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E13主控初探:CUBEX CP2000 1TB评测

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Essence 发表于 2020-8-12 14:31 | 显示全部楼层 |阅读模式
点击数:6042|回复数:6
本帖最后由 Essence 于 2020-8-12 14:44 编辑

最近2年,固态硬盘市场中出现不少国资背景的品牌,然而因为颗粒料件来源不固定,质量参差不齐,一个品牌旗下都很难保证NAND来源的一致性。另一方面,虽然这些品牌都宣称要推出纯国产固态方案(颗粒+主控均为国内企业自主知识产权),但显然长江存储的产量还不能全面占领市场,同时还需要更多时间做方案验证,因此显而易见的是,这些品牌的产品在可预见的将来仍然是以进口颗粒为主。

那么这就带来两个问题,与消费者利益直接相关:
1、如何保证颗粒的质量?
2、如何让消费者能准确掌握所购SSD的NAND批次信息?

近日我们收到了江苏芯盛推出的固态硬盘,品牌英文名为CUBEX,中文名为速柏。速柏负责人对上述问题给出了可以令我们接受的回答。那么在解答这两个问题之前,我们先来测试产品。

品牌中的Cube意为魔方,X则代表永不设限和无限可能。本次测试的是CUBEX CP2000 NVMe固态硬盘,PCIe 3.0 x4接口,容量1TB。背面标签的PN零件号为C1PHHP3N6W42,遵循了芯盛为自家固态硬盘产品制定的一套PN编码规则,有助于用户通过它了解包括产品规格和所采用的闪存等级。第1位C代表Cubex品牌,第5位H代表容量1024GB,第6-7位P3代表PCIE 3.0 x4接口,第8-9位N6代表M.2 2280尺寸,第10-11位W4代表西数/闪迪BiCS4 3D TLC闪存,末位2代表闪存品级为Good die。

CP2000使用了群联PS5013-E13主控,DRAM-Less无外置缓存设置,支持HMB主机内存缓冲功能,可在操作系统支持的前提下共享部分主机内存作为缓存来提升性能。我们测试的1TB版本为单面PCB设计,共使用了四颗闪存颗粒。

由于群联只做方案提供商而不直接面对零售市场,所以颗粒编号规则从未公开。PCEVA通过收集整理到的信息进行如下解读:第一位是闪存制造商代码,D=WD西数/闪迪;第二位是封装类型,A=BGA封装;第三位7代表4die 4ce;第四位B代表单个颗粒容量为256GB;第6-7位的65代表96层3D TLC。

通过Phison_nvme_flash2工具可以识别到CP2000使用了闪迪96层堆叠3D TLC闪存,单die容量512Gb。主控为4通道规格,闪存接口速率800MT。PE Cycle Limit 30000可能是指作为SLC缓存使用时的擦写寿命。

根据我们了解到的情况,后期CP2000会使用铠侠96层堆叠3D TLC闪存。由于铠侠和闪迪的合资关系,这两家的闪存可以说是同一工厂(铠侠)制造的,不会有明显的区别。

测试平台及信息识别

测试平台:

CPU:Intel Core i9 9900K @5.0GHz(所有CPU节能特性关闭)
主板:技嘉Z390 AORUS PRO WIFI
内存:HyperX Fury DDR4 3200MHz 16GB
硬盘:浦科特M6Pro 128GB(系统盘)
          Cubex CP2000 1TB(FW:CPFM00.5)
系统:Windows 10 LTSB
驱动:系统默认stornvme
设置:除特别说明以外,关闭ASPM及APST节能

CrystalDiskInfo信息识别:
统一SMART定义是NVMe协议的贡献之一,无论是何种品牌的NVMe固态硬盘,都能通过CrystalDiskInfo查看其各项健康度信息。



除了使用CrystalDiskInfo检测SMART健康数据之外,利用smartmontools可以识别一些NVMe固态硬盘特有的信息,如物理扇区大小、过热保护阈值设定、电源状态预设等等,这些信息将有助于我们深入了解NVMe固态硬盘的特性。


Smartmontools读取到的最高电源状态功耗仅有4.5瓦,温度限制起点70度。支持512B和4KB两种扇区模式,默认使用512B扇区(可在Linux系统下通过nvme-cli工具进行切换)。

基准测试

基准测试1:理论带宽测试


之前在分析闪存接口速度与固态硬盘读取带宽关系考证一文中,我们曾介绍过一个1.28倍的经验性倍率数值。简单来说就是接口带宽乘以闪存通道数量,再除以1.28,差不多就是这块固态硬盘所能达到的顺序读取带宽。在Cubex CP2000 1TB这块硬盘中,800(Flash Clk,MT)x4/1.28=2500,跟实测值2552.8MB/s是比较接近的。下一代闪存的接口速率达到1200MT之后,四通道的规格就有机会填充满PCIE 3.0 x4的接口带宽了。

基准测试2:PCMark 8实用性能测试
PCMark 8存储测试问世时间已有多年,但依然是当前最好用的固态硬盘性能基准测试之一。测试项目选择贴近家用、设计和办公,实用性强;记录-回放式的原理确保了其测试准确性。CP2000 1TB在PCMark 8存储测试中取得了5076的成绩,属于主流级NVMe固态硬盘偏上的水平。


固态硬盘的发展速度还是很快的,要知道2年前的Intel 760p在PCMark 8存储测试中的成绩差不多也就是这个水平。Intel 760p是8通道、独立DRAM缓存设计的旗舰级NVMe固态硬盘,而CP2000则是一款4通道、DRAM-Less(HMB)类型的主流级产品。闪存接口升级提速、SLC缓存算法优化都是CP2000能够达到过去旗舰级性能水平的积极影响因素。

基准测试3:节能测试
NVMe固态硬盘的节能特性包括ASPM和APST两种,前者同时受BIOS和操作系统设置影响,后者则主要受操作系统中两个隐藏电源选项以及SSD固件预设的控制。在BIOS设置中开启PCIE ASPM电源管理,并在Windows电源选项-高级电源设置-PCI Express-链接状态电源管理中选择“最大节省量”,即可开启ASPM节能。开启结果可以通过HWiNFO64软件进行确认,出现L1 Entry代表已经开启。对于笔记本电脑用户来说,ASPM节能通常已经是默认开启的。



APST则类似于SATA固态硬盘的Partial和Slumber节能状态,不同的是NVMe固态硬盘通常提供多达5种电源状态,除了1个全速活动状态之外,还包括多达4种节能状态,分别对应不同的功率限制和进入/退出时间(*通过smartmontools等软件可以检测识别)。下图中通过修改注册表解锁的NVMe Idle Timout和NVMe Power State Transition Latency Tolerance分别控制了进入节能前的连续空闲时间,以及最多允许进入到何等深度的节能状态。



在30度室温条件下,开启节能选项之后Cubex CP2000的待机温度显示为18度,如果关闭节能选项,待机温度是28度。显然固态硬盘通过SMART信息报告的温度是不准确的。



通过红外热成像粗略测量,SMART中报告18度时,主控位置温度大约为39度;SMART中报告28度时,主控位置温度大约为52.6度。



开启节能之后CP2000在PCMark 8存储测试中取得5078分的成绩,丝毫没有受到节能特性开启的影响。群联NVMe主控方案在这方面的发挥一向比较好。



基准测试4:温度测试
这个测试采取关闭一切节能特性的方式进行。使用IOMeter测试8GB LBA范围内的顺序读取速度(128K QD32顺序读取),让固态硬盘持续处于高负载状态,通过Hard Disk Sentinel记录温度变化,并通过IOMeter每秒记录的数据分析过热限速是否发生。测试过程中记录到的CP2000自主报告的温度最高71度,此后温控限速介入,温度开始下降。



通过红外热成像测量到的主控最高温度约为90.7度。



进阶测试

进阶测试项目1:SLC缓存及半盘以上性能
空盘状态下,CP2000 1TB拥有大约23.75GB的SLC缓存,按照TLC闪存模拟SLC的3倍空间占用,相当于使用了全部的OP容量作为SLC缓存。这样毫无保留的缓存模式还是比较少见的。



在填充512GB不可压缩数据之后,CrystalDiskMark测速成绩未见下降。


HDTune文件基准测试显示,当前可用的SLC缓存容量大约为15.15GB,相比空盘时略有减少。


过半盘(50%+空间使用率)状态下,CP2000 1TB的PCMark 8存储测试成绩保持良好,丝毫没有下降。相比常见的动态SLC缓存策略,只使用OP预留空间模拟SLC缓存的固定模式在容量上不占优势,但能够在各种空间使用率下更好地保持性能发挥稳定。



进阶测试项目2:4KB QD32 随机写入离散度测试

无文件系统下使用IOMeter进行128K QD32持续写入半小时,缓存外顺序写入速度大约423MB/s。



空闲15分钟后改用4K QD32随机写入5000秒并每秒记录:


由于是DRAM-Less无外置缓存方案,4KB QD32随机写入的测试表现并不出色,但对于家用轻负载情况也足够用。

进阶测试项目3:PCMARK 8扩展存储测试之性能一致性部分(稳定态家用环境性能)

这个测试主要是给家用最恶劣环境下的性能参考(全盘不留任何剩余空间,禁用了Windows文件系统缓存跑纯RAW模式)。


PCMark 8扩展存储测试对于DRAM-Less无外置缓存方案的SSD压力还是比较大的。高强度大范围的随机写入不是这类固态硬盘擅长的应用方式,对于读取为主的游戏应用,CP2000的表现会比这里好很多。

总结:

群联PS5013-E13是PS5012-E12C(C代表四通道版)的继承者,主攻主流级市场。借助和PCIE 4.0 SSD相同之先进闪存接口的带宽优势,在四通道规格下实现了超越传统主流级NVMe SSD的数据吞吐性能。Cubex CP2000的固件编号以CP开头(不同于公版的ED开头),代表了群联定制版本固件。从测试来看,CP2000 1TB的性能和稳定性表现中规中矩,适合办公及家用、游戏应用。虽然采用的goodie看起来不是那么高大上,但只要价格足够实惠,对于家庭用户日常娱乐还是足够用的,很值得关注。

那么肯定会有人质疑,这会不会是媒体特供的样品。回到开头提到的两个问题:
1、如何保证颗粒的质量?
2、如何让消费者能准确掌握所购SSD的NAND批次信息?
我们都知道,之前有品牌虽然顶着上市公司、国资背景,但却挂羊头卖狗肉、在产品质量上毫无底线,让消费者对其非常失望,令很多人失去了对国资背景品牌的信任。

作为一个背景相似,又是新进闯入消费级固态硬盘市场的品牌,CUBEX速柏能否洁身自好呢?其负责人承诺,颗粒最差也是用goodie,而且会在产品标签上明确展示颗粒来源与等级,即使是更换了颗粒,也会做到信息公开透明,绝对不会以次充好。

作为长期关注固态硬盘产品质量的媒体,我们对此表示认可,并且考虑在之后对其进行长期跟踪测试。比如本次评测的CP2000 1TB,CUBEX速柏方面说正式上市后还会有采用凯侠颗粒的版本,这从供应链上说是正常的情况。但消费者关心的则是:换料件但不能降低品质。那么为了验证其品质,我们决定等大货上市后,去电商平台购买再测试,或者由网友将自己购买的产品转卖给我们测试,以充分检验其承诺的可信度。


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七月流火 发表于 2020-8-12 17:50 | 显示全部楼层
自购好评,转卖更好评。如果论坛里芯盛能每月定期搞个消费者可以自行京东购买的团购,然后允许m2撕标贴或2.5拆硬盘看颗粒,结合标颗粒的做法,基本就能打消对颗粒的质疑了。团购的硬盘才允许拆,目测能拆的盘也不会有多少,不会给售后增加什么压力
夏冰萱 发表于 2020-8-12 19:54 | 显示全部楼层
P760速度一般,但是温度真低。
Apprentice-Mark 发表于 2020-8-13 10:36 | 显示全部楼层
其负责人承诺,颗粒最差也是用goodie;
群联恐成最大赢家,哈哈哈哈
konglang_616 发表于 2020-8-13 12:36 | 显示全部楼层
就看价格啦!
国产的主控现在基本上占据了大部分的市场
Darkteeth 发表于 2020-8-14 08:21 | 显示全部楼层
品牌精神感觉挺切合消费痛点的。
期待后续相关报道。
littlefisher 发表于 2020-8-15 01:31 | 显示全部楼层
温度低就好,搞个单面2t能上小新pro才好,现在只能拿个闲置的960p 1t凑合
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