计算性能过剩？实测CPU对SSD性能影响

    泡泡网固态硬盘SSD频道2月1日 相比传统机械硬盘（HDD），固态硬盘（SSD）一起出色的持续读写速度而出类拔萃，虽然长期饱受性价比的煎熬，但依然获得了不少中高端用户的青睐，即使是入门级市场也迎来了冰山解冻期。

    除了性价比，SSD相比HDD有太多的领先优势：极速读写性能、超低功耗省电、防震抗摔等，这些对于存储设备都非常重要。当然SSD由于采用NAND Flash的缘故，在耐久度等方面还有待考验，不过理论使用时间对于普通用户来说也足以满足需求。

    我们普遍共识的SSD“快”的感觉，一般来说是快速的持续读写速度带来的，实则并不尽然如此。我们知道在早期HDD时代就已经确立了4KB为基准的模块存储，SSD现在也沿用了4KB模块化存储，简而言之，存储设备内部是以4KB为区块进行数据存储。于是数据流就被分割成若干4KB模块，而不足4KB的数据则单独占用一个4KB存储模块。

    知道了4KB模块后，我们就可以很容易的明白，存储速度快就是4KB存储模块的填充进度的快慢，从这一个角度来看4KB持续和随机读写，基本是衡量存储模块的最重要指标了。无论是在系统启动还是应用程序运行状态，计算机都在繁忙的进行着数据的搬运工作，4KB持续和随机读写的快慢就直接导致了用户在这些体验上的偏差。

    在进行数据读写时CPU都需要调用线程来完成，繁重的4KB读写自然会对CPU造成一定的依赖关系，于是存储设备的快慢不仅仅与存储设备（SSD、HDD）有关，还与CPU有一定的关系，当然还有内存等因素。

    而在每一次的存储设备发布时，特别是以性能称道的SSD屡见不鲜，我们都能看到各大网站给出的存储设备性能测试成绩，基本是以大文件持续读写以及4K随机性能作为衡量产品性能的标准，例如ATTO Disk Benchmark、AS SSD、CrystalDiskMark、IOmeter等成绩表，但是结果都有一定的偏差，除了误差，测试平台也会产生一定的影响，一下的内容我们就来简单的讨论下CPU对存储设备的性能影响。

    而本文选取了SSD测试使用比较多的AS SSD、CrystalDiskMark来测试存储设备的4KB读写性能，测试的存储模块我们自然选择了SATA 6Gbps SSD，来自OCZ最新的VECTOR 256GB。

    CPU方面我们选用了Intel上一代旗舰Core i7 2600K，放眼现今性能表现依然不错。为了全面的反应CPU规格对SSD性能（4KB读写）的影响，测试时将CPU设置为单核、双核、四核三组，并且每组还测试了1.6GHz、3.0GHz和4.5GHz的读写性能成绩。

    首先进行的是AS SSD读写性能测试，测试成绩我们仅选取了4KB随机读写数据。

    从上图可以看出随着CPU的频率提升，SSD的4KB读取和写入都得到了显著的提升，倒是CPU核心数的增加并未对SSD的读写性能造成实质的影响。

    接下来的CrystalDiskMark的测试也只选取了4KB随机读写成绩。CrystalDiskMark整体成绩比AS SSD表现要好一些，4.5GHz时4KB读写分别达到了约31MB/s和77MB/s的水准。不过依然遵循了CPU频率随性能变化的规律，另外CPU线程对SSD的4KB随机读写也基本没有影响。

    为了进一步了解CPU线程对SSD 4KB读写性能的影响，接下来我们加入了一组四核超线程开启和关闭的成绩（前文单核、双核、四核测试超线程均开启）。

    从AS SSD、CrystalDiskMark两项测试来看，无论是超线程开启还是关闭基本对SSD 4KB随机读写性能没有任何影响，综合上面测试的单核、双核、四核的成绩表现，我们基本认定SSD 4KB随机读写性能只与单线程的性能相关。

    为了验证SSD 4KB存储与线程之间的关系，接下来我们进行了单核心、双核心、四核心（均关闭超线程）的实际4KB（大量4KB小文件）持续读写测试（核心频率都设置为3.0GHz）。

读取测试

写入测试

    首先进行的单核心测试中，我们可以看到无论在读取还是写入过程中CPU占用率都非常高，分别为100%和98%。

    接下来的双核心测试中，读取和写入测试中CPU占用率分别为52%和50%。

    最后的四核心测试中，实际4KB读写测试CPU占用率分别为25%和27%。

    从以上的测试我们不难看出：无论是读取还是写入测试，浏览器调用的线程都只有1个，得出单线程100%、双线程50%、四线程25%左右的占用率。

    结论：

    从以上一系列的测试基本可以得出SSD的4KB读写性能只与单个CPU核心的性能相关联，其中频率影响非常大，随着CPU频率的提升，4KB读写性能可以得到显著的提升，只与瓶颈在什么时候出现，目前的处理器恐怕都无法达到这样的单核性能。

    由于系统负责数据传输的单一线程，这直接导致在4KB负载测试出现性能瓶颈，这也导致目前的SSD 4KB读写性能无法得到完全发挥，如果要想完全发挥SSD的性能还得需要更为强劲的CPU，或者是未来新的操作系统支持多线程数据读写。

    值得注意的是读者在看SSD的评测时，还需要需阅读测试平台的CPU规格参数，以甄别SSD性能的大致表现，以利于不同SSD性能的比较，当然除了SSD本身、CPU规格，影响SSD性能发挥还有很多因素，如主板SATA控制器、内存等都会影响到SSD性能的发挥。■<