谁偷了你的性能 揭秘优盘为何速度不快

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高速优盘随着USB3.0接口、更低的价格得以迅速普及，同时它的读写速度首次超过传统台式机的机械硬盘，突破了200MB/秒。这位SSD固态硬盘的近亲，天生基因优越，甚至，它还直接采用了SSD主控和闪存。高速优盘集这些优秀的特质于一身，这也就很好理解它的速度为何能甩开机械硬盘。同时，新的问题又摆在我们面前，高速优盘真的那么快么？

速度与容量

目前世界上速度最快的优盘当数今年年初面世的闪迪CZ88，它的读、写速度均在200MB/秒以上，其中，闪迪CZ88的读取速度高达260MB/秒，写入速度也可达240MB/秒，如此强悍的性能足以傲视群雄。不过，即便是优盘中的佼佼者，闪迪CZ88的速度指标也就勉强超出USB3.0规范的一半而已。那么，是什么原因导致这些高速优盘未能完全发挥出USB3.0的全部潜能呢？

而现今世界上容量最大的优盘则来自金士顿HyperX 骇客系列，DataTraveler HyperX Predator 拥有1TB的惊人容量，而它的读写速度（读取240MB/秒；写入160MB/秒）也相当快，指标上仅稍逊于闪迪CZ88。事实上，HyperX Predator是一块使用SSD制作的高速优盘，但它的读写速度显然还不能与固态硬盘画上等号，正当家用级SSD的读写速度接近SATA3.0极限速率的时候，HyperX Predator 1TB优盘也仅达到了USB3.0的一半速度。

毫无疑问，作为存储产品的优盘，它首先要强调大容量。只是，当优盘的容量越来越大时，我们必然会对存储介质的读写速度提出更高的要求，以提高传输效率。接下来，我们将带您逐步探寻USB3.0优盘的速度秘密、以及优盘行业的一些潜规则。

主控和闪存

高速优盘和固态硬盘的工作原理和基本电路结构都十分类似，两者均具备有主控、闪存以及必要的供电线路。但是，为什么优盘的速度却无法和SSD固态硬盘相提并论呢？其主要原因还在于它们的主控和闪存在选择上有较大区别。

主控芯片：USB3.0和SATA模式大相径庭

通常来说，我们使用的SSD固态硬盘采用的是SATA接口主控，而绝大部分优盘则采用的是USB接口主控。除此以外，部分厂家还将SSD的主控芯片移植到优盘上以获取更高的读写性能，当然，对于这类产品，它们还需要加装SATA桥接USB的转换芯片，否则SSD主控是无法直接使用到优盘。

速度限制：桥接芯片导致主控性能衰减

尽管用上了SSD主控，但为什么在读写速度上会下降很多呢？我们以金士顿DTWS 32GB优盘为例，这是一款在目前市面上以性能著称的产品，它采用了SF2241 SSD主控，读写速度理论上可达到500MB/秒。不过，金士顿DTWS 32GB在实际应用时，它的实测读写速度仅为250MB/秒。究其原因，主要在于金士顿DTWS 32GB优盘的“SATA桥接USB主控”，它的运算能力远远没有SF2241那么强大，芯片之间的性能并不平衡，导致金士顿DTWS 32GB优盘的速度打了折扣。

读写性能：原生USB主控不及SSD主控一半

通常，SSD固态硬盘的主控广泛采用运算能力强悍的32bit ARM架构甚至CPU级别的RISC架构，而原生USB接口主控为了控制成本，采用更为简单指令集架构，并且数据位宽也降低到8bit或16bit，这就导致它的读写性能远不如SSD主控。

以目前已知性能最强的闪迪CZ88 128GB优盘为例，其读写速度高达260MB/秒、240MB/秒，但即便如此，它的性能也也不及品质较好的SSD主控。事实上，优盘的性能好坏，主要取决于主控。无论是原生USB3.0主控方案，还是SSD主控搭配桥接芯片方案，它们的性能表现只能说比机械硬盘强大，但整体性能还远不如SSD。

算法玄机

毫无疑问，主控是SSD、优盘的核心部件，它直接决定了两者的整体性能。另一方面，主控还必须具备逻辑算法才能读写数据、擦除数据并恢复性能。目前来看，主控分为压缩算法和非压缩算法两大派系，两种算法的最大区别在于写入放大比率，其中：压缩算法主控会对数据进行识别，处理器针对“压缩型数据”根据一定比例压缩，然后将压缩好的数据写进闪存，有利于降低闪存的数据写入量；而非压缩算法主控则不区分数据类型，对闪存直接写入数据，对闪存的寿命有较高的要求。

既然压缩算法和非压缩算法在数据处理上千差万别，那么两种算法的性能又有何差异呢？对此，我们举例简单描述一下，假设非压缩算法主控方案写入1MB数据用时为1秒；压缩算法主控方案写入同样1MB数据时，先压缩用了0.5秒，但是压缩后只有0.3MB了，写入0.3MB用了0.3秒，那么实际使用时间总共就是0.8秒。

可以看出，写入的这1MB数据是否可压缩，且可压缩的程度对压缩算法主控方案影响很大，数据越是可压缩，压缩算法主控方案的速度越快；数据越是不可压缩，压缩算法主控方案的速度则要比非压缩算法主控方案相对变慢了。

另外，通过对优盘算法设计的比较，我们可以得到下面两个结论：非压缩算法主控在各个容量均能有较好的性能表现，但是它较少出现32GB这类小容量；压缩算法主控在大容量版本有较好的性能表现，小容量版本需要在使用寿命和读写速度进行平衡衔接。

实例拆解分析

我们曾对金士顿HyperX 512GB骇客优盘进行过评测，它的超大容量让厂家无需过于顾忌闪存的使用寿命，因此它的写入放大比率较高，赋予优盘较为完整的性能。在本文，我们将对它的小兄弟--金士顿DTWS 32GB优盘进行拆解分析。

金士顿DTWS 32GB高速优盘采用SATA3.0 6Gbps接口的SandForce SF2241压缩算法主控，并通过Fujitsu（富士通）USB3.0-SATA Bridge LSI转换芯片进行桥接，最后使用USB3.0规范进行数据交互。较小容量的32GB优盘搭配了压缩型主控，对此，厂家如何在使用寿命和读写速度间进行平衡，我们将用两款压缩/非压缩型数据软件对这款优盘进行测试。

压缩算法/速度测试：

ATTO Disk Benchmark是一款压缩型数据的速度测试软件。金士顿DTWS 32GB优盘读取速度达到255.6MB/s，最大写入速度达到250.2MB/s。正式由于优盘采用了压缩算法的主控以及算法设计，决定它擅长压缩型数据的运算和传输。

非压缩算法/速度测试：

CrystalDiskMark是一款具备非压缩型数据的速度测试软件，金士顿DTWS 32GB优盘读取速度达到195MB/s，写入速度达到39.15MB/s。它处理非压缩型数据，需要一定时间的进行识别/转换，因此其读写速度有不同程度下降。

对此其实不难理解，假设1MB的数据文件，金士顿DTWS 32GB优盘通过SF2241主控的强大运算能力，压缩成0.5MB写入闪存，这等于间接延长闪存的容量寿命。很显然，这1MB文件的数据类型（压缩还是非压缩数据），决定了这款优盘的速度快慢。

金士顿DTWS 32GB优盘属于典型的优盘解决方案，甚至是这种方案的一种极致。大部分USB3.0优盘，尤其是那些读写性能动辄达到百余兆/每秒的高速优盘，它们采用了了压缩型主控，同时厂家通过算法控制写入放大比率，这就是为何优盘用起来感觉没那么快的原因。

在优盘行业流传一句至理名言：“速度越快，死得越早”。一块伪劣的山寨32GB优盘，以150MB/秒写入数据，不到4分钟就能达到满载，我们确实得担心它写多少轮数据之后会废掉。实际上，优盘的读写速度和闪存容量成正比。

闪存芯片：我不是磁盘 我有P/E寿命

基于闪存芯片的优盘和传统机械硬盘有很大不同，它是半导体而非磁盘，因此它具备有限循环使用的贯穿寿命，我们称之为P/E次数，1 P/E代表闪存的一次擦写。普通USB3.0优盘的速度为何慢的另外一个重要原因，是使用了低等级的MLC闪存或者原本就是TLC闪存，其P/E使用寿命充其量仅数百次。闪存厂家对一些性能或者寿命有瑕疵的芯片，以较低的价格流通到闪存交易市场，用于制造优盘甚至SSD。

针对这样的现实，我们自然会担心伪劣的高速优盘出现，诚然优盘的制造门槛低，但高速优盘的高制造成本，较长的销售周期打消了不少非法厂商的山寨念头，而通过低成本部件制造的所谓高速优盘，速度乏善可陈，甚至称不上高速优盘。

高速优盘技术目前掌握在诸如：闪迪、东芝、金士顿等少数几家移动存储巨头手中。它们不惜成本制造、研发原生高速USB3.0主控，或将SSD作为优盘来制作，这些优盘的读写速度郝然在200-260MB/秒之列。而更多的主流USB3.0优盘，厂家出于大批量生产、控制成本、节能等原因，它们所采用的主控和闪存并没有高端优盘那么有性能和品质优势。这些主流优盘的闪存等级处于最底层，厂家利用更大容量的闪存容量来提升优盘寿命，而优盘寿命对读写速度快慢又有十分显著的影响，充足的优盘使用寿命是保证读写速度的基础。这些主流优盘的读写速度已推进到100-180MB/秒之间。

USB3.0优盘普及速度之快，得益于它的低价格和越来大的容量，但是在日常生活中，我们总觉得优盘用起来没那么快。厂家对主控的性能的限制、闪存寿命的顾虑、成本控制，导致优盘的速度发展并没有出现势如破竹之势，目前性能最优秀的型号，其读写能力也不过勉强超出USB3.0规范（500MB/秒）的一半而已。