您現在的位置是:首頁 >綜合 > 2021-05-24 16:54:50 來源:
綜合IT:你U盤的速度為何那么慢
手機電子產品一些功能和系統操作方式越來越完善,同時也越來越復雜很多小伙伴一頭霧水,最近一段時間你U盤的速度為何那么慢的消息也是引起了很多人的關注,現在大家都想要了解你U盤的速度為何那么慢,為此給大家針對你U盤的速度為何那么慢這樣的問題做個詳細介紹。
SSD主控都用上優盤速度有多快?
優盤隨著USB3.0接口、更低的價格迅速普及,同時它的讀寫速度首次超過臺式機硬盤,突破200MB/秒。這位SSD固態硬盤的近親,天生基因優越,甚至于,它直接采用SSD主控和閃存。這就很好理解它的速度為何能甩開機械硬盤。同時,新的問題擺在我們面前,它真的那么快么?
世界上最快的優盤有多快?
當今世界最快的優盤數上月發布的閃迪CZ88,讀取260MB/秒、寫入240MB/秒的速度傲視群雄,但是優盤中的佼佼者尚且勉強超出USB3.0的一半速度。為何優盤始終未能完全發揮USB3.0的速度。
采用SSD主控的1TB優盤
世界上最大容量的優盤是金士HyperX駭客系列1TB優盤,它的讀寫速度僅稍遜于閃迪CZ88。而它卻是一塊SSD做出來的高速優盤,正當家用SSD的讀寫速度接近SATA3.0極限速率的時候,這款1TB優盤僅達到USB3.0的一半速度。
毫無疑問,作為存儲產品的優盤,它首先強調大容量。當優盤的容量越來越大,我們必然對它的讀寫速度有更高的要求,以提高傳輸效率。本文將探討USB3.0優盤的速度里那些秘密、以及優盤行業的潛規則。
優盤和SSD的異同:主控天壤之別
固態硬盤的工作原理和優盤類似,兩者均具備有主控、閃存以及必要的供電線路。但是為什么優盤的速度卻無法和SSD固態硬盤相比?原因在于它們的主控和閃存有區別。
1、主控:USB3.0和SATA模式南轅北轍
優盤是SSD近親,兩者接口完全不一樣
我們網友使用的SSD采用SATA接口主控,而絕大部分優盤采用USB接口主控。部分廠家將SSD主控移植到優盤來獲取更高的讀寫速度,它還需要加裝SATA橋接USB轉換芯片,否則SSD主控是無法直接使用到優盤。
2、限制:橋接芯片導致主控性能衰減
閃迪CZ80 32GB優盤拆解
我們以市面上性能最強之列的金士頓DTWS 32GB優盤為例,它采用SF2241 SSD主控,理論上可達到500MB/秒的讀寫速度。但是這款優盤在實際應用時,其讀寫速度為250MB/秒。
原因在于金士頓DTWS 32GB優盤的“SATA橋接USB主控”,它的運算能力遠遠沒有SF2241那么強,導致金士頓DTWS 32GB優盤的帶寬速度打了折扣。
3、性能:原生USB主控不及SSD主控一半
世界上最快的優盤也達不到SSD一半速度
SSD主控廣泛采用運算能力強悍的32bit ARM架構甚至CPU級別的RISC架構,而原生USB接口主控為了控制成本,采用更為簡單指令集架構,并且位寬也降低到8-16bit,這就導致它的運算能力遠不如SSD主控。
以目前已知性能最強的閃迪CZ88 128GB優盤為例,其讀寫速度高達260MB/秒、240MB/秒,均不及性能較好的SSD主控。
編輯點評:優盤的性能好壞,主要取決于主控。無論是原生USB3.0主控方案,還是SSD主控搭配橋接芯片方案,它們的性能表現只能說比機械硬盤強悍,但遠不如SSD。
主控的靈魂:算法決定速度/壽命
主控是SSD、優盤的核心部件,直接決定兩者的整體性能。而主控必須具備邏輯算法才能讀寫數據、擦除數據恢復性能。目前主控分為壓縮算法和非壓縮算法兩大派系。
兩種算法的最大區別:
兩種算法的最大區別在于寫入放大比率。①壓縮算法主控對數據進行識別,處理器針對“壓縮型數據”根據一定比例壓縮,然后將壓縮好的數據寫進閃存,有利于降低閃存的數據寫入量;②非壓縮算法主控則不區分數據類型,對閃存直接寫入數據,對閃存的壽命有較高的要求。
壓縮算法主控特點:
壓縮算法主控代表:SF-2241
優點:壓縮算法主控有利于延長閃存的使用壽命,針對壓縮型數據,它能表現出較高的性能水準。廠家可制造小容量版本的高速優盤,在使命壽命和讀寫速度尋找平衡點。
缺點:一旦運算非壓縮型數據,除了耗費時間識別數據類型,最后還需要將數據強行寫入閃存,占用主控運算資源,性能下降。
非壓縮算法主控的特點:
非壓縮主控代表:Marvell 88SS9187
優點:通吃壓縮和非壓縮兩種類型數據,基本保持原汁原味的讀寫性能。它更適合對SSD性能有嚴格要求的家用領域,部分高端大容量優盤采用此類主控。
缺點:整體方案成本高,對閃存的品質具有十分高的要求,對閃存使用壽命無實質幫助。因此這類優盤沒有較小容量版本,否則以動輒200MB/秒的寫入速度,將輕易揮霍16GB-32GB優盤的容量壽命。
非壓縮和壓縮型主控誰更快?
閃迪CZ88堪稱性能霸主它沒有小容量版本
假設非壓縮主控方案(簡稱F方案)的寫入1MB數據用時為1秒;壓縮主控方案(簡稱Y方案)寫入同樣1MB數據時,先壓縮用了0.5秒,但是壓縮后只有0.3MB了,寫入0.3MB用了0.3秒,那實際使用時間總共就是0.8秒。
因此寫入的這1MB數據是否可壓縮,可壓縮的程度對Y方案影響很大,越是可壓縮的話就越比Y方案速度快,越是不可壓縮就反而比F方案要慢了。
編輯點評:通過優盤的算法設計比較,①非壓縮算法主控在各個容量均能有較好的性能表現,但是它較少出現32GB這類小容量;②壓縮算法主控在大容量版本有較好的性能表現,小容量版本需要在使用壽命和讀寫速度進行平衡銜接。
解析SSD主控優盤源自壓縮算法
金士頓DTWS 32GB優盤拆解分析:
ZOL評測中心曾對金士頓HyperX 512GB駭客優盤進行評測,它的超大容量讓廠家無需過于顧忌閃存的使用壽命,因此它的寫入放大比率較高,賦予優盤較為完整的性能。在本文,我們將對它的小兄弟--金士頓DTWS 32GB優盤進行拆解分析:
金士頓DTWS 32GB優盤拆解
這款高速優盤采用SATA3.0 6Gbps接口的SandForce SF2241壓縮算法主控,然后通過Fujitsu(富士通)USB3.0-SATA Bridge LSI轉換芯片進行橋接,最后通過USB3.0進行數據交互。
較小容量的32GB優盤采用壓縮型主控,廠家如何在使用壽命和讀寫速度進行平衡,我們將用兩款壓縮/非壓縮型數據軟件對這款優盤進行測試:
壓縮算法/速度測試:
ATTO Benchmark測試成績
ATTO Disk Benchmark是一款壓縮型數據的速度測試軟件。金士頓DTWS 32GB優盤讀取速度達到255.6MB/s,最大寫入速度達到250.2MB/s。它采用的主控類型以及算法設計,決定它擅長壓縮型數據的運算和傳輸。
非壓縮算法/速度測試:
CrystalDiskMark測試成績
CrystalDiskMark是一款具備非壓縮型數據的速度測試軟件,金士頓DTWS 32GB優盤讀取速度達到195MB/s,寫入速度達到39.15MB/s。它處理非壓縮型數據,需要一定時間的進行識別/轉換,因此其讀寫速度有不同程度下降。
舉例分析:假設1MB數據文件,金士頓DTWS 32GB優盤通過SF2241主控的強大運算能力,壓縮成0.5MB寫入閃存,這等于間接延長閃存的容量壽命。如果這1MB文件的數據類型,決定這款優盤的速度快慢。
編輯點評:金士頓DTWS 32GB優盤屬于典型的優盤解決方案,甚至是這種方案的極致。大部分USB3.0優盤,尤其是那些動輒百余兆/每秒的高速優盤,它們采用壓縮型主控,同時廠家通過算法控制寫入放大比率,這就是為何優盤用起來感覺沒那么快的原因。
總結:優盤速度越快死得越早?
在優盤行業流傳一句至理名言:“速度越快,死得越早”。一塊偽劣的山寨32GB優盤,以150MB/秒寫入數據,不到4分鐘滿載,我們確實得擔心它寫多少輪數據之后會廢掉。實際上優盤的讀寫速度和閃存容量成正比。
閃存芯片:我不是磁盤我有P/E壽命
英特爾原廠閃存(3000 P/E)
基于閃存芯片的優盤和傳統機械硬盤有很大不同,它是半導體而非磁盤,因此它具備有限循環使用的貫穿壽命,我們稱之為P/E次數,1 P/E代表閃存的一次擦寫。
不是秘密:閃存品質其實不高
普通優盤采用的閃存品質較次
普通USB3.0優盤的速度為何慢的另外一個重要原因,使用低等級的MLC閃存或者原本TLC閃存,其P/E使用壽命充其量僅數百次。閃存廠家對一些性能或者壽命有瑕疵的芯片,以較低的價格流通到閃存交易市場,用于制造優盤甚至SSD。
什么廠家能造高速USB3.0優盤?
優盤的山寨要素:成本低廉、銷售快捷、結構簡單
不少網友擔心偽劣的高速優盤出現,誠然優盤的制造門檻低,不過高速優盤的高制造成本,較長的銷售周期打消不少非法廠商的山寨念頭,而通過低成本部件制造的所謂高速優盤,速度乏善可陳,甚至稱不上高速優盤。
全文總結:高速優盤技術目前掌握在少數幾家諸如閃迪、東芝、金士頓等移動存儲巨頭。它們不惜成本制造、研發原生高速USB3.0主控,或將SSD作為優盤來制作,這些優盤的讀寫速度郝然在200-260MB/秒之列。
而更多的主流USB3.0優盤,廠家出于大批量生產、控制成本、節能等原因,它們所采用的主控和閃存并沒有高端優盤那么有性能和品質優勢。
這些主流優盤的閃存等級處于最底層。廠家等待更大容量的閃存容量來提升優盤壽命,而優盤壽命對讀寫速度快慢有十分重大的影響,充足的優盤使用壽命是保證讀寫速度的基礎。這些主流優盤的讀寫速度已推進到100-180MB/秒之間。