大數(shù)據(jù)時代對存儲和處理提出了越來越高的要求。相應(yīng)地，需要更快的數(shù)據(jù)傳輸速度。

根據(jù)數(shù)據(jù)表的聲明選擇系統(tǒng)時，陷阱等待著

大數(shù)據(jù)時代對存儲和處理提出了越來越高的要求。相應(yīng)地，需要更快的數(shù)據(jù)傳輸速度。

當(dāng)客戶選擇固態(tài)硬盤 （SSD） 時，他們通常會參考數(shù)據(jù)表的性能數(shù)據(jù)。但是，數(shù)據(jù)表中的數(shù)字并不能準(zhǔn)確代表典型的 SSD 性能。通常認(rèn)為，從處理器和存儲設(shè)備獲得的實際性能與數(shù)據(jù)表和基準(zhǔn)測試中聲稱的性能有很大不同。因此，根據(jù)夸大的數(shù)字選擇設(shè)備可能會導(dǎo)致系統(tǒng)不符合其要求。

使用CrystalDiskMark來衡量實際性能

數(shù)據(jù)表中的開箱即用聲明與現(xiàn)實世界的穩(wěn)態(tài)基準(zhǔn)測試之間的差異有多大？

為了測量開箱即用和穩(wěn)態(tài)性能之間的差異，我們使用 CrystalDiskMark 基準(zhǔn)測試工具，然后運行一系列隨機寫入 72 小時，然后再次測量 CrystalDiskMark 性能。

我們仔細(xì)測量了閃存控制器的實際性能，并與競爭對手的性能進(jìn)行了對比。

實際性能與數(shù)據(jù)表聲明

實際性能和數(shù)據(jù)表性能之間的差異令人震驚。

在我們基準(zhǔn)測試的某些設(shè)備中，穩(wěn)態(tài)速度可能只有開箱即用性能的 1%。更令人驚訝的是性能下降的速度有多快。在幾乎所有測試的驅(qū)動器中，使用約1.5分鐘后性能急劇下降。

我們的發(fā)現(xiàn)表明，在閃存的情況下，除了不切實際的峰值數(shù)字和應(yīng)用程序性能之間的通常差異之外，即使是原始性能數(shù)字在實踐中也可能經(jīng)不起審查。

數(shù)據(jù)表聲明和實際基準(zhǔn)之間有什么區(qū)別？

為了提高閃存的存儲密度，制造商現(xiàn)在每個存儲單元存儲多個位。三級單元 （TLC） 存儲器存儲三位，而較新的四級單元 （QLC） 存儲器每個單元存儲四位。

但是，高密度存儲是有代價的。

當(dāng)閃存充滿數(shù)據(jù)時，閃存控制器必須執(zhí)行各種后臺任務(wù)。例如，垃圾回收、磨損均衡、動態(tài)數(shù)據(jù)刷新和校準(zhǔn)在后臺進(jìn)行。控制器可以通過確定 I/O 操作的優(yōu)先級和調(diào)度，在短時間內(nèi)“隱藏”這些影響。但是，對于較長的傳輸，這些任務(wù)不可避免地會對性能產(chǎn)生一些影響。從長遠(yuǎn)來看，磨損均衡和垃圾收集等后臺任務(wù)變得更加耗時。

數(shù)據(jù)涌入閃存也會對順序和隨機訪問造成影響。用于表征 SSD 的兩個主要測量方法是順序訪問，其中大量連續(xù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱鎯υO(shè)備或從存儲設(shè)備傳輸大量連續(xù)數(shù)據(jù)，以及隨機訪問，其中少量數(shù)據(jù)被讀取或?qū)懭敕沁B續(xù)地址。順序訪問通常以兆字節(jié)/秒 （MB/s） 為單位，而隨機訪問通常以每秒輸入/輸出操作數(shù) （IOPS） 為單位。

隨著緩存被數(shù)據(jù)填滿，閃存上的可用空間會減少。因此，緩存在長時間的順序或隨機訪問后開始失去其有效性。隨著時間的推移，緩存可能會變得越來越低效，因為某些區(qū)域可能會由于不可恢復(fù)的錯誤而被標(biāo)記為不可用。

因此，隨著閃存老化，高密度閃存中的原始錯誤率會變高，內(nèi)存壽命也會縮短。軟錯誤解碼技術(shù)用于最大限度地減少隨著內(nèi)存老化而增加的錯誤率。它們多次讀取數(shù)據(jù)，需要復(fù)雜的處理才能計算出正確的數(shù)據(jù)，這兩者都會降低整體性能。

隨著時間的推移，器件也會對在與寫入數(shù)據(jù)的溫度不同的溫度下讀取數(shù)據(jù)而引起的交叉溫度效應(yīng)變得更加敏感。SSD在使用過程中會變得更熱，因此為了防止過熱，采用了“熱節(jié)流”。熱節(jié)流可降低功耗并降低設(shè)備溫度。但是，熱限制也會限制設(shè)備性能。熱限制的影響取決于環(huán)境溫度、環(huán)境的熱設(shè)計和設(shè)備工作負(fù)載。影響熱限制的變量數(shù)量使得很難預(yù)測實際的性能水平。

總之，由于許多因素，SSD 的性能級別在其生命周期內(nèi)會發(fā)生變化，將其初始的開箱即用級別降至穩(wěn)定狀態(tài)級別。

主要要點

在評估性能會影響整體系統(tǒng)性能的設(shè)備時，使用真實數(shù)據(jù)至關(guān)重要。任何基于夸大數(shù)字的選擇都有可能導(dǎo)致系統(tǒng)無法按預(yù)期執(zhí)行。

實現(xiàn)的實際性能將取決于數(shù)據(jù)使用模式、環(huán)境和閃存控制器的有效性。了解可能影響性能的因素至關(guān)重要，但更重要的是使用真實數(shù)據(jù)而不是不切實際的性能聲明。

因此，在選擇數(shù)據(jù)存儲設(shè)備時，請記住，設(shè)備數(shù)據(jù)表通常會顯示峰值數(shù)字，這些峰值數(shù)字只能通過新設(shè)備在特定條件下實現(xiàn)，并且只能在短時間內(nèi)實現(xiàn)。

審核編輯：郭婷