討論 RAMRoot 的效能 (適用於 Roon Server) #102 測試碟

jackt

之前睇咗好多關於 Boot into RAM 或者 Filesystem in RAM drive 嘅文章，終於都的起心肝去研究一吓，發現大部分都用 Arch Linux + RAMRoot (如 AudioLinux)，本身唔熟 Arch Linux，唯有慢慢上網學吓！不過呢個題目唔係敎大家點玩，而係發掘玩 RAMRoot 嘅實際效能，有興趣嘅師兄請自行解決安裝問題。

以下內容只適合比較熟悉 Linux 系統的師兄，用 dd 作為 benchmark 以測試效能。


今次測試主要係比較 RAM drive 和 SSD 的效能分別，/tmp 為 ramdisk、/mnt/tmp 係 map 咗 Samsung NVMe SSD，分別以 1M 及 4k size 寫入測試 512MB file，又因為 Linux filesystem 以 disk cache 為主，所以測試埋同步寫入的實際效能。

一般情況，寫 1MB file 入 ramdisk 有 3.8GB/s，寫 1MB file 入 SDD 都有 2.2GB/s，即係 ramdisk 只快 SSD 一半左右。因為大部分情況，Linux 行咗 disk cache，所以分別唔會太明顯。
如果當寫入 4kB file 時，ramdisk 有 2.7GB/s、SSD 有 517MB/s，分別就好明顯啦！因為寫細 file 時，需要有好多寫入動作，每個寫入動作都花大量時間，所以結果會有相當大分別。
但未算最極端，一般寫入 SDD 時，先會寫入 SSD 內的 cache，而非直接寫入 NV cell 裡面，所以 SSD 還有足夠速度，但如果每次寫入都需要同步的話，結果係想像唔到。
最極端情況，寫 1MB file 入 ramdisk 最快 (有 3.8GB/s)，而同步寫 4kB file 入 SSD 最慢 (只得 513kB/s)，相差7千幾倍。因為同步寫入 ramdisk 時，系統不會有其他寫入動作，而同步寫入 SSD 時，要經 PCIe、過 SSD RAM Cache、再寫入 NV Cell，寫入動作太繁複。雖然話 SSD 存取速度快，但如果系統沒有改善存取方式，結果還會出現讀寫速度變慢的情況。

講咗咁多，其實呢啲效能測試同音響有什麼關係呀？
呢編文章只係適合畀有興趣自組 Music Server 嘅師兄參考，其他師兄可以不用理會。

分析 RAMRoot 效能測試結果，對於做 Roon Server 嚟講，可以看到大部分情況對系統很有用處，只要細心留意，Linux 系統會使用大量細小檔案，所以放 RAM 最為合適。點解要放 RAM？因為 RAM 嘅速度除了 CPU 和 Cache 之外就最快，放 RAM 也不需要用到 Disk I/O，可減輕系統負擔，而高效率可減少系統的 latency 問題。

但前題係要有足夠嘅 RAM，細小嘅開機系統，相當熟悉 Linux 系統嘅人士，而 Arch Linux 大約行 2GB disk space，Roon Server 系統也只是 100MB 左右，所以 8GB RAM 已經足夠，多啲當然更好！

但對於 Roon Endpoint 嚟講，由於只負責作 network buffer，行系統嘅 disk I/O 唔多，RAMRoot 幫助有限，亦只係減少 disk I/O 時間，對整個系統影響不大，不過一試無妨。

另外最重要的，其實要優化系統，而這個 RAMRoot 只是其中一個方法。事實上，一個系統有太多的地方需要進行優化... 小弟只係講講最近嘅經驗。

greenleo

我覺得RAM Boot 最大的好處是除掉了local HDD ，使SQ 更佳。讀寫方面真的不是樽頸。

PhantomGTR

greenleo 發表於 2019-3-20 13:22
我覺得RAM Boot 最大的好處是除掉了local HDD ，使SQ 更佳。讀寫方面真的不是樽頸。 ...

請問，如果我呢 music files 係放係 internal HD，不是經 network streaming 返嚟，咁係咪用唔到呢個優點？

jackt

greenleo 發表於 2019-3-20 13:22
我覺得RAM Boot 最大的好處是除掉了local HDD ，使SQ 更佳。讀寫方面真的不是樽頸。 ...

  師兄講出重點，行 RAM 嘅好處係唔需要用 SDD 成 HDD 之類的 storage，即系統上可以減去一個高 latency 的部分。
CAS 的 SQ，主要看 Noise 和 Jitter。減低硬件上的 latency 可減少 jitter 形成，同時也因為去除 Storage 部分，亦可減少部分 noise 產生。

小弟這編文章從效能出發，只係想引證 latency 的講法。但現實不是因為讀寫速度嘅問題，而係因為讀寫 Storage 出現的連串動作，所出現的 latency 問題。

greenleo

沒有local HDD ，可以擺脫身痕的OS的影響。例如Windows 7, 8, ... 。這些OS 會帶來穩定的noise 。

local data HDD/SDD 依然會有noise ，要做電氣的優化。 看Extreme 那類server ，像電處或極強優質的火牛多於電腦就可見一斑。

用了NAA 可以擺脫local HDD 的noise，但是又要面對網絡傳輸的noise ，看CK 兄的皇者switch 或小弟的不是皇者switch 就是希望減輕這個影響。另外NAA 本身都只是一台電腦，也會輸出noise ，這就突顯了CAS 的討厭之處，基本上電氣的雜訊無處不在。

所以把music file 放在local disk 還是放在網絡上，要回歸到整個設計和那一個做法在貴系統的noise 更小。最終只能耳聽為實。

MPOV

greenleo

jackt 發表於 2019-3-20 14:56
師兄講出重點，行 RAM 嘅好處係唔需要用 SDD 成 HDD 之類的 storage，即系統上可以減去一個高 ...

jackt 兄不用客氣。我拜讀了師兄關於HQP 的thread，對師兄是佩服得緊的。

我的看法是CAS 應先電後clock，latency 當小於某個值就再無意義(步入回報遞減)，同理jitter 的樽頸是DAC 的而不是server 的。所以現在我的server 和NAA 都是沒有local disk 的，初步的聽感不錯，但是無法排除是否Placebo 。希望其他師兄可以驗證。

My 2 cents。

greenleo

PhantomGTR 發表於 2019-3-20 13:52
請問，如果我呢 music files 係放係 internal HD，不是經 network streaming 返嚟，咁係咪用唔到呢個優點 ...

帖5 粗淺地回了phantom 兄的問題。

jackt

greenleo 發表於 2019-3-20 15:14
jackt 兄不用客氣。我拜讀了師兄關於HQP 的thread，對師兄是佩服得緊的。

我的看法是CAS 應先電後clock ...

greenleo 兄也客氣了！因為小弟明白如果 CAS 作了任何改善，好難單靠寫幾段文字表現出來，反而用一些數據來證明，寫出來也顯得客觀些，所以便出現了幾個以 "效能" 為主題的文章，也作了相關的測試，希望各位師兄可以嘗試不同的玩法，又或者提出個人見解，值此討論一番。

講番 CAS，處理 電 其實也是減低 Noise 的一種方法，而增加 Clock 嘅準確度，也有效控制 jitter 和 noise 的產生。Computer 最大問題就係容易產生 noise，而 noise 又會造成 jitter，當大量嘅 noise 同 jitter 由電腦經過接線進入 DAC 時，結果都會反映到音響系統上。

所以玩 CAS 係一條好漫長嘅路，最好有多啲師兄分享自己嘅心得，咁玩起上嚟就更好啦！

P.S.: 因為最近見到呢度多人討論 CAS，所以又的起懶筆，寫番少少嘢！

blau.vol

jackt 發表於 2019-3-20 14:56
師兄講出重點，行 RAM 嘅好處係唔需要用 SDD 成 HDD 之類的 storage，即系統上可以減去一個高 ...

Hi Jackt hing ,

最小的 RAM boot Linux  totally ,  應該可以做到 340 ~ 380 MB in total if the kernel is compiled for audio .    不需要2GB 的 個OS .  

但如果個 ROON metadata server 大.  你可以開大 比佢.  用16GB RAM Memory 反而係不錯的做法呢.....

Best,
blau

greenleo

blau.vol 發表於 2019-3-20 16:22
Hi Jackt hing ,

最小的 RAM boot Linux  totally ,  應該可以做到 340 ~ 380 MB in total if the kerne ...

這個USB disk(?)可以在boot 機之後移走嗎？

blau.vol

greenleo 發表於 2019-3-20 16:38
這個USB disk(?)可以在boot 機之後移走嗎？

其實係可以的.

vhs

greenleo

blau.vol 發表於 2019-3-20 16:50
其實係可以的.

可以寫出這個image的link 嗎？ 是iso 還DD？

jackt

blau.vol 發表於 2019-3-20 16:22
Hi Jackt hing ,

最小的 RAM boot Linux  totally ,  應該可以做到 340 ~ 380 MB in total if the kerne ...

話說，我以前做嘅 NAA 都係 150MB 左右，仲要 network remote boot 入 ram 度行，可以連 HDD 都唔使用，不過依家部 T+A DAC 要行 Windows，所以先冇用到呢種方法。

blau.vol

greenleo 發表於 2019-3-20 16:51
可以寫出這個image的link 嗎？ 是iso 還DD？

有難度...   commercial product

jackt

HQPlayer 作者自己做咗一啲 image，可以試吓，NAA image 可能做到，不過我未試過。

https://www.signalyst.eu/bins/naa/images/

PhantomGTR

greenleo 發表於 2019-3-20 15:03
沒有local HDD ，可以擺脫身痕的OS的影響。例如Windows 7, 8, ... 。這些OS 會帶來穩定的noise 。

local d ...

Streaming 來的 data 同 internal HD read 出嚟既 data，理論上係唔同做法，聽落係唔同。
不過當然要睇個 implementation。

greenleo

jackt 發表於 2019-3-20 17:29
HQPlayer 作者自己做咗一啲 image，可以試吓，NAA image 可能做到，不過我未試過。

https://www.signalyst ...

Jussi 告訴我它是不預算用家把USB手指挪開的。

greenleo

blau.vol 發表於 2019-3-20 17:01
有難度...   commercial product

那裡買？有冇link？

greenleo

PhantomGTR 發表於 2019-3-20 17:43
Streaming 來的 data 同 internal HD read 出嚟既 data，理論上係唔同做法，聽落係唔同。
不過當然要睇個 ...

Noise 的來源不同，聲音也產生了變化。

如果sw player 把sound track 預先順序地放入了RAM，則聽感的變化不大。可以先把這兩相同的logical track 但是不同的physical track 放入playlist，然後讓其自行播放多次。它們就自然會放在RAM cache，到時再比較。