品了，基于Indilinx控制 器的SSD产品和三星RBB控制器的SSD产品之间的出货比现在已经超过了40:1。如果最终用户能够非常聪明地选择Indilinx或者INTEL，他 们为什么还会喜欢苹果和联想提供的单一选择？ 如果你有独立的能力可以选择Indilinx或者INTEL的SSD产品，那就千万不要选择这些OEM厂商提供的SSD产品清单。 三星认识到自家SSD产品在使用后的性能下降是由于第一家推出不太成熟的后台垃圾收集算法所造成的，不过，即将到来的官方对TRIM的支持可以很好的解决这个问题。很棒吗？不完全是。 目前的最终用户无法得到任何更新的固件。更糟糕的是，即便是像OCZ或者是海盗船这样的公司也无法对固件做出任何修正。如果你想得到更新的固件，那么最后只有去找三星公司。我忍不住想说，这是非常荒谬的。 如果你有幸购买到具有后台垃圾收集算法的三星SSD产品，就像我刚才说过的，随着对TRIM的支持，性能下降并不是什么大的问题了。那么如何知道呢？打开设备管理器，选择SSD属性，详细信息，在下拉列表中选择硬件ID，那么就可以看到固件版本了。 版本1801Q以前不支持后台垃圾收集算法，版本18C1Q及以后的版本才支持 你如何确保你有正确的固件版本？只有运气和祈祷。 告诉你一个好消息，新的三星产品实际上具有更好的持续写入速度、持续读取速度和随机写入速度。 这些更新的驱动器也高度地兼容，测试中表现也不差。而且也已经提供给主要的OEM厂商。不过，它们的随机写入性能仍然是最差的。它们也将在今年晚些时候正式支持TRIM，这将有助于保持性能不会下降。不过即便如此，它们的速度仍然会比Indilinx产品慢。 没有类似的Wiper工具和较新的固件，对TRIM的支持也让人不抱太大的希望，三星的驱动器实在让人没有兴趣。

你需要SSD吗？ 相对于机械硬盘，SSD仍然是突破性的技术。短时间内很难说服某人去购买SSD产品，不过我想强调在SSD和机械硬盘之间的巨大差异。现在网上也有很多的性能比较文章，除了对单个硬盘的比较，还有SSD与机械硬盘RAID系统之间的比较，我们这里也会有类似的比较。 在我的测试中，我使用了一种更新鲜的方式：启动电脑，引导进入操作系统，然后启动一些日常应用的程序，观察整个的启动时间。我用来启动的程序有：World of Warcraft、Adobe Photoshop CS4以及Firefox 3.5.1。 除了这三个程序外，系统是全新安装的——我甚至连防病毒软件都没有安装。在这样的情况下，目前最快的桌面级硬盘，西数的VelociRaptor，整个启动过程是31秒。 INTEL的X25-M只用了6.6秒 24秒的时间还不足以反映它们之间的差距，尤其是你需要考虑到电脑还有处理指令的响应时间。我们期望着我们的电脑能够对我们的输入立刻做出反应，甚至等待 6.6秒的时间都嫌长。而等待31秒的时间简直就是一种痛苦和折磨。想想吧，这是一台i7核心的电脑，拥有世界上最快的处理器，用了半分钟的时间才只启动 了三个程序，这不是绝对让人笑话吗？ 个人经验 几个月前我曾经写过一篇对苹果15英寸MacBook Pro的评测文章，得益于苹果电脑强大的电池使用时间，最开始在使用中还是一块机械硬盘。 使用笔记本的经验让我非常失望，在上班的途中启动任何一个程序的过程都可以让我火冒三丈：Adium、Safari、Mail和Pages，它们像是永远 都处于启动状态。当所有的程序终于都启动完毕后，使用其中任何一个都反应迟钝，在它们中间切换就需要换乘不同的公交车那样长的时间。和台式机对比，真的是 非常恐怖的体验。 这样的体验驱使我不再关机，不用的时候就使用它的休眠模式。由于OS X系统相比XP和Vista能够快速从休眠中唤醒，我开始慢慢喜欢上它。 这就是我对笔记本的看法。其实，这是由于机械式硬盘较低的随机读写速度造成电脑如此不堪的表现。更长的启动时间使得用户的使用体验更加沮丧，虽然机械式硬 盘在电脑行业取得了空前的成功，不过却不能满足当今对电脑即时操作体验的要求。我希望OEM厂商停止将SSD产品视为奢侈品，埋头研究，与INTEL和 Indilinx进行合作，降低价格，提供捆绑销售，尽一切可能将SSD尽快普及化。 我不知道该怎么样比喻SSD和机械硬盘，它们之间的速度相差了至少一个数量级。就如同滑翔机和航天飞机之间的区别：一个在天空，一个在太空。 持续读写速度 最后，我们将开始传统的测试。以下测试成绩来自Iometer测试数据。 2MB持续写入速度（新盘） 持续写入速度是固态硬盘制造商们早期较量的重点。不过JMicron的教训告诫我们，还有比持续写入速度更重要的。无论如何，持续写入速度仍然非常重要， 而参测的SSD产品表现都很好。高端的Indilinx产品达到了190MB/s，INTEL基于SLC颗粒的X25-E更是超过了200MB/s。 同样不能不说的是INTEL主流级别的MLC产品，它们的速度都没有超过80MB/s。即便如此，它们的速度在实际使用中也没有感觉到缓慢。如果不是这点，它将是完美的产品（随后就会看到）。 2MB持续写入速度（使用后） 使用后的测试中基本保持了同样的排名，所有的Indilinx驱动器性能都下降了大约15%，只有INTEL的产品基本不变。 2MB持续读取速度（使用后） 哈！这些驱动器的读取速度近乎光速！见到最高的260MB/s吗？这是目前SATA 3Gbps接口能够提供的最大速率。一旦日后SATA 6Gps的驱动器和控制器得以普及，预计读取速度还会上升。 随机读写速度 在这个测试中，以完全随机的方式对一个完全随机排列的8GB分区写入4KB的文件，以此来模拟一个系统盘的使用情况（这样的测试比普通用户的使用环境更极端）。我启动了三个并发的操作，持续三分钟，纪录平均速度作为最终成绩。 4KB小文件随机写入速度（新盘） 就像我们在以前的测试中看到的那样，磁盘操作最慢的就是随机小文件的读写，不过SSD的表现都很好。 4KB小文件随机写入速度（使用后） 这个现象超级有趣，INTEL的X25-M G1的随机写入速度从新盘的40.8MB/s下降到使用后的26.3MB/s。不幸的是，G1也得不到TRIM的支持，所以在整个寿命期都面临着性能下降 的问题。让我们再来看看G2，从新盘的36.1MB/s下降到使用后的35.8MB/s——几乎没有性能损失。事实上，G2的表现如此优秀，甚至超过了昂 贵的X25-E。就算寿命达不到X25-E的程度，而且SLC颗粒在更艰苦的随机写入测试中表现更好，不过G2这是一个重大的进步。 如何解释？这些现象实际上可以归结为内置缓存的影响。X25-M G1拥有16MB 166MHz的内置缓存，G2是32MB 133MHz。请记住，INTEL并没有在缓存中保存任何用户数据，其中保存的只是地址映射、区块整理和跟踪写入到驱动器上的数据。更多的缓存意味着控制 器现在可以追踪更多的数据，这意味着即便是台式机上最重的随机读写工作量都不会造成它的性能下降。何况，INTEL日后还会加入对TRIM的支持。 G2是好样的。 Indilinx驱动器的表现就较差了，它们的性能出现下降，由大约13MB/s下降至7MB/s。不过这个速度仍然是VelociRaptor的五倍， 所以不用太担心。但很显然，Indilinx MLC驱动器的速度比不过INTEL。就我所听到和看到的测试数据来说，INTEL的表现会变得更好。 4KB小文件随机读取速度（使用后） 这就是X25-M更贵的理由。 来看看机械硬盘的成绩吧，0.7MB/s和0.3MB/s，真的很可怕！这就是为什么你的系统在启动时缓慢的原因了，有成吨的数据在同时进行随机的读写，可你的硬盘只用0.5MB/s的速度处理它们，最不济的三星也大幅领先最快的机械硬盘。 所有的Indilinx驱动器速度介于30～40MB/s之间，没什么不妥。INTEL驱动器超过它们达到60MB/s的随机读取速度，这是一个明显的改 善。对于每次只启动一个程序来说，Indilinx和INTEL之间没有什么不同，它们之间的差异只会在大量多任务并行处理时才会体现出来。

PCMark Vantage：新盘性能 接下来是PCMark Vantage测试套件，这是最接近现实世界的测试程序，它运行像程序启动、文件搜索、网页浏览、内容检索、视频回放、图片编辑以及其它与日常应用完全类 似的测试任务。如果你想了解PCMark Vantage的工作原理，你可以找到它的白皮书看看，它并不完美，不过足以成为全面反映存储系统性能的测试套件。这里的对任何性能的影响极有可能在现实 世界中得到反映。 PCMark Vantage总分包含有CPU和GPU的得分，不仅仅是存储系统的得分。所有的SSD表现都很好，最慢的SSD也比西数VelociRaptor快了36%，我要说这个分数并没有反映出现实世界中的差距。 Memories suite包括导入图片到Windows图库并编辑它们的测试，很容易看出存储系统的性能差异。 同上，所有的SSD得分都很相近，最快的是INTEL X25-E。有三款Indilinx驱动器的得分都超过了G2，不过差距都很小。你很难说此项测试中，Indilinx MLC或X25-M哪个更好。 视频测试主要是测试CPU的转码能力，不过其中有一项Windows Media Center测试涉及到存储系统的性能。 得分情况大致相同。OCZ Vertex EX第一次冲到了第二名，排在首位的仍然是X25-E。 游戏测试非常适合SSD，因为游戏载入时要用很多的时间来加载纹理数据和各种Level数据。SSD在这里主宰一切，不过得分取决于不同的游戏，因此最后成绩仅供参考。 游戏测试数据显示，X25-M G2比X25-E还要领先，甚至三星的得分也很漂亮。 Music suite测试是多任务的情景：测试中模拟使用IE7浏览网页，转换音频文件，并添加音乐文件到Windows媒体播放器（密集的磁盘操作测试）。 此项测试中INTEL一马当先，G1的速度比G2更快，随后是Indilinx驱动器，然后是三星驱动器和机械硬盘。 Communications suite由两个测试组成，两者都涉及轻量多任务处理。第一个测试模拟数据加密/解密，同时运行Windows Mail程序；第二个测试模拟IE7网上冲浪（包括打开/关闭标签页），数据加密和运行Windows Defender。 这个测试一共有四个任务在同时进行：内容检索、邮件搜索、多页面浏览、载入程序。这项测试模拟了现实世界中的应用场景，你可以尝试着在机械硬盘上手动运行这些程序，你会发现面对的是长时间的等待。 此项测试中INTEL的产品占据了显著的领先位置，G1、G2和X25-E处于相同的性能水平。随后是三星和Indilinx阵营，不管怎么说，INTEL都比Indilinx要快。 最后，是HDD Suite测试，这个测试中可以看到最大的区别。 HDD Suite得分并不让我们感到意外，INTEL X25-E仍然高居榜首，随后是G2和G1。不过，G2只领先G1大约5.6%。请记住，我们这里测试的是新盘的成绩，随着时间的推移以及对TRIM的支持不同，G2会保留这样的性能成绩，而G1会差得更远。 尽管在小文件随机写入性能上较差，三星驱动器在这里的得分很不错。 所有的SSD都取得了相比机械硬盘难以置信的成绩。 PCMark Vantage：使用后的性能 在前面的测试结束后，我对这些SSD的剩余空间持续写入了一个大文件，随后将这个文件删除，重启电脑并再次运行PCMark Vantage，以此来模拟日常使用中最坏情况下的SSD使用后性能。 最大的不同来自于三星，它从第五位掉到了第九位。所有的驱动器都变慢了，不过Indilinx驱动器的表现却不明显。当涉及到写入速度时，基于SLC颗粒 的产品开始崭露头角，我们看到X25-E和Vertex EX上升到第一和第二的位置，随后是G2和G1，然后是紧随其后的Indilinx驱动器。 机械硬盘的性能不会出现下降的问题，除非全盘塞满。 我们再次看到基于SLC颗粒的SSD高居前列，随后是Indilinx，然后才是INTEL，三星敬陪末座，机械硬盘仍然垫底。 在最快的和最慢的之间只有10%的性能差距，这显示此项测试受限于CPU的转码能力。和三星一样表现差的还有INTEL，这说明了在某种程度上受到了连续写入速度的限制。无论怎么说，Indilinx驱动器在这里表现更好一些。 INTEL全线领先，甚至超过了Indilinx+SLC的组合。三星紧随其后，Indilinx+MLC的组合落在后面。INTEL的“梦之队”。 尽管有所改善，G2仍然落后于较低延迟的SLC颗粒，随后是Indilinx和G1，三星大幅落后。机械硬盘全线沦陷。 在多任务测试中，我们再次看到INTEL脱颖而出。三星的表现好于预期，Indilinx全面紧随。 最后的得分呈线性分布，X25-E仍然遥遥领先，OCZ的SLC产品之后，是INTEL的G2和G1，然后是大量的Indilinx驱动器。最慢的SSD？仍然是基于三星控制器的OCZ Summit。

单个应用程序性能 PCMark Vantage非常棒的向我们展示了这些SSD产品的综合实力。不过我还想使用几个应用程序来测试它们在现实世界中的真实表现，无论是优势还是弱点。 首先出场的是Retouch Artists提出的Photoshop CS4基准测试，我稍稍做了点修改。通常情况下，我会将Photoshop中的历史记录数改为1，这会大大降低磁盘系统的影响，而会对CPU/内存系统产 生比较大的依赖。由于现在是测试SSD，所以我把这个数值调整到默认值20，这会使磁盘系统的性能对结果产生比较大的影响。 我并没有测试所有的SSD产品，实际上我测试的是不同控制器的产品。结果很明显，Indilinx实际上是最快的MLC驱动器。三星的驱动器也比 INTEL的要快，为什么？是因为持续写入速度，即便是西数的VelociRaptor持续写入速度也比X25-M要快。因此，尽管持续写入速度不是评估 SSD最重要的指标，但在现实世界中，SSD很容易出现这个方面的问题。 INTEL的表现在这里是尴尬的。持续写入速度是INTEL公司需要在未来予以重视的指标，尽管INTEL的产品较高的随机读写速度可以挽回一点颜面，但是这会是他最致命的弱点。 很多人都在向我询问SSD在编译器中的表现，我就下载了Pidgin（一种流行的IM程序）源代码，并按开发人员的说明在Windows环境下进行编译。 它们之间没有什么差异。我决定同时运行两个编译线程。 仍然没有什么差异。看起来编译更依赖CPU而不是磁盘系统，或者它的磁盘I/O请求还没有随机到可以让SSD产生差异的程度。我会再进行其它编译器的测试，这次的测试中途流产。 功率消耗 固态硬盘的最大功耗来自于对大文件的持续写入操作，功耗的大部分来自于NAND闪存颗粒的写入，大文件的持续写入才能确保所有的闪存颗粒都在满载运行。因 此，我的功耗测试数据来自于使用Iometer 2MB持续写入测试中+5V线路的功率消耗，以及闲置状态下的功率消耗。 首先，闲置数据： 闲置功率消耗 三星和Indilinx最省电，而INTEL超过了SSD产品的平均水平，看来INTEL需要功率管理系统来降低SSD产品的功耗。不过所有的SSD产品都比3.5"机械硬盘更省电。 另外值得注意的是，由于SSD和机械硬盘在性能上的巨大差异，对它们进行相同操作的话，SSD会闲置更多的时间，省的电会更多一些。 满载功率消耗 负载测试中，除了Indilinx SLC的功率低于2W，其它SSD产品的功率介于2.5～3.5W。在持续写入测试中，X25-M G2比OCZ Vertex Turbo功耗更小，不过在随机写入测试中，情况就不是这样了。 随机写入功率消耗 最小值 最大值 平均值 Intel X25-M G2 160GB (MLC) 1.55W 1.7W 1.60W OCZ Vertex Turbo 128GB (Indilinx MLC) 1.13W 1.21W 1.17W 正如我提到过的，相比传统的机械硬盘，这些SSD具有高得多的能源效率。希捷Momentus 5400.6尽管拥有相近的功耗，不过性能相差了至少16倍。换句话说，SSD产品比最具能源效率的机械硬盘还要省电，提供更佳的每瓦性能表现。 写在最后 我们可以自信地说，经过这么多年落后于台式机的表现，笔记本和上网本的性能终于可以来次飞跃了。我们永远不会满足于自己手中电脑的性能表现，我们需要将它们的性能再提高几个台阶。而这一切，都会依靠固态硬盘来提供。 性能的改善并不限于高端的机器，事实上，对性能比较低下的台式机、笔记本和上网本来说，慢速CPU和慢速磁盘的组合是最可怕的。而SSD可以使得你消灭性能上最大的瓶颈。今天，即便对于上网本来说，SSD的价格也不是难以接受。 一年前，市场中充斥了SSD价格高昂，难以接受的言论。今天，我们有两个真正的竞争者：INTEL和Indilinx。让我先谈谈Indilinx。 Indilinx是一家小公司，一年前没有人知道它，甚至没有人相信它。我记得以前与OCZ公司的交流，当时OCZ基于JMicron控制器的SSD出现 问题，OCZ的人告诉我说他们将换用另一家公司的控制器，并告诉了我这家公司的名字：Indilinx。当时我持怀疑态度，JMicron都做不好的事 情，这家名字古怪的公司能办到吗？即便当我第一次使用Indilinx驱动器的时候，我还心存谨慎：只是短期试用，不抱什么希望。如果那个时候你问我该买 哪家的SSD，我会直接告诉你：INTEL。 当我开始写这篇文章的时候，我的思想才进了一大步，我觉得Indilinx驱动器已经迅速进化成INTEL的替代选择。我备份了X25-M上的数据，卸掉 它，然后装上OCZ Vertex——在我的个人工作系统上。我得承认，在使用Vertex的期间我很高兴，Indilinx做到了，他的驱动器快速、可靠（提供快速的固件更 新周期），而且足够好。我们还将观察这些驱动器未来几个月的表现，不过在这一点上我并不担心它们。 如果你想用尽可能低的价格拥有SSD，那么Indilinx就是INTEL真正的替代者。我们感谢Indilinx把SSD的价格迅速拉低到现在的地步，如果不是Indilinx这样的竞争者，INTEL不会这么快就推出300美元以下的SSD产品。 对Indilinx的任何赞美都离不开SSD领域的王者：INTEL。从X25-M G2开始，INTEL又开始了新一轮的演变，我们可以看到一些具体的方面：明显的性能提升和INTEL未来战略的体现。G2真正吸引人的地方在于，它是 INTEL目前唯一宣称将在年底前官方支持TRIM的SSD产品，而且G2在TRIM的支持下会比G1更快——G1使用后的性能仍然超过 Indilinx。 对于G2，我不得不说的是，它具有INTEL普遍的弱点：持续写入速度。虽然平均来看G2比Indilinx驱动器表现更好，但在某些情况下，它落后于Indilinx。 与此同时，我还希望INTEL能够尽快将它的X25-M G2投放市场。到现在，市场上都还没有G2销售。 许多读者在电子邮件中询问我该为他们新的Windows 7系统准备什么样的SSD产品，实际上这个问题主要取决于SSD产品的容量。 请看下面这个价格表： 价格 每GB价格 OCZ Vertex 64GB $219.99 $3.437 Intel X25-M 80GB $279.99 $3.500 OCZ Vertex 128GB $369.00 $2.883 Intel X25-M 160GB $499.99 $3.125 OCZ Vertex 256GB $725.00 $2.832 你应该购买你能够承担的最大容量的SSD产品。如果你的系统和数据一共有30GB大小，那么购买64GB的Indilinx驱动器。你有50GB？那么就 选择INTEL 80GB的型号。Indilinx和INTEL似乎在控制器的通道数目上相互竞争，导致他们的产品容量也不相同。 INTEL仍然是终极选择吗？当然。随机写入性能让你不会轻易放弃它，尽管它只在某些特定情况下才出现的80MB/s连续写入速度会让你感觉忿忿不平。Indilinx是紧随其后的亚军吗？绝对是！它是一个成本更低的有力竞争者。