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PCEVA Storage Test 第三期之闪迪至尊超极速和至尊高速SSD 480GB

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neeyuese 发表于 2016-10-9 13:45 | 显示全部楼层 |阅读模式
点击数:9091|回复数:32


闪迪至尊超级速至今已经发布了2年多,目前依然是闪迪消费级SATA家族中的旗舰产品,作为市面上剩下的为数不多的还在卖的A19nm MLC SSD产品,再配上10年全球联保的服务,加上这两年玩家心目中的优良口碑,现在乘着我们新评测标准PCEVA Storage Test系列的发布,燃起了我们再次对其进行深入测试的兴趣。1年多前我们已经对闪迪至尊超极速SSD做了常规开箱介绍和基准评测,这部分内容用户可以直接进行参考。



做为闪迪消费级SATA SSD家族中的二当家,闪迪至尊高速I代用的MLC闪存,然后到至尊高速 II代开始开始使用TLC闪存,随着闪存工艺的日新月异,闪迪至尊高速 II代现在也换成了新的硬件方案(固件:X41200RL),PCEVA之前并没有测试过旧方案的闪迪至尊高速 II代,所以这次针对这部分会进行更深入的测试和特性介绍,如有兴趣可以查看文末技术介绍部分。

关于上面提到的闪迪消费级SSD换硬件方案的说明:



注:根据闪迪官方论坛信息,闪迪的消费级产品型号并没有实行BoM Control(Bill Of Materials 物料清单控制),所以SSD内部采用的方案会随着不同时期工厂原料而出现改变。据我所知闪迪至尊超极速自发布以来内部并未出现变化,只有1版BOM,使用Marvell 88SS9187主控搭配19nm MLC,固件版本X2xxxxRL(固件尾号RL代表Retail零售版)。闪迪至尊高速 II代SSD有2版BOM。



旧版至尊高速 II代,对应闪迪OEM的X300系列,主控为Marvell 88SS9190/9189搭配19nm TLC,固件版本X3xxxxRL。



新版至尊高速 II代,对应闪迪OEM的X400系列,主控为Marvell 88SS1074搭配15nm TLC,固件版本X4xxxxRL。

PCEVA Storage Test常规项目:闪迪至尊超极速、至尊高速 II代480GB和浦科特M6Pro、M6S+、M7V 256GB的混合读写和家用稳定态测试成绩分析 :



我们先来看单纯的读写测试,在随机读取方面,由于测试均基于QD1,所以无法靠缓冲区进行优化,比较的其实是单纯的颗粒延迟和固件算法。随机小文件读取(4KB-16KB)下,MLC相比TLC具有低延迟的优势,其中闪迪至尊超极速强于浦科特的2款MLC SSD,而浦科特M7VC又强于闪迪至尊高速 II代。当随机读取的文件超过32KB后,(这里的SSD闪存Page为16KB),采用TLC闪存的SSD内部固件的做法就会开始影响性能了,拥有nCache的闪迪至尊高速 II代采用了合并读取的做法,成绩一度超过几款MLC闪存的SSD,直到1MB块后才出现了性能下降(Marvell 88SS1074主控为4通道8CE,合并16KB X 4 X 8 = 512KB,所以1MB文件无法一次合并优化导致性能不如512KB)。随机写入方面,闪迪至尊超极速表现不如浦科特的2款MLC SSD,闪迪至尊高速 II代强于浦科特的M7VC,但毕竟容量大了整整1倍。而持续文件块的读写,闪迪系nCache合并操作后全面领先浦科特。



刚说了持续文件块的读写闪迪系nCache合并操作牛,这里一加入混合读写测试,闪迪的nCache合并操作优化就全散架了。



随机混合读写测试结果又如何呢?大体来说MLC SSD均是浦科特领先。2款TLC SSD,小文件上浦科特M7V胜,大文件上闪迪至尊高速 II代胜(毕竟容量大了一倍,理论写入带宽翻倍)



通过上面这三个部分的PCEVA STORAGE TEST测试可以得知闪迪果然是做闪存卡出身的品牌,纯持续读写操作的优势明显,例如拿闪迪SSD做专业摄影机摄制的情况就很适合。

闪迪官方对这2款SSD的标称值





从官方标称值来看,闪迪至尊高速 II代的持续读写性能并不比至尊超极速弱多少,但是这只限于峰值性能,由于至尊高速采用的是闪迪15nm TLC闪存,所以在稳定态下性能会比至尊超极速低得多。



在PCEVA Storage Test家用稳定态下的持续读写测试中,可以看到读取方面2者旗鼓相当,混合读写开始明显拉开差距,纯写入部分小文件可以被文件系统缓冲区优化,所以差距不大,文件大了之后受限于TLC编程速度影响,闪迪至尊高速 II代徘徊在260MB/s。



在PCEVA Storage Test家用稳定态下的随机读写测试中,读取部分小文件比拼延迟,至尊超极速胜,64KB – 512KB这里至尊高速依靠nCache 2.0拼接优化出现了反转,超过512KB后无法一次拼接完成所以又输了。稳定态的随机混合读写和随机写入测试部分对TLC SSD来说就是噩梦,基本都是MLC SSD的1/4性能左右。

测试总结:

闪迪至尊超极速产品优点:
1、闪迪至尊超极速只有一版硬件方案,追求高素质品控,原厂颗粒品质保证
2、闪迪至尊超极速发布至今2年多,固件健壮性经过时间考验。
3、闪迪至尊超极速持续读写性能表现抢眼,nCache Pro技术日常家用优化到位。
4、闪迪至尊超极速拥有10年全球联保。
5、闪迪至尊超极速拥有全功能的软件工具箱支持。

闪迪至尊超极速产品不足:
1、现今的旗舰产品依然采用SATA接口已经不多了。

闪迪至尊高速II代产品优点:
1、闪迪至尊高速II代的nCache 2.0技术爆发性能很强,SLC缓冲区范围也够大。
2、闪迪至尊高速II代的On-Chip-Copy技术有平稳的TLC性能,SLC缓冲区装满后对用户体验影响较小。
3、闪迪至尊高速II代拥有3年全球联保。
4、闪迪至尊高速II代拥有全功能的软件工具箱支持。

闪迪至尊高速II代产品不足:
1、已经有2个版本的硬件方案,新版方案刚出固件健壮性还有待时间考验,15nm TLC的颗粒稳定性较低。

闪迪至尊超级速做为旗舰产品发布至今,SATA接口确实让性能受限,不过在接口限制之内性能表现抢眼,非常适合追求易用、方便的影音设计师等中高端玩家。闪迪至尊高速II代大容量、低价格,高速的暴发性能,平稳的缓存外性能保证了用户体验,适合追求性价比的绝大部分普通用户,但是新方案软、硬件的稳定性依然需要时间考验,总之不要把鸡蛋放在一个篮子里,做好日常备份。

本文最后放出目前为止测试的PST横评图(分数虽然是越高越好,但是也要注意每款产品的强项和短板在哪里,同时注意测试SSD容量区别





OP容量大的SSD以牺牲用户可用容量为代价,在家用稳定态测试中会占便宜。
我不会特意去开启OP,一切以厂商官标为准

-------------------- 下面是技术介绍部分 --------------------------

闪迪至尊高速 II代nCache 2.0技术分析:

在闪迪2014年第一次发布至尊高速的时候就提出了nCache 2.0的概念,这次随着主控换成Marvell 88SS1074搭配15nm TLC颗粒后(X400方案)又引入了LDPC支持。



nCache 2.0相比上一代nCache 1.0,主要增加了针对TLC闪存的支持,以前使用MLC闪存的时候,nCache并不需要很大容量,主要用来提升爆发的随机写入IOPS(所以分配1GB左右的空间针对随机写入优化即可)。但是随着TLC闪存的引入,nCache 2.0考虑到了TLC写入性能低和信号干扰问题,因此划分出了更大的区域做为SLC缓冲区,在闪迪至尊高速 II代SSD中这个容量大约为4%,也就是480GB容量的SSD会有20GB的SLC缓冲区,而且不管是持续还是随机写入,全部会先写入到SLC缓冲区,再等到SSD空闲或者SLC缓冲区装满了之后才释放到TLC数据区。



这里要提一下闪迪特别强调的内部释放机制,我们以前常说的数据从SLC往MLC或者TLC里搬运,业内术语叫做“Folding”,例如采用TLC闪存的饥饿鲨Trion 100、东芝的Q300系列都是带有SLC缓冲区技术的,他们在从SLC往TLC里搬运的时候就是用的Folding,需要搬运的数据从SLC缓冲区取出,进入主控处理,再写回到TLC闪存里。

闪迪的SLC缓冲区由于是在每个Die上划分出的固定区域,对应的SLC缓冲区和TLC数据区均在同一个Die的同一个Plane里,所以可以通过闪迪宣传的On Chip Copy直接把SLC缓冲区里的数据不经过SSD主控和DDR缓存处理,直接往这个Plane后部的TLC数据区域里搬运,达到降低主控和DDR缓存资源消耗的目的。这个技术其实也不新鲜,业内术语叫做“Copy Back”指令,只是被销售们包装了下变得更高大上了。

那么Copy Back指令有没有缺点?
当然是有的,Copy Back指令最大的问题是会造成错误率叠加效应。这又是什么意思呢?



上面我画了张图来说明这个问题,我们先看图左边闪迪的On Chip Copy做法,SLC缓冲区里的数据搬运到TLC数据区的时候,数据没有经过SSD主控和DDR缓存,也就是数据没有被主控重新处理过。闪存内部的干扰比较严重,每一次读/写操作都会带来保存在内部的数据出现bit错误,但是只要这个bit错误没有高于主控纠错能力,那么数据完整性依然是可以保证的。那么假设之前写入到SLC缓冲区的数据在多次读/写操作受到干扰,已经有bit错误(例如SLC1a/b/c里面的数据错了1 bit,SLC3a/b/c里面的数据错了2 bit,那么数据在搬运到TLC里再次保存的时候初始时就有了3 bit错误),这个3 bit数据错误会一直等到用户需要读取TLC数据区的时候,主控在ECC纠错的时候才会发现,这些叠加的错误bit如果超出主控ECC纠错能力就会造成用户数据出错。而传统的Folding做法,是先将SLC缓冲区里的数据传输到主控处理,重新生成ECC校验信息,再从主控传输到TLC数据区里,这样可以就可以保证写到TLC数据区里的数据没有从SLC缓冲区里带出的初始bit错误。所以Copy Back指令在节省主控资源消耗和DDR缓存带宽的同时,会带来数据完整性的隐患,随着闪存颗粒品质越来越差,闪存磨损后期出问题的概率就会增大。所以例如饥饿鲨Trion 150或者东芝Q300.采用15nm TLC闪存颗粒的,初期可以依靠类似Copy Back指令肆无忌惮的提升写入,当P/E磨损达到一个临界值之后(例如饥饿鲨Trion 150 120GB达到30TBW写入量后,内部错误率明显增大),就要通过降速并验证TLC内数据错误率来保证数据完整性。

这时可能有人会提出,不要紧哦,闪迪还引入了M.P.R(多页恢复)技术呀。



这个技术指的是,闪迪会在TLC数据区里放上XOR校验,万一哪个TLC数据真的因为ECC错误太多无法被主控纠错了,就可以依靠XOR校验重新生成正确的数据恢复错误。初看逻辑上是没什么问题,不过这个技术并没有办法救上面我说的Copy Back的例子哦。



试想一下,XOR的生成是需要依靠主控计算的,但是如上图说的SLC往TLC Copy Back的时候并没有经过主控呀,所以如果SLC内部数据已经有bit错误,那么错误的XOR校验数据再传到TLC数据区里还有什么意义呢?

闪迪没有给闪迪至尊超极速提供XOR技术的支持,是因为高品质的MLC闪存没烂到需要依靠XOR技术保证数据完整性。主控ECC纠错能力足够满足需求,性能损失更小,吹的天花乱坠的软件恢复技术都是为了支持更差的硬件降低成本而开发。

上面这些内容概括总结:

闪存错误bit会发生在任何时刻,假设主控的纠错能力是5bit,SLC的生命周期里面,错误2bit能纠,正常的TLC生命周期里面,典型错误4bit那也能纠,然而在Copy Back的过程中,SLC上包含的2bit错误也会作为TLC的原始数据写进TLC,再加上TLC质量差带来的4bit,对于主控而言一共错了6bit,那就是不可纠错了,所以说Copy Back其实就是用主控ECC能力硬抗闪存的bit错误率。

理论上有XOR部分肯定是加了一层保险,本质上每组Page里可以纠错1个Page,再来看这一组Page, 由于Copy Back时候,数据不会重新经过主控XOR引擎,所以XOR的过程是发生在写SLC的时候,也就是说这一组数据,恐怕都是Copy back到TLC上的,SLC出错概率不大,但是一旦出错那么XOR也就废了。

Copy Back技术,是为了解带宽问题,因为TLC闪存的带宽不够。

首先要理解为什么要有SLC缓冲区,SLC缓冲区写热数据,SLC数据区不可能占全盘容量,所以用SLC缓冲区一定会有搬TLC这部分操作,这个搬在很多时候都还不是垃圾回收的逻辑。搬有效数据,消耗掉了额外的带宽,最终就是考虑利用Copy Back技术来解决带宽问题。另外Copy Back搬运的时候,搬整个Page 16KB,假如有1个4KB数据无效了,还是得搬走(肯定会增加了写放大和消耗带宽),但不搬这4KB的话,XOR校验数据就又白费了,浪费了带宽又增加写放大。举个例子就像MD5校验,只要漏掉、错掉或者改掉1个bit,那么整个文件完整性校验就没法通过。

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团结 发表于 2016-10-9 14:01 | 显示全部楼层
我来抢浴室大大的沙发,头一次
londbell 发表于 2016-10-9 14:03 | 显示全部楼层
前排拜读大作,SSD PLUS的480GB版本似乎也有这种方案
NOIP117 发表于 2016-10-9 14:13 | 显示全部楼层
考虑也再入块超级酥,等黑5看看了。
Cubelia 发表于 2016-10-9 14:18 | 显示全部楼层
londbell 发表于 2016-10-9 14:03
前排拜读大作,SSD PLUS的480GB版本似乎也有这种方案

一开始确实是Marvell 88SS1074+SanDisk 15nm TLC

不过已经全换成SMI SM2256S(DRAMless)+SanDisk 15nm TLC了
yhhekeda 发表于 2016-10-9 16:43 | 显示全部楼层
新版至尊高速 II代根据固件来看,不是有可能是qlc屏蔽来的tlc吗?但实际上测试下来,稳定态性能总体还可以(只是随机混合读写和随机写入性能比高端mlc差些),tlc已经这么牛了?
红色狂想 发表于 2016-10-9 17:22 | 显示全部楼层
什么时候测坑屎盾镁光拖湿巴?
Mroranon 发表于 2016-10-9 18:32 | 显示全部楼层
看了评测又想买一块超激素了..
红色国度 发表于 2016-10-9 19:49 | 显示全部楼层
这种评测给力,可以有针对性的选择SSD了
剁手玩儿 发表于 2016-10-9 20:21 | 显示全部楼层
超极速简不老不死啊....
terror77 发表于 2016-10-9 21:00 | 显示全部楼层
女浴室大大辛苦了,码了这么多图文!
不过有点很奇怪,我在蓝天P770ZM里面的两个硬盘位上分别装了SanDsik的ExtremePro 480GB(2015年1月买了2块)和X400 1TB(刚刚买),都不是系统盘和缓存盘。在没有磁盘读写的情况下,EXP480的温度经常在50度以上(同样型号的另一块装在台式机上在非读写状态基本上在40度以下),X400 1TB的温度则在40度左右,两块盘互换槽位也是相同的情况,EXP480在不工作的状态下甚至能上到57度!但是在打游戏的时候(我的游戏都装在EXP480上,主要是BF4之类)EXP480的温度则会掉到40度!这个到底是什么原因呀?我一直没搞明白!

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easports1200 发表于 2016-10-9 22:08 | 显示全部楼层
所以我买闪迪都是先看Extreme和Extreme Pro,Ultra的排第二
laress 发表于 2016-10-9 22:09 | 显示全部楼层
本帖最后由 laress 于 2016-10-9 22:22 编辑

好贴  有几个月没有看到浴室大作的技术贴了
laress 发表于 2016-10-9 22:23 | 显示全部楼层
terror77 发表于 2016-10-9 21:00
女浴室大大辛苦了,码了这么多图文!
不过有点很奇怪,我在蓝天P770ZM里面的两个硬盘位上分别装了SanDsik的 ...

蓝天风扇没有全力工作  ,  BF就全力了  BF抽插排气
wangyvewzy 发表于 2016-10-9 22:24 | 显示全部楼层
本帖最后由 wangyvewzy 于 2016-10-9 22:33 编辑

葡萄好酸我吃不到................................................................................................
一直想入手结果闲钱还没捂热乎就要买手机了.............................................................还有我感觉看不懂这类技术文,不知道为啥,是我的智商不够吗?????????????????
laress 发表于 2016-10-9 22:34 | 显示全部楼层
本帖最后由 laress 于 2016-10-9 22:43 编辑
wangyvewzy 发表于 2016-10-9 22:24
葡萄好酸我吃不到.................................................................................... ...

完全没有必要买贵的SSD   只要你有个SSD plus 级的就得了 , 我就买了个遍,其实现在回想起来真没什么用,快不了多少的,玩游戏和日常都是 最多差2秒
经济条件不好真没必要浪费在SSD上  买个手机实用    小米4C  700元 过得去吧   小米NOTE 899     帮家人买过全价的4C  NOTE都用了一年多 没问题
wangyvewzy 发表于 2016-10-9 22:41 | 显示全部楼层
laress 发表于 2016-10-9 22:34
完全没有必要买贵的SSD   只要你有个SSD plus 级的就得了 , 我就买了个遍,其实现在回想起来真没什么用, ...

感谢安慰
woodsheep 发表于 2016-10-9 23:35 | 显示全部楼层
我今年上半年买了两块至尊超级速480GB,相当满意。相比之下,我的M6S 512GB已经掉了好几次盘了
laress 发表于 2016-10-10 00:04 | 显示全部楼层
woodsheep 发表于 2016-10-9 23:35
我今年上半年买了两块至尊超级速480GB,相当满意。相比之下,我的M6S 512GB已经掉了好几次盘了
...

掉盘了 还能用  退货呀
预言师 发表于 2016-10-10 01:47 | 显示全部楼层
超级速简直强,无敌!
不愧是旗舰,发售两年了仍然价格在1300
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