25nm全面进化 英特尔320固态硬盘评测

我们几乎无法用一个最直观的词汇来形容英特尔25纳米320系列固态硬盘，尽管它的主控没有改变，尽管依然只采用SATA 3Gbps接口，但这并不妨碍320系列能够成为高端玩家又一追求对象。虽然在面对SandForce SF-2000和Marvell 88SS9174时竞争力稍显不足，但是它却给那些真正懂得产品

25nm全面进化 英特尔320固态硬盘评测

我们几乎无法用一个最直观的词汇来形容英特尔25纳米320系列固态硬盘，尽管它的主控没有改变，尽管依然只采用SATA 3Gbps接口，但这并不妨碍320系列能够成为高端玩家又一追求对象。虽然在面对SandForce SF-2000和Marvell 88SS9174时竞争力稍显不足，但是它却给那些真正懂得产品的用户一剂强心剂：掉电保护、冗余校验以及全硬盘加密等特性让320系列能够在中高端市场中占据上风。

英特尔今年的固态硬盘产品线也是改变了命名策略，不再使用X25、X18等方式，而是用了更加直观的数字型号。去年年底英特尔发布了全新的310系列1.8英寸固态硬盘，一个月前他们再次发布了510系列2.5英寸SATA 6Gbps系列产品，不过采用的竟然是Marvell 88SS9174主控。而320系列才是X25-M系列的正统接班人，于3月28日正式发布，相比此前计划几乎延后了半年之久。

首先一睹真容，虽然号称是X25-M的下一代产品，但是从代号来看，34nm的X25-M G2为Postville，而25nm的320系列为Postville Refresh。不过我们开头提到这并不意味着它只不过是制程升级版。更多特性的加入，固态硬盘如今已经不是一个单纯追求性能参数的产品了。

先来看一下320系列6款产品的规格和价格对比，首先我们应该知道的是，上一代X25-M最大容量只有160GB，显然这远低于320系列的水平。另外，尽管使用了最新的25nm制程，但价格看上去依然不便宜。

从两代产品的特性来看，320系列除了采用了新工艺并达成更大容量之外，顺序写入性能和随机写入性能也有较大幅度的增长。当然你认为这只不过是借助更大的容量才达成了这样的性能的原因也不无道理。

320特性解析一 经典外观与主控方案

英特尔320固态硬盘的外观延续了英特尔产品的经典曲线造型。其实硬盘本身相当之薄为7mm，只是上面的黑色边框让这款产品有着一个标准的2.5英寸规格。

可以从标签上看到，产品名称为320 Series 300GB，型号为SSDSA2CW300G3，固件版本0302，采用无铅材料设计。

这款固态硬盘采用铝制外壳，质感出色的同时散热性能也更加完美。虽然SATA 3Gbps接口让人有些差异，但是后面的测试成绩绝不会让你失望。

●主控芯片没有改变

事实上，新产品的主控和上一代是相同的，而第二行不同的编号你也不要认为那只不过是固件的升级，因为G2根本没有全硬盘加密和NAND冗余校验这样的功能，这是320系列产品独占的。

英特尔320系列固态硬盘的主控芯片

320特性解析二 缓存配置与断电保护

●延续上代SSD架构

由于主控没有变，所以整个SSD的架构也没有改变，外部配备的DRAM缓存依然是用来存放映射表而不是用来存放数据的，同时在主控芯片内部还集成有256KB的SRAM高速缓存。

位于主控下方的海力士缓存芯片

320系列的DRAM缓存就位于主控芯片下方，由海力士生产的64MB 166MHz缓存。这个颗粒其实比上一代X25-M的缓存尺寸要小。此外X25-M G1和G2的SDRAM缓存默认电压均为3.3V，而320的SDRAM只有1.8V，起到了节电的作用。

●断电数据保护设计

只在DRAM缓存中存放映射表其实也是英特尔引以为傲的地方，它只作为主控的暂存器而存在。一旦突然掉电，主控只需要将存放在SRAM中的数据保存到NAND中即可，最大限度地减少了因停电而造成的数据丢失的情况。为此，英特尔为320系列配备了6个470μF并联电容。

并联的6颗钽电容，拥有不错的电器性能

对比同样不配备外置DRAM缓存的企业级的SandForce方案，它配备有一个0.09F的大容量电容。英特尔表示这样的设计是没有必要的，因为这种高速缓存的数据量很小。同时有报告指出，多电容并联可以带来更好的可靠性，就算其中一个坏掉，其他的电容还可以正常工作。

●依然只采用SATA 3Gbps接口

英特尔X25-M向来限制固态硬盘的顺序写入能力，G2时代最高的速度也不过是100MB/s左右，若不是随机性能很强，否则竞争力会严重不足。不过在全新的320系列当中，随着容量的增长，其连续写入性能最高达到了220MB/s。

采用的25纳米MLC闪存规格为8GB/Die

另一方面应该提到的是，在25nm闪存当中，页面大小从34nm时代的4KB增加为8KB，因此在相同的通道数量下，顺序读写速度也就得到了进一步的加强。

依然采用的是SATA 3Gbps接口

关于接口方面，新的产品依然采用SATA 3.0Gbps，自2009年以来就没有变过，其实考虑到这次连主控芯片都没有变化，这样的情况也就不足为奇了。尽管这可能会在一定程度上影响到顺序读写性能。

320特性解析三 冗余校验与全盘加密

●冗余数据校验技术

320的主控采用的是10通道架构，因此如果容量较小，那么会严重影响性能。好在我们看到的是一款300GB的型号。300GB的型号正反面一共配备了20个闪存颗粒，每个闪存的规格为16GB，每个Die为64Gbit即8GB，为25nm的MLC。

所以300GB型号实际的物理容量为320GB，而在Windows下查看实际可用容量则为279GB。300GB的型号之所以屏蔽掉了12.8%，其中一半是用来降低写入放大和磨损平衡，而另外一半容量则是用于NAND闪存阵列中的冗余校验，作用和RAID类似。这也是英特尔原生方案固态硬盘向来的两个重要特点。

早在50nm闪存时代，SandForce就开发了自己的冗余校验算法RAISE，因为随着闪存工艺制程的增加，其擦写次数也在不断减小。因此冗余校验和磨损平衡都是非常重要的算法。SandForce的RAISE是将奇偶校验位分布到整个固态硬盘的NAND中，本身SandForce就有自己的数据压缩算法，这样也就预留了更多的空间用于这两项功能。尽可能降低NAND的故障率。

不过英特尔并非将所有的NAND都用于冗余校验，320采用了一个类似RAID4阵列的系统。产生的每一个校验位都储存在预留的空间内部，比如300GB的型号就会放在其中的20GB中，这比一个完整的Die还要大。

●AES全硬盘加密技术

SandForce早在2010年就介绍了自家的SF-1200/SF-1500控制器的全硬盘加密功能，所有的数据以加密的形式写入到NAND闪存之中，所以这种加密的方式说白了，如果有人单独把NAND颗粒偷走，这样的加密就毫无意义了。如果你确实希望有全面的保护，就需要设置一个ATA密码，也就类似通过电脑的BIOS密码来保护数据的方式。这样的话如果有人将SSD偷走接到另一台电脑上就能够真正起到加密的作用。

 

英特尔320系列采用了一个类似的加密引擎，在默认情况下所有写入固态硬盘的数据都采用了128位AES硬件加密。这个过程是实时的，硬件实现的，不会对SSD性能产生影响。

固态硬盘在出厂的时候就内置了128位AES密钥，而每一次进行擦出硬盘的操作后还会生成一个新的密钥。还可以利用BIOS/ATA加密方式来实现更加有效的保护作用。

不过这种全硬盘加密技术会导致擦除硬盘的时间受到影响。SandForce主控的产品只需要3秒钟，因为它仅仅是废掉老的密钥并生成一个新的，以此来数据无法访问。而320系列则慢一些，比如300GB的需要30秒左右，可能同样是生成一个新的密钥。因为如果没有密钥的话，保存在NAND中的数据是没有意义的。

写入超200MB/s 测试平台与测试方案

先利用HD Tach RW 3.0.1.0软件，我们大致预览一下英特尔320 300GB的性能。读写速度分别达到240MB/s和210MB/s已经让我们满意，在SATA 3Gbps接口中的固态硬盘中属于高端水平。

首先在空盘状态下利用HD Tune软件进行全盘读写测试。一般来讲这是固态硬盘的最佳性能，作为理论数值，可以衡量不同主控单方面的能力。但是如果使用一段时间，空盘下的性能意义就不大了。

其次考察控盘状态下的随机读写性能，同样作为一个理想数值。不同主控可能在连续读写性能方面差距很小，但是随机读写性能却可能存在巨大差距，而这又会作为衡量固态硬盘的一个重要指标。

采用PCMark Vantage硬盘测试进行偏重于系统实际应用的考察，能够在一定程度上区分出固态硬盘的三六九等。

●HD Tach RW 3.0.1.0性能预览

首先利用HD Tach RW 3.0.1.0软件简单探究一下这款产品的性能：

读取速度241.7MB/s，写入速度210.3MB/s，随机存取时间不大于0.1ms，读写测试曲线较为平滑没有大起大落。显然英特尔320固态硬盘的写入算法做得非常不错，NAND颗粒也非常给力，同时借助300GB的大容量在性能上进一步放宽了限制。

理论连续读写性能:HDTune Pro4.60

连续读写能力是衡量硬盘在持续不断地进行顺序读写操作时所具备的性能，简而言之它类似于我们进行单个大容量文件拷贝时的性能。对于固态硬盘来说，借助多通道的优势，它的连续读写能力可以达到一个非常不错的状态，并且很容易达到接口的理论带宽上限。

HD Tune Pro 4.60是一款功能全面的硬盘测试及诊断工具，是基于数据包拷贝的测试软件，默认使用的是64KB数据包以测试硬盘的连续读写性能。通过测试曲线可以很清晰地看到固态硬盘每个区块的性能情况，同时还可以看到随机存取和突发速率性能的情况。

读取测试

写入测试

英特尔320系列300GB的连续读写性能和采用SandForce SF-1200主控的OCZ Vertex2 60GB性比差距不大，但是更加稳定一些，这点从曲线图就可以看出来。而这款软件下的随机存取性能两者旗鼓相当。

4KB随机读写性能:CrystalDiskMark

连续读写性能可以说只是硬盘在最理想状态下的表现。但是我们平时系统应用中会遇到大量的零碎文件，因此随机读写性能的重要性和连续读写性能相当，而相比机械硬盘，没有机械结构的固态硬盘在这方面有着巨大的优势。

4KB IOPS速度是考察随机读写性能的一个重要指标，代表每秒钟硬盘可以进行多少次4KB的读写操作。如果硬盘的连续读写速度很快，但是IOPS操作性能较低，那么在在载入程序与启动系统时花费的时间要比IOPS性能高的硬盘要多。

笔者使用Crystal Disk Mark软件，它并不会直接给出IOPS数值，而是通过直观的MB/s来体现。

在队列深度进一步增加之后，英特尔和SandForce方案的产品都有着较大的增长幅度，可以看到在多线程并发的情况下，英特尔320的随机读性能要更好一些，而随机写则略低于SandForce SF-1200方案。但是，测试数据样本为随机数，还没有发挥出SandForce SF-1200方案数据压缩这一机制的性能。

SSD综合测试工具: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，包括单线程和多线程下的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。

这款软件的测试数据样本是难以压缩的，所以如果你看SandForce SF-1200系列主控方案的产品，这款软件的成绩是比较低的。

英特尔的方案可是实打实的，而且268MB/s的读取速度和222MB/s的写入速度已经达到了标称数值，而64并发线程下的4KB随机性能分别达到35428 IOPS和15778 IOPS，这比标称值要略低一些。

系统基准性能测试:PCMark Vantage

相对于理论的连续读写测试和随机读写测试，PCMark Vantage的测试项目更加偏重于实际应用，它可以更加出色地体现出不同硬盘在真正系统应用中所达到的性能。

PCMark Vantage硬盘测试的整个过程将花费大约20分钟的时间，机械硬盘和固态硬盘在测试时间上没有太多差异，虽然最后会给出一个总分，但是众多子项测试的最终性能也会包含其中。其中包括Windows Defender、游戏、Windows图片加载、Windows启动、MovieMaker视频编辑、Windows媒体中心，WMP音乐加载以及应用程序加载8个项目。

注：OCZ Vertex 2 60GB的成绩为非空盘测试成绩，数值偏低。综合其他媒体的测试成绩以及本表中其他硬盘的表现来看，其分数应该不低于38000分。笔者将在后面补完OCZ Vertex 2 60GB的成绩。

虽然OCZ Vertex2 60GB的测试成绩存在一定偏差，但是综合其他情况来看，在PCMark Vantage硬盘项目中，英特尔320系列300GB固态硬盘确实获得了胜利！所以这款产品更加适合作为系统盘使用。

但这只不过是在300GB的型号下获得的，试想如果用户购买了80GB的产品，那么读写速度均受到了主控的一定限制，此时相比SandForce SF-1200主控的方案，性价比就稍显低了。

长期用性能如何变化 TRIM效能测试

●关于TRIM功能

TRIM是Windows7和Windows Server 2008 R2支持的一项功能，用于在固态硬盘中进行提前删除无效数据操作的一项机制。

我们在删除数据时，Windows会先标记被删除的扇区，在有新的数据将要写入该扇区时，对于机械硬盘来说可以直接写入，但是对于固态硬盘来说必须先进行擦除操作，再将新的数据写入其中。长期如此写入数据之前总要进行擦除操作，性能自然逐渐下降。

如果主控芯片支持TRIM，在硬盘空闲状态下，就会提前执行擦除操作。因此在有新的数据写入时便不必再执行“先擦除”的动作。一般这项操作会在用户删除数据之后立即执行。

因此TRIM功能对固态硬盘尤其重要，考察一款固态硬盘的TRIM功能是否起作用，可以通过简单的写入并删除来测试。如果删除后性能还原为空盘性能，那么说明TRIM起到了作用。

初始状态的性能

利用IOMeter写入随机小文件持续20分钟，也就是“弄脏他”。

和X25-M G2类似，也和SandForce方案的固态硬盘类似，在弄脏之后，写入性能受到了严重的影响。

用小文件弄脏之后性能明显下降

这是由于在固态硬盘是一个空盘的时候，FTL（Flash translation layer）闪存转换层映射的地址是存放在Cache中的，并非在NAND中，也就是测试软件并没有真正测到NAND闪存的速度。因此此时的测试成绩是最佳的。这就是为什么很多人都抱怨固态硬盘使用之后为什么速度变低的原因了。

同样，我们前面的测试其实也全部是在固态硬盘的最佳状态下得来的。

TRIM之后性能恢复

进行全盘格式化之后，再次进行测试，发现此时性能已经恢复，很简单地说明了TRIM已经起到作用。

写入次数确实有限 固态硬盘使用建议

虽然25nm MLC闪存的擦写次数缩减到只有3000次，但是通过有效的磨损平衡算法，英特尔宣传320系列固态硬盘如果每天写入20GB的数据那么可以使用5年。

事实上，对于普通桌面用户来说，只要不是天天进行大量持续的文件拷贝操作，现在的固态硬盘依然没有寿命问题。

尽管如此我们依然有必要养成良好的保养习惯，并注意以下几点：

●使用Windows 7系统是十分必要的，很关键原因在于支持TRIM

●建议Windows Vista或者Windows 7的用户在使用SSD时关闭磁盘索引、预读Prefetch、快速预读Superfetch以及碎片整理几项服务，这几项服务都会不间断地进行一些大量的小文件的写入操作。

●开启AHCI模式，开启AHCI等于是启用了NCQ功能，在更高的队列深度方面有更加出色的表现，Windows的系统评分也可能会更高

●不要沾满硬盘空间，否则可能没有剩余的容量用于磨损平衡，频繁的擦写必然导致寿命缩减

●适时地做数据备份，TRIM功能在用户删除数据之后进行真正的擦写操作，以此便失去了后悔药。

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总结：英特尔320系列固态硬盘在性能方面进行了一定的优化，但是增加了重要的断电数据保护功能，这以往只有在企业级产品中才能用到，而这点功能也被众多的固态硬盘爱好者视为“最重要的一个升级”之一。

但是英特尔320系列固态硬盘并没有升级主控，也没有采用SATA 6Gbps接口，持续读写速度依然没有超过300MB/s，可能会让人感到失望。尽管从实际的测试情况来看有多项成绩超过了SandForce方案的产品，但那只不过是借助了300GB的大容量。

应该说，320系列并非是一款追求极致性能的产品，只是在可靠性方面做了重点加强，这也很符合其Postville Refresh的名称，因此也完全可以认为是25nm下的全面进化。其实借助超高的IOPS性能，它依然适合作为系统盘使用。那么摆在320系列产品面前的只有一个问题：价格！