【IT168 专稿】固态硬盘(SSD)的发展速度非常惊人,目前市面上已经有很多SSD产品供用户选择,分析师们也预测最近2-3年将会使SSD走入寻常百姓家,本文就从价值角度比较一下目前主流的SSD产品,看看谁才是当前最值得购买的产品。
图 1 SSD,你究竟值多少?
参与PK的产品
在开始之前,先让参与比试的所有SSD产品集体亮相,参见下表,由于零售和电子商务价格的波动比较大,这里借用了新蛋网站上的价格。
表1:新蛋网SSD固态硬盘价格表
给我印象最深的是SandForce的SF-1200闪存控制器,它居然没有提供板载DRAM缓存,Corsair和OCZ的100GB和120GB SSD都采用了这款控制器,它们都板载了128GB NAND闪存,凭借更低的资源过量配置,F120的可用容量达到了120GB,而其它三款则只有100GB可用容量,但我们发现F120比F100的速度要慢。
Indilinx的Barefoot ECO闪存控制器经过了修订,在SSD发烧友中,Barefoot ECO可谓历史悠久,如第一代OCZ Vertex就采用了这款控制器,Corsair的Nova系列也是一个很好的例子。
我们只在Plextor的 PX-128M1S中看到了Marvell的88SS8014控制器,这或许是一件好事,其旧版本控制器缺乏TRIM支持,对于支持该命令的Windows 7和最新发布的Linux来说,其表现很不理想,在Crucial的RealSSD C300中,Marvell 88SS98174支持TRIM,C300包含356MB缓存,支持6Gbps SATA连接标准,但为了比较的公平性,我们只引用了C300运行在3Gbps速度下的结果,因为其它SSD都使用了这个速度。
JMicron控制器在早期SSD用户中的口碑并不好,西数(WD)和JMicron共同开发了Blue固件,但这些成果不能与其它厂商分享,因此西数的SiliconEdge Blue可能比其它基于JMF612控制器的SSD表现要好。我们在Kingston(金士顿)的SSDNow V+中看到了Toshiba(东芝)的T6UG1XBG控制器,注意不要和V系列混淆了,V系列使用了不同的控制器,
最后出场的还有大名鼎鼎的英特尔X25-M和X25-V,它们均采用了第二代控制器,主要增加了对TRIM的支持,有趣的是英特尔SSD的缓存比其它有缓存的产品都低,除了SandForce SF-1200这个异类外,英特尔的产品不但缓存小,容量低(指X-25V,40GB),价格也是最便宜的(指X-25V,110美元)。
虽然不能从每个厂商选择一种产品参与比较,但我们选择的控制器都具有代表性,因为SSD的控制器和闪存决定了产品的总体性能。
本文使用的数据仅仅代表我们测试中收集的数据,我们发现采用相同控制器的产品性能差距都不大,容量对性能也有影响。
在衡量价值时,我们不是看谁的总体成本低,而是看每GB的成本,为此我们还专门就SSD每GB成本与传统机械硬盘做了一下比较,参与比较的传统机械硬盘如下表所示。
表2:SSD固态硬盘与机械硬盘成本对比
其中包括了西数的旗舰级产品Caviar Black 2TB,最新1万转速的VelociRaptor,希捷的机械/闪存混合物Momentus XT也搭上了这趟顺风车。总的来说,传统机械硬盘每GB的成本比SSD硬盘每GB的成本要低得多。
每GB存储成本
前面我提到SSD每GB成本比传统机械硬盘每GB的成本高得多,下面用一张图具体地表示一下吧。
图 2 SSD与机械式硬盘每GB成本对比图
从上图可以看出,有些SSD的每GB成本比其它SSD更有诱惑力,如金士顿的SSDNow V+,英特尔的X25-M,RealSSD和SiliconEdge。最贵的F100现在也没有库存了,Corsair可能也不会再生产,F120将成为其主打产品。基于SandForce的产品凭借28%的资源过量配置,保值水平也不错,但每GB成本比本次领头的SSD要高出50美分。
上图也包括了英特尔X25-V的RAID 0每GB成本,与单块SSD的每GB成本并没有变化。但注意,目前的SSD阵列都还不支持TRIM,因此会对写入性能带来影响。
如何量化价值
我们以一块古老的日立Travelstar 30 GB笔记本硬盘的测试结果作为基线,然后将每个SSD的得分与之比较,将测试结果转换成百分比,这样就可以计算出每1美元的性能了,这算是对价值的一个最基本的表现。
按照每1美元的性能绘制的散点图如下:
图 3 按$/GB模式绘制的平均读性能散点图
理论上,位于左上角的点是最好的,它表示以最低的成本换取了最好的性能,最糟糕是右下角的点,它表示以最高的成本却换来了最差的性能。
除了每1美元的性能可体现其价值外,还有保修范围,最终用户支持等也要视为其价值的体现,SSD产品之间的差异都不大,比较独特的功能都很少,如SandForce的加密功能,以及它较低的写放大系数,使得它的产品寿命会更长。
测试方法,测试系统和工具
由于英特尔最新的存储控制器驱动会放大性能问题,我们原计划使用Windows 7内置的Microsoft AHCI驱动,但这些驱动不支持X25-V RAID配置,因此我们使用英特尔的9.6.0.1014 Rapid Storage Technology(快速存储技术)驱动来解决这个特殊的问题,使用默认的128KB条带大小。
在测试之前,每块驱动器都恢复到出厂状态,然后使用HD Tune运行全磁盘的读写速度测试,由于运行在无分区的磁盘上,因此TRIM不会有影响,只有删除文件时才会调用TRIM,既然没有分区,就不会存在可删除的文件。
运行HD Tune后,我们对磁盘进行分区,然后运行我们常用的IOMeter脚本,IOMeter首先会用单个文件填充整个磁盘,让SSD所有闪存页都被占用,在进入到文件复制测试前,我们将所有文件删除。
除了少数特殊情况外,所有测试都执行三次,然后采用平均值作为最终测试结果,我们用于测试的系统配置如下。
表3:测试系统配置表
使用到的测试工具包括:
? WorldBench 6
? Intel IOMeter 2006.07.27
? Xbit Labs File Copy Test 0.3
? HD Tune 4.01
? Visual Studio 2008 with 03-23-2010 Firefox source
? Call of Duty: Modern Warfare 2
? Crysis Warhead
测试系统的Windows桌面设为32位真彩色,刷新频率75Hz,分辨率1280x1024,禁用垂直刷新同步。
HD Tune – 平均传输速度
首先来看看平均读取速度。
图 4 HD Tune平均读取速度对比
图 5 平均读取速度测试价值对比条形图
图 6 HD Tune平均读取速度价值对比散点图
毫无疑问,X25-V阵列的读取速度是最快的,但它每GB的成本也是最高的。
大部分SSD都位于散点图的中间地带,价格相差不大,性能表现也相近,X25-M,Nova,RealSSD,SSDNow和SiliconEdge在这里看起来不错,遗憾的是,100GB SandForce的表现并不突出,它的每GB成本比其它SSD高,速度也并不出色。
接下来是HD Tune写入速度测试的结果,还是取的平均值值绘图。
图 7 HD Tune平均写入速度对比
图 8 平均写入速度价值对比条形图
图 9 HD Tune平均写入速度价值散点图
英特尔的X25系列在散点图中的表现最差,而Fore 100虽然写入速度最快,但其每GB成本也最高。而RealSSD和SSDNow则很有吸引力,性价比不错,如果你还想追求更好的性能,可以选择Agility,Vertex和Force SSD,Agility在这三个中间每GB成本是最低的。
HD Tune – 4KB随机存取时间
HD Tune可以用不同的传输尺寸获取随机存取时间,这里将主要介绍4KB传输尺寸的情况,选择4KB是因为它正好与典型闪存页的容量匹配,首先还是读取速度测试。
图 10 HD Tune随机读访问时间对比
图 11 4KB随机读测试价值对比条形图
图 12 HDTune 4KB随机读测试价值对比散点图
X25-M以超低的随机读访问时间是其它SSD无法比拟的。
接下来是随机写访问时间测试,Scorpio Blue的表现最差。
图 13 HD Tune随机写访问时间对比(值越小越好)
图 14 4KB随机写测试价值对比条形图
在这一轮测试中,英特尔的SSD表现最抢眼,它将其它产品远远抛在身后,就连混合SSD和机械式的Momentus XT差距也相当大,这是因为XT的缓存只供读操作,写操作就和传统的纯机械硬盘没有区别的缘故。
图 15 HD Tune 4KB随机写访问测试价值对比散点图
从这个散点图可以看出,每GB成本落在同一区间的SSD中,英特尔系的写入速度是最快的,但其它SSD也仍然要比机械硬盘要快。
文件复制测试
前面我们测试的读写速度都是理论上的传输速度,文件复制测试是一个伪现实的基准测试,创建,读取和复制文件所花的时间在不同测试模式中可能都不一样,我们要缩小复制测试的复制组件确保结果更公平,因为复制测试本身涉及到读和写操作。
Windows 7的智能缓存方案会使性能测试结果变得一致和可复现,因此不能用于复制测试,为了获得更可靠的结果,我们不得不使用0.3旧版本的程序来创建自定义的测试模式,在开始测试时,我们发现越大的测试模式得到的结果往往趋于一致,这是因为我们的测试系统有4GB内存,对于Windows 7来说有足够多的内存用于缓存和预取。
我们创建了大约10GB的mp3,视频和程序文件,mp3模式我选择了超高品质的音乐文件,而视频模式我选择360MB到1.4GB大小不等的视频文件,程序文件就来自我们测试系统的Program Files目录。
下图显示的复制速度,仍然取的三次测试结果的平均值。
图 16 文件复制测试 – 平均复制速度对比
图 17 文件复制测试 – 价值对比条形图
机械硬盘在每GB成本性能对比图上仍然排在了前面,说明SSD硬盘的价格仍然偏高。
图 18 文件复制测试价值对比散点图
RealSSD,SSDNow,SiliconEdge和X25-M的每Gb成本都很接近,在散点图上基本上处于同一条垂直线上,线的顶端是RealSSD,表示在同等每GB成本的竞争产品中,它的文件复制速度是最快的,紧随其后的是SSDNow,SiliconEdge Blue也不比金士顿和Corsair的Nova V128慢,但Nova的每GB成本却要高一些。
在这一轮测试中,基于SandForce的SSD全军覆没,Force 120更是垫底,几乎快接近X轴了。
文件复制速度
由于文件测试使用的测试程序是0.3旧版本,它忽略了现代硬盘和SSD中的命令队列逻辑,它只使用了一个队列深度,而原生的命令队列可以堆叠到32个I/O请求,为了获得Windows 7上这些驱动器更好的表现,我们用手动计时的方法测试了7GB文档,数码照片,mp3,电影和程序文件的复制速度,为了消除其它瓶颈,我们就在驱动器内部执行的复制操作。
在开始复制测试前,我使用IOMeter工作站访问模式,开了256了并行I/O请求,持续运行了30分钟,让驱动器进入高负荷的状态。IOMeter会在整个磁盘上创建大量的文件,之后我们需要删除它们,为接下来的复制操作操作腾出空间。注意SSD硬盘会受块重写损失影响性能,而机械硬盘就没有这个问题。
图 19 文件复制速度对比
图 20 文件复制速度测试 – 价值对比条形图
图 21 文件复制速度测试 – 价值对比散点图
从散点图可以看出,RealSSD比其它竞争产品更具性价比。其次是SSDNow,X25-M的每GB成本与其相当,但性能稍逊一筹,与此类似的还有Nova,但它们至少比Agility,Vertex和F100要好,这三个SSD不但更慢,而且更贵,F120则介于这两类之间,每GB成本比Agility更便宜,但速度却又没有Agility快,但和SiliconEdge以及X25-V比起来,完全没有可比性,SiliconEdge在残酷的高负荷测试中似乎没有完全恢复过来,而X25-V因其拙劣的写入速度影响到了复制性能,更糟糕的是X25-V阵列,由于缺乏TRIM支持,在所有参与测试的产品中,它的表现是最差的。
WorldBench - Nero
这里我们只使用WorldBench的Nero测试。
图 22 Nero测试结果对比(值越小越好)
图 23 Nero测试价值对比条形图
本次Nero测试是向磁盘写入一个DVD镜像文件,所有硬盘的写入表现都很优秀,但机械硬盘在每GB成本性能上再次排在前列。
图 24 Nero测试价值对比散点图
SSDNow 和RealSSD再次在SSD类产品中领先,散点图再次证明C300的性价比当之无愧是最好的,它每GB成本仅仅比V+高出一点点,但性能却好得多,SSDNow与SiliconEdge Blue之间的差别并不明显,但是距Nova和X25-M还是有一段距离。
SandForce在这一轮测试中表现不佳,基于它的产品要么太慢,要么太贵,X25-V缓慢的写入速度也使其价值在这一轮测试中大打折扣。
系统启动时间
SSD用户长期以来都鼓吹SSD启动时间比机械硬盘更短,但遗憾的是,经过我们测试发现SSD在系统启动时间方面并未有太大的优势,或许是与我们从按下电源按钮开始计时的有关,加载操作系统之前,主板会消耗一段时间初始化各种组件,而在这段时间里,SSD帮不上什么忙。
图 25 系统启动时间对比(值越小越好)
图 26 系统启动时间测试 – 价值对比条形图
图 27 系统启动时间测试 – 价值对比散点图
因为SSD在我们的系统启动测试中并没有太多的性能优势,但散点图结果却截然不同,在这一轮测试中,VelociRaptor表现最为抢眼,没有哪一款SSD表现良好。
磁盘密集型多任务测试
TR DriveBench允许我们记录与Windows会话关联的独立I/O请求,然后在不同的驱动器上重放这些结果,我们用这个程序创建了一组新的磁盘密集型多任务工作负载。
每个工作负载由两部分组成:一个磁盘密集型后台任务和一系列前台任务,每个工作负载的后台任务都不一样,但每次执行的前台任务都一样。
在前台任务中,我们从Firefox加载多个网页开始,接下来在Word,Excel和Acrobat中接连打开,保存和关闭大小不一的文档,在Photoshop中执行类似的图像操作,然后启动现代战争2,并载入两个特殊的任务,进入每个任务玩3分钟,在整个测试过程中,TweetDeck、Pidgin实时通信程序和AVG Anti-Virus一直运行着。
对于后台任务,我们使用了Firefox编译测试,由电影、MP3和程序组成的文件复制,使用BitTorrent同时下载7个Linux ISO文件,连接数800,下载速度1.2MB/s,转换一个高清720p电影为WMV格式,同时执行AVG全盘病毒扫描。
DriveBench会为每个工作负载产生一个跟踪文件,包括所有会话组成的IO,我们可以使用DriveBench重放每个跟踪文件测量性能。知道每个工作负载的IO数量后,结合每个跟踪重放完成时间,我们就可以计算出磁盘每秒的IO数了。
如果使用微软ACHI驱动,DriveBench产生的结果不是很可靠,因此我们使用了英特尔的9.6.0.1014 RST驱动,由于DriveBench不能在X25-V阵列上工作,因此下面的图中将会忽略它,DriveBench只能在未分区的磁盘上工作。我们使用了每个多任务测试结果的平均值进行绘图。
图 34 TR DriveBench磁盘密集型多任务测试结果对比(值越大越好)
图 35 DriveBench测试:价值对比条形图
图 36 DriveBench测试:价值对比散点图
RealSSD再次座上性价比桂冠宝座,它的速度比其它SSD都快,每GB成本也算大众化,X25-M紧随其后,从散点图来看,它俩与其它SSD产品拉开的差距还是蛮大的,而Force 100的性价比最差。
所有机械硬盘都落在左下角,表明它们的每GB成本的确很低,但在这次多任务测试的性能表现却不佳。
IOMeter
我们的IOMeter工作负载是由随机访问模式组成的,测试寻道时间和命令队列表现,它以逐渐增长的并行I/O请求轰击磁盘,同时可模拟多用户企业环境应用对磁盘的访问。
图 37 IOMeter测试 – 平均事务率(值越大越好)
图 38 IOMeter事务率测试:价值对比条形图
图 39 IOMeter事务率测试 – 价值对比散点图
从散点图看,SandForce SSD仍然是每GB成本最高的,而最具性价比的仍然是RealSSD,虽然Force F120的性能与之接近,但每GB成本更高一些。机械硬盘一如既往地落在左下角,虽然价低,但速度也慢。
电源效率
功耗和效率也应该作为一个重要的指标来考虑,我们仍然使用IOMeter测量每个驱动器的功耗,最后使用每瓦IOps来衡量电源效率性能。
这个测试对于个人用户来说意义不大,但对于要组建阵列的服务器或工作站用户来说就很重要了,当你向阵列添加硬盘后,功耗会相应增加,制冷需求也会相应增加。
因为我们的性能基线是一块4200RPM的移动硬盘,基线功耗相当低,即使它性能低下,但这块古老的Travelstar的IOps/瓦得分却比Caviar Black要高。
图 40 IOMeter电源效率测试结果(IOps/瓦,值越大越好)
图 41 IOMeter电源效率测试价值对比条形图
图 42 IOMeter电源效率测试价值对比散点图
在这里我们不应该为SandForce突出的表现而吃惊,因为在IOMeter事务率测试中它得了最高分,它们的功耗与其它SSD产品相比也很有竞争力。
有趣的是,大部分SSD在这一轮测试中得分都很低,Scorpio Blue和SSDNow在IOMeter事务率测试中得分就很低,因此它们的功耗低也很正常。
除了Force F120具有很大的吸引力外,RealSSD和Nova也不错,C300以相对较低的每GB成本获得了更多的IOps。
整体性能
我们将前面所有测试结果加起来求平均值得到每个产品的整体性能,但由于IOMeter和DriveBench测试的特殊性,我们将其单独列出来了,PX-128M1S和X25-V阵列也因其特殊性未出现在下面的图中。
图 43 整体性能对比
RealSSD也绝对优势在整体性能对比中胜出,Corsair的Nova V128紧随其后,而基于SandForce的产品占据了3,4,5名,接下来是X25-M和Force F120。
图 44 整体价值对比条形图
图 45 整体价值对比散点图
从每GB成本角度来看,RealSSD比其它SSD更有价值,它的整体性能也是非常好的。X25-M看起来也不错,但它没有RealSSD快,不过每GB的成本要低一些。Nova也是一个不错的选择,除了每GB成本高一点,整体性能表现也不赖。F100整体性能介于Nova和X25-M之间,但每GB成本却要高一些。尽管在许多测试中SSDNow表现不错,但整体来看却并不吸引人,与之旗鼓相当还有X25-V阵列。
接下来一起看看每1美元的整体性能对比情况。
图 46 每1美元换来的整体性能对比条形图
图 47 整体性能价值对比散点图
RealSSD仍然是最具整体性价比的SSD产品,紧随其后的仍然是Nova。
下面我们从每GB每1美元的整体性能对比一下所有产品。
图 48 每GB每1美元整体性能价值对比条形图
图 49 每GB每1美元整体性能价值对比散点图
RealSSD仍然傲视群雄,它以较低的每GB成本,更好的性能充满了吸引力,Nova和X25-M综合考虑仅次于RealSSD,Nova的整体性能比X25-M要好,而X25-M则更便宜。
最显眼的摸过去落在最右边的X25-V,其容量只有40GB,但每GB的成本却最高,性能也不理想。容量最高的产品按这种计算方法占有先天性优势。
总结
要准确地比较每个SSD产品的价值的确很难,本文介绍的这些散点图也只能算是个大致的比较,仅供参考。
从前面的测试中我们看到,SSD在连续传输方面与传统机械硬盘相比,并无明显优势,而在随机存取和多任务工作负载方面确有很大优势,因此我们建议将操作系统和应用程序安装到SSD硬盘上最为合适,另外可用机械硬盘保存文件,如电影、MP3、安装程序和各种文档。
SSD应用于笔记本也有相当多的优势,如低功耗,抗震能力强,高性能,更安静等。但笔记本很少有额外的空间再容纳一块SSD,市面上销售的带机械硬盘和SSD的笔记本价格都很高。SSD因每GB成本相对较高,在台式机上想要取代传统机械硬盘尚需时日。
Crucial的RealSSD C300在各项测试中表现均很优秀,也获得了我们最近的编辑推荐大奖,虽然256GB容量和相对较高的价格会阻挡一部分的购买热情,但从每GB成本和整体性能来看还是很有吸引力的,预计推出128GB容量会更诱人。
Corsair的Nova V128虽然从未座上第一的宝座,但在所有测试中,它的表现都不错,特别是在整体性能对比中,它的得分给人印象非常深刻。
X25-M也不错,主要得益于它的快速访问时间,和在DriveBench和IOMeter测试中的表现,英特尔也在下调X25-M的价格,相信其吸引力会越来越大。
唯一感到遗憾的是基于SandForce的SSD产品,在大多数测试中,这款控制器的性能表现都很平平,除此之外,基于SandForce的产品每GB成本都较高,但是,从IOMeter测试结果来看,基于SandForce的SSD是服务器和工作站的非常好的选择,Agility 2也因其低廉的价格可作为备选产品。