進入2016年,我們見證了SATA固態硬碟的風光不再,唏噓著MLC顆粒的走下神壇。同時,也歡呼著新一代、無延遲的NVMe協議的到來,以及由此而來的固態硬碟性能的極致提升,也承受著3D TLC顆粒引發的顆粒革命的陣痛。
固態硬碟的產業,正在向前進步;固態硬碟產品,也在不斷進化。從高端到主流,再到入門級,越來越多的固態硬碟進入市場,如同沉寂已久的火山般突然迸發,並瞬間點燃了老舊的存儲行業,來自全球各地的、各類科技廠商,都開始瞄準新誕生的固態硬碟市場,或創立品牌、或收購廠商、或授權企業,都想在固態硬碟的某個領域取得先機,搶佔新興市場,布局未來產業。
正是由於眾多廠商的湧入,多元化的品牌誕生,在繁榮行業的同時,也帶來了整個產品選擇的困難。今天,筆者就從NVMe協議出發,和大家聊聊那些靠譜的NVMe固態硬碟產品。
何為NVMe協議?
在筆者上一篇文章中,有關於NVMe協議的相關解釋,在此便不再重新贅言,僅截取相關論述。
NVMe,全稱為Non-Volatile Memory Express,我們拆開翻譯,Non-Volatile Memory中文譯名為非易失性存儲器。
熟悉存儲的都知道,存儲器根據斷電後是否能夠存儲數據為標準分為易失性和非易失性,我們常用的優盤、快閃記憶體卡等存儲產品就是非易失性存儲器,當然固態硬碟產品也是非易失性存儲器了。而此處的Express,就是類似於PCIe中那個e,指的是通道或是規範。
NVMe協議
一般常識性的理解,NVMe是一種基於非易失性存儲器的傳輸規範,NVMe規範由包含90多家公司在內的工作小組所定製,Intel是主要領頭人,小組成員包括美光、戴爾、三星、Marvell、NetAPP、EMC、IDT等公司。
此規範目的在於充分利用PCI-E通道的低延時以及並行性,還有當代處理器、平臺與應用的並行性,在可控制的存儲成本下,極大的提升固態硬碟的讀寫性能,降低由於AHCI接口帶來的高延時,徹底解放SATA時代固態硬碟的極致性能。
就存儲整個流程來說,NVMe不僅僅是邏輯上的協議接口,還是一種指令標準,一種指定協議,它的出現徹底顛覆了存儲行業長期以來以ATA為核心底層的存儲邏輯,掀起了一場實至名歸的存儲革命。
這些NVMe SSD真有料之浦科特M8Pe測試
解釋完NVMe協議,下面我們就來看看市面上有哪些NVMe固態硬碟,他們的性能究竟如何呢?
通過某某商城搜索「NVMe SSD」關鍵詞,可以看到目前在國內熱賣的NVMe協議的固態硬碟廠商為浦科特、三星、intel,而在結果頁中我們也可以看到,大部分產品都是浦科特、intel以及三星旗下產品,那麼他們的產品性能到底如何,產品用料又是哪些呢?我們接著來看。(基於intel的NVMe固態硬碟的售價實在感人,筆者無力入坑,因而無法測試。)
通過某某商城搜索出來的熱銷NVMe品牌
首先是搜索結果頁第一名的浦科特,根據筆者了解浦科特在2016年之前並未發布過基於NVMe協議的固態硬產品,最新推出的M8Pe系列的NVMe固態硬碟也是在不久前問世。
通過拆卸,我們可以知道此款京東熱賣的M8Pe系列,在主控晶片採用的是Marvell設計的第一款支持NVMe協議的編號為88SS1093的PCIe 3.0傳輸規範的固態硬碟主控晶片。在相關工藝上,28nm製造工藝,Marvell第三代NANDEdge LDPC糾錯機制,支持NVMe1.1技術規範,並可以根據廠商需求設計傳輸速率為2GB/s或是4GB/s的定製化產品,除此之外還支持15nm SLC/MLC/TLC以及3D V-NAND。
Marvell 88SS1093主控晶片
在顆粒上,則是採用東芝原廠的編號為TH58TFT1JFLBAEG、15nm工藝的MLC快閃記憶體顆粒。
東芝編號為TH58TFT1JFLBAEG MLC快閃記憶體顆粒
Marvell 88SS1093主控以及東芝15nm工藝MLC顆粒的搭配,可以說是當下市場上最為成熟、性能最為優異也是最強悍的「二人組」之一了。特別是在顆粒上,在TLC顆粒一統江湖的今天,東芝原廠15nm工藝的MLC顆粒更是稀罕物。
這些NVMe SSD真有料之三星950pro
接下來說說三星,作為業界最早開發和研究NVMe固態硬碟的廠商,三星早在固態硬碟發展之初就發布了第一代基於NVMe協議的950 PRO固態硬碟。
鑑於三星家族的固態硬碟有著完整的體系,產品相關參數更是秘不外露,通過查詢僅能得知內部核心元件為三星UBX主控(PCIe原生主控)、第二代3D MLC快閃記憶體。那麼,此款950pro的性能到底如何,是否真的「有料」呢?基於NVMe協議在低延遲上的改進和優化,我們通過Iometer隨機讀取性能測試 ,來實際驗證一下此款950PRO的真實性能。
Iometer是一個工作在單系統和集群系統上用來衡量和描述I/O子系統的工具。它可以被配置為模擬任何程序或者基準測試程序的磁碟和網絡I/O的負載,或者用來產生整個綜合的I/O負載。它也可以用來產生並測量單系統或者多系統(網絡)的負載。
隊列深度32/4線程
隊列深度32/4線程 讀取IOPS:353916.02
隊列深度32/4線程 寫入IOPS:113510.08
在Iometer的隊列深度32的隨機存取測試中,三星950 PRO SSD在隨機讀取4KB文件時為353916.02 IOPS值;隨機寫入4K文件時,IOPS值為113510.08。
SATA3.0時代的SSD的隨機讀取IOPS值在10萬級別,寫入IOPS值少有9萬級別。三星950 PRO SSD的隨機讀取IOPS值達到35萬級別,是SATA3.0 SSD的3.5倍左右;它的隨機寫入IOPS值達到11萬級別,比SATA3.0 SSD高出一截。
得益於NVMe協議的幾乎可以忽略的低延遲,在4K隨機讀取中,此款950pro的測試成績能夠到達35萬級別以上;而在4K隨機寫入中則可以達到11萬級別,從側面可以驗證950pro的超強性能。
小結:
無論是浦科特還是三星,或是筆者無力承擔的intel,三者都是在固態硬碟行業摸爬滾打數載的領軍企業,同時也是固態硬碟各項革命性技術研發普及的引路者,它們佔領著新興的NVMe固態硬碟市場也是情理之中的。