原文：SSD Performance Review – 270TB Written，做了少量增添、修改，均以中括号[****]包括了。SSD 基础参考这里。
一、测试环境
我们知道SSD 在寿命内的速度很快，但SSD 在写的时候会磨损，磨损的速度取决于NAND[如制程]、写入SSD 的数据类型和量等等[SSD 中最小存储单元cell 实际上只有擦除寿命，却可以无限读，甚至是超过了寿命。因为写的时候需要擦除，擦除寿命也就近似于写寿命]。因为担心SSD 的寿命以及旧SSD 的性能，使得很多人不敢使用SSD 。要让我们消费者了解、掌握自己SSD 的耐久度是很困难的，因为我们中的大部分并不知道一天中我们写了多少数据。所以用来计算SSD 寿命的编程/擦除循环对于我们来说有点geek 了。为了帮助SSD 消费者和当前使用者更好了解SSD 的寿命与耐久度，我们拿了一个进行270TB 连续写的爱国者野火（Patriot Wildfire）SSD 测试[和一个全新的SSD 进行对比测试]。检查SSD 随着时间性能的变化。SSD 中使用了LSI 的Sandfore SF-2200-powered 芯片，上面被写了270TB 的SSD 只有寿命的21%。
当要分析flash 存储介质性能，必须意识到随着NAND 的磨损，SSD [性能]也发生了变化。当我们谈到性能变化时，不考虑垃圾回收，TRIM，甚至是稳态[连续读写偏差小的状态]，而只是围绕着当接近编程/擦除（P/E 循环）限制时flash 性能的下降。对于实验中的32nm Toshiba MLC Toggle NAND Flash 芯片擦除周期约在5000 P/E。
为了展示SSD 的这些变化，我们使用了120GB 的爱国者野火SSD，并通过写入270TB 的不可压缩数据[文件系统或者SSD 可能对冗余数据进行压缩从而减少了真正的写入数据量，比如主控的数据压缩可能使得写放大小于1]将SSD 寿命下降到剩余的21%[这个寿命也是根据容量擦除次数来估算的，不要单纯0.12TB*5000*0.79 来计算，还应该考虑到写入放大]。同时测试中安全擦除处于“即用”状态。固件也从319A 更新到了最新版本332A，以避免蓝屏的Bug，但这并没给SSD 带来性能上的提升。
二、综合评测
测试刚开始爱国者野火SSD 达到了最高 555MB/s 读和 520MB/s 写速度的，这正好是SATA III 接口速度的上限。为了看到在写密集期后性能如何被拉平，我们使用IOMeter 2MB 的连续读/写测量该SSD 的直线性能。这些测试都只有几分钟长，得到的是持续的突发速度，并不能到达稳态。
大块数据读/写性能基本保持不变。虽然可压缩数据2MB 读峰值速度下降了5MB/S ，但不可压缩数据的写速度却得到了9MB/S 的上升。[对应上图中1与2的读速度和3与4的写速度，可压缩数据Repeating ，不可压缩Random，1、4为瞬时速度，2、3为270TB 数据传输速度]
对于随机传输，还是2MB 大小，只是负载由顺序变为随机。
这部分不可压缩数据大体保持相同，同时不可压缩数据磨损爱国者野火SSD 使得写速度有5MB/S 的下降。
下面是使用IOMeter 进行4KB 小块传输性能。
比较上面两幅图，无论是压缩数据还是非压缩数据，270TB 写速度在所有情况下都是最快的。压缩数据在磨损SSD 上获得6.4% 的提升，对于不可压缩的数据却只有0.7%。[我们一直强调SSD 的顺序写、顺序读、随机读性能是很好的，而随机写（因为涉及到擦除）性能较差，为什么这里随机读性能却这么差呢？我个人理解这里随机小读小写和主控有较大关系，单线程进行小读小写测试并不能完全说明问题。这好比在旋转寿司餐厅，为了测试寿司师傅做寿司的速度，让一个每次只能吃一个寿司的瘦子坐在餐厅上吃，寿司师傅非急死不可！可是让几十个瘦子坐在那里吃寿司，或者叫上一次能吃n 多个寿司的胖子（数据块变大）来吃，才能测出寿司师傅做寿司的速度，下面多线程速度的提升也说明了这点]
仍旧是4KB 随机传输测试，我们查看不断增长的负载性能。模拟了一个多线程的工作环境，线程数由1 到64。
磨损的爱国者野火SSD 保持着对新SSD 各方面性能的领先，峰值IOPS 55,000 对应44,000 IOPS。
有意思的是4KB 随机写速度的变化，这可能来源于最新更新的稳定固件，或者是NAND Flash 的原因。随着4KB 写负载线程的增多，非压缩和压缩数据性能的全面提升更加稳定。
下一个测试针对一个深度队列中SSD 延时。这个测试中我们不仅关心平均响应延时，并且得到随着SSD 进一步磨损峰值延时的变化。随着4KB 写性能的提升，平均响应延时下降了：对于重复数据响应时间从新SSD 的0.0510ms 下降到磨损SSD 的0.0478ms，对于随机数据响应延时从新SSD 的0.0503ms 下降到磨损SSD 的0.0499ms。峰值响应延时从45.20 ms 下降到最后寿命的36.58ms。[很神奇吧，快挂了的SSD 居然跑的更快了]
使用CrystalDiskMark 和不可压缩的数据测试新的SSD 和磨损的SSD。CrystalDiskMark 连续写和512KB 随机写速度从新的253MB/S 下降到磨损的183MB/S。即便有这样的下降，磨损的SSD 模型仍旧有更高的4KB 写速度。
我们最后一组评测一组读写混合、高度队列的、服务器配置文件的负载。这些测试从深度为1 的一个队列到深度为128 的一个队列。这样最大的不同是使用恒定的混合读写负载，写了270TB 的爱国者野火SSD 性能终于开始下降了，尤其是不可压缩的数据。在我们数据库和工作站配置文件的负载中，性能在队列深度为8 的时候显著下降。文件服务器和只读Web 服务器数据配置负载下性能几乎相同，在队列深度为64 时速度有些偏移。
三、现实中的测评
第一个实景场景就是HTPC（Home Theater Personal Computer）。测试中包含：使用Media Player Classic 播放一个720P HD 电影，VLC 播放器播放480P SD 电影，并从iTunes 中同时下载三部电影，还通过Windows Media Center 刻录一个15 分钟的1080i HDTV 流媒体。这样就要求了更高的IOps 和MB/S 速率与更低的响应延时。在这个trace 中我们记录下写入了2,986MB 数据并读取了1,924MB 数据。
HTPC trace 的性能基本保持不变，虽然平均响应延时从新的0.86ms 下降到磨损SSD 的 0.83ms。
我们第二个实景测试涉及到生产环节中磁盘的活动。这次测试的目的在于展示SSD 大多数人在通常的日常活动中SSD 的性能。这个测试包括：三小时的装有office 生产环境的32位VISTA 系统操作，并运行着Outlook 2007 连接交换服务器，使用Chrome 和IE8 进行web 浏览，使用Office 2007 编辑文件，Adobe Reader 查看PDF，和一个小时本地音乐的重放和两小时通过Pandora 额外地在线播放。在这个trace 中我们记录了4,830MB 数据的写入和2,758MB 数据的读取。
磨损的爱国者野火SSD 总体传输速度比新SSD 高出7MB/S，响应延时也从0.82ms 下降到0.79ms。
我们第三个实景测试是在游戏环境中。不同于HTPC 和生产环境的trace，这个更依赖于SSD 的读性能。进行一个简单的读写百分比分类，HTPC 测试是64% 的写，36% 的读，生产环境测试时59% 的写和41% 的读，然而游戏的trace 却是6% 的写和94% 的读。测试包括了一次64 位Windows 7 Ultimate 系统一次Stream[Stream 是CS 公司游戏下载更新P2P 平台] 预配置，下载并安装了侠盗猎车手4、求生之路2、质量效应2。trace 捕捉了每个游戏从载入到开始大量的读操作，在游戏运行的时候读操作也像纹理一样交织其中。在这个trace 中，我们记录了426 MB的写和7,235MB 的读。
和生产环境中测试结果类似，磨损的SSD 在游戏环境中速度和响应时间性能要优于新SSD。
四、能量消耗
我们可以看到上面性能上的变化，测得读写等情况下的能量消耗也很重要。对于磨损的SSD ，写操作对于可压缩数据或不可压缩数据能量消耗的都要少。连续读能量消耗显著下降，从新SSD 的3.51 瓦特到磨损的1.84 瓦特。在其他情况下磨损SSD 则消耗更多能量，尤其是在Startup 操作中。
五、总结
上面我们比较了全新的120GB 爱国者SSD 和快要寿终正寝的SSD 性能，结果非常与众不同。尽管这只是单一一个SSD 的例子，但这些结果至少给哪些准备购入主流SSD 的消费者某种程度上的安慰。写入270 TB 数据后的SSD 仅剩下20% 的寿命，性能在某些方面可能有所减弱，但哪怕是SSD 运行的最后一天，速度仍旧和新的一样快。我们还了解到对于某些使用配置，即可能影响企业用户的负载，不可压缩的数据在高队列深度下[多线程]性能会下降。在eMLC NAND SSD 下，这写情况不太可能出现，除非有更多数据写入。[最后一句话根据自己理解译]
如果我们假设这个野火SSD 寿命为五年，那么意味着即使剩余20%寿命的SSD 报废，那么270TB 的写相当于五年每天写150GB 的数据，甚至超过了SSD 120GB 的容量。即使再暴力的用户也不会这样折腾自己的SSD 吧！如果你真的准备这样做，只能告诉你，你的SSD 寿命可能小于五年。当然，内部SSD 的NAND Flash 也会对寿命有影响，以 32nm MLC Toggle NAND 为例，寿命在5,000P/E 循环周期，而2xnm 的就只有3,000 P/E 循环周期了。[有了这样的循环周期就很好算寿命了，任意大小的SSD 如果每天写入数据和该SSD 大小相同，寿命就约等于这个循环周期数，容量大SSD 寿命长久不难理解了]
