记一次emmc测速失败的问题

问题

更换EMMC之后使用 time dd if=/rootfs.tar.bz2 of=/mnt/testB bs=512 conv=fsync 命令测试会很慢。

然后换为bs=1M就是正常的了。

分析

于是换了个板子，用其他的EMMC用相同的命令进行测试，结果是好的。于是问AI发现可能是缓存的问题。

然后：

apt install mmc-utils
mmc extcsd read /dev/mmcblk0 | grep CACHE_SIZE

对比两个，一个是128KB的，一个是4MB的。

然后查看新换的EMMC的手册发现确实是这个，

使用dd命令的时候，不加bs参数，默认bs=512,

eMMC 内部的 Write Cache 大小，是决定小数据块（512B）可以存多少个然后统一存入，就是测试的121MB的数据，缓存128KB的需要EMMC内部调用945次，而缓存4MB的只需要调用30次。所以会有问题。

现象

同一片 eMMC 硬件，dd bs=512 测试写速度：

测试条件	RK3568	i.MX6ULL
dd bs=512	慢 ❌	快 ✅
dd bs=512 conv=fsync	未测	慢 ❌
dd bs=1M	快 ✅	快 ✅

根因

RK3568 的 / 分区挂载带了 sync 选项：

/dev/mmcblk0p7 on / type ext4 (rw,relatime,sync)

工作机制

• sync 挂载：每次 write() 系统调用都等数据真正写入 eMMC 硬件才返回
• dd bs=512 → 每次写 512 字节 → 触发一次 eMMC 单块 CMD25 写入 → 等待 ~2ms FTL 编程完成 → 再写下一块 → 几次循环，全是等待开销
• dd bs=1M → 合并为一次多块写入，只等 1 次编程结束 → 满带宽

为什么 i.MX6ULL 看起来快

i.MX6ULL 没有 sync 挂载：

• 数据写到 page cache（页缓存） 就返回，dd 测的是内存写入速率
• conv=fsync 强制刷入硬件后同样变慢 → 证明两个板子的 eMMC 硬件小 IO 性能一致

诊断命令

# 检查是否带了 sync 挂载 
mount | grep mmcblk 
 
# 检查脏页阈值（默认值） 
sysctl vm.dirty_background_ratio vm.dirty_ratio 
 
# 检查 I/O 调度器 
cat /sys/block/mmcblk0/queue/scheduler 
 
# 确认 eMMC 工作模式 
cat /sys/kernel/debug/mmc0/ios 
 
# 绕过 page cache 测真实硬件速度（O_DIRECT） 
dd if=/rootfs.tar.bz2 of=/test.img bs=512 oflag=direct 
dd if=/rootfs.tar.bz2 of=/test.img bs=1M oflag=direct 

修复方案:

去掉 sync 挂载（推荐） 

# 编辑  /etc/fstab ：

/dev/mmcblk0p7  /  ext4  rw,relatime,data=ordered  0  1 

# 临时验证（不重启）：
mount -o remount,defaults / 

如果确实需要防掉电保护

用 data=ordered （默认）或 data=writeback + 余额电量正常关机，不要用 sync 挂载——它会直接杀死小 IO 性能。

通用教训

1. sync 挂载是 Linux 小 IO 性能的第一杀手——每个 write() 都同步等硬件

2. 大块 IO（bs=1M）能掩盖几乎所有性能问题——因为多块写入只等一次编程

3. conv=fsync 是揭露真相的开关——测试 buffered IO 时必须加上才能看到真实硬件性能

4. RK3568 的 HS200/HS400 配置没问题——问题不在接口速率，在文件系统挂载参数

5. i.MX6ULL 并没有硬件优势——只是 page cache 替

涉及的关键概念

· eMMC 单块写入: CMD25 + 512B 数据 + R1b 等待 ~2ms FTL 编程

· eMMC 多块写入: CMD25 + N×512B 数据 + 停止 + R1b 仅等待 1 次

· page cache: Linux 内核缓存写入数据，后台异步刷入硬件

· sync 挂载: 禁用 page cache 延迟写，代价是小 IO 性能灾难

ps

# EMMC是否开启了缓存
mmc extcsd read /dev/mmcblk0 | grep CACHE_CTRL 
Control to turn the Cache ON/OFF [CACHE_CTRL]: 0x01