为什么我的 Ubuntu 系统上的所有硬盘驱动器都很慢？

Question

在我的计算机上，双启动 Ubuntu 12.04 LTS（内核 3.5）和 Windows 7，硬盘驱动器速度在 Windows 上非常快，但在 Ubuntu 上非常慢。当我在 13.04（内核 3.8）和预发布 13.10（内核 3.11）的 Ubuntu Live CD 上启动时，速度仍然很慢。但是，当我在 Knoppix（内核 3.9）上启动时，缓慢消失了！

有谁知道为什么，或者如何在 Ubuntu 中修复它？

以下是使用完全相同硬件的速度：

• Ubuntu 12.04 LTS、13.04、13.10：大约 1 MB/秒，在复制文件时使用 /bin/du 估计。
• Windows 7：Windows 报告的 168 MB/秒
• Knoppix：和 Windows 差不多，绝对超过 100MB/秒

内部和外部驱动器都会出现速度缓慢的情况：内部 SSD RAID（3ware 9750-4i 卡）、内部 Western Digital Red（不在 RAID 卡上）以及使用 USB 3.0、Firewire 和 eSATA 的外部驱动器。

这台计算机本身有一个非常快的 6 核 CPU 和 32 GB 内存，因此计算机性能不是问题。这是一台全新的计算机，因此可能配置错误。

花絮：最初，我认为问题仅限于 USB 3.0，我的供应商 (endpcnoise.com) 猜测我电脑上的 ASmedia 芯片组是罪魁祸首，因为 Ubuntu 对它的支持“充其量只是基本的”。

一些时间信息：从系统中的任何磁盘复制 20 MB 文件需要 15 秒。这是 Ubuntu 13.04 Live CD 上的 SSD RAID：

$ time cp bigfile bigfile2

real    0m14.866s
user    0m0.000s
sys     0m0.056s

当我启动到 Knoppix 时，问题完全消失了：

$ time cp bigfile bigfile2
real    0m0.034s
user    0m0.000s
sys     0m0.013s

当我在这样的副本之前和之后运行 dmesg /var/log/syslog 时，不会写入额外的消息。（请参阅完整的 dmesg 输出。）但我确实看到了一些与正在测试的 SSD 相关的消息：

...
[    0.882760] LSI 3ware SAS/SATA-RAID Controller device driver for
Linux v3.26.02.000.
[    0.883566] ahci 0000:00:1f.2: version 3.0
[    0.883643] ahci 0000:00:1f.2: irq 80 for MSI/MSI-X
[    0.889807] e1000e: Intel(R) PRO/1000 Network Driver - 2.0.0-k
[    0.889809] e1000e: Copyright(c) 1999 - 2012 Intel Corporation.
[    0.891377] xor: automatically using best checksumming function:
[    0.899068] ahci 0000:00:1f.2: AHCI 0001.0300 32 slots 6 ports 6 Gbps
0x31 impl SATA mode
[    0.899071] ahci 0000:00:1f.2: flags: 64bit ncq sntf pm led clo pio
slum part ems apst
[    0.899074] ahci 0000:00:1f.2: setting latency timer to 64
...
[    1.234773] ata1: SATA link up 6.0 Gbps (SStatus 133 SControl 300)
[    1.234785] ata7: SATA link down (SStatus 0 SControl 300)
[    1.234802] ata6: SATA link up 1.5 Gbps (SStatus 113 SControl 300)
[    1.234820] ata5: SATA link up 1.5 Gbps (SStatus 113 SControl 300)
...
[    1.990817] sd 0:0:0:0: Attached scsi generic sg3 type 0
[    1.990833] sd 0:0:0:0: [sdb] 1874978816 512-byte logical blocks: (959 GB/894 GiB)
[    1.993034] sd 0:0:0:0: [sdb] Write Protect is off
[    1.993036] sd 0:0:0:0: [sdb] Mode Sense: 23 00 10 00
[    1.993158] sd 0:0:0:0: [sdb] Write cache: enabled, read cache: enabled, supports DPO and FUA
[    1.995812]  sdb: sdb1 sdb2 sdb3 sdb4 < sdb5 >
[    2.000255] sd 0:0:0:0: [sdb] Attached SCSI disk
[    2.292132] EXT4-fs (sdb1): mounted filesystem with ordered data mode. Opts: (null)
...
[    9.428287] 3w-sas: scsi0: ERROR: (0x03:0x0101): Invalid command opcode:opcode=0x85.

最后一行解释here。

这是否指向根本原因？

hdparm 在 Ubuntu 12.04 和 Knoppix 上报告相同的结果，除了 -Q (queue_depth)，但在 Ubuntu 上更改它没有明显效果：

$ sudo hdparm -acdgkmurABCMNQW /dev/sda

/dev/sda:
 multcount     = 16 (on)
 IO_support    =  1 (32-bit)
 readonly      =  0 (off)
 readahead     = 256 (on)
 geometry      = 364801/255/63, sectors = 5860533168, start = 0
 look-ahead    =  1 (on)
 APM_level      = not supported
 drive state is:  active/idle
 acoustic      = not supported
 max sectors   = 5860533168/5860533168, HPA is disabled
 queue_depth   = 31  (Knoppix had value = 1, but changing on Ubuntu didn't help)
 write-caching =  1 (on)

这是lshw：

$ sudo lshw -c bus
  *-core
       description: Motherboard
       product: P9X79
       vendor: ASUSTeK COMPUTER INC.
       physical id: 0
       version: Rev 1.xx
       serial: 130410781200420
       slot: To be filled by O.E.M.
  *-usb:0
       description: USB controller
       product: X79 series chipset USB2 Enhanced Host Controller #2
       vendor: Intel Corporation
       physical id: 1a
       bus info: pci@0000:00:1a.0
       version: 06
       width: 32 bits
       clock: 33MHz
       capabilities: pm debug ehci bus_master cap_list
       configuration: driver=ehci_hcd latency=0
       resources: irq:23 memory:fb627000-fb6273ff
  *-usb
       description: USB controller
       product: ASM1042 SuperSpeed USB Host Controller
       vendor: ASMedia Technology Inc.
       physical id: 0
       bus info: pci@0000:06:00.0
       version: 00
       width: 64 bits
       clock: 33MHz
       capabilities: msi msix pm pciexpress xhci bus_master cap_list
       configuration: driver=xhci_hcd latency=0
       resources: irq:17 memory:fb400000-fb407fff
  *-usb
       description: USB controller
       product: ASM1042 SuperSpeed USB Host Controller
       vendor: ASMedia Technology Inc.
       physical id: 0
       bus info: pci@0000:07:00.0
       version: 00
       width: 64 bits
       clock: 33MHz
       capabilities: msi msix pm pciexpress xhci bus_master cap_list
       configuration: driver=xhci_hcd latency=0
       resources: irq:19 memory:fb300000-fb307fff
  *-firewire
       description: FireWire (IEEE 1394)
       product: VT6315 Series Firewire Controller
       vendor: VIA Technologies, Inc.
       physical id: 0
       bus info: pci@0000:09:00.0
       version: 01
       width: 64 bits
       clock: 33MHz
       capabilities: pm msi pciexpress ohci bus_master cap_list
       configuration: driver=firewire_ohci latency=0
       resources: irq:17 memory:fb100000-fb1007ff ioport:b000(size=256)
  *-usb:1
       description: USB controller
       product: X79 series chipset USB2 Enhanced Host Controller #1
       vendor: Intel Corporation
       physical id: 1d
       bus info: pci@0000:00:1d.0
       version: 06
       width: 32 bits
       clock: 33MHz
       capabilities: pm debug ehci bus_master cap_list
       configuration: driver=ehci_hcd latency=0
       resources: irq:23 memory:fb626000-fb6263ff
  *-serial UNCLAIMED
       description: SMBus
       product: X79 series chipset SMBus Host Controller
       vendor: Intel Corporation
       physical id: 1f.3
       bus info: pci@0000:00:1f.3
       version: 06
       width: 64 bits
       clock: 33MHz
       configuration: latency=0
       resources: memory:fb624000-fb6240ff ioport:f000(size=32)

Answer 1

我从当前的 32 位 PAE 内核切换到 64 位内核。磁盘写入速度现在很快。这是 Ubuntu 13.04 的情况。

这个故事的寓意是：如果您有 4GB 以上的 RAM，请使用 64 位 Linux。即使PAE内核可以工作，它也可能存在这样的问题。