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闪存接口速度与固态硬盘读取带宽关系考证

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绝对有料 发表于 2020-2-14 18:26 | 显示全部楼层 |阅读模式
点击数:1956|回复数:13
2月12日,ONFi 4.2规格正式发布,将闪存接口速度扩展至1333MT/s、1466MT/s和1600MT/s,新增体积更小的BGA-252b四通道封装,并放宽多Plane操作限制以提升IOPS表现。
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ONFi即开放式NAND闪存接口,它是NAND闪存设备自我描述功能的规范。简单来说,闪存接口是沟通闪存和主控之间的桥梁,它的通信速度影响到固态硬盘的读写性能。越来越快的闪存接口是为了适应PCIE 4.0时代对于SSD读写带宽的更高需求。

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对于这个标准,我们介绍的并不多,之前浴室有过一篇《[SSD知识]NAND接口标准ONFI 2.x给我们带来了什么》写的过于简略,解释较少,可能很多人看不懂。而且由于是SSD内部芯片的通讯标准,能关注到这个层面的用户也少之又少。

但是在2月13日发生了这么一个事件:很多玩家关注的海康与B站up主直播battle事件中,海康负责人在回应速率不达标的原因,声称“闪存ONFi4.0导致不稳定,所以换回3.0”,貌似引导观众误以为是这个标准的问题,而不是存储颗粒的问题,那么这就很有必要说一说了。

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固态硬盘主控多通道原理
固态硬盘的主控使用多通道技术来提升性能,旗舰级NVMe SSD通常具备8个闪存通道(注意同PCIE信道的区分)、入门和主流级NVMe SSD具备4个闪存通道(入门用DRAM-less无缓存,主流用外置DRAM缓存,这个比较少)、入门SATA固态硬盘通常是2个或4个闪存通道。每个通道内可包括多个CE,其间又可以通过CE交错来提升性能,不过总体数据吞吐量被闪存通道数量所制约。

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在闪存通道数量一定的情况下,提高闪存接口速度,就能改善固态硬盘的顺序读取性能。譬如在浦科特第一代NVMe固态硬盘M8Pe的顺序读取速度只有2500MB/s,同样的主控沿用至M9Pe时顺序读取指标已经达到3200MB/s。虽然闪存通道都是8个没有变,但闪存接口提速了。

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具体需要多高的闪存接口速度,才能实现对应的固态硬盘顺序读取能力呢?以下内容由于缺乏完整的资料,所以需要根据经验来推算。

闪存接口与SSD带宽、数据传输开销
已知目前唯一上市的PCIE 4.0固态硬盘方案——群联PS5016搭配使用的是铠侠(原东芝存储)96层堆叠BiCS4闪存,并且是其中800MT/s的版本。

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对于常见8bit闪存而言,每秒传输800次,等于1个闪存通道可以实现800MB/s的数据传输。那么8个闪存通道理论上应该能实现6400MB/s的吞吐量,但实际上PS5016最高只有5000MB/s的顺序读取速度,也就是说中间有一些额外开销,这个开销的比例在PS5016当中是8*800/5000=1.28。请记住1.28这个系数,后边我们多次用到。
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对于更常见的PS5012-E12(PCIE3.0的旗舰方案)主控来说,它搭配的通常是533MT/s的铠侠颗粒(既有BiCS3也有BiCS4),具体可使用FlashID工具查出。

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这些固态硬盘很轻松就能将顺序读取跑到PCIE 3.0 x4的理论极限附近(3.5GB/s),8*533/3468,结果(开销)是1.23,与先前计算的1.28接近。它们不使用667MT或者800MT的颗粒,因为高频率的颗粒成本应该会更高一些,但是受限于PCIE 3.0接口的限制,提高闪存接口暂时没有意义。

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再来看Marvell新推出的88SS1321,它使用四通道主控,支持1200MT/s的闪存颗粒,设计峰值读取目标是3.9GB/s。4*1200/3900,恰好也是1.23。看起来这几个主控和固件的开销倍率值差不多都在1.23-1.28这个范围内。

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基本的计算公式如下:
主控通道数*对应的ONFi标准速率/1.23~1.28,可以大致计算出一个固态硬盘的理论传输速率。


海康C2000L原本该用什么颗粒?
海康C2000L使用的是“定制版E13T主控”,其实大家都明白定制也分级别,多数的定制都是说出来好听一些。在群联的官网上也提供有PS5013-E13T的参考性能指标,512GB的标称顺序读取速度2500MB/s,跟海康宣传的数值一样。

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我们来反推一下E13T原本打算用什么接口规格的闪存:2500*1.28/4,恰好就是800MT/s。显然,群联E13T这个方案原本是准备搭配800MT颗粒的,这个接口速率对应的是ONFi 4.0标准。

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不过海康C2000L最终把闪存速率降到了ONFi 3的范围里,可能使用了533MT速度。如果按照1.28的开销比例计算,4*533/1.28=1665.625MB/s,与B站up主用AS SSD 测试出的1565MB/s很接近了——这不过是在廉价SSD里常见的一种产品策略:因为用的降级颗粒所以降速保命。B站Up主拆解也能看到这是群联自封片,肯定是比正片等级要低的。海康负责人在直播中说什么ONFi标准问题,显然是避重就轻,故意用专业词汇来规避实质问题吧。

再细品:海康负责人不可能不知道这是降级颗粒,但为什么还要标称2500MB/s等人揭穿、落个虚假宣传的实锤呢?这个问题还是要看群联官网,E13T主控规格是2500MB/s的速度。那作为国资背景、爱国情怀、关心用户的民族品牌、还声称用了定制主控的固态产品,速度标称要是变慢,岂不影响品牌形象?或许,还有另一种可能:达标与降级的混在一起卖,反正小白多,能发现的又有几个?过低的违法成本是催生此类行为的土壤。作为消费者,也只能提升自身知识储备,让这种低成本的行为在自己面前无法浑水摸鱼。

实际上这个海康负责人就是之前大陆建兴的某位付姓人士。经历过与大陆建兴合作的PCEVA定制版固态的玩家应该有印象,大陆建兴市场零售的T9版本,也是各种颗粒乱用,导致产品品质很不稳定,比如这个评测:建兴T9 128GB耐久度和高温老化测试,宣称使用emlc,但仅经历正常的高温烘烤后第一轮就挂盘了。之后这个姓付的人,在贴吧用马甲、水军团队、还请了一些所谓的KOL对我们各种毁谤。但在这个付姓人士被建兴开除后,一切也就烟消云散了。之后大陆建兴也获得了新生,现在的产品品质很值得信任,我们刚做过评测:建兴T12 256GB固态硬盘评测


对于此事件的简短评价
海康用“批次不影响闪存品质”、“测试(ONFi)4.0出问题,为保证稳定性临时换回(ONFi)3.0”来解释C2000L翻车事件,避谈其他厂商正常实现ONFi 4.0和标称性能的事实,拒不肯承认料件问题。被实锤后,又通过公关把虚假宣传这一违法行为原本就应承担的退一赔三责任当成“厚道”、“大厂魅力”来宣传,甚至还给退一赔三设置时限,一副过期不候的态度……这样的营销套路实在让人感受不到同一民族的亲情,也许收割同胞才是他们存在的最大意义吧。
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zerozhong 发表于 2020-2-15 10:02 | 显示全部楼层
是什么让这位故技重施的人屡屡得手,哎!
devondon 发表于 2020-2-15 10:23 | 显示全部楼层
劣币驱逐良币,在这种蛮荒市场上都是正常操作。
短毛神拳 发表于 2020-2-15 10:57 | 显示全部楼层
国企怎么也比某红来的厚道吧
waterdq1004 发表于 2020-2-15 13:28 | 显示全部楼层
原来还是熟悉的味道啊  
yhhuada66 发表于 2020-2-15 13:30 | 显示全部楼层
看了这个,还是坚定自己的观点:买固态还是要买能自产闪存的品牌,不能自产闪存的品牌,无论它宣称多么牛,到头来还是受制于代工厂拿到什么品质的物料,质量绝对稳定不了
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sss668800 发表于 2020-2-15 14:54 | 显示全部楼层
我还是有一个问题,是不是说即使是slc缓存部分,也受限于ONFi的速度?
McLaren 发表于 2020-2-15 19:04 | 显示全部楼层
本来各行各业的其他品牌扎堆来干SSD就知道其中必有猫腻
fjzjk1 发表于 2020-2-15 19:37 | 显示全部楼层
海康当时开吹我就觉得很眼熟,后来想想果然是大陆建兴的套路,听某up说了老付的事情后就确认了。
所以我至今不敢买,也不太敢推荐海康产品
waterdq1004 发表于 2020-2-15 20:13 | 显示全部楼层
fjzjk1 发表于 2020-2-15 19:37
海康当时开吹我就觉得很眼熟,后来想想果然是大陆建兴的套路,听某up说了老付的事情后就确认了。
...

应该是某付在做的产品 是不能买的

bionix 发表于 2020-2-15 22:01 | 显示全部楼层
某付总该消停消停了
Crowley 发表于 2020-2-16 04:00 | 显示全部楼层
大企业怎么就请这种人呢?几个意思?在商,浪费了爱国情怀加价或者打市场的机会,在品,消费者还敢支持国产品牌么?
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gegepang1 发表于 2020-2-16 14:05 | 显示全部楼层
fjzjk1 发表于 2020-2-15 19:37
海康当时开吹我就觉得很眼熟,后来想想果然是大陆建兴的套路,听某up说了老付的事情后就确认了。
...

前两三个月,海康才贴吧真的火啊

fjzjk1 发表于 2020-2-16 19:37 | 显示全部楼层
Crowley 发表于 2020-2-16 04:00
大企业怎么就请这种人呢?几个意思?在商,浪费了爱国情怀加价或者打市场的机会,在品,消费者还敢支持国产 ...

有在建兴做过固态的经验,大厂有经验,这就是很好的履历了。

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