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Crucial英睿达P5 Plus 1T固态硬盘评测

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Essence 发表于 2021-9-13 15:35 | 显示全部楼层 |阅读模式
点击数:1526|回复数:5
176层是当前3D闪存堆叠层数的最高水平。通过Crucial英睿达P5 Plus,我们有机会体验到美光176层3D闪存的魅力。

P5 Plus提供500GB、1000GB和2000GB三种容量选项,本次我们评测的是其1000GB版本。


从命名可以发现,英睿达P5 Plus是之前PCIe 3.0旗舰型号P5的升级款,采用PCIe 4.0 x4接口,6600MB/s顺序读取速度大约是后者的1.9倍。



P5 Plus 1TB使用了单面PCB布局,可以方便地安装在超薄笔记本电脑等对M.2 SSD厚度有严格要求的环境中。从背面标签中出现的PSID信息来看,P5 Plus应该具备SED自加密功能,尽管这项功能并非家用特性。


撕开正面的黑色贴纸可以看到,P5 Plus的硬件布局和P5相似度很高,但芯片都已更新:DM01B2被支持PCIe 4.0的DM02A1主控所替代、DRAM缓存同为LPDDR4-4266但工作电压支持略有不同、NAND闪存从96层3D TLC升级到176层3D TLC。


176层3D闪存介绍:
美光176层3D闪存使用的是3D 替代栅极(RG)技术,而这个RG其实就是在Charge Trap电荷捕获结构和CuA(CMOS阵列下置)技术基础上开发而来。



176层是美光开发的第五代3D NAND闪存,同时也是第二代RG替代栅极结构3D闪存。相比最后一代采用FT浮栅结构的96层闪存,美光新闪存的堆叠层数增加40%、芯片尺寸减小30%、读写延迟降低35%、原始数据传输率提高33%(1200MT->1600MT)。


Tech Insight最近一年没有更新3D闪存路线图,上图为FMS 2020上发布。

RG替代栅级技术使用SiN氮化硅充当NAND存储单元的电荷捕获层,美光表示这种设计显著减少了传统NAND中限制性能的单元间电容耦合问题。



RG替代栅极技术还将NAND闪存的控制栅极从多晶硅改为金属,从而降低电阻并允许编程脉冲快速上升。由此带来的好处是闪存写入以及读取算法复杂性降低,从而带来最多2倍的性能提升。



另一方面,RG技术减少电路上的电场持续时间,可以减少在NAND上产生的应力,在提高电源效率的同时增加闪存耐用性。


虽然P5 Plus相比P5,在和保修相关的TBW耐久度指标上没有变化,不过从美光的介绍来看,新一代176层闪存应该能够为P5 Plus带来更长的使用寿命。

测试平台及信息识别:
测试平台:
CPU:AMD Ryzen 7 5800X
主板:华硕PRIME X570-PRO
内存:DDR4-3200 8GBx2
硬盘:浦科特M8V 512GB(系统盘)
          Crucial英睿达P5 Plus 1TB
系统:Windows 10 21H1
驱动:微软默认stornvme
设置:除特别说明以外,关闭ASPM及APST节能

CrystalDiskInfo信息识别:
CrystalDiskInfo已经可以满足我们对NVMe SSD健康信息的全面识别需求。



基准测试
基准测试1:理论带宽测试
理论带宽测试的目的就是为了快速验证固态硬盘是否能达到它标称的性能指标,所以这里需要选择能够充分发挥NVMe SSD读写带宽的测试工具。目前来看CrystalDiskMark 6.0.2依然是比较合适的,它只需调整少选项,就能实现我们的目标:顺序读写测试改为队列深度128,随机读写测试改为16个测试线程、32队列深度。


我们对P5 Plus实测的性能数据为:顺序读取6617.7MB/s、顺序写入5034.5MB/s,均超过了标称值。英睿达没有在官网上直接标注P5 Plus的4K随机读写性能指标,本次测试的成绩为:随机读取714225 IOPS、随机写入673450 IOPS。

基准测试2:PCMark 10完整系统盘基准测试
PCMark 10完整系统盘基准针对当代最新固态硬盘的广泛测试,涵盖了系统开机启动、Adobe设计套件应用、Office办公套件应用、图片/ISO文件拷贝复制、多个游戏加载过程等测试内容。测试需要至少80GB的硬盘空间,单次测试产生的写入量达到204GB,复杂度超过了PCMark 8存储测试。


英睿达P5 Plus 1TB在PCMark 10完整系统盘基准测试中的成绩为3325分,远远超过了去年我们测试过的PCIe 3.0旗舰P5 1TB。虽然P5 Plus的顺序读写性能指标并不出众,但体现实际应用性能的PCMark 10成绩却非常优秀,超过了我们之前测试过的绝大部分PCIe 4.0固态硬盘。

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。



结合smartmontools识别到的APST预设,在均衡电源模式下英睿达P5 Plus可以在空闲时深入到PS3节能状态。由于是连续读写测试,SSD不会进入节能状态,所以CrystalDiskMark成绩同节能全关时基本一致。



PCMark 10完整系统盘基准测试的成绩仅有小幅下滑,说明平均电源模式下APST节能对日常使用性能影响不大。



基准测试4:温度压力测试
英睿达P5 Plus取消了P5上具备的主控温度显示,所以无论是CrystalDiskInfo还是HWiNFO64都只能看到一个温度读数,应该是闪存位置温度。



通过IOMeter执行16GB LBA范围内的128KB QD32顺序读取测试,以便让SSD始终保持稳定的满负荷工作状态。通过HWiNFO64同步记录实时传输速度(橙色)和温度(蓝色)读数。


由于待机温度比较高,满载测试开始44秒后温度读数达到77度,读取速度被限制到1670MB/s左右,温度降至73度左右后限速解除,温度重新开始升高直至下一次限速开始。如果有条件的的话,尽量给P5 Plus安装散热片,将有助于提高重负载条件下的使用性能。

进阶测试:
进阶测试项目1:SLC缓存及过半盘使用性能
空盘和半盘条件下英睿达P5 Plus 1TB的可用SLC缓存容量都接近100GB,缓存外的顺序写入速度超过1000MB/s。


半盘状态下CrystalDiskMark的顺序写入成绩略有下降,其他项目的成绩基本不变。

PCMark 10完整系统盘基准测试,对比空盘和半盘条件下的测试成绩,可以看到P5 Plus的保持状况良好,同空盘时相比,实用性能完全一致。


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。通过记录可以看到,空盘状态下P5 Plus 1TB大约具有100GB的SLC缓存空间,相比P5 1TB的340GB有所降低,但缓存外的写入速度要比P5稳定得多。



空闲15分钟后改用4K QD32随机写入5000秒并每秒记录:



最后500秒平均IOPS为31176,相比P5 1TB高出12.7%。



进阶测试项目3:PCMARK 10盘性能一致性测试(稳定态家用环境性能)
盘性能一致性测试是PCMark 10中一个仅针对专业用户的极苛刻测试,相当于PCMark 8中的扩展存储测试,只是不需要删除分区进行。该测试会对固态硬盘产生大量写入,最小23TB,最大可达到SSD容量的三倍,所以只有耐久度指标较高的高端固态硬盘才会进行这项测试。


这个测试主要是给家用最恶劣环境下的性能参考。在测试过程中SSD会持续承受高负载读写,以展现其在不同条件下的性能变化。我们挑选了其中的Photoshop Heavy项目,上图中可以看到P5 Plus从出厂态到稳定态的性能变化,其在稳定态阶段就有性能抬头的迹象,说明了P5 Plus的主控处理能力较强。

总结
英睿达P5 Plus开创了两个第一:美光旗下的第一款消费级PCIe 4.0固态硬盘、第一款使用176层3D闪存的原厂固态硬盘。同P5相比,P5 Plus不仅升级了读写速度,还改良SLC缓存算法,提升了性能一致性表现。

P5 Plus的不足之处也显而易见,尽管176层3D闪存采用了当前最快的1600MT/s高速接口,但DM02A1主控没有将其带宽优势充分体现出来,顺序读取速度上至少还有800MB/s的上升空间。尽管理论性能参数一般,但瑕不掩瑜:体现实际应用的性能的PCMark 10完整系统盘基准测试的成绩胜过了那些采用同款闪存和第三方主控、顺序读取7400MB/s的产品,这或许就是美光原厂性能调教的优势所在。

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tulei 发表于 2021-9-13 23:05 | 显示全部楼层
看来我的上一代的三星PM983性能还不差,还能再用个几年。
ssshjp 发表于 2021-9-15 14:49 | 显示全部楼层
不知道有没有厂商愿意做1600MT配两通道的方案
doymll 发表于 2021-9-16 15:41 | 显示全部楼层
好是好,不过我还是继续用东芝
dboy99 发表于 2021-9-17 14:54 | 显示全部楼层
美光总算是抛弃浮栅架构了,可喜可贺
yhhuada66 发表于 2021-9-19 21:06 | 显示全部楼层
性能不错,如果价格给力还是可以考虑的,最近被东芝西数三星这三家的新闻搞得有点怕怕
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