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          SSD固態(tài)硬盤的性能指標(biāo)有哪些?

          返回列表 來源: 發(fā)布日期: 2022.06.04

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          SSD容量  

          SSD容量是指提供給終端用戶使用的最終容量大小,以字節(jié)(Byte)為單位。這里要注意,標(biāo)稱的數(shù)據(jù)都以十進(jìn)制為單位的。我們很容易把它當(dāng)成二進(jìn)制。同樣一組數(shù)據(jù),二進(jìn)制比十進(jìn)制會多出7%的容量,例如:

          十進(jìn)制128GB:128×1000×1000×1000=128000000000字節(jié)

          二進(jìn)制128GB:128×1024×1024×1024=137438953472字節(jié)

          以二進(jìn)制為單位的容量稱為裸容量,以十進(jìn)制為單位的容量稱為用戶容量。


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          介質(zhì)信息  

          當(dāng)前SSD盤核心存儲介質(zhì)是閃存,之前也詳細(xì)談過了。閃存這種半導(dǎo)體介質(zhì)有其自身物理參數(shù),例如壽命(PE cycles,編程擦除次數(shù))、Program(寫編程)、Erase(擦除)和Read(讀)時間、溫度對讀寫擦的影響、閃存頁的大小、閃存塊的大小……這些都是介質(zhì)的信息,介質(zhì)的好壞直接影響數(shù)據(jù)存儲的性能和完整性。 閃存分SLC、MLC、TLC、QLC,它指的是一個存儲單元存儲的比特數(shù),如下表:

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          外觀尺寸  

          SSD是標(biāo)準(zhǔn)件,外觀尺寸需要滿足一定的規(guī)定要求(長寬高和接口連接器),這又通常稱為FormFactor。那SSD會有哪些Form Factor呢?細(xì)分為2.5寸、1.8寸、mSATA、M.2、U.2等Form Factor標(biāo)準(zhǔn)


          性能指標(biāo)  

          硬盤性能指標(biāo)一般包括IOPS(Input Output Operations Per Second,反映的是隨機(jī)讀寫性能)、吞吐量(Throughput,單位MB/s,反映的是順序讀寫性能)、Response Time/Latency(響應(yīng)時間/時延,單位ms或μs)。


          時延指標(biāo)  

          時延有平均時延和最大時延,數(shù)值越低越好。

          平均時延計算公式是整個應(yīng)用或者測試過程中所有命令響應(yīng)時間總和除以命令的個數(shù),反映的是SSD總體平均時延性能;

          最大時延取的是在測試周期內(nèi)所有命令中響應(yīng)時間最長的那筆,反映的是用戶體驗,例如最大時延影響應(yīng)用通過操作系統(tǒng)操作SSD時有無卡頓的用戶體驗。時延上了秒級,用戶就會有明顯的卡頓感知。


          壽命指標(biāo)  

          壽命(Endurance)指標(biāo),也就是在SSD產(chǎn)品保質(zhì)期內(nèi),總的壽命是多少,能寫入多少字節(jié)的數(shù)據(jù)量。衡量SSD壽命主要有兩個指標(biāo),一是DWPD(Drive Writes Per Day),即在SSD保質(zhì)期內(nèi),用戶每天可以把盤寫滿多少次;另一指標(biāo)是TBW(Terabytes Written),在SSD的生命周期內(nèi)可以寫入的總的字節(jié)數(shù)。


          數(shù)據(jù)可靠性指標(biāo)  

          SSD有幾個關(guān)鍵指標(biāo)來衡量其可靠性:UBER、RBER和MTBF。

          UBER:Uncorrectable Bit Error Rate,不可修復(fù)的錯誤比特率。

          RBER:Raw Bit Error Rate,原始錯誤比特率。

          MTBF:Mean Time Between Failure,平均故障間隔時間。


          功耗指標(biāo)  

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          空閑(Idle)功耗:當(dāng)主機(jī)無任何命令發(fā)給SSD, SSD處于空閑狀態(tài)但也沒有進(jìn)入省電模式時,設(shè)備所消耗的功耗。

          Max active功耗:最大功耗是SSD處于最大工作負(fù)載下所消耗的功耗,SSD的最大工作負(fù)載條件一般是連續(xù)寫,讓閃存并發(fā)忙寫和主控ASIC滿負(fù)荷工作,這時的功耗值對應(yīng)最大功耗。

          Standby/Sleep功耗:規(guī)范規(guī)定了SSD狀態(tài),包括:Active、Idle、Standby和Sleep,功耗值從Active到Sleep逐級遞減,具體的實現(xiàn)由各商家自行定義。一般來講,在Standby和Sleep狀態(tài)下,設(shè)備應(yīng)盡可能把不工作的硬件模塊關(guān)閉,降低功耗。一般消費(fèi)級SSD Standby和Sleep功耗為100~500mW。

          DevSleep功耗:這是SATA和PCIe新定義的一種功耗標(biāo)準(zhǔn),目的是在Standby和Sleep基礎(chǔ)上再降一級功耗,配合主機(jī)和操作系統(tǒng)完成系統(tǒng)在休眠狀態(tài)下(如Hibernate), SSD關(guān)掉一切自身模塊,處于極致低功耗模式,甚至是零功耗。一般是10mW以下。


          SSD系統(tǒng)兼容性  

          BIOS和操作系統(tǒng)的兼容性:一塊兼容性良好的SSD需要在各種操作系統(tǒng)、BIOS、南北橋型號中正常運(yùn)行。

          電信號兼容性和硬件兼容性:SSD工作時,主機(jī)提供的電信號處于非穩(wěn)定狀態(tài),比如存在抖動、信號完整性差等情況,但依然在規(guī)范誤差范圍內(nèi),此時SSD通過自身的硬件設(shè)計(比如powerregulator)和接口信號完整性設(shè)計依然能正常工作,數(shù)據(jù)也依然能正確收發(fā)。同理,在高低溫、電磁干擾的環(huán)境下,SSD通過硬件設(shè)計要有足夠的魯棒性(Robust)。

          容錯處理:在主機(jī)端發(fā)生錯誤的條件下,SSD盤即使不能正常和主機(jī)交互數(shù)據(jù),至少不能變磚。

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