秒杀一切MLC!史上最强SLC SSD大测试 上
2009-05-11 12:15:28 来源:WEB开发网2007年,一项新的、成熟的技术——固态硬盘出现在大家面前,并且快速的受到厂商与高端用户的青睐,厂商希望切入存储这块丰厚的市场,高端用户则追求极致的性能。
2008年,固态硬盘得到大力发展,因为2008年NAND闪存生产厂商都将进入新一代制程的转化,由此带来的产能增加,将让闪存价格进一步下滑,同时由于磁盘主控的山寨化,使得固态硬盘成本降低。
2009年,固态硬盘依旧是不温不火,山寨方案依旧是凭借价格优势大行其道,加上一些稍有名气的厂商贴牌生产,让普通用户无所适从,对SSD的印象大幅降低,难道SSD真的是傻快,稳定性欠佳,某些方案甚至不如机械硬盘的产物?
实际上,SSD的产品初衷是完美的。造成现在凌乱的局面,是迫于成本的原因。一方面高端主控方案虽然性能稳定性俱佳,但价格不是一般人能接受,像Intel和海盗船的产品售价都很贵。另一方面,存储芯片上,SLC与MLC的规格一直就不在同一水平上,SLC固然很好很强大,但限于单颗芯片容量的限制,做到成品的话,就是容量又小又贵。而MLC由于单颗芯片容量可以做的很大,就能够在现阶段给人平易近人的价格感受。
● 固态硬盘的五大优势:
1.体积小巧:SSD多为2.5寸盘,台式机笔记本都能大幅提高磁盘性能
2.速度快:读取速度100MB/s起,高端型号可达200MB/s以上,超越万转服务器硬盘
3.寻道时间超低:普通硬盘在11ms以上,而SSD仅为0.1-0.2ms,软件启动速度超快
4.安静:内部没有任何机械设备,不存在寻道过程,没有噪音
5.功耗低、发热小:机械硬盘转速越高发热就越大,SSD所用的Flash颗粒发热很小
那么,SLC与MLC,高端主控方案与山寨主控方案,究竟差在哪里?让本文给您答案。
对存储产品来说,架构上都是一样的,数据接口,磁盘主控、存储介质。SSD与机械硬盘的差异在主要体现在存储介质上。而SSD之间的区别,除了主控外,就是存储介质(SLC与MLC)了。
固态硬盘的结构相比机械硬盘,无非是原来机械部分的马达碟片换成了闪存颗粒,磁盘主控芯片、PCB总线连接接口均保留下来。换句话说,SSD相对机械硬盘,架构没变,改变的仅是存储介质。
SSD纤细的身材来自于存储介质的巨变
实际上,国际上生产磁盘控制器的厂商不少,但基本是术业有专攻,在各自领域独树一帜,像我们常见的Marvell,凭借着芯片成本和性能间的完美契合,可说是占据了机械硬盘的半壁江山。但在其它领域,就不是那么游刃有余了。而三星光磁生产的主控芯片虽然性能出色,可无奈较高的芯片单价,所以在大多数机械硬盘上难寻其宗,但是依托其母公司的大而全的优势,其磁盘主控均被三星硬盘所采用。而LSI和WD的主控,由于出货量很小,基本是很难看到,希捷硬盘中某些特定型号采用过LSI主控,而WD虽然拥有主控技术,但也仅在自家的velociraptor中采用过。
市占率较高的磁盘控制器Marvell 88i8845C-BHG2
对存储产品来说,磁盘控制器的优劣决定了存储产品的性能和安全性,也是存储产品中最重要的部件。传统硬盘领域上,磁盘控制器主要由Marvell、三星、LSI几家生产。遗憾的是,由于机械碟片和闪存芯片工作原理和物理架构差异太大,传统的磁盘控制器产品不能用在闪存产品上。
SLC全称单层式储存 (Single Level Cell),是指一个Block(块,Flash的基本存储单元,也可称为Cell)只有两种电荷值,高低不同的电荷值表明0或者1,因为只需要一组高低电压就可以区分出0或者1信号,所以SLC最大的驱动电压可以做到很低。
MLC(多层式储存—Multi Leveled Cell)是那种充分利用Block的技术,它采用较高的电压驱动,通过不同级别的电压在一个Block中记录两组位信息(00、01、11、10),这样就可以将原本SLC的记录密度理论提升一倍。
绝大多数SSD使用的存储颗粒都是MLC(Multi Level Cell,多层存储单元),与SLC相比劣势明显:写入速度慢、读写寿命短、功耗较高,但由于存储密度大、成本低因此使用广泛,目前普及的SSD清一色都是MLC颗粒,而更完美的SLC版本则是天价,一般人根本无法接受。
Intel X25M(MLC)的写入速度也不快,但能稳定在70MB/s左右
MLC颗粒SSD的读取速度很华丽,很多都在130MB/s左右,飙到200MB/s以上也很常见,而写入速度只有区区70MB/s左右,比普通硬盘都低。
某款山寨SSD写入速度仅40MB/s,5400RPM笔记本硬盘都比这快
一般来说,MLC SSD的写入速度都在70-80MB/s上下,这个速度是完全正常的,可偏偏有些来路不明的山寨SSD写入速度超慢,虽然其读取速度和寻道时间依然比机械硬盘快很多,但实际使用中完全不是这么回事,毕竟系统的正常操作时读写兼具的过程!
要说当今SSD的最强方案,当属Intel了,即使是MLC的产品,甚至都比别家采用SLC的产品性能高。Intel方案的产品性能高,与Intel研发的PC29AS21AA0主控芯片有很大关系,此外,存储芯片采用Micron为其特作的29F系列闪存芯片,性能较山寨采用的三星闪存芯片要好上不少。
主控对磁盘性能的影响是很大,图中为Intel方案的写入原理,可以看出智能写入是JM602所欠缺的。
左为X25E 右为X25M
左为X25E 右为X25M
左为X25E 右为X25M
左为X25E 右为X25M,唯一的不同就是芯片
从内部构造上看,除了存储芯片不同外,X25E和X25M完全一致。不过虽然是20颗单颗容量为2GB的闪存,但SSD整体容量仅有32GB,失去的8GB去哪了呢?笔者推测应该是Intel为了追求稳定,对磁盘内部使用类似RAID 5的设计。
金士顿官方给出的ssdnow X25-E SATA SSD性能数据为读取速度250MB/s,写入速度达210MB/s,而X25-M的性能数据为读取速度250MB/s,写入速度70MB/s,可以说,两款产品的性能差距主要在写入上。
现在山寨SSD当道,与JM602不无关系。只要能够将闪存颗粒焊在PCM上,再通过JM602与SATA进行连接,一款山寨版SSD就诞生了。既然是速成的产品,自然有其弊端,那就是稳定性差,使用的闪存颗粒追求成本,品质一般不佳。
JM602方案中,一般采用MLC闪存芯片,这样的话,写入方面甚至有时比传统机械硬盘还差。为了弥补这样的劣势,JM602进化了,一颗不行我来两颗,本已经是单芯片8通道的设计,再多上一组8通道,在两颗J,602间进行内部RAID 0,以提高性能。
山寨版固态硬盘一般采用采用三星MLC闪存颗粒,颗粒编号为K9HCG08U1M,采用SAMSUNG 50nm工艺NAND Flash,单颗容量达到8GB.
在主控方面采用的是JMicron出品的JMF602芯片,功能不错,但就是稳定性差些。
值得一提的是,固态硬盘内部换使用了JMicron出品了一款名为JMB390RAID控制器,它可以将两个JMF602控制器联合起来,组合成性能更强的SSD RAID存储模式,也就是大家俗称的“SSD内部RAID”,使得性能有很大的提升。
通过前文的介绍大家可以了解到,此次我们测试的目的是对比SLC与MLC的差异,测试产品方面,使用采用Intel主控方案的金士顿X25-E和Intel X25-M,以及jm602方案的单芯片以及双芯片JM602方案的SSD进行测试。
硬件方面,为了不让系统中其它配件成为影响硬盘发挥性能的瓶颈,所有配件均使用最强的产品,以SSD间的真实性能区别。
PCPOP.COM评测室 | |
顶级硬件系统配置 | |
处理器 | Intel i7 extreme 965 四核心, OC 4GHz(200×20), L2=2MB L3=8MB |
主板 | ASUS Rampage II Extreme, Chipset: Intel X58 |
显卡 | NVIDIA 9600GT Thermalright HR-03GT |
内存 | CORSAIR Dominator TR3X6G1866C9DF 6x2G DDR3-1866(8-8-8-19 1T) |
磁盘控制器 | Adaptec SAS 5805 系统盘 Intel ICH10R |
声卡 | ASUS HDAV1.3 dexlue |
存储 | Kingston X25-E 32GB Intel X25-M 80GB 通用方案 JM602 64G 无缓存 SATA300 |
电源 | 七盟 FANLESS ST-600EAZ 600W 海盗船 Corsair HW1000W |
显示器 | DELL 3007 WFP-HC |
软件系统配置 | |
操作系统 | Windows Server 2008 Datecenter 64Bit SP2 |
DirectX | 10.1 |
驱动程序 | Adaptec drivers 5.2.0.16343 Adaptec Storage Manager 6.1 Intel Matrix Storage Manager 8.6.0.1007 Intel Chipset Device Software 9.1.0.1007 NVIDIA Forceware 181.82 |
测试中,使用Intel至尊版I7 965并超频至4G,12GB海盗船统治者内存同步到1866MHz,主板采用基于X58芯片组制造的华硕Rampage II extreme,为了避免挂载系统盘对测试磁盘性能的影响,系统盘使用SAS 5805作为磁盘控制器,减少ICH10R的负载压力,测试盘一律挂在ICH10R上!
HD TACH是一款专门针对硬盘底层性能的测试软件。它主要通过分段拷贝不同容量的数据到硬盘进行测试,可以测试硬盘的连续数据传输率、随机存取时间、突发数据传输率及CPU占用率。
笔者首先测试经典的HD TACH,SLC状态下的X25-E,读写性能出色,且曲线平滑,没有大的波动,从中可以体现出Intel的PC29AS21AA0磁盘主控芯片品质出色。
通过上表可以直观的看到:在传输率比拼上,读取上MLC还可以抗衡一下,但在写入方面,MLC输得很惨,即使使用RAID 0进行弥补,和单主控的SLC还是差距不小,写入上MLC可以说是完败。
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