前言
4月份的时候我们进行了5款OEM SSD横评,今天我们来关注OEM SSD的另一个细分领域:QLC闪存商用消费级SSD。这次PCEVA评测室依然是挑选了5款产品进行横评:长江存储PC41Q、金士顿OM8PGP4、美光2400、三星BM9H1、三星BM9C1。
针对紧凑型设备的需求,商用消费级SSD往往还会在M.2 2280规格之外,推出M.2 2230或M.2 2242规格的选项,不同规格只有尺寸上的差异,不影响性能。以下数据来自各品牌官网,N/A代表官网上未找到此项的具体数值。
作为主打性价比的QLC商用消费级SSD,一些型号甚至没有在官网明确列出,但这并不意味着它们的性能对最终用户就无关紧要。拒绝躺平,这5款SSD谁的实际表现更强?下面先从硬件方案分析开始。
硬件方案对比
五款SSD都采用了当前主流的四通道无DRAM缓存方案,单面PCB设计,能够满足各种紧凑型设备的安装使用需求。闪存接口速度和闪存读取带宽将共同影响SSD的顺序读取性能。
长江存储PC41Q基于其第四代三维闪存芯片打造,晶栈Xtacking 3.0架构能够提供2400MT/s接口速度,PC41Q的最大顺序读取速度为5700MB/s。
金士顿OM8PGP4系列在官网上仅有2TB容量,这次测试的1TB版本很可能采用了与2TB相同的Solidigm Q4128A(144L QLC)闪存。该闪存的接口速度是比较特别的1400MT/s,造就了它极为特殊的4100MB/s读取速度。
美光2400使用了1600MT/s接口速率的176层3D QLC闪存,最大顺序读取速度4500MB/s。
三星BM9H1还未出现在三星官网,但三星的路线图显示其在去年第四季度就已经实现量产,我们能够比较容易地从市场上采购到它的样品。路线图还显示它使用了三星V7 NAND QLC闪存,接口速度1600MT/s,从而支撑起5000MB/s的顺序读取速度。
三星BM9C1同样基于V7 NAND QLC闪存,搭配三星PICCOLOQ主控。BM9C1的实测读取速度和BM9H1差不多,官方标称顺序读写速度4900/4000 MB/s,4K随机读写540K/740K IOPS。
测试平台
CPU:Intel Core i9-13900K
主板:技嘉Z790 AORUS PRO X WIFI7
内存:Lexar DDR5-6000 16GB*2
硬盘:Samsung 980 PRO 1TB(系统盘)
长江存储PC41Q 1TB
金士顿OM8PGP4 1TB
美光2400 1TB
三星BM9H1 1TB
三星BM9C1 1TB
系统:Windows 11
所有SSD在测试时都安装到CPU直连的M.2插槽,以获得最低的存取延迟。测试时均使用主动散热,避免过热限速对成绩的影响。
性能测试
性能测试项目1:理论带宽测试
CrystalDiskMark用来测试SSD在理想状态下能够实现的最高理论读写性能。长江存储PC41Q在顺序读写和4K随机读写速度上保持全面领先。
顺序读写速度对比:
4K单线程随机读写对比:
CrystalDiskMark执行有限空间内的写入后立刻读取测试,成绩会受到SLC缓存的影响。接下来我们通过fio先填充满全盘,然后执行读取测试,从而得到无缓存影响的实际读取速度。
下图中横轴为时间(单位秒,用时越短越好),纵轴为读取速度(单位KB/s,速度越高越好)。长江存储PC41Q和三星BM9C1在测试末段都有一个高速区间,对应的是最后写入到盘内的SLC缓存内容(未被释放为QLC)。
过去我们常常关注闪存的写入性能,而QLC闪存的读取速度也比TLC要慢一些,在四通道PCIe 4.0方案下,有可能会出现QLC直接读取填不满接口带宽的情况。闪存直接读取速度最快的长江存储PC41Q(5043MB/s),性能是三星BM9C1(1848MB/s)的2.7倍。而都采用三星V7 NAND QLC闪存的BM9H1与BM9C1之间差距也非常明显。
性能测试项目2:PCMark 10完整系统盘基准
PCMark 10完整系统盘基准针对当代最新固态硬盘的广泛测试,通过记录-回放原理再现SSD对各种不同应用的性能影响。测试项目涵盖系统开机启动、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。
PCMark 10一次只能对比最多4个型号,所以需要分两次展示:
导出分析详细测试数据,系统和设计软件启动项目上长江存储PC41Q表现一枝独秀:
游戏启动项目中长江存储PC41Q继续保持领先,三星BM9C1跟随其后。
办公和设计软件使用性能上,长江存储PC41Q优势明显。三星BM9H1和BM9C1表现接近。
文件复制性能上,长江存储PC41Q整体上仍是最快的一个。三星两款型号之间的内战互有胜负,美光2400总体表现不佳。
性能测试项目3:最终幻想14 Benchmark
为了排除SLC缓存对游戏加载成绩的干扰,在将最终幻想14 Benchmark拷贝到测试目标盘后,首先使用IOMeter向盘内填充512GB的不可压缩数据,空闲等待SLC缓存被强制清空后再进行游戏加载测试。
长江存储PC41Q:7.982秒
金士顿OM8PGP4:8.509秒
美光2400:8.018秒
三星BM9H1:9.214秒
三星BM9C1:9.496秒
游戏加载用时越短越好:
性能测试项目4:SLC缓存与缓外持续写入速度
这个测试在无文件系统条件下使用IOMeter执行128KB QD32顺序写入进行。QLC SSD缓存内外写入速度差距较大,完整的图表反而不容易看清楚。我们选取测试前100秒分析空盘的SLC缓存容量,选取第101到200秒分析SSD的缓外持续写入性能。空盘状态下长江存储PC41Q的SLC缓存容量约为124GB,缓存内写入速度最快。而缓存内写入最慢的金士顿OM8PGP4则拥有最大的SLC缓存容量(全盘SLC缓存算法)。
写入测试开始100秒后,各盘都已经用完了SLC缓存。此时长江存储PC41Q与三星BM9H1、美光2400的缓外写入速度接近。全盘SLC缓存算法的金士顿OM8PGP4面临更重的边释放边写入负担,写入速度下滑到仅有35MB/s。三星BM9C1的平均写入速度虽然比金士顿好一些(43MB/s),但频繁出现写入仅有个位数的现象,会严重影响使用体验。
性能测试项目5:能效比测试
这个测试是将SSD装入到USB 3.2 Gen2x2移动硬盘盒中,通过USB功耗表测量空闲和顺序读取两种情况下的功耗。
SSD安装在移动硬盘盒中时,空闲时无法进入深度节能状态,并且我们测得的功耗同时也包括了移动硬盘盒消耗的能量,所以数值上会比厂商标称的待机功耗高。但这也比较符合系统盘使用时的情形,后台服务对硬盘的读写使得SSD很难进入最深度节能。
能效比是用硬盘盒内CrystalDiskMark顺序读取速度除以此时的功耗获得的,单位MB/s/mW。再次强调,这里测得的是包括硬盘盒在内的整体性能功耗比。
空闲和读取情况下能效表现最出色都是长江存储PC41Q,其次是美光2400,最差的是三星BM9C1。
总结
这次横评的QLC商用消费级SSD可能对很多玩家来说不以为多重要,因为买回来笔记本电脑后第一件事就是把它们拆了换掉,这也从一个侧面说明笔记本的SSD性能对体验很重要。但玩家毕竟是少数,更多的人还是使用标配的SSD。仅从笔记本电脑的销量来看,商用级SSD销量很庞大,行业中的竞争非常激烈。它们当中有些在官网都查不到型号,但却已经默默无闻地作为预装SSD出现在各大品牌笔记本电脑中。我们认为,QLC商用消费级SSD也不应躺平,而是应该注重为用户提供尽可能高的实用性能,助力终端设备提升用户体验。
回到QLC商用消费级SSD上来,四通道DRAMLess方案中,闪存是SSD性能的决定性因素。主控和固件算法虽然可以对跑分进行一些优化,但具体到实际应用性能,还是要看QLC闪存的直接读取速度。
本次横评的5款SSD中,三星BM9H1和BM9C1使用了相同的闪存。BM9C1采用三星PICCOLOQ主控,在PCMark 10完整系统盘基准测试中展现出了三星一贯较高的跑分优化水准,但在实际游戏加载测试、缓外写入以及能效比方面,则明显不如采用公版主控的BM9H1。自研主控神话破碎有可能是三星迟迟未能推出消费级990QVO的一个原因。
金士顿使用了Solidigm 144L QLC闪存,1400MT/s闪存接口使得它的顺序读取速度在5款SSD中显得比较另类。除了由于全盘SLC缓存算法导致的缓外性能不佳之外,整体表现还是符合其定位的。美光是推动QLC闪存应用的急先锋,但从QLC直接读取速度来看,其产品性能面对长江存储已无优势可言。
长江存储PC41Q在闪存上的优势非常明显,除了晶栈Xtacking 3.0技术赋予的2400MT/s接口速度之外,长江存储闪存的QLC直接读取和写入性能也都处于领先地位,带动PC41Q在对比测试中取得优势。由此可以看到,在其他公司的闪存技术纷纷遭遇瓶颈的时候,长江存储的技术发展态势却没有减速,现阶段就已领先,未来前景更加看好。
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