大開眼界，16核主控、21GB緩存的固態硬碟性能測試

固態硬碟是近年來性能增長最快的電腦部件，而主控作為固態硬碟的大腦它的功能也在不斷增強。不過基於ARM或MIPS架構的主控晶元相比電腦CPU中央處理器的性能還是差遠了，讓CPU接管固態硬碟主控運算性能，內存接管固態硬碟緩存，這樣的想法並非天馬行空，早在多年前就已經由Fusion-IO實現。

不過隨著Fusion-IO被閃迪收購，閃迪又被西數收購，Fusion-IO已經不再推出這種獨特架構的新品固態硬碟。儘管已成昨日黃花，普通玩家接觸到它的機會依然不多，PCEVA（微信公眾號：PCEVA）網友nighttob最近測試了兩塊IBM io3 Enterprise 1000GB固態硬碟，展示了其獨的特架構魅力。本文內容為節選，查看完整測試請訪問PCEVA論壇。

Enterprise io3是3年前的產品，不過即便是以現在的眼光來看它的結構依然堪稱新奇。它的卡上FPGA負責提供快閃記憶體通道，在驅動程序的幫助下，原本屬於主控的各種運算工作由CPU完成，內存可用來充當固態硬碟緩存，存放FTL快閃記憶體映射表等元數據信息。跟今年新發展的NVMe Host Memory Buffer共享系統內存的成本取向不同，Fusion-IO的架構完全是以高性能為取向的。

Fusion-IO的驅動對硬碟固件版本有最低要求，如固件版本過低，驅動安裝後工作在最小化模式，僅能執行固件升級工作，而不能直接被Windows磁碟管理識別和發現。

作為軟體定義的快閃記憶體存儲，通過管理工具不僅能查看溫度、壽命、讀寫IO等狀態，還能夠進行改變物理扇區的低格操作。通常固態硬碟默認扇區大小是4KB（模擬512B訪問），而Fusion-IO可以在512位元組、1KB、2KB、4KB和8KB之間進行轉換。

包括VMware ESXi在內的部分應用要求硬碟支持512扇區訪問，nighttob的測試就是以512B格式進行的，在此扇區格式下至多需要22GB左右的系統內存作為固態硬碟緩存使用（存儲FTL快閃記憶體映射表等元數據，並非用戶數據緩存）。

對內存容量的海量需求導致它只適合用在內存不差錢的伺服器上，而PCEVA-nighttob的測試平台就是2台雙路志強伺服器，其中一台配備了16核心32線程CPU和256GB內存。

Txbench理論讀寫性能測試在目前NVMe橫行的時代已經不是特別閃亮了：

由於推出年代早，Fusion-IO並不支持最新的NVMe協議，它還是基於PCIE介面的AHCI協議固態硬碟。受AHCI的限制，使用獨特架構的Fusion-IO在延遲上表現沒能超越當代NVMe固態硬碟，PC Mark 8存儲評分5046，差不多是以AHCI協議實現了當代NVMe協議的家用使用效能。

儘管在PC Mark 8測試中沒能出彩，但代表重壓寫入穩定態性能的擴展測試顯示出了Fusion-IO用CPU執行主控運算的優勢。

混合讀寫是固態硬碟設計的棘手問題，雖然受限於NAND快閃記憶體介質，Fusion－IO並不能如英特爾傲騰900P那樣全無波瀾，但整體50%/50%讀寫的400MB/s帶寬也可說是不俗表現了。

Fusion-IO用獨特的架構解除了普通固態硬碟主控的性能瓶頸，也避免了高性能主控帶來的額外成本。但因為年代早，並不能支持當代最新的NVMe協議，因而在低延遲表現上不盡如人意。隨著NVMe協議和3D XPoint快閃記憶體技術的問世，Fusion-IO已經過了屬於它的黃金時期，舊時王謝堂前燕，終未飛入尋常百姓家。

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