史上最牛存儲之爭!SSD PK 15000轉(zhuǎn)硬盤

前段時間我們IT168評測中心測試了“來自Seagate的Cheetah 15K.6系列硬盤
”，這是我們有史以來最快速的溫徹特（我們現(xiàn)在使用的這種旋轉(zhuǎn)碟片、飛行磁頭架構的磁盤）硬盤，因此被筆者使用了“地球最快的硬盤 希捷捷豹15K6性能測試”這樣的標題。很快，我們IT168評測中心迎來了一塊正式的Intel SSD硬盤（年中的時候就已經(jīng)有相關的消息出來了），這種“硬盤”其實已經(jīng)不屬于溫徹特結構，由于取消了機械部件而完全由電子部件組成，因此它具有很快的相應速度——這一點相信大家都很清楚了，問題是它到底有多快呢？

硬盤：Intel Inside？

　　昨天我們IT168網(wǎng)站已經(jīng)發(fā)布了兩篇關于SSD的測試文章：“快到難以想象 Intel 80GB 2.5寸SSD首評”、“硬盤中的戰(zhàn)斗機!山寨SSD固態(tài)存儲首測”，里面已經(jīng)有了不少的數(shù)據(jù)，不過現(xiàn)在，就讓我們帶大家從另外一個角度來看看，SSD究竟有多快？

測試平臺、測試環(huán)境
測試分組
類別	Intel SSD	15000RPM SAS	7200RPM SATA	10000RPM SATA
處理器子系統(tǒng)
處理器	Intel Xeon E5430 x2	Intel Xeon E5430 x2	Intel Core 2 Duo E7200	Intel Core 2 Duo E7200
主頻	2.66GHz	2.66GHz	2.53GHz	2.53GHz
FSB	1333MHz	1333MHz	800MHz	800MHz
L2 Cache	12MB	12MB	3MB	3MB
主板
主板型號	DELL PE2900 III	DELL PE2900 III	ASUS P5B Deluxe	Intel D975XBX
北橋芯片組（MCH）	Intel 5000X	Intel 5000X	Intel P965	Intel 975X
內(nèi)存	2GB FBD DDR2 667 SDRAM x8	2GB FBD DDR2 667 SDRAM x8	1GB DDR2 667 SDRAM x4	1GB DDR2 667 SDRAM x4
系統(tǒng)磁盤子系統(tǒng)
磁盤控制器	DELL Perc 5/i RAID Controller	DELL Perc 5/i RAID Controller	Intel ICH8R	Intel ICH7R
磁盤控制器規(guī)格	SAS 3Gbps	SAS 3Gbps	SATA 3Gbps	SATA 3Gbps
磁盤控制器設置	RAID 5	RAID 5	AHCI	AHCI
磁盤控制器驅(qū)動	DELL Perc 2.14.0.64 x64	DELL Perc 2.14.0.64 x64	Intel Matrix Storage Manager 8.2.0.1001	Intel Matrix Storage Manager 8.2.0.1001
磁盤	Seagate Cheetah 15K.5 ST314655SS x3	Seagate Cheetah 15K.5 ST314655SS x3	WD RE2 WD5000YS	WD RE2 WD5000YS
磁盤規(guī)格	15000RPM 146GB SAS 3Gbps 16MB Cache	15000RPM 146GB SAS 3Gbps 16MB Cache	7200RPM 500GB SATA 3Gbps 16MB Cache	7200RPM 500GB SATA 3Gbps 16MB Cache
磁盤設置	SAS 3Gbps 20GB系統(tǒng)分區(qū)	SAS 3Gbps 20GB系統(tǒng)分區(qū)	SATA 3Gbps 20GB系統(tǒng)分區(qū)	SATA 3Gbps 20GB系統(tǒng)分區(qū)
測試磁盤子系統(tǒng)
磁盤控制器	Intel 6321ESB	LSI MegaRAID SAS 8408ELP	Intel ICH8R	Intel ICH7R
磁盤控制器規(guī)格	SATA 3Gbps	SAS 3Gbps	SATA 3Gbps	SATA 3Gbps
磁盤控制器設置	AHCI	Normal ReadAhead WriteThrough Direct I/O	AHCI	AHCI
磁盤控制器驅(qū)動	Intel Matrix Storage Manager 8.2.0.1001	LSI MegaRAID 2.20.0.64 x64	Intel Matrix Storage Manager 8.2.0.1001	Intel Matrix Storage Manager 8.2.0.1001
磁盤	Intel SSD SSDSA2SH080G1GN (Engineering Sample)	Seagate Cheetah 15K.6 ST3450856SS	WD Caviar SE WD3200AAKS	WD VelociRaptor WD3000BLFS (Engineering Sample)
磁盤規(guī)格	0RPM 80GB SATA 3Gbps 0MB Cache	15000RPM 450GB SAS 3Gbps 16MB Cache	7200RPM 320GB SATA 3Gbps 16MB Cache	10000RPM 300GB SATA 3Gbps 16MB Cache
磁盤設置	SATA 3Gbps	SAS 3Gbps	SATA 3Gbps	SATA 3Gbps
軟件環(huán)境
操作系統(tǒng)	Microsoft Windows Server 2008 Enterprise Edition x64	Microsoft Windows Server 2003 R2 Enterprise Edition SP2 x64	Microsoft Windows Server 2003 R2 Enterprise Edition SP2 x64	Microsoft Windows Server 2003 R2 Enterprise Edition SP2 x64
測試軟件	HD Tach RW 3.0.1.0 IOmeter 2007.06.27	HD Tach RW 3.0.1.0 IOmeter 2007.06.27	HD Tach RW 3.0.1.0 IOmeter 2007.06.27	HD Tach RW 3.0.1.0 IOmeter 2007.06.27

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　　測試使用了IT168評測中心的一臺DELL PowerEdge 2900 III服務器，掛接在6321ESB南橋的SATA控制器上，雖然SSD的NCQ（Native Command Queue，本地命令排序）功能毫無意義，不過我們?nèi)匀皇褂昧酥С諲CQ功能的AHCI模式。當然，這塊 服務器主板就沒有其他方式可以選擇……

Intel SSD：HD Tune，支持的NCQ基本上沒有什么實際作用

Intel SSD：HD Tune，SMART狀態(tài)也沒有什么有用的參數(shù)

Intel SSD：HD Tune，AAM并不受支持

　　測試的操作系統(tǒng)是Windows Server 2008，在以前的測試當中表明常規(guī)的磁盤測試上是和Windows Server 2003沒什么分別的，不過，在實際用起來會有些不同，我們后面會提到，關于2008（Vista）的磁盤操作上會有什么變化。

ST3450856SS，屬于希捷的Cheetah 15K.6家族，容量450GB，轉(zhuǎn)速15000RPM，緩存16MB

萬轉(zhuǎn)SATA企業(yè)級硬盤VelociRaptor : WD3000BLFS

　　這兩款都是企業(yè)級別的硬盤，其中Cheetah 15K.6是15000RPM的SAS硬盤，而VelociRaptor則是一款10000RPM的SATA硬盤，此外測試中還加入了一款普通的桌面硬盤：早期版本的WD3200AAKS，后來的測試表明和主流的WD6400AAKS差別不是非常大，僅供參考。#p#page_title#e#

Intel SSD，我們拿到的是一塊Engineering Sample，也就是工程樣品

　　HD Tach RW測試大家都很了解了，不少人也知道：HD Tach RW采用的是比較大的測試區(qū)塊——大的測試區(qū)塊有利于測試速度：為了快速測試完一個大硬盤的讀取，它敢不快一點么？

Intel SSD HD Tach RW測試成績

　　測試結果很令人驚訝：達到了220MB/s的讀取速度！并且曲線幾乎是一條直線，不像溫徹特硬盤，是一條不增二次曲線。因此平均讀取就為216.5MB/s（一些波谷拉低了平均值），平均寫入則只有78.9MB/s，從曲線上看則可以達到80MB/s，SSD的讀寫差距比較大，這是有原因的：在寫入之前，你需要先擦除數(shù)據(jù)。溫徹特硬盤也有這個過程，但是并不明顯。順便提一下，Intel SSD的HDTachRW測試出來的隨機存取時間是0.1ms，遠比機械硬盤達到了數(shù)毫秒的級別要高。

Intel SSD VS 15000轉(zhuǎn)企業(yè)級硬盤

　　很有趣，SSD的讀寫曲線將Cheetah 15K.6曲線夾在中間：讀取遠比15000RPM硬盤要快，寫入則相對要慢上許多，不過在隨機存取方面則是相差巨大，在后面我們將會具體比較到底差距有多少。

Intel SSD VS 7200轉(zhuǎn)桌面級硬盤

　　毫無懸念……現(xiàn)在比較新的桌面級別硬盤單碟容量可以達到334GB，速度上可以達到Intel SSD的一半左右。

Intel SSD VS 10000轉(zhuǎn)企業(yè)級硬盤

　　具體來看，VelociRaptor的速度就是介于一萬五千轉(zhuǎn)硬盤和7200RPM硬盤之間，因此也不敵SSD #p#page_title#e#

 

Intel SSD，中國制造

　　多數(shù)磁盤測試工具只能測試磁盤讀取的“速率”，并無法衡量實際磁盤操作的“快慢”，我們需要IOmeter。

Intel SSD IOmeter測試

Intel SSD IOmeter測試

　　512Bytes連續(xù)讀取，成績大致和VelociRaptor互有高低——這個結果相信大家都不會滿意。筆者也不滿意，不夠別著急，連續(xù)讀寫其實和預讀是有關系的，因此控制線路更多更完善的成熟硬盤產(chǎn)品性能好一些也可以理解。好戲在后頭。 #p#page_title#e#

 

SSD內(nèi)部由許多集成電路組成，從這點上看，和U盤原理上倒也無大分別

Intel SSD IOmeter測試

Intel SSD IOmeter測試

　　512Bytes隨機讀寫：看到這里是不是覺得很可怕？SSD的小區(qū)塊隨機讀取IOps是溫徹特硬盤的3倍以上！讀取的IOps基本保持在13000，寫入則隨著隊列深度加深而逐漸提高，圖上最高達到了1437（還可以更高?。?，關于隨著隊列深度變化而增長狀況剛好和溫徹特硬盤相反的狀況，筆者可以解釋：

　　讀取時，由于NCQ/TCQ的作用，機械硬盤可以隨著隊列深度加深而提升輸出能力，而命令排序?qū)]有旋轉(zhuǎn)碟片的SSD來說毫無意義，因此隊列深度的變化不會造成影響。

　　寫入時，由于緩存的作用，NCQ的功能被掩蓋了，因此機械硬盤的輸入能力并沒有波動，而SSD則可以通過預擦寫/預充電或者類似的技術，從而達到了類似NCQ這樣的功能，輸入能力逐漸提升。 #p#page_title#e#

 

Intel SSD，采用的是自家的顆粒

Intel SSD，控制芯片也是自家的，不過之外還有一塊SAMSUNG的內(nèi)存顆粒，這應該是主控制芯片的“RAM”

Intel SSD IOmeter測試

Intel SSD IOmeter測試

　　和前面的HD Tach測試相似，讀取方面SSD非常強，寫入方面則是墊底。不過等等，具體數(shù)值有些偏差？

Intel SSD HD Tach RW測試成績

　　IOmeter測試出來的讀寫速度分別是173MB/s和73MB/s，而HD Tach RW測試出來的結果是220MB/s和80MB/s，差別還挺大的，到底誰對呢？ 

　　它們都對。這兩個測試雖然都在同一個環(huán)境下，然而測試細節(jié)并不太一樣。前面已經(jīng)說過HD Tach RW采用的是比較大的測試區(qū)塊，這個“大”值得是相對于64KB而言。傳統(tǒng)的Windows NT磁盤I/O存在著一個限制：最大的磁盤操作區(qū)塊就是64KB，更大的操作將會被NT內(nèi)核分割為64KB，因此我們的IOmeter傳輸速率測試腳本也是基于64KB。#p#page_title#e#

Intel SSD，左邊的大字母“i”就表示是Intel的芯片

　　但是最新的Vista/2008操作系統(tǒng)不是這樣，經(jīng)過修改的內(nèi)核現(xiàn)在已經(jīng)放寬了這個限制，可以支持更大的磁盤IO區(qū)塊，假如使用監(jiān)視軟件監(jiān)控Vista/2008的磁盤操作，將會發(fā)現(xiàn)很多1MB的區(qū)塊。

　　由于Vista/2008支持更大的磁盤I/O區(qū)塊，因此在大區(qū)塊測試工具HD Tach RW下，我們的SSD測試成績就明顯提高了，這證明了隨著讀寫區(qū)塊大小的增長，SSD可以更快地提升速度。古老的XP/2003操作系統(tǒng)則受限于內(nèi)核，無法發(fā)揮這個優(yōu)勢。Wintel聯(lián)盟賣硬盤都搭上新操作系統(tǒng)了，這個買賣不可謂不精！

 

Intel SSD，SAMSUNG內(nèi)存顆粒—Intel在做處理器之前就是做內(nèi)存的

Intel SSD，接上圖，現(xiàn)在內(nèi)存產(chǎn)業(yè)一片不景氣，生產(chǎn)賺錢的NAND芯片自然是首選

Intel SSD IOmeter測試

Intel SSD IOmeter測試

　　文件服務器測試Intel SSD的輸入輸出能力是溫徹特硬盤的兩倍以上，網(wǎng)站服務器是十四倍以上，這充分說明了SSD在隨機操作方面的實力（文件服務器測試只是80%隨機，網(wǎng)站服務器測試為100%）#p#page_title#e#

 

Intel SSD，與普通硬盤對比

Intel SSD，SATA接口，一般沒有必要采用SAS，因為SAS兼容SATA

Intel SSD IOmeter測試

Intel SSD IOmeter測試

　　數(shù)據(jù)庫服務器測試是所有應用測試中SSD優(yōu)勢最小的，快不到100%，而工作站測試是所有應用測試中唯一一個隨著隊列深度加深而性能提升的，其IOps比傳統(tǒng)的15000RPM硬盤高250%。不同的測試不同的曲線表明了SSD對不同區(qū)塊大小的處理存在著一些非線性因素。#p#page_title#e#

通過IT168評測中心制作的特別線纜，我們直接測量了供給Intel SSD的SATA電源線纜上的電流和電壓。

Intel SSD功耗測試平臺、測試環(huán)境
測試工具
工具	UNI-T UT71E數(shù)字萬用表
規(guī)格	4 3/4位真有效值
測試負載	IOmeter 2007.06.27
項目
電能輸入	+5V電流（A，安培）	+5V電壓（V，伏特）	+5V輸入功率（W，瓦特）
開機	~0.3	4.981	~1.5
閑置	0.112	4.982	~0.56
平均讀寫	~0.23/0.34	4.980	1.15~1.69
大區(qū)塊平均讀寫	~0.340/0.500	4.978	1.69~2.49
詳細測試項目
512B讀寫	0.15/0.22	4.977	0.75/1.09
64KB讀寫	0.18/0.50	4.977	0.90/2.49

 

　　有些意外，也是情理之中的是，Intel SSD只使用了+5V供電，閑置功耗只有0.56W，一般工作時在1～1.7W左右，最多時為2.5W，作為對比，我們使用的15000RPM SAS硬盤是17W（工作時），7200RPM　SATA硬盤是12W（工作時），可見SSD的功耗比一萬五千轉(zhuǎn)硬盤低了約90%。

在仔細的測試當中，在Intel SSD當中屬于中檔的X25-M系列80GB SSD未能取得所有項目的優(yōu)勢，不過，在實際應用中，SSD會全面拋離傳統(tǒng)硬盤，除了完全連續(xù)的寫入操作之外。總結起來，SSD具有兩個特別明顯的優(yōu)點。#p#page_title#e#

Intel SSD在SSD當中也算是佼佼者

　　我們測試的Intel X125-M SSD寫入速度只有讀取速度的四成左右（73MB/s對173MB/s），在連續(xù)讀寫的IOps測試中也不是最高，不過，SSD的特長是隨機操作，它的100%隨機讀/寫是IOps最快的溫徹特硬盤的3倍以上，在相應的應用IO測試中也表現(xiàn)出2~3倍的性能比，因此SSD在企業(yè)級別市場大有可為（已經(jīng)有如EMC這樣的廠商推出了實際的企業(yè)級SSD存儲產(chǎn)品），在空間狹小、溫徹特硬盤性能低下的筆記本領域也大有用武之地，而且這兩個領域均有一定的消費群體（要求性能、對成本的敏感程度不高的用戶），因此未來SSD將首先在這兩個市場發(fā)展。

目前筆記本市場將會是SSD主要的發(fā)展方向之一

　　除了隨機操作，SSD還有一個特長就是功耗，根據(jù)我們的測試，Intel X25-M SSD要比一萬五千轉(zhuǎn)硬盤省電約90%，在大規(guī)模企業(yè)應用中可以獲得大量的優(yōu)勢，更低的電費、更方便的機箱適用、更簡單的空調(diào)設計。SSD目前的缺點只是在于價格、較低的容量以及尚未可知的使用安全性。

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