SDNAND(贴片式SD卡)写入10个块(Block)所需的时间受存储芯片性能、接口类型、写入模式、文件系统开销及环境因素共同影响。以下是具体分析和估算:
块(Block)大小
SDNAND的块大小通常为 128KB 或 256KB。
10个块 ≈ 1.28MB 或 2.56MB 数据量。
写入速度的核心影响因素
接口类型:SDIO(4位并行)或 SPI(串行)。
写入模式:顺序写入(快) vs. 随机写入(慢)。
主控性能:垃圾回收(GC)、坏块管理(BBM)的实时开销。
写入速度:
SDIO高速模式:15–20 MB/s(实际速度,非理论峰值)。
计算:
10 Blocks(1.28MB)耗时:1.28 MB ÷ 15 MB/s ≈ 85ms。
10 Blocks(2.56MB)耗时:2.56 MB ÷ 15 MB/s ≈ 170ms。
写入速度:
SPI模式(Quad SPI):5–10 MB/s(协议开销大)。
随机写入:速度可能降至 1–3 MB/s(需频繁寻址+垃圾回收)。
计算:
10 Blocks(1.28MB)耗时:128ms–1.28s(波动大)。
10 Blocks(2.56MB)耗时:256ms–2.56s。
性能下降原因:
垃圾回收(GC)占用带宽:写入暂停,延迟增加 50%–200%。
高温环境:NAND电荷稳定性下降,需降速保数据。
耗时范围:200ms–3s(10 Blocks)。
配置 | 顺序写入速度 | 10 Blocks(1.28MB)耗时 | 适用场景 |
---|---|---|---|
SDIO 4-bit | 15–20 MB/s | 64–85 ms | 视频录制、大文件存储 |
SPI (Quad) | 5–10 MB/s | 128–256 ms | 传感器数据、低功耗设备 |
随机写入 | 1–3 MB/s | 427 ms–1.28 s | 数据库、小文件频繁更新 |
垃圾回收(GC)延迟
当存储空间碎片化时,GC需搬移有效数据,占用写入通道。
优化建议:启用 TRIM指令 或使用 SLC缓存策略 减少GC频率。
写放大(Write Amplification)
实际写入量 > 用户数据量(例如:1MB数据触发2MB物理写入)。
优化建议:选择 支持磨损均衡(Wear Leveling) 的SDNAND型号。
接口协议开销
SPI需额外传输命令头(CMD+地址),小数据块效率低。
优化建议:批量写入(合并多次操作为单次)。
优先选择SDIO接口:比SPI提速 2–4倍,尤其适合连续写入。
避免频繁小文件写入:将10次操作合并为1次,减少协议开销。
预留空间(Over-Provisioning):保留 10%–15% 未分配空间,降低GC压力。
监控温度:工业级SDNAND(-40℃–85℃)在高温下需主动限速。
最佳情况(SDIO+顺序写):10 Blocks ≈ 85ms
最差情况(SPI+随机写+GC触发):10 Blocks ≈ 2–3s
推荐策略:
大文件/视频流 → SDIO接口 + 预留空间
小数据/低功耗 → SPI批量写入 + 启用TRIM
ℹ️ 精确时间需结合具体型号(如容量、主控方案)测试,建议使用
FIO
或CrystalDiskMark
工具实测目标环境。