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無緩存會成為SSD主流么? 致態TiPlus7100、西部數據SN770評測

無緩存會成為SSD主流么? 致態TiPlus7100、西部數據SN770評測

Napoleon Chan / 2022-04-10 19:04113229

在過去一段時間里,DRAM被視為SSD必備配置,尤其是定位較高的PCIe 4.0 SSD當中,而且往往DRAM容量越大越正義。不過從近幾年開始,市場上出現了不少無DRAM設計的,即HMB(Host Memory Buffer,主機內存緩沖技術)機制的SSD,那是否代表無緩存會成為主流。為此,我們挑選了WD_BLACK SN770、長江存儲致態TiPlus7100兩款無緩存的PCIe 4.0 SSD進行了測試。

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產品介紹

SN770是WD_BLACK在今年2月發布新款PCIe 4.0 SSD,是2021年發布SN750 SE的后續產品,二者同樣采用無緩存設計,只是SN750 SE性能實在過于孱弱,即使是最快的1TB版本,官方標稱讀寫速度不過3600 MB/s、2830 MB/s,遠遠低于PCIe Gen4 *4所能提供帶寬,因此未能受到消費者青睞。

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而新推出的SN770則大大不同,不僅最大容量增加到2TB,而且官方標稱讀寫速度有了很大提升,最快的1TB版為5150 MB/s、4900 MB/s,2TB版也有5150 MB/s、4850 MB/s,能夠發揮出PCIe Gen4 *4價值。而且得益于鎧俠112層BiCS5閃存顆粒與封裝技術,單個芯片就是實現2TB容量,因此在2TB版本SN770大家能看到的主要芯片只有控制芯片和閃存芯片各一,此次用于測試的是速度最快的1TB版本。

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左SN700,右致態TiPlus7100,紅圈里是閃存芯片

致態TiPlus7100是長江存儲新進發布的PCIe 4.0 SSD,最高提供2TB版本,使用了長江存儲原廠TLC閃存顆粒,閃存使用了最新的晶棧Xtacking 3.0架構,單顆閃存顆粒接口速度較上一代提升50% ,達到了2400MT/s,并支持Thermal Throttle、Power Management兩大管理系統,它們會實際負載與SSD熱量去調整功耗,以更好控制發熱量,提升穩定性,以及提高電源效率,讓筆記本電腦獲得更長的續航時間。

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不過長江存儲沒有像WD_BLACK那樣追求極高存儲密度,致態TiPlus7100上面所用的閃存芯片單顆最大容量為512GB,2TB版本需要4顆閃存芯片實現。此次測試使用的是1TB版本,上面共有2顆閃存顆粒以及控制芯片,預留了兩個NAND焊點位。需要特別說明的是,致態TiPlus7100采用的是1024進,而不是通常的1000進,因此實際容量比同類產品大,比如1TB實際容量達到了954GB,而SN770 1TB版容量只有931GB。1TB、2TB版的致態TiPlus7100官方標稱讀寫速度為7000 MB/s、6000 MB/s。

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性能測試

自SSD誕生以來,發展方向一直是速度更快、容量更大、體積更小、價格更低,WD_BLACK SN770、長江存儲致態TiPlus7100兩款SSD沒有DRAM芯片,必然能夠降低成本,而且M.2280單面實現了2TB,能夠更好安裝在筆記本電腦等追求小尺寸的設備當中,那它們性能能夠滿足用戶需求,一起通過一系列測試看看,性能測試平臺見下圖,使用了AMD 銳龍7 5800X與X570主板,后者M.2接口全是PCIe 4.0標準,兩個測試用的SSD輪流安裝在靠近CPU的M.2接口中。

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第一項測試是大家熟悉的Crystal DiskMark,在這里致態TiPlus7100峰值性能非常突出,順序讀寫速度達到7417.61 MB/s,6177.18 MB/s,高于官方標稱值;而SN770的峰值順序讀寫速度達到5225.23 MB/s,4984.33 MB/s,同樣高于官方標稱值,不過除了在RND4K Q1T1中SN770小勝致態TiPlus7100,其它均不如后者。

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第二項測試我們使用AIDA 64測試兩個SSD在空盤的情況下性能表現與SLC緩存大小,致態TiPlus7100讀取表現比較搶眼,平均速度為6046.0 MB/s,最低速度也不過5645.3 MB/s,比SN770最高讀取速度要高;在寫入方面,SLC緩存略高于容量的30%,緩內速度約5300 MB/s,在超過45%后寫入速度降至660 MB/s左右。

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SN770表現沒有致態TiPlus7100突出,但是讀取性能非常穩定,基本維持在5400 MB/s+的水平;SLC緩存略約為容量的30%,容量與致態TiPlus7100差不多,緩存內速度約為4500 MB/s,在SLC緩存告吹后至45%范圍內還能維持較高性能,略高于4100 MB/s,在45%后SSD性能波動會比較大,最低速度為522.8 MB/s。

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接下來是PCMARK10,進行完整系統盤基準測試,測試兩款SSD作為系統盤的性能表現。致態TiPlus7100帶寬為559.70 MB/s,平均存取時間為46us,得分3571,SN770帶寬為540.28 MB/s,平均存取時間為49us,得分3400,致態TiPlus7100依然保持領先,但是二者差距有所縮小。

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在三項理論測試過后,我們看看兩個SSD實際應用中的,第一項是異盤拷貝數據,從系統盤中拷貝50GB(由2張圖片組成,單張圖片大小約為25GB)。致態TiPlus7100在空盤、半盤、90%滿盤下平均寫入速度為3059.304 MB/s、3083.419 MB/s、1081.513 MB/s,SN770對應數值分別是3048.952 MB/s、3042.334 MB/s、1051.144 MB/s,二者性能差異很小,致態TiPlus7100略快。

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第二項、第三項實際應用是使用Photoshop打開NASA的25GB星空照片耗時,以及Far Cry6游戲加載Benchmark耗時,秒表計算時間,為了方便觀看,數據匯總成表。

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在PS加載圖片與Far Cry6加載Benchmark中,二者差距不大,致態TiPlus7100分別耗時24.29秒、13.18秒,SN770分別耗時25.16秒、13.62秒,前者小勝。

在最后,我們看看致態TiPlus7100、SN770溫控表現,測試時環境溫度約20℃,二者均不安裝散熱片,也沒有風扇輔助散熱,用Flir One紅外測溫儀記錄在進行AIDA 64 Linear Write測試時第一分鐘和第十分鐘時的溫度。TiPlus7100的三個測溫點選擇了控制芯片與兩顆閃存芯片中心位置,SN770三個測溫點選擇在控制芯片中心以及閃存芯片中心與邊角位置。

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二者相比較,TiPlus7100溫控表現非常好,在10分鐘后控制芯片溫度70.4℃,靠近控制芯片的閃存芯片也不過58.1℃,而10分鐘后SN770閃存顆粒達到了82.0 ℃,控制芯片更是高達90.2℃。TiPlus7100溫控表現較好原因可能有二,1.芯片自身功耗與電源管理優于SN770,2.同容量下使用閃存芯片數量更多時能夠提供更大散熱面積,改善散熱。不過無論是致態TiPlus7100,還是SN770,我們均建議用戶安裝散熱片,保證長時間工作穩定性與性能表現。

結語

通過長江存儲致態TiPlus7100、WD_BLACK SN770兩款PCIe 4.0 SSD實測表現,我們應該改變對無緩存SSD的傳統印象,即使是沒有DRAM芯片,新一代SSD也能體現出PCIe Gen4 *4價值的,尤其是致態TiPlus7100,它的峰值讀寫性能非常不錯,而且溫度控制得非常好,相信在不久將來,無緩存設計會像TLC代替MLC一樣,慢慢成為SSD市場主流。

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