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3 顺序读写性能

3.1 顺序写性能理论值计算

物料的数据手册一般会提供擦除和写的耗时,关注数据手册中Block Erase time、PageProgram time 此类关键字数值。以GD25Q256E(spi nor)为例,Block Erase time:0.12s/0.15s typical(Block size 64KByte) ,Page Program time: 0.25ms typical(Page size 256Byte)。

| High Speed Clock Frequency | Fast Program/Erase Speed |
| 133MHz for fast read with 30PF load | Page Program time: 0.25ms typical |
| Dual I/O Data transfer up to 266Mbits/s | Sector Erase time: 45ms typical |
| Quad I/O Data transfer up to 532Mbits/s | Block Erase time: 0.12s/0.15s typical |

上面的Quad 的传输速率,是通过133MHZ * 4 line 计算到的,是一个理论数据,而实际的使用场景,我们要读数据前要用1 line 发送5(6)Bytes 数据,即cmd + addr[3(4)] + dummy(大于16M 的FLASH,需要发4byte 地址), 其次我们SPI 控制器最大输出频率100Mhz。假设 发一次命令读N bytes 数据,则命令和数据所占时间的比例为5 : (N/4), 那么实际4 line 的极限速度等于(N/4) / [5+(N/4)] * CLK * 4Mbits/s。以100Mhz 4line 为例,理论极限速度为47.68MB/s。

speed = 32MByte/(erase_time + program_time + spi_time)
= 32MByte/(0.15s*(32MByte/64KByte) + 0.25ms*(32MByte/256Byte) + 32MByte/47.68MB/s)
= 32MByte/(76.8s + 32.8s +0.67s)
= 290KByte/s

以GD5F1GQ4UAYIG(spinand)为例,Block Erase time: 3ms typical(Block size128KByte) ,Page Program time: 0.4ms typical(Page size 2048Byte)。

speed = 128MByte/(erase_time + program_time)
= 128MByte/(3ms*(128MByte/128KByte) + 0.4ms*(128MByte/2048Byte) + 128MByte/47.68MB/s)
= 128MByte/(3072ms + 26214.4ms + 2684ms)
= 4.0MByte/s

3.2 顺序性能测试方法

Tina 测试平台有2 个顺序读写性能的测试用例,分别如下。

/spec/storage/seq #适用于>64M 内存的方案
/spec/storage/tiny-seq #适用于<=64M 内存的方案和使用ubifs的存储方案

特别注意的是,在测试文件数据量非常小时,内存对测试影响太大,测试出来的读数据会非常不准确。例如,对spinor 的测试分区只有5M 大小,而内存有64M,测试出的读可能达到100+M/s,此时的读数据不具有参考价值。

3.3 顺序性能解读

顺序读写性能以读写速度(KB/s;MB/s) 作为衡量标准,主要体现大文件连续读写的性能。此时,速度值越大,顺序读写性能越好。 不同存储介质的读写性能是有差异的,甚至同一种存储介质,不同厂家不同型号可能都有差别。 以mmc 为例,有的mmc 写性能只能达到10M/s,而有的mmc 写性能达到150M/s。一般来说,MMC 的规格书中有体现性能估值。 常见的,不同介质顺序读写性能排序如下。

 mmc > raw nand > spinor > spinand
 mmc > raw nand > spinand > spinor

4 随机读写性能

4.1 随机性能测试方法

Tina 测试平台有1 个随机读写性能的测试用例,且只适用于>64M内存方案。

/spec/storage/rand

4.2 随机性能解读

随机读写性能以IOPS(IO per second) 为衡量标准,理解为每秒处理多少个IO 请求。此指标反应的是小文件的读写性能。此数值越高,表示其随机读写性能越好。 与顺序读写相似的是,其数值也与实际物料,当前工作模式有关。