對于使用固態硬盤相信大多數玩家對于其性能是否良好沒有一個客觀上的認知，今天就給大家詳細介紹下如何讓自己的固態硬盤保持良好的性能狀態。

從東芝TR200看固態硬盤滿盤性能與讀取延遲

固態硬盤的性能與很多因素有關，其中空間使用情況也會給固態硬盤的速度產生影響。

在80%滿盤使用之后，東芝TR200的存取時間從0.033ms增長到了0.115ms。存取時間是以最小存取單位讀寫數據的延遲，在AS SSD Benchmark當中是以512字節進行測試的。

問題出在哪里呢？這要從文件系統與固態硬盤閃存之間的溝通說起。

在文件系統與閃存之間，固態硬盤內包含有一個名為FTL的閃存轉換層，負責將閃存的每一個存儲單元解釋為與傳統機械硬盤相同的扇區，同時在文件系統請求執行閃存不能支持的覆蓋寫入時，利用固態硬盤內部的OP預留空間進行輾轉騰挪：寫入新數據-標注舊數據無效-更新映射表將邏輯地址指向新的物理地址。

正是由于FTL的存在，固態硬盤能夠了解到哪些位置有數據存儲，哪些位置是空白的。在主機請求讀取的邏輯地址內容為空白時，固態硬盤就可以不執行實際的閃存讀取操作，進而直接返回零，提升效率。這也就是為何空盤讀取延遲只有滿盤1/5的原因：其中沒有包含閃存實際讀取。

其實是所有固態硬盤都會出現的正常現象，只是多數情況下普通用戶沒有關注自己運行性能測試時固態硬盤的空間使用情況。建議廣大用戶保持SSD的空間占有情況，保持低占有率從而獲得更高的性能。

警惕由HPET設置引發的固態硬盤性能下滑

搜索HPET，得到的很多結果都與性能優化、性能提升有關。但近兩年有文章指出HPET開啟后會影響處理器等平臺的性能，而直接受害者中也包括了固態硬盤！

HPET又名高精度事件計時器，是當前電腦主板都默認開啟的一項功能。

計時器頻率越高理論上計時越準確，但同時意味著產生更多的CPU中斷次數。從而導致電腦性能下降，尤其是會對固態硬盤性能產生顯著不利影響，而由于這種故障非常冷門，通常普通用戶很難發現原因，更有可能認為是固態硬盤出了問題。

延遲的增加意味著數據處理速度的放緩，外在表現就是性能降低。此時SSD自身其實速度沒有變化，而是電腦整機利用SSD的能力被弱化了。

其實當前版本的Windows 10系統默認情況下并不會優先使用HPET計時器，出現HPET問題的大多是由錯誤的“優化”造成。如果WinTimmer顯示為24Mhz（Intel酷睿）或14Mhz（AMD銳龍），可以在命令提示符（管理員）中輸入bcdedit /deletevalue useplatformclock，回車后重啟電腦即可修復問題。

東芝TR200在虛擬機中實現極致硬盤性能

隨著大眾對個人數據安全重視性的逐步提高，越來越多的玩家選擇購置NAS網絡存儲服務器。在虛擬機中同時搭建FreeNAS、媒體服務器、ROS軟路由等應用，不僅能夠實現一機多能的家庭服務器應用，還可以提高硬件性能利用率。

接下來就以東芝TR200固態硬盤和VMware ESXi為例演示如何在虛擬機中實現極致硬盤性能。

在VMWare ESXi中SCSI控制器擁有三種工作模式：LSI Logic SAS、LSI Logic Parallel和VMWare Parevirtual（也叫PVSCSI），其中最先進的是PVSCSI，即半虛擬化SCSI。

東芝TR200固態硬盤具備數據壓縮能力，使用CrystalDiskMark0-Fill模式檢驗PVSCSI模式的理論最大效能。

通過對比不難看到PVSCSI模式的最大優勢在于單線程QD32隨機讀寫能夠突破10萬IOPS，而8線程*QD8與傳統LSI Logic SAS的效能差異不大，均可達到10萬IOPS。

東芝TR200雖然定位入門級固態硬盤產品，但憑借優秀的兼容性與穩定性依然不失為家用電腦升級的最佳選擇。64層BiCS3閃存賦予了TR200出色的寫入耐久度水平，依據型號的不同，每日建議寫入量最高可達219GB，為多種形式的復雜應用提供了可能。

固態硬盤節能狀態設置及優化

固態硬盤的問世給電腦帶來了更強的存儲性能，但出于節能環保以及合理降溫等目的，幾乎所有的固態硬盤都支持不同類型的節能特性。這里將介紹東芝固態硬盤的節能設定檢測與優化方法。

SATA接口固態硬盤：東芝TR200

SATA接口的固態硬盤支持LPM鏈路節能特性，分為HIPM與DIPM兩種，前者由主機端發起，后者則是固態硬盤主動發起。SATA LPM節能分為Paritial和Slumber兩個級別，前者是淺度睡眠，恢復到全速工作的速度較快，后者是深度睡眠，節能效果更好但恢復速度較慢。

要啟用SATALPM節能特性，除了要在主板BIOS中打開主動LPM支持之外，還需要安裝英特爾快速存儲技術驅動。微軟Windows10系統自帶的storahci驅動默認只有在節能模式下才支持DIPM。

M.2接口NVMe固態硬盤：東芝RC100

使用PCIE通道的NVMe固態硬盤同樣支持完善的鏈路節能特性，在硬盤閑置時降低鏈接速度來達到節能和降溫的雙重作用。

東芝RC100支持L1級別的ASPM主動電源管理功能，退出L0s節能狀態只需1-2微秒延遲，退出L1節能狀態需要16-32微秒延遲。在30度室溫下，進入L1狀態后的東芝RC100溫度僅有36度。

要在臺式機中完整啟用RC100的ASPM閑置狀態節能特性，只需在Windows電源選項中修改PCI Express鏈接狀態電源管理為“最大電源節省量“，即在鏈接空閑時嘗試使用L1狀態。

如果在臺式機使用或擁有增強的散熱措施，希望發揮硬盤最大傳輸效能，或者在開啟節能特性后出現卡頓等不兼容現象，只需將鏈接狀態電源管理的設置更改為“關閉“即可。

以下知識可以讓大家更深入的了解固態硬盤，只有理解了固態硬盤的運動機制才能在使用中因地制宜，配置出更合理，性能更出眾的電腦環境。

固態硬盤因何而快？只因閃存是天生的并行處理專家

固態硬盤為何能夠成為電腦提速神器？這個問題的答案可以有很多，但多任務并發處理能力是其中的一個關鍵。

當前固態硬盤普遍采用了多通道與CE交錯技術，通過多個閃存晶粒協同工作提升讀寫性能。以東芝TR200為例，它使用了東芝TC58NC1010GSB主控搭配最新一代64層堆疊BiCS閃存。

240GB容量的東芝TR200使用了8顆單Die封裝的BiCS3閃存達成256GB容量，每顆東芝原廠TC58TFG8T23TA0D閃存顆粒當中都封裝有一顆3D閃存晶粒。

從結構上來看，它的每個閃存顆粒包含了2個LUN(Logical Unit Number)，分別對應一個閃存晶粒。

雖然理論上在同一個CE信號之下同一時間只能執行一種操作，但通過MultiLUN交錯，可以用分時傳輸/執行的方式讓2個閃存晶粒執行交錯讀寫、交錯擦除，實現性能倍增。

下圖是交錯寫入的示意圖：A階段LUN0正在執行Page編程寫入，而LUN1則處于Ready空閑就緒狀態，在LUN0的寫入尚未完成之前，主控可以給LUN1下達其他寫入指令。B階段LUN0和LUN1都正在執行寫入操作。C階段針對LUN0的寫入命令已經執行完畢，重新恢復到空閑就緒狀態，而LUN1還在執行寫入命令。D階段LUN0和LUN1都已完成寫入命令，全部進入Ready空閑就緒。

除了寫入操作可以交錯執行之外，Page讀取、Block擦除、Copy-Back等操作也都能執行交錯，從簡單的多通道并發提升到更高的水平，帶動固態硬盤性能再上新臺階。

為什么突然停電后電腦硬盤數據會丟失？

意外停電或藍屏強制重啟之后，電腦有可能發生硬盤數據丟失的現象，這主要是由于硬盤沒有機會像正常關機那樣完成緩存寫入

固態硬盤和機械硬盤一樣具備寫入緩存，寫入緩存使用DRAM內存來存儲，斷電后數據無法保存。

但與機械硬盤有所不同的是，固態硬盤緩存中不僅存儲有等待寫入的用戶數據，還有閃存映射表、閃存塊管理等元數據。所以一場斷電會給固態硬盤帶來更多的風險。

由于FTL映射表管理了固態硬盤閃存物理地址與外部邏輯地址的對應關系，它的丟失會導致整塊硬盤數據無法讀寫

與FTL映射表損壞相比，緩存內沒來得及寫入的用戶數據丟失更為常見。寫入緩存使用DRAM存儲，意外斷電會導致其中內容的丟失。

Windows維持了定時緩沖區刷新設定，每隔幾秒鐘操作系統就會發出flush指令，要求硬盤將緩存內數據實際寫入到盤片（機械硬盤）或閃存（固態硬盤）當中。Flush指令由系統定時發出，當然也可以通過微軟提供的sync工具手動清空寫入緩存，確保數據已經安全寫入。

對于一些重要的、關鍵性的數據，應用軟件可以通過API請求Non-cached寫入，這些寫入將不經過寫入緩存區，直接進入到固態硬盤的閃存中存儲。寫入命令回報完成時，數據已經實際存儲在閃存當中，此時斷電不會發生數據丟失。

盡管有很多預防措施，但要從根本上降低異常斷電的風險，依然要從緩存本身入手。東芝TR200使用了主控內置緩存設計，將高速的小容量SRAM緩存集成到主控內，增強了異常斷電的保護管理。

在東芝TR200的PCB上僅有主控（內置有SRAM緩存）和閃存兩種主要部件，布局簡單可靠性高，降低了意外停電造成數據丟失的風險。

固態硬盤接口十年演變，M.2 NVMe開啟新時代

從2008年到2018年，10年時間里固態硬盤接口經歷了SATA、mSATA、SATA Express、M.2和U.2多次革新。誰才是真正的未來接口？

SATA：家用SSD的起步

最早的家用固態硬盤使用了SATA接口。SATA發展至今基本已經達到了帶寬極限：600MBps。已經不能滿足當前閃存速度的發展，但是廣泛的適用性和良好的兼容性使得它依然能夠成為當前最活躍的固態硬盤接口之一。

mSATA：首次小型化嘗試

mSATA就是迷你版的SATA接口，主要應用在筆記本電腦當中，同時也出現在中高端桌面電腦主板上。速度與SATA接口完全一致，目前已被主流市場所淘汰，但仍有少量廠商出貨以維持舊設備更新替換所需。

M.2：接口大一統

M.2接口的出現使得固態硬盤在SATA之后再次出現大一統的趨勢。M.2有2230、2242、2260、2280、22110多種可變物理規格，臺式機與筆記本通用，是當前除SATA外最流行的接口。

作為融合了多種協議的接口，M.2能夠兼容AHCI協議和NVMe協議，后者是專為閃存而生的新型協議，讀寫延遲更低，速度更快。傳輸協議與傳輸層布線有關，理論上一個M.2插槽既可以使用M.2 SATA協議的固態硬盤，也可以使用PCIE傳輸、NVMe協議的固態硬盤，但在實際中的支持情況根據設備不同而又有所差異。M.2 SATA兼容性更廣，而M.2 NVMe性能更佳。

SATA協議M.2固態硬盤：東芝Q200EX M.2

NVMe協議M.2固態硬盤：東芝RC100

東芝最近發布的RC100固態硬盤，不僅具備了NVMe協議的低延遲、高帶寬優勢，還率先應用了HostMemoryBuffer主機內存緩沖技術，能夠配合Windows10操作系統，實現共享主機部分內存加速硬盤讀寫效能。

以東芝RC100為代表的M.2 NVMe固態硬盤，在HMB特性的幫助下，將成為SSD接口固態硬盤新的理想替代者。

長久不衰的MLC：重新認識東芝Q200固態硬盤

當前已經是64層堆疊3DTLC閃存的時代，而到今年年底，96層3D TLC乃至于3DQLC閃存就將問世。為何東芝依然保留平面MLC閃存的東芝Q200固態硬盤呢？

表面上看，作為后起之秀的3DTLC固態硬盤已經足夠優秀，無論是理論性能還是耐久度表現都有了挑戰MLC的實力。

MLC價格更貴，跑分也沒有3DTLC高，但這并不意味著MLC已經落后。即便是很多人看重的4K隨機讀寫速度，也并非衡量固態硬盤使用體驗的最佳標準。就日常家用來說，固態硬盤能夠跑滿全速的機會少之又少，決定使用體驗的是對讀寫指令的綜合響應速度，而非最大帶寬。

對于電腦用戶來說，固態硬盤帶寬越大，能夠同時完成的讀寫請求相對就越多，但是家用電腦不是同時服務大量用戶的服務器，硬盤對程序讀寫指令響應的延遲才是真正可感知的速度。

平面MLC閃存在讀寫延遲上依然具備較為明顯的優勢，下面使用PCMark 10的應用程序啟動測試來印證。首先是東芝TR200240G固態硬盤，3DTLC閃存的表現十分出色。

而采用東芝MLC閃存的Q200EX240G固態硬盤則比快更快，達到甚至超越了部分入門級NVMe固態硬盤的水平：

作為固態硬盤中的常青樹，東芝Q200以扎實的性能表現贏得了千萬用戶的信賴，成熟的硬件方案和穩健的使用表現都使得它適用于承擔關鍵任務使用的家用和商用電腦當中。

當然，3D TLC閃存也在不斷進步，在更大容量和更低成本上不斷取得進步。東芝計劃在今年底到明年初量產新一代BiCS4閃存，將3D堆疊層數推高至96層，并計劃有QLC閃存推出。