性能匹敵國外高端產(chǎn)品　首款純國產(chǎn)NVMe SSD實(shí)戰(zhàn)體驗(yàn)

產(chǎn)品規(guī)格

接口：PCIe 3.0x4

主控：憶芯科技STAR1000P NVMe 8N道主控

閃存：長江存儲Xtacking架構(gòu)64V=TLC 3D NAND閃存

緩存：512MB（512GB）、1GE（1TB）

可選容量：512GB、1TB

板型：M.2 2280

耐久度：300TBW（512GB）、600TBW（1TB）

參考價格

今年7月，《微型計(jì)算機(jī)》評測室曾對由國產(chǎn)主控芯片、國產(chǎn)閃存組成的國產(chǎn)SATA SSD：光威弈pro進(jìn)行過詳細(xì)報(bào)道。從文中可以看到，作為初出茅廬的國產(chǎn)產(chǎn)品，其性能達(dá)到了市場上主流SATA SSD的水準(zhǔn)。值得稱贊的是，為了提升我國計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)水平，避免受制于人，當(dāng)前國產(chǎn)存儲技術(shù)的發(fā)展速度非常迅猛，距離上次測試僅僅兩個月后，采用國產(chǎn)主控、國產(chǎn)NAND閃存、國產(chǎn)內(nèi)存顆粒（用作緩存），技術(shù)水準(zhǔn)較SATA產(chǎn)品有大幅提升的純國產(chǎn)NVMe SSD：光威弈PRO M.2 NVMe SSD正式發(fā)布亮相，《微型計(jì)算機(jī)》評測室也在第一時間獲得了樣品。

相對于技術(shù)規(guī)格逐漸落后的SATA SSD，目前NVMe SSD已成為電腦內(nèi)更加流行的存儲設(shè)備，各種品牌、型號的NVMe SSD產(chǎn)品數(shù)不勝數(shù)，它們唯一的共性是其所用的芯片，特別是NAND閃存與緩存大多來自國外，只有部分產(chǎn)品使用了中國臺灣地區(qū)的主控芯片?？傮w而言，NVMe SSD這個產(chǎn)品領(lǐng)域幾乎被國外上游芯片公司所掌控，那么面對強(qiáng)勁的對手，剛剛問世的純國產(chǎn)NVMe SSD能否在市場中爭得一席之地，面對國外產(chǎn)品是否有自己的優(yōu)勢？接下來就讓我們通過實(shí)戰(zhàn)測試來得出答案。

光威弈PRO M.2 NVMe SSD產(chǎn)品解析

首先，在外觀上光威弈PRO M.2 NVMe SSD采用M.22280板型設(shè)計(jì)，黑色PCB，最為醒目的是一層中國紅貼紙覆蓋在SSD正面，再輔以霸氣的龍頭Logo，彰顯出產(chǎn)品的中國元素。值得注意的是，這層貼紙并不簡單，內(nèi)部還整合了石墨導(dǎo)熱帖，借助石墨較高的導(dǎo)熱系數(shù)，可以將熱量更快速地傳導(dǎo)到?jīng)鏊膮^(qū)域，適合在筆記本電腦這類空間狹小、無法安裝散熱片的環(huán)境中使用。當(dāng)然如果你將它用在臺式機(jī)電腦上，也可撕掉這層貼紙，采用更專業(yè)的導(dǎo)熱墊、散熱器與SSD的主控芯片、閃存芯片緊密接觸。

在內(nèi)部組件上，光威弈PRO M.2 NVMe SSD最大的升級就是采用了來自憶芯科技的STAR1000P NVMe主控。STAR1000P是一款面向高端消費(fèi)級以及入門企業(yè)級的PCIe SSD 8通道控制芯片，其核心技術(shù)完全自研，具有優(yōu)秀的連續(xù)讀寫和隨機(jī)讀寫性能，官標(biāo)最高連續(xù)讀寫性能分別為3.5GB/s、3.0GB/s，隨機(jī)4KB讀寫性能可達(dá)600K IOPS。同時這款主控芯片采用憶芯科技自研的StarNVMe、StarUCC等多項(xiàng)核心技術(shù)，全面支持NVMe 1.3標(biāo)準(zhǔn)，支持TCG-opal 2.0、硬件真隨機(jī)數(shù)和SHA256、XTS-AES256加密，以及國外主控不支持的國產(chǎn)商用密碼算法SM2、SM3、SM4。此外，該主控還加入了StarLDPC、SECDED保護(hù)所有片內(nèi)RAM、全通路數(shù)據(jù)保護(hù)、高性能XOR引擎、RAID5/RAID6等安全與糾錯技術(shù)，以確保存儲數(shù)據(jù)安全無虞，并延長固態(tài)硬盤的使用壽命。

同時STAR1000P NVMe主控支持ONFI 4.0、Toggle 3.0閃存接口，閃存?zhèn)鬏斔俾士蛇_(dá)800MT/s，可支持2D＼3D SLC，MLC和TLC等多種閃存顆粒。此外這款主控芯片的標(biāo)稱功耗低于2.5W，預(yù)示著這款主控不僅功耗低，發(fā)熱量也不會太高。

閃存方面，光威弈PRO M.2 NVMe SSD采用的還是長江存儲科技有限責(zé)任公司研發(fā)的Xtacking架構(gòu)64層TLC 3D NAND閃存。相比傳統(tǒng)3D NAND閃存架構(gòu)，Xtacking架構(gòu)可在一片晶圓上獨(dú)立加工負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)I/O及記憶單元操作的外圍電路。這樣的加工方式有利于選擇合適的先進(jìn)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(dú)立加工。當(dāng)兩片晶圓各自完工后，通過創(chuàng)新的Xtacking技術(shù)，只需一個處理步驟就可通過數(shù)十億根金屬VIA（垂直互聯(lián)通道）將二者鍵合接通電路。同時Xtacking技術(shù)可充分利用存儲單元和外圍電路的獨(dú)立加工優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了并行、模塊化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)及制造，產(chǎn)品開發(fā)時間可縮短三個月，生產(chǎn)周期可縮短20%，從而大幅縮短3D NAND產(chǎn)品的上市時間。目前，長江存儲科技基于Xtacking技術(shù)已經(jīng)推出了采用64層、128層堆疊的TLC、QLC顆粒。

值得一提的是，針對定位更高的NVMe SSD，光威也為弈PRO M.2 NVMe SSD配備了獨(dú)立緩存，用于存放記錄數(shù)據(jù)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(nèi)存顆粒中。而這顆內(nèi)存顆粒光威使用的則是來自我國長鑫存儲技術(shù)生產(chǎn)的10nm級（實(shí)際生產(chǎn)工藝為19nm）DDR4 2666產(chǎn)品，其生產(chǎn)工藝水平已接近同樣在使用10nm級生產(chǎn)工藝的國外內(nèi)存顆粒廠商三星、美光。所以正是因?yàn)橹骺?、閃存、緩存全都由國內(nèi)廠商生產(chǎn)制造，也成就光威弈PRO M.2 NVMe SSD成為首款純國產(chǎn)NVMe SSD。

目前光威弈PRO M.2 NVMe SSD主要由512GB、1TB兩種容量的產(chǎn)品組成。它們之間除了容量上的區(qū)別外，在TBW可寫壽命、緩存容量上也有差別。其中512GB容量產(chǎn)品的TBW為300TB，緩存容量為512MB，1TB產(chǎn)品的TBW為600TB，緩存容量為1GB。

我們?nèi)绾螠y試

接下來我們特別搭建基于RAMPAGE Ⅵ EXTREMEENCORE主板的高端平臺對光威弈PRO M.2 NVMe SSD進(jìn)行了測試。測試中我們不僅使用AS SSD BENCHMARK、CrystalDiskMark、Anvils Storage Utilities進(jìn)行了基準(zhǔn)性能測試，還通過實(shí)際的影音文件、游戲文件傳輸測試，考察光威弈PRO M.2 NVMe SSD真實(shí)的文件傳輸能力。同時我們還通過PCMark 8存儲性能測試、游戲啟動時間計(jì)時考察了SSD在運(yùn)行各類程序、游戲時的表現(xiàn)。當(dāng)然我們也進(jìn)行了大家非常關(guān)心的全盤讀寫測試，看看SSD在進(jìn)行大容量讀寫測試時是否會出現(xiàn)掉速、發(fā)熱量是否會急劇上升。

此外，為了讓讀者更直觀地了解純國產(chǎn)NVMe SSD的性能，我們還找來目前在市場上定位高端的WD_BLACK SN750EK 1TB SSD與它進(jìn)行了對比測試，接下來就讓我們看看純國產(chǎn)NVMe SSD到底能有怎樣的表現(xiàn)。

AS SSD性能突破6500分基準(zhǔn)性能測試表現(xiàn)優(yōu)異

基準(zhǔn)測試默認(rèn)容量測試

測試點(diǎn)評：從基準(zhǔn)測試來看，光威弈PRO M.2 NVMe SSD的成績的確令人驚喜，其1TB產(chǎn)品在AS SSD BENCHMARK測試中的分?jǐn)?shù)高達(dá)6540分，這一成績在PCIe 3.0 NVMe SSD中也屬于一流水準(zhǔn)，明顯超過了像三星970 PRO（不到6000分）、WD_BLACK SN750 EK SSD這些產(chǎn)品，這也是我們采用國外高端產(chǎn)品與它對比的主要原因?？梢钥吹?，在具體成績上，光威弈PRO M.2 NVMe SSD不論是在連續(xù)讀寫、單線程隨機(jī)4K、多線程隨機(jī)4K性能上表現(xiàn)都不錯，沒有“偏科”，這也是它能拿到高分的主要原因。而在其他測試中，光威弈PRO M.2 NVMe SSD1TB的測試成績也可與WD_BLACK SN750 EK SSD 1TB媲美：在Anvils Storage Utilities測試中，成績達(dá)到了后者的93%;在CrystaIDiskMark測試中，兩者則是各有勝負(fù)，它們的最高連續(xù)讀取速度都突破了3200MB/s，光威弈PRO M.2 NVMe SSD 1TB在隨機(jī)4KB讀取性能上有一定優(yōu)勢，WD_BLACK SN750EK SSD 1TB則在連續(xù)讀寫性能上的表現(xiàn)更好一點(diǎn)。

接下來再看看光威弈PRO M.2 NVMe SSD 512GB產(chǎn)品的表現(xiàn)，一般來說，容量較少的SSD由于內(nèi)部所用的閃存Die數(shù)量比容量高的產(chǎn)品Die數(shù)量少，主控的并行讀寫性能無法得到最大程度的發(fā)揮，因此性能要比大容量產(chǎn)品低一些。從測試結(jié)果來看也是如此，其512GB產(chǎn)品的測試成績不如1TB產(chǎn)品，但它基本上也達(dá)到了1TB產(chǎn)品80～90%左右的性能，性能損失不是太大，還是位于PCIe 3.0 NVMe SSD里的中高端水平。

測試點(diǎn)評：考慮到基準(zhǔn)測試軟件在默認(rèn)設(shè)置下的測試容量一般只有1GB，因此我們還使用軟件可以設(shè)置的最大容量對SSD進(jìn)行了測試，以考察SSD在大容量數(shù)據(jù)讀寫的環(huán)境下是否會出現(xiàn)掉速。從結(jié)果來看，在大容量數(shù)據(jù)測試、耗盡SLC Cache緩存后，光威弈PRO M.2 NVMe SSD的確也會出現(xiàn)掉速。其1TB產(chǎn)品在AS SSD BENCHMARK中，連續(xù)寫入速度從2526.5MB/s下跌到侶28.75MB/s;在Anvil's Storage Utilities測試中，連續(xù)寫入速度從2343.25MB/sT跌到1588_75MB/s;在CrystalDiskMark測試中，隨機(jī)4K Q32T16寫入性能也從2277.87MB/s下跌到1848.16MB/s?？傮w來看，成績雖有下降，但下跌幅度不算大，整體性能仍能達(dá)到默認(rèn)設(shè)置下的85%～90%左右。其實(shí)受TLC顆粒先天的性能限制，不少TLC SSD都會出現(xiàn)大容量寫入掉速，一起參與測試的WD_BLACK SN750 EK SSD 1TB也不例外，但這兩款產(chǎn)品都能較好地控制掉速幅度，因此不會給用戶的體驗(yàn)帶來明顯影響。而在光威弈PRO M.2 NVMe SSD 512GB上，由于其容量更小，相應(yīng)的其SLC Cache緩存容量也會進(jìn)一步減小，所以它的掉速現(xiàn)象會更為明顯，寫入性能損失較大。

實(shí)際文件傳輸讀寫速度測試

測試點(diǎn)評：接下來我們還通過實(shí)際的文件傳輸，測試了各款SSD真實(shí)的文件傳輸能力。首先我們進(jìn)行了對71.4GB影音文件的讀與寫，展現(xiàn)SSD的連續(xù)讀寫性能。從測試來看，在實(shí)際讀寫應(yīng)用中，光威弈PRO M.2 NVMe SSD與國外高端產(chǎn)品相比在連續(xù)讀取性能上還有一定差距，不過在寫入性能上表現(xiàn)較好。光威弈PRO M.2 NVMe SSD 1TB的連續(xù)寫入速度小幅超過WD_BLACK SN750 EK SSD 1TB約106MB/s。而其512GB產(chǎn)品在讀取性能上與1TB產(chǎn)品相當(dāng)，但在寫入性能上則由于SLC Cache較小，所以在寫入速度上較1 TB產(chǎn)品要低不少。

而在寫入由21498個小文件組成、總?cè)萘窟_(dá)68.8GB的游戲文件，展示SSD隨機(jī)讀寫性能的測試中，光威弈PRO M.2 NVMe SSD 1TB與WD_BLACK SN750 EK SSD 1TB的表現(xiàn)幾乎完全一致，前者在寫入性能上的表現(xiàn)要稍好一些，后者擁有略好一點(diǎn)的讀取性能。至于其512GB產(chǎn)品，在隨機(jī)寫入性能上由于SLC Cache偏小，與1TB產(chǎn)品相比還是存在明顯差距。

軟件與游戲應(yīng)用測試

測試點(diǎn)評：在游戲、程序應(yīng)用中，憑借優(yōu)秀的隨機(jī)性能，光威弈PRO M.2 NVMe SSD 1TB也有不錯的表現(xiàn)。在模擬實(shí)際應(yīng)用的PCMark 8存儲性能測試中，其成績與WD_BLACK SN750 EK SSD 1TB完全相同，均為5065分，在各項(xiàng)應(yīng)用中的讀寫時間二者非常接近。如在PCMark 8總共讀寫6108MB的Adobe Photoshop重載測試中，光威弈PRO M.2 NVMe SSD 1TB的任務(wù)耗時只需349.9秒，WD_BLACK SN750 EK SSD 1TB的耗時為349.8秒。在實(shí)際的游戲載入體驗(yàn)中，光威弈PRO M.2NVMe SSD 1TB也能快速地啟動各類游戲大作，比如《奇點(diǎn)灰燼：擴(kuò)展版》在機(jī)械硬盤上啟動需用時約一分鐘，在這款SSD上的用時則大幅縮短到僅僅18.89秒，像《坦克世界》《僵尸世界大戰(zhàn)》這類數(shù)據(jù)量不大的游戲分別也只需要6.87秒、12.94秒的啟動時間。雖然WD_BLACK SN750 EK SSD 1TB的啟動速度要更快一點(diǎn)，但其在三款游戲上的時間優(yōu)勢都不到0.3秒，用戶很難在實(shí)際應(yīng)用中感覺出來有任何區(qū)別。

至于光威弈PRO M.2 NVMe SSD 512GB則仍由于容量較小、Die數(shù)量少，因此在應(yīng)用性能測試中的成績要低一些。當(dāng)然由于都是NAND閃存介質(zhì)，在應(yīng)用中的實(shí)際體驗(yàn)差別其實(shí)也不大。如在Adobe Photoshop重載測試中，其用時也就350.5秒;在《奇點(diǎn)灰燼：擴(kuò)展版》游戲中，它的啟動時間僅多了約一秒;在《僵尸世界大戰(zhàn)》《坦克世界》中所增加的游戲啟動時間則都不到1秒。

全盤讀寫與發(fā)熱量測試

測試點(diǎn)評：最后我們還對兩款SSD進(jìn)行了全盤讀寫性能測試，首先在讀取性能上，它們的表現(xiàn)類似于基準(zhǔn)測試，全盤平均讀取速度都在2700MB/s以上。而在全盤寫入測試中，我們則可清晰地發(fā)現(xiàn)兩款不同容量SSD的SLC Cache的確有所區(qū)別。容量更大的1TB產(chǎn)品也擁有更大的SLC Cache，其緩存容量接近51GB，在寫入容量超過51GB后則會出現(xiàn)掉速，不過掉速后的最低連續(xù)寫入速度也能達(dá)到1066MB/s以上。而512GB產(chǎn)品的SLCCache容量則只有1TB產(chǎn)品的一半，約25.5GB。

同時我們還在全盤寫入測試中，考察了固態(tài)硬盤的溫度。從測試來看，在搭配ROG RAMPAGE Ⅵ EXTREME ENCORE主板上的M.2 SSD散熱片輔助散熱后，光威弈PRO M.2 NVMe SSD的發(fā)熱量的確不高。其1TB產(chǎn)品在寫滿1TB后的最高溫度只有51℃，512GB產(chǎn)品在寫滿512GB后的最高溫度則只有45.6℃。

純國產(chǎn)NVMe SSD表現(xiàn)遠(yuǎn)優(yōu)于預(yù)期

經(jīng)過以上測試，我們認(rèn)為作為純國產(chǎn)產(chǎn)品，光威弈PRO M.2 NVMe SSD的表現(xiàn)很不錯，完全超過我們的預(yù)期。要知道在測試光威弈PRO時，我們發(fā)現(xiàn)這款純國產(chǎn)的SATA SSD的性能只達(dá)到了市場上主流SATA產(chǎn)品的性能。而到了現(xiàn)在的光威弈PRO M.2 NVMe SSD，借助國產(chǎn)憶芯STAR1000P NVMe 8通道主控、長江存儲Xtacking架構(gòu)64層TLC閃存、長鑫存儲DDR4 2666內(nèi)存顆粒，其性能實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。除了在實(shí)際的連續(xù)讀取速度上還有所差距外，它的整體性能完全可以與同容量的國外高端產(chǎn)品匹敵。值得一提的是，這還只是光威弈PRO M.2 NVMeSSD使用早期版固件所達(dá)到的性能水平，光威向我們表示還在不斷對固件進(jìn)行優(yōu)化，以進(jìn)一步提升性能與穩(wěn)定性，本文所展示的測試成績還不能代表光威弈PRO M.2 NVMe SSD上市后的最終表現(xiàn)。從這里可以看到我國在存儲硬件技術(shù)上的發(fā)展的確非常迅猛，不僅遠(yuǎn)沒有我們在CPU、GPU方面與國外的技術(shù)差距大，而且還逐步追上了國外產(chǎn)品的技術(shù)水準(zhǔn)。目前長江存儲已開發(fā)出了128層堆疊的閃存，閃存的存儲容量、性能顯然將進(jìn)一步得到提升，再加上國產(chǎn)SSD主控還有其他國外產(chǎn)品所缺少的安全特性，如支持對安全性至關(guān)重要的國產(chǎn)商用密碼算法SM2、SM3、SM4等，國產(chǎn)SSD的未來前景將非常可期。