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站在巨人肩上：Solidigm D7-P5520企业级SSD评测

2022-6-28 16:10| 发布者: Essence| 查看: 15049| 评论: 7|原作者: Essence

摘要： SK海力士吸收了英特尔的闪存与SSD业务，Solidigm在2021年底成立，成为当前唯一同时掌握Charge Trap电荷捕获结构和Floating Gate浮栅结构两种当代3D NAND技术的公司。Solidigm一名由Solid-state（固态）和paradigm（ ...

理论性能测试

Fio测试：
CrystalDiskMark和fio分别是Windows和Linux平台下最常用的硬盘性能测试工具。CrystalDiskMark最大可测试32GB的范围，从简单的对比来看D7-P5520似乎在大家关心的4K单线程随机读取性能上不占优势，实际上这是因为消费级SSD普遍利用SLC缓存障眼法来让软件测出SLC模式的读取性能。

在Linux系统下通过填盘预处理之后，利用fio在全盘范围内测试4K随机读取，Solidigm D7-P5520可以获得68.7MB/s的成绩，而对照的消费级型号由于无法在全盘范围内利用SLC缓存作弊，4K随机读取速度就会现出60.8MB/s的原形，这才是二者实际随机读取性能的体现。

透过fio，我们还能了解SSD的QoS表现。下面这个测试是在填充全盘后进行。企业级SSD在随机写入性能一致性上的优势非常明显。

上面是以纯读取或纯写入方式进行的简单测试，SSD在实际使用环境下面临更复杂的混合读写情况，写入会对同时进行的读取性能产生影响。这里我们就不对消费级SSD进行对比测试了，因为后者完全达不到100MB/s的起步水平。根据Solidigm的数据，在以400MB/s进行4K随机写入的同时，D7-P5520 7.68TB的4K随机读取延迟低于800us，面对同类企业级固态硬盘拥有明显优势。

ezFIO脚本测试：
ezFIO是经NVM Express推荐的企业级SSD综合测试，它是一个可重复进行的稳定态性能测试脚本。在测试开始前有两次全盘容量写入的预处理阶段，帮助模拟企业级SSD的长期性能。ezFIO同时支持Windows和Linux平台，测试完成后可自动生成测试报告。以下成绩在是Linux系统下搭配fio 3.28测得。

借助ezFIO测试脚本可以自动化测试更多内容，如稳定态下不同块大小的顺序/随机读写性能：

下图是将Solidigm D7-P5520 7.68TB OP到6.4TB后的成绩，写入性能提升非常大：

Solidigm D7-5520 7.68TB实测稳定态4K随机读取和随机写入性能：1113K/243K IOPS，超过标称值的1100K/220K IOPS。

OP到6.4TB容量之后，4K随机读写性能达到1115K/408K IOPS，写入性能提升明显：

长期性能稳定性检验通过稳定态随机混合读写进行，根据平均IOPS和标准差计算得出变异系数，变异系数越低说明SSD在长期高负荷使用后的性能越稳定，越不容易产生程序需要等待IO的情况。Solidigm D7-P5520 7.68TB的4K R70:W30混合读写稳定态平均IOPS：434530，变异系数：2.13%。OP到6.4TB之后，稳定态混合读写IOPS为558583，变异系数2.93%。

D7-P5520 7.68TB稳定态4K混合随机读写延迟百分位分布：不同QD队列深度下的延迟都控制在1000μs左右，性能一致性表现非常好。

OP到6.4TB之后，随机读写延迟表现更为出色了：

SNIA SSS PTS-E 2.0测试：
SSS PTS的全称为Solid State Storage Performance Test Specification，即固态存储性能测试规范，它由SNIA存储网络行业协会制定，当前最新版本是2.0，包括针对企业级SSD的PTS-E规范以及针对消费级SSD的PTS-C规范。

PTS测试在设备而非文件系统级别进行，通俗的说就是SSD在没有分区的状态下进行。PTS测试的是SS（Steady State稳定态）性能，而非FOB（Fresh-Out-of-the-Box开箱状态即出厂态）表现。

为了使SSD达到稳定态，PTS测试需要先执行预处理，也就是我们常说的“填盘”：用随机数据写入全盘2倍容量。而后执行一系列随机写入，稳定态的判定方式为：检查测试窗口中的4K随机写入、64K R65:W35混合随机写入和1024K随机读取三项成绩，允许波动范围+-10%，确认SSD已经进入稳定态后才会继续后续测试。

SSS PTS测试的内容包括512字节、4K、8K、16K、32K、64K、128K和1MB块大小，在0/100、5/95、35/65、50/50、65/35、95/5和100/0混合读写比例下的稳定态IOPS，并以数据表格、2D和3D图示三种形式进行展现。

下面对比的是OP到6.4TB模拟P5620：稳定态随机读写性能提升明显。

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