新接口狂飙:OCZ PCI-E极限固态硬盘解析、测试
  • 上方文Q
  • 2010年09月30日 12:07
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固态硬盘正在进入越来越多高端用户的系统,不过真正能够发挥固态存储威力的领域还是在企业级,确切地说是繁重的多线程任务和短时间爆发I/O吞吐。虽然很多系统都在升级SAS/SATA 6Gbps新接口,但这点带宽依然无法满足很多企业级负载的需要,PCI-E总线就成了新的宠儿。

一、OCZ的固态硬盘新接口

OCZ此前发布的RevoDrive就是固态硬盘采用PCI-E接口方案很好的例子。它使用了PCI-E x4系统接口,搭载两颗SandForce主控制器和一颗RAID控制器,读写速度分别可达480MB/s、400MB/s,吞吐指标也高达75000 IOPS。第二代RevoDrive X2也已经在开发之中,将配备四颗主控制器,读写速度和吞吐指标飙升至740MB/s、730MB/s、120000 IOPS。

新接口狂飙:OCZ PCI-E极限固态硬盘解析、测试 RevoDrive

不过RevoDrive系列毕竟是面向消费级发烧友客户的,在企业级领域OCZ还有新的杀手锏。今年早些时候,OCZ宣布了一种新的固态硬盘接口“HSDL”(高速数据连接),每个通道四对VLDS,可为单块固态硬盘提供2-4GB/s的惊人带宽,最多超过SAS/SATA 6Gbps的五倍,也是任何单颗主控制器所无法填满的(所以才普遍使用多控制器组成RAID)。

HSDL接口固态硬盘不再依赖主板上的SATA控制器,而是自带一颗四信道的PCI-E SATA控制器。换句话说,HSDL本质上就是一条使用了SAS标准、带有四条PCI-E信道的PCI-E数据线,做为固态硬盘和主板之间的桥梁,只不过在系统这一端还需要一块转接卡,用来连接数据线,并和PCI-E插槽交流传输信号。

新接口狂飙:OCZ PCI-E极限固态硬盘解析、测试 HSDL数据线

新接口狂飙:OCZ PCI-E极限固态硬盘解析、测试 单硬盘HSDL配置示意图

首款基于HSDL标准的固态硬盘叫作“IBIS”,3.5寸规格,内部构造和RevoDrive几乎如出一辙,也是自带四颗SandForce SF-1200主控制器,并搭配Silicon Image 3124 RAID控制器、Pericom转接器。SI 3124是一颗很便宜的原生PCI-X控制器,带宽1GB/s,通过转接芯片即可提供四条PCI-E信道,沿着HSDL数据线走向转接卡和主板。

新接口狂飙:OCZ PCI-E极限固态硬盘解析、测试 OCZ IBIS

相应的转接卡则有单口、四口等不同规格,均自带RAID控制器,其中四口的可以连接多达四块IBIS固态硬盘,总带宽就是PCI-E x16。

新接口狂飙:OCZ PCI-E极限固态硬盘解析、测试 单口转接卡

新接口狂飙:OCZ PCI-E极限固态硬盘解析、测试 四硬盘HSDL配置示意图

说白了,IBIS就是搭配了新接口、新数据线和转接卡的RevoDrive,结构比较繁琐,但如果又尝试愿意设计原生的PCI-E转HSDL控制器就会更美妙了。

在未来,OCZ还会争取在单块固态硬盘上设计最多四个HSDL通道,也就是单硬盘自带四个HSDL接口,自己搭配四口转接卡,容量和带宽必然更加疯狂。 

新接口狂飙:OCZ PCI-E极限固态硬盘解析、测试 单硬盘多通道HSDL配置示意图

二、OCZ IBIS实物解析

IBIS现已进入试产阶段,容量共有多达七种版本,分别为960、720、480、360、240、160、100GB,目前制定的价格则是2799、2149、1299、1099、739、629、529美元均免费附送一块单口转接卡,四口型则要另外购买,售价69美元。

新接口狂飙:OCZ PCI-E极限固态硬盘解析、测试 OCZ IBIS型号、容量、价格表

新接口狂飙:OCZ PCI-E极限固态硬盘解析、测试

IBIS内部有两块PCB,各搭载两颗SandForce SF-1200控制器和一定量的NAND闪存芯片,然后连接在一块背板上,那上边有RAID控制器和负责将四条PCI-E信道融合并传入HSDL数据线的转换芯片。 

新接口狂飙:OCZ PCI-E极限固态硬盘解析、测试 内部“三位一体”

新接口狂飙:OCZ PCI-E极限固态硬盘解析、测试

新接口狂飙:OCZ PCI-E极限固态硬盘解析、测试

新接口狂飙:OCZ PCI-E极限固态硬盘解析、测试

IBIS提供了一个标准的SATA供电接口和一个内部mini SAS接口,不过后者的针脚定义是OCZ自主设计的,不兼容标准SAS设备。之所以选择已有的SAS而没有重新设计新接口,OCZ显然是为了降低难度和成本,也便于推广和普及。 

新接口狂飙:OCZ PCI-E极限固态硬盘解析、测试

附赠的HSDL数据线长度约半米,可以看作是一根高质量SAS数据线,不会有普通数据线的信号问题。 

新接口狂飙:OCZ PCI-E极限固态硬盘解析、测试

单口转接卡仅支持PCI-E 1.1标准,四口型则同时支持PCI-E 1.1/2.0,带宽更充足,并且会在启动自检的时候自适应选择合适的运行模式。

三、性能测试

测试平台配置:

处理器:Intel Core i7-975 3.33GHz (关闭HT/EIST) 主板:Intel DX58SO 芯片组:Intel X58、Marvell SATA 6Gbps PCI-E 芯片组驱动:Intel INF 9.1.1.1015、IMSM 8.9 内存:奇梦达DDR3-1333 1GB×4 (7-7-7-20) 显卡:EVGA GeForce GTX 285 显卡驱动:GeForce 190.38 操作系统:Windows 7 64-bit

本次参与测试的IBIS样品容量为240GB

1、桌面性能

新接口狂飙:OCZ PCI-E极限固态硬盘解析、测试

新接口狂飙:OCZ PCI-E极限固态硬盘解析、测试

新接口狂飙:OCZ PCI-E极限固态硬盘解析、测试

事实上,普通桌面工作负载已经完全无法发挥IBIS的潜力,比如说相比于SATA 6Gbps接口的Crucial RealSSD C300,PCMark Vantage总分只提高了不到10%,磁盘子项得分也只高了30%左右,SYSMark 2007总分更是基本没有区别。

这主要是因为桌面应用的队列深度(Queue Depth)永远不会高于5,甚至在多任务环境中平均也就1-3,IBIS完全没有用武之地。

2、高队列深度持续读写性能

新接口狂飙:OCZ PCI-E极限固态硬盘解析、测试

首先将队列深度设为1,IBIS在128KB持续写入测试中跑出了323MB/s,几乎是RealSSD C300的两倍,相比于Vertex 2也快了整整一半,但还是不如RevoDrive。

队列深度加到32,IBIS在充分的带宽支持下狂飙到了674.5MB/s,相比于RevoDrive也快了50%,标准SATA接口固态硬盘更是望尘莫及。 

新接口狂飙:OCZ PCI-E极限固态硬盘解析、测试

128KB持续读取测试部分结果也类似,IBIS在队列深度32的时候速度高达804MB/s,是队列深度1情况下的两倍多,也比RevoDrive快了60%。

3、高队列深度随机读写性能 

新接口狂飙:OCZ PCI-E极限固态硬盘解析、测试

4KB随机写入,队列深度1的时候IBIS只有201MB/s,优势很小,但队列深度32之后就达到了惊人的510MB/s,折算下来就是疯狂的130000 IOPS。 

新接口狂飙:OCZ PCI-E极限固态硬盘解析、测试

4KB随机读取,队列深度1的时候IBIS只有63.7MB/s,甚至还不如RealSSD C300,但是加到32之后立马飙升到了372.1MB/s,呈现鹤立鸡群之势。

4、没有TRIM但有垃圾回收

四颗控制器内部组成RAID,这种模式现在是没办法支持RAID的,为此OCZ不但选择了最耐用的SandForce SF-1200控制器方案,还加入了空闲时间垃圾回收技术做为弥补。在活动NTFS分区上,如果没有IO操作,又有足够的空闲空间,控制器就会自动开始清理NAND闪存,效果还是很明显的。

新接口狂飙:OCZ PCI-E极限固态硬盘解析、测试

干净的IBIS硬盘,HD Tach测试写入平均233MB/s、读取平均201.4MB/s。 

新接口狂飙:OCZ PCI-E极限固态硬盘解析、测试

随机写入折磨之后,写入平均略降至224.3MB/s,但读取平均仅为125.0MB/s。 

新接口狂飙:OCZ PCI-E极限固态硬盘解析、测试

再令其空闲半个小时,写入恢复到229.2MB/s,读取也回到了203.9MB/s

结语:

感谢四颗SandForce SF-1200控制器和新的HSDL接口带宽,OCZ IBIS快得有些令人头晕目眩,在这个星球上绝对没有敌手。单从成本上看,购买四块固态硬盘并自行组成RAID显然更加经济,但是IBIS只需要一块就可以做到,并支持四块组成新的RAID阵列,飞翔在PCI-E x16全速带宽中,未来甚至还可能会做到单块IBIS搭配多通道HSDL连接和PCI-E x16带宽。

IBIS在队列深度32情况下的最大持续写入速度高达675MB/s,而且这还只是单块硬盘的表现。如果四块配合四口转接卡并实现线性性能提升,那就是恐怖的2.5GB/s。由于种种原因,四口转接卡目前还不支持系统启动,OCZ估计还需要几个星期的时间才能解决。

另外,SandForce控制器虽然不支持Windows 7 TRIM指令,但是独特的空闲时间垃圾回收技术也是颇有成效,所以对长期使用情况下的耐用性无须担心。

推出新接口来满足发展需要不是什么新招数,但是OCZ HSDL并没有冒进,而是选择了在已有技术基础上进行改进,而且它还是完全开放的,谁都可以随便使用,不收取任何授权费用。

OCZ IBIS系列固态硬盘将于两周内发布并上市。

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