为什么普通硬盘的性能在基准测试期间会下降,而 SSD 却不会下降?

为什么普通硬盘的性能在基准测试期间会下降,而 SSD 却不会下降?

我使用 HD Tune 来测量硬盘的性能。测试通常需要 2-3 分钟,并且随着测试的结束,普通硬盘的传输速率会急剧下降。

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但是,SSD 驱动器性能在整个测试过程中保持不变(下图)。我的所有电脑都出现这种情况。这是为什么?

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答案1

机械硬盘的扫描是从外向内的。由于硬盘以 7200rpm 的恒定速度旋转,因此每秒覆盖外部的数据比内部多。

答案2

实际上,您在 X 轴上看到的内容并不对应于“时间”,而是对应于磁盘的“物理区域”。我的意思是,如果您的磁盘有 250GB(其容量的 100%),那么 0-10 将表示磁盘的前 25GB,10-20 将表示磁盘的后 25GB 部分,如此一直到全部 250GB(即 100%)。

您的 HDD 性能不会随着时间的推移而下降,而会由于磁盘的“旋转效应”引起的物理效应而下降(这不会发生在您的 SSD 上)。硬盘的第一个 0-10% 区域对应于磁盘的外部区域,这可以提高读取速度,因为与磁盘的内部区域(例如磁盘的最后 90-100%)相比,此区域的线性速度更高。这给人的印象是硬盘的性能从第一个磁盘扇区到最后一个磁盘扇区都在下降(实际上确实如此,正如您在第一张图片中看到的那样),因为所有 SSD 都基于随机存取存储器,SSD 的所有可用“区域”都具有相同的速度和访问时间,这对应于整个磁盘的线性性能。这也解释了为什么操作系统通常使用硬盘的第一个“区域”和第一个磁盘部分……例如,如果将 Windows 安装在最后一个扇区上,那么它的启动速度会更快,磁盘 I/O 也会更好。

PS:正如您在第一张图片上看到的,当比较第一个扇区和最后一个扇区的读取速度时,硬盘的性能通常会损失 40% 到 50%。

参考:

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答案3

上面的答案很好,但是对外圆柱与内圆柱上扇区的角度大小的概念很少。

答案:分区位记录 (ZBR)是原因。因为 内轨道具有更大角度尺寸的扇区,因此当磁盘以恒定的角速度(rpm)在磁头下转动时,它们需要更长的时间来读取。

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详情:您对磁盘一无所知,作者:Dave Anderson,2003 年 6 月 1 日

... 给定区域内的所有磁道都具有相同数量的扇区。但是,靠近磁盘外径的区域中的磁道可能比靠近同一磁盘内径的区域中的磁道多 50% 的扇区。这对于 3.5 英寸驱动器来说是正确的。ZBR 提供的优势因介质大小而异,并且取决于记录带外半径相对于内半径的相对大小。当今的驱动器通常有 15 到 25 个区域。ZBR 增加了巨大的价值:在 5.25 英寸驱动器(ZBR 首次出现时流行的外形尺寸)中,无需额外材料成本即可实现 25% 或更多的容量。它迫使行业采用更智能的界面 - 这种界面可以隐藏 ZBR 的复杂性,同时通过将几何形状和坏块缺陷问题也纳入驱动器中来隐藏这些问题。...

答案4

您的硬盘以恒定速率旋转,7200RPM 或其他。基准测试从磁盘外部开始,那里的半径较大,因此线速度较快(1/120 秒内旋转一次的距离较大(与半径成比例),因此在该时间段内读取的位数较多),而在磁盘内部,半径较小,因此对于相同的角距离读取的位数较少(1/120 秒内旋转一次,半径较小意味着扫过的圆周较小,因此读取的位数较少。

假设外半径约为 2.8 英寸,内半径为 1.6 英寸(由于主轴损失、额外的对齐空间、着陆区),内部的性能损失约为 1.8 倍。

请注意,抖动是由系统负载抖动或电缆上的噪声等因素引起的。

此外,针对 SSD 而不仅仅是硬盘,它有一个电子连接网络(而非机械的),因此唯一的延迟是线路(在实际内存中)延迟,并且访问以块为单位“扫描”数据,保持速度和比特率恒定,仅受电路限制。

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