我们都知道固态硬盘（SSD）速度很快，但我们也知道它的速度只能维持一段时间。SSD会随着写入操作而损耗，损耗速度因NAND闪存类型、写入数据量和数据类型等因素而异。对SSD损坏或老旧SSD性能下降的担忧，阻碍了许多人升级到固态硬盘。对于消费者来说，理解SSD的耐用性很困难，因为就像手机通话时长一样，我们大多数人并不清楚自己每天写入多少数据。因此，计算SSD的写入/擦除周期数来评估其使用寿命的概念，对他们来说相当陌生。为了帮助SSD买家和现有用户更好地了解SSD的寿命和耐用性，我们对一块Patriot Wildfire SSD进行了近一个月的持续写入测试，并在写入270TB数据后对其进行了基准测试，最终完成了本次评测。在本评测中，我们将考察当一块 120GB LSI SandForce SF-2200 固态硬盘的剩余寿命降至 21% 时，其性能会随时间发生多大变化。
当谈到随时间分析闪存存储介质的性能时，重要的是要认识到 SSD 会随着 NAND 的磨损而发生变化。当我们谈论这种性能变化时，它不是来自垃圾收集、启用 TRIM，甚至不是稳定-state 使用，而是围绕闪存在接近其编程/擦除（P/E 周期）限制时如何降级。 对于这个使用 5,000nm Toshiba MLC Toggle NAND 的特定驱动器，限制约为 32 个 P/E 周期。
为了展示固态硬盘老化过程中这些变化，我们选取了一块120GB的Patriot WildFire固态硬盘，将其剩余寿命降至21%，并写入了270TB的不可压缩数据。随后，我们对其进行了安全擦除，使其恢复到接近全新“出厂”状态进行测试。在此期间，我们还更新了固件，以解决SandForce蓝屏漏洞带来的可靠性问题。固件版本从最初评测的319A升级到了最新的332A，但332A并没有提升性能。
合成基准
开箱即用，Patriot Wildfire 列出的速度最高为 555MB/s，读取速度为 520MB/s； 正好在 SATA III 接口的上限。 为了解写入密集型时间段后性能如何趋于平稳，我们使用 IOMeter 进行 2MB 顺序传输测试来衡量该驱动器的直线性能。 这些测试只持续几分钟，着眼于持续的爆发速度，但没有进入稳态。
大块传输的性能在很大程度上保持不变。 对于可压缩数据，2MB 的峰值读取速度下降了 5MB/s，但考虑到不可压缩的性能，驱动器的写入速度实际上提高了 9MB/s。
切换到随机传输，我们的下一个测试在 IOMeter 中保持相同的 2MB 传输大小，但从顺序工作负载变为随机工作负载。
在这个领域，不可压缩的速度基本保持不变，而对于不可压缩的数据，老旧的 Patriot Wildfire 在写入速度方面仍然领先 5MB/s。
过渡到小块传输下一个测试也会使用 IOMeter 来查看 4K 随机性能。
通过小块随机传输，写入容量为 270TB 的老式 Patriot Wildfire 在所有方面都更快，以不可压缩和可压缩的随机读写速度提升。 使用可压缩数据时，旧驱动器的速度提高了 6.4%，而考虑不可压缩的性能时，它仅提高了 0.7%。 对于进入使用寿命这么远的驱动器来说，还不算太破旧。
保持 4K 随机传输测试，我们看看在不断增加的工作负载下的性能。 这模拟了一个多线程工作环境，队列深度从 1 扩展到 64。
磨损的 Patriot Wildfire 一直领先于新的“开箱即用”Patriot Wildfire，一直到更高的队列深度，峰值为 55,000 IOPS，而新的为 44,000 IOPS。
4K 随机写入速度是一个有趣的变化，它要么是最近与稳定性相关的固件更新之一的未公开好处，要么是随着 NAND 开始进入而从驱动器中发生的变化。整体性能得到改善并变得更加强大不可压缩和可压缩数据的随机 4K 写入工作负载在较高队列深度下稳定。
我们的下一个测试着眼于队列深度为 4 的驱动器延迟。 在此测试中，我们不仅要查看平均响应时间，还要查看峰值延迟是否随着驱动器磨损的增加而发生变化。 平均延迟随着随机 0.0478K 写入性能的提高而下降，重复数据从 0.0510ms 磨损到 0.0499ms 新，随机数据从 0.0503ms 磨损到 36.58ms。 随着接近其生命周期的结束，峰值延迟也有所下降，新的峰值延迟速度为 45.20 毫秒，而开箱即用为 XNUMX 毫秒。
使用带有不可压缩数据的 CrystalDiskMark，我们开始看到新 SSD 与旧 SSD 之间更明显的差异。 CrystalDiskMark 显示出较慢的顺序和随机 512K 写入速度，从新时的 253MB/s 下降到磨损时的 183MB/s。尽管如此，它仍然显示磨损模型具有更高的随机 4K 写入速度。
我们的最后一组综合基准测试着眼于涵盖服务器配置文件的混合高队列深度工作负载。 这些测试从 1 的队列深度扩展到 128 的队列深度。我们在这方面可以看到的最大变化是，在恒定的混合读/写工作负载下，时钟上 270TB 的 Patriot Wildfire 的性能终于开始下降下降，特别是不可压缩的数据速度。 具体来说，在我们的数据库和工作站配置文件中，性能在队列深度为 8 左右时显着下降。文件服务器和只读 Web 服务器性能在两种数据配置文件下基本保持不变，磨损的 Wildfire 的性能在队列深度超过 64 时出现一些漂移.
真实世界的基准
第一个真实测试是我们的 HTPC 场景。 在此测试中，我们包括：在 Media Player Classic 中播放一部 720P HD 电影，在 VLC 中播放一部 480P SD 电影，通过 iTunes 同时下载三部电影，以及通过 Windows Media Center 在 1080 分钟内录制一个 15i HDTV 流。 具有较低延迟时间的较高 IOps 和 MB/s 速率是首选。 在此跟踪中，我们记录了写入驱动器的 2,986MB 和读取的 1,924MB。
HTPC 跟踪性能保持不变，尽管磨损驱动器的平均延迟从 0.86 毫秒下降到 0.83 毫秒。
我们的第二个真实测试涵盖了生产力场景中的磁盘活动。 出于所有意图和目的，此测试显示了大多数用户在正常日常活动下的驱动器性能。 此测试包括：在办公生产力环境中运行 32 小时，运行 Outlook 2007 的 8 位 Vista 连接到 Exchange 服务器，使用 Chrome 和 IE2007 浏览网页，在 Office 4,830 中编辑文件，在 Adobe Reader 中查看 PDF，以及一小时通过 Pandora 播放两小时的本地音乐和额外的在线音乐。 在此跟踪中，我们记录了写入驱动器的 2,758MB 和读取的 XNUMXMB。
在生产力设置中，磨损的 Patriot Wildfire 的整体传输速度提高了 7MB/s，并且延迟数字从 0.82ms 下降到 0.79ms。
我们的第三个真实测试涵盖了游戏环境中的磁盘活动。 与 HTPC 或 Productivity trace 不同，这个在很大程度上依赖于驱动器的读取性能。 简单细分读/写百分比，HTPC 测试为 64% 写入，36% 读取，Productivity 测试为 59% 写入和 41% 读取，而游戏轨迹为 6% 写入和 94% 读取。 测试由预配置了 Steam 的 Windows 7 Ultimate 64 位系统组成，其中已经下载并安装了 Grand Theft Auto 4、Left 4 Dead 2 和 Mass Effect 2。 跟踪记录了每个游戏从一开始加载的大量读取活动，以及游戏进程中的纹理。 在此跟踪中，我们记录了写入驱动器的 426MB 和读取的 7,235MB。
与我们测量的生产力表现类似，游戏性能也有所提高，达到 2.35MB/秒，平均响应时间加快 0.01 毫秒。
能量消耗
虽然我们可以看到性能的变化，但在酷刑测试后测量功耗对我们来说也很重要。 在磨损的 SSD 上，可压缩和不可压缩数据的写入活动期间的功耗都下降了。 顺序读取功率使用量显着下降，从新的 3.51 瓦下降到破损的 1.84 瓦。所有其他活动大致保持不变，启动功率需求激增。
结语
当我们将 120GB Patriot Wildfire 开箱即用的新状态与被打得濒临死亡的状态进行比较时，结果非常令人印象深刻。 虽然这是一个单一的驱动器样本，但寻找主流 SSD 的消费者至少应该对这些结果感到满意。 剩余 20% 和 270TB 写入驱动器，在某些区域获得的性能在其他区域略有下降，但在一天结束时，驱动器仍以接近新的速度巡航。 我们还了解到，在某些使用配置文件下，即那些可能影响企业用户的配置文件，性能确实开始下降，并且在高队列深度下不可压缩数据。 使用 eMLC NAND，在将更多数据写入驱动器之前，不会接近这些类型的条件。
如果我们计算出 Wildfire 的五年预计寿命，这意味着即使我们现在停止使用 SSD，还剩 20%，写入的 270TB 相当于每天大约写入驱动器 150GB，超过每天写入一个完整的驱动器。 即使是最激进的消费者也不会差点惩罚这么糟糕的 SSD，如果您这样做，您可能知道这一点并且会接受少于五年的驱动器寿命。 该驱动器内的 NAND 类型也有所不同，使用 32nm MLC Toggle NAND，额定 5,000 P/E 周期，而 3,000xnm 为 2。
虽然不可否认样本量为 XNUMX，但随着 SSD 的采用增加，数据仍然很有趣且相关。 StorageReview 正在继续开发额外的耐久性测试，目标是向公众提供更多此类信息，以帮助更好地教育消费者有关 SSD 寿命预期的知识。
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