Was die Geschwindigkeitszahlen einer SSD wirklich sagen

Die Kennzahl auf der Verpackung einer SSD ist die sequenzielle Leserate: wie schnell das Laufwerk eine einzige große Datei bewegt, wenn viele Anfragen zugleich unterwegs sind. Das ist die Bedingung, die Ihre Maschine am seltensten erzeugt. Das Hochfahren, das Starten einer Anwendung und das meiste, worauf Sie tatsächlich warten, hängen von einer ganz anderen Zahl ab.

Das macht sie nicht nutzlos. Es macht sie zu einer engen Aussage über eine Art von Arbeit.

Was die sequenzielle und die zufällige Geschwindigkeit tatsächlich messen

Sequenziell und zufällig sind nicht zwei Geschwindigkeiten derselben Sache. Sie werden in verschiedenen Einheiten angegeben, weil sie durch verschiedene Dinge begrenzt sind.

Der sequenzielle Durchsatz wird in Megabyte pro Sekunde angegeben und beschreibt einen einzigen langen Transfer von Anfang bis Ende. Byte pro Sekunde ist die richtige Einheit, weil die Arbeit ein einzelnes Objekt bekannter Größe ist, und wie lange sie dauert, ist diese Größe geteilt durch die Rate.

Die zufällige Leistung wird in IOPS angegeben — Ein-/Ausgabeoperationen pro Sekunde — meist bei einer Anfragegröße von 4 KB. Bewegen Sie dieselbe Summe in 4-KB-Stücken, und es hört auf, ein Objekt zu sein, und wird zu Millionen davon. Operationen sind die richtige Einheit, weil die Bytes aufhören zu zählen. Jede Anfrage trägt feste Kosten: herauszufinden, wo die Daten physisch liegen, den Befehl abzusetzen, die Antwort zurückzugeben. Bei 4 KB sind diese Kosten der Großteil der verbrauchten Zeit, sodass das Laufwerk dadurch begrenzt ist, wie viele Anfragen es abarbeiten kann, und nicht dadurch, wie breit sein Weg zum Flash ist.

Es gibt eine dritte Zahl, und fast nichts gibt sie an. Die Latenz ist die Zeit, die eine Anfrage braucht, wenn nichts anderes wartet. Durchsatz und IOPS beschreiben ein Laufwerk unter Last; die Latenz beschreibt es, wenn Sie das Einzige sind, das fragt, was den Großteil des Lebens eines Desktops ausmacht.

Welche Art von Arbeit Ihre Maschine tatsächlich verrichtet

Datenblattzahlen werden unter einer Last erzeugt, die ein Desktop selten schafft: mehrere Arbeiter, die kontinuierlich Anfragen absetzen und die Warteschlangen des Laufwerks voll halten. Gewöhnliche Desktop-Nutzung liegt ein paar Anfragen tief, oft bei einer.

Die Warteschlangentiefe ist die Anzahl der Anfragen, die dem Laufwerk übergeben und noch nicht beantwortet wurden. Hier unterscheiden sich die Schnittstellen wirklich, wenn auch nicht auf die Weise, wie es meist dargestellt wird. SATA verarbeitet nicht eine Anfrage nach der anderen: Die native Befehlswarteschlange gibt ihm eine einzige Warteschlange, die bis zu 32 Befehle fasst. Was NVMe hinzufügt, sind viele Warteschlangen statt einer, jede weit tiefer, mit weniger Host-Arbeit pro Befehl. Das ist für einen Server sehr viel wert. Es ist für eine einzelne Desktop-Sitzung viel weniger wert.

Der Grund, warum ein Desktop diese Warteschlangen nicht füllen kann, ist, dass seine kleinen Lesevorgänge voneinander abhängen. Das Öffnen einer Anwendung liest eine Datei, die die nächste zu lesende Datei benennt. Das Hochfahren geht eine lange Kette davon ab. Jeder Schritt muss abgeschlossen sein, bevor der nächste bekannt ist, sodass sie nicht parallel abgesetzt werden können, wie viele Warteschlangen auch verfügbar sind, und die Summe ist eine Summe von Latenzen statt einer Teilung durch die Bandbreite. Deshalb öffnet ein Laufwerk, das ein Mehrfaches der Kennzahl eines anderen angibt, Ihr E-Mail-Programm nicht mehrfach schneller.

Warum die Zahl auf der Verpackung die sequenzielle Leserate ist

Hersteller drucken die sequenzielle Leserate, weil es die Zahl ist, die sich unter Messung am besten verhält. Sie ist von Durchlauf zu Durchlauf stabil, auf einem vollen Laufwerk weitgehend dieselbe wie auf einem leeren und durch die Schnittstelle begrenzt — sie steigt also sauber mit jeder Generation und gibt dem Laufwerk dieses Jahres etwas sichtbar Größeres zum Drucken als dem des Vorjahres.

Es ist auch die Aussage, die am günstigsten zu vertreten ist. Die zufällige Leistung hängt davon ab, wie das Laufwerk benutzt wird, wie voll es ist und was es eine Minute zuvor tat. Die sequenzielle Leserate auf einem frischen Laufwerk ist nahezu eine Eigenschaft der Hardware.

Warum die Schreibgeschwindigkeit mitten in einer großen Kopie abfällt

Die Schreibgeschwindigkeit ist nicht eine Zahl. Fast jedes Laufwerk nimmt eingehende Daten in einen schnellen Cache-Bereich auf und faltet sie danach in ihre langsamere dauerhafte Form, sodass es eine Cache-Rate und eine native Rate darunter gibt, und die Verpackung nennt die erste. Dieser Bereich ist der SLC-Cache, Flash, der mit einem Bit pro Zelle betrieben wird. Wie man eine SSD auswählt behandelt, was die Rate darunter festlegt, und SSDs mit TLC, QLC und ohne DRAM behandelt, woher der Cache kommt und warum das Schreiben hinein das Laufwerk später einen zweiten Schreibvorgang kostet.

Was hier zählt, ist die Form der Kurve. Eine Kopie beginnt bei der Cache-Rate, hält sie, solange der Cache reicht, fällt dann — manchmal ein wenig, manchmal auf einen Bruchteil davon — und bleibt für den Rest des Transfers unten. Zwei Dinge entscheiden, ob Sie diesen Abfall erreichen: wie viel Sie auf einmal schreiben und wie viel Cache das Laufwerk in diesem Moment hat.

Deshalb sagt Ihnen ein Benchmark, der nur ein oder zwei Gigabyte schreibt, wenig. Auf den meisten Laufwerken landet diese Menge vollständig im Cache, sodass das Ergebnis die Cache-Rate ist, wie langsam das Laufwerk darunter auch ist. Ein Test, der liefe, bis der Cache erschöpft ist, würde zwei Raten melden und den Punkt, an dem die erste zur zweiten wird. Fast keiner tut das, und kein Datenblatt tut es.

Der Cache braucht auch Leerlaufzeit, um sich zu leeren. Starten Sie kurz nach der ersten eine zweite große Kopie, und sie kann langsamer beginnen, weil das Laufwerk noch die erste abarbeitet. Die passende SSD-Kapazität finden behandelt die Seite des freien Platzes, den anderen Hebel darauf, wie viel Cache Sie bekommen.

Wie man eine angegebene Geschwindigkeit liest, ohne sich täuschen zu lassen

Behandeln Sie den angegebenen Wert als eine Gütemarke statt als eine Note. Er ordnet Laufwerke in grobe Bänder ein, und innerhalb eines Bandes sagt er sehr wenig. Das Verhältnis zwischen zwei Zahlen übersteht den Kontakt mit Ihrer Last nicht: Ein Laufwerk, das doppelt so schnell angegeben ist, ist bei nichts, was Sie außerhalb einer großen Dateikopie tun, doppelt so schnell.

Ein angegebener Wert ist eine Obergrenze unter günstigen Bedingungen, keine Untergrenze. Er wurde auf einem leeren Laufwerk gemessen, kühl, mit voll gehaltenen Warteschlangen. Ihr Laufwerk ist während des Großteils seines Lebens in keinem dieser Zustände.

Lesen Sie die Schreibzahl neben der Lesezahl statt für sich allein. Und wenn zwei Laufwerke durch ein Vielfaches statt durch einen Abstand getrennt sind, dann spricht in der Regel die Generation der Schnittstelle, und das ist eine Frage des Einbaus, bevor es eine der Geschwindigkeit ist. NVMe oder SATA behandelt, welche Ihre Maschine aufnimmt.

Worauf wir vergleichen und was wir nicht sehen können

Wir vergleichen SSDs auf drei Zahlen: Kapazität, sequenzielle Leserate und sequenzielle Schreibrate. Bei jeder ist höher besser, und das ist alles, was unser Vergleich über Geschwindigkeit weiß.

Wir führen die sequenzielle Leserate im Wissen, dass es die schwächste Zahl auf der Verpackung ist. Wir führen sie, weil es die eine Zahl ist, die praktisch jedes Datenblatt angibt, auf jeder Preisstufe. Zufallszahlen und Latenz würden Ihnen mehr sagen, aber sie werden von manchen Herstellern auf manchen Laufwerken angegeben, und ein Vergleich, der nur auf großzügig dokumentierten Laufwerken funktionierte, würde die günstigere Hälfte des Marktes fallen lassen. Das ist kein Vergleich. Es ist eine engere Auswahl von Laufwerken mit guten Papieren.

Es ist in beide Richtungen derselbe Handel: Eine schwächere Zahl, die alles abdeckt, schlägt eine bessere, die ein Drittel abdeckt, solange wir sagen, welche wir verwendet haben.

Zufällige Lese- und zufällige Schreib-IOPS sind Felder, die wir zu einer SSD führen, aber sie sind optional, und die meisten Angebote, die wir aufnehmen, geben sie nie an. Keines von beiden ist etwas, worauf wir Laufwerke vergleichen, und wir nehmen die Angebote auf, ohne danach zu filtern. Diese Abwesenheit ist die des Marktes und kein Urteil, dass die Zahlen keine Rolle spielten.

Jede SSD in unserem Katalog steht auf einer Seite.