用百项数据告诉你选择哪款固态硬盘 2019下半年五款主流固态硬盘横评

2019-10-30 21:41:41 135点赞 702收藏 113评论

如今,无论是SATA固态硬盘还是支持NVMe协议的M.2固态硬盘,价格都已经降低至1元/G左右。因此,很多选购新电脑的用户就会优先考虑NVMe SSD作为系统盘。而随着QLC闪存的出现,更是让500G容量的主流SSD有了丰富的选择空间。那么,TLC和QLC固态硬盘之间究竟有哪些差异?哪款SSD最值得购买?

为了解答上述问题,本期固态硬盘横评挑选了不同闪存类型的NVMe SSD作为“选手”,通过多项测试数据,对它们进行了比较。其中3款是TLC颗粒阵营,分别是:西数SN500、金士顿A1000和东芝RC500 ,其余2款英特尔660P和英睿达P1则是QLC阵营。它们的容量都是500GB,具体信息如下:


用百项数据告诉你选择哪款固态硬盘 2019下半年五款主流固态硬盘横评


西部数据SN500采用自家的3D NAND TLC闪存颗粒和主控,总写入量达到300TBW,提供5年质保,售价569元。官方给出的最大连续读取1700MB/s、连续写入1450MB/s,最大4K随机读取275K IOPS、写入300K IOPS。

东芝RC500同样搭载自家的主控和闪存,同为3D NAND TLC颗粒,总写入量达到300TBW,5年质保,售价499元。官方最大连续读取1700MB/s、写入1600MB/s,最大4K随机读取290K IOPS、写入390K IOPS。

金士顿A1000的闪存颗粒来自东芝,主控为群联PS5008-E8,总写入量达到300TBW,5年质保,售价499元。官方最大连续读取1500MB/s、写入900MB/s,最大4K随机读取100K IOPS、写入90K IOPS。

不同于上述3款,英特尔660P使用了IMFT 3D NAND QLC闪存颗粒,主控为慧荣SM2263ENG,总写入量100TBW,5年质保,售价485元。官方给出的最大连续读取1500MB/s、写入1000MB/s,最大4K随机读取90K IOPS、写入220K IOPS。

至于英睿达P1则采用美光自家的3D NAND QLC闪存颗粒,主控同为慧荣SM2263ENG,总写入量100TBW,5年质保,售价499元。官方给出的最大连续读取1900MB/s、写入950MB/s,最大4K随机读取90K IOPS、写入220K IOPS。


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在正式开始测试前,先来简单说明下QLC和TLC闪存的差别。QLC闪存是目前比较新的产品,相较于3bit TLC,QLC每个Cell中的数据达到了4bit。带来的好处是,同规模的颗粒可以存储更多的数据,从而实现SSD容量上的大规模提升,而更高的单位存储密度还能降低产品成本,理论上来说QLC固态硬盘的价格会更有优势。不过, QLC闪存并非完美,虽然存储密度提升,却造成了读写性能下降,往往只能依靠SLC缓冲让QLC固态硬盘保持高速,固态硬盘的寿命也仅有同价位TLC固态硬盘的三分之一。

值得一提的是,由于本次参与横评的SSD容量均为500G, 对于这5款产品而言,QLC未能发挥出价格优势,英特尔660P、英睿达P1和TLC固态硬盘的售价基本持平,再对比总写入量,显然3款TLC固态硬盘更具诱惑力。但是,如果将容量扩大至1TB、2TB,此时QLC的价格优势就会得到体现。

既然在500G容量下,价格没有太大区别,那么QLC和TLC SSD性能表现方面有哪些不同呢?接下来就用百项横评数据告诉你5款固态硬盘究竟该选谁!


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测试方向

针对不同固态硬盘的性能差异,我们主要通过理论最高性能测试、大文件读写测试、实际软件使用测试等方面来对5款固态硬盘的进行全面考量,总共测试20组数据。

理论最高性能测试

首先是使用AS SSD Benchmark  CrystalDiskMark以及TxBENCH 这三款软件,在默认设置下对固态硬盘的最大连续读写、4K随机读写能力进行测试。由于每款软件的测试方法并不一致,所以结果有所不同。


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其中,AS SSD Benchmark不仅会给出测试数据,同时还提供容易进行量化的参考得分。就得分来说,RC500最高,超过4600分,SN500次之,A1000排名第三,两块QLC固态硬盘处于尾部,仅为1800多分。

我们再细看测试数据,顺序读写上P1速度最快, 可为什么给出总分却是最后两名?因为AS SSD Benchmark的打分机制中,4K成绩占用比很高。之所以如此,因为日常使用中顺序读写文件的情况并不多见,启动游戏、软件时,主要涉及大量小容量数据、零散文件,而体现这一情况的就是4K和4K-64K随机测试项目。此外,大多数情况,固态硬盘并不会满负荷读写,不会同时出现巨大的4K读写需求,因此部分软件还会分别测试不同队列深度、线程下的4K性能,以贴近真实使用情况。

所以,对于固态硬盘而言,4K随机读写能力更能反映固态硬盘的综合素质,RC500的和4K-64K随机读写分数是两块QLC固态硬盘的2倍之多,最高能达到5倍。而这也是说明了为什么顺序读写差不多,得分却完全不一样。


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CrystalDiskMark与TxBENCH软件同样拥有类似的测试项目,结果也和AS SSD Benchmark类似,综合成绩依次是RC500、SN500、A1000、P1、660P。可以说QLC SSD的4K随机读写与TLC固态硬盘差距巨大,比如CrystalDiskMark的4K Q8T8(4K 8列队8线程)项目,RC500的4k随机写入是660P随机写入的三倍。


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值得一提的是,在最低负载的4K Q1T1(4K 1列队1线程)测试中,除了A1000其余4款SSD的差异并不明显。不过,该项目参考意义并不大,和最大负载类似,实际使用中遇到4K Q1T1的情况可能也比较少,使用时的差异我们会在下文进行测试。

SLC缓存测试

目前,绝大部分SSD为了能够获得高速读读写速度,均会采用SLC缓存技术。所以,有不少了解SSD的用户就会关注SLC缓存容量大小以及缓外速度。这里我们使用HD Tune对5款固态硬盘空盘时的SLC 缓存容量大小和缓外速度进行测试

在这个环节各个固态硬盘均表现出不同的测试成绩,不同的缓存大小以及缓外速度也从侧面反应了固态硬盘主控性能以及不同固态硬盘厂商的调校策略问题,两者数据需要综合分析,才能判断固态硬盘性能的好坏。


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SLC缓存容量最高的是QLC颗粒的英特尔660P ,这也是因为QLC固态的高读写速度需要依靠SLC缓存来之支撑,在调校设计策略上都会选择大容量的SLC缓存,但会增加闪存颗粒的寿命损耗。 其次是东芝RC500 42G的缓存大小,其中缓存最小的反倒西数SN500仅有6G。

而缓外速度,更多的是反应了颗粒的自身的性能以及主控性能。西数SN500和东芝RC500的缓外速度处于第一梯次,均保持在750M/s左右 ,这速度非常不错了。而紧接着的是金士顿A1000,缓外速度500M/s,而采用QLC颗粒的英睿达P1和英特尔660P的缓外速度仅有60M/s左右,这也是因为QLC颗粒自身的缺陷所在,一旦离开SLC缓存,速度自由落体,甚至不如机械固态硬盘。


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综合SLC缓存容量及缓外速度,我们认为东芝RC500排名第一,42G缓存大小足以满足日常大文件写入所需,很少会将SLC缓存耗尽,TLC颗粒也拥有较长的写入寿命。其次是西数的SN500,在750M/s左右的缓外速度非常不错,但6GB的缓存容量有些偏小,在4K高清、大容量游戏普及的如今,写入文件时很容易就将其用完。至于金士顿A1000只能说是中规中矩,没有太大的亮点。而P1和660P缓外速度就比较不尽人意了,但好有大容量的SLC缓存容量确保速度。

75%脏盘测试

购买来新固态硬盘出除了作为系统盘外,将其作为游戏,视频等常用文件的存储盘也是非常常见,而这其中往往会涉及到文件转移,需要将原来有硬盘中的文件转移入新硬盘。

后续的实际使用测试以及压力读写测试,除了空盘情况,还会增加固态硬盘75%占用量下的情景,以简单模拟长时间使用后固态硬盘空间减小,性能是否会随剩余容量的变化而变化,衡量方法均是以时间长短进行衡量,时间越短越好。

文件拷贝测试

在大容量文件拷贝测试中,通过单个大容量压缩包文件和各种软件,来模拟生活中游戏及大文件的转移。测试涉及单一大文件和碎片文件,大小分别为103G和63G,超过5款SSD的SLC缓存容量。同时,文件均放置在高阶PCIE 3.0*4固态硬盘内,不会对测试固态硬盘发挥造成瓶颈。


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单一大文件写入测试中,我们可以看到QLC和TLC颗粒再次出现了明显的性能差异。SN500、RC500、A1000这三款TLC颗粒产品中,RC500拷贝速度最快,SN500稍慢一些,A1000处于速度第三的位置。不过无论是空盘还是75%占用,TLC固态硬盘拷贝文件时的浮动都比小。而QLC颗粒的P1和660P,在空盘和75%占用下,成绩浮动异常明显。剩余容量不足时,相较于TLC阵营,最大能有10倍左右的差距。


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碎片文件写入测试中,5款固态硬盘空盘时的差异较小,SLC缓存最大的660P甚至排名第二。不过,固态硬盘容量75%占用后,立刻出现了巨大的性能差异,2款QLC固态硬盘明显慢于TLC固态硬盘。

固态硬盘剩余容量发生变化,读写性能同样发生巨大波动,这也是因为QLC固态硬盘在进行大规模数据读写时非常依赖于SLC缓存。当SLC缓存用完后只能以QLC颗粒真实的速度进行读写。而SLC缓存的大小又与剩余空间挂钩,大多数固态硬盘会利用固态硬盘剩余空间来充当缓存,当剩余空间不足以支撑SLC缓存,就会出现SLC缓存空间下降甚至是没有,进而导致剩余容量不足时读写异常缓慢。

游戏测试

这块测试是从游戏文件解压和游戏加载两个方向来测试,其中游戏解压对应固态硬盘性能的要求非常高,能反应固态硬盘高负载下的综合读写能力。游戏压缩包放置在待测试的固态硬盘内,测试的游戏选择《地铁:离去》中的伏尔加河关卡,解压的是同样45G的《地铁:离去》游戏文件。

游戏文件放在固态硬盘内,无论TLC还是QLC颗粒的固态硬盘,游戏加载速度都非常快,游戏主人公的读白还未读完就完成了加载,而且5款的固态硬盘加载时间基本一致,而且也没有随着固态硬盘可用空间减少而变化,均保持在11s前后,最大差距不超过2s。


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而在游戏解压上,5块固态硬盘的差距就比较明显了。在空盘状态下,SN500以微弱优势领先东芝RC500,金士顿A1000则落后前两名30-40s,主观感觉还是十分明显,而75%占用率下,三块TLC固态硬盘时间均无明显变化。


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有意思的是两块QLC固态,英睿达P1在空盘状态下解压文件甚至能够追平RC500,当容量占用达到75%后,解压速度不到原来的一般,下降幅度非常明显。而隔壁的英特尔660P数据会更难看点,75%占用后,解压时间也相应下降,达到20分钟之久处于垫底位置,同向对比空盘状态,仅下降幅度小点。

Adobe软件测试

电脑不仅仅是用来玩游戏,还充当着重要生产力工具,这里准备了单个2.7G 的Photoshop PSB工程文件和总容量11.2G的多个视频文件素材用于PS文件加载保存以及Pr素材加载测试,测试文件以及工程文件存储位置均设置在测试盘中。


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在这个环节中,反倒是QLC颗粒的英睿达P1和英特尔660P更有优势。因为工程文件均小于SLC缓存大小,两款QLC固态硬盘在PS软件中打开保存工程文件的时间基本一致,比其他三款TLC颗粒的固态硬盘稳定快上8-20秒。


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在75%占用的情况下,5块固态硬盘均未出现降速问题,尤其是两块QLC盘,使用体验还是非常稳定的。而在Pr文件加载中,空盘状态下,SN500和660P以微弱的3秒优势领先其他盘,而在75%占用,5款固态硬盘均保持相同加载速度,相较于空盘最大变化不超过2秒。


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总体而言,在实际软件应用中,5款SSD的差异不如理论性能测试时那么明显,但是在游戏解压、文件复制环节还是有一定的差异。综合来看,东芝RC500体验最佳,其次西数SN500,随后金士顿A1000,最后是英特尔660P和英睿达P1。

温度测试

最后,我们还使用热成像仪测试固态硬盘在长时间读写下的温度,测试环境温度在23度,5块固态硬盘温度测试在两小时内测完,无环境温差影响,由于现阶段主流主板大多带有散热片,我们本次也是将主板原装散热盖上后测试,以尽可能接近正常使用状态下的环境。


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在待机状态下五款固态硬盘无明显差距,而在极限温度下,其中四块盘的温度均在50度左右,上下温度浮动很小,基本可以归为测试误差。而英睿达P1的温度却仅有44度,同为QLC颗粒的Intel 660P温度要高上4度,有可能是因为颗粒工艺和主控位置。英睿达P1的主控位于固态硬盘中部,能更好的将热量均匀的辐射至整块散热片,而Intel 660P主控位置更靠前,相对不利于散热。

综合排名

总体来说,五块固态硬盘总共测试了近百项数据,为了方便查看并了解其中的差异,这里将五块固态硬盘在每组测试进行计分,最高5分,总分越高越好,具体情况如下表所示。


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第一名 RC 500 所有测试中,除了PSB文件读取保存数据垫底外,其他成绩未低于前三,综合名次排第一。

第二名 SN500  综合素质和RC500基本一致,有着温度优势,但SLC缓存偏小,持续读写与压力读写略低于RC500。

第三名 A1000  横评产品中的佛系固态硬盘,测试总分与P1平分秋色,但胜在性能稳定,极限测试上无明显优势。

第四名 P1  空盘状态下部分测试能和TLC固态硬盘相匹敌,但无奈QLC本质。

第五名 660P  五款中最便宜的固态硬盘,同第四名P1类似,但压力测试下表现略显疲软。

分析总结

就整个测试而言,不仅仅是测试每个固态硬盘在使用中的表现,其实很多的场景还体现了TLC与QLC闪存固态硬盘之间的差距。

客观来说,同为500G容量,对于QLC颗粒的固态硬盘是非常“不公平”,此时无法发挥出QLC高性价比的优势,正如前文所说如果1~2TB容量QLC的价格优势会非常明显,典型的“碗大量多”型产品,而且更大容量也换来了更大的SLC缓存、更大的剩余容量,能确保固态硬盘的性能发挥,适合作为“仓库”来用。


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但本次的500G容量,QLC颗粒固态硬盘对比同价位的TLC固态硬盘,不仅没有价格上的优势,在实际测试中呈现出的性能差异也比较大,更何况还有人会担忧QLC理论寿命问题, 这些正式阻碍用户选择QLC固态硬盘的理由。


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相比之下,TLC颗固态硬盘更像个全能型选手,胜在稳定,综合素质优异,不仅最高读写性能存在优势,同时SLC缓存外表现也比较不错,另外,TLC颗粒也有较长的理论使用寿命,可以消除一些用户的顾虑。此次横评中,如果只考虑性能表现,东芝RC500和西数SN500都非常出色,实际使用时的感受也比较接近,非常值得有需求的用户购入。但将价格因素考虑在内东芝RC500就成了首选,它能兼顾各个方面的表现。

 

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