SSD跑分低落求解

gilo0719
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樓主

2015-12-22 0:58

大家好~小弟上禮拜幫電腦從傳統硬碟換到SSD做小幅升級

但是跑了幾個測試軟體都和網路找到的讀寫速度有明顯的落差

想請版上豐富經驗的大家幫小的找找問題,圖是目前測試到的速度

Bios已開啟AHCI,4K對齊是359424 OK,這值對嗎?

OS:WINDOWS 8.1 64bit

CPU:I5 2400

MB:ASUS p8z77-v deluxe

ram:4GB

SSD:INTEL 535 128GB SSD跑分低落求解

2015-12-22 0:58 發佈

文章關鍵字 SSD

Shome

Shome
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2樓

2015-12-22 2:26

gilo0719 wrote:
大家好~小弟上禮拜...(恕刪)

你SSD連接的SATA 6Gb/s是接哪一個？
應該要接中間灰色的才是原生SATA 6Gb/s喔。

elb

elb
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3樓

2015-12-26 13:25

[開箱測試]Intel SSD 535 120GB開箱測試

他跑出來的速度跟你差不多.
現在同一個系列裡120GB or 128GB若是最低的容量, 序列寫入(Sequential write)速度真的就有可能不漂亮.
這已經跟SATA 3的6 Gbit/s傳輸速度沒有關係了,
因為MLC NAND寫入速度很慢, SATA 6Gb/s幾乎只有填滿SSD裡面的DDR3 buffer就要等MLC NAND flash慢慢寫入.
SATA3的6Gb/s在SSD裡也只是一種瞬間傳輸, buffer被塞滿了就會, 主控端就會被迫停下來等.
我個人推測這顆120GB SSD裡面的buffe, 也就是DDR3速度1600~1866 MT/s, DDR3的容量應該也是128MB, 120GB的 ONFi3.0 NV-DDR2 NAND flash組態應該只有2 channel和 4 interleave.
有一次我看到某個系列的SSD裡面的buffer, 也就是DDR3(16 bit)顆粒.
128GB(120GB)裡面的DDR3容量是128MB
256GB(240GB)裡面的DDR3容量是256MB
512GB(480GB)裡面的DDR3容量是512MB
NVMe(PCIe) SSD可能就放更多顆DDR3或是直接用LPDDR3(32 bit).

和泉香織

和泉香織
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4樓

2015-12-26 14:26

Seq卡在3xxMB/s的問題很單純，只是接錯SATA port而已
本來應該要接Z77原生SATA3才對，但樓主卻接到ASMedia ASM1061非原生SATA3去了

changpizz

changpizz
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5樓

2015-12-26 14:53

elb wrote:
[開箱測試]Intel...(恕刪)

其實裡面的記憶體，不是都如所想的，拿來這麼利用的，SandForce的2級映射，又是因為其他因素而影響了，而記憶體大有大的好處，但是越大同樣也是有壞處，需要搭配存取模式調整，所以要看FW規劃好壞才能決定的。
他所跑的速度，老實說是更貼近真實效能的，平常大家看的反而才是被優化過了。

一般的架構，大多是類似這樣的形式居多：

SandForce的架構則為：

elb

elb
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6樓

2015-12-26 16:38

changpizz wrote:
其實裡面的記憶體，不...(恕刪)

不清楚你所謂的"其實裡面的記憶體，不是都如所想的，拿來這麼利用的"是指?
若我有說錯請指教錯誤.....

所謂的DDR越大,還必須考量其組態,
SSD裡的DDR還是得要考量頻寬(Band Width, BW)
目前16 bit DDR3/3L 1600MT/s或更快,
還是16bit x 2 or LP-DDR3 (32 bit)1800 MT/s 的BW才夠快.
以目前SATA3 6Gb/s,經過8b/10b編碼後,
真實的資料BW約600MByte/s(max)流入DDR buffer也不是問題,
一顆DDR3/3L的BW已經有1600MT/s x 16bit/8Byte = 3.2 GByte/s.
再由multi-channel DMA及RAID0分配資料到各channel的NV-DDR1/2 NAND flash controller,
最終流至Toggle/ONFi NV-DDR1/2 I/F NAND flash,
現在一顆NV-DDR2 NAND flash有400MB/s 頻寬,
4-channel就有1.6 GByte/s, 8 channel就有3.2 GByte/s,
再加上interleave mode, 是絕對大過3.2GByte/s,
但是每顆NV-DDR2 NAND flash內部的16KB page size, 2-plane,
MLC NAND flash寫入速度拖慢了自己的整體速度,
在4-channel甚至8-channel都有伴隨使用interleave mode也沒有辦法達到300MB/s,
唯獨使用MLC to SLC mode,
或是每顆MLC NAND flash內建容量小的SLC NAND flash的方式可大幅提升寫入速度.
所以x1 PCIe SSD就可有機會達到8xx~9xx MB/s的寫入速度.
這些MLC/TLC的寫入速度雖然很慢, 但是讀取速度也沒有輸SLC NAND太多.
再加上SSD controller內部做ECC, FTL,
foreground or background garbage collection也是會降低傳輸速度,
但沒辦法, 一定要這些, 否則NAND flash 在15nm已經不是以前的SLC 100K,
MLC 10K次寫入/抹除次數,
所以要用這些演算法好好的疼愛這些NAND flash cells才會長壽.

changpizz

changpizz
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7樓

2015-12-26 20:24

elb wrote:
不清楚你所謂的'其...(恕刪)

我指的是，裡面的DRAM是用在映射部分為主，不是專門用來資料加速的，但是你似乎是把它當成資料的快取在使用了。
或者說，他是用在數據存取的轉換過程用的，但是如果用緩存解釋，又跟他本來用意有所不同了，應該是做數據重組，才是它的工作。

主要部分我就不貼了，因為在檔案內容中都已說明了，總之這句是他的重點：
Moreover, the SF-2000 accomplishes this by adjusting logical capacity, rather than by requiring extra Flash parts be soldered to the PCB.

順帶一提，SSD寫入每個步驟，都有所謂的耗費時間，速度是因為這些耗費掉的時間，最後加總而得知的，跟DRAM有無寫滿，或者頻寬多大是沒有關聯的，因為實際上並不是卡在這些環節，才使得SSD變慢的。(影響可能自然還是會有)

至於MLC快慢的部分，有兩張圖可以參考，但只要看看就好，無需直接對比。
兩顆執行磁碟掃描IO次數

SLC停止掃描後IO次數

即使把MLC的IOx2讓容量問題消失，依然會發現速度還是差一大截，當速度越快時，IO理論上次數是要下降，但是SLC是速度更快，卻有著一樣的存取次數，所以當中還是差了一倍效能。

另外還有一個隱藏性的差異點是，MLC會因為內部數據存取複雜，導致進行上有困難，讓速度因此變慢，但是SLC則沒有這種問題，無論讀寫如何分配，最大總速度都是不變，或保持在差異極小的範圍當中，而MLC如果寫入下降10時，可能讀取會因此下降20，這就如同ADSL非對稱的上下載頻寬，寫入會影響一倍以上的讀取性能，因此讀寫同時進行的複雜情況，就會出現這種情況。

MLC部分效能是憑空消失掉了，這也是為何說實際是SATA2的原因。

當MLC寫入過較多資料後，甚至會出現這種情況，因為本身寫入條件，就是比SLC的難度又更高，而如果只進行讀取和寫入單一條件測試時，一般人並不會在常見測試軟體中，去發現這問題，所以認為與SLC差異性極小，但日常使用偏偏就是這種情形。

elb

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8樓

2015-12-27 10:13

changpizz wrote:
我指的是，裡面的DRAM...(恕刪)

網路上我找兩篇
http://www.flashmemorysummit.com/English/Collaterals/Proceedings/2014/20140805_B11_Canepa.pdf
這網站很多資料可以看, 每年都會有公司發表一些作法.

http://arxiv.org/pdf/1502.02239.pdf
這篇第2.1節

SSD裡的DDR當然有做緩衝區加速寫入的效果,
依照16KByte page size的NV-DDR1/2 NAND flash來說,
MLC Program throughput大約只有2x MB/s,
SLC就有~8x MB/s.
MLC也可以當成SLC使用, 一方面當成另一級寫入緩衝提高寫入速度, 但缺點是此容量會減少一半,
但是並不是整個SSD的MLC NAND flash都拿來變成SLC.
8 channel MLC再加interleave mode若不靠DDR緩衝, 原始寫入頂多也只能上2xx MB/s左右.
這跟市面上的512GB SSD sequential write就差很多了.
問題是NAND flash組態要確認才知道有沒有8 channels.
提升寫入速度或是說減少資料量寫入到NAND flash可以使用資料壓縮方式,也就是sandforce Dura write.
只是DDR不完全都全部做緩衝,一部分也做FTL
(也就是你講的mapping, Logical address to Physical address),GC, wear leveling時也會用到.

只是MLC被寫過,要再寫一定要先抹除,那MLC就更慢了.
一個block(256 or 512 pages)可能要3 ms,128GB就難算了.

"MLC部分效能是憑空消失掉了，這也是為何說實際是SATA2的原因"
這句話會容易被誤解,
你若是了解SATA3 6Gb/s的傳輸速度,瞬間傳輸是6Gb/s,真心不變,
buffer無法被及時處理,下一級也無法及時吞下的時候,傳輸是會停一下,
整體看來的速度才無法到達6Gb/s. 但它的傳輸依舊是用6 Gb/s傳輸.

gilo0719 wrote:
大家好~小弟上禮拜...(恕刪)

changpizz

changpizz
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9樓

2015-12-27 11:13

elb wrote:
網路上我找兩篇http...(恕刪)

找文章其實還是需要先理解跟消化一下的，如果你換成其他產品，那或許可以說是沒有問題的，但是你偏偏挑了一個SandForce.....這....我也不知道該怎麼替你找也許之類的可能性，因為這款SSD產品，其實是可以將FW,顆粒,記憶體各方面的速度，全部拆解開來的。

至於頻寬這一點，我也不知道為何有這麼多人理解成那樣，所謂的頻寬，其實不是固定不變的條件，不過這因為要講到驗證SAS跟SATA的部分了，可能就不是三言兩語就容易說明的，可能你自己搜尋適合的內容，然後看SATA2跟SATA3是如何區分的會比較好一點，因為這條件真的隨時都可能改變的。至於說是不是真心跑6G模式，又回頭講到前面提的了，速度是把條件加上去，再由FW的模式去分類，而讓該基數有了增加的可能，但是別忘記了，那些影響都是可以避免的，基數是不會被影響的。

例如這條件就是只跑基本效能，而這其實才是真實效能。

而這是加上了記憶體的部分，這就是能看到3xx的原因。

如果加上FW部分的介入，就如同這樣子影響情況。

而那些為什麼能夠高效能，可以參考這張圖部分。

如果覺得沒有頭緒的話，我可以提供4K寫的數據與模式。這張圖就說明了,命令,數據內容,大小,長度,QD條件,反應時間,命令耗時,等等的資訊了。不同的指令，不同的數據內容,大小,長度,甚至驅動都是會影響到耗時的部分，這樣子說明應該算是夠仔細了，已經將每一動都列出了，相信應該會容易理解些。

而SandForce在參數設定時，是可以選擇是不是要開啟那些功能，緩衝可有可沒有，如果希望亂數寫入較高，或是循序哪個要突出，其實都可以設定後排除，即使一般無法去調整的情況，也可以透過轉接之類方式分辨出來的。那個不是緩衝延遲一下的原因，而是架構的影響才導致的，就類似上面三張圖的差異那樣，不是意外或運氣因素才有的情況。

不同位置與原始內容等等因素，都會讓每一筆命令有不同結果出現，而這就是答案了。應該能拆的都拆解開了，所以與其看網站文字說明，我反而更相信自己去實驗與分解後，把每一個動作跟環節全部都摸透的最終答案。

elb

elb
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10樓

2015-12-27 11:59

changpizz wrote:
找文章其實還是需要先...(恕刪)

不用幫我找可能性.除非你是design house RD或是FAE,但也沒有義務替我找可能性.這點我心存感激.
我是以NAND flash顆粒物理特性的出發點來看,你以系統來看,
但大致上的架構是不會有太大差異, 除非廠商給的顆粒array特性表有錯,才會錯估controller奇特作法.
測試軟體寫入的pattern是1還是0,抑或是亂數寫入,甚至SSD有沒有被使用過,對performance也會有影響.
講到這個, 你對Sandforce foreground garbage collection有研究嗎?

至於SATA2 or 3, 電氣訊號表現出的最準, 整體速度並不能說SATA3產品是SATA2.
假如你對它的電氣特性量測過的話,
microSD/eMMC也是類似的情況,雙方溝通後可以support最高速度傳輸, 絕對不會往其他慢的頻率方式傳輸,
但緩慢寫入是拖垮號稱的速度, 使用者可能會以為廠商唬爛.
其實也是host and device雙方認可的速度傳一段再停下來,傳一段再停下來.

gilo0719 wrote:
大家好~小弟上禮拜...(恕刪)