私は NVMe で PCIe Gen.3x4 を実行している Samsung 960 Pro 512 GB SSD を持っています。Samsung NVMe ドライバー 2.0.0.1607 を使用しています。SSD は正常に動作しています。しかし、4k の書き込みが 4k の読み取りよりも速い理由がわかりません。AS ベンチマークを使用しています:
3 倍です! 何か問題がありますか (私のシステムまたは AS ベンチマークに)、それともこれが正常ですか?
答え1
4k の読み取りは、ドライブが実行できる最も困難な作業になります。これは、ドライブが処理できる最小のブロック サイズに属し、ドライブが大量のデータを事前にロードする方法はありません。実際、ドライブの先行ロード ロジックが 4kb を超えるデータを読み取ることを意図している場合、非常に非効率的になる可能性があります。
「通常の」ドライブの読み取りは、4KB よりも大きくなる可能性が高くなります。これは、そのくらい小さいファイルはほとんどないためです。また、プログラムが「たった」4KB のメモリをページアウトするのは奇妙であるため、ページ ファイルでさえ大きなチャンクで読み取られる可能性があります。つまり、ドライブが実行しようとするプリロードは、実際にはドライブのスループットを低下させることになります。
4K の読み取りはドライブ バッファを通過する可能性がありますが、テストの「ランダム」な部分により、完全に予測不可能になります。コントローラは、ドライブがいつより一般的な「大きな」読み取りを再度必要とするかを知りません。
一方、4K 書き込みは、バッファリング、キューイング、および効率的な方法で順次書き出すことができます。ドライブ バッファは、設計されたキャッチ アンド ライト作業の多くを実行でき、ウェア レベラーは、すべての 4K 書き込みを同じドライブ消去ブロックに割り当てることさえあるため、4K の「ランダム」書き込みが順次書き込みに近いものになることもあります。
実際、これが「4K-64Thrd」で起こっていることではないかと私は疑っています。「64-Thrd」は明らかに大きなキュー深度を使用している、つまり、ドライブに大量の読み取りまたは書き込みデータがあることを知らせます。これにより、書き込みのクラスタリングが大量に発生し、ドライブのシーケンシャル書き込み速度に近づきます。4K 書き込みを実行するには依然としてオーバーヘッドがありますが、これでバッファの潜在能力が完全に発揮されます。テストの読み取りバージョンでは、ドライブ コントローラは、非常に一定した高負荷がかかっていることを認識し、データの事前ロードを停止し、バッファを回避して、代わりに「raw」読み取りモードに切り替え、再びシーケンシャル読み取り速度に近づきます。
基本的にドライブコントローラは何か4K書き込みをより効率的にするために、特にそれらのクラスターが同時に到着する場合、シングル特にデータをキャッシュに事前ロードしてデータフローを最適化しようとしている場合は、4K 読み取りの方が効率的です。
答え2
他の回答では、書き込みが読み取りよりも速い理由がすでに説明されています。レビューで確認できるベンチマークによって確認されているように、このドライブではこれはまったく正常なことだということを付け加えておきたいと思います。
ArsTecnicaのレビュー
アルステクニカドライブをレビューしました。バージョン (512 GB) と 2 TB の両方です。
(このグラフはレビューではすぐには表示されません。最初のギャラリーの 5 番目のグラフなので、クリックする必要があります)
これら 2 つのモデルのパフォーマンスは非常に似ており、その数値もお客様のものと似ています。ドライブは 37 MB/秒で読み取り、151 MB/秒で書き込みます。
AnandTechのレビュー
アナンドテックもドライブをレビューしました。2TB モデルを使用し、キュー深度 1、2、4 でのテスト結果を平均しました。グラフは次のとおりです。
ドライブの読み取り速度は 137 MB/秒、書き込み速度は 437 MB/秒です。この数値はあなたのものよりはるかに高いですが、これはおそらくキューの深さが高いためでしょう。いずれにしても、あなたの場合と同様に、書き込み速度は読み取り速度の 3 倍です。
PC Worldのレビュー
もう1件のレビューPCワールド: 1 TB バージョンをテストしたところ、4K の場合、読み取り速度は 30 MB/秒、書き込み速度は 155 MB/秒でした。
書き込み速度はお客様のものと一致していますが、ここではドライブの読み取り速度がさらに遅くなっています。結果として、比率は 3 対 1 ではなく 5 対 1 になります。
結論
レビューによると、このドライブではランダム 4K の書き込み速度が読み取り速度よりもはるかに速いのは正常であり、テストによっては 5 倍も速くなることがあります。
ドライブは正常です。ドライブに欠陥がある、またはシステムに問題があると考える理由はありません。
答え3
SSD コントローラーは、オンボード NVRAM に書き込みをキャッシュし、適切なタイミングでフラッシュ メディアにフラッシュします。書き込み待ち時間は、キャッシュ アクセス待ち時間と同じで、通常は 20 マイクロ秒です。一方、読み取りはメディアから行われ、アクセス時間は最長でも 120 ～ 150 マイクロ秒です。
答え4
Andrey の回答を詳しく説明すると、SSD が操作が完了したことをコンピューターに通知する前に、発生するオーバーヘッドを確認する必要があります。
書き込みの場合、データは内部 RAM キャッシュに書き込まれるだけです。その後、チェック、エラー修正、および位置特定に必要な他の 4k ブロックとメタデータとともにフラッシュ メモリに書き込まれます。
読み取りの場合、SSD はまずデータを見つける必要があります。コンピューターが読み取りたい場所は論理アドレスと呼ばれ、フラッシュ メモリ内のデータの物理的な場所とは直接関係がありません。SSD は、フラッシュ メモリのジオメトリ (セルの配置方法)、不良ブロックの再マッピング、ウェア レベリング、その他のさまざまな要因に基づいて、論理アドレスを物理アドレスに変換します。その後、他の操作が完了するのを待ってからフラッシュからデータを取得し、チェックして、必要に応じて再読み取りしてエラー訂正を適用し、場合によってはブロック全体を別の場所に再書き込みする必要があります。
書き込み操作にかかる合計時間は、通常の読み取り操作よりも長くなる可能性がありますが、SSD が操作が完了し、さらにコマンドを処理できる程度まで報告するまでの時間は短くなります。ブロックが大きい場合、オーバーヘッドは制限要因にはなりませんが、小さなブロックが多数ある場合は、読み取り/書き込み速度が制限され始めます。