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      重拳出擊

      2015-04-13 11:26藍(lán)色
      個(gè)人電腦 2015年3期
      關(guān)鍵詞:東芝功耗硬盤

      藍(lán)色

      固態(tài)硬盤可謂是近幾年來(lái)茁壯成長(zhǎng)起來(lái)的一股新生力量,它并不像機(jī)械硬盤那樣很快就進(jìn)入到了性能瓶頸階段。這兩年中固態(tài)硬盤還在繼續(xù)迅猛發(fā)展,雖然基礎(chǔ)的技術(shù)早已定型,但是廠商的交替、產(chǎn)品的升級(jí)、技術(shù)的換代持續(xù)在進(jìn)行中,既有廠商淪落到被收購(gòu),也有新廠商崛起,主流的MLC閃存之外又多了TLC閃存的身影,SandForce、Marvell兩大主控廠商之外臺(tái)系主控又卷土重來(lái)了,這個(gè)市場(chǎng)依然熱鬧非凡。

      時(shí)至今日,機(jī)械硬盤依然是最重要的PC組件之一,但是消費(fèi)者的目光則更多的鎖定在固態(tài)硬盤上,現(xiàn)在裝機(jī)不配SSD似乎都不好意思見人。大器晚成的固態(tài)硬盤一經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng)就爆發(fā)出了極強(qiáng)的影響力,不論是性能、還是體積、重量,甚至是靜音,固態(tài)硬盤都全面領(lǐng)先機(jī)械硬盤,唯一的阻礙就是單位容量的價(jià)格依然偏高。

      其實(shí)SSD的普及進(jìn)程還是相當(dāng)快的,這主要得益于它的價(jià)格在不斷下滑,目前240GB/256GB容量的固態(tài)硬盤價(jià)格堪比兩年前的120GB/128GB SSD,容量翻倍而價(jià)格甚至更低,主流型號(hào)大多在千元以內(nèi),部分品牌甚至只要600多元,大多數(shù)消費(fèi)者完全能負(fù)擔(dān)得起。所以,我們?cè)谶@次專題中選擇的是240GB/256GB容量的固態(tài)硬盤,如果說(shuō)120GB/128GB的固態(tài)硬盤可以滿足大家裝系統(tǒng)及常用軟件、游戲的基本需求之外,那么240GB/256GB容量的固態(tài)硬盤已經(jīng)可以承擔(dān)起除了高清電影收藏等需求之外的日常使用了。

      在了解了固態(tài)硬盤優(yōu)勢(shì)之后,我們的目標(biāo)是讓它用得更好,不需要翻看錢包決定預(yù)算,也不要為容量而捉襟見肘。240GB/256GB容量的產(chǎn)品無(wú)疑很快會(huì)成為市場(chǎng)中的主流型號(hào),當(dāng)然,相比機(jī)械硬盤,固態(tài)硬盤的每GB售價(jià)依然高很多,但固態(tài)硬盤整體的降價(jià)趨勢(shì)并不會(huì)改變,也許在下一次的專題評(píng)測(cè)中,1TB甚至更高容量的SSD產(chǎn)品就會(huì)取代如今的240GB/256GB SSD,而我們只希望這一天來(lái)得更快一些。

      NAND閃存:20nm成主流,15nm露曙光

      在去年的SSD固態(tài)硬盤橫評(píng)中,我們測(cè)試的SSD使用的主要還是25nm(包含24nm、27nm工藝等)工藝的NAND閃存,之后隨著Intel、美光聯(lián)合發(fā)布了全球首款20nm工藝NAND閃存之后,20nm NAND閃存開始遍地開花,Intel自335系列開始、美光自M500系列、三星自840系列之后開始全面使用20nm NAND閃存,直到本次的專題評(píng)測(cè)為止,20nm閃存依然是主角,這要比前面的25nm和34nm閃存都要長(zhǎng)壽。

      NAND閃存本質(zhì)上也是集成電路,也一樣遵守電子電路的發(fā)展規(guī)律。從34nm到25nm再到現(xiàn)在的20nm,制程工藝的升級(jí)使得晶體管集成度更高,帶來(lái)的好處就是NAND容量更大,成本更低。當(dāng)然,20nm制程工藝帶來(lái)的實(shí)際好處不是紙面這么簡(jiǎn)單,也不是沒有負(fù)面效果。在之前的固態(tài)硬盤評(píng)測(cè)中,我們已經(jīng)詳細(xì)介紹過(guò)了NAND閃存的工作原理和特殊性,而制程升級(jí)也使得NAND每一次升級(jí)換代都參雜了優(yōu)點(diǎn)與不足。

      前面說(shuō)過(guò),制程工藝升級(jí)最直接的好處是晶體管密度更高,核心面積更小,而NAND容量更大,34nm工藝節(jié)點(diǎn)NAND核心(die)容量尚且不能達(dá)到 64Gb(8GB),需要2個(gè)核心才能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),25nm工藝下倒是可以制造出64Gb的核心,但是核心面積高達(dá)167mm2,20nm下核心面積則會(huì)縮小到118mm2,面積縮小了30%,產(chǎn)量提升了40%,這對(duì)廠商來(lái)說(shuō)大大降低了生產(chǎn)成本。

      20nm工藝使得NAND核心面積縮小,同樣面積下可制造容量更大的閃存

      不只是64Gb核心更容易了,20nm工藝導(dǎo)致的核心面積縮減也讓128Gb核心成為現(xiàn)實(shí),這是制造超大容量固態(tài)硬盤的前提,目前三星、美光等公司的1TB容量的SSD都使用了128Gb核心。

      不過(guò),在我們?yōu)榧夹g(shù)感到欣喜的同時(shí)也不能忽視制程升級(jí)帶來(lái)的負(fù)面影響,這一切還要“歸功于”NAND特殊的工作原理——制程越先進(jìn),半導(dǎo)體之間的間隔就越小,柵極氧化層就越薄,P/E循環(huán)壽命就越短,擦除需要的時(shí)間也越長(zhǎng),性能也會(huì)降低,而距離縮短導(dǎo)致晶體管相互之間的干擾也越來(lái)越嚴(yán)重,這使得制程先進(jìn)的NAND存在性能及可靠性上的雙重問(wèn)題。

      當(dāng)然,20nm工藝帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)是巨大的,缺陷則是可以解決的。對(duì)于錯(cuò)誤及干擾,也可以通過(guò)更先進(jìn)的ECC糾錯(cuò)、容量更大的頁(yè)面文件提升錯(cuò)誤修正,還有WL磨損平衡算法、壓縮數(shù)據(jù)以降低WAF寫入放大、提升OP空間比例率等等手段可用。對(duì)于性能提升,廠商可以開發(fā)更好的GC垃圾回收算法即時(shí)恢復(fù)空盤性能。此外,這還可以通過(guò)配置性能更快、可靠性最高的SLC閃存作緩存來(lái)提升性能,三星的Turbo Write及閃迪的nCache都是這種技術(shù)的代表。

      綜合各方面的改進(jìn)之后,20nm NAND閃存的性能和可靠性依然能維持在比較高的水準(zhǔn),至少不會(huì)比25nm工藝差,換成我們最常見的P/E循環(huán)次數(shù)來(lái)看,25nm工藝的NAND通常是3000次,20nm NAND初期不足1000次,但是后期也一樣提升到了3000次P/E循環(huán)。

      20nm不是終點(diǎn),15/16nm閃存已經(jīng)來(lái)了

      雖然20nm還沒有顯露疲態(tài),但是20nm工藝顯然不可能是NAND發(fā)展的終點(diǎn)。今年以來(lái),東芝與閃迪已經(jīng)展示過(guò)了15nm NAND,美光下一代NAND工藝進(jìn)展更快,前不久的MX100系列固態(tài)硬盤上已經(jīng)使用了16nm MLC閃存,是15/16nm NAND工藝中量產(chǎn)最早、商業(yè)化進(jìn)度最快的。

      目前,16nm工藝下的NAND閃存也是64Gb(8GB容量)核心的,美光并沒有披露其16nm工藝NAND的詳情,不過(guò)Anandtech網(wǎng)站之前以東芝的15nm NAND晶圓為例估算了下新工藝的晶體管密度和核心面積,我們不妨在這里引用來(lái)參考一下。

      Anandtch網(wǎng)站估算的東芝15nm 128Gb閃存的核心面積

      他們估算出來(lái)的東芝15nm 128Gb閃存的核心面積只有139mm2,同規(guī)格NAND中只比三星的V-NAND 3D閃存略高,比東芝目前的19nm工藝64Gb的113mm2核心面積也只高出23%,而容量卻提升1倍。美光的16nm 128Gb核心閃存詳情未知,但是此前他們宣稱這是世界上核心面積最小的128Gb核心閃存,看起來(lái)不會(huì)比東芝的15nm工藝差。

      這次的SSD專題評(píng)測(cè)中,美光16nm工藝閃存的MX100也有參加,這也是目前唯一的下一代工藝閃存的SSD,但是很快它就不會(huì)如此孤獨(dú)了,不久我們就會(huì)看到更多使用15/16nm工藝閃存的硬盤了。

      TLC閃存露頭,擁抱還是謹(jǐn)慎?

      與NAND制程工藝相伴的還有閃存類型,例如大多數(shù)人都知道的SLC、MLC和TLC這三種,SLC不論性能還是可靠性都是最好的,但成本也是最高的,高到企業(yè)級(jí)用戶也不敢全部使用SLC閃存,MLC閃存性能、可靠性次之,而我們平常所指的MLC其實(shí)是2bit-MLC,TLC則是這兩年才開始為人熟知,它在U盤以及其他不需要太高性能的場(chǎng)合使用很多,但在SSD市場(chǎng)首先是由三星的840開始的,目前為止也只有三星在著力推進(jìn)。

      SLC太貴太少我們不去管它,MLC則要跟TLC有一番糾結(jié),前者每個(gè)單元能儲(chǔ)存2個(gè)數(shù)據(jù),有四種電位變化,后者每個(gè)單元可以儲(chǔ)存3個(gè)數(shù)據(jù),有8種電位變化。這種區(qū)別帶來(lái)的變化就是TLC閃存容量更大,成本更低,舉例來(lái)說(shuō),同樣的晶體管電路做成64Gb的SLC閃存,那么變成MLC、TLC閃存則可以得到128Gb、192Gb的容量,這對(duì)廠商來(lái)說(shuō)大大降低了成本。

      但是,TLC閃存也不是只有光鮮的一面,它帶來(lái)的考驗(yàn)也更大。容納的電位多了可以提升容量,但也使得整個(gè)過(guò)程更復(fù)雜,編程、擦除(也就是讀寫數(shù)據(jù))的速度更慢了,最關(guān)鍵的是閃存壽命直線下降,MLC的P/E次數(shù)至少還有3000-5000次,而TLC公認(rèn)的P/E指標(biāo)是1000次,好點(diǎn)的可能做到1500 次,依然比MLC差很多。

      為了改善TLC閃存的這些先天性缺陷,廠商也不得不使用其他技術(shù)做些彌補(bǔ),提高ECC的比,增大頁(yè)面容量等等,但是TLC與MLC、SLC質(zhì)的差距是無(wú)法完全解決的,而廠商對(duì)TLC閃存的興趣越來(lái)越大,普通消費(fèi)者很快都要面臨這樣的選擇——TLC可靠性真的沒問(wèn)題嗎?值得選嗎?

      我們無(wú)法就每個(gè)人的需求統(tǒng)一回答,但是我們可以從之前做過(guò)的多個(gè)SSD可靠性測(cè)試結(jié)果來(lái)簡(jiǎn)單了解一下,之前Hardare.info以三星TLC閃存的840 250GB硬盤為例,持續(xù)2個(gè)月不間斷寫入數(shù)據(jù),通過(guò)這種超出日常使用的極端情況來(lái)考驗(yàn)TLC閃存的可靠性。最終的結(jié)果顯示,三星的840硬盤P/E壽命達(dá)到了2945次,是官方指標(biāo)的三倍,在出現(xiàn)第一個(gè)不可恢復(fù)錯(cuò)誤之前總計(jì)寫入了707TiB數(shù)據(jù),每天寫入10GB的話可以用198年,考慮到寫入放大率(算作3)及更多的寫入量(30GB/天),它也能支撐23年,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了質(zhì)保及多數(shù)硬盤的正常服役時(shí)間。

      其后,也有多家機(jī)構(gòu)跟進(jìn)做了類似的長(zhǎng)期使用測(cè)試,測(cè)試結(jié)果大同小異,即便是TLC閃存的840或者840 EVO固態(tài)硬盤,在硬盤出錯(cuò)或者掛掉之前都堅(jiān)持了很長(zhǎng)時(shí)間,測(cè)出的TLC硬盤使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了硬盤的正常使用壽命。在這個(gè)問(wèn)題上,對(duì)TLC閃存最熱心的三星也做過(guò)解釋:雖然TLC閃存的P/E壽命看起來(lái)有限,但SSD主控技術(shù)的進(jìn)步、SSD容量的增長(zhǎng)使得這個(gè)問(wèn)題實(shí)際影響并不大,消費(fèi)者無(wú)需為TLC閃存的使用壽命擔(dān)心。

      目前,三星已經(jīng)推出了840及840 EVO兩代TLC閃存的硬盤,其中840 EVO表現(xiàn)更猛,在三星的RAPID及TruboWrite技術(shù)的輔助下,120GB容量的840 EVO性能就超過(guò)了很多256GB的MLC硬盤。此外,前不久推出V-NAND 3D閃存的850 Pro之后,三星已經(jīng)暗示會(huì)推出TLC閃存的V-NAND閃存了,850 EVO離我們已經(jīng)并不遙遠(yuǎn)了。

      除三星以外,東芝/閃迪也推出了19nm工藝的TLC閃存了,閃迪甚至已經(jīng)有Ultra II這樣的TLC閃存硬盤推出。除了這三家之外,美光也早對(duì)TLC閃存躍躍欲試了,今年底也會(huì)推出16nm工藝的TLC閃存,唯一對(duì)TLC閃存興趣不大的就是Intel了,尚無(wú)跡象顯示Intel有這樣的準(zhǔn)備。

      廠商大面積使用TLC閃存是遲早的事,這一點(diǎn)不是消費(fèi)者意志所能決定的(當(dāng)然TLC閃存全面取代MLC也不可能)。在技術(shù)不斷進(jìn)步的情況下,TLC的性能及使用壽命并不是影響它發(fā)展的關(guān)鍵了,但是目前的TLC閃存硬盤存在的一個(gè)問(wèn)題就是性價(jià)比太低,三星的840及840 EVO雖然使用了成本更低的TLC閃存,但實(shí)際售價(jià)并不比MLC閃存更低,如果消費(fèi)者不能享受到TLC閃存帶來(lái)的低成本優(yōu)勢(shì)卻反而承擔(dān)TLC閃存的風(fēng)險(xiǎn),這顯然不利于TLC閃存的發(fā)展,我們只能寄希望于更多廠商進(jìn)軍TLC閃存之后能通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)的力量讓TLC閃存降至合理的位置。

      TLC就完全沒問(wèn)題?

      雖然三星的TLC閃存達(dá)到甚至超過(guò)了標(biāo)稱的P/E次數(shù),但這不代表TLC閃存就萬(wàn)無(wú)一失了,有玩家測(cè)試發(fā)現(xiàn)它的840 EVO硬盤在讀取長(zhǎng)時(shí)間存放的舊文件時(shí)性能大幅降低到60MB/s左右,嚴(yán)重不正常。

      首先發(fā)現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題的是Overclock論壇玩家gino074,他是三星SSD的鐵桿“粉絲”,系統(tǒng)盤采用的是256GB的840 Pro,此外還分別有1個(gè)500GB、1個(gè)1TB的840 EVO硬盤,在兩個(gè)840 EVO硬盤上都發(fā)現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題——讀寫新文件時(shí)性能還是正常的450MB/s速度,但在讀取舊文件(存放時(shí)間超過(guò)數(shù)周或者數(shù)月)時(shí)速度低至60MB/s。重啟之后速度有改善,但效果并不明顯,還是不能恢復(fù)應(yīng)有水平。

      840 EVO硬盤的HD Tach v3測(cè)試

      840 Pro的HD Tach v3性能測(cè)試

      針對(duì)他手頭的840 EVO和840 Pro兩種硬盤,分別使用HD Tach進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試之后發(fā)現(xiàn)840 Pro沒問(wèn)題,新舊文件速度都正常,而兩個(gè)840 EVO都有問(wèn)題。

      三星官方的解釋稱,導(dǎo)致掉速問(wèn)題的根源是讀取-重試操作的算法,而這個(gè)操作主要是補(bǔ)償Cell單元的電壓變化,這說(shuō)明這種情況下隨時(shí)間變化的電壓遷漂移(voltage drift)是個(gè)關(guān)鍵因素,840 Evo的閃存管理顯然沒有對(duì)電壓變化作出準(zhǔn)確的響應(yīng)。

      電壓遷漂移與NAND內(nèi)部Float Gate漏電有關(guān),數(shù)據(jù)寫入NAND后會(huì)成為一個(gè)電荷保持在Float Gate里面,如果不重新擦除寫入的話電荷就一直會(huì)留在那里并開始慢慢漏電,漏電與SSD是否通著電是無(wú)關(guān)的。過(guò)一段很長(zhǎng)的時(shí)間后主控再去讀取這些數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)有漏電,就需要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行糾錯(cuò),讀取速度自然受影響。

      以上原理同樣適用于SLC和MLC閃存,只不過(guò)SLC只有兩個(gè)電位,MLC有四個(gè),而TLC呢?八個(gè),大家覺得那個(gè)的糾錯(cuò)會(huì)容易一些,而且TLC閃存本身的內(nèi)部漏電問(wèn)題就比其他兩個(gè)要嚴(yán)重,所以就導(dǎo)致了舊文件在讀取時(shí)速度大幅度下降的問(wèn)題,以上純屬個(gè)人推測(cè),真正的原因還得三星自己去調(diào)查清楚。

      目前三星已經(jīng)在其官網(wǎng)提供了新版固件的升級(jí)程序,三星對(duì)此帶來(lái)的不便表示歉意,使用840 EVO硬盤的玩家可以留意下官網(wǎng)的升級(jí)通知。 此外同樣使用TLC閃存的三星840也存在掉速的問(wèn)題,三星已經(jīng)著手調(diào)查。

      對(duì)于TLC閃存,我們的態(tài)度一直是明確的:它確實(shí)對(duì)廠商降低成本非常有利,但是,除非TLC閃存的SSD在售價(jià)上相比MLC有較大優(yōu)勢(shì),否則根本沒有選擇TLC的必要。

      平面不行了,向3D進(jìn)發(fā)

      制程升級(jí)及TLC閃存的實(shí)質(zhì)都是為了提升NAND儲(chǔ)存容量、降低成本,但是這兩種技術(shù)的副作用也是很大的——性能降低,可靠性下降,而且在制程低于15/16nm之后,由于氧化層越來(lái)越薄,可供使用的電子也越來(lái)越少,實(shí)際上將會(huì)使這種方式越來(lái)越難,最終變得不可行,人們顯然需要另尋它法。

      隨著制程以及TLC、QLC的升級(jí),NAND的電子數(shù)量也會(huì)越來(lái)越少并最終不可用

      在這樣的情況下,研究人員就需要從普通的2D閃存開始向3D堆棧閃存前進(jìn),原理說(shuō)起來(lái)很簡(jiǎn)單——立體堆疊可以多合一,形象點(diǎn)說(shuō)就是原來(lái)的2D內(nèi)存是平房,增加面積就只能擴(kuò)大宅基地,地產(chǎn)老板不喜歡,而現(xiàn)在的3D閃存則是摩天大樓,地面還是那么大,但是樓房多了,地產(chǎn)老板、房客都喜歡了,還會(huì)說(shuō)高層光線好,空氣好什么的。

      3D堆棧技術(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)還是新技術(shù),問(wèn)世時(shí)間還不算長(zhǎng),不過(guò)我們?nèi)粘I钪袑?shí)際上都已經(jīng)用上這個(gè)技術(shù)了,只是大家還沒覺察到而已——手機(jī)攝像頭傳感器,不論是FSI前照式還是BSI背照式,多數(shù)都使用了TSV(硅通孔)技術(shù)的,這已經(jīng)是3D堆棧技術(shù)的一種了。

      東芝、三星。海力士及美光各自研發(fā)過(guò)不同的3D閃存方案

      當(dāng)然,3D封裝技術(shù)的分類太多了,就算是集中到我們今天討論的3D NAND上,不同廠商也有過(guò)不同的技術(shù)方案。在全球四大NAND廠商中,東芝/閃迪系主要研究p-BICS(Bit-Cost Scalable),Hynxi繼續(xù)搞浮柵極為基礎(chǔ)的3D FG方案,美光/Intel系主要搞3D Flash,三星搞過(guò)水平封裝的TCAT(Terabit Cell Array Transistor),但去年首先量產(chǎn)的則是垂直封裝的V-NAND。

      三星的V-NAND閃存已經(jīng)發(fā)展了兩代,封裝層數(shù)提升了1/3,存儲(chǔ)密度提升了40%

      作為全球NAND產(chǎn)業(yè)的老大,三星在NAND上的實(shí)力與投入也是最大的,四大豪門的3D閃存中也只有三星正式量產(chǎn)并上市了,而且已經(jīng)發(fā)展出了兩代,早先的第一代產(chǎn)品,最多24層堆疊,如今的850 Pro則使用的是第二代V-NAND,堆疊層數(shù)從24提升到32層,存儲(chǔ)密度提升了40%。

      對(duì)于V-NAND閃存技術(shù),這里簡(jiǎn)單介紹一下,SSD目前使用的NAND是浮柵極為基礎(chǔ)的,但是隨著制程工藝的升級(jí),間隔越小的話,浮柵極的電子數(shù)量會(huì)減少,而且控制更復(fù)雜,16nm之后提升不易,而且在可靠性及性能上副作用越來(lái)越明顯。

      三星的V-NAND放棄了傳統(tǒng)的浮柵極MOSFET,改用自家的電荷擷取閃存(charge trap flash,簡(jiǎn)稱CTF)設(shè)計(jì)。每個(gè)cell單元看起來(lái)更小了,但是里面的電荷是儲(chǔ)存在一個(gè)絕緣層而非之前的導(dǎo)體上的,理論上是沒有消耗的。這種看起來(lái)更小的電荷有很多優(yōu)點(diǎn),比如更高的可靠性、更小的體積,不過(guò)這些還只是其中的一部分,V-NAND因?yàn)橄纳俣邆淞撕軓?qiáng)的P/E擦寫壽命,第一代V-NAND號(hào)稱35000次P/E,幾乎達(dá)到了SLC閃存的水平,是MLC閃存的2-10倍。

      這是之前的數(shù)據(jù)了,在使用第二代V-NAND閃存的850 Pro硬盤上,Anandtech網(wǎng)站測(cè)試出的P/E次數(shù)是6000次,雖然還沒有達(dá)到三星所說(shuō)的10倍可靠性,不過(guò)相比20nm工藝MLC閃存平均3000次的P/E壽命已經(jīng)好太多了。

      3D閃存優(yōu)點(diǎn)多多,廠商顯然不可能放過(guò)這一波浪潮,目前三星的V-NAND進(jìn)度是最快的,已經(jīng)有850 Pro以及即將發(fā)布的850 EVO(TLC的V-NAND閃存)這樣的產(chǎn)品,而且在國(guó)內(nèi)西安投資70億美元興建了NAND工廠,生產(chǎn)的就是這種V-NAND閃存,未來(lái)還會(huì)繼續(xù)領(lǐng)跑。

      美光、東芝/閃迪及SK Hyix三家也不同程度地宣示要量產(chǎn)3D閃存,目前也是建廠、擴(kuò)產(chǎn)的階段,但是真正上市還早,這三家普遍是在15/16nm節(jié)點(diǎn)才開始量產(chǎn)3D閃存,最快今年底,產(chǎn)品上市則要等到明年了,預(yù)計(jì)未來(lái)兩年才是他們的3D閃存爆發(fā)時(shí)間點(diǎn)。

      Marvell、SF兩強(qiáng)爭(zhēng)霸,臺(tái)系主控崛起

      閃存是SSD硬盤最重要的元件,那么第二重要的就要屬主控了,作為整個(gè)SSD的控制中樞,主控對(duì)SSD的性能、可靠性及穩(wěn)定性都有著關(guān)鍵性影響。相比與閃存上的變化,這兩年SSD主控市場(chǎng)的變化并不大——主要的市場(chǎng)依然是由SandFore及Marvell傳統(tǒng)兩強(qiáng)把持,但是一些新跡象值得關(guān)注,比如尋求獨(dú)立主控的OCZ最終被收購(gòu),而臺(tái)系主控悄然間突圍了,JMircon、SMI慧榮、群聯(lián)已經(jīng)不滿足于廉價(jià)低端市場(chǎng)了,開始在技術(shù)與性能上尋求進(jìn)一步突破。當(dāng)然,SSD主控市場(chǎng)依然是SF與Marvell兩大廠商爭(zhēng)霸,二者的地位暫時(shí)無(wú)可動(dòng)搖。

      先說(shuō)Marvell公司,2012年其主力產(chǎn)品還是88SS9174/9175主控及衍生版,這一次的主力則是88SS9187/9188主控及衍生版,其中88S9187是Marvell第三代產(chǎn)品,支持SATA 6Gbps接口,8通道設(shè)計(jì),另外還支持ECC、硬件AES加密等功能,而88SS9188則精簡(jiǎn)到了4通道,其他技術(shù)規(guī)格基本相同。

      面對(duì)未來(lái)的新制程及TLC閃存,Marvell也積極布局了未來(lái)的產(chǎn)品,從6月份的臺(tái)北電腦展開始,Marvell陸續(xù)發(fā)布了支持SATA-Express接口的88SS91083主控、支持15nm及TLC閃存的88SS1074主控,以及支持NVMe硬盤的88SS1093主控等等。毫無(wú)疑問(wèn),Marvell自身也是一家大型公司,這兩年也沒什么變動(dòng),技術(shù)進(jìn)步也很平穩(wěn),也沒出過(guò)什么主控質(zhì)量問(wèn)題,未來(lái)的前景值得看好。

      相比Marvell公司,SandForce公司這兩年就有點(diǎn)折騰了,2011年底3.2億賣身給LSI收購(gòu),2014年安華高又以66億美元的價(jià)格收購(gòu)了LSI,當(dāng)然這個(gè)66億金額主要是LSI的企業(yè)級(jí)業(yè)務(wù),并不是針對(duì)SF部分的,實(shí)際上安華高對(duì)SF的業(yè)務(wù)并無(wú)興趣,最終希捷又出手以4.5億美元收購(gòu)了LSI的閃存加速業(yè)務(wù),而攤到SF業(yè)務(wù)上也不過(guò)是8000萬(wàn)美元,幾番折騰下來(lái)SF主控的價(jià)值并不高。

      SandForce SF-2281主控

      具體的產(chǎn)品方面,上次專題評(píng)測(cè)時(shí)SF主控的主力是消費(fèi)級(jí)的SF-2281,而今年的專題評(píng)測(cè)中使用SF主控的SSD大多還是選擇SF-2281主控(有vb1、vb2 兩個(gè)版本,vb2應(yīng)該是優(yōu)化了功耗之類),你不得不承認(rèn)SF-2281確實(shí)是一代經(jīng)典,500MB/s的讀寫性能夠高,且支持8通道、AES-256硬件加密、RAISE、ECC糾錯(cuò)等技術(shù),同時(shí)還有SF專利的DuaWrite寫入壓縮技術(shù),這都是SF主控的識(shí)別碼了。

      SF3700你在哪里?

      至于下一代新品,SandForce很早就發(fā)布了SF3700系列主控,而且SATA 6Gbps及PCI-E接口大一統(tǒng),規(guī)格很強(qiáng)大,但是SF3700一直難產(chǎn),相關(guān)產(chǎn)品可能還要等一等了。

      除了自有SSD主控的公司,在外包主控的市場(chǎng)中,Marvell與SF占據(jù)了90%的份額,留給其他廠商的空間并不多,但是SSD市場(chǎng)前景還是很誘人的,爭(zhēng)相進(jìn)入SSD主控市場(chǎng)的公司還是有的,前幾年有過(guò)一席之地的臺(tái)系SSD主控廠商這兩年又回來(lái)了,而OCZ、LAMD這樣尋求獨(dú)立主控的公司最終則被大公司收編了。

      JMicron JMF667H主控

      前幾年臺(tái)系廠商在SSD主控市場(chǎng)還是很活躍的,最具代表性的就是JMicron,只不過(guò)當(dāng)時(shí)JMF612及JMF66X主控性能表現(xiàn)一般,隨機(jī)性能差一些,只能在低端市場(chǎng)混混日子。但是這兩年JMicron以及新進(jìn)市場(chǎng)的SMI慧榮、群聯(lián)等臺(tái)系公司狠下苦功,在性能及技術(shù)上追上來(lái)了。

      慧榮SM2246EN主控

      在影馳的黑將系列SSD中,JMicron的JMF667H主控展示出了強(qiáng)大的4K隨機(jī)性能,CDM中甚至突破了42MB/s,表現(xiàn)與之前的產(chǎn)品不可同日而語(yǔ)。而在影馳虎將系列中,其使用的慧榮SM2246EN主控性能表現(xiàn)也相當(dāng)不錯(cuò),相比以往的慧榮主控有著質(zhì)的飛躍。另外,還有群聯(lián)的PS3108主控,8通道設(shè)計(jì),在海盜船的Force LS系列中有過(guò)應(yīng)用,隨機(jī)性能表現(xiàn)中規(guī)中矩,不過(guò)連續(xù)讀取速度強(qiáng)大,在入門級(jí)SSD中很有優(yōu)勢(shì)。

      這三家廠商改變了大家以往對(duì)臺(tái)系主控的認(rèn)識(shí),它們的市場(chǎng)定位不高,不過(guò)性能及技術(shù)上已經(jīng)達(dá)到了主流水準(zhǔn),而且依然有很高的性價(jià)比,適合廠商的入門級(jí)甚至主流級(jí)SSD選擇。

      此外還有OCZ及LAMD這兩家掌握SSD主控的公司,不過(guò)他們最終都是落入了豪門之手,并沒有獨(dú)立生存。OCZ先是收購(gòu)Indilinx公司獲得主控技術(shù),并最終推出了自己開發(fā)的Barefoot 3主控,但是OCZ整個(gè)公司運(yùn)營(yíng)不力,最終被東芝以3500萬(wàn)美元拿下。

      LAMD是韓國(guó)一家廠商,他們推出的LAM87800主控為海盜船的Neutron系列SSD采用,但是LAMD最終也在2012年被SK Hynix收購(gòu)了,只不過(guò)Hynix收購(gòu)之后并沒有大面積使用LAMD主控的消息,而且LAMD新一代主控也沒什么動(dòng)靜了。

      相比SSD市場(chǎng),主控市場(chǎng)在兩大豪門之外留出的空間并不多,而且現(xiàn)在SF最終被希捷拿下了,而他們也是有SSD產(chǎn)品的,因此預(yù)測(cè)未來(lái)的SSD主控市場(chǎng)中Marvell的份額會(huì)繼續(xù)擴(kuò)大,而SF因?yàn)榧奕胂=蓍T下而多了掣肘,畢竟希捷跟其他SSD廠商也是有競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的。同時(shí),臺(tái)系主控廠商即便不能從SF手中搶得更多份額,但是在低端到中端市場(chǎng)也是有機(jī)會(huì)的,JMicron、慧榮推出的新主控支持TLC閃存、15nm閃存,性能也不弱,性價(jià)比很高,已經(jīng)在閃迪、海盜船、金士頓等廠商的SSD中應(yīng)用了。

      SATA 6Gbps已有瓶頸,PCI-E才是未來(lái)

      與去年的SSD專題評(píng)測(cè)相比,這次變化最不大的就是硬盤接口了——SATA 6Gbps三年前是主流,現(xiàn)在依然是絕對(duì)的主流,但是這次評(píng)測(cè)中全面選擇SATA 6Gbps接口的SSD是出于公平需要,而SATA 6Gbps接口實(shí)際上已經(jīng)表現(xiàn)出瓶頸了,PCI-E接口才是未來(lái)。

      嚴(yán)格來(lái)說(shuō),SATA 6Gbps接口應(yīng)該是SATA 3接口,它是基于SATA 3.X規(guī)范的,速度從二代的3Gbps提升到了6Gbps,不過(guò)因?yàn)榫幋a效率及單位換算的關(guān)系,SATA 6Gbps接口的速度不會(huì)超過(guò)600MB/s,大部分廠商的SSD標(biāo)注讀寫性能最高都在550MB/s左右,而基于PCI-E技術(shù)的硬盤速度則能達(dá)到GB/s級(jí)別讀寫,性能可再度提升一個(gè)臺(tái)階。

      在基于PCI-E技術(shù)的接口中,最有代表性的是M.2和SATA Express接口,前者主要取代mSATA、mini PCI-E接口,而后者則是基于SATA 3.2規(guī)范,取代的則是SATA 6Gbps接口,詳細(xì)情況我們分別來(lái)看。

      SATA Express標(biāo)準(zhǔn)基于SATA 3.2,2011年就著手制定標(biāo)準(zhǔn)了,2013年正式推出,其目標(biāo)是在保持SATA接口兼容性的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高速度,內(nèi)部使用的是PCI-E x2通道,2.0標(biāo)準(zhǔn)的速度就是10Gbps,3.0標(biāo)準(zhǔn)則可達(dá)到16Gbps,目前常見的還是PCI-E 2.0 x2通道的,速度為10Gbps,比SATA 6Gbps快了67%。

      SATA Express接口有幾種實(shí)現(xiàn)方式,Intel的9系芯片組支持彈性I/O,可以支持2個(gè)SATA Express接口(雖然Intel官方規(guī)格沒有明確支持原生SATA Express),還可以使用祥碩等公司的第三方芯片,比如祥碩SAM106SE,第三種方式則可以從CPU整合的PCI-E通道中分出來(lái)x2通道,不過(guò)這種方式會(huì)影響顯卡的PCI-E通道分配,并不是主流方式,最多的還是用9系芯片組原生提供的。

      中間灰色的部分就是2個(gè)SATA Express接口,每個(gè)SATA Express接口實(shí)際上還可以當(dāng)作2個(gè)SATA 6Gbps接口使用,這也是SATA Express接口向下兼容的原因所在。

      目前基于Intel的9系芯片組以及最新的X99芯片組的主板很多都支持10Gbps的SATA Express接口,不過(guò)現(xiàn)在最大的尷尬是SATA Express設(shè)備太少了,除了華碩出過(guò)一個(gè)演示用的SATA Express硬盤之外,目前還沒見到哪家廠商會(huì)推SATA Express硬盤,所以目前主板上的SATA Express幾乎沒有用武之地,還好能向下兼容SATA 6Gbps接口,倒也不至于浪費(fèi)。

      另一種基于PCI-E技術(shù)的接口就是M.2了,這是Intel聯(lián)合廠商制定的一種新標(biāo)準(zhǔn),之前叫做NGFF接口,原本主要用于筆記本市場(chǎng)的SSD,不過(guò)今年開始在桌面主板上也見到了更多M.2接口的身影,Intel也在大力推廣這種標(biāo)準(zhǔn)。

      M.2接口不僅可以雙面布置NAND顆粒,而且還具備30、42、60、80及110mm五種長(zhǎng)度選擇,廠商可根據(jù)自己的需求選擇。而我們?cè)贗ntel 9系及X99主板上也能見到多種螺絲安裝位,通常都是支持42、60及80mm這三種長(zhǎng)度的。

      標(biāo)準(zhǔn)M.2接口的速度視PCI-E 2.0、PCI-E 3.0的不同也是10-16Gbps之間,不過(guò)M.2接口擴(kuò)展性很好,最多能支持PCI-E 3.0 x4通道,這時(shí)候的速度就達(dá)到了32Gbps了,是普通M.2接口的三倍多。市面上的主板中,華擎的Ultra M.2、華碩的MPICE Combo IV都是支持PCI-E 3.0 x4的,速度32Gbps,而且華碩的X99 Deluxe主板上還創(chuàng)造性地支持2種M.2安裝方式,而技嘉的X99 SOC Force主板則支持20Gbps,應(yīng)該是PCI-E 2.0 x4通道的。

      當(dāng)然,上述支持PCI-E x4通道的M.2接口也有點(diǎn)副作用,那就是要從CPU內(nèi)分配PCI-E通道,要搶顯卡的部分帶寬,怎么選擇就看用戶的需求了。

      雖然SATA 6Gbps接口的地位暫時(shí)無(wú)可撼動(dòng),但是SATA Express及M.2都是基于PCI-E接口的,再加上純正的PCI-E插槽SSD,后三者代表的則是SSD接口的未來(lái)——不僅擁有超高帶寬,延遲更低,體積還可以更小。

      緩存加速模式

      SLC Cache其實(shí)并不是什么新鮮事物,早在三年前OCZ Vertex 4就讓我們見識(shí)到什么是全盤SLC Cache模式,而到了現(xiàn)在,不管你是否接受了SLC Cache,已經(jīng)有不少?gòu)S家接受了它,現(xiàn)在除了OCZ外,三星840 EVO/840、美光M600和SanDisk的部分產(chǎn)品都有在使用SLC模式。

      SanDisk nCache技術(shù)

      當(dāng)然了SanDisk的nCache技術(shù)只是對(duì)隨機(jī)寫入進(jìn)行緩存,這樣可以把寫入的隨機(jī)數(shù)據(jù)整合起來(lái),然后再一起寫入到MLC閃存上面,在提升隨機(jī)寫入性能的同時(shí)也可以一定程度減少寫入放大增加SSD的壽命。

      三星的840和840 EVO都有使用SLC Cache

      三星的840和840 EVO都有使用SLC Cache,不過(guò)兩者的運(yùn)作方式是有所不同的,三星840把TLC閃存劃分成SLC緩存塊與TLC數(shù)據(jù)塊,當(dāng)數(shù)據(jù)寫入的時(shí)候全部都會(huì)寫入SLC緩沖塊那里,然后等到數(shù)據(jù)堆積到一定程度后就會(huì)把這些數(shù)據(jù)一次性寫入TLC數(shù)據(jù)塊里面,這個(gè)操作是即時(shí)的,三星840所標(biāo)注的連續(xù)寫入速度也是可以長(zhǎng)期保持的。

      而840 EVO上所用的TurboWrite與840就不同了,840 EVO劃分出了較大容量的TurboWrite Cache緩沖區(qū),這個(gè)區(qū)域的大小根據(jù)SSD的容量不同而不同,120GB與250GB的有3GB的空間,500GB的是6GB,750GB是9GB而1TB的是12GB,寫入數(shù)據(jù)會(huì)優(yōu)先進(jìn)入SLC Cache,空閑時(shí)SSD就會(huì)把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到TLC存儲(chǔ)區(qū)中,緩沖區(qū)的大小其實(shí)對(duì)于一般家庭應(yīng)用來(lái)說(shuō)是足夠了的。

      但是,如果你在短時(shí)間把超過(guò)緩沖區(qū)容量的數(shù)據(jù)寫入SSD的話就會(huì)發(fā)現(xiàn)寫入速度大幅度下降,速度大致會(huì)降低至同容量的840水平,估計(jì)在TurboWrite Cache緩沖區(qū)用完之后SSD的工作方式會(huì)變成與840差不多,而不是把數(shù)據(jù)直接寫入TLC閃存里面。

      就技術(shù)來(lái)說(shuō)840 EVO所用的TurboWrite是非常優(yōu)秀的,讓能用TLC閃存的SSD在短時(shí)間內(nèi)表現(xiàn)出如此高的寫入性能,而且TurboWrite Cache緩沖區(qū)對(duì)于一般家庭應(yīng)用來(lái)說(shuō)也足夠,用戶大部分時(shí)間都可以享受得到。但是三星把SLC Cache有效時(shí)的最大寫入速度當(dāng)做連續(xù)寫入速度來(lái)宣傳這就略有不妥了,畢竟這個(gè)速度是不能長(zhǎng)時(shí)間保持的,這個(gè)情況其實(shí)和那些用SandForce主控的SSD拿最大寫入速度來(lái)宣傳類似。

      此外,由于寫入840 EVO緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)并不會(huì)立刻寫入TLC存儲(chǔ)區(qū),所以如果在剛寫入后立即讀取的話,讀取速度就會(huì)比平時(shí)在TLC存儲(chǔ)區(qū)直接讀取快很多,這主要表現(xiàn)在QD1的4K讀取速度上,這方面三星就有點(diǎn)為測(cè)試軟件而優(yōu)化的嫌疑,因?yàn)锳S SSD與CDM之類的測(cè)試軟件就是這樣先寫入測(cè)試數(shù)據(jù)包然后再進(jìn)行測(cè)試的,對(duì)此,有人談到三星840 EVO跑分作弊的現(xiàn)象恐怕也并不是沒道理的。

      美光在最新的M600系列上也用到了Dynamic Write Acceleration動(dòng)態(tài)寫入加速技術(shù),從美光提供的技術(shù)資料來(lái)看應(yīng)該是全盤都開了SLC Cache模式,這個(gè)和OCZ與東芝的做法差不多,這樣可以保證SSD的寫入速度在一個(gè)很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)高速穩(wěn)定,只要同一時(shí)間的寫入量不超過(guò)SSD剩余可用空間的一半的話基本速度都不會(huì)下降,然后SSD會(huì)在空閑時(shí)將SLC Cache中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到可用的MLC存儲(chǔ)區(qū)中。

      除了使用SLC Cache進(jìn)行加速外,三星和浦科特都推出了使用內(nèi)存對(duì)SSD進(jìn)行加速的功能,三星的叫RAPID而浦科特的叫PlexTurbo,兩個(gè)都整合在各自的SSD工具箱里面,兩者的本質(zhì)都差不多,利用可用內(nèi)存空間來(lái)充當(dāng)SSD的讀寫緩存,這樣就可以讓SSD的讀寫能力得到大幅度提升,理論上都有掉電丟數(shù)據(jù)的可能,不過(guò),浦科特說(shuō)能在斷電時(shí)防止數(shù)據(jù)流失,只是它的實(shí)現(xiàn)方式我們暫時(shí)還不太清楚。

      其實(shí),我們對(duì)這類內(nèi)存加速功能在實(shí)際應(yīng)用時(shí)到底能起多大作用還尚存在疑惑,對(duì)于動(dòng)手能力強(qiáng)的玩家來(lái)說(shuō),我們更建議自行搭建RamDisk,然后把各種臨時(shí)文件夾放到里面,這樣對(duì)提升SSD的壽命顯然會(huì)有一定幫助。

      測(cè)試概況

      閃存同樣是一種大規(guī)模集成電路,技術(shù)含量高、投資也大的的驚人,到現(xiàn)在為止全球也只有四大閃存豪門——三星、東芝/閃迪、SK Hynix、IMFT(Intel美光合資),2年前是這個(gè)格局,現(xiàn)在也是如此,三星一直是老大。以2012年?duì)I收來(lái)算,三星一家就占據(jù)了NAND市場(chǎng)大約37%的份額,東芝以31%左右的份額第二,SK Hynix約為15%,美光、Intel分別占了10%、7%左右。

      具體到SSD固態(tài)硬盤上則有所不同,三星不僅供應(yīng)OEM市場(chǎng),而且也涉獵企業(yè)級(jí)、消費(fèi)級(jí)市場(chǎng),而且同時(shí)有自家的主控和閃存,根據(jù)Gartnert統(tǒng)計(jì)的營(yíng)收數(shù)據(jù),三星依然是SSD市場(chǎng)上的老大,其次是Intel和閃迪。除了這幾家SSD巨頭之外,這兩年也涌現(xiàn)出了一批新玩家——影馳也進(jìn)軍SSD市場(chǎng)了,虎將、黑將及戰(zhàn)將系列也打響了一些知名度,而AMD也借著Radeon R7的名義推出了自己的固態(tài)硬盤。

      當(dāng)然也有一些品牌已經(jīng)變得物是人非——以往大出風(fēng)頭的OCZ在過(guò)去兩年遭遇了危機(jī),最終賣給了東芝,還好品牌算是保住了,OCZ的SSD在消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)看樣子還會(huì)繼續(xù)存在下去。從OCZ的境遇也可以看出,整個(gè)SSD市場(chǎng)對(duì)小型廠商已經(jīng)不那么美好了,三星、東芝、美光這樣的大公司掌握有穩(wěn)定的閃存供應(yīng),控制風(fēng)險(xiǎn)的能力要比小公司強(qiáng)得多,OCZ就敗在了這上面。而OCZ這樣的公司被收購(gòu)也預(yù)示著上游廠商也希望整合下游資源,不會(huì)甘心只做供應(yīng)商。東芝收購(gòu)了OCZ獲得了主控,希捷收購(gòu)了SandForce也獲得了主控,閃迪則收購(gòu)Fusion-IO以獲得企業(yè)級(jí)主控技術(shù)。

      得益于技術(shù)的發(fā)展,SSD固態(tài)硬盤的每GB成本一直是下降的,結(jié)果就是SSD容量更大,上次專題評(píng)測(cè)中我們選擇的是120GB/128GB容量的產(chǎn)品,現(xiàn)在同樣的價(jià)位下已經(jīng)是240GB/256GB的天下,而以往作為入門級(jí)之選的64GB產(chǎn)品現(xiàn)在基本無(wú)人問(wèn)津了,其地位已經(jīng)被128GB容量的SSD所取代。

      以三星840 Pro 128GB為例,去年底其價(jià)格還維持在899元,今年開始穩(wěn)中有降,目前的價(jià)格大約是750元左右,而256GB的也從年初的1539元降低到了1359元?,F(xiàn)在240GB-256GB的SSD實(shí)際上已經(jīng)沒這么貴了,除了840 Pro、浦科特M5P、M6P這樣的旗艦型號(hào),大部分型號(hào)都已經(jīng)破千,主流價(jià)位在599-899元左右,與2年前120GB-128GB固態(tài)硬盤的價(jià)位何其相似。

      出于價(jià)格及消費(fèi)慣性,目前銷量最大的還是128GB容量的,多數(shù)用戶會(huì)覺得128GB裝系統(tǒng)+常用軟件、游戲已經(jīng)夠用了,不過(guò)這種局面正在改變,256GB容量的SSD性能最好,而更大容量也有利于提高數(shù)據(jù)使用壽命,我們預(yù)計(jì)256GB會(huì)在今年底逐步取代128GB成為新的主流之選。

      此外,更大容量的SSD也日益實(shí)用,幾年前也出現(xiàn)了1TB容量的SSD,但當(dāng)時(shí)1TB硬盤不僅極為稀少,而且售價(jià)跟奢侈品一樣,不具備實(shí)用性,但是隨著128Gb核心的閃存增多,如今的1TB硬盤已堪大用,三星840 EVO、美光M500系列、金士頓V310系列的1TB硬盤已經(jīng)低至3500元左右,部分品牌甚至低至3000元,售價(jià)已不是高不可攀。

      歷史總有相似之處,幾年前128GB容量的SSD跌破千元讓很多玩家接受了固態(tài)硬盤,享受到了SSD帶來(lái)的快感——開機(jī)快、打開程序快、游戲加載快,而如今256GB容量的SSD價(jià)格也全面破千,更大的容量已經(jīng)讓用戶不再需要為游戲、軟件容量而糾結(jié),我們不僅要用上SSD,這一次還要更舒服地享受SSD帶來(lái)的便捷。

      每次計(jì)算機(jī)把數(shù)據(jù)寫入到SSD時(shí)會(huì)將數(shù)據(jù)先寫入到其內(nèi)部的緩存后,再寫入到NAND里面,現(xiàn)在SSD的緩存基本都是DRAM,當(dāng)遇到浪涌或者斷電的話里面的數(shù)據(jù)會(huì)完全丟失,如果SSD支持掉電保護(hù)功能的話就可以有效保護(hù)這些數(shù)據(jù)。

      美光在M500時(shí)宣傳它支持?jǐn)嚯姳Wo(hù)技術(shù),但是在前段時(shí)間被Anandtech指出美光的消費(fèi)級(jí)SSD其實(shí)并不是完全支持這一功能,只是靜態(tài)數(shù)據(jù)是被保護(hù)了的,官方的宣傳其實(shí)是對(duì)消費(fèi)者的誤導(dǎo)。

      美光宣傳的斷電保護(hù)技術(shù)說(shuō)明

      上圖是M500發(fā)布時(shí)美光宣傳的斷電保護(hù)技術(shù)說(shuō)明,他們?cè)赟SD上使用了大量電容以防止意外斷電導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。其實(shí),使用鉭電容還是常見的電解電容也是廠商的一個(gè)宣傳點(diǎn),多數(shù)SSD上通常使用電容更大的電解電容,有些廠商則會(huì)宣傳鉭電容的好處,雖然鉭電容電氣性能更好,但是需要的數(shù)量比較多才行,這是另一個(gè)話題。

      左邊的是M500DC,中間的是MX100,右邊的是M600

      美光的企業(yè)級(jí)硬盤M500DC上使用的是大量鉭電容,但消費(fèi)級(jí)SSD使用的是陶瓷電容,這其中肯定有差別,一般認(rèn)為消費(fèi)級(jí)SSD也是有斷電保護(hù)技術(shù)的,只不過(guò)不如企業(yè)級(jí)SSD那般強(qiáng)大罷了。

      在Anandtech的MX100評(píng)測(cè)中,作者原本認(rèn)為它也是有完整的斷電保護(hù)技術(shù)的,但他錯(cuò)了,一旦出現(xiàn)意外斷電情況,MX100實(shí)際上只能保證靜態(tài)數(shù)據(jù)是正確的,運(yùn)行中的數(shù)據(jù)是會(huì)丟失的,包括內(nèi)存緩沖器中的數(shù)據(jù)。也就是說(shuō),MX100、M550和M500實(shí)際上并沒有斷電保護(hù)技術(shù)。這意味著什么?Anandtech用了大段技術(shù)文字解釋斷電保護(hù)技術(shù)的實(shí)質(zhì),這又要涉及到NAND閃存的工作原理了,說(shuō)起來(lái)話就長(zhǎng)了。

      我們知道MLC閃存中每個(gè)cell單元可以存儲(chǔ)2個(gè)數(shù)據(jù),分別叫做上頁(yè)(upper page)、低頁(yè)(lower page),如果是TLC閃存,中間還有個(gè)中頁(yè)(middle page),注意這里的page不要跟我們通常說(shuō)的閃存頁(yè)面混淆了,后者是指NAND閃存寫入數(shù)據(jù)的最小單位,通常是16KB。

      MLC閃存的編程(Program,寫入數(shù)據(jù)的過(guò)程)過(guò)程是通過(guò)分別對(duì)上頁(yè)、低頁(yè)編程這兩步才完成的,其中下頁(yè)編程過(guò)程本質(zhì)上跟SLC閃存編程是一樣的,如果下頁(yè)是“1”位,那么cell單元就被認(rèn)為是空的,可以寫入數(shù)據(jù),如果下頁(yè)是0,那么就會(huì)提升閾電壓直到變成“1”位(NAND寫入數(shù)據(jù)過(guò)程中需要數(shù)千伏的電壓擊穿氧化層讓電子通過(guò))。

      一旦下頁(yè)編程完了,上頁(yè)也就是第二位也可以開始編程了,這一步可以通過(guò)調(diào)整合適的cell電壓來(lái)完成。由于下頁(yè)已經(jīng)編程完了,因此上頁(yè)的輸出實(shí)際上已經(jīng)確定了,比如下頁(yè)編程到0,那么上頁(yè)編程可能的輸出結(jié)果就只有10或者00兩種。

      MLC使用兩步編程主要是為了減少浮柵極耦合,也是cell to cell界面,在這么一個(gè)狹小的空間內(nèi),臨近c(diǎn)ell單元之間會(huì)互相產(chǎn)生電容耦合作用,耦合作用的強(qiáng)度取決于cell單元的電荷,從空到00狀態(tài)可能會(huì)存在大量電荷,這可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的位值。

      上圖應(yīng)該可以讓你比較清晰地了解具體的編程算法。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),臨近c(diǎn)ell單元的下頁(yè)是首先編程的,因?yàn)橄马?yè)擁有更大的電壓分布,這意味著臨近c(diǎn)ell單元的上頁(yè)編程完成之后,耦合層中的電荷并不足以警示下頁(yè)的電位狀態(tài)。

      說(shuō)了這么多理論技術(shù)之后,現(xiàn)在可以繼續(xù)談美光的斷電保護(hù)技術(shù)了。如果是在上頁(yè)編程的過(guò)程中意外斷電,cell單元中的下頁(yè)電位信息就會(huì)丟失,因?yàn)橄马?yè)、上頁(yè)的編程過(guò)程不是必須按順序完成的,下頁(yè)的數(shù)據(jù)可能寫入的更早,并被認(rèn)為是靜態(tài)數(shù)據(jù)(已經(jīng)保存的數(shù)據(jù)),因此意外的斷電可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)出錯(cuò),而電容的功能就是確保下頁(yè)數(shù)據(jù)正確(其實(shí)這一句話就可以解釋上面的問(wèn)題了)。任何進(jìn)行中的上頁(yè)編程都不會(huì)完成,而內(nèi)存緩沖器中的數(shù)據(jù)也會(huì)丟失,但原有的數(shù)據(jù)是安全的。

      其實(shí),要切實(shí)做到在掉電時(shí)把緩存中的數(shù)據(jù)都寫入到NAND中,M500這樣的一排陶瓷電容是不夠的,企業(yè)級(jí)SSD一般使用多顆鉭電容增加電容量或者更直接地使用更大容量的電解電容,更甚者的直接內(nèi)置小型電池以保障數(shù)據(jù)可以完整寫入NAND中以不至于丟失。

      這次參與測(cè)試的16款SSD中其實(shí)只有Intel 730提供了完整的掉電保護(hù)功能,美光MX100有部分保護(hù),而其他的產(chǎn)品基本都是沒有掉電保護(hù)的,掉電保護(hù)技術(shù)其實(shí)在消費(fèi)級(jí)SSD中并不普及,大多數(shù)都是沒有這功能的,對(duì)大多數(shù)普通用戶來(lái)說(shuō)也沒多大作用,有需要的用戶可以考慮Intel 730或者直接去購(gòu)買企業(yè)級(jí)產(chǎn)品。

      針對(duì)本次專題評(píng)測(cè),我們搭建了全新的測(cè)試平臺(tái),測(cè)試平臺(tái)使用了Intel LGA 1150接口最新的Z97芯片主板,具體型號(hào)為華碩Z97-Deluxe,CPU則是Haswell架構(gòu)的Xeon E3 1230v3,CPU保持默認(rèn)頻率未進(jìn)行任何超頻,為了保證測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確我們把節(jié)能選項(xiàng)全部關(guān)閉,操作系統(tǒng)也更新至Windows 8.1 Professional 64位版,驅(qū)動(dòng)程序全部使用Windows 8系統(tǒng)自帶。

      在本次專題評(píng)測(cè)中,我們引入了全新的Expreview Storage Benchmark 2014,這是我們自己錄制的I/O軌跡回放測(cè)試,更加注重SSD在真實(shí)應(yīng)用中的表現(xiàn),具體介紹可見下文。

      每款SSD的具體測(cè)試流程如下:

      1、首先我們會(huì)在SSD完全空盤的情況下運(yùn)行AS SSD Benchmark、Crystal Disk Mark與Anvil`s Storage Utilities三個(gè)測(cè)試軟件,讓大家對(duì)SSD在出廠狀態(tài)下的基本性能有所了解。

      2、隨后就開始GC與Trim測(cè)試,使用IOMeter對(duì)沒有分區(qū)的SSD進(jìn)行連續(xù)一小時(shí)的4K QD32隨機(jī)信息寫入,以制造大量的碎片。

      3、然后放置一個(gè)小時(shí)讓SSD自行進(jìn)行垃圾回收操作,之后會(huì)把SSD重新分區(qū)并格式化讓它進(jìn)行全盤Trim,我們會(huì)在開始測(cè)試前、寫入完成后、寫入結(jié)束一小時(shí)后以及全盤Trim后用HDTune Pro測(cè)試SSD的寫入性能。

      4、本次專題評(píng)測(cè)更為注重SSD在長(zhǎng)期使用后的性能表現(xiàn),先進(jìn)行GC測(cè)試就是為了讓SSD進(jìn)入穩(wěn)定態(tài),GC測(cè)試完成后就進(jìn)行Expreview Storage Benchmark 2014,測(cè)試會(huì)生成59GB的文件,這些文件會(huì)保留作后面測(cè)試的預(yù)置文件,這樣做的原因是為了讓SSD更接近我們平常使用的狀況。

      5、接下來(lái)我們會(huì)進(jìn)行PCMark 7與PCMark 8的測(cè)試。

      6、最后還會(huì)再運(yùn)行一次AS SSD Benchmark、Crystal Disk Mark與Anvil`s Storage Utilities,讓大家看看SSD在穩(wěn)定態(tài)時(shí)與出廠原始性能的差距。

      Expreview Storage Benchmark 2014

      到目前為止我們使用的很多SSD評(píng)測(cè)規(guī)則是幾年前做專題評(píng)測(cè)時(shí)所確定下來(lái)的,當(dāng)時(shí)定下的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)比較注重SSD的基本性能,盡管測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中也有實(shí)際應(yīng)用的測(cè)試項(xiàng)目,但是現(xiàn)在來(lái)看這類測(cè)試的比重還是偏低,有點(diǎn)偏離實(shí)際使用,在本次的專題評(píng)測(cè)中,我們會(huì)使用新的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),新的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)會(huì)更為貼近實(shí)際應(yīng)用情況。

      新的測(cè)試會(huì)比較注重硬盤真實(shí)使用情況,增加回放類測(cè)試的比重,并這也就是接下來(lái)要介紹的I/O軌跡回放測(cè)試,即Expreview Storage Benchmark 2014。

      要反應(yīng)日常的使用,CDM、AS SSD這類簡(jiǎn)單的測(cè)試軟件是肯定不行的,IOMeter可以進(jìn)行較為復(fù)雜的測(cè)試,但是要反應(yīng)真實(shí)的讀寫情況,其腳本要設(shè)置得非常復(fù)雜。PCMark的硬盤測(cè)試則是采用真實(shí)的磁盤I/O軌跡回放,這種測(cè)試方法比較能反應(yīng)硬盤的真實(shí)讀寫情況,不少外國(guó)媒體都有制作自己的回放測(cè)試來(lái)考驗(yàn) SSD。

      測(cè)試中,我們使用自行錄制的真實(shí)硬盤I/O軌跡腳本,整個(gè)測(cè)試包括日常應(yīng)用、辦公應(yīng)用和游戲應(yīng)用三個(gè)部分,涉及多個(gè)軟件的操作,這些腳本使用Intel NAS Performance Toolkit進(jìn)行全速回放,運(yùn)行完會(huì)生成一份詳細(xì)的測(cè)試報(bào)告,我們?nèi)∑渲械钠骄鶄鬏斔俣?,三個(gè)測(cè)試的傳輸速度加起來(lái)取平均值就是這項(xiàng)測(cè)試的結(jié)果,比如上圖中數(shù)據(jù)就是用超極速S330 128GB跑出來(lái)的,它的測(cè)試成績(jī)是432MB/s,各個(gè)測(cè)試的具體構(gòu)成包括:

      日常應(yīng)用測(cè)試

      1. 同盤復(fù)制一個(gè)MKV電影文件,文件大小2198MB。

      2. 同盤復(fù)制一個(gè)有大量零碎文件的文件夾,文件夾大小2250MB,文件總數(shù)10980個(gè)。

      3. 啟動(dòng)QQ,并對(duì)聊天記錄進(jìn)行搜索,隨后關(guān)閉。

      4. 用Internet Explorer 10瀏覽本地網(wǎng)頁(yè)文件,逐個(gè)進(jìn)行人工翻閱。

      5. 用Media player播放本地高清視頻,并拖動(dòng)進(jìn)度條。

      整個(gè)日常應(yīng)用測(cè)試涉及的數(shù)據(jù)吞吐量是12742MB,其中讀取數(shù)據(jù)8005MB,寫入數(shù)據(jù)4737MB,涉及的文件數(shù)量4319個(gè)。

      辦公應(yīng)用測(cè)試

      1. 用Word 2013打開多個(gè)doc、docx文件,并逐個(gè)翻閱。

      2. 用Excel 2013打開多個(gè)xls、xlsx文件,并逐個(gè)翻閱。

      3. 用PowerPoint 2013打開多個(gè)pptx文件,并逐個(gè)翻閱。

      4. 用Windows 8自帶的閱讀器打開多個(gè)pdf文件,并逐個(gè)翻閱。

      5. 用Photoshop CS6打開一個(gè)4.04GB大小的psd文件,并將其另存為一個(gè)新的psd。

      整個(gè)辦公應(yīng)用測(cè)試涉及的數(shù)據(jù)吞吐量是34250MB,其中讀取數(shù)據(jù)23579MB,寫入數(shù)據(jù)10671MB,涉及的文件數(shù)量112個(gè)。

      游戲應(yīng)用測(cè)試

      1. 《Battlefield 4》游戲啟動(dòng),開啟新游戲進(jìn)入第一關(guān)。

      2. 《Crysis 3》游戲啟動(dòng),開啟新游戲進(jìn)入第一關(guān)。

      整個(gè)游戲應(yīng)用測(cè)試涉及的數(shù)據(jù)吞吐量是3865MB,其中讀取數(shù)據(jù)3865MB,寫入數(shù)據(jù)24KB,涉及的文件數(shù)量121個(gè)。

      AS SSD Benchmark測(cè)試

      AS SSD Benchmark是一款專為固態(tài)硬盤測(cè)試而設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)程序,同時(shí),它還提供了很大范疇的可定制性。AS SSD Benchmark給出的成績(jī)可以分為兩種:一種是MB/s的形式;另一種是IOPS形式。在本次專題評(píng)測(cè)中,我們列出AS SSD Benchmark的連續(xù)讀寫與4K QD1隨機(jī)讀寫的測(cè)試結(jié)果,這項(xiàng)測(cè)試的評(píng)分也是根據(jù)這四項(xiàng)的數(shù)據(jù)為依據(jù),64線程的測(cè)試其實(shí)對(duì)日常應(yīng)用的參考意義不大,另外這次會(huì)分別測(cè)試SSD在出廠狀態(tài)與穩(wěn)定態(tài)時(shí)的性能。

      出廠狀態(tài)測(cè)試結(jié)果

      創(chuàng)見370、SanDisk Extreme Pro、三星850Pro與Crucial MX100組成了第一梯隊(duì),讀取速度都超過(guò)了520MB/s,下面的一大堆都在510MB/s左右,浦科特M6S在ASSSD測(cè)試表現(xiàn)不太正常,連續(xù)讀取速度測(cè)試中都沒過(guò)500MB/s。

      在連續(xù)寫入測(cè)試中,三星850Pro、OCZ Vertex 460、三星840EVO、OCZ Vector 150和SanDisk Extreme Pro寫入速度都在490MB/s以上,Intel 730雖然是高端產(chǎn)品但是它的寫入速度并不怎么的高。

      AS SSD 4K隨機(jī)讀取測(cè)試

      正如前面所提到的那樣,三星840EVO在跑這類測(cè)試時(shí)是直接從SLC Cache中進(jìn)行讀取的,所以測(cè)試結(jié)果非常的出眾,但實(shí)際使用的時(shí)候則是直接在TLC存儲(chǔ)區(qū)讀取的,這里的“水分”很大。實(shí)際上4K QD1性能最強(qiáng)的是用JMF667H主控的影馳黑將,其次是三星850Pro,使用LAMD和Indilinx主控的幾款產(chǎn)品表現(xiàn)并不是很理想,沒有外置緩存的三款產(chǎn)品在此項(xiàng)測(cè)試中墊底。

      OCZ兩款產(chǎn)品的4K隨機(jī)寫入倒是非常不錯(cuò),三星850Pro排名第三,除上述三款產(chǎn)品以外,其余產(chǎn)品的寫入性能差距并不算很大,而浦科特的SSD在這方面的表現(xiàn)一直都比較糟糕。

      穩(wěn)定態(tài)測(cè)試結(jié)果

      在穩(wěn)態(tài)情況下,AS SSD的連續(xù)讀取測(cè)試結(jié)果稍微發(fā)生了一些變化,其測(cè)試結(jié)果的排位也有一定變動(dòng),但整體看性能差異不算很大,基本屬于誤差范圍之內(nèi)。而穩(wěn)定態(tài)時(shí)寫入速度明顯降低的是使用SF-2281主控的Intel 520和富士通極速版,Intel 520掉速特別厲害,之前在測(cè)試后會(huì)掉速的JMF667H主控產(chǎn)品由于現(xiàn)在更換了最新的主控所以沒有出現(xiàn)掉速的現(xiàn)象。

      在穩(wěn)態(tài)情況下,AS SSD 4K隨機(jī)讀取性能和4K隨機(jī)寫入性能都沒有太大變化,從測(cè)試成績(jī)來(lái)看,性能間的差異微乎其微,仍屬誤差范圍之內(nèi),可以說(shuō),SSD的讀、寫性能一般是不會(huì)隨讀取或?qū)懭肓慷兓摹?

      CrystalDiskMark測(cè)試

      CrystalDiskMark是一款簡(jiǎn)單易用的硬盤性能測(cè)試軟件,但測(cè)試項(xiàng)目非常全面,涵蓋連續(xù)讀寫;512KB和4KB數(shù)據(jù)包隨機(jī)讀寫性能;以及隊(duì)列深度(Queue Depth)為32的情況下4KB隨機(jī)讀寫性能。其中,隊(duì)列深度描述的是硬盤能夠同時(shí)激活的最大I/O值,隊(duì)列深度越大,實(shí)際性能也會(huì)越高。CrystalDiskMark的測(cè)試項(xiàng)目主要考察的是多線程的讀寫速度,同步與異步閃存(ONFI)在該項(xiàng)測(cè)試中差異性立見分曉。和ATTO Disk Benchmark最大讀寫速度測(cè)試不同,CrystalDiskMark更傾向于非壓縮算法,因此它的成績(jī)更具有性能鑒別的意義。與AS SSD Benchmark一樣,這次我們只列出CrystalDiskMark的連續(xù)讀寫與4K QD1隨機(jī)讀寫的測(cè)試結(jié)果,也會(huì)分別測(cè)試SSD在出廠狀態(tài)與穩(wěn)定態(tài)時(shí)的性能。

      出廠狀態(tài)測(cè)試結(jié)果

      CrystalDiskMark連續(xù)讀取測(cè)試

      CrystalDiskMark所測(cè)出來(lái)的數(shù)值通常要比AS SSD的要大,各個(gè)產(chǎn)品的排位有很大的變動(dòng),創(chuàng)見370的連續(xù)讀取速度依舊非常不錯(cuò),與三星850Pro并列榜首,其次是SanDisk Extreme Pro、浦科特M6Pro,影馳黑將與創(chuàng)建340這兩個(gè)只有四通道的產(chǎn)品連續(xù)讀取速度比不少八通道的產(chǎn)品都要強(qiáng),Intel 730在這項(xiàng)測(cè)試中得分墊底。

      在寫入性能方面,CrystalDiskMark的測(cè)試結(jié)果與AS SSD基本一致,僅在一些細(xì)微處略有不同。其中,三星850Pro、OCZ Vertex 460、三星840EVO、OCZ Vector 150、東芝Q Pro和SanDisk Extreme Pro的寫入速度都在500MB/s以上,Intel 730的表現(xiàn)同樣不夠理想,它的寫入速度只有292MB/s。

      CrystalDiskMark的隨機(jī)讀取測(cè)試與AS SSD測(cè)試的區(qū)別就是,采用SF-2281主控的Intel 520與富士通極速版的隨機(jī)讀取速度高了非常多,特別是富士通極速版提升得特別顯著,測(cè)試的結(jié)果非常好,當(dāng)然,這一方面也與兩個(gè)軟件的測(cè)試方法不同有關(guān)。

      CrystalDiskMark 4K QD1隨機(jī)寫入測(cè)試

      在CrystalDiskMark的4K隨機(jī)寫入測(cè)試中,OCZ的兩款產(chǎn)品測(cè)試結(jié)果都在130MB/s以上,接下來(lái)是三星850Pro、Intel 520/730、創(chuàng)見340、Crucial MX100和SanDisk Extreme Pro四款速度均在120MB/s,浦科特M6S在這項(xiàng)測(cè)試中表現(xiàn)較差,寫入速度沒有超過(guò)100MB/s。

      穩(wěn)定態(tài)測(cè)試結(jié)果

      在穩(wěn)態(tài)情況下,CrystalDiskMark的連續(xù)讀取測(cè)試結(jié)果基本上與出廠狀態(tài)測(cè)試保持一致,具體的排位結(jié)果只有十分微小的變動(dòng)。例如,采用JMF667H主控的影馳黑將和創(chuàng)見340的讀取速度都略微掉了點(diǎn),影馳黑將的速度下降尤為明顯一些,由出廠狀態(tài)的540.7MB/s下降到520MB/s。而在連續(xù)寫入測(cè)試中,Intel 520和富士通極速版則有一定的性能下降。

      在穩(wěn)態(tài)情況下,CrystalDiskMark的4K隨機(jī)讀取性能沒有太大變化,從測(cè)試成績(jī)來(lái)看,性能間的差異微乎其微,除了Intel 520的速度有一定下降外,其它參測(cè)產(chǎn)品的性能差異幾乎可忽略不計(jì)。而在4K隨機(jī)寫入性能方面,幾款性能居中的產(chǎn)品位次發(fā)生了一些細(xì)微變化,其中,富士通極速版和東芝Q Pro的寫入速度下降較為明顯,已經(jīng)低于110MB/s。

      Anvil`s Storage Utilities測(cè)試

      Anvil`s Storage Utilities的優(yōu)點(diǎn)在于可以調(diào)節(jié)測(cè)試所用數(shù)據(jù)的可壓縮比例,這是AS SSD測(cè)試所沒有的,CrystalDiskMark測(cè)試則要么是全不可以壓縮,要么就全都可以壓,這樣太極端了,Anvil`s Storage Utilities預(yù)設(shè)了幾個(gè)數(shù)據(jù)可壓縮比例,我們使用比較接近應(yīng)用程序的46%這個(gè)比例來(lái)進(jìn)行測(cè)試,這個(gè)測(cè)試程序會(huì)根據(jù)各項(xiàng)測(cè)試結(jié)果得出一個(gè)總分,我們直接使用這個(gè)分?jǐn)?shù)來(lái)作為每個(gè)SSD的該項(xiàng)得分。

      出廠狀態(tài)測(cè)試結(jié)果

      浦科特M6S在這項(xiàng)測(cè)試中性能表現(xiàn)并不正常,連續(xù)讀取速度只有390MB/s導(dǎo)致它的讀取測(cè)試得分相當(dāng)?shù)牡?。三?50 Pro在這項(xiàng)測(cè)試中得分相當(dāng)之高,其次是840 EVO,兩個(gè)的得分都在5000以上,SanDisk Extreme Pro排名第三.

      穩(wěn)定態(tài)測(cè)試結(jié)果

      Anvil`s Storage Utilities穩(wěn)定態(tài)測(cè)試結(jié)果

      Intel 520的具體的測(cè)試結(jié)果

      富士通極速版的具體的測(cè)試結(jié)果

      在穩(wěn)定狀態(tài)下,我們對(duì)所有SSD再一次進(jìn)行了測(cè)試,參測(cè)產(chǎn)品的性能差異沒有發(fā)生太大變化,通過(guò)對(duì)比出廠狀態(tài)的測(cè)試結(jié)果,我們發(fā)現(xiàn)得分有明顯下降的只有Intel 520和富士通極速版,它們都是寫入性能有所下降,得分大概下降了120分左右。

      PCMark7測(cè)試

      本次專題使用了Futuremark公司的“PC Mark7”基準(zhǔn)測(cè)試軟件,它更側(cè)重硬盤的真實(shí)模擬應(yīng)用。在這項(xiàng)測(cè)試中,我們選取了PC Mark7的Secondary Storage Score分項(xiàng)分?jǐn)?shù)作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),Secondary Storage Score測(cè)試項(xiàng)目著重測(cè)試計(jì)算機(jī)從盤的硬盤性能。

      PCMark 7存儲(chǔ)測(cè)試,三星850Pro以5624分的成績(jī)傲視群雄,東芝Q Pro在前面的基準(zhǔn)性能測(cè)試中表現(xiàn)并不怎么搶眼,但是在回放測(cè)試中表現(xiàn)相當(dāng)優(yōu)秀,以5610分排名第二名,第三名浦科特M6 Pro得分5562其實(shí)也并不低,第四名的同樣是來(lái)自浦科特的M6S,得分5504,頭四位的產(chǎn)品得分都高于5500分,接下來(lái)的產(chǎn)品大多數(shù)都在5400分這個(gè)區(qū)間內(nèi),海盜船Neutron GTX的得分都比較低。

      PCMark8測(cè)試

      PCMark 8是一套針對(duì)PC系統(tǒng)進(jìn)行綜合性能分析的測(cè)試套裝,它需要操作系統(tǒng)至少是微軟的Windows 7,Windows Vista/XP則完全被淘汰,當(dāng)然,Windows 8也同樣可以進(jìn)行測(cè)試。PCMark 8采用了分項(xiàng)測(cè)試的方式,這一點(diǎn)和之前的有所不同——之前版本的PCMark雖然也同樣具備了不同的分項(xiàng),但都需要使用者在設(shè)置項(xiàng)目中進(jìn)行調(diào)試,而PCMark 8則直接將各個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行了分類,我們?cè)谶M(jìn)行測(cè)試之前就必須選擇其中一項(xiàng),這幾個(gè)項(xiàng)目分別是Home、Creative、Work、Storge和Applications。其中的Storge主要測(cè)試的是電腦的存儲(chǔ)效能和穩(wěn)定性,這自然是我們的測(cè)試重點(diǎn)。

      PCMark 8的性能測(cè)試基本是拉不開分差的,不同產(chǎn)品間的得分差距非常少,東芝Q Pro在PCMark 8中表現(xiàn)相當(dāng)出色,是唯一一款得分超過(guò)5000的產(chǎn)品,三星兩款產(chǎn)品850Pro與840EVO分別位于第二和第三位,與下面的幾款產(chǎn)品拉不開差距,性能差異較明顯的只有排在最后三位的海盜船Neutron GTX、Intel 520和富士通極速版。

      性能測(cè)試數(shù)據(jù)匯總及分析

      在上表中,各個(gè)單項(xiàng)的最好與最差成績(jī)分別以紅色和綠色作了區(qū)分,大體上可以比較直觀地了解到每款參測(cè)產(chǎn)品的性能水平。整個(gè)測(cè)試有六個(gè)大項(xiàng)一共24個(gè)數(shù)據(jù),三星850Pro的表現(xiàn)是最搶眼的一共拿得了10項(xiàng)第一,性能上的優(yōu)勢(shì)無(wú)出其右。相比之下,相對(duì)老舊的Intel 520在面對(duì)現(xiàn)在一系列新產(chǎn)品的挑戰(zhàn)時(shí)就表現(xiàn)得力不從心了,性能在16款SSD中墊底。

      可以看見,三星840EVO在多個(gè)測(cè)試中隨機(jī)讀取性能獲得第一的位置,但是之前已經(jīng)說(shuō)過(guò)了,840EVO在運(yùn)行小數(shù)據(jù)量的測(cè)試時(shí)基本上都是在TurboWrite緩沖區(qū)里進(jìn)行的,這對(duì)寫入性能和4K隨機(jī)讀取的測(cè)試結(jié)果都有很大影響。TurboWrite功能對(duì)SSD寫入的性能這是可以在日常應(yīng)用中體驗(yàn)得到的,但是一般情況下是無(wú)法幫助讀取加速的,因?yàn)閿?shù)據(jù)多數(shù)都是直接在TLC存儲(chǔ)區(qū)直接讀取的,剛寫入的數(shù)據(jù)立即就讀取這情況非常的少,這可能是對(duì)測(cè)試軟件的專門優(yōu)化,再加上840EVO還有舊文件讀取速度下降的問(wèn)題,鑒于這款產(chǎn)品存在太多不確定因素所以這次就不給它打分了。

      雖然把三星840EVO的成績(jī)剔除了,不過(guò)我們還是要重申一下我們的態(tài)度:對(duì)TLC閃存的態(tài)度并不在于TLC閃存的數(shù)據(jù)壽命上,隨著固態(tài)硬盤容量的提升,正常使用中數(shù)據(jù)壽命并不是TLC的死穴。我們不推薦840EVO主要是因?yàn)槠錅y(cè)試反應(yīng)出的性能很大程度上是靠SLC緩存加速出來(lái)的,其他硬盤有些也是有SLC緩存加速的,不過(guò)沒有這個(gè)緩存之后其性能也不會(huì)下跌太多,這是MLC與TLC閃存先天決定的。

      盡管面臨著這些爭(zhēng)議,我們也絲毫不否認(rèn)840EVO在市場(chǎng)上是一款定位成功的產(chǎn)品,三星有實(shí)力把它打造成一款介于普通MLC硬盤與高端MLC硬盤之間的產(chǎn)品,我們并不推薦用戶優(yōu)先選擇840EVO,不過(guò)也不會(huì)反對(duì)用戶選擇,畢竟,性能指數(shù)和性價(jià)比指數(shù)并不能滿足所有消費(fèi)者的需求。也許等以后的TLC閃存硬盤數(shù)量豐富之后,我們可以針對(duì)TLC硬盤單獨(dú)做個(gè)測(cè)試。

      這次橫評(píng)更換了部分測(cè)試項(xiàng)目,性能指數(shù)的計(jì)算方式也有所不同,這次得分是按大項(xiàng)來(lái)統(tǒng)計(jì)的,新的性能指數(shù)是由六個(gè)大項(xiàng)成績(jī)的加權(quán)值之和,即:

      性能指數(shù) = 系數(shù)(∑(權(quán)重(大項(xiàng)成績(jī) / 大項(xiàng)平均值)

      這里的系數(shù)=5,是讓成績(jī)變成百分制。權(quán)重主要是考慮到各種數(shù)據(jù)的重要性,這次測(cè)試比較看重貼近實(shí)際應(yīng)用的回放測(cè)試,所以PCMark 7和PCMark 8兩款測(cè)試的權(quán)重是2,Expreview Storage Benchmark回放測(cè)試權(quán)重是3。ASSSD、CDM和Anvil這三項(xiàng)快速測(cè)試的權(quán)重是1,它們的項(xiàng)目得分是出廠狀態(tài)和穩(wěn)定態(tài)兩個(gè)測(cè)試結(jié)果的平均值,Anvil是直接取測(cè)試得分,而ASSSD與CDM的分?jǐn)?shù)是按下面公式計(jì)算的:

      ASSSD/CDM的項(xiàng)目得分 = ∑(權(quán)重(單項(xiàng)成績(jī) / 單項(xiàng)平均值) / 4

      讀取速度比寫入速度重要,因?yàn)閷?shí)際應(yīng)用中讀與寫的比例至少在10倍以上,隨機(jī)性能比連續(xù)性能重要,基于這樣的考慮,制定的權(quán)重規(guī)則是:隨機(jī)讀取權(quán)重為5,連續(xù)讀取權(quán)重為3,隨機(jī)寫入為2,連續(xù)寫入為1。

      經(jīng)過(guò)這樣的計(jì)算,可以得到各SSD的性能指數(shù):

      從性能指數(shù)來(lái)看,三星850 Pro的性能的確極其強(qiáng)悍,得分高達(dá)98.7,與其他產(chǎn)品拉開不少距離,而三星840 EVO的得分其實(shí)也不低的,只不過(guò)那個(gè)成績(jī)有一定“水分”,我們并未計(jì)入表格。事實(shí)上,論實(shí)力的話三星確實(shí)比其他廠家強(qiáng)不少,SSD的整體解決方案完全是采用自家的,而且這幾年的新產(chǎn)品中也融入了許多新技術(shù),軟件和硬件上都有很強(qiáng)的實(shí)力。

      第二位是SanDisk Extreme Pro,得分為94.4,影馳的黑將以93.2的得分排名第三,浦科特M6 Pro排名第四得分為92.8,用了新固件的黑將表現(xiàn)相當(dāng)強(qiáng)悍。其他的參測(cè)產(chǎn)品大多都在80分的區(qū)間以內(nèi),Intel的旗艦產(chǎn)品730其實(shí)性能并不怎么樣,這款產(chǎn)品畢竟與企業(yè)級(jí)產(chǎn)品有共同的淵源,論穩(wěn)定性絕對(duì)要比其他產(chǎn)品要好得多。東芝的Q Pro在回放測(cè)試中的表現(xiàn)相當(dāng)優(yōu)秀,但是前面的快速測(cè)試中表現(xiàn)較糟糕,受其拖累得分并不高。OCZ的兩款產(chǎn)品得分非常相近,Vector 150是88.8,Vertex 460是88.1,兩者其實(shí)只是主控的頻率有差別,所以差距這么少也很正常。

      創(chuàng)見使用SMI2246EN主控的370得分為85.7,而使用JMF667H主控的340得分為84.8,它們兩個(gè)使用的閃存是完全一樣的,都是美光的L85A,其實(shí)這個(gè)結(jié)果可以說(shuō)明一樣?xùn)|西,就是SMI2246EN的性能比JMF667H要強(qiáng)一點(diǎn)。

      有性能指數(shù)這個(gè)參數(shù),就很容易計(jì)算出各SSD的性價(jià)比指數(shù)(性能指數(shù)/參考價(jià)(79.8),性價(jià)比方面影馳黑將以9.9分搖搖領(lǐng)先,其次是得分為9.3的Crucial MX100,創(chuàng)見340以9.0分位于第三。三星850 Pro的性能指數(shù)是最高的,但是它的售價(jià)也相當(dāng)之高,導(dǎo)致性價(jià)比指數(shù)直接墊底,1599元都差不多可以買得到512GB的產(chǎn)品了。

      功耗測(cè)試

      對(duì)于SSD來(lái)說(shuō),功耗都相對(duì)比較低,因此被大多數(shù)用戶所忽視,但是越來(lái)越多的筆記本用戶步入SSD之列,功耗也逐漸成為新的關(guān)注點(diǎn),就移動(dòng)平臺(tái)來(lái)說(shuō),更低功耗意味著續(xù)航時(shí)間的延長(zhǎng)。在本次專題中,功耗測(cè)試采用了傳統(tǒng)的電流與電壓測(cè)量并計(jì)算得到,由于SSD不需要12V和3.3V供電,因此這個(gè)測(cè)試也變得簡(jiǎn)單起來(lái),只需要測(cè)量到5V輸入的即時(shí)電流和電壓即可。

      我們測(cè)量了SSD的啟動(dòng)功耗、待機(jī)功耗、持續(xù)讀/寫功耗和隨機(jī)讀/寫功耗一共六個(gè)值,考慮到數(shù)據(jù)過(guò)多的話影響閱讀,因此選擇列出三個(gè)比較有代表性的功耗值,即待機(jī)功耗、持續(xù)寫入功耗和隨機(jī)讀取功耗。

      SSD最低功耗表現(xiàn)在待機(jī)時(shí),而最高功耗則出現(xiàn)在持續(xù)寫入時(shí),隨機(jī)讀功耗相對(duì)較低,可以看作是典型應(yīng)用時(shí)的功耗值。其它的如持續(xù)讀取功耗會(huì)比持續(xù)寫入功耗稍低,隨機(jī)寫入功耗會(huì)比隨機(jī)讀取功耗稍高,大多數(shù)SSD的啟動(dòng)功耗接近于隨機(jī)讀寫功耗。

      待機(jī)功耗

      待機(jī)功耗測(cè)試結(jié)果

      大多數(shù)SSD在待機(jī)時(shí)功耗都在0.6W以下,平均待機(jī)功耗為0.54W非常之低,其中影馳黑將、三星840EVO和850Pro的待機(jī)功耗是最低的,只有0.3W,差不多只有平均值的一半,而Crucial MX100與Intel 730的待機(jī)功耗明顯要比其他產(chǎn)品高出不少,都在1.1W以上。實(shí)際上,除了持續(xù)寫入時(shí)的功耗以外,240GB/256GB SSD的功耗和120GB/128GB的功耗差不多,只是持續(xù)寫入時(shí)的功耗要略高那么一點(diǎn)點(diǎn)。

      4K隨機(jī)讀功耗

      隨機(jī)讀是SSD非常典型的應(yīng)用,尤其是作系統(tǒng)盤使用時(shí),也就是說(shuō)這一個(gè)功耗會(huì)是實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)比重最高的一個(gè)參考值。參測(cè)的16款SSD平均4K隨機(jī)讀功耗為1.28W,影馳黑將在此項(xiàng)測(cè)試中的功耗表現(xiàn)相當(dāng)優(yōu)秀,僅有0.7W,是所有產(chǎn)品中4K隨機(jī)讀功耗最低的,使用SMI2246EN主控的創(chuàng)見370功耗也僅為0.75W,Intel 520由于主控和所用的閃存都是相對(duì)較舊的型號(hào),其功耗水平在眾多產(chǎn)品中也是最高的。

      持續(xù)寫入功耗

      持續(xù)寫入功耗可以看作是SSD的最大工作功耗,對(duì)于很少當(dāng)倉(cāng)庫(kù)盤使用的SSD來(lái)說(shuō),這樣的應(yīng)用模式并不多。16款SSD的平均持續(xù)寫入功耗達(dá)到3.46W,幾乎是平均隨機(jī)讀取功耗的三倍,東芝Q Pro可能是少了一顆DRAM的原因吧,功耗表現(xiàn)最優(yōu)秀,只有2.09W,與第二名的三星850Pro的2.72W差距還是挺大的,在之前兩項(xiàng)測(cè)試中表現(xiàn)較為優(yōu)秀的影馳黑將則位于所有參測(cè)產(chǎn)品的中流水平,海盜船Neutron GTX的連續(xù)寫入功耗則是最高的。綜合來(lái)看,在這16款SSD當(dāng)中綜合功耗表現(xiàn)最優(yōu)秀的要數(shù)東芝Q Pro了,雖然待機(jī)功耗略微大了一些,不過(guò)讀寫功耗表現(xiàn)都很好,其次就到三星850 Pro、影馳黑將和創(chuàng)見370。

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