讀寫雙超500MB/秒 三代SSD何時爆發?

2020-12-07 中關村在線

    三星840系120GB SSD上周大幅降價達到70元,商家和網友們看得都跌破眼鏡。與此同時,三星830系128GB SSD不到一個月時間,從575元漲至720元。價格的漲跌反映二代和三代SSD的銷售冷暖。我們不禁要問,三代SSD出了什麼事,它們什麼時候才能爆發?



讀寫雙超500MB/秒  三代SSD何時爆發?

誰拉開三代SSD的序幕

    二代SSD的末代王者OCZ Vertex4採用自產Indilinx Everest 2 主控制器,高超的IOPS值一下子甩開所有競爭對手。如果你是SSD廠家,看到OCZ Vertex4,你的第一直覺:「要開發新產品!」。沒錯,正是OCZ Vertex4 SSD拉開了三代SSD的競爭序幕。

盤點三代SSD

    三代SSD首款產品出自浦科特M5P,它採用最新一代的Marvell 88SS9187主控和最先進的19nm東芝快閃記憶體晶片。單看如此豪華的硬體規格,就足以讓人期待它的性能。

    9月24日,三星首次採用「高低搭配」劃分產品線,同時發布了「普及版840系列」和「旗艦版840PRO系列」。其中「旗艦版840PRO系列」毫不費力拿下了三代SSD的性能寶座。有意思的是,三星採用21nm的快閃記憶體,而不是19nm。

    11月28日,OCZ發布了它的最新一代產品:Vector SSD。OCZ Vector SSD採用自產Indilinx Barefoot 3主控,它的隨機讀寫IOPS值較之上代產品有五位數的提升,並且提高了讀寫速度。更讓人覺得不可思議的是,它用的是25nm快閃記憶體,達到了三代SSD的高標準性能。

    與此同時,英特爾發布了準三代SSD,它採用SF2218中和20nm快閃記憶體,但是它的性能卻只能和二代SSD看齊,甚至不如二代SSD的末代王者OCZ Vertex4。

    這個就是三代SSD的現狀,它們只有寥寥數家第一批吃螃蟹的SSD廠商,眾多諸如金士頓、威剛、美光等大牌SSD廠商駐足觀望。只要這些三代SSD中的任何一款能從二代SSD中接班,打開三代SSD的銷售突破口,將刺激三代SSD的百花齊放。

2三代SSD究竟提高了什麼? IOPS

    二代SSD的讀寫速度已十分逼近SATA3.0的極限速度600MB/秒,在硬碟接口遲遲沒有升級的情況下,SSD的讀寫速度已無多大的提升空間。那麼三代SSD究竟有什麼可以提高的?請看這裡:

提速度難 提IOPS易


測試IOPS高低的AS SSD軟體

    但是SATA3.0接口並沒有限制IOPS值,因此SSD廠家另闢戰場,推出高IOPS值的SSD。因此三代SSD有一個顯著的共性特點:IOPS值普遍相當高,沒有9萬不好意思出來見人。這個值到底有什麼用?這個值就是SSD每秒的I/0寫入次數。

    IOPS值隨著我們的讀寫環境複雜,在一定隊列深度下,它會越變越強。這個和讀寫速度是截然相反的,因為讀寫速度是讀寫環境越複雜,它會越變越慢。問題是,一般家用環境哪裡來的如此高深的使用環境,除非我們把家裡的電腦主機當伺服器用。

    對於讓人看花眼的五位數甚至六位數的IOPS值,它的基數龐大,甚至大多數網友往往並不在意IOPS值的高低,畢竟網友們不是專業廠商。他們更在意的是SSD的讀寫速度高低。

提最大讀寫難 提持續讀寫易

 
二代SSD的持續讀寫速度很少能雙超500MB/秒

    SSD往往一提到最大讀寫速度即遭各種雞飛蛋打,沒錯,該打!一款採用異步快閃記憶體的SSD,往往最大讀寫雙雙超過500MB/秒,而持續讀寫速度連200MB/秒都過不了,能不遭網友質疑。

    即使採用同步快閃記憶體的二代SSD也存在一定不足,最大讀寫速度和持續讀寫速度差距比較大。

    三代SSD除了提高IOPS值,它們的另一大顯著變化,就是持續讀寫速度雙超500MB/秒,即使稍微弱一點的三代SSD,其寫入速度也接近500MB/秒。它們的最大讀寫速度和持續讀寫速度差距縮小到只有幾十MB/秒。

    相對來說,持續讀寫速度能給家庭用戶帶來切實的性能提升,不過它的提升幅度沒有IOPS那麼迅猛。畢竟SSD的最大讀寫速度都突破不了600MB/秒,何況持續讀寫速度乎。


    二代SSD對比三代SSD,較為實用的持續讀寫速度進一步縮小差距,不甚實用的隨機讀寫IOPS值則是給遠遠甩在後面。

3浦科特M5P:後發制人 固件可期

    浦科特M5P SSD擁有最高硬體規格,但是最先進的19nm快閃記憶體和新主控匹配仍需時日,這款SSD的性能爆發主要集中在後期的固件開發。當然它的原本性能已經足夠強悍,最近ZOL收到了它的1.02版M5P 512GB SSD,性能對比1.00的最初版本有所提高。


浦科特M5P 512GB SSD拆解

 


浦科特M5P 512GB SSD的主控/快閃記憶體晶片(點擊放大)

   浦科特PX-256M5P 固態硬碟採用伺服器級別的Marvell 88SS9187-BLD2控制晶片,它基於雙核處理器,專門為適配19nm快閃記憶體而設計,支持最大1GB DDR3緩存,並且還支持多種筆記本電腦節能模式。


浦科特PX-256M5P/1.02固件固態硬碟CDM測試成績


浦科特M5P 512GB/256GB SSD IOPS對比

    一直致力開發頂級SSD的浦科特,在二代SSD大戰中長期居於領先地位,M3P到後期給OCZ Vertex4趕超而丟失性能寶座。浦科特M5P作為三代SSD的先鋒官,它的讀寫速度小幅提高,隨機讀寫能力幾乎是質的飛躍,它以強大的性能壓制OCZ Vertex4,在此後數月穩坐性能寶座。

    近期浦科特開發出1.02 M5P固件,我們通過對比較早前的1.00固件版的浦科特M5P 256GB SSD,隨機4K讀取提升3926 IOPS值;隨機4K寫入提升2117 IOPS值。可見浦科特M5P 512GB SSD的IOPS值提高還是相當可觀的。


    點評:浦科特M5P SSD尚有較大的性能潛力可以挖掘,19nm快閃記憶體的高速讀寫特性還未發揮出來。它現在頂替M3P成為浦科特高端產品線的主力,不如入門級的二代SSD M5S 銷量那麼突出。

4三星840:先發制人 價格定走勢

三星840:先發制人 價格決定走勢

    三星是本次三代SSD中唯一的主控、快閃記憶體、緩存全部自產的廠家,這種得天獨厚的優勢非常便於它的固件團隊完善/發揮SSD的性能。三星極少更新固件,一般我們拿到手裡的三星SSD即為它的最強性能狀態。


三星840PRO 512GB SSD拆解

 
三星840PRO 512GB SSD的主控/快閃記憶體晶片(點擊放大)

    星840全系列SSD採用三星研發生產的S4LN021X01-8030 MDX主控晶片,屬於ARM架構的Cortex-R4系列三核處理器,具備更強悍的多任務、多路數據讀寫傳輸能力。主要提高在算法設計和CPU的頻率,和830系的220MHz MCX三核主控相比,840全系列 MDX主控的頻率提高到300MHz。


三星840PRO 512GB SSD的CrystalDiskMark測試


AS SSD Benchmark隨機讀寫能力PK

    三星在新一代SSD採取高低搭配的產品路線。採用MLC快閃記憶體的三星840PRO是性能最強的三代SSD,擔當主攻高端市場的角色,價格不菲;TLC快閃記憶體版本的三星840系SSD的讀寫速度和讀取IOPS稍遜,它的寫入IOPS削減接近40%,它主攻入門級市場,價格較為低廉。


    然而入門級版本的三星840系SSD近期捲入輿論漩渦,原本大家就質疑TLC快閃記憶體的使用壽命,國外媒體先入為主折磨出該款SSD的使用壽命。

    每個SSD廠家均有一套驗證使用壽命的辦法。因為高昂的返修率將壓縮廠家的利潤率,甚至讓廠家虧本,廠家本身也不願意看到這種情況。

    無奈三星和國外媒體都不願意公布自己的相關使用壽命的測試流程、軟體以及相關參數設置。實際上他們都有義務這麼做,這樣便於網友模擬測試環境,重複驗證使用壽命的多少。這樣的SSD使用壽命結論方可具備公信力,也能徹底否定「先入為主的一方自導自演,數字愛說多少都可以」的說法。

5OCZ Vector:25nm快閃記憶體可發揮餘熱

    最後登場的OCZ Vector SSD發布不到一周時間,它既有激進的一面,就是它那性能強勁的自產全新主控;同時它還有穩妥的一面,它採用25nm美光快閃記憶體。

    OCZ Vertex4  SSD採用自產的Indilinx Everest 2 主控,優秀的算法設計讓它擁有二代SSD中的最高IOPS值,當時它採用的是25nm美光快閃記憶體。


全新Barefoot3 主控制器圖解

    OCZ Vector SSD則是採用自產的新一代Barefoot3 IDX500M00-BC主控,這款主控採用完全不同的RISC處理器架構,雙核心設計,獨立一核心完全處理快閃記憶體的控制與寫入管理等演算法。


OCZ Vector 256GB SSD拆解

 
OCZ Vector 256GB SSD的主控/快閃記憶體晶片(點擊放大)

    和三星相比,OCZ既有相同點也有獨特的地方。OCZ可以自產主控,同時OCZ擁有快閃記憶體切割/封測工廠,可以從快閃記憶體工廠成塊的購買晶圓進行切割/封測,降低生產成本。

    OCZ可以購買的快閃記憶體渠道有東芝、美光、英特爾,其中東芝和美光為19nm、英特爾為20nm,這些快閃記憶體的生產良品率低,開發性能的難度大。OCZ Vector SSD採用25nm的美光快閃記憶體需要冒極大的風險,這意味著新主控需要承擔全部的性能提升指責。我們看看它能否交出好看的成績: 


OCZ Vector 256GB SSD的CrystalDiskMark測試


AS SSD Benchmark隨機讀寫能力PK

    我們通過CrystalDiskMark的測試成績,它的持續讀寫速度和其他三代SSD處於同一區間,表現相當出色,完全沒有受到25nm快閃記憶體的影響。

    我們從AS SSD PK測試結果分析,OCZ Vector 256GB SSD的隨機讀寫IOPS值整體對比OCZ Vertex 4 256GB SSD提升了一個檔次。

    小結:OCZ Vector 256GB SSD是最能給三代SSD答案的一款產品,它的25nm快閃記憶體幾乎提醒前面兩大SSD廠家:「費那麼大週摺不如弄一個好主控」。

     一旦19-20nm快閃記憶體的生產工藝成熟,OCZ假以時日完全掌握這些快閃記憶體的算法特性,依託Barefoot3新主控的OCZ Vector SSD的性能還能再提高一個檔次。

6全文總結:解讀三代SSD決勝因素

    SSD的性能主要由主控、快閃記憶體、固件三個要素決定。我們討論三代SSD的性能孰優孰劣,實際上誰也不敢輕易蓋棺定論,因為誰也無法預料明天哪款三代SSD突然更新固件,它的性能飆升而顛覆排名。但是我們可以討論具體的主控、快閃記憶體、固件的排名:

1、主控

    本文中出現的四款三代SSD均採用新一代主控,主控對於三代SSD的性能提高起著至關重要的作用。我們從OCZ Vector SSD就能看出,只要主控優秀,即使配備25nm老製程快閃記憶體,也可發揮出驚豔的三代SSD性能。

    就主控的性能而言:OCZ Barefoot3>Marvell 88SS9187>三星 S4LN021X01-8030。

2、快閃記憶體

    我們仔細四款三代SSD的發布時間,最先發布的浦科特M5P採用19nm,第二發布的三星840系列採用21nm,最後發布的OCZ Vector SSD採用25nm。

    原因是快閃記憶體的製造工藝越先進,對主控的匹配、固件開發要求越嚴謹,發揮新快閃記憶體性能的難度越大。浦科特站在高起點,根據主控選擇快閃記憶體,初期未必能大放異彩;三星採用最利於性能發揮的折中方案,選擇稍遜的製造工藝,或者說,三星是根據快閃記憶體選主控;OCZ則是採用性能明顯高處一籌的新主控,採用成熟的25nm快閃記憶體,它採用最保險的主控和快閃記憶體搭配方案。

    快閃記憶體的性能:浦科特 19nm東芝快閃記憶體>三星21nm MLC快閃記憶體>三星21nm TLC快閃記憶體>OCZ 美光25nm快閃記憶體。

3、固件

    浦科特擁有優秀的固件開發團隊,M5P的性能後期開發值得期待;三星並不是勤於更新固件的廠家,一般來說,我們現在看到的840系SSD的性能即為它的最強狀態;OCZ同樣擁有優秀的固件開發團隊,它的主控仍有挖掘性能的空間,並且時機成熟,它可以選擇製造工藝更先進的快閃記憶體進行匹配。

    就固件開發能力,三星近水樓臺先得月,排名高低立判;OCZ擁有資產主控,算法設計擁有便利;浦科特的固件團隊經驗豐富,曾將上代Marvell 88SS9174主控的性能發揮到了極致。至少OCZ和浦科特的固件開發能力暫時難分高低。


結束語

    三代SSD的鬥爭剛剛開始拉開序幕,好戲還在後頭,陷入口舌之爭的三星840系SSD將是最先爆發的產品。不管它的爭議到底有多大,三星金字招牌+三年質保+優異的性能+足夠低廉的價格,這些因素湊到一起就夠它如火山爆發,當然火山突然爆發還是持續爆發,還得看三星21nm TLC快閃記憶體到底耐用與否。

    由於浦科特M3P停產,浦科特M5P在保持價格不變,提高性能的情況接替M3P,它談不上爆發卻能擁有不小的銷量。OCZ Vector SSD將是取代Vertex4 的後期絕對主力。三星840PRO以高性能/高價格佔據高端市場,消費群體不同已談不上爆發。

    三星840系SSD將在2012年12月-2013年3月份之間的某個時間段迎來價格最低點,抄底與否全憑各位網友膽識。

7產品參數對比

這個就是三代SSD的現狀,它們只有寥寥數家第一批吃螃蟹的SSD廠商,眾多諸如金士頓、威剛、美光等大牌SSD廠商駐足觀望。只要這些三代SSD中的任何一款能從二代SSD中接班,打開三代SSD的銷售突破口,將刺激三代SSD的百花齊放。

孫玉亮

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