2020 SSD 固态硬盘超全选购指南之二——主流NVME硬盘数据解析

2020-04-30 17:52:54 116点赞 357收藏 47评论

在上一篇2020 SSD超全选购指南中,我比较详细的介绍了固态硬盘的各种接口以及组成部分,在这选购指南之二中,我会更加详细的解开SSD的每个参数的意义以及主流的NVME到SATA SSD的详细数据,如果还没有看过篇一的朋友可以移步这里哦。https://post.smzdm.com/p/aoo8d7r7/

提示:本篇文章偏向科普,主要介绍的是SSD的技术背景和主流SSD性能解析。

首先先说两个关于固态硬盘的问题。

问题1:固态硬盘掉速之谜

其实这个问题已经困扰电脑玩家多时,什么叫掉速?就是指的是SSD的性能在经过一定容量的写入后出现下降的情况就叫掉速。那为什么会掉速呢?这要说到我们目前SSD上使用的颗粒类型。在SSD诞生之初时,生产厂家使用SLC颗粒,而SLC的每个单元只储存一个数据。到了MLC时代,一个单元就会储存两个数据,而到了现在的主流的TLC时代,一个cell单元需要储存三个数据的时候,问题就开始浮上水面了。由于cell单元可以保存的电荷位越来越多,容量在不断增加,相应地成本在下降,但是NAND闪存先天的特性就注定了电位越多,控制就越复杂,写入数据的时间就越长,导致性能大幅下滑(主要是写入性能,读取性能还好)。

图片来自互联网图片来自互联网

但是问题总有方法解决,硬盘工程师们想出了三个方法来解决,分别是垃圾回收,TRIM,外置缓存。这三个方案软硬皆施,在提高SSD容量的同时尽可能的降低性能损失。

第一个垃圾回收,Garbage collection,业界多称之为GC机制。它的具体工作是将混杂着“有效”和“无效”数据的闪存颗粒中,把含有“有效”数据的block合并在一起形成大的“有效”块,而将“无效”的block进行完全性的擦除,以留出大量空白的块。这样做的好处主要有二种,一是能够整合可用数据块,让数据寻址更容易,减少主控压力;另一方面,也是更重要的,可以为磨损均衡提供更多空白数据块,从而提升闪存颗粒的寿命和固态硬盘的使用寿命。垃圾回收有没有坏处呢?当然有!过度频繁垃圾回收影响闪存颗粒寿命,这也是我们看到为什么不同的厂商会有不同保修内写入量限制的原因之一。

第二个就是TRIM,为了解决硬盘降速的问题,微软联合各大SSD厂商开发了一个新技术——Trim。系统对支持Trim指令的SSD启动Trim命令后,这时在对SSD进行数据删除的操作,NTFS文件系统是不向SSD发送删除指令的,SSD发出新的Trim操作指令,告诉它相关页面可以安全擦除,得到这一指示后,就不会急于执行擦除操作,而是等到再次有写入操作的时候再执行,因为这时相关区域已经可以重新使用了,就不用花时间去擦除原本的数据。如何查看电脑里是否已开启Trim?,在管理员cmd界面输“fsutil behavior query DisableDeleteNotify”。如果返回值是0,则代表您的TRIM处于开启状态,如果返回值是1,则代表您的TRIM处于关闭状态。

0是开启状态0是开启状态

第三个就是外置缓存,对于高性能的SSD硬盘,DRAM缓存不可少,就算是DDR3带宽也会远远高于闪存,DRAM缓存是现代SSD硬盘的第一道缓存结构,但还是有个问题,从从DRAM缓存到NAND闪存也是存在掉速的,毕竟缓存太小了,写入大数据的时候难免来不及搬运,这个时候第二道缓存出来了,也就是SLC缓存。用SLC当缓存意义很明确吧,因为SLC性能最好,只有一个缺点就是贵。

使用SLC和不使用SLC缓存,图片来自互联网使用SLC和不使用SLC缓存,图片来自互联网

SLC缓存的模拟方式也有全盘模拟和部分空间模拟,全盘模拟效果最好,但是浪费空间,部分模拟是多数厂商的选择。除了全盘模拟和部分模拟,实际上还有动态及静态SLC Cache之分。静态SLC Cache往往在缓存用完后力不从心,而动态模拟SLC后来居上,速度曲线始终平滑。

问题2:为什么一个型号的SSD容量越大越好

首先一点,厂商配置外置DRAM以及SLC CACHE时都是按照容量考虑,行业上基本上是1MB——1G的标准,更大的容量必定会有更多的DRAM和缓存空间。同时更大的容量也会有更多的闪存颗粒,所以写入量也会变高。举个例子,三星的860EVO 250G版本是150TBW,而500G版本就直接翻倍上涨到了300TBW。

下面进入固态硬盘的详解部分

上一期很多人纷纷表示这推荐得也太草率了吧,其实我在上一期开头就写了以后还会更新的,这一期我们就来对着数据一个一个的解析。

首先是高端的NVME固态系列,直接上整理出来的详细数据图,为什么称得上高端的原因一目了然,无论是实际性能还是颗粒用料都挑不出毛病。标注绿色的表示非常推荐,黄色的表示推荐但不是最好的选择,红色的标记的是比对手差的地方。

字比较小,请各位放大观看字比较小,请各位放大观看

里面主要涉及了四款产品,分别是三星 970 EVO Plus,西部数据 SN750,东芝 RD500,浦科特 M9P。首先说结论吧,就算在这种神仙打架的阵营里,三星依然是王者,浦科特M9P表现稍差。首先说三星970 EVO Plus,从主控到缓存最后到闪存颗粒,全部为三星自产,性能表现优秀,读取和写入纷纷超过3000MB/s,1TB版本拥有42G SLC缓存,缓外速度也是维持在1500MB/s,性能无可挑剔。

三星970 EVO PLUS,图片来自三星官网三星970 EVO PLUS,图片来自三星官网

西部数据的黑盘同样表现优异,除了SLC缓存稍小之外性能表现几乎与970 EVO Plus持平。

西部数据SN750,图片来自西部数据官网西部数据SN750,图片来自西部数据官网

东芝RD500作为里面的原厂固态性能依然强劲,随机读取和写入成绩格外的出众,1TB版本拥有40G 的SLC缓存,即使缓存用完也能保持1000MB/s以上的速度。

东芝RD500,图片来自东芝官网东芝RD500,图片来自东芝官网

为什么说不太推荐浦科特M9P呢,主要问题还是在性能上,因为价格和RD500差不多,同样是使用的东芝96层堆叠原厂颗粒,但是写入速度和缓存外速度是几款产品中最差的,只有500MB/s,而且4K读取相较于其他几款高端SSD也有差距。唯独保修期内提供的写入量是最大的,看来浦科特对自己产品的信心还是很强的。据说浦科特的保修做得非常好,这里不做过多评论,以后有机会买一块试试。

M9 PLUS,图片来自浦科特官网M9 PLUS,图片来自浦科特官网


详细对比图表如下

顺序读取(数值越高越好)顺序读取(数值越高越好)

顺序写入(数值越高越好)顺序写入(数值越高越好)

东芝RD500暂时没找到数据(数值越高越好)东芝RD500暂时没找到数据(数值越高越好)

4K-随机读取(数值越高越好)4K-随机读取(数值越高越好)

4K-随机写入(数值越高越好)4K-随机写入(数值越高越好)

至此高端的SSD就分析完了,大家可以根据自己需求进行选购,都是优秀的产品。


下面说下中端的NVME SSD,依然先放整理的数据表

字比较小,请各位放大观看字比较小,请各位放大观看

里面主要涉及了三款产品,最推荐购买的是西部数据的SN550(500G容量以上版本),这一款价格适中,性能质保都没有任何的槽点,虽然采用了无DRAM的方案,但是由于出色的缓外速度和SLC缓存,并未对SSD的性能造成比较大的影响。

西部数据SN550,图片来自西部数据官网西部数据SN550,图片来自西部数据官网

第二款是INTEL的660P,采用的QLC颗粒,我想很多人都会说傻子才买QLC,但是一旦价格回落以后,1TB版本的660P绝对是作为游戏盘的最佳选择,提供了120G 的SLC缓存,这个容量已经可以完整的装下一个大表哥2,而且作为游戏盘也不需要相当频繁的写入,所以寿命也无需担心。

INTEL 660PINTEL 660P

这里也找到了去年618买的760P,哎,这价格真是回不去了2020 SSD 固态硬盘超全选购指南之二——主流NVME硬盘数据解析

279元的760P 256G279元的760P 256G

最后一款是东芝的RC500,首先抱歉在上一篇文章中将RC500写成了PCIe *2,应该是PCIe *4,只是速度确实比较低,具体性能可以看图标不过在原厂颗粒的加持下,价格低的时候也是一个不错的选择。

东芝RC500,图片来自东芝官网东芝RC500,图片来自东芝官网

下面是对比数据图

同样数据越大越好同样数据越大越好

数值越大越好数值越大越好

总结

好了,到目前位置,本次的2020 SSD 固态硬盘超全选购指南之二已经到了尾声,总体上来说,这些SSD都表现出了非常强悍的性能,同时推荐大家购买原片SSD,不管怎么说,贵虽然贵一点,但是这钱还是花得值。这个系列的数据量极为庞大,光是收集,测试,整理就花费了几天的时间,如果你觉得这篇文章还不错,麻烦点赞,收藏,或者打赏。如果你不嫌烦的话还可以关注我2020 SSD 固态硬盘超全选购指南之二——主流NVME硬盘数据解析 ,以后我也会持续的给大家带来一些干货,在下一期我们就来一起聊一聊SATA固态硬盘,来扫一扫低价固态市场的雷。

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