业内人总结 篇二:PCIe 4.0 SSD终极选购指南—主控

2022-06-20 14:49:46 30点赞 148收藏 13评论

存储行业的车轮滚滚向前,看今年618的价格走势,同容量的SATA SSD固态硬盘跟PCIe 3.0 SSD固态硬盘价格已经持平了,看来PCIe 3.0 SSD 在不久的未来将成为人手必备的存储产品之一了。而随着去年Intel 12代 CPU的上市,PCIe 4.0才真正进入普及阶段,首批PCIe 4.0主控性能基本上都是传输速度均在7000MB/s左右,带缓存,价格翻了三倍,性能提升两倍,且在实际使用中体验提升并不明显,性能过剩的存储产品除了为各个存储品牌提高品牌拉力,提高产品利润率之外,消费类市场确实没有什么水花。

但,PCIe 4.0的普及度却在今年西数推出入门级PCIe 4.0 SSD固态硬盘 SN770之后大大提高,入门级的性能,传输速度踏在PCIe 4.0入门线上,大概在5000MB/s左右,不带缓存,价格跟PCIe 3.0顶配版相差不多。SN770 500GB 399元,SN570蓝盘(读3500,写2300)500GB 349元。

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本文大致内容如下:

一、 什么SSD固态硬盘主控

二、 原厂PCIe 4.0主控及市面常见产品

三、 第三方PCIe 4.0主控及市面常见产品

四、 第三方主控SSD产品合集

五、 PCIe 4.0最受欢迎产品最值得入手价格表

一、 什么是SSD固态硬盘的主控

SSD是由主控、闪存颗粒和缓存单元组合起来的一块电子集成板。

SSD各部件示意图SSD各部件示意图

今天聊的SSD的主控又有什么用呢?一是合理调配数据在各个闪存颗粒上的负荷,让所有的闪存颗粒都能够在一定负荷下正常工作,协调和维护不同区块颗粒的协作,二则是承担了整个数据中转,连接闪存芯片和外部接口,三则是负责固态硬盘内部各项指令的完成

固态硬盘主控内部示意图固态硬盘主控内部示意图

SSD主控除了可以定义一款SSD的读取与写入速度,加强数据传输信号的稳定性,定义SSD的Pin脚,测试FLASH颗粒与SSD固件跟主控之间的适配度。

总而言之,SSD主控就像是人类的大脑,或是类似于电脑中的CPU,负责指挥、运算以及协调的作用,一款好的主控,可以决定了SSD的性能体验和使用寿命。

虽然主控和CPU是近亲,但却不像CPU那样就一家独大,反观主控市场却是百花齐放,除了SSD品牌产商拥有自家主控研发团队,还有第三方主控研发产商为各个SSD品牌方提供主控。

二、 原厂PCIe 4.0主控

1. 三星

三星PCIe 主控概览三星PCIe 主控概览

在SSD主控领域,三星一直是领头羊的角色。三星基于市场与技术发展与自家固件,研发出一系列SSD主控芯片,并且拒绝投放市场给其他品牌厂商使用。在PCIe 4.0 主控市场,三星的主控型号为Elpis。Elpis源于希腊语,中文读音“厄尔庇斯”,中文直译则是“(希望)女神”。

三星主控示意图三星主控示意图

从三星的主控研发历史来看,Elpis作为最新一代PCIe 4.0主控,I/O通道从上一代的32提升至128队列,根据三星制程数据,单个队列下,包含了超过64000命令集,这也就意味着三星Elpis主控内部的128个队列,可以同步处理最高超过800万个命令,可大幅提升并行工作效率与数据处理,制程也从14nm提升至全新的8nm工艺。虽然NVMe协议并没有如其他主控提升至1.4,而是采用了1.3c版本协议,但这对性能并没有太大的影响。

三星980 PRO

三星980 PRO三星980 PRO

搭载该主控的消费类产品为980 PRO,主控为最新一代的Elpis,采用三星的第六代 TLC V-NAND颗粒,缓存颗粒为三星K4F8E3D4HD-BGCH,读取速度可高达7000MB/s,写入速度可高达5100MB/s,随机读写速度都标称1000K,三星在SSD主控调校方面确实不错。而其OEM产品为PM9A1,在这里给大家一个提醒,OEM产品水比较深,小白不推荐购买。

2. 西部数据/闪迪

2015年10月,西部数据以190亿美元的价格收购了闪迪,闪迪品牌将并入西部数据,不过,西数并不会彻底取消闪迪品牌,此次调整只是日本闪迪更改公司名称,改为“西部数据GK”(Western Digital GK)、“西部数据有限责任公司”(Western Digital Limited Liability Company),在其他地区则保持不变。

西部数据/闪迪西部数据/闪迪

所以,西部数据的SSD采用闪迪的主控也不足为奇了。关于闪迪的主控,我找了行业内的一些朋友也没有拿到比较确切的产品参数。我猜测,应该是某一家主控大厂(我猜是群联)的定制版,不然投入人力研发开发主控芯片,无论是闪迪还是西数都没有放出类似的产品参数数据,实在是不合常理。

SN850

SN850主控图SN850主控图

在闪迪PCIe 4.0的产品线中,SN850采用的主控是Sandisk 20-82-10034,支持NVMe 1.4协议,16nm的制程工艺,8通道的设计,带来更大的数据吞吐量,更好的性能表现。SN850官方标称的数据为读取速度可达7000MB/s,写入速度可达5300MB/s,4K随机读取为100K,随机写入为720K,是定位在PCIe 4.0中高端级别。

SN850X

SN850XSN850X

在5月26日,西数发布了SN850X产品,从型号上看,应该是在SN850上提升了读取速度及增加了RGB散热马甲(有些敷衍的RGB),以此站稳在PCIe 4.0市场上的头部位置。

可提供高达7,300 MB/s2的顺序读取速度。得益于更低的延迟,预加载技术和自适应热能效管理,玩家可以获得更快的加载速度、更丰富的视觉表现以及强劲的散热性能,游戏体验显著提升。定价/上市时间:WD_BLACK SN850X NVMe SSD提供了1TB、2TB和4TB 3三种容量版本。建议零售价为1699元起售。产品从2022年7月起可从指定零售商、电子零售商、代理商和系统集成商处购买。

SN770

SN770SN770

而稍微有点入门级的SN770产品采用的主控为Sandisk 20-82-10081-A1,官方标称的数据为读取速度可达5150MB/s,写入速度可达4900MB/s,不带缓存,随机读写可以到740K/800K,另外选购一个散热片,用在PS5扩容上刚刚好。

SN750 SE

SN750 SESN750 SE

非常入门的SN750 SE产品,读取速度可达3600MB/s,写入速度可达2830MB/s,写入速度连PCIe 3.0性能天花板都没有达到,所以这款产品推出之后,在市场上也没有掀起特别大的水花,预计在SN770上市后,这款产品就慢慢进入了停产阶段了。

3. 镁光

镁光在2015年之前,都是依赖SMI、Marvell等第三方主控,在2015年收购了Tidal Systems之后开始投入资源研发主控芯片。

2019年两位镁光前高管创立了TenaFe,并发布了PCIe 4.0 SSD主控产品,这款SSD主控不自带DRAM缓存,在2021年4月,TenaFe公司向各个品牌SSD厂商发去了样品,2022年,TenaFe携手金泰克打入市场,为PC OEM市场定制TP5000这款SSD产品。

英睿达P5 PLUS英睿达P5 PLUS

目前镁光的PCIe 4.0产品P5 PLUS拆解后是镁光主控Micron DM02A1与镁光自家颗粒,自带DRAM缓存系列,读取速度可达6600MB/s,写入速度可达5000MB/s,随机读写在700K左右,在同类型的PCIe 4.0产品中速度不算特别高,主控的信息也没有找到特别多的参数,算是中规中矩的水平吧。但胜在原厂。

4. 铠侠

PCIe 4.0产品是在铠侠(kioxia)改名之后不久推出的,严格来说,铠侠应该是第一个公布推出PCIe 4.0 SSD产品的品牌。在铠侠PCIe 3.0还在用群联的时候,铠侠的PCIe 4.0 SSD产品已采用的是自家研发的主控,同样也没有公布特别多参数。

铠侠OEM PCIe 4.0 SSD产品铠侠OEM PCIe 4.0 SSD产品

从铠侠公布的OEM PCIe 4.0 SSD产品来看,铠侠自研的主控支持NVMe 1.4协议,容量可支持到4TB。

铠侠 EXCERIA Pro SE10 极至超速系列

但目前消费类市场铠侠 EXCERIA Pro SE10 极至超速系列仅有1000GB跟2000GB两个容量段,这两个大容量对于一般用户来说也已经足够了。另外,独立缓存采用的是三星的DDR4缓存颗粒,主流PCIe 4.0产品除了三星自家就是铠侠用的是三星的缓存颗粒了。从性能上看,铠侠的读取速度可达7300MB/s,写入速度可达6400MB/s,在中高端的PCIe 4.0 SSD产品中除了群联主控,也算是比较领先的速度了。但,TBW值相对来说比较小,1000GB的TBW值仅有400TB,2000GB的TBW值仅为800TB。(三星980PRO,1TB TBW值为600TB)

 EXCERIA Pro SE10 极至超速系列 EXCERIA Pro SE10 极至超速系列

但是在之前评测铠侠产品的时候,发热量大一直是铠侠产品的问题之一,从各家评测上来看,铠侠 EXCERIA Pro SE10 极至超速系列工作温度最高可到64℃,如果有购买这款SSD的朋友,建议附上散热片避免发热后产生的掉速问题。

三、 第三方SSD主控及常见SSD产品

1. PHISON群联

群联群联

群联电子在2000年成立于台湾,跟东芝、金士顿、SK海力士、索尼、微软都有合作,算是第三方SSD主控的T0梯队企业。在SSD领域,群联电子主要是为各家SSD品牌提供主控跟模组产品。

群联PCIe 4.0主控产品群联PCIe 4.0主控产品

所以我们能看到,主流的PCIe 4.0 SSD品牌中,只有纯贴牌非大陆厂家(如影驰、金士顿、铠侠、希捷)才会用群联的主控,但由于群联与各家品牌产商的紧密合作关系,一般新技术面世后的SSD产品基本上都是采用群联的主控,如初期的PCIe 4.0 与近期的PCIe 5.0,营销宣传的产品基本上都采用了群联的新一代主控。

PCIe 4.0 SSD终极选购指南—主控

PCIe 4.0产品刚面市的时候,群联又是率先推出了E16这一款主控,刚好遇上挖矿时期,这款主控除了发热量巨大,还流出了主控清零工具,被清零后的SSD,4K性能惨不忍睹。

E16宣传页E16宣传页

金士顿的KC3000与FURY系列

金士顿的FURY系列金士顿的FURY系列

目前销售靠前的SSD用群联主控的产品有金士顿的KC3000与FURY系列,这两款SSD均使用的是E18这款定位在高端旗舰级主控,但这两款为了区分定位,使用的颗粒跟缓存颗粒方案都不同,从价格上看FURY要比KC3000定位更高一些。

金士顿的KC3000与FURY系列金士顿的KC3000与FURY系列

2. SMI慧荣

PCIe 4.0 SSD终极选购指南—主控

慧荣的起家历史要比群联早5年,1995年在美国硅谷成立Silicon Motion,1997年在台北成立慧亚科技,2002年Silicon Motion与慧亚科技合并,更名为慧荣科技。在2022年5月5日,慧荣科技正式被MaxLinear(迈凌)收购。

慧荣科技也是算一家老牌的主控公司了。慧荣科技在固态硬盘主控芯片上的主要优势在于能够提供从主控芯片到固件方案,再到电路板设计、闪存颗粒的配对等一整套固态硬盘的解决方案,还能够根据采购厂商的个性化需求进行定制化的服务,目前占全球客户 SSD 市场份额的 30% 以上。

慧荣NANDXtend® ECC(纠错编码)引擎技术慧荣NANDXtend® ECC(纠错编码)引擎技术

主控主要特点为独有的 NANDXtend® ECC(纠错编码)引擎技术与低功耗,同时在服务、FAE、响应BUG上都做的非常好。

PCIe 4.0 SSD终极选购指南—主控

在PCIe 3.0时代,慧荣的主控也算是头部服务商了,但在PCIe 4.0时代,慧荣遇到了强劲对手,英韧科技,这个下面再说。

说回慧荣在PCIe 4.0时代发力的产品,慧荣一共发布了三款消费类SSD主控,SM2264、SM2269、SM2267产品系列。

慧荣SMI PCIe 4.0 SSD 主控概览慧荣SMI PCIe 4.0 SSD 主控概览

在消费类PCIe 4.0 SSD产品中,用慧荣主控的品牌方并不多,且不说SM2264这个用于车规与高性能SSD的主控,SM2267产品系列的读写速度在目前消费类PCIe 4.0 SSD市场已经落于下风。

雷克沙NM760

雷克沙NM760雷克沙NM760

只剩最近推出的SM2269XT,搭载的产品是雷克沙的NM760,官方宣传的读取速度是5300MB/s,写入速度是4500MB/s,不带缓存,算是入门级的定位。如果跟用群联主控的产品相比较,大概是低功耗方面能占上风。顺序读写跟4K随机读写确实稍微低了一点。

NM760这个产品,各个性能算是中规中矩的水平,如果能按宣传推出2TB版本,价格能再有竞争力一些,应该可以跟西数的SN770一比高下。

3. 英韧

英韧科技英韧科技

英韧科技成立于2016年,创始人在创立英韧科技之前是Marvell的CTO,对,就是那个老牌马牌主控厂商。英韧科技的主控从PCIe 3.0 x 2开始研发,到PCIe 3.0 x 4,再到现在的PCIe 4.0 x 4,发家史非常短,从主控产品的参数上看,主要竞争对手应该是慧荣。作为后起之秀,英韧科技也有独家核心纠错第三代LDPC ECC技术(即第二代 4K LDPC),据宣传纠错能力比同类竞争对手提高30%。另外,英韧的主控低功耗调校能力也算是众多主控中数一数二吧。

英韧科技INNOGRIT PCIe 4.0 SSD主控概览英韧科技INNOGRIT PCIe 4.0 SSD主控概览

纵观英韧四款PCIe 4.0 SSD主控,均采用了12nm的主控制程工艺,与其他品牌28nm的制程形成差异化竞争力,有些用了英韧主控的SSD产商也会重点宣传这一点。另外英韧主要宣传点也在于纠错技术及低功耗,在低功耗与随机4K性能方面甚至比慧荣同定位的产品更胜一筹。

雷克沙NM800

雷克沙NM800雷克沙NM800

雷克沙的NM800的主控为IG5236,颗粒应该是镁光的176层3D TLC颗粒,缓存用的是江波龙自有品牌FORESEE的缓存颗粒,目前容量段仅到1TB,读取速度可达到7400MB/s,写入速度可达到5800MB/s,具体参数在最下面有,大家可以对比看下。

浦科特M10P

浦科特M10P浦科特M10P

同样用了IG5236的浦科特M10P,颗粒采用的是东芝的96层颗粒,缓存采用海力士的缓存颗粒,顺序读取速度标在7000MB/s,写入速度最高可以到5000MB/s,在顺序读写上稍逊雷克沙NM800一截。但在随机读写性能上,略有优势。

IG5236主控产品IG5236主控产品

4. 联芸

在PCIe 4.0 国产主控巨头联芸貌似没有什么消息,虽然推出了MAP1602无缓存主控,但还没有看到实际的SSD表现,在这就不多说了,有实际产品再来跟大家讲讲。

MAP1602无缓存主控MAP1602无缓存主控

四、 第三方主控SSD产品合集

第三方主控SSD产品合集第三方主控SSD产品合集

五、 PCIe 4.0最受欢迎产品最低价格表

PCIe 4.0最受欢迎产品最低价格表-时间截止6月14日PCIe 4.0最受欢迎产品最低价格表-时间截止6月14日

总结

原厂主控

1. 研发优势更大,原厂可联动自家的主控研发、SSD固件研发、颗粒研发等团队,相对于第三方主控测试拼凑出来的SSD成品更稳定;

2. 一家做的,成本把控能力更强,尤其在大促的时候,更有优势;

3. 但原厂出问题的时候,换个型号翻篇的传统艺能依旧存在。

第三方主控

1. 相较于原厂,最终的SSD成品取决于第三方主控及SSD品牌方的调校能力。从以上的品牌可以看出,有几家虽然是共用了一款主控,但由于固件调校能力及颗粒的选用,导致了各家性能各有不同,甚至会优于原厂;

2. 由于SSD产品颗粒有些品牌会采用自封形式,导致如果后期更改了颗粒,消费者也不可得知;

看起来PCIe 4.0市场开始普及及百花齐放,PCIe 5.0的产品也陆续开始宣传推广,但实际上市场占比最大的仍然是PCIe 3.0,看来很长一段时间,多代共存将会是NVMe SSD市场的主线了。

以上。

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