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SSD固态硬盘的性能指标有哪些?

时间: 2022-06-07   来源: 本站

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SSD容量  

SSD容量是指提供给终端用户使用的最终容量大小,以字节(Byte)为单位。这里要注意,标称的数据都以十进制为单位的。我们很容易把它当成二进制。同样一组数据,二进制比十进制会多出7%的容量,例如:

十进制128GB:128×1000×1000×1000=128000000000字节

二进制128GB:128×1024×1024×1024=137438953472字节

以二进制为单位的容量称为裸容量,以十进制为单位的容量称为用户容量。

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介质信息  

当前SSD盘核心存储介质是闪存,之前也详细谈过了。闪存这种半导体介质有其自身物理参数,例如寿命(PE cycles,编程擦除次数)、Program(写编程)、Erase(擦除)和Read(读)时间、温度对读写擦的影响、闪存页的大小、闪存块的大小……这些都是介质的信息,介质的好坏直接影响数据存储的性能和完整性。 闪存分SLC、MLC、TLC、QLC,它指的是一个存储单元存储的比特数,如下表:

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外观尺寸  

SSD是标准件,外观尺寸需要满足一定的规定要求(长宽高和接口连接器),这又通常称为FormFactor。那SSD会有哪些Form Factor呢?细分为2.5寸、1.8寸、mSATA、M.2、U.2等Form Factor标准

性能指标  

硬盘性能指标一般包括IOPS(Input Output Operations Per Second,反映的是随机读写性能)、吞吐量(Throughput,单位MB/s,反映的是顺序读写性能)、Response Time/Latency(响应时间/时延,单位ms或μs)。

时延指标  

时延有平均时延和最大时延,数值越低越好。

平均时延计算公式是整个应用或者测试过程中所有命令响应时间总和除以命令的个数,反映的是SSD总体平均时延性能;

最大时延取的是在测试周期内所有命令中响应时间最长的那笔,反映的是用户体验,例如最大时延影响应用通过操作系统操作SSD时有无卡顿的用户体验。时延上了秒级,用户就会有明显的卡顿感知。

寿命指标  

寿命(Endurance)指标,也就是在SSD产品保质期内,总的寿命是多少,能写入多少字节的数据量。衡量SSD寿命主要有两个指标,一是DWPD(Drive Writes Per Day),即在SSD保质期内,用户每天可以把盘写满多少次;另一指标是TBW(Terabytes Written),在SSD的生命周期内可以写入的总的字节数。

数据可靠性指标  

SSD有几个关键指标来衡量其可靠性:UBER、RBER和MTBF。

UBER:Uncorrectable Bit Error Rate,不可修复的错误比特率。

RBER:Raw Bit Error Rate,原始错误比特率。

MTBF:Mean Time Between Failure,平均故障间隔时间。

功耗指标  

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空闲(Idle)功耗:当主机无任何命令发给SSD, SSD处于空闲状态但也没有进入省电模式时,设备所消耗的功耗。

Max active功耗:最大功耗是SSD处于最大工作负载下所消耗的功耗,SSD的最大工作负载条件一般是连续写,让闪存并发忙写和主控ASIC满负荷工作,这时的功耗值对应最大功耗。

Standby/Sleep功耗:规范规定了SSD状态,包括:Active、Idle、Standby和Sleep,功耗值从Active到Sleep逐级递减,具体的实现由各商家自行定义。一般来讲,在Standby和Sleep状态下,设备应尽可能把不工作的硬件模块关闭,降低功耗。一般消费级SSD Standby和Sleep功耗为100~500mW。

DevSleep功耗:这是SATA和PCIe新定义的一种功耗标准,目的是在Standby和Sleep基础上再降一级功耗,配合主机和操作系统完成系统在休眠状态下(如Hibernate), SSD关掉一切自身模块,处于极致低功耗模式,甚至是零功耗。一般是10mW以下。

SSD系统兼容性  

BIOS和操作系统的兼容性:一块兼容性良好的SSD需要在各种操作系统、BIOS、南北桥型号中正常运行。

电信号兼容性和硬件兼容性:SSD工作时,主机提供的电信号处于非稳定状态,比如存在抖动、信号完整性差等情况,但依然在规范误差范围内,此时SSD通过自身的硬件设计(比如powerregulator)和接口信号完整性设计依然能正常工作,数据也依然能正确收发。同理,在高低温、电磁干扰的环境下,SSD通过硬件设计要有足够的鲁棒性(Robust)。

容错处理:在主机端发生错误的条件下,SSD盘即使不能正常和主机交互数据,至少不能变砖。

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