M.2 SSD逐个玩——主流M.2 SSD对比评测系列 篇二：M.2 SSD不一定就是高大上——LITEON 建兴 睿速V5 SSD 开箱和对比详测

　　随着Z170芯片组的普及，M.2接口的SSD可以说是2016年的热门产品之一，经过很多媒体的热炒，很多初级用户（俗称“菜鸟”）往往都会觉得M.2 SSD属于高大上的产品，装机时也会觉得用M.2 SSD比SATA SSD高一级。但其实M.2接口的SSD并不一定就比SATA SSD要好。

　　M.2只是一个接口标准而已，SSD的性能如何，最终还是取决于主控芯片和NAND颗粒。可以这么理解，M.2和SATA的理论接口速度是道路的限速上限，而SSD是一辆车，当限速的上限超过车的速度上限时，决定最快速度的就不是限速而是汽车本身了。打个比方，M.2是一条高速路，限速240km/h，SATA是另外一条高速路，限速100km/h，你开着一辆电动摩托车，最高时速只有60km/h，那么无论你开哪条路，最快的速度都只能是60km/h。如果你开的是最高时速220km/h的一辆法拉利，那么你开在SATA这条路上就会很憋屈，只能120km/h慢行，只有开到M.2这条路上才能让你开足马力上220km/h。目前SATA3接口的理论传输速率最高只有6Gb/s，大概相当于600MB/s的传输速度，而普通M.2接口的理论传输速率可以达到10Gb/s，约相当于1G/s的传输速度，部分走PCIE 3.0总线的Ultra M.2可以达到32Gb/s的传输速率。因此，只有在SSD的最高读写速度超过600MB/s时，你才能体验到SATA3和M.2接口的区别。如果你的SSD最高读写速度都在600MB/s以内时，不管采用M.2接口还是SATA3接口，其实都是一样的。所以，M.2接口的不一定是法拉利，SATA接口的也不一定就是电动小摩托。

　　回到SSD本身，SSD的性能水平主要取决于主控芯片和NAND颗粒。目前的SSD主控芯片有原生支持PCIE的，也有原生支持SATA的，两者都可能采用M.2接口，但如果是采用原生SATA主控的话，性能和普通SATA接口的SSD是一样的。早期的很多M.2接口的SSD，都是采用第一代的PCIE主控，不支持NVMe标准，虽然在持续读写性能上远远超过了普通的SATA产品，但是在随机4K读写上与普通SATA产品相比并没有质变。目前主流的高端SSD都是采用新一代的PCIE主控，支持NVMe规范，这些产品对比普通的SATA SSD在性能上就要翻好几倍了。而还有另外一些中低端的M.2接口SSD，则是采用了SATA主控+TLC NAND颗粒的方案，这些产品的特点是价格便宜，而性能接近于目前主流的MLC SSD产品。所以，M.2接口不等于高大上，关键还是要看SSD的“内涵”。

　　最近入手了一个新上市的建兴睿速V5 256G，就是一个采用M.2接口的TLC SSD产品。为啥对这个产品感兴趣？因为它采用了和intel 540S同样的方案：慧荣SM2258G主控+海力士16nm TLC NAND+南亚缓存颗粒。很多用过intel 540S的朋友都说intel的固件比较保守，所以540S的性能表现比较弱。而建兴的固件一向也都是偏保守的，所以我想试试睿速V5的性能究竟如何。京东自营价格是M.2 2280规格的256G版本559元，与普通的SATA版本价格一样。

建兴（LITEON）睿速系列 V5G 256G M.2 固态硬盘￥559京东

★开箱与芯片介绍★

M.2接口的SSD虽然比同型号的SATA接口SSD要贵一点，但是包装盒却是更简约，睿速V5的包装只有一个透明塑料外壳，贴纸上注明了V5系列各个不同容量SSD的理论性能参数。和绝大多数SSD一样，建兴睿速V5也是随着容量越大性能越强，这个和NAND颗粒数量越多有关系。标签上同时标明了这个M.2 SSD的大小规格是2280，后面的“SATA 6Gb/s”说明了虽然是M.2接口，但这是一个使用SATA主控的SSD产品。

M.2版V5的正面是标签贴纸，除了常规的产品型号贴纸外，在主控芯片上还贴了一个小白纸把具体的主控型号给遮住了。不过这些都无法阻止用户的好奇心，这种贴纸太容易撕下来了，用薄刀片轻轻撬起一个角再卷着撕下来就OK，不留下任何痕迹。贴回去的时候如果不够紧，吹风筒吹一下就妥妥的。SSD背面是光秃秃的PCB，全部原件都集中在了PCB正面。

　　撕下标签贴纸可以看到PCB正面是一个主控芯片+两个NAND颗粒+一个缓存颗粒。主控芯片采用慧荣SMI新推出的SM2258G主控芯片，这个主控可以认为是SM2256的升级版，与SM2256一样同为四通道主控，对比SM2256最大的区别就是增加了对3D TLC NAND颗粒的支持，而且同样支持最新的NANDXtend ECC技术，号称“可以让TLC SSD的耐久度提高至原来的三倍以上”，并且能够通过新的优化算法来减少SLC Cache空间消耗完之后速度下降的幅度（耐久度的提升我无法测出来，但是在文章后面我会做SLC Cache空间消耗完之后速度下降的实测）。SM2258与SM2256一样具备独立SRAM、ROM等单元，支持ONFI 3.0、Toggle 2.0和异步的NAND，支持AES 128/256、TCG Opal加密功能，支持LDPC ECC（低密度奇偶校验码）纠错算法，支持DevSleep省电模式。

　　闪存颗粒方面，采用了海力士原厂的16nm制程TLC NAND颗粒，编号为H27Q1T8QAM6R，单颗容量128GB，两颗组成总容量256GB。

　　缓存由单个的南亚缓存颗粒组成，编号NT5CC256M16DP-DI，为DDR3L-1600颗粒，CL=11，容量为512MB。Intel 540S也是采用同样的SMI SM2258G+海力士16nm TLC NAND+南亚缓存颗粒的方案，但是在相同容量的版本中缓存容量比V5少一半，而且划分了一部分闪存空间做冗余，所以intel 540S 240G的实际可用容量比V5 256G要小一点，缓存容量也减少为256MB。

★性能测试★

　　下面就来实测一下M.2接口的建兴睿速V5 256G的实际性能究竟如何。

一、理论性能测试

　　首先依旧是进行SSD的常规四项测试：AS SSD Benchmark、CrystalDisk Mark、Anvil’s Storage Utilities和TxBENCH。这四个软件都能够测试SSD的最大持续读写速度，AS SSD Benchmark可以测得SSD在队列深度QD64下的随机4K读写速度，CrystalDisk Mark和TxBENCH可以测得SSD在队列深度QD32下的随机4K读写速度，Anvil’s Storage Utilities可以测得队列深度QD4、QD16下的随机4K读写速度。所以这四个软件测下来，就可以对SSD的基本性能参数有了大致的了解，不过这四个软件都只是比较片面的测试，无法反映出一个SSD的实际综合性能。

测试成绩汇总对比：

　　在AS SSD Benchmark测试中，睿速V5 256G的得分为992分，Anvil’s Storage Utilities的得分为3928.37分，这两项的得分对比其他TLC SSD并不好看，属于中等偏下的水平而已。因为目前固态硬盘主控的核心技术主要集中在几大主控芯片厂家手里，所以主控厂家们都牛13哄哄的，为了攫取更高的利润，在出售主控芯片的同时都会搭车兜售NAND颗粒甚至缓存颗粒。Marvel目前相对开放一点，而慧荣和群联这两家都是出售整体的打包方案，品牌厂商除了定制固件之外就是贴个牌子上去而已，所以采用这两家主控的SSD产品往往都是彼此看上去很熟悉的样子的。

　　目前主流TLC SSD主要有三个方案：一是以浦科特M7V为代表的Marvel 88SS1074主控+东芝原厂15nm eTLC NAND颗粒的方案；二是以威刚SP550为代表的慧荣SM2256K主控+海力士原厂16nm TLC NAND的方案；三是以OCZ Trion150为代表的联群PS3110-S10主控+东芝原厂15nm TLC NAND的方案。而SMI SM2258主控+海力士16nm TLC SSD的方案可以看做是慧荣SM2256K的升级版方案，所以两者的特性也应该是非常接近的。SMI SM2256K+TLC NAND的特点就是AS SSD Benchmark和Anvil’s Storage Utilities这两项的得分并不好看，而PCMARK8的得分却会反超其他方案。

　　在持续读写速度都差不多的情况下，几个TLC SSD方案最主要的区别就是在随机4K的读写速度上。仔细对比测试数据后就可以发现，睿速V5的随机4K性能有着很鲜明的特点，随机4K读取性能在众多SSD中名列前茅，而随机4K写入性能则只处在中等水平。

二、睿速V5的SLC Cache机制浅探

　　由于TLC NAND的写入性能要明显低于MLC NAND和SLC NAND，所以目前几乎所有的TLC SSD都会采用SLC Cache技术来提高测试成绩、改善用户使用体验。SLC Cache技术的原理其实很简单，就是把部分TLC存储空间模拟成SLC来操作，因为SLC为1bit，MLC为2bit，TLC为3bit，所以TLC NAND颗粒的延时更大，写入速度更慢。之前也有MLC SSD产品使用SLC Cache技术，只是由于TLC NAND的写入速度更慢，所以SLC Cache技术在TLC SSD上提速效果更明显。把TLC模拟成SLC就是只利用TLC NAND 3bit中的1bit，牺牲空间来换取时间，减少延时，提高写入速度。理论上虚拟1GB的SLC就需要3GB的TLC。不同主控的SLC Cache算法不同，各个厂家具体产品的SLC Cache空间大小设置也可以不同。当持续写入的数据小于SLC Cache空间的大小时，在这部分空间的写入操作都是模拟SLC来进行的，所以速度飞快；而当持续写入的数据大于SLC Cache空间的大小时，就需要把数据写入到非SLC Cache的存储空间内，此时写入速度就会下降为真实的TLC NAND的写入速度，因此写入速度会出现断层式的下降。随着SLC Cache技术的不断发展，主控厂家也想尽办法通过改良算法来减少SLC Cache空间溢出后速度下降的幅度。

　　睿速V5在包装盒和官方资料上均未说明SLC Cache空间的大小，不过我们可以使用软件通过测试自己来大概的估算一下。需要使用的软件有HD Tune Pro，利用这个软件基准测试中的“写入”测试来测算V5的SLC Cache空间大小，测试前需要先把所有分区都删除，然后开始测试。测试结果中可以看到在HD Tune Pro对V5 256G写入到一定容量之后写入速度就出现了断层式下降的情况，这个突然下降的点对应的容量大小就是V5的SLC Cache空间大小。通过HD Tune Pro的测试我们可以得知V5 256G的SLC Cache空间大小大约为5GB。根据我之前测过的几款TLC SSD的实际情况，其SLC Cache空间一般都不会超过10GB。

　　下图是建兴睿速V5 256G和OCZ Trion150 240G两个不同的TLC SSD的对比测试，分别是测试数据模块设置为1GB、4GB、8GB、16GB时的CrystalDisk Mark测试图，左边为OCZ Trion150 240G（SLC Cache空间约为4.8GB），右边为建兴睿速V5 256G（SLC Cache空间约为5GB）。两个容量级别相同，SLC Cache空间大小也接近的SSD做对比才有实际意义。

　　在测试数据模块大小同为1GB时，睿速V5以微弱的性能优势领先于Trion150，两者性能非常接近；而当测试数据达到2GB时，睿速V5的性能下降幅度要大于Trion150；当测试数据达到4GB时，Trion150的写入性能已经出现了SLC Cache空间溢出后典型的断层式下降，相比之下睿速V5的写入性能却依旧是缓慢的下降；当测试数据达到8GB时，两者都已经是处于明显的SLC Cache空间溢出状态了，此时睿速V5的性能下降幅度明显小于Trion150，整体性能也明显要优于Trion150。当测试数据达到16GB时，两者的性能差距进一步拉大。可见，SM 2258主控确实是针对SLC Cache空间溢出后性能下降的问题做了优化，打破了以往主控只有在出现SLC Cache空间溢出后才进行SLC Cache空间数据清理的规则，让主控提前对SLC Cache空间进行清理，未雨绸缪。所以在上面的测试中，当测试数据达到2GB时，虽然都未达到两个SSD的SLC Cache空间上限，但是睿速V5的主控已经开始工作了，耗费了一定的资源，而OCZ Trion150的主控此时还在休息，所以睿速V5的性能下降幅度反而要大于OCZ Trion150。当测试数据量超过SLC Cache空间上限的时候，睿速V5的SM2258主控已经提前清理出了一部分空间，所以之后的性能都一直优于OCZ Trion150。当然，除了提前工作之外，还有优化算法的功劳。可见，随着这些主控技术的不断改进和优化，TLC SSD在SLC Cache空间溢出之后性能爆降的情况得到了改善，整体性能也会变得越来越好了。

三、模拟实际使用环境性能测试

　　PCMARK8是目前最接近实际使用环境的模拟测试软件，其中存储设备测试分为游戏、办公、图形处理等几个子项目，其测试成绩比前面几个常规的测试软件都更能真实的、全名的反映出SSD在家用、游戏以及普通办公情况下的实际性能。睿速V5 256G M.2的总分为4932。这个得分反超了在前面常规四项中得分更高的几个TLC SSD，更能真实反映出睿速V5在二十几款SSD中的性能定位。

　　前面常规四项中的几个测试软件都有一个特点：默认设置下测试数据都不大于1GB，所以都是在SLC Cache空间内运行的测试，因此测试成绩无法代表SLC Cache空间溢出后的真实性能。而PCMARK8的测试数据量达到了几十G，远远超过了许多TLC SSD的SLC Cache空间，这时候就需要考验主控的“搬运”能力和NAND颗粒的真实写入速度了。很多在常规测速中表现出色的TLC SSD，一到PCMARK8就原形毕露。但是进行PCMARK8测试耗时大，往往需要一个多小时，而且是商业软件，需要单独购买，所以普通用户并不喜欢这个测试，而是热衷于ASS SSD这样的快餐式测试。

具体分析睿速V5在PCMARK8中的表现，可以发现游戏性能非常不错，在游戏中的表现甚至超过了前段时间很火的OCZ ARC100等几个中端的MLC SSD，而在几个Office办公测试项目中的性能表现属于中等水平，在PHOTOSHOP的重载测试中的表现则比较差。所以说这个SSD的性能特点是比较偏向于家用环境的。4932的最终得分在TLC SSD中属于上游水平，超过了浦科特M7V和一些低端的MLC SSD。综合各项测试成绩来对比的话，不难看出SMI 2256K/2258G主控+海力士TLC NAND的方案在TLC SSD中是属于第一梯队的，其性能水平已经和使用LSI-SF2281主控的一些MLC SSD产品持平，超过了使用Jmicron JMF667、SMI SM2246XT等主控的一些MLC SSD。

　　首席生活家观点：

1、睿速V5的理论性能跑分并不好看，甚至可以说是比较差的。但是在实际使用中的性能表现却是很不错的，超过了其他几款同价位的TLC SSD，已经非常接近中端MLC SSD的性能水平。其特点是在游戏中的性能表现比较突出，办公软件中的表现中规中矩，而PHOTOSHOP重载测试的表现比较差，所以这个盘比较适合家用。从测试结果来看，睿速V5的性能定位是接近于中端MLC SSD，所以并不是所有使用M.2接口的SSD都是高大上的，消费时要理性对待M.2接口的产品。M.2接口SSD的优点在于体积小、无需SATA数据线和电源线，所以装机走线时会更方便和清爽。

　　2、SMI SM2258G主控的SLC Cache机制确实比其他主控厂家的产品有所改进，从测试来分析的话，在SLC Cache空间用满之前，主控就已经开始进行干预，预先清理SLC Cache空间。所以在SLC Cache空间溢出之前其表现可能比其他厂家的产品略差，但是SLC Cache空间溢出之后，SM2258G主控在算法上的优势就会表现出来，所以在SLC Cache空间溢出之后睿速V5的性能下降幅度会比其他产品要低。这个是SM 2258G主控的新特点。Intel 540S虽然也是采用SMI SM2258G的方案，但是缓存容量减少一半，在进行SLC Cache空间内数据的“搬运”和清理时效率就会受到一定的影响，而且固件比较保守，所以性能表现会比睿速V5差一些，但是SLC Cache机制是一样的，所以特点也是一样的。

3、TLC SSD的普及一直遇到两个难题：一是性能比MLC SSD弱，二是使用寿命比MLC SSD短。如果是和MLC SSD价格差距不大的话，很多用户都会优先考虑MLC SSD。目前很多TLC SSD通过使用SLC Cache技术已经明显的改进了性能、改善了用户使用体验，性能上与MLC的差距已经是非常小了。剩下的就是使用寿命的问题，我个人的观点是，现在的科技发展这么快，三五年后固态硬盘可能都已经被其他存储设备所代替了，况且按照目前TLC NAND的可擦写次数，使用三五年是没有问题的，大可不必去纠结使用寿命的问题。可以这么说，低端SSD市场很快将会是TLC的天下，不管你接不接受TLC，TLC SSD产品都会被厂家推广和铺货，中低端市场的MLC SSD会逐步退出市场。在选购建议上，我个人的观点是，在预算充足的情况下，还是建议购买高端的MLC SSD产品，如果预算比较紧张，在价格相同的情况下，购买一个好点的TLC SSD一定是要优于购买一个超低端MLC SSD的。