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闲话SandForce——神秘的压缩

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Essence 发表于 2012-12-24 15:06 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
点击数:23248|回复数:54
SandForce是位于美国加利福尼亚州米尔皮塔斯的一家“fabless(无工厂)”半导体公司,在2006年由Alex Naqvi和Rado Danilak创建,二人在公司成立初期带来了大量相关的技术经验。

2009年4月,SandForce宣布进军快速发展中的固态硬盘市场。

SandForce自身并不生产和销售SSD固态硬盘成品,而是主要设计和制造SSD固态硬盘的闪存控制器并出售给SSD制造厂商。所谓fabless,就是指SandForce本身并没有生产工厂,专门从事芯片设计工作,而将生产作业交给代工厂来完成。我们熟悉的Nvidia和ARM也属于类似的fabless公司,比如Nvidia的代工厂就是台积电,而ARM也是只卖授权,而不实际生产处理器。无工厂半导体制造模式也是生产分工高度进化的一个表现。



最初企业级领域SSD只有使用昂贵的SLC闪存才能满足耐久度需求。而SandForce出现的最大意义在于使得使用相对廉价的MLC闪存也能够达到企业级环境下达到5年以上的预期寿命。SandForce这个最早定位于企业级应用的背景使得采用了SandForce主控的SSD能够在耐用度上取得相较其他主控方案更好的表现。

SandForce公司同时与多家闪存制造商保持了良好的合作关系,使得SandForce主控能够搭配支持各家品牌的颗粒,给固态硬盘生产厂商提供了更丰富的搭配选择。同一主控,搭配不同颗粒,即可做到产品等级分化的需求。SandForce的开放性也表现在此,Intel、Micron、Toshiba的各类NAND闪存都得到了很好的支持。采用SandForce主控方案的SSD也因此变得丰富多彩。

使用SF2281主控搭配Intel ME3颗粒的金士顿V+200


SF-2200系列主控的功能特性图表:

左侧为与主机接口的示意,SMART信息、SATA6Gbps速率,最高队列深度32,物理层、链路层、转换层、指令。

中间为SandForce使用的各种技术,统称为“DuraClass Technology”,包含了智能磨损平衡、垃圾回收以及DuraWrite与RAISE等。支持AES-128自动加密与每512字节55Bit的ECC校验纠错机制。

右侧则是SandForce当前能够支持的NAND接口,Toggle与ONFI2同步方案均可支持。最高支持166MT/s带宽,支持20nm、30nm甚至1X nm级的闪存颗粒,最大容量支持到512GB。

SandForce最为著名的特性当属DuraWrite压缩技术,由于实际需要写入的数据量压缩后变小,写入速度得到了提升。在需要读取的时候,被压缩过的数据在主控内解压后输出,又带来了外部读取速度增益。

由此带来的就是SandForce在ATTO默认模型下Bug的跑分(以下测试均已金士顿V+200 120G为例)

550/510,毫无压力,也毫无意义


由于ATTO测试的默认数据类型是完全可压缩的,经由SandForce主控的压缩算法之后,犹如一头大象被压缩成了一只猫咪的大小,装入了罐头。因为实际写入到NAND里的数据量很小,写入操作很快就完成了。外部测到的写入速度接近SATA6Gbps的接口带宽。

而在读取这些被完全压缩的数据时,一只猫咪又被还原成了大象的体积,仿佛瞬间读出了大量的数据,这时外部测到的读取速度也近乎于SATA6Gbps的接口带宽速度。

而在AS SSD Benchmark里,金士顿V+200又被贬低成了这个评价:

数据直接缩水到惨不忍睹。或许SandForce真的该给AS SSD Benchmark的开发商赞助一下了,学学Nvidia,在3D Mark Vantage里搞个物理项目,得分直接华丽丽的飙升。N卡的物理加速是只对个别游戏有助,而SandForce的压缩增益可是在各种环境下都广泛受益的,所以说AS SSD Benchmark的评分在此方面还是不够公正:用对于SandForce恶劣条件下的最差成绩去对比,显然这个得分是无法在不同SSD之间进行对比得出真实性能差异的。

压缩算法当然不是什么作弊,是是实实在在提升了性能的,这点AS SSD Benchmark里的Compression Benchmark其实能反映出来,但是这项并不计入成绩。大家都说,有图有真相,可惜这次是有图还是无真相:到底压缩有多大用?

AS SSD Benchmark的压缩率测试,随着数据可压缩度提升,SandForce的速度表现也会提升


一边是打了鸡血般的BUG成绩,一边是被压榨了的缩水成绩,唯一可以肯定的是,这都不科学…不过可以告诉大家的是,后边我们会有详细的释疑。

好了,这一期的内容就到这里,下一期是闲话SandForce——压缩光环的速度增益。

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ggxuelei 发表于 2012-12-24 15:35 | 只看该作者
SF跑AS测试成绩是比较坑
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糊了么 发表于 2012-12-24 15:44 | 只看该作者
论坛看别人的Intel 330跑AS也不到500分,AS真坑爹啊,怎么和别人比,太让SF用户桑心了。。。

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rostest 发表于 2012-12-24 15:58 | 只看该作者
路过学习,一直没搞懂SandForce和这些用SandForce的厂商什么关系
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krest 发表于 2012-12-24 16:10 | 只看该作者
我也贴个V+200的测试,Crystal Disk Mark

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krest 发表于 2012-12-24 16:12 | 只看该作者
AS SSD Benchmark里的4K 64Thrd和Crystal Disk Mark中的4K QD32是一个东西么?我的4K QD32比64的成绩还要高
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ggxuelei 发表于 2012-12-24 16:15 | 只看该作者
krest 发表于 2012-12-24 16:12
AS SSD Benchmark里的4K 64Thrd和Crystal Disk Mark中的4K QD32是一个东西么?我的4K QD32比64的成绩还要高 ...

没仔细看啊

左侧为与主机接口的示意,SMART信息、SATA6Gbps速率,最高队列深度32,物理层、链路层、转换层、指令。
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saintpasser 发表于 2012-12-24 17:54 发自PCEVA移动客户端 | 只看该作者
糊了么 发表于 2012-12-24 15:44
论坛看别人的Intel 330跑AS也不到500分,AS真坑爹啊,怎么和别人比,太让SF用户桑心了。。。
...

我的跑到600+
sata2 都有 400+
不知道是不是180g原因?
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windroc 发表于 2012-12-24 18:48 | 只看该作者
SF主控还是有可取之处的,看我X61上的东芝120

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windroc 发表于 2012-12-24 18:51 | 只看该作者
感觉SATA2用SF的会不会更好,因为有压缩的作用,不知道实际读取时会不会突破SATA2的限制,没测试过,有没试过的大侠给个答案
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nighttob 发表于 2012-12-24 19:16 | 只看该作者
应该加一句,2012年1月被LSI收购。
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wsy2220 发表于 2012-12-24 19:27 发自PCEVA移动客户端 | 只看该作者
windroc 发表于 2012-12-24 18:51
感觉SATA2用SF的会不会更好,因为有压缩的作用,不知道实际读取时会不会突破SATA2的限制,没测试过,有没试 ...

不会的,sata接口和ssd之间传输的还是没压缩的数据,压缩和解压都是在ssd内部完成的
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mondeo 发表于 2012-12-24 20:12 | 只看该作者
学习了,谢谢!
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ggxuelei 发表于 2012-12-24 20:16 | 只看该作者
windroc 发表于 2012-12-24 18:51
感觉SATA2用SF的会不会更好,因为有压缩的作用,不知道实际读取时会不会突破SATA2的限制,没测试过,有没试 ...

突破不了SATA2.0。。
异步+SandForce才能正好利用SATA3.0闲置带宽
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krest 发表于 2012-12-24 20:20 | 只看该作者
ggxuelei 发表于 2012-12-24 16:15
没仔细看啊

只能支持到QD32的话,他测QD64岂不是很蛋疼。。。增加队列深度也不能再提升了
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anymango 发表于 2012-12-24 20:32 | 只看该作者
阅读与学习
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nobillgates 发表于 2012-12-24 21:15 | 只看该作者
学习一下,现在不太敢买SF主控的SSD
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fastslz 发表于 2012-12-24 22:35 | 只看该作者
SF主控选择“凸鸡巴”就像老鼠爱大米
2倍写入在SATA 2.0的表现

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炸死企鹅 发表于 2012-12-24 22:58 | 只看该作者
            我觉得SF主控的压缩算法对于压缩比率高的数据来说,有它独特的优势。压缩数据,减小写入放大,延长颗粒寿命,提升性能,这些优势是不容置疑的。楼主的文章也提到了数据可压缩算法最早定位于企业级应用的。如今把它放到消费级应用领域里,显然有点委曲了SF主控。消费级应用领域常用的数据里有压缩比率高的,也有压缩比率低的,咱们不能因为SF主控在压缩比率低的情况下读写性能下降而一棒子打死,也不能因为SF主控在压缩比率高的情况下读写性能飙升而棒上天。任何事物都有它好的一面,也有它不好的一面。换句话说,我们不能容不下SF主控不好的一面吧。
           说完主控,再来说说SF主控的SSD,SandForce公司与多家闪存制造商有良好的合作关系,使得SandForce主控能够支持各家品牌的颗粒,生产门槛自然就很低啦。随着SSD的兴起,众多厂商纷纷购买SF主控的方案来自行生产,林子大啦,什么鸟都有。.................此处省略N字,你懂得。
          SF主控的数据可压缩算法在消费级应用领域里算是喜忧参半吧,再加上一些不良厂商的XXOO,近乎把SF主控的SSD给搞臭啦。那些不懂SSD的人说SF主控的SSD差也就算啦,咱们这些天天泡论坛的人也说SF主控的SSD差,未免有点起哄的嫌疑了吧。没听到谁说intel的330,520,335系列SSD差的啊。

吐槽完毕,以上纯属个人看法。对也好,错也好。哥就是这样认为的。
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feve 发表于 2012-12-24 23:12 | 只看该作者
还是喜欢MARVERLL的简单粗暴直接.
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