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兼顾高性能和高性价比:忆芯STAR1200L主控方案评测

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Essence 发表于 2022-1-12 14:38 | 显示全部楼层 |阅读模式
点击数:4938|回复数:5
本帖最后由 Essence 于 2022-1-12 17:06 编辑

北京忆芯科技是国内领先的高端PCIe SSD主控芯片和成品盘供应商,核心成员具有多年研发经验和多项研发成果,拥有从底层算法到芯片设计,再到解决方案设计等多方面的丰富经验。当前北京忆芯的业务方向已覆盖消费级和企业级、主控芯片及解决方案。去年4月的三款采用长江存储闪存固态硬盘横评当中就有一款是忆芯STAR1000P方案。

在NVMe协议HMB主机内存缓冲功能的助力之下,无DRAM缓存方案逐渐成为高性价比NVMe固态硬盘的主流选择。北京忆芯在STAR1000T-L主控基础上开发的高性能低功耗NVMe消费级解决方案:STAR1200L。本次测试的忆芯S1200LXT0就采用了STAR1200L方案,搭配长江存储第二代NAND闪存,无DRAM缓存设计,主要面向消费级以及OEM市场。

忆芯研发的PCIe SSD主控中使用的是ARC架构,不同于常见SSD主控所用的ARM架构,据了解,这也是世界上第一款用于主控芯片的ARC架构处理器,为本次评测增添了很多期待。此外,STAR1200L还使用了当前DRAMLess无缓存SSD中颇为少见的8通道设计,可以实现更高的读写速度。在取消DRAM缓存后,S1200LXT0可在单面PCB上布置4颗NAND闪存颗粒,满足在超薄笔记本电脑中安装的需求。


长江存储第二代NAND闪存采用Xtacking技术,3D TLC类型,堆叠层数64层,I/O接口速度800MT/s,配合8通道的STAR 1000T-L主控可以提供3.5GB/s左右的数据传输带宽。



这次测试的S1200LXT0 1TB标称顺序读写速度为3500/3000 MB/s,4K随机读写性能535K/320K IOPS,耐久度指标为600TBW。



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:Z390
内存:HyperX Fury DDR4 3200MHz 16GB
硬盘:浦科特M6PRO 128GB(系统盘)
          忆芯S1200LXT0 1TB(FW:1.0.19)
系统:Windows 11
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。测试样品搭载了1.0.19固件。



通过nvme-hmb工具可以查询到忆芯S1200LXT0 1TB可支持1MB到64MB之间的HMB主机内存缓冲,目前已经分配64MB容量。



Host Memory Buffer(HMB)是在SSD和nvme驱动支持的情况下,在电脑主机内存中划分不超过64MB的内存空间,专门用来存储SSD工作所必须的闪存映射表元数据。HMB可以降低闪存映射表访问延迟,显著改善无缓存设计SSD的随机读写性能。



基准测试
基准测试1:理论带宽测试
从CrystalDiskMark测速结果来看,顺序读取在3460MB/s左右,顺序写入3082.1MB/s,大致符合标称值。4K随机读写相当于545K/339K IOPS,超过标称值的535K/320K IOPS。



在同样搭配相同闪存的情况下,STAR12000L的闪存通道数量优势转化为读写速度上的领先。长江存储第二代NAND闪存支持800MT/s闪存接口,4通道下可实现大约2500MB/s读取速度,而8通道的STAR1200L可以轻松实现接近PCIe 3.0 x4接口上限的3458MB/s读取速度。



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。


这里对比了同样使用长江存储第二代NAND闪存,但搭载4通道群联PS5013-E13T主控的1TB SSD。闪存通道数量更多的STAR1200T-L主控在性能表现上优势明显。

基准测试3:SLC缓存测试
空盘无文件系统条件下使用IOMeter写入不可压缩数据,每秒记录。写入速度曲线呈现出一个比较特殊的走势,应该和HMB缓存中的FTL映射表数据交换有一定关系。忆芯S1200LXT0 1TB空盘状态下能提供大约340GB的SLC写入缓存,属于典型的全盘SLC策略。相比同样使用全盘SLC缓存的慧荣SM2263XT方案,忆芯STAR1200L并未出现SM2263XT那样的钉板现象,边释放边写入的过程中速度较为平滑。



建立分区并格式化,利用IOMeter填充一半盘内空间。CrystalDiskMark半盘相比空盘成绩基本不变:



半盘状态下忆芯S1200LXT0 1TB的3DMark存储基准测试分数为1722,处于主流级水平。



和空盘时的1751成绩相比,半盘状态下S1200LXT0在纯读取的游戏加载和纯写入的移动游戏项目中没有出现性能衰减,有变化的主要是读写混杂的工况。总体来看半盘使用状态下性能下降并不严重。



基准测试4:Procyon生产力性能测试
Procyon是UL推出的生产力测试工具套装,提供了Office办公测试、照片编辑测试、视频编辑测试和AI推理测试(仅适用于安卓设备)四项测试内容,我们这次用到的是办公室生产力测试和照片编辑测试,涵盖内容创作者们经常用到的Microsoft Office办公应用以及Adobe Phtoshop、Lightroom设计应用。



办公生产力测试包括了微软Office套件中的Word、Excel、PowerPoint、Outlook使用过程回放。忆芯S1200LXT0 1TB获得6037分,高于群联PS5013-E13T的5892分。




照片编辑测试由Photoshop图片编辑(图片编辑和图层效果)和Lightroom批处理(图片裁剪拉伸和修改,应用各种预设)两项测试组成,忆芯S1200LXT0 1TB获得7106分,高于群联PS5013-E13T的6936分。




进阶测试
进阶测试1:节能和待机温度测试
忆芯STAR1200L主控支持APST自动电源状态转换和ASPM链路节能。根据smartmontools识别的APST预设信息,S1200LXT0支持一种活动电源状态(PS0)动电源状态(PS1、PS2),由于PS2状态的退出延迟很高,作为系统盘使用通常是无法进入该状态的。



ASPM节能需要在Windows电源管理中将PCI Express链接状态电源管理设置为最大电源节省量(笔记本电脑在平衡电源计划下即默认开启)。



26室温条件下,开启节能后S1200LXT0的待机温度从47度降低到33度,降幅幅度达到14度,效果明显。


从CrystalDiskMark和PCMark 10完整系统盘基准测试来看,开启节能对S1200LXT0的实际使用性能影响不大。



进阶测试2:温度压力测试
这个测试在关闭全部节能特性的情况下进行,考察SSD在极端重负载使用时的温控机制。为保证输出持续稳定的压力,测试使用IOMeter进行8GB范围128KB QD32顺序读取。


通过HWiNFO64记录到的温度和速度曲线可以看到,第11秒的时候出现了一个小的速度下滑,前10秒读取的范围(大约30GB)可能恰好对应了主控内SRAM直接管理的FTL(大约30MB容量),从第10秒开始过渡到HMB主机内存缓冲,LUT存取延迟小幅增加引发速度变化。从第70秒开始方才出现过热引起的限速。在834秒的测试过程中,SSD报告的最高温度为70度。

进阶测试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。


忆芯STAR1200L方案采用了全盘SLC缓存,这种模式的优势在于中轻度家庭应用而非重负载写入。不过STAR1200L具备8个闪存通道,在PCMark 10盘性能一致性测试中面对4通道主控的群联PS5013-E13T依然有着非常显著的重负载性能优势。

在进入到恢复阶段后STAR1200L的存储带宽突然下降,和稳定态的健壮形成鲜明对比,这时主控在积极进行垃圾回收,对使用性能产生了一定影响。到恢复过程第五阶段时,性能再次回升。

总结:
忆芯STAR1200L方案凸显了STAR1000T-L主控出色的重负载使用性能基因。相比常见的4通道解决方案,8通道设计的STAR1200L可以提供更高的读写带宽,无DRAM缓存设计搭配HMB主机内存缓冲功能,较好地兼顾了高性能与高性价比。

同群联PS5013-E13T主控相比,闪存通道数量翻倍的忆芯STAR1200L具备明显的读写性能优势。和慧荣SM2263XT主控相比,二者都采用全盘SLC缓存策略,但忆芯STAR1200L主控的CPU性能占优,在恶劣工况下性能表现更好。

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nighttob 发表于 2022-1-12 18:30 | 显示全部楼层
这三个主控都是HMB/DRAM-less,优势也就体现在STAR1000T-L是八通道
通道多→内部带宽高→可以为所欲为
ssshjp 发表于 2022-1-15 17:01 | 显示全部楼层
温度压力测试的图表里标的是写入,文字是读取

这个温度感觉不算好,不用ARM架构是专利问题?

kjceva 发表于 2022-1-17 08:45 | 显示全部楼层
咸鱼上见过矿卡。。零售不多见
武英仲 发表于 2022-1-20 11:56 | 显示全部楼层
Flame Starblaze
芙蕾雅●史塔布蕾兹
火焰星尘
donnyng 发表于 2022-4-17 22:57 | 显示全部楼层
买不到的,pass。。。。
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