史上最牛存储之争!SSD PK 15000转硬盘
”，这是我们有史以来最快速的温彻特（我们现在使用的这种旋转碟片、飞行磁头架构的磁盘）硬盘，因此被笔者使用了“地球最快的硬盘 希捷捷豹15K6性能测试”这样的标题。很快，我们IT168评测中心迎来了一块正式的Intel SSD硬盘（年中的时候就已经有相关的消息出来了），这种“硬盘”其实已经不属于温彻特结构，由于取消了机械部件而完全由电子部件组成，因此它具有很快的相应速度——这一点相信大家都很清楚了，问题是它到底有多快呢？
硬盘：Intel Inside？
昨天我们IT168网站已经发布了两篇关于SSD的测试文章：“快到难以想象 Intel 80GB 2.5寸SSD首评”、“硬盘中的战斗机!山寨SSD固态存储首测”，里面已经有了不少的数据，不过现在，就让我们带大家从另外一个角度来看看，SSD究竟有多快？
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测试平台、测试环境
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测试分组
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类别
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Intel SSD | 15000RPM SAS | 7200RPM SATA | 10000RPM SATA |
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处理器子系统
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处理器
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Intel Xeon E5430 x2 |
Intel Xeon E5430 x2
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Intel Core 2 Duo E7200
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Intel Core 2 Duo E7200
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| 主频 | 2.66GHz | 2.66GHz | 2.53GHz | 2.53GHz |
| FSB | 1333MHz | 1333MHz | 800MHz | 800MHz |
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L2 Cache
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12MB | 12MB | 3MB | 3MB |
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主板型号
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DELL PE2900 III
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DELL PE2900 III
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北桥芯片组（MCH）
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Intel 5000X | Intel 5000X | Intel P965 | Intel 975X |
| 2GB FBD DDR2 667 SDRAM x8 | 2GB FBD DDR2 667 SDRAM x8 | 1GB DDR2 667 SDRAM x4 | 1GB DDR2 667 SDRAM x4 | |
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系统磁盘子系统
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磁盘控制器
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DELL Perc 5/i RAID Controller
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DELL Perc 5/i RAID Controller
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Intel ICH8R
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Intel ICH7R
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磁盘控制器规格
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SAS 3Gbps | SAS 3Gbps | SATA 3Gbps | SATA 3Gbps |
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磁盘控制器设置
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RAID 5
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RAID 5
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AHCI
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AHCI
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磁盘控制器驱动
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DELL Perc 2.14.0.64 x64 | DELL Perc 2.14.0.64 x64 | Intel Matrix Storage Manager 8.2.0.1001 |
Intel Matrix Storage Manager 8.2.0.1001 |
| 磁盘 | ||||
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磁盘规格
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15000RPM 146GB SAS 3Gbps 16MB Cache |
15000RPM 146GB SAS 3Gbps 16MB Cache |
7200RPM 500GB SATA 3Gbps 16MB Cache |
7200RPM 500GB SATA 3Gbps 16MB Cache |
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磁盘设置
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SAS 3Gbps 20GB系统分区 |
SAS 3Gbps 20GB系统分区 |
SATA 3Gbps 20GB系统分区 |
SATA 3Gbps 20GB系统分区 |
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测试磁盘子系统
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磁盘控制器
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Intel 6321ESB | LSI MegaRAID SAS 8408ELP |
Intel ICH8R
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Intel ICH7R
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磁盘控制器规格
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SATA 3Gbps | SAS 3Gbps | SATA 3Gbps | SATA 3Gbps |
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磁盘控制器设置
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AHCI
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Normal ReadAhead WriteThrough Direct I/O |
AHCI
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AHCI
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磁盘控制器驱动
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Intel Matrix Storage Manager 8.2.0.1001 |
LSI MegaRAID 2.20.0.64 x64 |
Intel Matrix Storage Manager 8.2.0.1001 |
Intel Matrix Storage Manager 8.2.0.1001 |
| 磁盘 | Intel SSD SSDSA2SH080G1GN (Engineering Sample) |
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磁盘规格
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0RPM 80GB SATA 3Gbps 0MB Cache |
15000RPM 450GB SAS 3Gbps 16MB Cache |
7200RPM 320GB SATA 3Gbps 16MB Cache |
10000RPM 300GB SATA 3Gbps 16MB Cache |
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磁盘设置
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SATA 3Gbps |
SAS 3Gbps
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SATA 3Gbps |
SATA 3Gbps
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软件环境
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Microsoft
Windows Server 2003 R2 Enterprise Edition SP2 x64 |
Microsoft
Windows Server 2003 R2 Enterprise Edition SP2 x64 |
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测试软件
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HD Tach RW 3.0.1.0
IOmeter 2007.06.27 |
HD Tach RW 3.0.1.0
IOmeter 2007.06.27 |
HD Tach RW 3.0.1.0
IOmeter 2007.06.27 |
HD Tach RW 3.0.1.0
IOmeter 2007.06.27 |
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测试使用了IT168评测中心的一台DELL PowerEdge 2900 III服务器，挂接在6321ESB南桥的SATA控制器上，虽然SSD的NCQ（Native Command Queue，本地命令排序）功能毫无意义，不过我们仍然使用了支持NCQ功能的AHCI模式。当然，这块 服务器主板就没有其他方式可以选择……
Intel SSD：HD Tune，支持的NCQ基本上没有什么实际作用
Intel SSD：HD Tune，SMART状态也没有什么有用的参数
Intel SSD：HD Tune，AAM并不受支持
测试的操作系统是Windows Server 2008，在以前的测试当中表明常规的磁盘测试上是和Windows Server 2003没什么分别的，不过，在实际用起来会有些不同，我们后面会提到，关于2008（Vista）的磁盘操作上会有什么变化。
ST3450856SS，属于希捷的Cheetah 15K.6家族，容量450GB，转速15000RPM，缓存16MB
万转SATA企业级硬盘VelociRaptor : WD3000BLFS
这两款都是企业级别的硬盘，其中Cheetah 15K.6是15000RPM的SAS硬盘，而VelociRaptor则是一款10000RPM的SATA硬盘，此外测试中还加入了一款普通的桌面硬盘：早期版本的WD3200AAKS，后来的测试表明和主流的WD6400AAKS差别不是非常大，仅供参考。#p#page_title#e#
Intel SSD，我们拿到的是一块Engineering Sample，也就是工程样品
HD Tach RW测试大家都很了解了，不少人也知道：HD Tach RW采用的是比较大的测试区块——大的测试区块有利于测试速度：为了快速测试完一个大硬盘的读取，它敢不快一点么？
Intel SSD HD Tach RW测试成绩
测试结果很令人惊讶：达到了220MB/s的读取速度！并且曲线几乎是一条直线，不像温彻特硬盘，是一条不增二次曲线。因此平均读取就为216.5MB/s（一些波谷拉低了平均值），平均写入则只有78.9MB/s，从曲线上看则可以达到80MB/s，SSD的读写差距比较大，这是有原因的：在写入之前，你需要先擦除数据。温彻特硬盘也有这个过程，但是并不明显。顺便提一下，Intel SSD的HDTachRW测试出来的随机存取时间是0.1ms，远比机械硬盘达到了数毫秒的级别要高。
Intel SSD VS 15000转企业级硬盘
很有趣，SSD的读写曲线将Cheetah 15K.6曲线夹在中间：读取远比15000RPM硬盘要快，写入则相对要慢上许多，不过在随机存取方面则是相差巨大，在后面我们将会具体比较到底差距有多少。
Intel SSD VS 7200转桌面级硬盘
毫无悬念……现在比较新的桌面级别硬盘单碟容量可以达到334GB，速度上可以达到Intel SSD的一半左右。
Intel SSD VS 10000转企业级硬盘
具体来看，VelociRaptor的速度就是介于一万五千转硬盘和7200RPM硬盘之间，因此也不敌SSD #p#page_title#e#
Intel SSD，中国制造
多数磁盘测试工具只能测试磁盘读取的“速率”，并无法衡量实际磁盘操作的“快慢”，我们需要IOmeter。
Intel SSD IOmeter测试
Intel SSD IOmeter测试
512Bytes连续读取，成绩大致和VelociRaptor互有高低——这个结果相信大家都不会满意。笔者也不满意，不够别着急，连续读写其实和预读是有关系的，因此控制线路更多更完善的成熟硬盘产品性能好一些也可以理解。好戏在后头。 #p#page_title#e#
SSD内部由许多集成电路组成，从这点上看，和U盘原理上倒也无大分别
Intel SSD IOmeter测试
Intel SSD IOmeter测试
512Bytes随机读写：看到这里是不是觉得很可怕？SSD的小区块随机读取IOps是温彻特硬盘的3倍以上！读取的IOps基本保持在13000，写入则随着队列深度加深而逐渐提高，图上最高达到了1437（还可以更高！），关于随着队列深度变化而增长状况刚好和温彻特硬盘相反的状况，笔者可以解释：
读取时，由于NCQ/TCQ的作用，机械硬盘可以随着队列深度加深而提升输出能力，而命令排序对没有旋转碟片的SSD来说毫无意义，因此队列深度的变化不会造成影响。
写入时，由于缓存的作用，NCQ的功能被掩盖了，因此机械硬盘的输入能力并没有波动，而SSD则可以通过预擦写/预充电或者类似的技术，从而达到了类似NCQ这样的功能，输入能力逐渐提升。 #p#page_title#e#
Intel SSD，采用的是自家的颗粒
Intel SSD，控制芯片也是自家的，不过之外还有一块SAMSUNG的内存颗粒，这应该是主控制芯片的“RAM”
Intel SSD IOmeter测试
Intel SSD IOmeter测试
和前面的HD Tach测试相似，读取方面SSD非常强，写入方面则是垫底。不过等等，具体数值有些偏差？
Intel SSD HD Tach RW测试成绩
IOmeter测试出来的读写速度分别是173MB/s和73MB/s，而HD Tach RW测试出来的结果是220MB/s和80MB/s，差别还挺大的，到底谁对呢？
它们都对。这两个测试虽然都在同一个环境下，然而测试细节并不太一样。前面已经说过HD Tach RW采用的是比较大的测试区块，这个“大”值得是相对于64KB而言。传统的Windows NT磁盘I/O存在着一个限制：最大的磁盘操作区块就是64KB，更大的操作将会被NT内核分割为64KB，因此我们的IOmeter传输速率测试脚本也是基于64KB。#p#page_title#e#
Intel SSD，左边的大字母“i”就表示是Intel的芯片
但是最新的Vista/2008操作系统不是这样，经过修改的内核现在已经放宽了这个限制，可以支持更大的磁盘IO区块，假如使用监视软件监控Vista/2008的磁盘操作，将会发现很多1MB的区块。
由于Vista/2008支持更大的磁盘I/O区块，因此在大区块测试工具HD Tach RW下，我们的SSD测试成绩就明显提高了，这证明了随着读写区块大小的增长，SSD可以更快地提升速度。古老的XP/2003操作系统则受限于内核，无法发挥这个优势。Wintel联盟卖硬盘都搭上新操作系统了，这个买卖不可谓不精！
Intel SSD，SAMSUNG内存颗粒—Intel在做处理器之前就是做内存的
Intel SSD，接上图，现在内存产业一片不景气，生产赚钱的NAND芯片自然是首选
Intel SSD IOmeter测试
Intel SSD IOmeter测试
文件服务器测试Intel SSD的输入输出能力是温彻特硬盘的两倍以上，网站服务器是十四倍以上，这充分说明了SSD在随机操作方面的实力（文件服务器测试只是80%随机，网站服务器测试为100%）#p#page_title#e#
Intel SSD，SATA接口，一般没有必要采用SAS，因为SAS兼容SATA
Intel SSD IOmeter测试
Intel SSD IOmeter测试
数据库服务器测试是所有应用测试中SSD优势最小的，快不到100%，而工作站测试是所有应用测试中唯一一个随着队列深度加深而性能提升的，其IOps比传统的15000RPM硬盘高250%。不同的测试不同的曲线表明了SSD对不同区块大小的处理存在着一些非线性因素。#p#page_title#e#
通过IT168评测中心制作的特别线缆，我们直接测量了供给Intel SSD的SATA电源线缆上的电流和电压。
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Intel SSD功耗测试平台、测试环境
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测试工具
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工具
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UNI-T UT71E数字万用表 | |||
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规格
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4 3/4位真有效值 | |||
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测试负载
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IOmeter 2007.06.27 | |||
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项目
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电能输入
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+5V电流（A，安培） |
+5V电压（V，伏特）
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+5V输入功率（W，瓦特）
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| 开机 | ~0.3 |
4.981
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~1.5 | |
| 闲置 | 0.112 |
4.982
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~0.56 | |
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平均读写
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~0.23/0.34 |
4.980
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1.15~1.69 | |
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大区块平均读写
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~0.340/0.500 |
4.978
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1.69~2.49 | |
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详细测试项目
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512B读写
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0.15/0.22
|
4.977
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0.75/1.09
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64KB读写
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0.18/0.50 |
4.977
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0.90/2.49 | |
有些意外，也是情理之中的是，Intel SSD只使用了+5V供电，闲置功耗只有0.56W，一般工作时在1～1.7W左右，最多时为2.5W，作为对比，我们使用的15000RPM SAS硬盘是17W（工作时），7200RPM SATA硬盘是12W（工作时），可见SSD的功耗比一万五千转硬盘低了约90%。
在仔细的测试当中，在Intel SSD当中属于中档的X25-M系列80GB SSD未能取得所有项目的优势，不过，在实际应用中，SSD会全面抛离传统硬盘，除了完全连续的写入操作之外。总结起来，SSD具有两个特别明显的优点。#p#page_title#e#
Intel SSD在SSD当中也算是佼佼者
我们测试的Intel X125-M SSD写入速度只有读取速度的四成左右（73MB/s对173MB/s），在连续读写的IOps测试中也不是最高，不过，SSD的特长是随机操作，它的100%随机读/写是IOps最快的温彻特硬盘的3倍以上，在相应的应用IO测试中也表现出2~3倍的性能比，因此SSD在企业级别市场大有可为（已经有如EMC这样的厂商推出了实际的企业级SSD存储产品），在空间狭小、温彻特硬盘性能低下的笔记本领域也大有用武之地，而且这两个领域均有一定的消费群体（要求性能、对成本的敏感程度不高的用户），因此未来SSD将首先在这两个市场发展。
除了随机操作，SSD还有一个特长就是功耗，根据我们的测试，Intel X25-M SSD要比一万五千转硬盘省电约90%，在大规模企业应用中可以获得大量的优势，更低的电费、更方便的机箱适用、更简单的空调设计。SSD目前的缺点只是在于价格、较低的容量以及尚未可知的使用安全性。
