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SSD 的性价比这两年一直在提升，想在 Macbook Pro 上使用的 SSD 的用户也越来越多了。但买前做功课的人们大概都清楚，目前只有 Windows 7 支持 TRIM 命令，在 PC 上安装 Intel RST 9.6 后所带来的性能提升许多人应有体会。 苹果从未明示 Mac OS X 能否支持 TRIM 命令，而通过最近的系统更新，用户可以在 OS X 的系统配置中查看本机的 SSD 是否支持 TRIM，此举也引来人们的许多遐想……无论如何，理论上，操作系统支持 TRIM 显然比不支持的好，但似乎，苹果历来总有自家的「独门绝活」，还是看看 Bit-Tech 的评测是怎么说的吧。 
TRIM 和 SSD 的性能
过去一年来，我们对 SSD 技术的认识进展神速。在理论上，固态硬盘相对传统硬盘是彻底的改进。在获取数据的时候，不再需要等待马达驱动的盘片旋转到位：它可以瞬间从一堆记忆体中抓取数据。硬盘工作时发出的噪音、声响和振动不复存在，寻道产生的顿挫感也消失不见，取而代之的是平顺、安静的持续数据传输。
从理论上说。如果你读过我们之前的文章：「为何 SSD 需要 TRIM」，你会知道 SSD 删除数据的方式可能导致严重的后果：确切地说，性能持续而且巨大的下降。
我们曾这么解释：固态硬盘由微小的单元组成。想象一下，一个全新的SSD，有一块干净的，容量为 20 KB 大小的单元。现在，驱动器向这个单元以最大的写入速度写入 2 个 10KB 的文件。如果接着你又删除了其中的一个 10KB 文件，那么 SSD 只会简单地将这个「删去」的 10 KB 文件标注为可以写入的区域。这和硬盘的工作原理非常相似，和硬盘一样，它不会真正删除的已经废止的物理数据。
当新数据到来时，硬盘可以立即写入那 10KB 的空间，而 SSD 和硬盘不同，当 SSD 准备向这 10KB 的「空白」区域重新写入数据时，为了维持原有的 10KB 数据，它必须先将这些数据读入缓存或控制器，接着将这 20KB 空间清除干净，然后再回写全部的有效数据，包括新旧数据。虽然重写数据对硬盘驱动器的性能影响不大，但这种「读取-修改-写入」的过程会严重的影响 SSD 的性能，特别是与全新的 SSD 相比时，而这也是重度使用过的 SSD 性能下降的主要原因。
（由于控制器的工作方式，SSD 会遭致巨大的性能下降）
讽刺的是，对于这种理论上所有单元都具备相同读写速度的设备，SSD 还会受到碎片的影响，而这种连锁反应会弄脏 NAND 闪存。当大量的单元被垃圾数据填满，意味着在写入文件时，该驱动器需要执行更多的「读取-修改-写入」循环，导致进一步的性能下降。碎片过多的驱动器还会被迫将文件放到更多的单元里，当读取数据时，驱动器不得不访问所有零散的单元，因而降低了整体的读取速度。
这标志着显著的性能下降。我们测试了一系列全新的，以及对应的经过重度使用的 SSD。通过一次拷贝 100GB 的混合文件（系统文件、游戏安装、MP3 和大容量视频）到 SSD，之后再删除这些文件，重复该过程 10 次来模拟重度使用后的情况。总计向 SSD 写入 1TB 的数据。
然后，我们开始对比性能，结果令人吃惊。不同的驱动器的性能变化各有不同，写入速度的最高降幅达到了 72%。随机写入速度受到影响的特别严重 — 以 Corsair P128 为例，4KB 文件的写入速度从刚开始的 66MB/秒 降到了只剩 23MB/秒。
当然也有解决的办法，可以通过使用 TRIM 命令。该命令能够重组写入数据，并在系统执行文件删除的动作后彻底擦除垃圾数据（由删除命令、清空回收站或格式化硬盘的动作触发 ）。这意味着当驱动器再次向该单元写入数据时，等待它的是干干净净的 NAND 空间。这保证了最佳的写入性能，但它需要操作系统和 SSD 固件的双重支持。Windows 7 已内置 TRIM 支持，从我们的测试中看，当启动该命令后，性能出现了巨大的差别。在 4KB 随机写入测试中，P128 在支持 TRIM 的固件下 4KB 文件的写入速度提升至 51.7 MB/秒。
但是所有这一切测试均在 PC 上以 Windows 7 完成，目前微软的操作系统中只有 Windows 7 支持 TRIM。当我们完成了 Windows 平台的测试后，便立即想知道 Mac OS X 上 SSD 的性能如何。
在 OS X 上测试 SSD 的性能
2008 年 Macbook Air 发布之时，苹果为其提供了可选配的 SSD 驱动器，现在你也可以在新款 Macbook Pro 上定制 SSD 了。但 OSX 是否支持 TRIM，苹果没有明说。我们咨询了苹果的英国公关团队，但被告知他们不受理此类的技术事宜。在许多论坛中，这类讨论盛行，例如，苹果什么时候将加入 TRIM 支持，或者 OS X 是否真的需要它。而苹果在近期的系统升级中针对搭载 SSD 的麦金塔，在系统配置软件里增加了「TRIM 支持」的提示栏，在这个新功能的推波助澜下，人们对此的猜测更加热烈起来。
于是我们决定自己测试 OS X 的 SSD 性能，以了解麦金塔平台上的 SSD 是否会遭受 Windows 那样的性能降低。首先，要决定采用那一种麦金塔：虽然可以使用标准的 PC 部件打造一台「黑金塔」，而且这么做并不困难，但是苹果不认可这种行为，重要是，这样的机器比搭载了 SSD 的麦金塔还要稀少，因此，无法保证测试结果的可靠性。苹果只支持某些特定的硬件配置，我们觉得应该尊重他们。
虽然苹果的英国公关团队无法回答关于 TRIM 的问题，但是他们很高兴能发来一台带有 SSD 的 Macbook Air 供我们测试。苹果公司出售两种型号的 Macbook Air，其中一种标配 128GB SSD。其他的配置是 2.13GHz 的酷睿 2 处理器、2GB 内存以及一块 Geforce 9400M 图形处理器。
据 OS X 系统配置界面显示（见下图），这台 Air 搭载的 SSD 的型号是 Apple SM128。实际上，它是经过更名的三星 MMDOE28GXMSP（技术规格见此）。这是一款 SATA 3Gbps 设备，三星标称其具有 90MB/秒的持续读取速度和 70MB/秒的写入速度。说明书中并未提到其是否支持 TRIM。而系统配置则显示，这块 SSD 不支持 TRIM。
由于在先前所有的 SSD 测试中，我们使用的都是 Windows 7 上的测试软件，因此本次测试也需要找到 OS X 上的相应软件。我们关注的是驱动器持续写入、持续读取、随机写入和随机读取的性能，以及读写时的存取时间（Access Time）。首先，坏消息是：我们没有办法找到能够测试新近发布麦金塔的磁盘存取时间的软件，如果你知道，请告诉我们。（虽然有 OS X 版的 IOMeter，但只适用于 PowerPC 版的麦金塔）
但当开始测试读写速度时，我们倒是发现了一些 OS X 上的测试软件。我们很快放弃了 Xbench，因为它自从 2006 年以来就没有再升过级，而且在麦金塔用户中的口碑极差。接下来是 AJA sytem test，这是一个用于测试视频捕捉卡的软件，但用来测试磁盘却挺方便 — 虽然它没什么毛病，但我们发现另外还有两个软件更好： Quickbench 和 Disktester。
Quickbench 很像我们在 Windows 下使用的 ATTO 磁盘测试，可以根据不同尺寸文件的测试结果列出不同的速度。这很重要，因为驱动器在不同的文件尺寸下的性能差异显著，比如 4KB 文件和 1MB 文件之差。Quickbench 也可以进行多次相同测试，然后取平均值，而且，它的用户界面简单友好，是用来测试的最佳选择。
我们也试过了 Disktester。除了图形用户界面外，它还有一个命令行界面，但我们发现它更适合用来测试驱动器的可靠性而非性能。
我们收到的 Macbook Air 已接受过数次评测，因此首先要将它回复到「干净」的状态。虽然我们在 Windows 下测试步骤固定如此 — 使用 HDDerase 先进行低级格式化 — 但是现在得找到在 OS X 下这么做的办法。事实上 OS X 安装软件允许用户加载一个叫做 Disk Utility 的软件，可以用来对磁盘进行分区和格式化 — 其中的一个选项是格式化并清空所有的数据。
（一台搭载 128GB SSD 的 Macbook Air 需要花费 1378 英镑）
据苹果的说法，「清空全部数据…会将空白区域的所有二进制数据转化为 0，这种状态可称作数字式的空白。」好的，那下一步呢？嗯，该轮到我们出场了。
准备就绪，我们开始安装 OS X 10.6 并将系统升至最新版本。接着，我们将整个磁盘加入 Spotlight（系统级搜索）的排除列表，因此索引不会干扰到测试结果。最后，我们关闭了所有能关闭的节能选项，磁盘便不会被置入休眠状态。
然后，我们使用 Quickbench 标准测试中的「5 循环」模式，测试三次，每次开始前重启机器。下方的结果是多次测试的平均值。Quickbench 读取和写入文件的范围涵盖 4KB 至 1024KB。我们测试通常选用 4KB、64KB 和 1024KB，因此这次测试也选用这三个结果，还加上了 Quickbench 生成的「标准平均值」。
当我们对这块焕然一新的 SSD 做完测试后，接下来要做的就是给它当头一棒了。如同我们在 Windows 上的 SSD 测试，我们将一块 USB 移动硬盘上的 112GB 文件拷入 Air 里的 SSD，包括了系统文件、游戏安装和媒体文件。接着，我们删除这些文件，然后再复制一遍，重复 10 次这样的过程，这样我们就往 SSD 上写入了超过 1TB 的数据，在这之后，再次进行 Quickbench 测试，从而比较其在 Mac OS X 中的性能下降。
为进行比较，还加入了 Bit-Tech 用于播客的 Macbook Pro。这是一台 2008 年的机器，处理器是 2.5GHz 的酷睿 2，硬盘是 5400 转的日立 Travelstar 5K250。
1、Quickbench — 持续读取速度测试结果
Quickbench 类似于我们在 Windows 平台上所使用的 ATTO 工具，用来测试驱动器在不同文件尺寸下的读写能力。先测试 4KB 至 1024KB 的连续读写，再测试同范围的随机读写。
4KB 持续读取速度：
64KB 持续读取速度：
1024KB 持续读取速度：
平均持续读取速度：
2、Quickbench — 持续写入速度测试结果
4KB 持续写入速度：
64KB 持续写入速度：
1024KB 持续写入速度：
平均持续写入速度：
3、Quickbench — 随机读取速度测试结果
4KB 随机读取速度：
64KB 随机读取速度：
1024KB 随机读取速度：
平均随机读取速度：
4、Quickbench — 随机写入速度测试结果
4KB 随机写入速度：
64KB 随机写入速度：
1024KB 随机写入速度：
平均随机写入速度：
结果分析 — OS X 需要 TRIM 吗？
测试结果同我们之前有关 TRIM 的文章中的结论相似：在大多数测试中，干净的 SSD 和使用过的 SSD 之间的性能差距很少。在随机读取测试中几乎无法分辨二者的差距 — 若以随机读取速度视之，新旧驱动器之间则完全没有区别，它们不分胜负。当进行到随机写入测试环节之后，情况有了一些分别：4KB 写入二者相等，但是干净的驱动器在 64KB 写入中快上 1MB/秒，在更大的 1024KB 文件写入中干净的驱动器更快上 9MB/秒。
在持续读取测试中，两者平均传输速度的区别甚至不到 2MB/秒，即便考察持续写入，它们的区别也仅是 2.3MB/秒，这大约是 6% 的程度。
这些差异和我们在 Windows 平台上测试过的 SSD 相比真是小得多。比如，采用 Indilinx 主控的 OCZ Vertex：在没有 TRIM 的情况下，它的 1024KB 文件的持续读取速度惊人的下降了 47％，从 258MB/秒下降到 138MB/秒。它的随机写入速度则从 9.8MB/秒下降到 4.93MB/秒 — 而 Macbook Air 的随机写入速度仍然不变，维持在 5.6MB/秒。
我们非常非常好奇，因为这完全超出了我们的预期。虽然我们知道 SSD 的性能受操作系统的影响 — 毕竟，要用上 TRIM 你得有 Windows 7 — 但 OS X 却不受 SSD 性能下降的影响，这真是让人目瞪口呆难以置信。这到底是怎么回事？
我们曾考虑到是否是测试出现了疏漏，当然这绝对是可能的，但也很难发现错在哪里。虽然我们是刚刚开始使用 Quickbench，但在本文所有的测试中（本文仅发布了一部分，还有许多是预备性的测试），Quickbench 的结果是可靠而且是可重复的。我们在多台麦金塔上使用 Quickbench，正如你所看到的，它完美地记录了硬盘和 SSD 之间的性能差距。
我们也在想是不是驱动的问题，但使用的是正规的苹果产品，因此应该不存在这样的问题。苹果对归零格式化的描述与我们重置 SSD 方法相符，而且之前我们恢复那些用过的 SSD 也是这么做的 — 如果 TRIM 没有参与，恢复前后的性能差异巨大。
接着我们又觉得，也许是 MacBook Air SSD 的特殊设计，使它免于 TRIM 的影响 — 但事实并非如此。这是三星 2008 年的设计，严格说来，它与 Corsair 的 P 系列十有八九是相似的。我们测试过 Corsair P128，它也出现过性能下降的问题。
那么原因也许便出在下两条上。首先，OS X 和 Windows 使用不同的文件系统，是文件系统导致了 SSD 的性能下降 — 本质上，我们是在探讨存有数据的磁盘区域复写的问题。OS X 的 HFS+ 文件系统完全有可能比不使用 TRIM 的 NTFS 系统更适合 SSD 的运作。也可能是因为 OS X 已经支持 TRIM，只不过系统提示错了。
第二，MacBook Air 的 SSD 速度并不快，也许这也影响到了性能表现。据三星称，它的最高读取速度是 90MB/秒，最高写入速度是 70MB/秒，这和现在的 SSD 比起来真是天上地下，而且它在实际应用中的表现更差。但也许这并不奇怪，因为它毕竟是 2008 年的产品 — 这几年固态硬盘技术发展可谓迅猛。来看一下 Vertex：不开 TRIM 的情况下，使用过的 Vertex 1024KB 文件的持续读取速度是 137MB/秒，MacBook Air 是 105MB/秒。打开 TRIM 后，Vertex 在同样的测试中提升到 258MB/秒。在某些测试中，Macbook Air 勉强超过 Macbook Pro 上的 5400 转机械硬盘。
因此，完全有可能是苹果以磁盘性能下降平衡不支持 TRIM 所造成的不良结果。而同样可能的是，三星的控制器没有受到影响，是因为它支持某些手动的 TRIM 操作 — 从而造成了整体速度的下降。
奇怪是，在某些测试中 Air 的 SSD 比 P 系列的 SSD 慢上许多，尽管二者的架构均出自三星 — 在 1024KB 的持续读取测试中，P 系列在 Windows 7 里能达到 227MB/秒的速度，但 Corsair 在 Windows 7 下的随机写入性能（新驱动器 3.8MB/秒，旧驱动器 1.1MB/秒）不及 Air 的 5.6MB/秒。（而新旧硬盘的测试结果均相同，说明测试软件是没有问题的。）
我们有意在本文开篇暗示：我们并不期待 SSD 在一个不支持 TRIM 的操作系统下的性能表现。然而结果恰相反：这个操作系统并未受到 SSD 性能下降的影响。但如果你执意选择苹果提供的 SSD — 特别是这一块，以现代 PC 的标准衡量，你所得到的显然是不及格的性能。但这次评测引发的问题比所能解决的多多了，为此，我们将继续深入调查。
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发表于 2010-7-7 11:19
发表于 2010-7-7 11:37
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