ReadyBoost と FILE_FLAG_NO_BUFFERING

Vista

「PC関連備忘録」の『【Windows Vista　Ultima】 インストールレポート　＠機能編』にて，CrystalMark 2004R2 (0.9.123.320) の HDD のスコアを ReadyBoost 有り無しで比較されています．結論としては「Random Read64K」の速度が ReadyBoost 使用時に大幅に改善するとのことでした．
おもしろそうなので手元の環境でも試してみましたが，確かに同様の傾向が見られました．


CrystalMark 2004R2 がどのように HDD へアクセスしているのか Process Monitor で調べてみたところ，概ね以下のような流れでした．

  1. 指定ドライブ (C) にテンポラリファイルを作成
  2. ファイルオープン
    1. 1 MB 単位で同期 Write，指定サイズ (128 MB) まで埋める
    2. ファイルクローズ
  3. FILE_FLAG_SEQUENTIAL_SCAN + FILE_FLAG_NO_BUFFERING でファイルオープン
    1. 1 MB 単位で同期 Read をファイル先頭から繰り返す = 1 set 目
    2. 1 MB 単位で同期 Read をファイル先頭から繰り返す = 2 set 目
    3. 1 MB 単位で同期 Read をファイル先頭から繰り返す = 3 set 目
    4. Sequencial Read のスコア決定
    5. ファイルクローズ
  4. FILE_FLAG_SEQUENTIAL_SCAN + FILE_FLAG_NO_BUFFERING でファイルオープン
    1. 1 MB 単位で同期 Write をファイル先頭から繰り返す = 1 set 目
    2. 1 MB 単位で同期 Write をファイル先頭から繰り返す = 2 set 目
    3. 1 MB 単位で同期 Write をファイル先頭から繰り返す = 3 set 目
    4. Sequencial Write のスコア決定
    5. ファイルクローズ
  5. FILE_FLAG_RANDOM_ACCESS + FILE_FLAG_NO_BUFFERING でファイルオープン
    1. 512 KB 単位で同期 Read をランダムな位置に繰り返す = 1 set 目
    2. 512 KB 単位で同期 Read をランダムな位置に繰り返す = 2 set 目
    3. 512 KB 単位で同期 Read をランダムな位置に繰り返す = 3 set 目
    4. Random Read 512K のスコア決定
    5. ファイルクローズ
  6. FILE_FLAG_RANDOM_ACCESS + FILE_FLAG_NO_BUFFERING でファイルオープン
    1. 512 KB 単位で同期 Write をランダムな位置に繰り返す = 1 set 目
    2. 512 KB 単位で同期 Write をランダムな位置に繰り返す = 2 set 目
    3. 512 KB 単位で同期 Write をランダムな位置に繰り返す = 3 set 目
    4. Random Write 512K のスコア決定
    5. ファイルクローズ
  7. FILE_FLAG_RANDOM_ACCESS + FILE_FLAG_NO_BUFFERING でファイルオープン
    1. 64 KB 単位で同期 Read をランダムな位置に繰り返す = 1 set 目
    2. 64 KB 単位で同期 Read をランダムな位置に繰り返す = 2 set 目
    3. 64 KB 単位で同期 Read をランダムな位置に繰り返す = 3 set 目
    4. Random Read 64K のスコア決定
    5. ファイルクローズ
  8. FILE_FLAG_RANDOM_ACCESS + FILE_FLAG_NO_BUFFERING でファイルオープン
    1. 64 KB 単位で同期 Write をランダムな位置に繰り返す = 1 set 目
    2. 64 KB 単位で同期 Write をランダムな位置に繰り返す = 2 set 目
    3. 64 KB 単位で同期 Write をランダムな位置に繰り返す = 3 set 目
    4. Random Write 64K のスコア決定
    5. ファイルクローズ

気付いた点としては，

とまあこんな感じなのですが，何はともあれ同じファイルを使い回したため，その他のキャッシュが無効化された状態でも働く ReadyBoost の効果が大きく現われたようですね．今後ディスク周りのベンチマークをとるときは注意した方が良いでしょう．
なお，通常のアプリケーションは FILE_FLAG_NO_BUFFERING を同期 R/W に使用したりしないので，ベンチマークスコアの差が通常アプリケーションにそのまま適用できるとは限らない点に注意．


最後に手元の環境でのスコアでも．ベンチマークそのものが趣旨ではないので適当に．ここしばらく PicoTurbo (GH-UFD4GTB) をメインに使ってきましたが，今回から『HEX-S1GJ』*1 もテストに加えています．表の単位は MB/sec．

おまけでちょっとだけコメント．

  • ReadyBoost 使用時の 40 MB/sec という数字は，USB メモリの読み出し速度 (約 27 MB/sec 前後) に，ReadyBoost の圧縮率 (150% 前後) をかけると概ね説明がつく．
  • ノート PC 用の HDD ということを割引いても素の状態の Random Read 64 KB のスコアがボロボロなのが目に付くが，これが Blocking の恐怖という奴だろう．軽く近似計算してみる．まず HDD の読み出し速度を 20 MB/sec，シークタイムを 10 msec と仮定する．64 KB の転送にかかる時間は約 3 msec となるので，1 回の ReadFile に 10 msec (シーク) + 3 msec (読み出し) の 13 msec かかることになる．ということは 1 秒間の最大読み出し回数は 1000 msec / 13 msec の約 75 回．読み出せたデータ量は 75 × 64 KB で 4.7 MB となる．つまりは 4.7 MB/sec となり，実測値の　3.95 MB/sec と比べても桁としては概ね合っている．もちろん実際にはここまで単純化はできないだろうが，何を考えるべきかのとっかかりにはなるだろう．出張にたとえるとすれば，往復 10 時間を移動にかけて 3 時間働く，というのを延々繰り返しても効率は悪いよね，という話だ．

*1:id:NyaRuRu:20061214#p1 参照のこと．通販以外無いかと思ってましたが，秋葉原の[http://www.nisshinpal.co.jp:title=ニッシンパル] で 1 GB 版と 2 GB 版を見つけたので，試しに 1 GB 版を買ってみました．