SSD產(chǎn)品發(fā)展到現(xiàn)在，技術(shù)上不斷的突破與推進(jìn)，運(yùn)作的速度與性能（speed & performance）向來(lái)是各廠商的主要賣(mài)點(diǎn)，然而除了速度之外，SSD的性能穩(wěn)定度與性能退化度，才是真正能夠顯示出一個(gè)SSD的質(zhì)量深度與提升用戶滿意的關(guān)鍵。百佳泰深耕SSD產(chǎn)品驗(yàn)證技術(shù)多年，開(kāi)發(fā)出企業(yè)級(jí)產(chǎn)品測(cè)試工具「Allion Stress Tool」，能夠執(zhí)行性能穩(wěn)定度測(cè)試（Performance Stability Test）和效能退化度測(cè)試（Performance Degradation Test）。不同于一般市面上的測(cè)試工具，Allion Stress Tool是以消費(fèi)者的角度作為出發(fā)點(diǎn)，能就測(cè)試結(jié)果診斷出受測(cè)產(chǎn)品是否有性能不一致或效能銳減缺點(diǎn)，確保用戶在使用產(chǎn)品時(shí)能有流暢的用戶經(jīng)驗(yàn)（UX），免于遭受硬盤(pán)忽快忽慢的干擾。

若SSD的耗損平均設(shè)計(jì)（Wear Leveling）不夠完美，遇上吃重的工作負(fù)荷時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生性能不一致（Performance Inconsistency）或隨著可用儲(chǔ)存空間變動(dòng)而性能劇降（Fluctuation）現(xiàn)象。你買(mǎi)入的SSD是否有上述的狀況呢？針對(duì)上述的兩種狀況，百佳泰設(shè)計(jì)了測(cè)試腳本，通過(guò)這個(gè)腳本搭配測(cè)試程序，我們便能了解SSD硬盤(pán)的效能穩(wěn)定與否、效能退化度。這次選測(cè)了7款知名SSD硬盤(pán)來(lái)做觀察，整個(gè)測(cè)試過(guò)程，會(huì)使用總共10TB的真實(shí)數(shù)據(jù)存取工作量（假設(shè)一般使用者每天使用SSD約3GB的數(shù)據(jù)量，10TB約為一年的使用量），來(lái)仿真受測(cè)硬盤(pán)在日常生活中處理檔案時(shí)的性能表現(xiàn)。為了更貼近實(shí)際的使用情形，處理的文件類(lèi)型包含：影片（例如：3GP、AVI）、聲音（例如：MP3、WAV）、圖片（例如：BMP、JPG）及其他（例如：BAT、DLL、ZIP），并針對(duì)4K Random/Sequential讀寫(xiě)、16K Random讀寫(xiě)、64K Sequential讀寫(xiě)進(jìn)行性能表現(xiàn)監(jiān)控。

 

 性能穩(wěn)定度測(cè)試（Performance Stability Test）

此測(cè)試的評(píng)比標(biāo)準(zhǔn)分為兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：

 【觀察評(píng)比標(biāo)準(zhǔn)一：性能分布一致性】在測(cè)試的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)過(guò)程中，測(cè)試工具會(huì)不斷的評(píng)估并記錄SSD讀寫(xiě)效能，以受測(cè)SSD整體的讀寫(xiě)表現(xiàn)平均值正負(fù)10%為標(biāo)準(zhǔn)范圍，如果此SSD超過(guò)10%以上的讀寫(xiě)表現(xiàn)數(shù)值落在其標(biāo)準(zhǔn)范圍外，表示使用過(guò)程中讀寫(xiě)效能忽快忽慢，代表該SSD讀寫(xiě)性能在使用過(guò)程中較不穩(wěn)定。

圖一：SSD E在4K Random Read的測(cè)試結(jié)果

我們先用一個(gè)例子來(lái)做說(shuō)明，圖一為SSD E在4K Random 讀取時(shí)的狀況：每一筆的測(cè)試數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)都是的粉紅色的落點(diǎn)，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)過(guò)后SSD E在4K Random讀取的平均速度為169.66MB/s，設(shè)為粉紅色的線。綠線跟紅線則分別代表平均值的正負(fù)10%范圍。可以看到大部分的點(diǎn)都落在這范圍外，經(jīng)計(jì)算過(guò)后有85.41%的落點(diǎn)都標(biāo)準(zhǔn)范圍之外，該項(xiàng)4K Random讀取效能在SSD使用過(guò)程中，容易效能上下大幅波動(dòng)，顯示出SSD E在此測(cè)項(xiàng)上表現(xiàn)不佳。

表一：讀寫(xiě)效能超出標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間比例

整理過(guò)各款SSD的落點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算后得到表一，可得知這七款受測(cè)SSD在64k的數(shù)據(jù)存取上普遍效能都不錯(cuò)，反而在4K Random讀取跟16K Random讀取，有較多的不穩(wěn)定的現(xiàn)象。SSD E跟SSD F這兩顆SSD在整體的測(cè)試上，則觀察到較多的性能不穩(wěn)定性狀況。

【觀察評(píng)比標(biāo)準(zhǔn)二：性能高低差異性】在測(cè)試的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)過(guò)程中，測(cè)試工具會(huì)不斷的評(píng)估并記錄SSD讀寫(xiě)效能，以原始讀寫(xiě)效能最高的10%平均值跟最低的10%平均值之間相差值，來(lái)評(píng)估其高低效能差異性，如果其相差值超過(guò)平均效能的20%，表示使用過(guò)程中該SSD最快跟最慢的差距較大，容易造成使用者極端不一致的使用感受。

表二：讀寫(xiě)效能高低差異與平均比

由表二的結(jié)果我們可以得知，七款被觀察的SSD硬盤(pán)在64k的數(shù)據(jù)存取上普遍效能都不錯(cuò)，但是在4K讀取與16K讀取上則有較大的差異。例如，SSD G、SSD E、SSD F在4K Random讀取項(xiàng)目上，性能表現(xiàn)顯示相當(dāng)大的高低差超過(guò)100%，SSD A與SSD B雖稍低但也達(dá)到65%以上。SSD C 跟SSD D在執(zhí)行4K Random寫(xiě)入項(xiàng)目時(shí)，也有很高比例的高低差。

表三：讀寫(xiě)效能穩(wěn)定性

若一SSD在上述【觀察標(biāo)準(zhǔn)一：性能分布一致性】、【觀察標(biāo)準(zhǔn)二：性能高低差異性】皆表現(xiàn)不好，在表三上則會(huì)被標(biāo)示為性能不穩(wěn)定（Unstable）的產(chǎn)品。一般而言，多數(shù)消費(fèi)級(jí)SSD或多或少會(huì)在幾項(xiàng)讀寫(xiě)項(xiàng)目上呈現(xiàn)不穩(wěn)定結(jié)果（而企業(yè)級(jí)SSD則在此方面表現(xiàn)較佳），綜合以上兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)果，可以在表三發(fā)現(xiàn)SSD A跟SSD B這兩顆款盤(pán)有較好的性能穩(wěn)定性；而SSD E跟SSD F則有最差的性能不穩(wěn)定表現(xiàn)；SSD C跟SSD D在小檔案存取上有不穩(wěn)定的表現(xiàn)。

 

效能退化測(cè)試（Performance Degradation Test）

一般而言SSD因?yàn)槠涮匦?，都?huì)有效能退化情形，但退化程度則取決于各家固件技術(shù)與NAND Flash的搭配能力。此測(cè)試為比較硬盤(pán)在開(kāi)箱（Fresh out-of-box）使用后，和經(jīng)過(guò)一段時(shí)間使用后的效能退化現(xiàn)象。

【評(píng)比標(biāo)準(zhǔn)】在執(zhí)行全部10TB數(shù)據(jù)量寫(xiě)入測(cè)試過(guò)程中，SSD最后一次的數(shù)據(jù)存取的速度平均和第一次的速度平均的差距，應(yīng)小于整體平均速度的10%。

在此測(cè)試中，SSD C和SSD D這兩款硬盤(pán)的最后一次的數(shù)據(jù)存取的速度平均和第一次的速度平均的差距最為明顯，因此如下圖所示為例子。以SSD C在4K Random寫(xiě)入來(lái)說(shuō)，它的第一次處理速度為176.56MB/s，最后一次處理速度為113.58 MB/s，其整體平均速度為147.23 MB/s。效能退化比：

(113.58－176.56)÷147.23=－42.78%

至于SSD D在4K Random寫(xiě)入時(shí)的平均速度為127.49MB/s，經(jīng)過(guò)計(jì)算后其效能退化比：

(121.84－150.35)÷127.49=－22.36%

圖二：SSD C和SSD D在4K Random Write的測(cè)試結(jié)果

 

表四：讀寫(xiě)效能退化比

比較七款SSD的表現(xiàn)后，從表四我們可以得知SSD C和SSD D有較多的效能退化的現(xiàn)象，且明顯高于其他受測(cè)產(chǎn)品。而這也可能會(huì)造成用戶的個(gè)人系統(tǒng)在長(zhǎng)時(shí)間數(shù)據(jù)讀寫(xiě)后，性能變差影響整體表現(xiàn)。

 

效能退化測(cè)試分析

一般而言SSD效能會(huì)隨著剩余硬盤(pán)空間而降低，但降低程度視則取決于各家固件技術(shù)與NAND Flash的搭配能力。我們觀察到隨著SSD剩余容量不等時(shí)，其性能不一致會(huì)影響用戶經(jīng)驗(yàn)，尤其在4K Random讀取時(shí)性能下降（Performance Drop）最為明顯。以SSD G作為范例，如下圖所示，藍(lán)色的線代表硬盤(pán)剩余空間，紫色則是讀寫(xiě)的速度。SSD G在硬盤(pán)一開(kāi)始讀取速度為332.29MB/s，但當(dāng)硬盤(pán)快要寫(xiě)滿時(shí)速度只剩下115.04 MB/s，雖然速度還是比相同狀態(tài)下的硬盤(pán)快，例如：SSD C的65.04MB/s、SSD D的68.65MB/s，但是SSD G的速度下降的比例最高，容易讓原本的用戶感受到SSD明顯速度變慢。

圖三：SSD G的效能退化分析

 

表五：讀寫(xiě)效能隨空間退化情形（以4K Random Read為例）

每款硬盤(pán)都有性能下降情形的發(fā)生，但是從表五可以看到SSD E、SSD F和SSD G下降幅度差距最大。而這也是廠商在開(kāi)發(fā)產(chǎn)品時(shí)所要注意的重點(diǎn)。

 

結(jié)論

此次的測(cè)驗(yàn)中，在「性能穩(wěn)定度測(cè)試」上，SSD E跟SSD F在性能穩(wěn)定度表現(xiàn)上有較大改善空間；SSD C和SSD D則在「效能退化測(cè)試」上表現(xiàn)有較大改善空間。而我們也發(fā)現(xiàn)到，各品牌廠商的SSD在處理小檔案的讀寫(xiě)時(shí)，比較容易會(huì)發(fā)生性能不穩(wěn)定、效能退化現(xiàn)象。百佳泰的專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)建議如果廠商能夠改進(jìn)這部分，必定可以增加市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

SSD在隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)、讀寫(xiě)次數(shù)增加之后，都會(huì)有效能退化或是隨著可用儲(chǔ)存空間減少而效能退化的現(xiàn)象發(fā)生，進(jìn)而影響到SSD整體的表現(xiàn)。除了重視一般的讀取能之外，我們建議廠商能多注意「效能衰退」與「穩(wěn)定度」的測(cè)試，不僅能提升使用者滿意度也能差異化自家產(chǎn)品與市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手產(chǎn)品。