老A8也是A8,3D XPoint的绝唱:Intel傲腾P5800X 1.6TB测试报告
大家好,我是飘雷,今天为大家带来的是Intel傲腾P5800X 1.6TB的深入测评报告。

在固态硬盘演进史中最负盛名的SCM产品,Intel和Micron合作研发的傲腾(Optane)系列无疑是极为特殊的存在。

它并非基于我们熟知的NAND闪存技术,而是采用了Intel与美光联合研发的3D XPoint存储介质,在底层原理就与最常见的NAND闪存截然不同。

NAND颗粒依靠向浮栅晶体管或者电荷阱注入电子来存储数据,通过不同电压来标识数据状态;而且NAND闪存以Page为读写单位,但是以多个Page组成的Block为擦除单位,这就导致其在写入数据之前,如果目标Block中已有旧数据,需要先对整个区块执行擦除操作。

而3D XPoint则利用相变存储(融化/结晶)原理,通过改变硫系化合物材料的电阻状态来标识0和1,并且实现了按字节寻址的特性,写入时可以直接覆盖改写,而无需先擦后写。

正是存储介质在物理特性上的根本差异,使得傲腾系列SSD拥有极低的读写延迟、超高且稳定的随机读写性能,以及堪称变态的写入寿命,至今令几乎所有NAND SSD望尘莫及。

可惜的是,傲腾这颗存储界的明珠并没有在商业上获得应有的成功。
由于3D XPoint颗粒成本高昂,傲腾产品的定价一直居高不下,曲高和寡的结局便是销量始终未能打开局面,Intel最终在2022年第二季度财报中正式宣布逐步关停傲腾业务,在美光将其位于犹他州Lehi、唯一量产3D XPoint的晶圆厂出售给德州仪器后,整条傲腾产品线已成绝响。

傲腾系列固态硬盘最终没有迈入PCIe 5.0时代,停留在PCIe 4.0的产品线主要有P5800X、P5801X、P5810X和神秘的P5820X。
有种说法是,P5800X和P5801X使用的是第二代的3D XPoint颗粒,而P5810X和P5820X又用回了第一代3D XPoint颗粒,在同容量的情况下,die数量翻倍,导致功耗有所提高,性能反而不如P5800X。

所以个人觉得,PCIe 4.0傲腾中最吸引人的,当属1.6TB和3.2TB容量的满血P5800X。
以Intel傲腾P5800X 1.6TB为例,这款产品于2020年第4季度发布,标称顺序读取可达7200 MB/s,顺序写入6200 MB/s,4K随机读写性能均超过1500K IOPS,且4K随机读写延迟在6μs以下,即便放在今天,随机读写性能和延迟表现依然是业内天顶星水平 。

更夸张的是,Intel傲腾P5800X 1.6TB的标称终身写入量高达100 DWPD,也即在5年质保周期内每天都支持写入100倍全盘容量的数据,换算过来为292 PB(292000 TB),是市售2TB消费级SSD(1200 TBW)的240多倍!

更恐怖的是,3D XPoint颗粒的实际写入寿命还要远超与此,至今几乎没有人能真正测出极限。

比如贴吧老哥 @CinemaDNG 对16GB的傲腾M10进行了3年多的持续写入测试,全盘已经累计写入近30万次,依然活蹦乱跳。

傲腾系列SSD如外星科技一样的性能和寿命表现,让它成为众多SSD爱好者心中的白月光和朱砂痣,只可惜此前它的售价极为昂贵,例如傲腾P5800X 1.6TB的全新国行价格要在3万元左右,小黄鱼二手的价格也要超过1万元。
不过好消息是,前段时间小黄鱼上突然出现了一批傲腾P5800X的大船货源,400GB版本的成交价大约在1000元出头,而1.6TB的满血版本则在4200元左右。
这批傲腾P5800X大多是从国外数据中心淘汰下来的机房退役盘,通电时间普遍在两三万小时,写入量在五六PB甚至更高,而且还有各种固件版本的大坑,水深得很。
但凭借3D XPoint超乎寻常的写入耐久度,只要主控不坏,剩余写入寿命对个人用户来说依然足够用个几十上百年,传个三四代人没啥问题。
对于一直心水傲腾却苦于价格高不可攀的发烧友来说,这次大船靠岸让我们终于有了一亲傲腾P5800X芳泽的机会,甚至相对目前高企的存储价格形势而言,反而突然让人觉得它有了那么一丝丝性价比。
恰巧好朋友 @WittmanARC 也是一名资深的SSD爱好者,前段时间他就入手了一块来自大洋彼岸的傲腾P5800X 1.6TB,我才得以借来这款传说中的宇宙最强硬盘把玩亲近一番,为大家带来详细深入的测试报告,希望能对有兴趣的朋友起到一些参考作用。
一、产品解析
Intel傲腾系列的做工和颜值一直非常出色。以这块P5800X 1.6TB为例,整体采用2.5寸规格,厚度为15mm,黑色涂装的全铝合金外壳圆润光滑,拿在手里沉甸甸很有质感。

翻个面看看,也同样光滑细腻,外壳密布了散热鳍和导流槽来增强散热效率。

接口为企业级SSD常见的SFF-8639接口,也即我们通常所说的U.2,金手指和SATA接口有所区别的,中间多出来一个凸起的小舌,插不进普通的SATA背板中。

普通消费级主板想要使用U.2 SSD的话,一般需要搭配转接卡或者转接线来使用,这里我使用LinkReal的PCIe 4.0 U.2转接卡来进行测试。

接着我们看一眼S.M.A.R.T信息,固件号为L0310200,NVMe标准只支持到1.3c版本,23000多个小时的通电时间+接近5 PB的写入量,确认不是清零盘,但健康度还剩98%,恐怖如斯。

傲腾P5800X 1.6TB整块盘只有1个温度传感器,标称功耗达到了22W,个人觉得普通用户使用的话最好还是要配合主动气流来散热。

二、测试平台
本次测试使用的测试平台配置如下:
CPU:Intel i9-14900K
主板:AORUS Z790 XTREME X
内存:DDR5-8000 16GB x2
系统盘:Intel傲腾900P 480GB
系统:Windows 11专业版 23H2、Ubuntu 24.04 LTS
这里需要说明的是,在对SSD进行测试时,测试结果受硬件平台的影响会比较明显,并非所有SSD都能在每台电脑上都能跑到官方标称参数。
测试平台的PCIe MPS(Maximum Payload Size,有效载荷)会对SSD的顺序读写速度上限产生显著影响,MPS越大,数据包传输效率越高,带宽上限更大,但相应的延迟也会增加。

目前,消费级平台中一般只有AMD平台才能支持512字节MPS,Intel平台只支持256字节MPS。
所以在Intel平台测试PCIe4.0 SSD时,顺序读写速度会被限制在7200 MB/s以下,无法跑满厂商标称的性能。
而在AMD平台中,SSD的低队列随机读写性能与延迟方面又要比Intel平台弱了许多,无法发挥傲腾P5800X的最大优势,所以本期还是选择使用Intel平台来进行测试,这一点还望周知。
三、常规性能测试
1.CrystalDiskMark
傲腾P5800X的顺序读写速度分别为7144 MB/s和7055 MB/s,在PCIe 5.0 SSD都已经普及的当下看起来是挺普通了,但作为企业级SSD,傲腾P5800X没有消费级SSD过家家一样的SLC Cache,所以不会有大容量写入降速的问题。

最为亮眼的是,它的Q1T1单队列4K随机读取速度超过了440 MB/s,依然能把当下的所有NAND SSD吊起来锤。
很多朋友习惯选购SSD时直接参考CrystalDiskMark测试中的Q1T1 4K随机读取成绩,现在许多消费级的TLC甚至QLC SSD都能跑出100 MB/s以上的夸张高分。
但作为SSD老烧,飘雷必须提醒大家,CrystalDiskMark此类软件的4K随机测试结果在很大程度上具有欺骗性。
因为CrystalDiskMark的测试机制是,先写入1 GiB测试文件,随即立刻对其进行读取测试。此时,测试数据存放在SLC Cache中,本身就会收到SLC Cache的加速影响,另外西数/闪迪部分产品的主控甚至能凭借预读算法在主控SRAM/HMB层级就直接命中返回,压根无需真正向物理闪存颗粒下发读取寻址指令。

然而,在真实系统工况中,90%以上的操作读取的都是冷数据,早已被挪出SLC Cache外,这也是为何我都会在此前的几十篇文章中都会测试SSD的真实4K随机读取性能。

但在傲腾P5800X 1.6TB这里就不存在这个问题,由于无需SLC Cache机制,它在CrystalDiskMark中的4K随机读取性能就是真实表现了。
Intel标称的性能还是保守了,P5800X 1.6TB的Q32T16多队列4K随机读写性能,均超过1500K IOPS,并且7读3写混合随机性能还要更强,超过了1927K IOPS,真是赏心悦目。

切换到延迟页面,就能看得出傲腾系列SSD另一大优势了,即便在拉胯的Windows系统中,Q1T1随机读写的延迟也都不到10μs,即便在7读3写的混合场景中,延迟稳如老狗。

2.PCMark 10存储基准测试

在PCMark 10的完整系统盘基准测试中,傲腾P5800X得分为9332分,同样也是遥遥领先所有Gen5消费级SSD。

3.PCMark 10数据盘基准测试

在PCMark 10的数据盘基准测试中,傲腾P5800X 1.6TB得分为13280分,依然难逢对手。
4.3DMark存储基准测试

傲腾P5800X 1.6TB在3DMark的存储基准测试中,轻轻松松拿到了9123分的超高成绩。

和消费级PCIe5.0 SSD对比一下,就能知道傲腾还是那个傲腾,始终是NAND SSD无法逾越的高山。
5.SPECworkstation 3.1
在模拟工作站场景的SPECworkstation 3.1中,傲腾P5800X 1.6TB取得了85.44分,无敌。

四、读写曲线
接下来在QD32 128K条件下,对傲腾P5800X 1.6TB进行了2倍全盘范围的顺序写入测试,生成的曲线图如下所示:

由于没有SLC Cache机制,傲腾系列SSD在大容量写入时,不会出现缓存耗尽速度断崖式下跌的问题,呈现稳稳地一条漂亮直线,写入速度稳定维持在6740 MiB/s左右。
NAND SSD由于写入原理所致,在正常工作期间,随着写入量的增加,脏盘程度的加深,分别是会经历性能滑落的三个阶段。

FOB(Fresh Out of the Box):就是全新的、刚开封的盘。经过安全擦除的SSD也近似于FOB状态。这个时候的盘所有的页都是空白的,任何写入操作都可以直接进行编程,不需要考虑擦除、垃圾回收等操作的影响。消费类SSD的标称性能都是处于这个状态。这个阶段的测试成绩可以看做是养精蓄锐之后的冲刺,漂亮,但不可持续。
Transition:过渡或者转换状态。这个状态的性能会明显低于全新时的表现,但是又高于稳定态。不同的SSD在这个阶段的性能表现和持续时间差异较大,这与主控、固件、介质都有关系。随着技术进步,较新式的数据中心SSD会比早期的SSD更容易度过这个阶段。这个阶段可以看做是跑步期间休息了一会儿,再次跑起来的时候显得还比较轻松,但也不可持续。
Steady State:稳定态或稳态。测试成绩比之前的要低,但波动不大了,譬如连续五次测试的平均性能变化不超过20%。这是长跑的真正状态,呼吸节奏均匀,对肌肉酸痛已经麻木,配速比较稳定。随着时间持续,性能可能会进一步下降,但变化比较平缓。
那采用3D XPoint颗粒的傲腾系列产品,会不会也有这种性能下降的问题呢?
所以在完成2倍全盘顺序写入的预处理后,顺势又在QD128 4K的条件下,对傲腾P5800X 1.6TB进行2倍全盘容量的4K随机写入测试,记录到的曲线如下,令人咋舌:

可以看到曲线依然平滑无比,自始至终都是满血状态,平均IOPS为1481006,平均写入速度高达5790.56 MiB/s。
那么傲腾P5800X 1.6TB在Linux中会有啥样的单队列4K随机读取性能呢?在完成2倍顺序写入+2倍随机写入的处理后,紧接着对它进行900s的QD1 4K随机读取测试,记录得到的图表如下:

平均速度高达570 MiB/s (597 MB/s),比Windows下440 MiB/s的结果还要高得多,恐怖如斯。
和NAND SSD普遍不过百的真实单队列4K随机读取性能对比,这个差距就更显得太大了。
五、FOB状态混合随机读写测试
Windows系统的I/O引擎和文件资源管理机制会限制SSD的性能发挥,所以一般为了排除干扰,我们会使用Linux系统来测试SSD的极限性能。
为了观察理论性能上限,这里咱们在Ubuntu 24.04中,使用FIO 3.36脚本再对傲腾P5800X 1.6TB进行一遍更加完整的、不同队列深度、不同混合读写方案下的测试。

从表格中可以看出,傲腾P5800X凭借3D Xpoint颗粒带来的Z读取特性,延续了超低延迟优势,在较低队列的情况下,无论是纯随机读取,还是混合随机读写,其延迟水平都要显著低于NAND SSD。

不过在这种理想工况下,傲腾P5800X 1.6TB在4K随机纯读纯写项目中分别超过1708K IOPS、1567K IOPS,打不过有SLC Cache加速的消费级PCIe5.0 SSD了。但在混合读写项目中最高IOPS超过了1400K IOPS,远超NAND SSD两倍以上。
六、ezFIO测试
接下来我们在Ubuntu 24.04 LTS上执行ezFIO脚本测试。
ezFIO是业内常用的开源SSD自动化测试脚本,它
可以重复进行稳定态性能测试
,并且可以在测试过后自动生成结果图表。

ezFIO测试主要分为顺序和随机两大项内容,为了确保SSD进入稳态,在每项测试开始时都会有两次全盘容量顺序写入+两次全盘容量随机写入的预处理流程,之后进行不同粒度、不同队列深度的具体测试,整个测试流程耗时极长,负载强度极大。
ezfio会将测试结果自动整理成图表,傲腾P5800X 1.6TB在7读3写长时间混合测试中的表现相当美丽,平均IOPS为2023790,变异系数(可以理解为数据离散程度)仅有0.07%,挑不出哪怕一丁点儿毛病。

不同队列深度下的7读3写混合性能如下图所示,傲腾P5800X 1.6TB在QD64时即达到2000K IOPS以上的峰值,漂亮:

这里不欺负弱不禁风的消费级SSD,只是与我测试过的美光9556 3.2TB、忆恒创源7A40 7.68TB这两款PCIe 5.0企业级SSD对比,就知道老A8也是A8,傲腾P5800X 1.6TB的优势实在太大了:

傲腾P5800X 1.6TB不同队列深度的4K随机读取性能表现如下图所示:

与其他两款PCIe 5.0企业级SSD对比,如下图所示,傲腾P5800X 1.6TB在超高队列下的随机读取极限其实已经要弱于全新的NAND竞品,但与此同时有一个重点,它仅需要QD16就基本能达到满血读取性能:

傲腾P5800X 1.6TB的4K随机写入表现如下图所示,超过了官方标称的参数:

与其他两款PCIe 5.0企业级SSD对比,傲腾P5800X 1.6TB的按字节寻址特性,使得它在随机写入方面的优势极为明显,不用先擦后写就是要比NAND SSD更快更强:

傲腾P5800X 1.6TB的其他ezFIO测试结果就不一一赘述了,贴在这里供大家参考:


七、SNIA-SSS-PTS-E 2.0测试
SSS-PTS(Solid State Storage Performance Test Specification,固态存储性能测试规范)由SNIA(存储网络行业协会)制定,这是目前SSD行业最权威的性能评估标准之一。依据SNIA-SSS-PTS规范,大家都可以按照相同的测试条件、测试内容和测试步骤来测试SSD性能,企业级客户也会参照SNIA的标准来验收SSD厂商给出的性能数据。

与CrystalDiskMark这类消费级跑分工具不同,我们对于企业级SSD关注的是其在稳态下的真实表现。
SNIA-SSS-PTS 2.0对企业级和消费级SSD分别有不同的测试标准,其中企业级SSD的测试流程有极其严格的规定,首先必须对SSD执行清除操作,使其恢复到接近新盘的FOB状态,然后用128KB块大小,顺序写入两倍全盘容量进行负载无关的预填充 。
接下来进入负载相关的预填充和测试阶段,使用7种读写混合比例(100/0、95/5、65/35、50/50、35/65、5/95、0/100)和8种块大小(512B、4KB、8KB、16KB、32KB、64KB、128KB、1024KB)组成的56种组合进行随机读写,每轮跑完56个组合后重复迭代,最多执行25轮。
稳态的判定标准以4KB 100%随机写入、64KB 65%读35%写混合随机读写和1024KB 100%随机读取三个关键组合的IOPS结果为准,当连续5轮的性能波动范围均处在平均IOPS的±10%以内时,判定SSD进入稳态 。
本次对Intel傲腾P5800X 1.6TB的测试严格遵循PTS-E 2.0规范,在Ubuntu 24.04.2 LTS环境下使用fio 3.36作为测试引擎执行。
1.IOPS测试

IOPS表现方面,傲腾P5800X 1.6TB交出的成绩依旧亮眼。从IOPS报告的稳态收敛图来看,在所有块大小的测试中,从第1轮到第5轮的IOPS数值完全重合,平直曲线没有任何波动,说明它从测试启动的第一刻起就已经处于稳态,压根不需要像普通NAND SSD那样经过多轮热身才能稳定下来。

这正是3D XPoint直接寻址、无需先擦后写的物理特性决定的,它压根就不存在脏盘状态性能衰减的问题。

在具体数据上,4KiB纯随机读取的平均IOPS达到了1571080;允许的最大数据偏移为314216,实测仅208.73;允许的最大斜率偏移为157108,实测仅27.1。可以说,它的稳态曲线接近于一条绝对的水平线。

64KiB块大小、65%读35%写混合场景下的平均IOPS为135630,经过5轮测试IOPS几乎没有任何下降趋势。

1024KiB块大小的测试结果同样是毫无波澜,稳如磐石。

摘取稳态下所有56个测试项目的5轮平均性能结果,汇总如下:

Intel傲腾P5800X 1.6TB随机读性能均突破1560K IOPS;4K 随机写性能突破1570K IOPS,1MiB随机读性能为12750 IOPS。

2.延迟测试
延迟表现更是傲腾的统治区。

SNIA延迟测试要求将队列深度和线程数都设为1,只使用512B、4KiB、8KiB三种块大小和100/0、65/35、0/100三种读写混合比例进行全随机测试 。从延迟报告的稳态收敛图来看,傲腾P5800X 1.6TB在100%写入负载下512B/4K/8K三种块大小的5轮平均延迟均在10μs以下,图表呈现稳稳的一条水平线。

稳态测量窗口中,傲腾P5800X 1.6TB在4KiB块大小下所有读写混合比例的平均延迟都稳定在10μs以内,110%平均值和90%平均值完全一致,斜率同样为零。

综合响应时间汇总表显示,在512B 100%读场景下平均响应时间甚至低至5μs,即便是99.999%的尾部延迟最差的组合也不过27μs。要知道目前顶级的PCIe 5.0 NAND企业级SSD在QD1下的4K随机延迟普遍在几十μs、尾延迟经常飙升至数ms,傲腾依然遥遥领先。

从3D分布图可以看到,傲腾P5800X 1.6TB在所有块大小和读写混合比例下的平均延迟都集中在0-10μs之间。

这种完美的延迟一致性在NAND SSD上基本无法实现,归根结底还是因为3D XPoint不需要擦除操作,不存在垃圾回收引发的突发延迟。

3.吞吐量测试
吞吐量测试验证的是顺序大块读写的稳态性能,使用1024KB和128KB两种块大小分别进行顺序写和顺序读测试,以顺序写的值来判断是否达到稳态 。

从收敛图数据来看,傲腾P5800X 1.6TB挑不出毛病,5轮顺序读写1024KB块大小,每一轮吞吐量都完全一致,完全零波动。


1024KiB和128KiB块大小稳态测量图表中,5轮测试的斜率为零。


混合读写表中,1024 KiB块大小下顺序写为6683.24 MiB/s,顺序读为6812.63 MiB/s;128 KiB块大小下顺序写为6565.83 MiB/s,顺序读为6812.6 MiB/s。这个结果比我之前在CrystalDiskMark中测得的顺序读写成绩略低一些,原因很简单,CrystalDiskMark的单位采用的是10进制MB,本次测试中采用的是2进制MiB。


总结
以上就是本期关于Intel傲腾P5800X 1.6TB的完整测试报告了,感谢大家看到这里。
说实话,这块2020年发布、接口只有PCIe 4.0 x4的硬盘,在2026年的性能表现依然让人觉得有点不真实,3D XPoint技术真的是有一种“外星科技”的即视感。
只可惜这颗存储明珠从诞生那天起就曲高和寡,傲腾系列高昂的产品定价哪怕是企业用户也难以接受,销量和利润自然也就始终上不去,等到AI时代的大爆发让整个存储行业都跟着水涨船高的时候,傲腾早就已经被Intel自己给掐死了。
说起来真是造化弄人,3D XPoint的超低延迟和超高耐久度特性,放在今天AI训练集群的高速缓存层里本该是绝配,可等市场终于需要它的时候,它已经不在了。
Intel这家公司每次都赶在曙光前夕做出最错误的选择,简直像中了什么诅咒一样,也不知道是不是和受了阿三污染有关系。
当然我们最后还是得回归到一个问题上来,傲腾P5800X到底值不值得买?
这里要严肃说明,虽然我把这块盘夸上了天,但对于绝大多数个人用户来说,我其实是不推荐入手的。
道理很简单,它的性能优势在我们普通人的日常使用场景里根本发挥不出来,至于那高达几十万TB的写入寿命,普通用户连续用上十年也用不掉它寿命的一个零头,再考虑到它的二手价依然远超PCIe 5.0 SSD,所以大多数朋友花钱买它纯属浪费。
除非是对存储技术本身有着浓厚的兴趣和执念的SSD发烧友,或者真的能利用上3D XPoint的超强性能,那倒是可以收藏一块来留个念想。
毕竟3D XPoint这种跨时代的存储介质已经彻底成为历史了,现在连晶圆厂都卖给了德州仪器,市面上流通的傲腾产品也是用一块少一块,预算充足的话买一块曾经代表存储技术巅峰的绝版产品,既是致敬,也是祭奠。

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