Eee PC/SSDの高速化への挑戦!No13.SSDの超低速化現象の解明・デデデータ切断

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    デデキント肖像画

     今回は、もう一つのプチフリ現象、、、SSDの局地的超鈍足化現象とその解決方法をレポートする。

    SSDはある条件が重なると10倍速度が遅くなる!
     以前より、SSDをPFMで測定していると2倍遅くなることがあるとレポートをしていた。今回はそれを抜本的に究明した。
     結論から述べる。4Kバイトの小さなアクセスをS101のCドライブ16GバイトのSSDに行うと次ぎの劣化が発生する。これは世間一般のSSDにおいても似たような物だと思われる。おそらくMLC型のSSDは同じだと思う。

    整理状態  超断片化状態
    リード 2.22ms --> 36.86ms
    ライト 2.22ms --> 36.85ms


     極端な言い方をすると、SSDは使い続けていると、10倍近く速度が遅くなるケースがある。SSDを導入後、一ヶ月したらプチフリが発生しはじめて使用に耐えなくなり、HDDに戻したという現象はこれだと判断する。

     SSDがどのように速度劣化するかをグラフにして示す。

    SSD 断片化による速度劣化

     グラフは上に行くほど時間がかかることを示す。つまり遅くなる。注意して欲しい。

     上の青い線はノーマルのSSDの特性だ。下の赤い線はPFBを入れて高速化を計ったものだ。

     元になったデータを次ぎに示す。



    ■初期状態
     ディスクの断片化が起きていない状態。くわえて、PFMでシーケンシャルアクセスでの測定結果である。

    ■超断片化状態
     ディスクの断片化が起きている状態。くわえて、PFMでシーケンシャルアクセスでの測定結果である。

    ■超断片化ランダム
     ディスクの断片化が起きている状態。くわえて、PFMでランダムアクセスによる測定結果である。

     SSDは、断片化(フラグメント)が発生するに従い徐々に遅くなり大体、シーケンシャルファイルの場合は2倍くらいまで遅くなる。さらに、この状態でランダムアクセスを開始するとさらに遅くなり10倍以上遅くなる。

     PFBは、デフラグが良くかかった状態と、断片化が起きた時にランダムアクセスに対して高速化すると言えるだろう。

            ***

     さて、SSDの速度劣化を一つづつ説明していこう。



     PFMはディスクの測定に作業ファイルを作成する。理論上はディスクは図のように綺麗に整列しているイメージであるが、実際には断片化がおきる。

     SSDはこの断片化が弱いということが計測データして判っている。過去のレポートからわかるとおり、間違いなく2倍は速度が悪化する。何とかこれを機械的に計測したいと思い「デデデータ作成」という機能を作った。デフラグの逆を行うのデデとしている。次ぎのような事をする。



     PFMの作業用データを作る時に4Kバイトごとに1Mバイトの分断化が起きるようにした。具体的には作業用ファイルともう一つファイルを作り、これらに交互に書き込みを行う。作業用ファイルに4K書いたら、一方に1Mバイト書く。これを延々繰り返すと期待値として上の図のような分断化が起きるはずである。

     この機能はPFMの最新版に組み込んだ。


    [クリックで拡大]

     現在、PFMにはこのように実装している。このボタンを押すと猛烈に断片化現象を引き起こしたテストデータをつくる。

     断片化具合をWindowsの標準のデフラグのレポートから見てみよう。

    -------------------------------------------------
    断片 ファイル サイズ 最も断片化されたファイル
    3,111 195 MB ¥Documents and Settings¥hogehage¥デスクトップ¥PFB090416¥PFM プチフリ測定ソフト¥プチフリ測定Write用作業ファイル.bin
    3,107 195 MB ¥Documents and Settings¥hogehage¥デスクトップ¥PFB090416¥PFM プチフリ測定ソフト¥プチフリ測定Read用作業ファイル.bin
    -------------------------------------------------



     ビジュアルではこの赤い断片がそうだとと思われる。
    このようにデデデータは、断片化を人為的に引き起こすことができる。

     PFMは、プチフリ測定Write用作業ファイル.binと、プチフリ測定Read用作業ファイル.binの2つの作業用ファイルを作る。4Kバイト×5万個=約200Mバイトである。

     これがデデデータにより約3000個に断片化していることが判る。断片5万個を期待して設計したのだが、実際には3000個でであった。これはWindowsのファイル管理に恣意的に任されているのでいかんともしがたい。

    ■約3000個に断片化した。
    ■シーケンスで2倍。ランダムで10倍の速度劣化が発生した。

     これが客観的事実である。

        ***
          ***



     表を再度、載せる。

     このデデデータにより、PFMの測定結果は、通常のシーケンシャル測定で2倍悪化、さらに、ランダムアクセスをかけると実に10倍以上の悪化が起きたわけである。

     PFBが超断片化ランダムアクセスに対して劇的な抑止力を発揮しているのが判る。PFBには0.6からソート機能を実装している。これの成果と判断する。ランダムライトをPFBは内部で可能な限りソートし、シーケンシャル化し書き込む。結果、この数字が出たのだろう。

     さて、最後にこれの解決方法を提示する。実に簡単だ。
    Windows標準のデフラグをかければ良い。


    [クリックで拡大]

     SSDを上手に使うコツは定期的に、デフラグを掛けることだ言える。


    [クリックで拡大]

     このようにクリアしてからPFMでランダム測定をすると次ぎのように変化する。

    超断片化状態 整理状態  
    リード 36.86ms --> 2.83
    ライト 36.85ms --> 2.84


     つまり、最悪のコンディションのときに、デフラグをかければ10倍速くなる≒プチフリが起き難くなると言えるだろう。
     
     プチフリが気になるなと思ったらデフラグをかけることを勧める。ただし、かけ過ぎはSSDを損耗させるので要注意。

     また、現在、総合テストをしているPFB(Petite Freeze buster)と併用することにより高速化ができるのではないかと思う。

     PFBは0.6を近日公開できると思う。現在、総合テストをしている真っ最中である。とりあえずPFBは弊社製品「f2d」の正規ユーザには無料配布の予定である。

    Windows 高速化 プチフリバスター
    --->
    Eee PC高速化・SDHCのHDD化 プチフリバスター製品紹介ページ
    ※f2dはバージョンアップしてプチフリバスターに統合されました。

    Eee PC SDHC HDD 化
    「f2d」のトップページ --> http://f2d.dnki.co.jp/


    「PeopleLock」の紹介サイト -->
    http://peoplelock.dnki.co.jp/

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