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ZHITAI/致态固态硬盘

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固态硬盘篇十三：PCIe4.0

这篇评测主要接续上次首发评测的内容，对致态TiPro70001TB的性能进行更加深入的了解和展示。

七、进阶性能验证

为了进一步压榨、测试出硬盘的实际性能，在Centos环境下采用FIO对硬盘进行持续和全面的性(大)能（保）测（健）试，同时也是对硬盘本身极限性能进行一个标定。

(1) 全盘读写

首先是块大小128KiB的全盘读写项目:

① Without Heatsink

② With Heatsink

在全盘读写测试环节中，裸盘和加散热片的情况无明显区别。其读取速度从约2600MiB/s上升至7000MiB/s附近，此后在约6700MiB/s-7000MiB/s间波动。由于本项测试是先进行全盘写入后立刻进入全盘读取，可认为是在脏盘条件下进行全盘读取，且开头读取速度仅有2600MiB是因为主控在后台进行垃圾回收（GC）所导致的，当主控GC操作结束，读取速度则恢复至峰值，但并未达到最大值。写入速度最开始均保持约5250MiB/s，SLC Cache耗尽后写入速度呈两段下降，先降至约1500MiB/s，再下降至约850MB/s，SLC Cache大小来到了318GiB左右，为典型的全盘SLC模拟固件策略。

(2) 4KiB全盘跨度随机读写（QD1T1）

① Without Heatsink

② With Heatsink

(3) 4KiB全盘跨度随机读写（QD32T4）

① Without Heatsink

② With Heatsink

从4KiB全盘跨度随机读写来看，裸盘与加散热片前后的性能变化较小，随机读取性能表现较为稳定，做到了有效的收敛；随机写入接近收敛，但仍有波动。

在散热片的加持下，全盘跨度随机读写的延迟并未明显降低，但实际相差不大。在不同的队列及线程下，QoS（99%/99.9%/99.99%）的延迟表现整体不错，部分测试项目中的最大延迟较高。

(4) 4KiB全盘跨度随机7读3写（QD32T4）

① Without Heatsink

② With Heatsink

在4KiB全盘跨度随机70%读30%写的环节中，致态TiPro7000做到了一定程度的收敛，但仍然存在着一定的波动，整体来看，加装散热片后整体性能及QoS（99%/99.9%/99.99%）的延迟表现良好，但最大延迟较高。

(5) SLC Cache写入测试

在此阶段，分别对硬盘进行20%/40%/60%/80%的预填充，静置15min让主控进行GC (Garbage Collection)操作，然后再对剩余空间进行顺序写入，测试其缓内及缓外顺序写入情况。

① 预填充20%

② 预填充40%

③ 预填充60%

③ 预填充80%

由测试结果来看，在预填充过程中，致态TiPro7000预填充20%时SLC Cache缩小至约120GiB，缓外呈现三段写入速度；由于填充40%左右时，硬盘处于颗粒直写速度，填充完毕时主控在后台未进行垃圾回收操作（GC），导致在静置15分钟后未将SLC Cache进行有效释放，此时SLC Cache缩小至约15GiB；而在预填充60%时SLC Cache重新释放，约为150GiB，预填充80%时SLC Cache约为87GiB。且在预填充60%和80%的环节中，第二段的写入呈现不明显，Cache外仅呈现第三段速度，约有800MiB/s的写入速度。

同时在裸盘与加装散热片的对比中，笔者发现在裸盘条件下，预填充40%/60%/80%的过程中写入速度与加装散热片下的情况有较大的不同，写入存在较大的波动，笔者认为其是硬盘过热所导致的降速。

(6) 稳态顺序读写

根据SNIA发布的《Solid State Storage Performance Test Specification》中写道，固态一般分为以下三个阶段：FOB、Transition和Steady State。

故在此阶段，先对致态TiPro7000 1T进行了一次全盘顺序写入后，进行顺序写入1800s和顺序读取1800s测试项目。

结果如下：

① Without Heatsink

② With Heatsink

稳态下的读取较之前测试无明显差异，但写入情况差异较大：在裸盘和搭载原装散热器的情况下，稳态的读取速度均为约6800MiB/s；写入则波动幅度较大，峰值一度达到5000MiB/s，但大部分时间在2000MiB/s至900MiB/s间不断波动，均值约1350MiB/s左右。长时间的稳态写入反映了主控在后台间歇性地进行垃圾回收操作（GC），未保持稳定的TLC颗粒直写速度。