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支持國貨!國產SATA、NVMe SSD實戰體驗

科技數碼 微型計算機

毫無疑問,在當前IT硬件中,國產固態存儲設備與國外產品的差距是相對較小的。由長江存儲生產的國產3D NAND閃存已經非常成熟,64層堆疊的3D NAND顆粒已大規模投入使用,128層堆疊的3D NAND顆粒也開始量產。主控芯片,不論是我國的群聯、慧榮,還是新興的浙江聯芸科技到北京憶芯科技,都能提供覆蓋NVMe、SATA等主要技術規範的解決方案。其實哪怕是重要性稍低的緩存部分,南亞科技、長鑫存儲也都有大量成熟的產品,讓我們能在固態硬盤上使用國產內存顆粒作緩存。

國產固態存儲產品的各個關鍵元器件都實現了獨立自主,這也讓存儲廠商能快速推出多款純國產SSD。除了率先推出純國產SSD的光威,此次我們還收到了來自其他品牌的三款國產SSD。那麼它們的表現如何?是否值得購買?接下來就讓我們通過實戰測試來得出答案。

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高性能代表

致鈦PC005 Active

致鈦雖然是去年才亮相的存儲品牌,但它的背後則是我國存儲產業的中堅力量—長江存儲。致鈦是長江存儲在2020年9月10日發佈的消費級固態硬盤品牌,致鈦PC005 Active採用目前流行的M.2 2280板型設計,主控則選用了支持PCIe 3.0 x4接口的慧榮SM2262EN主控。該主控是一顆ARM Cortex R5雙核心CPU,頻率運行在625MHz,支持8通道讀寫、NVMe 1.3規範。

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▲致鈦PC005 Active由慧榮SM2262EN主控、Xtacking架構64層TLC 3D NAND閃存、南亞緩存組成。

閃存方面,這款SSD理所當然地採用了長江存儲Xtacking架構64層TLC 3D NAND閃存。相比傳統3D NAND閃存架構,Xtacking架構可在一片晶圓上獨立加工負責數據I/O及記憶單元操作的外圍電路。這樣的加工方式有利於選擇合適的先進邏輯工藝,以讓NAND閃存獲得更高的I/O接口速度與更多的操作功能,存儲單元則在另一片晶圓上被獨立加工。當兩片晶圓各自完工後,通過創新的Xtacking技術,只需一個處理步驟就可通過數十億根金屬VIA(垂直互聯通道)將二者鍵合接通電路。

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▲來自長江存儲的64層TLC 3D NAND閃存

致鈦PC005 Active也配備了獨立緩存,用於存放記錄數據位置的FTL映射表。SSD的讀寫操作都需要查詢這張記錄表,要想讀寫速度快,就需要把這張映射表存放在高性能的DRAM內存顆粒中。而這顆內存顆粒致鈦使用的則是來自南亞科技的DDR4 2666產品,在1TB產品上的緩存容量為1GB。

目前致鈦PC005 Active系列主要由256GB、512GB、1TB三種容量的產品組成。它們之間除了容量上的區別外,在TBW可寫壽命、緩存容量上也有差別。其中256GB、512GB容量產品的TBW分別為200TB、320TB,1TB產品的TBW為640TB。此外該系列產品還提供了5年質保加可寫容量的質保政策(以先到為準)。

測試平臺

主板:技嘉Z490 AORUS PRO AX主板

處理器:酷睿i7-10700K

內存:芝奇皇家戟  DDR4 3600 8GB×2

硬盤:致鈦PC005 Active 1TB

顯卡:GeForce RTX 3060 Ti

電源:ROG THOR 1200W

位居中上水平,匹敵國外產品

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▲1GB容量測試

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▲1GB容量測試

▲10GB容量測試

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▲64GB容量測試

測試點評:首先從基準性能測試來看,致鈦PC005 Active 1TB的性能表現非常不錯—在CrystalDiskMark測試中的最大連續讀取速度突破3500MB/s,連續寫入速度更突破2800MB/s,同時其單線程單隊列深度的隨機4KB讀取性能也達到了58.36MB/s,接近15000IOPS,而在AS SSD BENCHMARK中,它的連續讀取速度逼近3000MB/s,隨機4KB讀取性能也有近14000 IOPS,總分為4158。其性能表現與同樣使用慧榮SM2262EN主控,但採用東芝96層堆疊閃存的金士頓KC2500固態硬盤非常接近,達到了當前中高端NVMe PCIe 3.0 SSD的水平。

稍有所不足的是,在基準測試軟件的最大可測試容量下,致鈦PC005 Active 1TB的讀寫性能會出現較明顯的掉速,如在AS SSD BENCHMARK的10GB容量測試下,該SSD的分數就會從1GB測試容量下的4158分掉落到3002分,隨機讀寫性能有較大的下滑,這表明這款SSD的SLC Cache緩存容量設置較小,還不到10GB。

快速啟動,應用性能測試

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▲PCMark 8存儲性能測試細節

測試點評:接下來,我們首先通過集合多個軟件應用的PCMark 8存儲測試對致鈦PC005 Active 1TB進行了性能測試。從得分來看,致鈦PC005 Active 1TB的得分為5047分,同樣達到了中高端SSD的水平。反映在具體項目上,在傳輸數據量較大,總共讀寫6108MB的Adobe Photoshop重載測試中,這款SSD的耗時在349.9秒左右,而金士頓KC2500固態硬盤在這個項目中的耗時為349.7秒左右,兩者的差異非常小。

在實際的遊戲載入體驗中,致鈦PC005 Active 1TB也能快速地啟動遊戲大作,《坦克世界》的啟動時間僅需12.17秒;在主流機械硬盤上啟動需一分鐘以上的《奇點灰燼:擴展版》,在這款SSD上的啟動時間則縮短為不到20秒,目前只有高性能SSD才能在這個測試中將《奇點灰燼:擴展版》的遊戲啟動時間控制在20秒以內,大部分SSD的啟動時間都會超過20秒。

全盤讀寫與發熱量測試

▲全盤讀取性能

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▲全盤寫入性能

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▲致鈦PC005 Active 1TB的發熱量並不高,偵測的滿載最高溫度只有65℃。

測試點評:最後我們還對致鈦PC005 Active 1TB進行了全盤連續讀寫性能測試,首先在讀取性能上,它的表現類似於基準測試,全盤平均讀取速度達到了3000MB/s以上。而在全盤寫入測試中,測試曲線也證明瞭我們之前的判斷,致鈦PC005 Active 1TB的SLC Cache緩存容量的確比較小,不到10GB,一開始寫入就從最高近2500MB/s迅速掉速到770MB/s,最後全盤平均連續寫入速度還是能達到779.8MB/s。整體來說,它的表現比那些寫入掉速到500MB/s以內的主流NVMe SSD要好不少,當然,如果致鈦能為它設計容量更大的SLC Cache就更好了。

同時我們還在全盤寫入測試中,考察了固態硬盤的溫度。從測試來看,在搭配技嘉Z490 AORUS PRO AX主板上的M.2 SSD散熱片輔助散熱後,致鈦PC005 Active 1TB的發熱量的確不高。在寫滿1TB數據後,CrystalDiskInfo軟件偵測的最高溫度只有65℃,外部散熱片最高溫度不到60℃。

國產NVMe SSD表現不俗

綜合以上測試來看,我們認為致鈦PC005 Active 1TB在NVMe SSD產品中的表現還是不錯的,其整體性能達到了如金士頓KC2500這樣的國外中高端產品的水準,在程序啟動速度、遊戲啟動耗時上與國外產品相比也沒有明顯區別,同時具備更好的性價比。目前KC2500 1TB SSD的售價在1499元左右,而致鈦PC005 Active 1TB的售價僅899元,顯然其性價比優勢很突出。這款SSD目前的不足就是SLC Cache緩存容量偏小,希望致鈦在後期能對固件進行改良,讓國產NVMe SSD給用戶帶來更好的體驗。

致鈦PC005 Active規格參數

接口:PCIe 3.0 x4

主控:慧榮SM2262EN 8通道主控

閃存:長江存儲Xtacking架構64層TLC 3D NAND閃存

緩存:256MB(256GB)、512MB(512GB)、1GB(1TB)

可選容量:256GB、512GB、1TB

板型:M.2 2280

耐久度:200TBW(256GB)、320TBW(512GB)、640TBW(1TB)

參考價格:899元(1TB)

定位主流

銘瑄太極SSD

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銘瑄太極系列固態硬盤系列主要由256GB、512GB、1TB三種容量的產品組成,其官標TBW可寫容量分別為150TB、300TB、600TB。同時,銘瑄也為太極系列SSD提供了3年質保加可寫容量的質保政策(以先到為準),我們此次將對其中的1TB產品進行測試。

拆開SSD的外殼,可以看到,其整體設計方案與其他國產SATA固態硬盤類似,還是採用長江存儲閃存芯片加聯芸科技SATA主控的方案。其中它的顆粒與致鈦NVMe SSD上所用的顆粒相同,均採用了Xtacking架構的長江存儲64層TLC 3D NAND閃存。

▲聯芸MAS0902A SATA 3.2主控

主控上,銘瑄則採用了來自聯芸科技的MAS0902A SATA 3.2主控。根據聯芸官方介紹,MAS090X系列主控採用40nm CMOS工藝設計、BGA封裝,內嵌32位CPU內核。這是一款DRAMLESS主控即不需要外置內存作緩存的主控,可以通過佔用少量電腦內存來構建虛擬化緩存池,實現緩存高效管理運用,大幅提升性能,並降低SSD的功耗與生產成本。

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▲銘瑄太極SSD內部採用了來自聯芸科技的MAS0902A SATA 3.2主控、長江存儲64層TLC 3D NAND閃存。

目前聯芸科技MAS090X系列主控芯片支持Toggle 2.0/3.0、ONFi 3.0/4.0閃存接口,結合NAND閃存顆粒自適配技術可支持包括長江存儲、三星、東芝、閃迪、英特爾、SK海力士、美光等多家廠商的MLC、TLC、QLC顆粒。該主控還支持LDPC糾錯技術,可有效延長SSD固態硬盤的使用壽命。

基準性能達到主流水準

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▲1GB容量測試

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▲1GB容量測試

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▲10GB容量測試

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▲64GB容量測試

測試點評:接下來我們還是在基於英特爾酷睿i7-10700K、16GB DDR4 3600內存、GeForce RTX 3060 Ti的平臺上對銘瑄太極1TB SSD進行了測試。從基準性能測試來看,作為定位主流的國產SSD,銘瑄太極1TB SSD在性能表現上總體令人滿意。它的AS SSD BENCHMARK總分達到了830分,擁有主流SATA SSD的性能。其連續讀寫速度在SATA SSD中的表現比較突出—在CrystalDiskMark測試中的連續讀取速度突破560MB/s,已接近SATA 3.2的接口帶寬極限,同時它的連續寫入速度也都達到了520MB/s以上。

而在隨機4KB寫入性能上,銘瑄太極1TB SSD也獲得了23000 IOPS的成績,接近國外中高端SATA SSD的性能,如金士頓KC600在此項測試中的成績也就在23000 IOPS左右。稍有不足的是,在AS SSD BENCHMARK中,銘瑄太極1TB 的單線程隨機4KB讀取性能表現稍低,只是接近5000IOPS。

此外,我們還在基準測試軟件的最大可測試容量下,對銘瑄太極1TB SSD進行了測試。結果也算不錯,銘瑄太極1TB SSD的掉速不算太嚴重,在AS SSD Benchmark 10GB容量測試下,其測試成績仍保持在770分以上,在CrystalDiskMark 64GB容量測試下,SSD的連續寫入速度也仍維持在510MB/s以上,主要掉速出現在隨機4KB寫入上。

相對機械硬盤大幅提升,應用性能測試

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▲PCMark 8存儲性能測試細節

測試點評:在實際應用性能測試中,我們使用了PCMark 8存儲性能測試,以及兩款遊戲進行了實戰。從得分來看,銘瑄太極1TB SSD在PCMark 8中的得分超過了4900分,同樣達到了主流SSD的水平。反映在具體項目上,在傳輸數據量較大,總共讀寫6108MB的Adobe Photoshop重載測試中,這款SSD的耗時在369秒左右,而機械硬盤在這個項目中的耗時達到422秒以上,採用銘瑄太極1TB這樣的主流固態硬盤也能為用戶體驗帶來顯著的改善。

同時在實際的遊戲載入體驗中,銘瑄太極1TB也能快速地啟動遊戲大作,比如《坦克世界》在主流機械硬盤上啟動的耗時接近半分鐘,在這款SSD上的用時則大幅縮短到僅12.56秒;而遊戲《奇點灰燼》在主流機械硬盤上的啟動需一分鐘以上的時間,但在這款SSD上的啟動時間則縮短到20.4秒。

全盤讀寫與發熱量測試

▲全盤讀取性能

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▲全盤寫入性能

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▲由於Crystal DiskInfo軟件暫時無法檢測這款SSD的工作溫度,因此在這裡我們僅使用FLIR熱像儀進行了偵測。銘瑄太極1TB SSD的發熱量並不高,熱像儀觀察的盤體最高溫度只有32.4℃。

測試點評:在全盤讀寫性能測試中,銘瑄太極1TB的表現非常穩定,全盤連續讀取速度都穩定在520MB/s以上。而在全盤寫入速度上,可以看到,銘瑄為這款SSD設置了比較大的SLC Cache,其1TB產品的SLC Cache緩存容量在200GB以上,在這個容量範圍內寫入的話,其連續寫入速度可維持在475MB/s左右。不過超過這一容量,將數據直接寫入到閃存時,寫入速度則會大幅降低,其連續寫入速度會跌落到最低69.5MB/s左右。當然,憑藉前期較高的寫入速度,銘瑄太極1TB的全盤平均寫入速度還是能達到277.8MB/s。

銘瑄太極SSD規格參數

接口:SATA 3.2

主控:聯芸科技MAS0902A主控

閃存:長江存儲Xtacking架構64層TLC 3D NAND閃存

緩存:N/A

可選容量:256GB、512GB、1TB

板型:2.5英寸SATA

耐久度:150TBW(256GB)、300TBW(512GB)、600TBW(1TB)

參考價格:769元(1TB)

太極的“孿生兄弟”

臺電騰龍DS10

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相信熟悉DIY的讀者知道,銘瑄、臺電其實都是商科集團的旗下品牌,為了增強產品的多樣性,臺電也推出了騰龍DS10系列國產固態硬盤。從外觀上看,騰龍DS10系列顯然要更霸氣一些。SSD的正面貼上了一張蒼龍騰躍之圖。

▲騰龍DS10系列國產固態硬盤的內部與銘瑄產品相同,均採用了來自聯芸科技的MAS0902A SATA 3.2主控、長江存儲64層TLC 3D NAND閃存。

而在SSD內部,騰龍DS10系列國產固態硬盤的設計與銘瑄太極1TB SSD完全一致。它仍然採用基於Xtacking架構的長江存儲64層TLC 3D NAND閃存、聯芸科技的MAS0902A SATA 3.2主控。騰龍DS10系列國產固態硬盤同樣也由256GB、512GB、1TB三種容量的產品組成,其官標TBW可寫容量分別為150TB、300TB、600TB。同時,臺電也為騰龍DS10系列SSD提供了3年質保加可寫容量的質保政策(以先到為準)。

沒有太大區別,性能與銘瑄太極相近

▲1GB容量測試

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▲1GB容量測試

▲10GB容量測試

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▲64GB容量測試

測試點評:接下來我們也對臺電騰龍DS10 1TB進行了測試。從結果來看,由於內部硬件完全相同,因此它在基準測試中的表現與銘瑄太極1TB基本一致—在CrystalDiskMark測試中的連續讀取速度突破560MB/s,AS SSD BENCHMARK總分也在830分左右。在基準測試軟件的最大容量測試下,臺電騰龍DS10 1TB的掉速也不嚴重,不足還是在AS SSD BENCHMARK中,單線程隨機4KB讀取性能表現稍低。

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▲PCMark 8存儲性能測試細節

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▲全盤寫入性能

在實際應用性能測試中,臺電騰龍DS10 1TB的PCMark 8分數同樣超過了4900分,也能快速啟動《坦克世界》《奇點灰燼》這些遊戲。而在全盤讀寫測試中,臺電騰龍DS10 1TB的全盤連續讀取速度同樣穩定在520MB/s以上,在全盤寫入時,其1TB產品的SLC Cache緩存容量也設置在200GB以上,在這個容量範圍內寫入的話,其連續寫入速度可維持在475MB/s左右。不過超過這一容量,將數據直接寫入到閃存時,寫入速度則會大幅降低,全盤平均寫入速度為276.4MB/s,與銘瑄太極1TB的測試成績非常接近。此外,我們也考察了臺電騰龍DS10 1TB的發熱表現。總體來看,它也擁有銘瑄太極1TB發熱量低的優點,在完成1TB全盤寫入時,盤體的最高溫度也只有32℃,相當涼爽。

國產SATA固態硬盤適合主流用戶

整體來看,銘瑄太極、臺電騰龍這兩款國產固態硬盤的表現都符合其主流定位。它們最大的優勢一是完全國產,不怕別人“卡脖子”;二是性能尚可,與國外產品差距不大,即便與定位更高的NVMe SSD相比,其實在遊戲啟動、程序讀寫等日常應用中,差距也不算太大;三是性價比,這兩款國產固態硬盤512GB產品的價格不到400元,1TB產品售價均為769元左右,每GB成本只有“769元÷931GB(用戶可用容量)=0.82元/GB”,不到一塊錢,讓玩家不需要花費太多的成本就能獲得比機械硬盤好得多的體驗,併兼具容量,支持國產固態硬盤又何樂而不為呢?

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