SSD空間占用率對讀寫性能影響多大，附Lexar NS100 對比測試    

在絕大多數(shù)的SSD評測中，不管是SATA SSD還是M.2 SSD，你經(jīng)常可以看到的內(nèi)容就是，直接搭配幾個測速軟件，選擇個1G，3G，5G來直接進行測試，但是這并不代表我們實際應(yīng)用的場景？為什么？因為實際的使用場景下，SSD肯定存儲大量的文件，比如文檔、照片、游戲、視頻等等，往往導(dǎo)致存儲空間會剩余很少，而此時有些品牌型號的SSD會出現(xiàn)讀寫性能大幅下降的問題，為什么？

掉速的原因是什么？

4K沒對齊？

Trim指令沒啟用？

主控芯片原因？

存儲顆粒問題？

溫度過高？

…………

對于4K對齊這個問題，如果使用WIN7以上的系統(tǒng)，通過“磁盤管理”選項來格式化、創(chuàng)建分區(qū)，那么4K扇區(qū)是自動對齊的。另外如果原版Windows系統(tǒng)安裝過程中，對SSD進行格式化后也是4K扇區(qū)對齊的。

格式化后的SSD，Trim指令默認正常啟用的。如果擔(dān)心有無開啟，可以在命令提示符窗口頁面中輸入“fsutil behavior query disabledeletenotify”并回車進行查詢即可。如果返回數(shù)值顯示為0，那么說明成功開啟TRIM功能。

這里有個小問題，以這塊512G的SATA SSD Lexar NS100為例，在系統(tǒng)中進行格式化SSD時，會看到一個提示框，也就是磁盤分區(qū)形式是選擇MBR(主啟動記錄)還是GPT(GUID分區(qū)表)。但MBR和GPT有什么區(qū)別？如何選？對于讀寫性能有多大差異？

MBR=Master Boot Record即為“主驅(qū)動記錄”，是存在于磁盤開始部分的一個特殊啟動扇區(qū)，這個扇區(qū)包含了已安裝的操作系統(tǒng)系統(tǒng)信息，并通過一小段代碼來啟動系統(tǒng)。如果MBR的信息損壞或誤刪會直接導(dǎo)致無法正常啟動Windows，一般通過相關(guān)引導(dǎo)修復(fù)工具進行修復(fù)即可恢復(fù)正常啟動系統(tǒng)功能。

GPT= GUID Partition Table，即“全局唯一標(biāo)識磁盤分區(qū)表”，使用UEFI啟動的主流磁盤組織方式，兼容性更好。

兩種形式的區(qū)別在于兩點，

一是作為系統(tǒng)啟動盤，GPT分區(qū)需要UEFI+BIOS啟動，需要搭配64位系統(tǒng)，有別于傳統(tǒng)的BIOS+MBR啟動方式

二是MBR最大支持2.19TB，可以識別到劃分4個主分區(qū)或3個主分區(qū)+1個擴展分區(qū)，而GPT理論上是無限制的。

至于兩種磁盤分區(qū)形式對實際的讀寫性能有無影響，結(jié)合自己同一塊SSD的實際使用對比，會有差異，但是這與你的硬件配置和系統(tǒng)有直接關(guān)系，對于WIN10系統(tǒng)而言，直接選擇GPT分區(qū)格式即可。

對于SSD溫度過高這個情況，在實際使用中并未遇到超過50度的情況(AIDA64)，不管是作為系統(tǒng)盤連續(xù)使用4小時以上，還是作為存儲盤連續(xù)游戲2小時，這個部分與SSD自身散熱設(shè)計有直接關(guān)系。SATA SSD內(nèi)部的PCB板其實很小，占據(jù)了很小的的空間，一般是搭配金屬材質(zhì)的外殼來實現(xiàn)物理散熱。M.2 SSD常見的就是搭配石墨烯或是散熱硅膠+金屬外殼來進行散熱，品牌類SSD一般來說很少會因為溫度過高導(dǎo)致讀寫性能大幅下降到問題。

那么SSD降速與哪些因素有關(guān)？主控芯片、存儲顆粒類型和固件。

目前常見的主控芯片有哪些？就是慧榮、群聯(lián)、Marvell、三星、瑞昱這幾大家族，涵蓋了市面上中低高端不同品牌的SSD。SSD主控其實也就是中央處理器，有基于ARM架構(gòu)的，也有基于RISC架構(gòu)的，用途上一是負責(zé)連接閃存芯片和外部SATA接口里實現(xiàn)數(shù)據(jù)上的中轉(zhuǎn)；二是執(zhí)行內(nèi)部各項指令并確保準(zhǔn)確完成指令，比如trim、CG回收；三則是合理分配不同數(shù)據(jù)在對應(yīng)閃存芯片上的負荷，確保所有閃存顆粒均可以在適當(dāng)負荷下正常工作，同時協(xié)調(diào)和維護不同區(qū)塊存儲顆粒之間的互通協(xié)作。

存儲顆粒就是閃存的部分，以固定的區(qū)塊為單位來存儲數(shù)據(jù)。SSD中最為常見的存儲顆粒就是NAND閃存顆粒，具備低功耗、低價格和更好性能的特性。NAND閃存顆粒分類了很多種，比如SLC（單層次存儲單元）、MLC（雙層存儲單元）、TLC(三層存儲單元)等，在讀寫次數(shù)、使命壽命以及價格上有明顯的區(qū)別，其中MLC顆粒固態(tài)硬盤已經(jīng)基本退出市場。目前SSD上最為常見的存儲類型就是TLC 3D NAND，其中3D NAND（多層數(shù)存儲）屬于新型閃存類型，通過垂直堆疊多層數(shù)據(jù)存儲單元來大幅提升存儲容量，同時也一定程度上提升了性能和TLC的壽命，目前應(yīng)用上較為常見的是64層3D NAND。

SSD固件是確保以及提升SSD性能的重要部分，這是為什么一些品牌的SSD有提供驅(qū)動管理軟件的一個原因。簡單來說固件直接關(guān)系到最終的讀寫性能，固件的更新往往是算法上的更新，算法的部分會關(guān)系到寫入平衡、錯誤校正碼（ECC），壞塊管理，垃圾回收等等，這也是為什么同一主控和相同顆粒的兩款產(chǎn)品，不同版本的固件會導(dǎo)致使用壽命和讀寫性能上有所差異的原因。

有人可能會說除了上面三個部分，還忽略了一個重要部分，那就是接口。對，目前SSD的主流接口就是SATA 3.0、M.2、PCI-E三種，SATA與M.2或PCI-E會在通道上有所區(qū)別，通道不同帶寬也不同。但是這里沒提接口部分的原因，就是因為目前主流的SATA 3.0通道最大傳輸速度為6Gbps，結(jié)合自己使用過的幾款SSD，實際最大速度約為560MB/s上下，與主板有直接關(guān)系，屬于外在影響因素。

下面搭配這款512G的SATA SSD雷克沙Lexar NS-100進行點評。對于雷克沙Lexar這個牌子，給個人的感覺就是對標(biāo)的魚竿廠，為什么？魚竿廠一直主打的是低價，以此來打開更大的市場，而當(dāng)前的雷克沙Lexar SSD價格也低，而且主打性價比，不過實際的體驗如何呢？

雷克沙Lexar NS-100標(biāo)稱的是512G，在電腦端實際看到的存儲容量是476.94G，接近于480G，可以看作是真正意義上的480G SSD產(chǎn)品。雷克沙Lexar NS-100提供了三年有限質(zhì)保的售后服務(wù)，機身材質(zhì)也是鋁合金，搭配磨砂噴涂工藝處理，供電電流提升到了5V~1.6A。

雷克沙Lexar NS-100(512G)采用的也是主流64層TLC 3D NAND，主控部分采用的是Lexar DM918，看起來像是自家的主控，至于實際的讀寫性能如何，官宣的讀取性能為550MB/s，寫入性能部分未標(biāo)明，那么接下來看看實際的讀寫性能。

開始前簡單提一下這個官方驅(qū)動，也就是Lexar SSD Dash，目前主要的功能就是查看磁盤信息和進行擦除，暫時沒有固件升級的功能，也沒有有關(guān)提速相關(guān)的設(shè)定，所以下面的測試數(shù)據(jù)與這款驅(qū)動管理軟件關(guān)系不大。

先來看看CrystalDiskMark(V6.1.0)下的性能讀寫情況。這里有個細節(jié)的部分就是，選擇了2G和8G分別進行三次測試，各自選擇三次數(shù)據(jù)中順序讀取數(shù)據(jù)最低的一組，因為這樣更有參考意義。為什么選擇2G和8G，原因就是某些SSD隨著選擇1G，2G，8G等不同參數(shù)時，會隨著參數(shù)的增大而導(dǎo)致讀寫數(shù)據(jù)的大幅降低。多一組測試結(jié)果，就會多一份參考。

來看看讀取性能的變化，整體而言確實2G參數(shù)設(shè)置下的讀取性能更高些。差異比較大的部分是第二組數(shù)據(jù)，也就是4KiBQ8T8所對應(yīng)的數(shù)據(jù)，相差達到了34.1MB/s，其他的數(shù)據(jù)差異相對而言并不大。

寫入性能上整體差異并不大或數(shù)據(jù)一致，有差異的地方仍舊是4KiBQ8T8所對應(yīng)的數(shù)據(jù)。

下面繼續(xù)搭配另一款軟件進行測試AS SSD，軟件不同，測試結(jié)果上也會有所不同。在參數(shù)也是選擇了兩組，一組是3G，一組是10G，分別測試三次，這里直接取得分最低的一組。

先來看讀取的部分，相對而言，整體上確實是3G下的讀取性能要略微占優(yōu)，兩組數(shù)據(jù)在三次測試下的連續(xù)讀寫性能和訪問訪問時間基本一致，差異的地方主要就是4K部分。

相比于讀取性能，3G與10G參數(shù)設(shè)置下的數(shù)據(jù)差異要更為明顯些，順序?qū)懭胂嗖顚⒔?0MB/s，訪問時間超過了2秒。

那么如果讓SSD空間占用率93%以上，此環(huán)境下的讀寫性能如何呢？會不會出現(xiàn)速率上的大幅下降？

同樣是搭配上面的兩款軟件CDM和AS SSD。CDM的部分仍舊選擇了2G和8G分別進行三次測試，各自選擇三次數(shù)據(jù)中順序讀取數(shù)據(jù)最低的一組。 直觀上第一印象仍舊是順序讀寫性能上并沒有太大變化，而4KiBQ32T在8G參數(shù)設(shè)置下的讀取性能確實提升最大得部分。

下面結(jié)合空盤狀態(tài)下的數(shù)據(jù)進行對比總結(jié)。從下圖可以看到，

一是順序讀取性能上與2G、8G參數(shù)設(shè)置關(guān)系不大，與硬盤空間狀態(tài)關(guān)系不大，測試數(shù)據(jù)很堅挺，都停留在了564MB/s上。

二是8G參數(shù)設(shè)置下，4K相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)果一致，與硬盤空間狀態(tài)關(guān)系不大。而2G參數(shù)設(shè)置下，只有4KiBQ8T8兩組數(shù)據(jù)一致，其他另外兩組有明顯差異。

相比于上方讀取性能上的表現(xiàn)，不管是2G、8G參數(shù)設(shè)置，還是硬盤空間不同占用率的情況下，寫入性能上整體差異并不大，并沒有出現(xiàn)太大的數(shù)據(jù)波動。

從以上可以看到，Lexar NS100在順序讀寫性能上，并不會隨著參數(shù)的修改和存儲空間占有率的變化而出現(xiàn)大幅變動，整體的讀寫性能上較為平穩(wěn)。

再來看看AS SSD的測試結(jié)果，畢竟軟件不同，測試結(jié)果上也會有所不同。在參數(shù)仍舊是選擇了兩組，一組是3G，一組是10G，分別測試三次，這里直接取得分最低的一組。從對比來看，3G參數(shù)設(shè)置下的連續(xù)寫入性能有了明顯降低，10G參數(shù)設(shè)置下連續(xù)寫入性能有了明顯提升，但對應(yīng)4K-64隨機的得分有了明顯的下降

繼續(xù)來對比空盤狀態(tài)的測試結(jié)果，從下圖可以看到，

一是不同參數(shù)設(shè)置下，不同空間占用情況下，順序讀取數(shù)據(jù)結(jié)果基本一致。

二是3G參數(shù)設(shè)置下，全部測試數(shù)據(jù)結(jié)果基本一致。

三是10G參數(shù)設(shè)置下的訪問時間都到了0.2秒，與空間占用率關(guān)系不大。同時10G參數(shù)設(shè)置下的4K相關(guān)測試數(shù)據(jù)均低于3G參數(shù)設(shè)置下的4K相關(guān)測試數(shù)據(jù)。

從下圖可以看到，在連續(xù)寫入性能上，

一是3G與10G參數(shù)設(shè)置下，在不同存儲空間占用率的情況下也有較大的波動。比較意外的是，高空間占用率+10G參數(shù)設(shè)置下的順序?qū)懭胄阅?，明顯高于空盤狀態(tài)+10G參數(shù)設(shè)置下的順序?qū)懭胄阅埽樞驅(qū)懭胂嗖顚⒔?0MB/s。

二是訪問時間與參數(shù)設(shè)置有關(guān)，與空間占用率關(guān)系不大。

三是4K測試數(shù)據(jù)在不同參數(shù)、不同空間占有率下的差異并不大。4K-64隨機所對應(yīng)的測試數(shù)據(jù)，差異明顯的部分是10G參數(shù)設(shè)置下的數(shù)據(jù)。

從搭配AS SSD的測試情況來看，不同參數(shù)設(shè)置、不同硬盤占用率下，連續(xù)讀取性能變動不大，但是連續(xù)寫入性能上會有所變化。

不過上面只是理論測試的部分，實際的測試結(jié)果如何呢？下面搭配FastCopy進行對比說明。為了更好的體現(xiàn)真實的使用場景，這里選擇了個人日常四種文件進行測試說明，一是單個10G以上的4K視頻文件，二是多個100M左右的視頻視頻，三是多張單反照片，四是多個1G左右的壓縮包。E盤為Lexar NS100，D盤為其他SSD，由于D盤為其他老舊SSD品牌，所以文件從E盤寫入到D盤的數(shù)據(jù)部分僅供參考，因為數(shù)值偏低。

先來看看空盤狀態(tài)下的讀寫性能。這是文件從E盤拷貝到D盤的性能表現(xiàn)，單個12G左右的4K視頻傳輸性能為128.7MB/s，共計5G左右的24個視頻文件的傳輸性能為199.5MB/s。

14G左右共計15個壓縮包的傳輸性能為114.9MB/s，共計5G左右的437張圖片平均傳輸性能為153.1MB/s。

再來看看文件從D盤寫入到E盤的傳輸性能。單個12G左右的4K視頻傳輸性能提升到了353.2MB/s，共計5G左右的24個視頻文件的傳輸性能為365.6MB/s。

14G左右共計15個壓縮包的傳輸性能為363.3MB/s，共計5G左右的437張圖片平均傳輸性能為300.5MB/s。

再來看看磁盤使用率95%環(huán)境下的傳輸性能表現(xiàn)。這是文件從E盤拷貝到D盤的性能表現(xiàn)，單個12G左右的4K視頻傳輸性能為119.2MB/s，共計5G左右的24個視頻文件的傳輸性能為188.6MB/s。

14G左右共計15個壓縮包的傳輸性能為122.6MB/s，共計5G左右的437張圖片平均傳輸性能為208.5MB/s。

這是讀寫性能。再來看看文件從D盤寫入到E盤的傳輸性能。單個12G左右的4K視頻傳輸性能提升到了360.8MB/s，共計5G左右的24個視頻文件的傳輸性能為364.4MB/s。

14G左右共計15個壓縮包的傳輸性能為364.4MB/s，共計5G左右的437張圖片平均傳輸性能為298.2MB/s。

下面用一張圖進行對比總結(jié)，文件從E盤寫入到D盤定義為讀取，文件從D盤寫入到E盤定義為寫入。從直觀的對比來看，在空盤和存儲大量文件的情況下，不管是什么內(nèi)容，寫入性能穩(wěn)定，而且?guī)缀醪町惒淮蟆Ｆ渲袎嚎s包、視頻的寫入性能都在360MB/s以上，437張圖片的傳輸性能相對低一些，但是也基本在300MB/s左右。至于讀取性能部分，因為老舊目標(biāo)盤SSD自身的問題，感覺點評的意義不大。

正常來說應(yīng)該是同一品牌同一型號的SSD搭配測試的數(shù)據(jù)會更有意義，不過從結(jié)果來看，除了圖片傳輸部分的數(shù)據(jù)差異最大外，而且這個208MB/s是這八組讀取數(shù)據(jù)中最高的，相比之下其他三組數(shù)據(jù)在讀取性能上差異不大。

以上就是結(jié)合雷克沙Lexar NS100 SSD簡單對空盤和紅盤兩種實際的場景下，搭配不同測試工具和文件所進行的一個對比，從以上的結(jié)果可以看到，

一是理論測試結(jié)果不等于實際測試結(jié)果。

二是作為采用自家主控芯片的雷克沙Lexar NS100 SSD，在實際的讀寫性能上較為穩(wěn)定，不會隨著SSD空間填充大量數(shù)據(jù)而出現(xiàn)速率明顯下降的情況。