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Barefoot 3主控分析与OCZ Vertex 460 和 Vector 150系列产品评测

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neeyuese 发表于 2014-7-23 22:11 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
点击数:15928|回复数:21
PCEVA在2011年曾经做过采用SandForce 2系方案的全系列OCZ消费级产品线测试- SandForce主控分析与OCZ SSD性能测试 。

时隔3年不到,如今OCZ已于去年底被东芝收购,重整旗鼓的OCZ把原本臃肿的消费级产品线大幅度简化后,只保留了Vertex系列(原主流产品线)和Vector系列(原旗舰产品线),本次我测试的4款2系列产品则都是采用东芝颗粒搭配自家Barefoot 3主控的新产品。

Barefoot 3主控介绍



图中为:OCZ依靠之前收购的Indilinx和PLX技术团队研发最终自主开发成功的SSD主控Barefoot 3系列,通过TSMC 65nm GP工艺流片后的成品。



这颗Barefoot 3主控内部搭载了一颗负责主机控制部分的ARM Cortex处理器和另一颗负责闪存控制部分的由OCZ自主设计的Aragon 32位协处理器,工作频率400Mhz,支持SSD特有的RISC指令集优化,能在单周期下执行大部分指令与跳转,(意味着在高负载时能提升IOPS,低负载时能降低延迟)- 有部分复杂指令,需要多个周期来执行,例如除法指令等。主控内置SRAM和外置内存控制器优化和维护部分采用的是第三方Synopsys公司的专利技术和系统软件,支持搭配外置DDR2/DDR3大容量缓存到最大1GB。主控为提高SSD耐久度支持硬件BCH ECC,最大纠错能力为44随机bits每1KB。硬件支持内部数据随机化处理(Randomizer)- 作用为打乱数据,使得0和1均匀分布来降低读写干扰。支持ONFI/Toggle闪存接口(当然今后应该是都Toggle接口了,御用东芝颗粒嘛)。支持AES256加密强度,不过貌似对前几天我刚介绍的新SED加密标准支持欠佳,只支持在BIOS里改改ATA Password。新一代SSD支持的加密技术介绍







本次测试的产品集合照: OCZ Vertex 460 120GB/240GB 和 OCZ Vector 150 120GB/240GB



上图为当前OCZ消费级SATA接口产品目前在售产品的比较表,图中Vertex 450是搭载的美光20nm颗粒(被东芝收购前的产品),个人表示不建议消费者选购。同时发现Vertex系列是3年保修,Vector系列是5年保修,同时标称每日写入量为50GB,相对Vertex系列的20GB来说可谓提升明显。可以看出新款东芝颗粒19nm的2款产品在极限性能发挥上差距并不十分明显,可以理解为固件架构一样,差别完全在运行频率上的体现。主控上Vector采用的是标准版Barefoot 3 M00,而Vertex系列采用的是降频版Barefoot 3 M10





Vector 150 120GB PCB , 可以看出颗粒是台湾封装的,最后排生产日期后跟9AE





Vector 150 240GB PCB ,可以看出颗粒是台湾封装的,最后排生产日期后跟9AE





Vertex 460 120GB PCB ,可以看出颗粒是中国封装的,最后排生产日期后跟KAE






Vertex 460 240GB PCB ,可以看出颗粒是台湾封装的,最后排生产日期后跟9AE



我强调下,不是说中国封装的闪存就不好,如上图,就算是Toshiba自家消费级旗舰产品也有采用中国封装的颗粒。

可以看出,这4块盘2个系列的产品PCB上的元件基本一致,有几点要说下:

1. Vector 150采用的是纯正的Barefoot 3 M00 主控,其中OCZ自行研发的控制闪存部分的Aragon协处理器运行频率为397Mhz,而Vertex 460采用的是后出在性能和功耗上取平衡的降频版Barefoot 3 M10主控,运行频率为352Mhz,也是为了故意拉开自家旗舰和主流级产品的性能差距。
2. Vector 150采用的缓存颗粒为美光D9PFJ DDR3-1600MHz CL11工作电压1.35V,Vertex 460采用的是美光D9LGK DDR3-1333MHz CL9 工作电压1.5V,等于是物尽其用来搭配降频的主控吧。120GB和240GB型号均采用2颗256MB缓存(512MB)。



3. 这次测试显示2个系列的颗粒编号相同,皆为东芝原厂P-TFBGA132封装的Toggle DDR 2.0 异步19nm(T19) TYPE C TH58TEG7DDJBA4C (3000 P/E的ECC需求为40bit/1KB),16KB Page Size,4MB Block Size,每个Die 8GB,2个Die封装成16GB单颗,因此8颗组成120GB容量,16颗组成240GB容量(13% OP)。虽然闪存编号相同,不过从Vector 150的标称50GB每天保5年和Vertex 460标称每天20GB保3年来看,相信Vector 150采用的颗粒品质应该是好于Vertex 460系列的。



4. 电源电路部分采用的是TI的TPS652510。TPS652510 是一款具有 3 个降压转换器的电源管理集成电路 (IC)。 此器件具有一个内置的斜率补偿斜坡,以防止峰值电流模式控制中的次谐波振荡。集成了高侧和低侧金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) 以提供效率更高的完全同步转换。 组装有一个过压瞬态保护电路来大大减少电压过冲。TPS652510 特有一个监控电路,此电路监控每个降压转换器的输出。说简单点就电源电压控制,监控和复位的作用。



5. PCB尾端有类似mSATA的接口,有些贴上了绝缘胶带,应该是给工厂测试用的。
6. 这2款SSD的铝合金壳子都很重,对笔记本用户来说是增加了不少分量。
7. 壳子上和主控接触点有散热胶,能把热量快速带出,我手摸了下高负载下温度并不太高。
8. 除了外面的4颗螺丝外,内部PCB和壳子底座还有4颗螺丝固定,更稳固可靠。
9. 两个系列产品都带了Acronis True Image HD 2013的序列号,方便用户直接转移旧系统和数据,软件可去OCZ官网下载。
10. 两个系列产品都是7mm厚度,带3.5英寸转接架和固定螺丝,方便台式机用户。

测试平台和系统环境:

CPU:Intel Core i7-2600K(节能关闭)
主板:华擎 Z77 Extreme 4
内存:G.SKILL DDR3-1600 4GB x 2
系统盘:希捷企业级240GB SSD
系统:Windows 8.1 Pro 64-bit Update
驱动:storAHCI 微软默认驱动

SSD基准信息判定:Crystal Disk Info




CDI的信息还是比较准确的,读写量都有明显标示。D0为已用P/E数,E9为官标剩余P/E百分比,可以得知固件里颗粒设置是3000 P/E的。

验证项目:Zone measurement 验证SLC Cache模式



Vector 150 120GB



Vertex 460 240GB

测试开始前,为了验证这次OCZ的固件是否依然采用类似之前Vertex 4的SLC Cache模式,特地跑了这个Zone measurement测试,上面2张为Vector 150 120GB,下面2张为Vertex 460 240GB,上面第一张和第三张图为做完Secure Erase模式后进行全盘持续填充,可以看到当盘分别写入到64GB和128GB容量的时候速度突降(由于OCZ此次的型号是120GB/240GB,OP有13%,因此在图中到了55%附近才出现性能下降),120GB持续写入性能降低到不足之前的1/4,而240GB的持续写入性能降低到之前的大约1/2不到。第二张第四张图是跑完(全盘填充满)后休息1分钟再跑一次全盘填充,可以看到120GB容量写入性能大致在200MB/s不到,是之前高速时候的1/2,而240GB容量写入性能大约在380MB/s不到,是之前高速时候的90%附近。换句话说,本帖以下所有基准测试全部是跑在SLC Cache模式下的,只有进阶测试开始才会突破SLC Cache模式。

SLC Cache部分解析可以看这个链接,http://www.pceva.com.cn/article-1243-1.html

我再说一下这里不同容量速度下降不同的解析:由于OCZ采用的是T19 Type C颗粒,支持ABL的DDR 2.0模式,换句话说120GB型号的持续写入应该能达到320MB/s附近(空盘填充),有比较容易垃圾回收数据的话则能够达到220MB/s附近。240GB型号的话应该是有450MB/s附近的(空盘填充),有比较容易垃圾回收数据的话则能够达到350MB/s附近。在第一次Zone measurement测试时候,盘需要边把SLC Cache数据写回MLC,边进行垃圾回收释放MLC空间,造成性能下降,小容量的颗粒内部带宽首先,影响更大,大容量型号内部带宽充足,因此保持了接近50%的性能。第二次Zone measurement的时候,SLC Cache 数据已经全部写回MLC了,而且数据是持续的,较容易做垃圾回收,虽然每笔写入的数据都依然要进行清理,但是压力相对来说就小多了。

基准测试项目1:  TXBench 0.95




图的顺序分别是120GB的Vector -> 120GB的Vertex 460 -> 240GB的Vector -> 240GB的Vertex 460
可以看出基准测试下差距真的非常小,如果低容量型号还看得出,高容量型号则基本就没有明显差距了,看来SSD主控协处理器主频和外置闪存主频提高带来的那点性能差距微乎其微。


基准测试项目2: PCMARK 7




图的顺序分别是120GB的Vector -> 120GB的Vertex 460 -> 240GB的Vector -> 240GB的Vertex 460
这里的表现和上面的基准测试一样,Vector 150就是强同容量的Vertex 460那么一点点,5370~5400的PCMARK 7分数也只能算是主流水准,如今高端上大气的SSD一般是5500级别的。

基准测试项目3: PCMARK 8




图的顺序分别是120GB的Vector -> 120GB的Vertex 460 -> 240GB的Vector -> 240GB的Vertex 460
120GB下Vector150就是强同容量的Vertex 460那么一点点,240GB容量下两者性能差距可忽略不计。

进阶测试项目1: QD深度对随机4KB读写造成的影响






对不同条带深度下随机读取性能表现来说,主控频率和外置闪存的频率差异难以拉开性能差距,相反容量的区别则表现非常明显。不同条带深度下随机写入由于受到主机平台缓存的影响较大,而SSD写入缓存也间接缩小了差异,表现出来的区别可以忽略不计。

进阶测试项目2: 离散分布测试(IOMETER 5000秒)




这次测试采用OCZ Barefoot 3主控的4款产品离散度表现非常不理想,性能漂浮不定,这主要是全盘SLC Cache模式导致的性能波动,所以企业级产品一般不采用SLC Cache模式,即使平均IOPS再高也不行,因为离散难看的话代表延迟不稳定,俗称Qos烂。家用产品为什么适合用SLC Cache,因为要充满SATA 6G的带宽,同时家用环境压力不大,瞬间爆发力对用户更实际,只要使用高品质的闪存颗粒,颗粒耐久度损耗比企业级小也不成问题,延迟的问题在SLC Cache没用爆前也不是问题。同时注意到240GB容量的平均IOPS基本是120GB容量的2倍,这是闪存通道并发合理运用并发产生的效益提升,Vector 150和Vertex 460的表现接近,差距并不大,120GB容量的IOPS平均在10000附近,而240GB容量的IOPS平均在20000附近。

进阶测试项目3: PCMARK 8扩展存储测试之性能一致性部分



在PCMARK 8 2.0专业版的存储测试中,新增了一个只能用命令行启动的扩展测试。和之前的存储测试不同,扩展测试是运行在无数据,无分区的存储设备上的,如果盘上有分区则不会启动。此测试只允许在有管理员权限的命令行中执行。

具体关于PCMARK 8扩展测试的介绍可以参考这个链接:http://bbs.pceva.com.cn/thread-110044-1-1.html

这次PCMARK 8扩展存储测试上OCZ Barefoot 3的表现异常出色,4款产品全部以17~18小时的时间跑完全程,这在消费级产品里属于极其罕见的,也是之前我没有想到的。这里我选取了其中压力最大的Adobe Photoshop Heavy测试部分的成绩画图表,可以看出产品在性能降级过程和稳定过程还有之后恢复过程的性能。

总结部分:OCZ在去年被东芝收购后,意味着今后的所有产品都会采用东芝原厂颗粒,之前那些由于颗粒问题造成的返修率爆表事件应该是不太可能再发生了。这次OCZ停产了除了Vertex和Vector这2个主流和旗舰系列外的所有让人眼花缭乱的消费级SATA产品线,同时也代表着OCZ的产品短时间内将不会再有之前那么明显的价格竞争力了,这简直是从一个极端跳到另一个极端,确实让人大跌眼镜。从这次我测试的Vertex 460产品和Vector 150产品来看,刚被收购后的OCZ还没有精力靠固件来拉开产品之间的性能差距,2款产品的性能实在是太接近了,区别应该只是保修和原厂颗粒体质筛选造成的官标耐久度吧。



让我记忆犹新的还是最后做的PCMARK 8扩展测试部分,看来OCZ鼓吹的不怕写脏盘能力确实有表现出来。

最后感谢这次提供测试样品的上海赞禾英泰信息科技有限公司,另外要说下我手上的是老版本的OCZ Vertex 460系列,之后OCZ的Vertex 460系列将会采用新的贴纸如图:



另外东芝A19已经铺货,OCZ搭配新A19的新产品和之后的旗舰单核原生PCIE产品也应该快出现了,到时候即可靠PCIE轻松拉开系列间的性能差距,让我们拭目以待。



OCZ的新公司LOGO移除了旧有的“Technology”字样,全新的OCZ命名为 OCZ Storage Solutions,并且成为Toshiba Group Company家族的一员。按照OCZ的说法,四条竖线分别代表了SSD最重要的四个部分:控制器、软件解决方案、固件和闪存。

题外话:其实我个人一直感觉OCZ这个新LOGO的表示如下,一人跪拜在4根大柱子下,它们分别是4大主要闪存生产厂(三星,东芝闪迪,英特尔美光和海力士),意思为OCZ终于领悟了只有采用优质闪存资源才能做出高品质的SSD。

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rszx00261640 发表于 2014-7-29 17:22 | 只看该作者
浴室的头像不见了
3#
oldhorses 发表于 2014-7-29 19:13 | 只看该作者
老大,越来越学术了,帖子发的好似论文,学习了
4#
a9642317 发表于 2014-8-1 13:12 | 只看该作者
题外话有意思
5#
SSD考察团 发表于 2014-8-1 17:08 | 只看该作者
现在竞争激烈,偶尔看到OCZ,价格优势都没了
6#
吉八猫 发表于 2014-8-4 04:10 | 只看该作者
题外话才是重点
7#
jlb2006 发表于 2014-8-5 15:20 | 只看该作者
重温浴室贴
8#
huilailewo 发表于 2014-8-24 18:17 | 只看该作者

这种项目的测试很少见不知常见的M5sM6sM6p影驰的1大队各将们和V300+、、是什么曲线
9#
toppanda 发表于 2014-8-25 09:55 | 只看该作者
老大 D0为已用P/E数,E9为官标剩余P/E百分比,可以得知固件里颗粒设置是3000 P/E的。   这个是怎么算出来的??
10#
tutankhamen 发表于 2014-8-25 11:17 | 只看该作者
OCZ以前就像是个妓*女................然后现在看来有从良的趋势...............然后浴室对新LOGO的理解,真到位...........我表示非常赞同
11#
frontwing 发表于 2014-8-25 11:47 | 只看该作者
本帖最后由 frontwing 于 2014-8-25 11:49 编辑
toppanda 发表于 2014-8-25 09:55
老大 D0为已用P/E数,E9为官标剩余P/E百分比,可以得知固件里颗粒设置是3000 P/E的。   这个是怎么算出来的 ...


根据vertex 460 120G的图,D0已用57个PE时,E9剩余寿命99%,说明57个PE大于1%的寿命而小于2%的寿命
根据vector 150 240G的图,D0已用71个PE时,E9剩余寿命98%,说明71个PE大于2%的寿命而小于3%的寿命
根据vertex 460 240G的图,D0已用101个PE时,E9剩余寿命97%,说明101个PE大于3%的寿命而小于4%的寿命
考虑到东芝在19nm时代后未以5000PE长寿命做宣传,按现今3000PE的惯例,合理猜测,2%寿命的节点在60个PE上,3%寿命的节点在90个PE上,即官标寿命为3000PE
这个做法和美光一样,PE每增加30,健康度减少1%
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toppanda 发表于 2014-9-11 23:16 | 只看该作者
frontwing 发表于 2014-8-25 11:47
根据vertex 460 120G的图,D0已用57个PE时,E9剩余寿命99%,说明57个PE大于1%的寿命而小于2%的寿命
根据v ...

谢谢指点啊   我倒没看到那么细咧。
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badaa 发表于 2014-9-12 21:41 | 只看该作者
現在蹦出來的松下也是這個主控?
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frontwing 发表于 2014-9-12 21:47 | 只看该作者
badaa 发表于 2014-9-12 21:41
現在蹦出來的松下也是這個主控?

松下premium=OCZ vertex 460
松下premium pro=OCZ vector 150
15#
huilailewo 发表于 2014-9-13 20:29 | 只看该作者
frontwing 发表于 2014-8-25 11:47
根据vertex 460 120G的图,D0已用57个PE时,E9剩余寿命99%,说明57个PE大于1%的寿命而小于2%的寿命
根据v ...

有没有这主控的盘的写入放大系数的资料


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frontwing 发表于 2014-9-13 21:25 | 只看该作者
huilailewo 发表于 2014-9-13 20:29
有没有这主控的盘的写入放大系数的资料

http://www.tomshardware.com/reviews/vector-ssd-review,3358-9.html
这是第一代vector(非150)的测试,2.8倍。
17#
huilailewo 发表于 2014-9-14 11:14 | 只看该作者
frontwing 发表于 2014-9-13 21:25
http://www.tomshardware.com/reviews/vector-ssd-review,3358-9.html
这是第一代vector(非150)的测试, ...


18#
茶茶 发表于 2014-11-28 11:23 | 只看该作者
浴室大大能不能提供一些简单的SSD测试教程,让我们这些网友可以自己对一些SSD关键指标(例如SLC缓存,SSD离散度)等自行可以测试验证呢。这样会比你一个人宣讲更加生动
19#
固特异轮胎 发表于 2014-11-29 16:05 | 只看该作者
茶茶 发表于 2014-11-28 11:23
浴室大大能不能提供一些简单的SSD测试教程,让我们这些网友可以自己对一些SSD关键指标(例如SLC缓存,SSD离 ...

同意,顶一个
20#
jsjyxf 发表于 2014-11-29 19:53 | 只看该作者
拜读了,感谢分享
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