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SanDisk256G U盘写入速度变慢 的原因分析 与 解决方法

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手上一块 SanDisk SanDisk 3.2 Gen1 USB Device 盘,发现速度变慢了。原来有 160MB+/s,现在只有 10MB-/s。
我上网学习了一下SSD功能读写变慢的原因。主要原因是写入超过其容量的数据(即,写入的数据超过256GB)后,SSD性能会下降。
以下是原理分析:
SanDisk256的主控制SSD芯片,即固态驱动器主控件,它使用了固态驱动器的算法。该算法可以提高其并发连续读写性能。一方面,它的随机写将具有更高的性能,因为它已转换为连续写,另一方面也带来了容量写满后性能显着下降的问题。
为什么会出现这样的问题呢?这要从固态驱动器的原理解释。最初的USB闪存驱动器直接读取或写入闪存,阅读时,您只能阅读一页,例如4KB或更小的页面;写入时,必须以块为单位进行写入。一个块通常为512KB。每次写入都必须操作整个数据块,因此普通的U盘的随机写入速度非常慢,因为将写入多个块。此外,写入通常需要一次读取,一次擦除和一次写入块,因此写入速度通常仅为读取的1/3。
这就是为什么某些U盘在读取时每秒可以有160MB,在写入时只有每秒50MB的原因。
SSD的算法特点。
一是解决连续读写的速度限制,它通过并发读写来改进它。二是通过使用映射表来提高随机(系统)写入的性能。
每个块中每个页面的物理地址不再对应于文件系统看到的页面,而是以页面粒度映射到文件系统的不同逻辑地址。这样,随机写入将转换为连续写入-每次写入下一个页面时,同时更新映射以建立逻辑地址和物理页面之间的关联。这种转换也有成本,最明显的算法局限是,当按顺序写入固态驱动器中的每个块时,遇到的下一个块可能包含数据。此时,不能直接写入整个块的数据,但是要获取该块的信息,请查看有多少页可用,将要写入的数据与该块中的有效数据合并,然后再写入整个块块。这样,无论是连续写入还是随机写入,性能都会受到影响。此外,需要写入的数据量仅是实际写入量的一部分,这种效应称为写入放大。
为了解决连续写入的性能问题,固态硬盘还应用了两种技术。一种是过度配置,在最坏的情况下可以改善写入放大和性能下降。第二种是后台垃圾回收,可以利用磁盘的空闲时间将可用空间组织成连续的空间,从而为后续的写入性能提供保证。
过剩配置容量的情况通常比较微妙。例如,一个256G固态驱动器可能有大约7%的额外空间,这对于用户是不可见的。这部分空间用于解决满载情况下的写入放大问题。请注意,满载并不一定意味着磁盘已满。这种大容量可以保证多少性能。假设为7%,则在写入时,有0.07 /1.07的概率写入有效数据,这是平均写入效率。假设新购买时的写入速度为150MB / s,那么此时约为9.8MB / s。
后台垃圾回收的原理是,当插入电源并且没有读/写请求时,固态驱动器会合并未填充有效数据的块(即某些页面可用) ),从而使它们自由显示。页面变得连续。完成此操作后,一旦写入,速度将非常快,直到写入了所有连续的块,并且没有空闲时间来进行后台垃圾回收,速度就会降低。
除了上述方法,另一种优化方法:TRIM指令。在行业将该指令标准化之前,磁盘上的所有已写入空间都被视为数据空间。在这种情况下,一旦写入容量过大,就会发生上述满载情况,并且经常会发生写入放大。效率就像上面提到的那样,超出标准的容量除以总容量。 TRIM指令的目的是允许操作系统标记文件系统的哪些部分对应于可以释放的SSD页面,从而增加块中包含的可用页面数量并降低写放大效果。
例如,实际文件系统中占用的空间仅为50%。使用TRIM指令(并且操作系统已在适当的时候发出了此指令),平均写入效率可以达到(0.50 + 0.07)/(1.00 + 0.07)。因此,请不要小看TRIM的作用,实际上,使用TRIM指令,不仅可以通过增加可用空间来提高性能,甚至可以提高固态硬盘的使用寿命。
咨询了SanDisk的客户服务,SanDisk变慢问题如何解决。客服说请尝试完整的格式化。
完全格式化后,速度得到了显着提高。在杀毒软件,小文件复制等不利因素的影响下,从硬盘复制文件到U盘的平均速度达到了50MB / s。 (峰值已达到80MB / s,偶尔会遇到硬盘性能瓶颈)。虽然我初次购买时与160MB/s差距很大,但我还是考虑过了,也许软件和硬盘都比较大。另个还有一个诀窍:当第一个完整格式完成时,可以在性能监视器中看到U盘写入,并且平均速度仅为54MB/s,但令人兴奋的是,尝试第二次完全格式化它后,它的速度基本上为160MB+/s。
因此,格式化确实可以恢复其性能并可以继续使用。写入大量数据(包括ReadyBoost),如果出现读写速度下降现角,可以通过完全格式化恢复性能。另外SanDisk还提供了Extreme Extreme Ultra-Speed工具的完成U盘性能恢复。 希望本文对有好奇心的人了解SSD的性能特征。


IP属地:广东1楼2024-06-07 11:04回复