SSD規格怎麼看
SSD(固態硬碟)種類五花八門,是誰扛著歷史的包袱?又有何人挑戰巔峰?鬥士們登上擂台,歡騰的觀眾被刀光劍影閃花了眼,行家則投出銳利的目光。SSD的江湖深不可測,隱約間有人暗笑著攪動暗流,用華而不實的數據淬鍊出行銷利刃。
本蔥想透過此篇初步解釋SSD(固態硬碟)的規格項目,讓諸位看官能從一份SSD的規格評估出裝置的好壞。
容量
SSD的容量不只決定它能儲存多少資料,還會在某些情況下影響速度。
SSD被資料塞的越滿,寫入速度就會越慢,這是因為資料多時,裝置就要花越多時間進行「垃圾回收(Garbage Collection)」,有興趣者可以搜尋此機制。
如果希望電腦始終保持狂野高速,那可以考慮選擇更大的SSD容量,並留下一大塊可用空間。
讀寫速度
讀取就是把資料從SSD取出,寫入就是把資料存入SSD。
SSD的讀寫速度是大家都非常重視的性能,但沒有任何一個速度測試項目可以單獨地完美表示裝置的效能。
打個比方,有一頭獵豹可以以時速90km/h狂奔,牠每次奔跑前會先花半小時化妝。另外,有一隻小雞可以以時速30km/h狂奔,牠每次奔跑前會花三分鐘做暖身操。如果你要交一件跑腿任務給獵豹或小雞,你會選誰?
如果是對面街道取早餐,本蔥會建議選小雞;如果要到數百公里外搶購藍白拖鞋,本蔥會建議選獵豹;那如果要去大賣場買衣架呢?本蔥建議選本蔥,因為本蔥正好要去買,可以順便。
從這個例子中不難看出任務的種類會影響獵豹和小雞的表現。同樣的道理,不同的任務組合也會影響SSD的表現。
業界一般會用以下四種基礎指標表示裝置的速度:
※下面段落會提到「邏輯區塊位置」,若不懂可以先記著,後續篇章會提到。
在量測連續讀/寫速度時,通常會讓SSD讀/寫512KB或1024KB大小的大數據塊,且每筆資料與下一筆資料的「邏輯區塊位置」連續,計算每秒能處理多少MB的資料,單位是MB/s。這是一般廠商最常用來宣傳的指標,因為普羅大眾對此指標的單位最熟悉,行銷人員不用多費力氣解釋。電腦在讀/寫影片、音樂等大檔案時,訪問SSD的模式就是連續讀/寫。
在量測隨機讀/寫速度時,通常會讓SSD讀/寫4KB或8KB大小的小數據塊,且每筆資料與下一筆資料的「邏輯區塊位址」不連續,計算每秒讀/寫次數,單位是IOPS(Input/Output Operations Per Second)。我們玩遊戲、用各式程式時,電腦要處理很多小數據塊,訪問SSD的模式就比較偏向隨機讀/寫。
隨機讀/寫這項指標還會受到佇列深度(queue depth)影響。佇列深度用白話文說就是數據塊排隊長度,如果一口氣給SSD很多數據塊處理,數據塊就會乖乖地排隊站好,等著被讀/寫。
有的SSD一次只能處理4個數據塊,有的SSD能夠同時處理32個數據塊。當排隊長度很長,能夠同時處理越多數據塊的SSD通常能達到越高的隨機讀/寫速度。有些廠商為了讓隨機讀/寫速度看起來漂亮誘人,會選用高佇列深度(一般定在32)做量測,可是一般消費者實際使用時,很少會遇到那麼高佇列深度的情況。
這就像你經營一間水族館,建了32條入管通道,每條通道安置一名查票員,結果通常只有4條通道有人通過,另外28條通道的查票員都進館內摸魚摸到魚都快被摸死了。那還不如只設四條通道,把省下來的錢買四台效率更高的自動查票機,還館內的魚兒們友善安全的居住環境。
讀寫速度在業界還有一些壞壞的小秘密,限於篇幅,本蔥就不在此處深入討論。
俺要升天囉.......
延遲與服務品質
儘管廠商多半用頻寬和IOPS做宣傳,延遲(latency)其實才是我們最該重視的指標。這是因為頻寬和IOPS的量測方式跟現實應用脫節,那量測數值就像聖誕老公公的故事一樣,聽起來讓人無比期待,但實際上聖誕老公公根本胖到爬不進煙囪。
延遲的定義是SSD執行一次任務(讀或寫)所花的時間,就算是同一個SSD,每次任務執行時間也會有很大的差異,所以我們要看的是平均值或「服務品質」。
服務品質的英文是Quality of Service,縮寫為QoS。這個指標會抓量測期間所有延遲中第99(或99.9或99.99)百分位數的數值。假如QoS(99.9%)為3ms,那代表每10000筆任務會有9990筆任務的延遲小於3ms。
我們察覺到電腦卡頓多半就是受到最慢的幾筆任務影響,要改善卡頓,可以多留意服務品質數值低的SSD。
外觀尺寸(Form Factor)與接口型態
外觀尺寸的中文叫法有點雜亂,在英文就叫form factor。
SSD的form factors有3.5吋、2.5吋、1.8吋、M.2、mSATA、U.2等,本蔥偷懶不想全講,就簡單分享一下。
在過去,傳統硬碟主宰硬碟市場,電腦內部設計當然以配合傳統硬碟為主。傳統硬碟有3.5吋、2.5吋、1.8吋等幾種form factor,這長度代表磁盤的直徑,所以其實3.5吋的硬碟機殼長、寬都比3.5吋大。
早期SSD為了在市場殺出一條血路,就用跟傳統硬碟一模一樣的form factors和接口,這樣就能與電腦硬體相容,消費者能直接拆了原本的2.5吋傳統硬碟,換上2.5吋SSD,感悟速度的真諦。
後來SSD為了發揮自己輕薄小巧的特性,推出M.2系列的form factors。
上圖為M.2系列的form factors,它們讓本蔥不禁懷疑地球是不是被口香糖星人佔領了。
匯流排(Bus)標準
若要自己動手換SSD,匯流排標準和通信協議一定要確認清楚,以免買到的SSD與電腦不相容。
本蔥要再次套用在何謂固態硬碟篇章中提到的「製造商比喻」。匯流排標準就像硬碟送貨員行駛的交通道路,現在主流就只有分兩種,分別是SATA和PCIe。
傳統硬碟統治市場的時代,傳統硬碟的跛腳牛車走的是名為SATA的道路,遵守名為AHCI的牛車駕駛準則(通信協議)。
SSD剛加入市場時,人生地不熟,當然也走SATA。隨著技術進步,SSD的牛牛越來越生猛,每頭都身強體健、孔武有力,拉車速度越來越快,而且數量還越來越多。大家發現SATA這條路太窄、太多泥巴坑,會限制住SSD的送貨速度,於是人們決定為它打造新的交通道路──PCIe。
PCIe的設計不僅適合SSD的牛車盡情飆速,而且還能依照需求擴增車道。兩條車道就能讓每次通過的牛車數量變兩倍,四條車道就增為四倍,以此類推,最多能有十六道。
道路變好了,但牛車駕駛準則若還是用以前的AHCI,那可無法解放SSD的牛車極速。於是大家訂出NVMe作為牛車駕駛準則,但AHCI還是有人用。
SATA和PCIe都演進了好幾代,每一代都比前一代快。規格上若寫PCIe Gen3x4,那代表它是PCIe第三代,且有四條通道(就是比喻中的車道)。