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SandForce控制器TRIM功能故障:读取速度显著下降

发布时间:2012年11月23日 14:42:10 硬盘测评 人已围观

简介SandForce固态硬盘主控制器在业界颇受欢迎,但其TRIM处理相比其他方案更为复杂。一般主控通过直接写入NAND闪存并清除无效数据来恢复性能,而SandForce采用实时数据处理方法,使得TRIM操...

虽然SandForce固态硬盘主控制器广受欢迎,但其在TRIM操作中的复杂性却凸显出不足。大多数主控制器可以直接将数据写入NAND闪存,并在接收到TRIM指令时简单地清理无效数据以恢复性能,而SandForce则依赖于实时的数据压缩与去重引擎,这导致在TRIM过程中必须确认数据是否被使用,避免误删系统重要文件。

一系列测试结果表明,SandForce主控在处理不可压缩数据(如一部高清电影)时,性能恢复困难,难以恢复到初始状态。尽管Intel SSD 520系列通过独有的固件进行了针对性优化,仍未能彻底修复这一问题,因此很可能根源在于SandForce主控的硬件设计而非固件能够解决。

更糟糕的是,即便在处理可压缩数据时(例如大量文本文件),SandForce的TRIM功能同样出现问题。SandForce 3.x系列固件表现尚可,但在最新的5.0.0/1/2版本中(各固态硬盘制造商的版本号不同)TRIM操作后读取性能也未能恢复。幸运的是,SandForce已经意识到这一问题,并在测试新的5.0.3版本,部分解决了问题,但代价也不小。

【5.0.2固件测试】

其他品牌的固态硬盘在频繁使用后,通常会出现写入性能下降的现象,但SandForce的则是写入速度持续不变,读取性能却下降。以一块SandForce SF-2218主控的海盗船Force GS 240GB为例进行测试,首先用可压缩的4KB随机数据填满,队列深度为32。以下是通过HD Tach得到的结果:

接下来对比安全擦除后的速度: 

写入速度保持在400MB/s以上,但读取速度则从402.5MB/s骤降至182.4MB/s,损失超过一半。

需要指出的是,NAND闪存的读取本应相对简单,不卡在读取-修改-写入机制(read-modify-write)的浅滩上,然而在SandForce主控上,这一切却变得十分复杂。究其原因,可能与写入时的压缩及读取时的解压有关。

然而,这并不是最根本的问题,因为目前消费级固态硬盘在繁重使用过程中普遍存在性能下降的现象。考虑到消费级产品往往只有7-15%的冗余闪存空间,用户最终将触发读取-修改-写入的过程,导致写入性能显著下降。在SandForce主控中,写入性能变化不大(至少变化较小),但读取性能却显著下滑。

接着进行TRIM操作:

真正的问题开始显现。通常而言,TRIM操作应能将性能恢复至初始水平,但在这里却并未实现。读取速度有所改善,但并未彻底恢复,仅达到84%的状态。即便重复进行TRIM操作,效果依旧不明显。

Tags: 固态硬盘