SSD空间占用率对读写性能影响多大，附Lexar NS100 对比测试    

在绝大多数的SSD评测中，不管是SATA SSD还是M.2 SSD，你经常可以看到的内容就是，直接搭配几个测速软件，选择个1G，3G，5G来直接进行测试，但是这并不代表我们实际应用的场景？为什么？因为实际的使用场景下，SSD肯定存储大量的文件，比如文档、照片、游戏、视频等等，往往导致存储空间会剩余很少，而此时有些品牌型号的SSD会出现读写性能大幅下降的问题，为什么？

掉速的原因是什么？

4K没对齐？

Trim指令没启用？

主控芯片原因？

存储颗粒问题？

温度过高？

…………

对于4K对齐这个问题，如果使用WIN7以上的系统，通过“磁盘管理”选项来格式化、创建分区，那么4K扇区是自动对齐的。另外如果原版Windows系统安装过程中，对SSD进行格式化后也是4K扇区对齐的。

格式化后的SSD，Trim指令默认正常启用的。如果担心有无开启，可以在命令提示符窗口页面中输入“fsutil behavior query disabledeletenotify”并回车进行查询即可。如果返回数值显示为0，那么说明成功开启TRIM功能。

这里有个小问题，以这块512G的SATA SSD Lexar NS100为例，在系统中进行格式化SSD时，会看到一个提示框，也就是磁盘分区形式是选择MBR(主启动记录)还是GPT(GUID分区表)。但MBR和GPT有什么区别？如何选？对于读写性能有多大差异？

MBR=Master Boot Record即为“主驱动记录”，是存在于磁盘开始部分的一个特殊启动扇区，这个扇区包含了已安装的操作系统系统信息，并通过一小段代码来启动系统。如果MBR的信息损坏或误删会直接导致无法正常启动Windows，一般通过相关引导修复工具进行修复即可恢复正常启动系统功能。

GPT= GUID Partition Table，即“全局唯一标识磁盘分区表”，使用UEFI启动的主流磁盘组织方式，兼容性更好。

两种形式的区别在于两点，

一是作为系统启动盘，GPT分区需要UEFI+BIOS启动，需要搭配64位系统，有别于传统的BIOS+MBR启动方式

二是MBR最大支持2.19TB，可以识别到划分4个主分区或3个主分区+1个扩展分区，而GPT理论上是无限制的。

至于两种磁盘分区形式对实际的读写性能有无影响，结合自己同一块SSD的实际使用对比，会有差异，但是这与你的硬件配置和系统有直接关系，对于WIN10系统而言，直接选择GPT分区格式即可。

对于SSD温度过高这个情况，在实际使用中并未遇到超过50度的情况(AIDA64)，不管是作为系统盘连续使用4小时以上，还是作为存储盘连续游戏2小时，这个部分与SSD自身散热设计有直接关系。SATA SSD内部的PCB板其实很小，占据了很小的的空间，一般是搭配金属材质的外壳来实现物理散热。M.2 SSD常见的就是搭配石墨烯或是散热硅胶+金属外壳来进行散热，品牌类SSD一般来说很少会因为温度过高导致读写性能大幅下降到问题。

那么SSD降速与哪些因素有关？主控芯片、存储颗粒类型和固件。

目前常见的主控芯片有哪些？就是慧荣、群联、Marvell、三星、瑞昱这几大家族，涵盖了市面上中低高端不同品牌的SSD。SSD主控其实也就是中央处理器，有基于ARM架构的，也有基于RISC架构的，用途上一是负责连接闪存芯片和外部SATA接口里实现数据上的中转；二是执行内部各项指令并确保准确完成指令，比如trim、CG回收；三则是合理分配不同数据在对应闪存芯片上的负荷，确保所有闪存颗粒均可以在适当负荷下正常工作，同时协调和维护不同区块存储颗粒之间的互通协作。

存储颗粒就是闪存的部分，以固定的区块为单位来存储数据。SSD中最为常见的存储颗粒就是NAND闪存颗粒，具备低功耗、低价格和更好性能的特性。NAND闪存颗粒分类了很多种，比如SLC（单层次存储单元）、MLC（双层存储单元）、TLC(三层存储单元)等，在读写次数、使命寿命以及价格上有明显的区别，其中MLC颗粒固态硬盘已经基本退出市场。目前SSD上最为常见的存储类型就是TLC 3D NAND，其中3D NAND（多层数存储）属于新型闪存类型，通过垂直堆叠多层数据存储单元来大幅提升存储容量，同时也一定程度上提升了性能和TLC的寿命，目前应用上较为常见的是64层3D NAND。

SSD固件是确保以及提升SSD性能的重要部分，这是为什么一些品牌的SSD有提供驱动管理软件的一个原因。简单来说固件直接关系到最终的读写性能，固件的更新往往是算法上的更新，算法的部分会关系到写入平衡、错误校正码（ECC），坏块管理，垃圾回收等等，这也是为什么同一主控和相同颗粒的两款产品，不同版本的固件会导致使用寿命和读写性能上有所差异的原因。

有人可能会说除了上面三个部分，还忽略了一个重要部分，那就是接口。对，目前SSD的主流接口就是SATA 3.0、M.2、PCI-E三种，SATA与M.2或PCI-E会在通道上有所区别，通道不同带宽也不同。但是这里没提接口部分的原因，就是因为目前主流的SATA 3.0通道最大传输速度为6Gbps，结合自己使用过的几款SSD，实际最大速度约为560MB/s上下，与主板有直接关系，属于外在影响因素。

下面搭配这款512G的SATA SSD雷克沙Lexar NS-100进行点评。对于雷克沙Lexar这个牌子，给个人的感觉就是对标的鱼竿厂，为什么？鱼竿厂一直主打的是低价，以此来打开更大的市场，而当前的雷克沙Lexar SSD价格也低，而且主打性价比，不过实际的体验如何呢？

雷克沙Lexar NS-100标称的是512G，在电脑端实际看到的存储容量是476.94G，接近于480G，可以看作是真正意义上的480G SSD产品。雷克沙Lexar NS-100提供了三年有限质保的售后服务，机身材质也是铝合金，搭配磨砂喷涂工艺处理，供电电流提升到了5V~1.6A。

雷克沙Lexar NS-100(512G)采用的也是主流64层TLC 3D NAND，主控部分采用的是Lexar DM918，看起来像是自家的主控，至于实际的读写性能如何，官宣的读取性能为550MB/s，写入性能部分未标明，那么接下来看看实际的读写性能。

开始前简单提一下这个官方驱动，也就是Lexar SSD Dash，目前主要的功能就是查看磁盘信息和进行擦除，暂时没有固件升级的功能，也没有有关提速相关的设定，所以下面的测试数据与这款驱动管理软件关系不大。

先来看看CrystalDiskMark(V6.1.0)下的性能读写情况。这里有个细节的部分就是，选择了2G和8G分别进行三次测试，各自选择三次数据中顺序读取数据最低的一组，因为这样更有参考意义。为什么选择2G和8G，原因就是某些SSD随着选择1G，2G，8G等不同参数时，会随着参数的增大而导致读写数据的大幅降低。多一组测试结果，就会多一份参考。

来看看读取性能的变化，整体而言确实2G参数设置下的读取性能更高些。差异比较大的部分是第二组数据，也就是4KiBQ8T8所对应的数据，相差达到了34.1MB/s，其他的数据差异相对而言并不大。

写入性能上整体差异并不大或数据一致，有差异的地方仍旧是4KiBQ8T8所对应的数据。

下面继续搭配另一款软件进行测试AS SSD，软件不同，测试结果上也会有所不同。在参数也是选择了两组，一组是3G，一组是10G，分别测试三次，这里直接取得分最低的一组。

先来看读取的部分，相对而言，整体上确实是3G下的读取性能要略微占优，两组数据在三次测试下的连续读写性能和访问访问时间基本一致，差异的地方主要就是4K部分。

相比于读取性能，3G与10G参数设置下的数据差异要更为明显些，顺序写入相差将近90MB/s，访问时间超过了2秒。

那么如果让SSD空间占用率93%以上，此环境下的读写性能如何呢？会不会出现速率上的大幅下降？

同样是搭配上面的两款软件CDM和AS SSD。CDM的部分仍旧选择了2G和8G分别进行三次测试，各自选择三次数据中顺序读取数据最低的一组。 直观上第一印象仍旧是顺序读写性能上并没有太大变化，而4KiBQ32T在8G参数设置下的读取性能确实提升最大得部分。

下面结合空盘状态下的数据进行对比总结。从下图可以看到，

一是顺序读取性能上与2G、8G参数设置关系不大，与硬盘空间状态关系不大，测试数据很坚挺，都停留在了564MB/s上。

二是8G参数设置下，4K相关的数据结果一致，与硬盘空间状态关系不大。而2G参数设置下，只有4KiBQ8T8两组数据一致，其他另外两组有明显差异。

相比于上方读取性能上的表现，不管是2G、8G参数设置，还是硬盘空间不同占用率的情况下，写入性能上整体差异并不大，并没有出现太大的数据波动。

从以上可以看到，Lexar NS100在顺序读写性能上，并不会随着参数的修改和存储空间占有率的变化而出现大幅变动，整体的读写性能上较为平稳。

再来看看AS SSD的测试结果，毕竟软件不同，测试结果上也会有所不同。在参数仍旧是选择了两组，一组是3G，一组是10G，分别测试三次，这里直接取得分最低的一组。从对比来看，3G参数设置下的连续写入性能有了明显降低，10G参数设置下连续写入性能有了明显提升，但对应4K-64随机的得分有了明显的下降

继续来对比空盘状态的测试结果，从下图可以看到，

一是不同参数设置下，不同空间占用情况下，顺序读取数据结果基本一致。

二是3G参数设置下，全部测试数据结果基本一致。

三是10G参数设置下的访问时间都到了0.2秒，与空间占用率关系不大。同时10G参数设置下的4K相关测试数据均低于3G参数设置下的4K相关测试数据。

从下图可以看到，在连续写入性能上，

一是3G与10G参数设置下，在不同存储空间占用率的情况下也有较大的波动。比较意外的是，高空间占用率+10G参数设置下的顺序写入性能，明显高于空盘状态+10G参数设置下的顺序写入性能，顺序写入相差将近80MB/s。

二是访问时间与参数设置有关，与空间占用率关系不大。

三是4K测试数据在不同参数、不同空间占有率下的差异并不大。4K-64随机所对应的测试数据，差异明显的部分是10G参数设置下的数据。

从搭配AS SSD的测试情况来看，不同参数设置、不同硬盘占用率下，连续读取性能变动不大，但是连续写入性能上会有所变化。

不过上面只是理论测试的部分，实际的测试结果如何呢？下面搭配FastCopy进行对比说明。为了更好的体现真实的使用场景，这里选择了个人日常四种文件进行测试说明，一是单个10G以上的4K视频文件，二是多个100M左右的视频视频，三是多张单反照片，四是多个1G左右的压缩包。E盘为Lexar NS100，D盘为其他SSD，由于D盘为其他老旧SSD品牌，所以文件从E盘写入到D盘的数据部分仅供参考，因为数值偏低。

先来看看空盘状态下的读写性能。这是文件从E盘拷贝到D盘的性能表现，单个12G左右的4K视频传输性能为128.7MB/s，共计5G左右的24个视频文件的传输性能为199.5MB/s。

14G左右共计15个压缩包的传输性能为114.9MB/s，共计5G左右的437张图片平均传输性能为153.1MB/s。

再来看看文件从D盘写入到E盘的传输性能。单个12G左右的4K视频传输性能提升到了353.2MB/s，共计5G左右的24个视频文件的传输性能为365.6MB/s。

14G左右共计15个压缩包的传输性能为363.3MB/s，共计5G左右的437张图片平均传输性能为300.5MB/s。

再来看看磁盘使用率95%环境下的传输性能表现。这是文件从E盘拷贝到D盘的性能表现，单个12G左右的4K视频传输性能为119.2MB/s，共计5G左右的24个视频文件的传输性能为188.6MB/s。

14G左右共计15个压缩包的传输性能为122.6MB/s，共计5G左右的437张图片平均传输性能为208.5MB/s。

这是读写性能。再来看看文件从D盘写入到E盘的传输性能。单个12G左右的4K视频传输性能提升到了360.8MB/s，共计5G左右的24个视频文件的传输性能为364.4MB/s。

14G左右共计15个压缩包的传输性能为364.4MB/s，共计5G左右的437张图片平均传输性能为298.2MB/s。

下面用一张图进行对比总结，文件从E盘写入到D盘定义为读取，文件从D盘写入到E盘定义为写入。从直观的对比来看，在空盘和存储大量文件的情况下，不管是什么内容，写入性能稳定，而且几乎差异不大。其中压缩包、视频的写入性能都在360MB/s以上，437张图片的传输性能相对低一些，但是也基本在300MB/s左右。至于读取性能部分，因为老旧目标盘SSD自身的问题，感觉点评的意义不大。

正常来说应该是同一品牌同一型号的SSD搭配测试的数据会更有意义，不过从结果来看，除了图片传输部分的数据差异最大外，而且这个208MB/s是这八组读取数据中最高的，相比之下其他三组数据在读取性能上差异不大。

以上就是结合雷克沙Lexar NS100 SSD简单对空盘和红盘两种实际的场景下，搭配不同测试工具和文件所进行的一个对比，从以上的结果可以看到，

一是理论测试结果不等于实际测试结果。

二是作为采用自家主控芯片的雷克沙Lexar NS100 SSD，在实际的读写性能上较为稳定，不会随着SSD空间填充大量数据而出现速率明显下降的情况。