實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍卻性能過剩?探秘CPU對(duì)SSD性能的影響
發(fā)布時(shí)間:2016-01-25 責(zé)任編輯:susan
【導(dǎo)讀】關(guān)于處理器的發(fā)展,從最初的SATA SSD到PCI-Express SSD,再到現(xiàn)在的M.2 SSD。存儲(chǔ)的速度實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量的飛躍,同時(shí)近些年來TLC閃存大面積應(yīng)用,成本降低,不少SSD產(chǎn)品已經(jīng)到了要與HDD決一死戰(zhàn)的地步。
手機(jī)處理器近些年的高速增長,大有蓋過桌面PC處理器的趨勢(shì),人們很自然的認(rèn)為這是目前桌面性能過剩所致,從Sandy Bridge以來,除了處理器工藝從32nm進(jìn)入到14nm,功耗得到下降,人們升級(jí)CPU的動(dòng)力逐漸下降,主要原因莫過于疲乏的性能增長,于是乎性能過剩不僅是廠商用以麻痹用戶的手段,而用戶也會(huì)因?yàn)闊o性能瓶頸慢慢的接受了這樣一種性能步入中低速增長的狀態(tài)。
從最初的SATA SSD,到PCI-Express SSD再到現(xiàn)在M.2 SSD,存儲(chǔ)速度的性能發(fā)生了顛覆性的變化,可以用飛來形容,同時(shí)近些年來TLC閃存大面積應(yīng)用,成本降低,不少SSD產(chǎn)品已經(jīng)到了與HDD決一死戰(zhàn)的時(shí)候。相對(duì)于傳統(tǒng)HDD硬盤,SSD確實(shí)有極速讀寫性能、超低功耗省電、防震抗摔等特性,這些極其重要的特性戳中用戶要害,才有了如今的繁華市場(chǎng),當(dāng)然SSD要想全面取代傳統(tǒng)硬盤,還需要在價(jià)格上給到用戶足夠的實(shí)惠。
SSD為什么快?4KB讀寫速度很重要
頭頂高速光環(huán),SSD自然是新裝機(jī)用戶的首選,因?yàn)橐粋€(gè)“快”字,傳統(tǒng)意義上用戶對(duì)于存儲(chǔ)速度“快”的理解不外乎持續(xù)讀寫速度,這在視頻、圖片等大文件傳輸時(shí)可以顯著節(jié)約時(shí)間。不過如果你細(xì)想你使用SSD是為了每天讀寫這些大文件嗎?實(shí)際卻是Windows系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間、游戲加載速度、應(yīng)用程序內(nèi)容加載時(shí)間等,實(shí)際上這些項(xiàng)目很大程度上是4KB小文件的讀寫。
計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)以4KB作為區(qū)塊大小
我們知道在早期HDD時(shí)代就已經(jīng)確立了4KB為基準(zhǔn)的模塊存儲(chǔ),SSD現(xiàn)在也沿用了4KB模塊化存儲(chǔ),簡而言之,存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)部是以4KB為區(qū)塊進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。于是數(shù)據(jù)流就被分割成若干4KB模塊,而不足4KB的數(shù)據(jù)則單獨(dú)占用一個(gè)4KB存儲(chǔ)模塊。知道了4KB模塊后,我們就可以很容易的明白,存儲(chǔ)速度快就是4KB存儲(chǔ)模塊的填充進(jìn)度的快慢,從這一個(gè)角度來看4KB持續(xù)和隨機(jī)讀寫,基本是衡量存儲(chǔ)模塊的最重要指標(biāo)了。無論是在系統(tǒng)啟動(dòng)還是應(yīng)用程序運(yùn)行狀態(tài),計(jì)算機(jī)都在繁忙的進(jìn)行著數(shù)據(jù)的搬運(yùn)工作,4KB持續(xù)和隨機(jī)讀寫的快慢就直接導(dǎo)致了用戶在這些體驗(yàn)上的偏差。
單/雙/四核全模擬 測(cè)試平臺(tái)方法介紹
我們知道SSD的數(shù)據(jù)讀寫存儲(chǔ)都需要調(diào)用CPU線程來完成,特別是大量4KB文件尋址、讀寫勢(shì)必需要消耗不少的CPU資源,這樣SSD的存儲(chǔ)性能就和CPU的執(zhí)行能力構(gòu)成了對(duì)應(yīng)關(guān)系,這一點(diǎn)很容易被我們忽視,因?yàn)槲覀儽籆PU性能過剩的假象所迷惑,不然數(shù)據(jù)服務(wù)器為什么會(huì)宕機(jī),因?yàn)椴豢爸刎?fù)。當(dāng)然存儲(chǔ)設(shè)備的快慢不僅僅與存儲(chǔ)設(shè)備(SSD、HDD)有關(guān),還與CPU有一定的關(guān)系,當(dāng)然還有內(nèi)存等因素。
SSD性能旗艦三星950 PRO
實(shí)際上因?yàn)镃PU等性能引發(fā)的SSD性能差異我們已經(jīng)見識(shí),只是我們選擇性的將其忽略。例如存儲(chǔ)廠商發(fā)布的SSD產(chǎn)品,官方數(shù)據(jù)一般都非常漂亮,一方面這些數(shù)據(jù)都是在產(chǎn)品最優(yōu)秀性能時(shí)測(cè)出的(全新產(chǎn)品),另外在性能測(cè)試過程中,廠商也會(huì)盡量用了高性能的測(cè)試平臺(tái),不讓平臺(tái)成為SSD性能發(fā)揮的瓶頸,比如說CPU的性能、主板的存儲(chǔ)接口規(guī)格。
主流SATA 6Gbps SSD浦科特M6V
不過在實(shí)際測(cè)試過程中,特別是4K性能各個(gè)平臺(tái)給出的數(shù)據(jù)都或多或少存在一定的差異,這就是測(cè)試平臺(tái)差異造成的數(shù)據(jù)不同。
本文在測(cè)試過程中為了盡量減少瓶頸,采用了Intel Z170主板和Intel Core i7-6700K的平臺(tái),測(cè)試中將分組關(guān)閉核心數(shù)量、降低核心頻率研究CPU性能對(duì)SSD存儲(chǔ)性能的影響,另外為了更為全面的分析不同SSD的差異表現(xiàn),測(cè)試我們選擇了一塊常規(guī)SATA 6Gbps SSD浦科特M6V,和一塊M.2 SSD旗艦三星950 PRO,容量均為256GB。
由于采用的Core i7-6700K處理器為四核心,測(cè)試分別為單核、雙核、三核、四核模擬高中低端處理器,同時(shí)為分析處理器頻率對(duì)SSD性能的影響,測(cè)試分別選取了4.5GHz、3.2GHz、1.6GHz和0.8GHz四組頻率,而此時(shí)啟用全部CPU核心--四核。
性能過剩?實(shí)測(cè)CPU對(duì)SSD性能影響
上文介紹中,我們就介紹了SSD性能的重要評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)--4K讀寫,下面我們將使用AS SSD Benchmark和CrystalDiskMark兩款工具分別檢驗(yàn)各種不同配置下SSD的性能表現(xiàn)。
1.基準(zhǔn)測(cè)試工具量化CPU對(duì)SSD性能影響
首先進(jìn)行的AS SSD Benchmark測(cè)試,可以看出隨著CPU頻率的提升,SSD的4K讀寫性能逐漸提升,一直到超頻后的4.5GHz,無論是SATA 6Gbps SSD還是M.2 SSD其4K讀寫性能均呈現(xiàn)持續(xù)上升趨勢(shì)。
接下來的CrystalDiskMark測(cè)試,SSD的性能表現(xiàn)基本和AS SSD Benchmark相似,隨著CPU的頻率提升,SSD的4KB讀取和寫入都得到了顯著的提升。
接下來我們?cè)賮矸治鱿潞诵臄?shù)量對(duì)SSD存儲(chǔ)性能的影響,測(cè)試模式將CPU置于4.5GHz,分別在單核單線程、單核雙線程、雙核雙線程、雙核四線程、三核三線程、三核六線程、四核四線程、四核八線程條件下測(cè)試SSD的4K讀寫性能。
AS SSD Benchmark測(cè)試,無論是CPU核心數(shù)量的增長還是線程數(shù)量的增長,搭配的SSD其4K讀寫性能都沒有明顯變化。
接下來的CrystalDiskMark測(cè)試,SSD的性能表現(xiàn)同樣和AS SSD Benchmark相似,CPU核心數(shù)量和線程數(shù)量的增加并未對(duì)SSD的讀寫性能造成影響。
多核無用 SSD讀寫性能只與頻率有關(guān)
2.實(shí)測(cè)4KB小文件讀寫速率
最后我們?cè)賮砜纯碈PU頻率對(duì)SSD讀寫4KB小文件的速率影響,測(cè)試僅以四核1.6GHz和4.5GHz兩種配置成績對(duì)比,并開啟CPU超線程技術(shù)。為避免性能瓶頸,測(cè)試以浦科特M6V SATA 6Gbps SSD作為基準(zhǔn),與三星M.2 SSD 950 PRO互相拷貝4KB小文件,使用Fastcopy記錄讀寫時(shí)間和讀寫速率。(測(cè)試文件包包含20000個(gè)4KB TXT文檔)
1.6GHz下SATA 6Gbps SSD平均讀取速率
4.5GHz下SATA 6Gbps SSD平均讀取速率
首先進(jìn)行的SSD讀取測(cè)試,CPU 1.6GHz頻率下,平均讀取速度為4.82MB/s,頻率提升至4.5GHz后平均讀取速率提升至13.6MB/s,性能提升幅度高達(dá)182%,相對(duì)應(yīng)的CPU頻率之間的差異為181%,基本一致。
1.6GHz下M6V SSD平均寫入速率
4.5GHz下M6V SSD平均寫入速率
接下來的SSD寫入測(cè)試,CPU 1.6GHz頻率下,平均讀取速度為4.36MB/s,頻率提升至4.5GHz后平均讀取速率提升至11.2MB/s,性能提升幅度高達(dá)157%,相對(duì)應(yīng)的CPU頻率之間的差異為181%,性能提升幅度與頻率差異有一定差異。
最后的結(jié)論
CPU--SSD性能依賴測(cè)試到此告一段落,單純以SSD來論,CPU性能過剩過于草率,雖然目前CPU已經(jīng)進(jìn)入14nm時(shí)代,無論是性能和功耗都達(dá)到了新的高度,但是從是測(cè)試數(shù)據(jù)我們可以看出,SSD 4K讀寫性能對(duì)于CPU有嚴(yán)重的依賴,即使超頻至4.5GHz的Core i7-6700K平臺(tái)SSD依然保持著較高的讀寫速度增長趨勢(shì),至于瓶頸在什么時(shí)候出現(xiàn),目前的處理器恐怕都無法達(dá)到這樣的單核性能。
CPU對(duì)SSD 4K讀寫性能的影響,一方面因?yàn)槟壳暗挠布O(shè)計(jì)和操作系統(tǒng)無法很好的利用CPU的多線程特性來發(fā)掘出SSD的潛能,另一方面4K小文件的讀寫涉及到龐大的數(shù)據(jù)取址、讀取和寫入的操作,對(duì)于CPU自然提出了更高的要求,即使是SSD也只是提供了更快的數(shù)據(jù)通道形式,但是數(shù)據(jù)任務(wù)量并不會(huì)改變,所以未來要想獲得更好的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)體驗(yàn),除了不斷提升SSD性能,也請(qǐng)不要忽視了CPU的性能以及多線程的開發(fā)。
文章到這里,不知道讀者是否發(fā)現(xiàn),在以往的各大網(wǎng)站新品首發(fā)評(píng)測(cè)時(shí),我們總能發(fā)現(xiàn)各大媒體測(cè)試SSD性能時(shí)出現(xiàn)迥異的4K讀寫性能數(shù)據(jù),甚至判若兩款產(chǎn)品,這主要由于產(chǎn)品測(cè)試的平臺(tái)不同所導(dǎo)致。當(dāng)然除了SSD本身、CPU規(guī)格,影響SSD性能發(fā)揮還有很多因素,如主板SATA控制器、CPU PCI-E控制器、內(nèi)存頻率時(shí)序等都會(huì)影響到SSD性能的發(fā)揮。
特別推薦
- 增強(qiáng)視覺傳感器功能:3D圖像拼接算法幫助擴(kuò)大視場(chǎng)
- PNP 晶體管:特性和應(yīng)用
- 使用IO-Link收發(fā)器管理數(shù)據(jù)鏈路如何簡化微控制器選擇
- 用好 DMA控制器這兩種模式 MCU效率大大提高!
- 深入分析帶耦合電感多相降壓轉(zhuǎn)換器的電壓紋波問題
- Honda(本田)與瑞薩簽署協(xié)議,共同開發(fā)用于軟件定義汽車的高性能SoC
- 第13講:超小型全SiC DIPIPM
技術(shù)文章更多>>
- 利用高性能電壓監(jiān)控器提高工業(yè)功能安全合規(guī)性——第1部分
- 芯耀輝:從傳統(tǒng)IP到IP2.0,AI時(shí)代國產(chǎn)IP機(jī)遇與挑戰(zhàn)齊飛
- 解決模擬輸入IEC系統(tǒng)保護(hù)問題
- 當(dāng)過壓持續(xù)較長時(shí)間時(shí),使用開關(guān)浪涌抑制器
- 用于狀態(tài)監(jiān)測(cè)的振動(dòng)傳感器
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
精密電阻
精密工具
景佑能源
聚合物電容
君耀電子
開發(fā)工具
開關(guān)
開關(guān)電源
開關(guān)電源電路
開關(guān)二極管
開關(guān)三極管
科通
可變電容
可調(diào)電感
可控硅
空心線圈
控制變壓器
控制模塊
藍(lán)牙
藍(lán)牙4.0
藍(lán)牙模塊
浪涌保護(hù)器
雷度電子
鋰電池
利爾達(dá)
連接器
流量單位
漏電保護(hù)器
濾波電感
濾波器