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    19nm能否一统江湖 揭秘3代SSD难产原因

      [  中关村在线 原创  ]   作者:  |  责编:孙玉亮
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    产品:PX-M5Pro(256GB) 浦科特 固态硬盘

    1仅独苗一棵 第三代SSD后续无人

        19nm闪存和全新第三代主控的浦科特M5P固态硬盘上市有一段时间,随后其他厂商的新品发布陷入停滞状态。而999元的25nm闪存+二代主控的256GB固态硬盘却是销售火爆。消费者驻足观望,弄不懂SSD厂商在搞什么名堂。

    19nm能否一统江湖 揭秘3代SSD难产原因
    19nm闪存能否一统江湖 揭秘3代SSD难产原因

        为什么其他SSD厂家的19nm闪存+三代主控的固态硬盘迟迟没有发布?这里面涉及到多个因素,固态硬盘表面上看是由主控+闪存+PCB板组成,还有一个我们肉眼看不到的隐性因素:固件。

    1、主控因素

    19nm能否一统江湖 揭秘3代SSD难产原因
    兼顾性能和收藏价值的美光M4 SSD

        主控直接决定SSD厂商的命运,SSD厂商往往采购数款三代主控进行测试,综合考虑性能、采购成本、固件开发的潜力和难易、匹配的闪存制程覆盖范围等等。比如著名的美光科技,它们的第三代产品M7固态硬盘完全抛弃了Marvell主控,皈依SandForce阵营。

    2、闪存因素

    19nm能否一统江湖 揭秘3代SSD难产原因
    浦科特冒着风险第一个吃螃蟹,其他SSD厂商畏惧螃蟹的大钳子

        SSD厂商选择闪存相对来说比较容易。闪存供应商主要集中在美系的英特尔、美光,日系的东芝,韩系的三星这三大派系。除了自产闪存的SSD厂商,其他SSD厂商采购两个品牌的闪存,用于周旋讨价还价,避免把宝押在一家身上。比如SSD一哥浦科特同时采用19nm东芝(M5P)和25nm美光闪存(M5S)。

    3、固件因素

        固件的重要性实际比主控和闪存更重要,它直接影响固态硬盘的兼容性和稳定性,以及固态硬盘的性能潜力开发。换而言之,主控和闪存可以拿钱买,固件的开发却是金钱所换不来的,它源于一个固件团队的开发能力和经验积累。

        现阶段进程:三星840系SSD已有销售实物,美光M7完成工程测试样品或者已有销售实物,这些产品或因停留在固件完善阶段,目前还没有发布销售。我们从浦科特M5P的测试中可以看出,这款SSD的潜能没有发挥出来,仍需要后期的固件挖掘潜能。

        疑问:那些没有发布新产品的SSD厂家究竟卡在哪里呢?19nm闪存、第三代主控、固件对SSD性能有多大影响,在本文中,我们将为你一一解析。

    产品:PX-M5Pro(256GB) 浦科特 固态硬盘

    2新老闪存/主控对决:M3P PK M5P

        我们通过性能最强的浦科特M5P 256GB固态硬盘和它的前代M3P 256GB固态硬盘进行PK,看一下两代产品之间的性能差异。其中M5P采用19nm闪存+三代主控,M3P采用24nm闪存+二代主控。

    1、浦科特PX-256M5P 固态硬盘
    参考价格:2088

    19nm能否一统江湖 第三代固态硬盘展望
    浦科特PX-256M5P 固态硬盘评测

    19nm闪存+新主控 浦科特M5P/SSD评测 19nm闪存+新主控 浦科特M5P/SSD评测
    M5P所采用的三代主控和19nm闪存芯片

    2、浦科特PX-256M3P 固态硬盘
    价格:1950元

    每秒7万次读写 浦科特PX-256M3P评测
    浦科特PX-256M3P 固态硬盘评测

    横扫SSD市场 浦科特旗舰M3P力克三雄 横扫SSD市场 浦科特旗舰M3P力克三雄
    M3P采用二代主控+24nm闪存芯片

    ● AS SSD Benchmark

      AS SSD Benchmark是一个专门为SSD测试而设计的软件。可以测试出固态硬盘的持续读写性能,包括4KB小文件的传输性能等等,成绩显示可以分为两种,一种是MB/S的形式,另一种是IOPS形式。 

    每秒7万次读写 浦科特PX-256M3P评测
    AS SSD Benchmark读写测试(M3P)

    19nm闪存+新主控 浦科特M5P/SSD评测
    AS SSD Benchmark读写测试(M5P)


    每秒7万次读写 浦科特PX-256M3P评测
    读写性能 单位IOPS(M3P)

    19nm闪存+新主控 浦科特M5P/SSD评测
    读写性能 单位IOPS(M5P)

    测试成绩
    测试子项目 M3P SSD M5P SSD 差距
    AS SSD Benchmark读写测试(单位:MB/秒)
    读取速度 496.04 502.51 +1.3%
    写入速度 410.96 435.15 +5.88%
    4K-64Thrd读 285 358.45 +25.77%
    4K-64Thrd写 246.12 332.09 +34.93%
    AS SSD Benchmark 随机读写测试(单位:IOPS)
    4K随机读取 7108 6899 -2.94%
    4K随机写入 14281 12800 -10.37%
    4K-64Thrd读 72961 91762 +25.76%
    4K-64Thrd写 63007 85015 +34.92%
    总计
    +14.4%

        我们就整体性能而言,M5P对比M3P的领先幅度为14.4%,19nm闪存+新主控的对最大读写速度没有实质性改善,对4K-64Thrd多线程读写以及IOPS值有25-35%的提升。4K-64Thrd的相关测试更多的和企业/服务器应用相关,我们惊叹消费级的M5P SSD都到了企业级水平,问题是家庭用户对SSD的应用实在到不了企业级别,我们不至于几十台电脑连接着主机的SSD在读写数据。

        一线SSD厂商绞尽脑汁提高SSD性能,对于陷入“军备竞赛”的SSD产业来说,19nm闪存+三代主控无疑一道良药。我们不妨回忆一下第二代SATA3.0 6Gbps的鼻祖美光C300固态硬盘,以及它的改进版美光M4(OEM称之为C400),特别是美光M4直到009固件性能才有质的飞跃。

        那些悬而未决的SSD厂商采取后发制人的做法,一方面它们坐等19nm闪存良品率的提升,另一方面在观望浦科特M5P SSD的用户反馈,不到主控、闪存、固件成熟,它们不会轻易进入新产品领域。

    3主控:至关重要 决定SSD性能

         威刚S596和SP900 256GB固态硬盘是两款采用同样闪存,但是主控完全不一样的产品,其中S596是第一代SF-1222T主控,接口速率为SATA2.0 3Gbps;SP900是第二代SF-2281主控,接口速率为SATA3.0 6Gbps。

    1、威刚S596 256GB固态硬盘(SATA2.0)
    价格:999元

    19nm能否一统江湖 第三代固态硬盘展望
    威刚S596 256GB固态硬盘评测

    19nm能否一统江湖 第三代固态硬盘预测   19nm能否一统江湖 第三代固态硬盘预测
    威刚S596所采用的SF-1222主控芯片和英特尔闪存

    2、威刚SP900 256GB固态硬盘(SATA3.0)
    价格:999元

    千元无敌手 威刚SP900/256GB SSD评测
    威刚SP900 256GB固态硬盘评测

    19nm能否一统江湖 第三代固态硬盘预测   19nm能否一统江湖 第三代固态硬盘预测
    威刚SP900所采用的SF-2281主控芯片和英特尔闪存


    ● HD Tune Pro v5.00

      HD Tune是一款硬盘性能诊断测试工具。它能检测硬盘的传输率、突发数据传输率、数据存取时间、CPU 使用率、健康状态,温度及扫描磁盘表面等。另外,还可详细检测出硬盘的固件版本、序列号、容量、缓存大小以及当前的传送模式等。

    19nm能否一统江湖 第三代SSD预测
    HD Tune读取性能测试(威刚S596 256GB SATA2.0 SSD

    千元无敌手 威刚SP900/256GB SSD评测
    HD Tune读取性能测试(威刚SP900 256GB SATA3.0 SSD)


     

    19nm能否一统江湖 第三代SSD预测
    HD Tune写入性能测试(威刚S596 256GB SATA2.0 SSD)

    千元无敌手 威刚SP900/256GB SSD评测
    HD Tune写入性能测试(威刚SP900 256GB SATA3.0 SSD)

    测试成绩
    测试子项目 S596 SSD SP900 SSD 差距
     HD Tune读取测试(单位:MB/秒)
    最大读取 174.9 383.4 +119.21%
    最小读取 147.9 357.2 +141.51%
    平均读取 157.9 372.9 +136.16%
     HD Tune写入测试(单位:MB/秒)
    最大写入 153.3 342.6 +123.48%
    最小写入 14.8 230.6 比例过高
    平均写入 89.4 262.3 +193.4%
    总计
    +142.75%

        从评测数据上看,威刚SP900对比S596在性能上有超过140%的提升,主控的重要性不言而喻。

        为何M5P和M3P之间二代升级为三代主控,性能的提升效果却不甚明显。原因在于第三代主控没有涉及到接口的升级,第一代SF-1222主控和第二代SF2281主控涉及到SATA2.0升级到SATA3.0,接口速率的翻倍扩展,性能的提升可以用飞跃来形容。

    4闪存:性能影响小 降低SSD成本

        浦科特M2P和M3P是两款采用同样Marvell 88SS9174-BLD2主控的固态硬盘,其中M2P采用东芝34nm闪存芯片,M3P采用东芝24nm闪存芯片,这样我们可以方便对比新老闪存制造工艺对性能的影响。

    1、浦科特M2P 256GB固态硬盘

    价格:已停产

    19nm能否一统江湖 第三代固态硬盘预测
    浦科特PX-256M2P 256GB固态硬盘评测

    突破500MB/s 浦科特128G固态SSD评测 突破500MB/s 浦科特128G固态SSD评测
    M2P采用的二代主控和32nm闪存芯片

    2、浦科特PX-256M3P 固态硬盘
    价格:1950元

    19nm能否一统江湖 第三代固态硬盘展望
    浦科特PX-256M3P 固态硬盘评测

    横扫SSD市场 浦科特旗舰M3P力克三雄 横扫SSD市场 浦科特旗舰M3P力克三雄
    M3P采用二代主控+24nm闪存芯片


    19nm能否一统江湖 第三代SSD预测
    AS SSD Benchmark读写测试(M2P)

    每秒7万次读写 浦科特PX-256M3P评测
    AS SSD Benchmark读写测试(M3P)


    19nm能否一统江湖 第三代SSD预测
    读写性能 单位IOPS(M2P)

    每秒7万次读写 浦科特PX-256M3P评测
    读写性能 单位IOPS(M3P)

    测试成绩
    测试子项目 M2P SSD M3P SSD 差距
    AS SSD Benchmark读写测试(单位:MB/秒)
    读取 466.73 496.04 +6.27%
    写入 376.65 410.96 +9.11%
    4K-64Trd读 272.73 285 +4.49%
    4K-64Trd写 232.83 246.12 +5.7%
    AS SSD Benchmark 随机读写测试(单位:IOPS)
    4K随机读取 6257 7108 +13.6%
    4K随机写入 13375 14281 +6.77%
    4K-64Trd读 69819 72961 +4.5%
    4K-64Trd写 59604 63007 +5.7%
    总计
    +7.01%

        通过对比评测,我们可以看到采用同一主控的两款SSD(固态硬盘),采用24nm闪存的M3P在整体性能要比32nm闪存的M2P领先7.03%。

        我们需要指出的是,和前面的M3P和M5P不同的是,这次对比仅仅更换闪存,我们可以清晰看到采用25nm闪存的M3P SSD的读写速度更快;随机读写IOPS值小幅提高,不如读写速度提升那么明显。

        为什么厂家热衷采用制造工艺更加先进的闪存,原因在于闪存的制造工艺提升,12英寸晶圆能切割出更多的闪存颗粒芯片,有效降低SSD生产成本,推动SSD普及。

    5固件:见证奇迹 大幅提高SSD性能

        下面笔者将以OCZ Vertex 4 128GB固态硬盘为例,对比升级固件前后的性能差别。这款固态硬盘在上市发售时的固件版本为1.3版,我们本次升级固件版本为1.4版。

    OCZ Vertex4 128GB固态硬盘
    价格:699元

    1.4固件大巨变 OCZ四代128GB/SSD评测
    1.4固件大巨变 OCZ/Vertex4 128GB固态硬盘评测

    1.4固件大巨变 OCZ四代128GB/SSD评测
    OCZ Vertex 4 128GB/SSD(1.3固件)AS SSD Benchmark读写测试

    第四代 OCZ 128GB固态硬盘评测
    OCZ Vertex 4 128GB/SSD(1.4固件)AS SSD Benchmark读写测试

      在AS SSD测试中,OCZ Vertex 4 128GB固态硬盘在刷新1.4固件前后的性能差异延续CrystalDiskMark测试的结果。原来的1.3固件版本测试的读取速度为391.97MB/秒,写入速度为183.13MB/秒。

    刷新1.4固件之后,其读取速度为496.06MB/秒,写入速度为370.39MB/秒。


    1.4固件大巨变 OCZ四代128GB/SSD评测
    OCZ Vertex 4 128GB/SSD(1.3固件)读写性能 单位IOPS

    第四代 OCZ 128GB固态硬盘评测
    OCZ Vertex 4 128GB/SSD(1.4固件)读写性能 单位IOPS

    测试成绩
    测试子项目 1.3 OCZ-V4 SSD 1.4 OCZ-V4 SSD 差距
    AS SSD Benchmark读写测试(单位:MB/秒)
    读取 391.97 496.06 +26.55%
    写入 183.13 370.39 +102.25%
    4K-64Trd读 331.05 338.96 +7.91%
    4K-64Trd写 157.2 298.11 +89.63%
    AS SSD Benchmark 随机读写测试(单位:IOPS)
    4K随机读取 7749 6747 -12.93%
    4K随机写入 16319 17503 +7.25%
    4K-64Trd读 84748 86775 +2.39%
    4K-64Trd写 40242 76315 +89.65%
    总计
    +39.09%

        1.3固件版本的OCZ Vertex 4 128GB固态硬盘刷新1.4固件版本之后,它的读写速度有26-102%的提升;随机读写能力除了4K随机读取IOPS值有12.93%的降低,其他各项有7%-89.65%的提升。

        小结:OCZ Vertex 4 128GB固态硬盘在升级固件前后,整体性能有39%提升,效果相当明显。固态硬盘通过升级固件获得性能提升的例子举不胜举,如果你购买了固态硬盘,请注意官网的固件更新信息。

    6接口不升级 19nm/三代SSD难突破

        众多SSD爱好者曾对19nm闪存和第三代主控寄予厚望,首款应用新闪存和主控的浦科特M5P发布上市,ZOL对M5P 128GB/256GB固态硬盘进行详细测试,大家对新闪存和主控对SSD的性能提升幅度有一定了解。对于新生代SSD,我们将影响它的三大因素归纳为以下三点:

    1、三代主控实为过渡产物:

    19nm能否一统江湖 第三代固态硬盘预测
    SandForce SF3XXX主控芯片性能参数

         我们从LSI的官方网站中可以了解到,消费级别的SF3000系列主控,速度大概在550-405MB/秒,它们同样在随机读写能力上发力。

         为何第三代主控对SSD性能影响不明显,因为第三代主控是为了匹配19nm闪存应运而生,它并没有肩负SATA 12Gbps接口速率升级的历史重任。SATA3.0速率限制最大读写速度为600MB/秒,新生代SSD的接口没有升级,读写速度始终受到限制。

         在固态硬盘的读写速度难有突破的情况下,主控厂家更多是在没有限制的随机读写能力下功夫,于是我们看到头重脚轻的过渡性产品。 

    2、好马难配好鞍 19nm普及谈何容易

    19nm闪存+新主控 浦科特M5P/SSD评测
    东芝19nm Toggle DDR 2.0 MLC闪存芯片

        SSD厂商对三代主控的选购上犹豫观望,19nm闪存纵使价格再便宜,没有合适的三代主控去匹配,SSD厂家不会买19nm闪存放仓库等着贬值。目前有SandForce、Marvell、三星、Indilinx等四家主控,加上即将面世的海力士主控,主控的多样性足够让SSD厂家花上一段时间去选择。

        SSD厂家对三代主控的归属问题不解决,19nm闪存普及俨然成了空话。

    3、第三代主控的固件尚未完善

    刷新IOPS纪录 我的名字:浦科特M5PSSD
    我们对SSD的固件版本可以从标签的F/W字样去识别 

         一款主控类似一个处理器,里面的构造错综复杂,它的固件开发更是至关重要。对于第三代主控这样的新事物,大多数SSD厂家更倾向于选择观望,等待主控的母厂对固件完善。像浦科特这样具有强大固件开发能力的SSD厂商,拥有足够的实力敢于率先推出采用19nm闪存+3代主控的M5P固态硬盘。

        闪存直接影响固态硬盘的读写速度,目前读写速度最快的SSD能接近570MB/秒,换而言之采用19nm闪存的SSD还有潜力把读写速度提高到590MB/秒。可见SSD厂家在固件开发上对新闪存和主控有一定保留,它们在没有完全摸透新主控特性的情况下,不会轻易冒进大面积提速,避免出现BUG或者其他兼容性问题。


        对于在“等”的新生代固态硬盘,我们确实没有那么多的耐心。当固态硬盘的性能发展到第二代的时候,它的性能满足我们的需求已绰绰有余,况且19nm闪存+3代主控SSD很可能是一款夹生产品,SSD在性能上有较大突破是在SATA 12Gbps速率接口时期。

        此外,威刚999元级256GB固态硬盘热卖现象,引起了SSD厂商的反思:“SSD已经陷入了类似安卓手机的攀比硬件怪圈,变成了SSD性能参数的竞争”。威刚先后推出SATA2.0的S596 256GB固态硬盘、SATA3.0的SP900 256GB固态硬盘,这两款SSD的性能并不突出,却取得了骄人的销售业绩。威刚的做法无疑打破SSD厂商的竞争规律,原来SSD不一定要追求过分的极致性能,主流消费者更需要一个性能、容量、价格衔接较好的固态硬盘。

    7产品参数对比

    浦科特PX-M5Pro和威刚SP900和浦科特PX-256M3P和饥饿鲨Vertex 4和三星830有什么区别

    其实固态硬盘也遵循着摩尔定律的方程式,随着Flash工艺的提升,越大容量其价格也会越来越低。目前仅浦科特一款新品率先采用了19nm工艺,而其它产品则依然停滞在20nm以上工艺。目前固态硬盘厂商是更加关注产品性能还是更加关注价格,可能是未来SSD发展的关键方向。

    孙玉亮

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