探秘CPU對(duì)SSD性能影響

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(lái)形容，同時(shí)近些年來(lái)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。

手機(jī)處理器近些年的高速增長(zhǎng)，大有蓋過(guò)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(guò)剩所致，從Sandy Bridge以來(lái)，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(guò)于疲乏的性能增長(zhǎng)，于是乎性能過(guò)剩不僅是廠商用以麻痹用戶(hù)的手段，而用戶(hù)也會(huì)因?yàn)闊o(wú)性能瓶頸慢慢的接受了這樣一種性能步入中低速增長(zhǎng)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(lái)形容，同時(shí)近些年來(lái)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(pán)，SSD確實(shí)有極速讀寫(xiě)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(hù)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(pán)，還需要在價(jià)格上給到用戶(hù)足夠的實(shí)惠。

SSD為什么快? 4KB讀寫(xiě)速度很重要

頭頂高速光環(huán)，SSD自然是新裝機(jī)用戶(hù)的首選，因?yàn)橐粋€(gè)“快”字，傳統(tǒng)意義上用戶(hù)對(duì)于存儲(chǔ)速度“快”的理解不外乎持續(xù)讀寫(xiě)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(guò)如果你細(xì)想你使用SSD是為了每天讀寫(xiě)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(xiě)。

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(jiǎn)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(lái)看4KB持續(xù)和隨機(jī)讀寫(xiě)，基本是衡量存儲(chǔ)模塊的最重要指標(biāo)了。無(wú)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(xiě)的快慢就直接導(dǎo)致了用戶(hù)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(xiě)存儲(chǔ)都需要調(diào)用CPU線程來(lái)完成，特別是大量4KB文件尋址、讀寫(xiě)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(guò)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(jiàn)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(guò)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(shuō)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(guò)在實(shí)際測(cè)試過(guò)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(guò)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(guò)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(xiě)，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)。

● 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(xiě)性能逐漸提升，一直到超頻后的4.5GHz，無(wú)論是SATA 6Gbps SSD還是M.2 SSD其4K讀寫(xiě)性能均呈現(xiàn)持續(xù)上升趨勢(shì)。

接下來(lái)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(xiě)入都得到了顯著的提升。

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