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饥饿鲨RD400 512GB NVMe SSD亲测

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neeyuese 发表于 2016-7-16 03:29 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
点击数:22536|回复数:37
随着SSD的价格降低,容量翻倍,成熟度提升,普及率也在连年增长。入门级用户会选用SATA接口搭配TLC闪存的产品,主流用户选择SATA接口配MLC闪存的产品外,高端用户的目标则锁定在了PCIe接口NVMe协议搭配MLC闪存的产品上。

介绍部分:

本次测试的产品为饥饿鲨RD400 512GB NVMe SSD,按官方的说法是专业级定位,让我们先来看下官标性能:



从图中可知512GB的持续写入是最高的达到1600MB/s,但是随机读写反而比256GB的低,不知是何原因。





饥饿鲨RD400有2种包装,区别是一个带PCIe转接卡(AIC版),另一个是纯M.2 2280,用户可根据自己需求选择。



包装内有说明书和保修卡,可以看到AIC版的饥饿鲨RD400附赠可替换的半高挡板,想的蛮周到。



转接卡支持最大22110的规格,此转接卡从PCIe槽12V取电转3.3V供电给SSD。



背面很光滑,就一张序列号贴纸。



转接卡正面有导热贴在饥饿鲨RD400的主控下方位置帮助散热。



饥饿鲨RD400 512GB是单面结构,背面是型号(M.2版),固件号,序列号,生产周期,支持标准,3.3V供电等信息,



正面是型号(AIC版),生产日期,支持标准,12V供电(来自主板PCIe槽)等信息。



饥饿鲨RD400的主控型号为东芝TC58NCP070GSB,根据经验来说东芝TC58编号起始的主控多为第三方主控的打磨或改良。



我们拿和东芝关系很好的Phison最新PCIe NVMe主控Phison PS5007-E7的编号来比较,是否很接近呢?

因此可以判断出:
饥饿鲨TR150的主控为东芝TC58NC1000GSB-00,架构基于Phison PS3110-S10,代号:Alishan。
饥饿鲨RD400的主控为东芝TC58NCP070GSB,架构基于Phison PS5007-E7,代号:Fujisan。



上图为PS5007主控的官方基准参数:
28nm HPM TSMC工艺
支持PCIe 3.0 4x
支持NVMe 1.1标准
支持到LPDDR3的16b/32b
最大支持120b/2KB ECC纠错(用来支持15nm TLC) - 如果是15nm MLC的话为75b/2KB ECC纠错强度
支持A19nm/15nm MLC/TLC闪存
支持最大8通道64CE
支持最大容量2TB(需搭配15nm TLC)
支持固件升级
支持Smart/Trim指令
全局磨损平衡
数据状态保护
缓存ECC保护
全局数据总线保护
可选支持:即时加/解密



饥饿鲨RD400 512GB的外置缓存为单颗Samsung LPDDR3 DRAM,编号:K4E4E324EE-EGCE ,容量 - 4Gb(512MB) - 位宽32bit  - 封装178-FBGA - 频率1600Mhz。
搭配的闪存为2颗128Gb Toshiba 15nm MLC,编号TH58TFT1JFLBAEG,内部16 Die封装,所以容量为256GB单颗。

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测试部分:

测试平台:
处理器: Intel i7-5820K
主板:ASUS X99-Pro
内存:HyperX Predator DDR4 2666 4GB X 4
显卡:Nvidia Geforece GT630
硬盘:Anobit Genesis T25 200 SSD(Win系统盘)和Mtron Mobi 3000 32GB SLC (Linux系统盘)
系统:Windows Server 2012 R2 Standard x64 和 Ubuntu 15.10 & Kernel Version: 4.2.0-22-generic
驱动:微软默认AHCI(系统盘)和OCZ NVMe Driver 1.2.126.843
软件: SSD Utility,ASSSD,PCMARK 7,PCMARK 8,IOmeter 1.1,PCEVA Storage Test Beta1,PCEVA Storage Score Beta1,FIO 2.1.14

下图是饥饿鲨的官方工具箱SSD Utility软件



工具箱首页很清楚的显示了一些基本信息,例如驱动和固件是否最新,PCIe接口速度是否达标,温度和当前剩余耐久度等。这是测试做到一半的时候的截图,官标耐久度还剩下65%,



这里可以看到SSD配置信息,XG3_57CZ为配置ID,固件版本1.02,



这里找一张东芝XG3的SSD照片,可以看到固件版本号为57GA4101,57代表PS5007主控,G代表公版,如果是L代表联想拆机,尾号101代表固件版本1.01,所以我测试的饥饿鲨RD400固件版本为57CZ4102,就是OCZ定制版的1.02固件。



SMART页信息里主机或闪存读写量,剩余寿命,备用块等都有。



一般情况下NVMe要做Secure Erase比较麻烦,原厂提供工具箱就简单不少,这里点一下就搞定。





工具箱自带基本测试功能,可以方便的用来简单判定SSD是否工作正常。这里可以看到Windows的缓存刷新机制会影响爆发写入性能,开启和关闭这个勾可以看到持续写入性能会受到有影响。



傻瓜跑分软件ASSSD也是如此,开启或者关闭Windows缓存刷新功能对写入性能会产生不小影响。但是别太紧张,理论跑分和实际使用时是两回事,这点差距在计时回放测试软件下就不明显了。以PCMARK系列为例:





可以看出这点差距在模拟日常使用中可以忽略不计。因此我再次强调,千万不要用ASSSD这类软件的跑分做为性能指标,太不靠谱!!!它们只适合验证这块SSD当前是否工作正常。之后的深入测试部分都会使用系统默认的选项,也就是不禁用缓冲区刷新的设定。



IOmeter下无文件系统,先进行单线程128KB持续写入QD32填盘约2次,然后休息5分钟,进行单线程QD32下4KB随机写入的离散度表现。



去掉最开始的高点(OP空闲区域速度)后发现,没有出现0点,最低点4000(16MB/s),大部分在6000-12000左右。

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PCEVA存储性能测试方案 - Beta1

常规测试软件满满的都是套路,大部分用户甚至媒体也就拿来点个开始然后等待测试结束,有时候还会点错了....这样比较真有意思?媒体和消费者的区别就是前者有厂家送测样品,用户是自己掏钱买来产品点开始测试?然后互相比较下成绩就完事儿了。所以厂商们争先恐后优化各大基准测试软件的比分,实际用户体验根本就不是那么回事儿。PCEVA的用户有很多是拥有一定折腾能力的玩家,例如这篇:探索SLC缓存释放方式  我觉得这位玩家就很有想法,利用现有的资源(txbench软件),自己设置测试方法来弄明白固件的一些特征。

新版的PCEVA存储性能测试方案会包含3个部分,利用自定义的脚本来跑测试程序的方式避规厂商针对常用测试软件的优化。淘汰掉IOmeter的原因是因为它已经很久没更新,图形界面反而限制了功能的发挥,并且不能自动化任务,已经不再适合我们存储性能测试的需求。

第一部分基准性能测试,测试程序PCEVA Storage Test Beta1

我认为测试大部分用户的SSD在windows下日常使用性能需要有以下几点考量:
1、大部分用户不会把SSD容量用满,因此定义测试时SSD留空10-20%的可用空间。
2、大部分用户日常压力很小所以SSD的QD根本起不来(SSD的吞吐量足够满足单用户需求),因此定义测试时QD为1。
3、大部分用户使用系统自带的资源管理进程(explorer.exe)进行文件的复制/粘贴操作,此进程只支持单核,因此定义测试日常使用带宽时CPU只使用单核单线程。
4、大部分用户日常压力较小,所以在每次需要读写的时候均能够发挥出SSD的各种优化特性,例如SLC Cache和即时压缩等,因此我每项测试定义30秒并且测试之间加入5分钟的闲置时间(让主控做内部垃圾回收恢复可用SLC缓存),整个阶段测试前加入数据熵的计算测试,这样针对压缩型主控测试中可自定义压缩比参数。
5、大部分用户日常操作均有混合读写的比例,不太有只读或者只写的情况发生,因此测试中需要加入了从100%到0%的混合读写带宽测试。

基于上面这些点,设计脚本流程如下:
a.对SSD进行Secure Erase操作。(恢复出厂性能,其实是为了设置一个初始点)
b.创建SSD总容量减去48GB的测试文件。(约占这块SSD总容量的10%左右)
c.对该文件所占用的LBA地址进行30分钟的128KB数据块QD32持续写入。(降低缓存和历史数据造成的干扰)
d.测试QD1,CPU单核单线程下的读写混合随机/持续性能,每一轮预热5秒,测试30秒,脚本每回合会自动对盘上剩余空间做Trim操作并休息5分钟,目的是让主控做垃圾回收操作。

上面是脚本在测试中的截图示例,然后把最终结果的每项成绩在excel中画表如下:



虽然是单QD下的随机读写,但是由于SSD缓存的关系,写入部分依然会进行拼接优化,读取部分则没办法优化。





我们使用SSD的时候大部分时间都是混合读写的,并不会出现纯读取或者写入的情况,所以混合读写测试中的表现更接近实际。这里可以发现混合读写相比纯读写测试速度下降明显,因为混合测试读写会对SSD的固件算法产生考验,例如缓存的命中率和垃圾回收的效率都会有影响。

第二部分则针对SSD在NTFS文件系统下的混合读写稳定态测试,测试程序PCEVA Storage Score Beta 1。这一部分等以后PCEVA测试的SSD多了之后,会经过公式计算得出(带宽/延迟)分数排名





饥饿鲨RD400 512GB NVMe SSD由于OP小的关系,稳定态下的随机写入和混合性能受到较大影响,随机读取部分表现正常。稳定态的持续读/写和混合部分表现不错。

第三部分会在Linux系统下对设备进行基于SNIA标准的测试,测试程序FIO。

测试方式会按照SNIA的4个标准测试进行,它们分别是WSAT/IOPS/TP/LAT

WSAT (Write Saturation) Test

测试步骤如下:

先对SSD做一次Secure Erase恢复出厂态,然后进行2 Jobs / 16 Iodepth的4KB随机写入测试,直到写满4次全盘容量或者24小时(取决于哪个先到)。

测试目的: 观察测试SSD的平均IOPS和平均延迟浮动情况,可以清晰的看出SSD厂商的标称值有多少水分,比如IOPS up to xxxx



根据测试数据画表:





图中每个回合为60秒,经过73个回合写满了4倍全盘容量,可以看到有规律的缓存释放和垃圾回收造成的平均IOPS和延迟影响,平均IOPS在11万和12万之间(官标QD32最大12万,这里2TH/16QD符合标称值),最低IOPS也在10万以上。

IOPS (I/Os per Second) Test

测试步骤如下:

先对SSD做一次SE恢复出厂态,然后进行2 Jobs / 16 Iodepth的128KB持续写入填2次全盘容量,再进行2 Jobs / 16 Iodepth的随机读写混合测试,一共56组每组测试1分钟,最长进行25回合(23.3小时 = 25回合 X 7种混合读写模式 X 8种数据块 = 1400分钟 )或者到达稳定态为止。(稳定态有判定公式)

测试目的:观察测试SSD的在各种混合读写比率下的稳定态IOPS,根据这些IOPS可以清楚的了解特定环境下的SSD最低性能,比如联机事务处理(OLTP)环境常见的访问方式是8KB块和随机读写比率65/35,通过查表即可很轻易的知道稳定态性能。



根据测试数据画表:



饥饿鲨RD400 512GB在第4回合进入稳定态,这个测试垃圾回收的负担很重,1MB块的随机100%写跌到了152.4MB/s,随机100%读比官标最大持续读低一半到1272.2MB/s,4KB随机读相对影响较小。

TP (Throughput) Test

测试步骤如下:

先对SSD做一次SE恢复出厂态,然后进行2 Jobs / 16 Iodepth的持续读和持续写带宽测试(不同块大小,多轮测试判断稳定态)

测试目的: 观察测试SSD在各种块大小下的持续读写性能,可以清晰的看出SSD厂商的标称值有多少水分,比如带宽 up to xxxMB/s



根据数据画表:



饥饿鲨RD400 512GB在第4回合进入稳定态,稳定态下不同数据块的持续读写平均带宽测试,可以发现性能非常不错,512B持续写入表现也不差(7万IOPS),因为受到写放大的影响,所以性能还是会比4KB块的持续写入低不少。

LAT (Latency) Test

测试步骤如下:

先对SSD做一次SE恢复出厂态,然后进行2 Jobs / 16 Iodepth的128KB持续写入填2次全盘容量,再进行1 Jobs / 1 Iodepth的随机读写混合测试,一共9组每组测试1分钟,最长进行25回合(25回合 X 9组 = 225分钟)或者到达稳定态为止。(稳定态有判定公式)

测试目的:观察测试SSD的在各种混合读写比率下的稳定态平均和最大延迟,由于设置在Job和Iodepth都为1的情况下测试,可以清晰得知SSD在无队列情况下的延迟表现,最大延迟数值考验SSD的Qos。



根据测试数据画表:



饥饿鲨RD400 512GB在第7回合进入稳定态,平均延迟表现很不错,最大延迟部分读取这边没问题,混合读写延迟和写入延迟则偏高了,应该是缓存释放和OP容量小的原因,3种数据块最大延迟差距不大,优化上没有问题。

如果各位对上面的成绩表现没有概念,这里加入Intel 750 400GB,金士顿HyperX Predator 480GB,Intel 730 480GB的成绩供参考(均为2 Jobs / 16 Iodepth):



图中Intel 750和饥饿鲨RD400为PCIe NVMe SSD,金士顿HyperX Predator为PCIe AHCI SSD,Intel 730为SATA AHCI SSD。其中Intel 750的容量最小为400GB,主控通道数最多为18根通道,颗粒OP最大,所以写入速度最快并且最先达到4个全盘容量的写入量。金士顿HyperX Predator容量比饥饿鲨RD400小32GB,因此可以少写入128GB(4次全盘容量),另外由于OP容量大所以即使速度和饥饿鲨RD400差不多也能更快达到4个全盘容量的写入。可以看到饥饿鲨RD400的缓存释放频率比金士顿HyperX Predator的高不少。Intel 730明显受限于SATA的接口瓶颈,所以速度最慢。




稳定态随机读写IOPS部分,PCIe的SSD在纯读取测试上相比SATA接口SSD有天生的优势毋庸置疑,对比图中很清晰的表现出这个关系。至于读写各半的情况下则就要看固件的调校了,Intel能把SATA接口的730追上PCIe的金士顿,纯写入测试更是明显赶超,可见固件对资源利用的重要性。饥饿鲨RD400的OP最小,因此在稳定态测试环节下是明显吃亏的,差距显现不明显。



稳定态持续读写带宽部分,PCIe 3.0 4x的2颗SSD读取最快,其次是PCIe 2.0 4x,最后是SATA接口这个毫无悬念。写入部分可以发现金士顿HyperX Predator在小文件上表现不如Intel 730,这说明金士顿HyperX Predator采用的Marvell公版固件内部垃圾回收效率过低而Intel的730是企业级血统优化加超频,饥饿鲨RD400没有这部分的问题。



稳定态平均延迟测试部分的速度表现均是按照外部接口速率表现排下来,最快的是Intel 750,然后是饥饿鲨RD400,再是金士顿HyperX Predator,最后是Intel 730,表现出了外部接口的性能提升对SSD性能还是非常重要的。

总结:





饥饿鲨RD400 NVMe SSD写入速度较快,因此在我对这块SSD进行了4周的各种压力环境下的测试后,目前SSD官标耐久度(296TB)已剩下不足10%,SMART信息目前一切正常,无重映射也无出错,这颗Phison PS5007-E7主控在OCZ研发的固件和驱动表现下还是非常稳定的,官方工具箱做Secure Erase实在太方便(做为经常测试SSD的人,这里给OCZ一个大大的赞,减少了很多不必要的浪费时间的操作),由于主控最大支持8通道64CE,所以做的到1TB容量,有需求的用户可以考虑。

另:新版的PCEVA存储性能测试方案目前还是Beta1阶段,希望各位玩家提出宝贵建议来更进一步的完善。

-------------附加内容------------

关于微软写入缓存刷新机制是否勾选的问题



本帖显示勾不勾选这里会对ASSSD这类跑分软件产生较大影响,那么这个功能到底是干什么的?

如今不管是机械硬盘还是固态硬盘内部都有大容量的缓冲区,当你的应用程序发送一个写入指令到文件系统(假设文件系统缓存打开),这个写入操作到达操作系统磁盘缓冲区,并且周期性的把数据发送到硬盘。大部分的硬盘都会欺骗操作系统说数据已经写入完成,其实并没有(数据只是在硬盘的缓冲区内),这个数据会按照固件的设计周期性往硬盘内保存。如果这个勾不打的话,Windows会在把数据从操作系统磁盘缓冲区发送到硬盘后,再补上一句:“嘿,我知道你很喜欢骗人,所以我告诉你请你把缓冲区里的数据写入进硬盘内,写完了告诉我一下。”然后Windows就等待硬盘返回:“好了,我已经把我的缓冲区刷新了”的指令再进行下一步的操作。

很明显这句“请你把缓冲区数据写入硬盘内”的指令很重要(有些硬盘固件连这句话也会当没听见,继续欺骗操作系统),但是如果硬盘本身有完整独立的掉电保护的话就无所谓了。另外当你的数据完整性不是很重要的应用环境下,也可以考虑勾选这个选项。



如图所示,我们知道微软系统自带的NVMe驱动有时候会影响某些SSD的性能发挥,写入速度惨不忍睹。如果你把这里提到的微软写入缓存刷新机制那个勾打上,性能就能恢复正常了。但是这些NVMe SSD一般都没有自带掉电保护,所以发生异常掉电的话你的数据完整性也就得不到保证。







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红色狂想 发表于 2016-7-31 21:24 | 只看该作者
硕大的板卡上只镶嵌一片小小的M.2卡条,不嫌浪费资源吗,做成单口螃蟹网卡那样多紧凑。
3#
waterdq1004 发表于 2016-7-31 21:56 | 只看该作者
我能说我没看懂 会不会鄙视我
4#
中华田园犬 发表于 2016-7-31 22:05 | 只看该作者
这立体图是做的越来越高级了,发热怎么样?
5#
mimura 发表于 2016-7-31 22:19 | 只看该作者
就等黑五美亚打折了
6#
zsbstephen 发表于 2016-7-31 22:23 | 只看该作者
前排留名~

这深入程度~可惜只有少部分产品评测是经浴室手出品~
7#
sfdm 发表于 2016-7-31 23:53 | 只看该作者
所以看来我的750 还可以再战2年!
8#
Y6-0785 发表于 2016-8-1 00:05 | 只看该作者
最低点4000(16MB/s),最高点170000(680MB/s),大部分在6000-12000左右。

17000,68MB/s才对
9#
einstein86 发表于 2016-8-1 00:56 | 只看该作者

建议再仔细看看图
10#
overthink 发表于 2016-8-1 10:38 | 只看该作者
waterdq1004 发表于 2016-7-31 21:56
我能说我没看懂 会不会鄙视我

浴室的帖,读一遍就能看懂的也算高手中的高手了
11#
sss668800 发表于 2016-8-1 10:48 | 只看该作者
咨询一下,现在nvme ssd安装win7使用是不是还有问题?

最近亲戚打算装一台顶级itx,其他都顶配了,就是纠结ssd,因为亲戚说非要装win7,他要打的某几个单机游戏win10支持不行。。。。

如果还有问题,直接给他推荐Intel 730算了
12#
neeyuese  楼主| 发表于 2016-8-1 10:52 | 只看该作者
sss668800 发表于 2016-8-1 12:48
咨询一下,现在nvme ssd安装win7使用是不是还有问题?

最近亲戚打算装一台顶级itx,其他都顶配了,就是纠 ...

有提供驱动的就没事,微软默认的Win7 NVMe驱动比较捉急。

13#
sss668800 发表于 2016-8-1 11:02 | 只看该作者
明白了,多谢回复
14#
Y6-0785 发表于 2016-8-1 13:38 | 只看该作者
einstein86 发表于 2016-8-1 00:56
建议再仔细看看图

谢谢精英大大回复。


“去掉最开始的高点(OP空闲区域速度)后发现,没有出现0点,最低点4000(16MB/s),最高点170000(680MB/s),大部分在6000-12000左右。”



170000是前面的高点,去掉前面的高点,最高也就是16000+,难道是语文的问题?
15#
einstein86 发表于 2016-8-1 13:51 | 只看该作者
Y6-0785 发表于 2016-8-1 13:38
谢谢精英大大回复。

歧义的理解问题,你的理解没错,现在浴室已经把文本改过了。
16#
neeyuese  楼主| 发表于 2016-8-1 13:52 | 只看该作者
Y6-0785 发表于 2016-8-1 15:38
谢谢精英大大回复。

已经改了,之前确实我的语文问题。

17#
zhangfeideya 发表于 2016-8-1 23:30 | 只看该作者
虽然看不懂
18#
yhhekeda 发表于 2016-8-2 19:38 | 只看该作者
接口是基础,起点高性能也自然高,固件跟优化看来也很重要,在极限条件下差距就体现出来了
19#
mithras 发表于 2016-8-4 08:43 | 只看该作者
希望有最大对手--950pro的对比
20#
Calvi 发表于 2016-8-7 20:27 | 只看该作者
额~价格~512的310刀。。。2000块~
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