有缓存VS无缓存对比建议 固态硬盘有缓存好还是没有缓存好( 四 )


前瞻性测试:Direct Storage硬盘负载模拟测试
在当前的游戏架构下,SSD主要影响场景加载,也就是读条阶段的性能 。而在游戏过程中,硬盘存取活动很少 。下图是对最终幻想14 Benchmark测试过程的硬盘活动记录分析:几个IO活动尖峰出现在场景加载时,存取模式以4K随机读取为主,并且队列深度很低,缺少并发读取,难以充分发挥SSD的潜力 。

有缓存VS无缓存对比建议 固态硬盘有缓存好还是没有缓存好

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拥有7000MB/s带宽的PCIe 4.0 SSD,4K单线程随机读取只有几十MB/s,同时还会占用大量CPU资源,这样的传输效率自然无法充分发挥SSD的优势 。
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在4K乃至8K游戏时代,高精度纹理贴图的体积将非常大,内存及显存都面临容量不足的问题 。微软DirectStorage希望通过将数据读取单元从4KB提高到32KB,改单线程随机读取为多线程、多队列深度随机读取来提高SSD传输效率 。让高精度纹理贴图在游戏进行过程中实时加载,并允许由显卡直接处理纹理数据解压 。目前Direct Storage API已经基本完善,首个支持Direct Storage的游戏预计将在明年初问世 。
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在这个前瞻性的测试项目中,我们通过IOMeter来测试32KB区块多线程、高队列深度随机读取性能,模拟Direct Storage游戏对硬盘的访问方式 。32KB Q128T8随机读取4小时测试结果如下:
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虽然NVMe协议理论上可以支持64K个队列,每个队列深度可达64K 。但实际上相当多的NVMe SSD主控并没有针对多线程QD128随机读取进行充分优化 。从现实出发,Direct Storage游戏也需要考虑大众硬件水平,应该会避免让SSD满载以免系统背景读写IO卡顿 。预计初期的Direct Storage游戏对硬盘的读写压力应该不会超过32KB QD32T2这种水平:
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当然,Direct Storage目前还没有实际应用,我们也无法准确预测在未来游戏中全高画质对SSD性能的需求有多高 。Direct Storage是从Xbox Velocity Architecture移植到Windows而来,以Xbox Series X内置SSD的性能来看,大多数PCIe 4.0 SSD应该不会有问题 。
总结:
本次测试的五款SSD各有特色,英睿达P5 Plus据猜测是使用7+1P的RAIN冗余而影响了性能并导致主控发热量巨大,但理论上能提供比较好的数据保护能力 。雷克沙NM760具备高达1000TBW的写入耐久度指标,复合材质标签的降温效果也不错 。西数SN770的单颗粒布局放宽了主控的温度上限 。作为最早上市的原厂PCIe 4.0 SSD,三星980 PRO老当益壮,在模拟Direct Storage前瞻性测试中收获不俗的成绩,也说明了其具有扎实的硬件基础 。SATURATION概念指引下的长江存储TiPlus7100以晶栈Xtacking 3.0技术为依托,充分发挥2400MT/s高速闪存接口优势,在主流级价位提供7400MB/s满速PCIe 4.0旗舰性能,吹响了抢占性能制高点的号角 。