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自购速柏CP2000对比测试:颗粒变化的影响

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Essence 发表于 2020-9-18 13:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
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PCEVA为耐久度测试自购的两块Cubex速柏CP2000分别是256GB和512GB容量,加上之前评测过的1TB版本,我们有幸凑齐了CP2000的全部容量。本次我们买到的两块CP2000使用了铠侠BiCS4闪存,同1TB评测样品中的西数BiCS4闪存稍有区别,所以我将它们拿出来一起做个测试。


闪存颗粒差异:
之前CP2000 1TB评测当中的样品使用的闪存颗粒是DA7BG65AWV,西数96层堆叠BiCS4(3D TLC)。群联编号的第一位D代表闪存制造商WD西数;第三位7代表4 die 4ce,第四位B代表颗粒容量256GB。可以计算得出单die容量是512Gb。


当时在评测中我们提到过,Cubex CP2000未来会换铠侠的闪存,我们自购的256GB和512GB就使用了铠侠的闪存,闪存颗粒编号TA7AG65AWV,铠侠96层堆叠BiCS4(3D TLC)。第一位T代表闪存制造商铠侠(原Toshiba东芝存储),第三位7代表4die 4ce,第四位A代表128GB。通过计算可以得出单die容量是256Gb。

BiCS是铠侠(原东芝存储)研发的3D闪存技术,铠侠和西数存在合资关系,西数的闪存是从铠侠工厂生产出来的,BiCS4是铠侠第四代3D闪存技术,堆叠层数为96层,有TLC和QLC两种类型。通过上面的分析可以看到,CP2000中使用的铠侠BiCS4闪存单die容量比西数BiCS4小。这是影响性能的一个关键点,后边我们会具体分析。


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M8V 512GB(系统盘)
          Cubex CP2000 256GB/512GB/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:
除了型号、容量和序列号之外,三块盘的SMART信息别无二致,不再一一贴出。为了防止干扰,测试中三块盘未使用板载M.2插槽,而是通过转接卡连接到CPU直通的PCIE信道分别单独测试。



Smartmontools信息识别:
Smartmontools可以检测NVMe固态硬盘的温控信息以及APST自动电源状态转换预设。在这里三块盘发生了不同,新购的256GB和512GB的温控起点是85度,而之前评测样品的1TB盘(西数BiCS4)温控起点是70度。这样的区别是否跟两种闪存的耐温值不同有关尚不能确定。


这里的温度都是指闪存温度,实际上NVMe SSD的主控耐温通常都大于100度,而闪存和DRAM的耐温值相对较低:尽管主控才是发热大户,温度限制却是源于PCB传导令闪存过热。这可能也是西数SN550在设计时让主控和NAND闪存各占PCB一头的原因。

不过SN550只是一个特例,多数情况下,M.2 2280单面需要容纳2到4颗闪存,不会因为这个原因而做特殊安排。

基准测试

基准测试1:理论带宽测试
使用单die容量256Gb铠侠颗粒的256G和512G两块盘的4K单线程随机读取性能明显好于使用单die容量512Gb西数颗粒的1TB。


在中小容量型号上选用256Gb die是明智的,这样可以确保足够的并发度,避免类似从SN500 500G升级SN550 500G后缓存外写入速度下降的问题。在512Gb上改用4 plane设计应该可以避免这个问题,不过截至BiCS4为止,所有规格的闪存应该都是2 plane的。

我手头并没有这两种颗粒的详细规格书,但从之前获得的资料来看,单die 512Gb容量的BiCS4跟单die 256Gb的BiCS3相比,tR读取延迟是相似的,BiCS4甚至还略有优势。当然,可能后来出现的单die 256Gb BiCS4相比512Gb变体的延迟表现更为优秀。其实西数也有单die 256Gb的BiCS4闪存对外出售,这并不是品牌不同造成的差异。从之前速柏提供的消息来看,未来CP2000会改用铠侠的BiCS4闪存。

基准测试2:PCMark 8存储测试
CP2000 256GB:5073



CP2000 512GB:5083



CP2000 1TB(西数512Gb die):5076


好嘛,512GB再次把1TB打趴下了。暂时没有机会测试换铠侠256Gb/die闪存后的1TB型号,所以没有办法告诉大家换完闪存会有多大提升。

基准测试2:PCMark 10存储测试
PCMark 10完整系统盘基准测试包含了Windows 10系统引导、Adobe设计套件启动、游戏启动、Adobe设计套件应用、ISO镜像读取/复制/写入、JPEG图片文件读取/复制/写入,共计23个测试项目,比较全面的反映了各类系统盘用途。


PCMark 10的测试结果可以直接在一个界面中直接进行对比,这次连256GB版本也能骑到1TB版本头上了。性能从高到低依次是:512GB、256GB、1TB(西数512Gb die)。


基准测试3:温度压力测试
前面我们提到,CP2000 256GB和512GB固件中的温度限制有所放宽,限温从70度提高到85度。下面的测试以CP2000 256GB为例,在28度室温、被动散热条件下使用IOMeter进行8MB QD64顺序读取,温度上升到75度后不再升高。



满载12分钟以后,温度依然没有突破75度,读取速度也没有发生较大变化。说明当前条件下CP2000 256GB不会因过热而发生限速。



进阶测试

进阶测试项目1:SLC缓存测试

CP2000所用的群联PS5013-E13主控具备全零数据压缩能力,所以SLC缓存容量的测试需要采用HDTune文件基准(随机数据模式)。三种容量的CP2000在空盘状态下可用SLC缓存容量都在25GB左右,区别主要是缓存外写入速度不同。256GB估计在270MB/s左右:


512GB由于并发度上升,缓存外写入速度提高到大约500MB/s:

而1TB容量又因为这块样品使用的是西数512Gb/die的闪存,所以写入速度比使用铠侠256Gb/die闪存的512GB还要略慢一些。

三块CP2000都采用了动态SLC缓存策略,在填入全盘容量一半的随机数据之后,依然能提供25GB左右的SLC缓存。

进阶测试项目2:50%以上空间使用率下性能

填充半盘后性能测试就以最小容量的256GB型号为例,第二次CDM测试就恢复到和空盘接近的水平。



HDTune文件基准测试,可用SLC缓存容量依然是25GB左右。


PCMark 8存储测试成绩5072,跟空盘时相差不大。

PCMark 10完整系统盘基准测试,和空盘时差距不大。

由于动态SLC模式会占用OP预留空间以外的一部分用户存储空间,所以随着盘内数据量的进一步增加,可用SLC缓存容量最终会下降,在接近满盘使用的情况下出现性能下滑是正常的。

进阶测试项目3:和SM2263XT的对比

群联PS5013-E13T主控和慧荣SM2263XT是当前最常见的两种主流级NVMe SSD公版方案,二者都使用HMB主机缓存共享来帮助提升性能。



以下的对比基于256GB容量,除了主控不同之外,对比的两块SSD都使用了铠侠BiCS4闪存(256Gb/die)。



PCMark 8存储性能测试,CP2000 256GB成绩为5073,对照的SM2263XT方案成绩为5057。



PCMark 10完整系统盘基准测试:CP2000所用的群联PS5013-E13T性能优势明显:


群联PS5013-E13T相比慧荣SM2263XT推出的时间晚,在整体性能表现上也比对方更好一些。理论上SM2263XT也可以支持800MT闪存接口,但是因为不明原因,对比中的这块盘闪存接口应该是跑在667MT上。

总结:
在主控方案不变的情况下,闪存颗粒的更换也会对固态硬盘性能产生影响。在速柏CP2000这个案例中铠侠和西数的闪存虽然高度同源,但更换后的铠侠颗粒由于单die容量的差异,整体性能比之前1TB评测中的西数颗粒更好一些。

本次测试的两块速柏CP2000固态硬盘均由PCEVA评测室自行通过新希望在线商城购入,256GB入手价格249元,512GB入手价格365元。相比同价位产品普遍使用的慧荣SM2263XT方案,CP2000的性价比表现更为突出。

根据我们从速柏了解到的信息,Cubex CP2000后续批次的产品将采用和本文测试中256GB和512GB相同的铠侠BiCS4(256Gb/die)颗粒。新一轮的SSD耐久度测试将很快开始进行,这次一共有四块固态硬盘同时测试:CS500 120GB、CS500 128GB、CP2000 256GB、CP2000 512GB,欢迎关注。

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