力压SandForce 测浦科特M2P固态硬盘

PChome | 编辑: 孙伟 2011-10-12 05:30:00原创 返回原文

力压SandForce 浦科特M2P固态硬盘

如今高端固态硬盘进入了一个比拼速度的时代,最具代表性的就是SandForce和Marvell两大阵营。很多用户也随之产生了选购难题,到底哪一种更好,因为他们看到很多固态硬盘在使用一段时间以后出现性能下降的问题,并开始产生排斥心理。究其性能下降缘由,这和固态硬盘的很多机制密切相关,就像机械硬盘随着碎片数量的增加越用越慢的情况是一样的。

因此,良好的TRIM效能和垃圾回收算法以确保SSD长时间使用后的性能表现,成为衡量固态硬盘的重要指标,即便是模组厂商也可以通过固件的优化达成更强进的效能,比如浦科特的实时还原技术(Instant Restore)。

浦科特是一家主要生产光存储产品的日本公司,曾经享有享有“刻录机品质之王”的美称。于去年年底正式涉足固态硬盘领域,可以说是这个市场的新军。他们此前已经推出了M1S和M2S系列产品,如今这款M2P正式登场。

浦科特M2P系列固态硬盘和M2S一样,继续采用了Marvell 88SS9174主控方案,而且通过进一步优化,性能表现相比M2S大幅度提升,并重点加强了实时还原技术的表现。具体它在实际应用中表现如何,我们将在文中进行详细解答。

金属拉丝+圆角边 浦科特M2P质感突出

浦科特PX-128M2固态硬盘依然继承了该系列固有传统,采用深蓝色调,很有质感,同时“True Speed实境效能”主题突出,表示绝不会因为长期使用而造成性能衰减的问题。

包装内附带2.5英寸转3.5英寸硬盘支架,固定用螺丝等等。

浦科特M2P固态硬盘改善了边角设计,变得更加圆滑,正反面采用的均是金属拉丝铝制外壳,质感比较出色,正面只有浦科特的Logo非常简洁。

标签显示该产品产自今年9月,固件版本1.03。

打开外壳看到内部做工,每一个颗粒均配备了固态硅胶导热垫。其实不要以为固态硬盘是不发热的,它和其他的芯片一样,在高负载工作时甚至会发出惊人的热量,比如进行长时间的随机写入性能测试。

TrueSpeed实境效能 浅析M2P内部芯片

浦科特PX-128M2P 128GB固态硬盘采用了Marvell 88SS9174主控芯片,它是业界第一款支持SATA 6.0Gbps接口的控制器,如今已经升级到了BKK2版本,这和镁光Crucial M4是一样的,相比C300时期的BJP2有着更好的表现。

Marvell 88SS9174-BKK2芯片

整个PCB正面只有一个主控芯片

实时还原技术(Instant Restore)

我们应该清楚的一点是,固态硬盘在使用一段时间后会充斥着很多碎片,此时SSD的磨损平衡、垃圾回收等机制都开始工作,当每一个Block均被使用过之后,就进入了稳定态(Dirty State)。因此良好的算法有助于保持SSD性能不会衰减。

浦科特实时还原技术(Instant Restore),让SSD即使是在Dirty State也仍可维持与Clean State(全新硬盘)相同的读写效能,能有效解决SSD用户最为关心的Dirty State读写效率问题。

具体来说,该技术通过特有算法,将资料区块记录方式最佳化,不会随着大量资料存取降低读写速度,在长期持续使用状况下不降速。而这一特征也被综合命名为“TrueSpeed实境效能”。

采用的东芝闪存颗粒编号为TH58TVG7D2FBA89,是32nm的同步DDR Toggle-Mode 1.0 MLC NAND芯片,接口速率达到133MT/s,采用BGA封装,符合ONFI2.x标准,单颗容量为16GB(128Gb),Page大小为8KB,而Block大小为1MB,这意味着写入放大最大可达128倍。

采用了两颗南亚的DRAM颗粒作为缓存,总容量达到256MB,这能够有效提升随机读写性能的表现。而较早的M2S系列128GB只配备了128MB缓存。

四组测试两个对比 测试平台方法说明

笔者将固态硬盘的评测分为四部分:连续读写性能的对比、4KB随机存取性能的对比、PCMark系统基准性能的对比以及模拟稳定态的效能测试。由于固态硬盘的独特性,很难在很短的时间内全面掌握其综合效能,所以我们的测试依然作为参考而进行。

测试中,通过主板BIOS关闭所有和CPU节能有关的选项,同时开启AHCI模式并安装英特尔最新的AHCI驱动。

参与重点对比的几款固态硬盘:

金士顿HyperX和博帝Wildfire都是采用SandForce SF-2281主控的固态硬盘,而后者和浦科特M2P一样采用了东芝的Toggle DDR闪存芯片,加之容量方面的一致性,具备很好的对比价值。

测试软件方面笔者分为四个组:

HD Tune和ATTO Disk Benchmark分为第一组,作为基准测试软件用于衡量SSD的基本效能。因为就现在来看,HD Tune并不太适合作为测试SSD使用,但是有时却可以很好地反映SSD当前的状态,加之这款软件又是很多用户所钟爱的硬盘测试工具,所以和ATTO一样作为参考测试软件,因为后者却是很多SSD厂商在宣传时非常钟爱的。

第二组包含CrystalDiskMark和AS SSD Benchmark,这两款软件简单易用但测试项目很有参考价值,他们在真实的LBA空间内,可以比较准确地衡量SSD的连续读写、4KB随机读写、高队列深度下的4KB随机读写性能。同时仍有一些额外的测试项目,可以很好地反映SandForce主控的特性。

第三组以IOMeter为基准,使用全新的1.1.0 RC1(2008)版本。这款软件的特点是自定义项目非常丰富,可以指定数据样本,可以指定测试文件大小。将固态硬盘分出8GB分区进行测试,依次采用两种数据样本测试固态硬盘在QD(队列深度)为1和32这6种环境下的4KB随机读写性能。

第四组为PCMark系统基准效能测试软件,同时使用Vantage和7两个版本。PCMark采用模拟我们日常中真实的系统应用来进行,如视频、图片、多媒体、程序加载等等。而PCMark 7针对SSD测试进行了优化,最终性能差异不会有PCMark Vantage那样明显。

基准性能:HD Tune和ATTO软件测试

HD Tune Pro 4.60

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。

平均读取速度达到428.8MB/s。而存取时间仅为0.028毫米,这个成绩相当出众,领先我们普通的7200转机械硬盘400多倍。

平均写入速度达到309.5MB/s,因为HD Tune的写入测试不是基于真实的LBA空间进行,因此你很难说这个测试结果能够代表什么,尽管它接近理论标称数值。

ATTO Disk Benchmark 2.46

ATTO Disk Benchmark是一款简单易用的速率检测软件,可以用来检测硬盘,U盘,存储卡及其它可移动磁盘的读取及写入速率,该软件使用了不同大小的数据测试包,数据包按0.5K,1.0K,2.0K直到到8192.0KB进行分别读写测试,测试完成后数据用柱状图的形式表达出来. 很好的说明了文件大小长度不同对速度的影响。

最终的成绩分别达到500MB/s和320MB/s,与浦科特官方标称数值基本一致。当然,ATTO是基于全0数据测试的,它的成绩不能代表全部。

成绩对比:AS SSD难压缩数据性能测试

AS SSD Benchmark 1.6

AS SSD Benchmark是来自德国开发者开发的专为为测试SSD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。这款软件还包含文件拷贝测试和压缩

这款软件的测试数据样本是难以压缩的,所以如果你看SandForce系列主控方案的产品,其成绩相比ATTO Disk Benchmark要低不少。

浦科特M2P 128GB最终成绩为867

金士顿HyperX 240GB最终成绩为765

博帝Wildfire 120GB最终成绩为713

最终成绩达到了867分,这甚至超过了240GB的金士顿HyperX的成绩,更不用提同容量级别的博帝Wildfire,悉心对比我们可以发现,博帝M2P固态硬盘在4KB随机读取性能方面的优异表现是它取胜的原因。

成绩对比:CDM连续读写/4KB随机读写

笔者使用CrystalDiskMark软件的测试结果,对数款固态硬盘做横向比较,以便可以较好地看出浦科特PX-128M2P 128GB固态硬盘的位置。对比项目涵盖CrystalDiskMark的三项测试:连续读写、4KB随机读写、QD32队列深度下的随机读写。

虽然整体来看采用SandForce SF-2281主控的两款产品金士顿HyperX和博帝Wildfire仍占优势,但是如果考虑难以压缩的数据样本(随机),浦科特M2P的特点就很明显了。特别是在连续写入测试和QD32下的4KB随机读写测试中,浦科特M2P的成绩都力压所有产品。所以,关于SandForce和Marvell两种主控各有特点,并不能说哪一个表现最佳。

此外,新款M2P相比M2S在主控芯片的版本和闪存种类上都没有区别,新款M2P性能大增应该是得益于大缓存和固件的全面优化得来的。

成绩对比:IOMeter 4KB随机读写性能

IOMeter 1.1.0 RC1(2008)

IOMeter是一个单机或者集群的I/O子系统的测量和描述工具,最初由英特尔公司在1998年2月17日的IDF上宣布。由于IOMeter的自定义项目非常丰富,可以调节测试范围、数据块大小、处理模式等等,因此很多评测并不将它作为测试项目,因为各家的测试环境设置不尽相同,你很难在不同的设置环境下获得相同的数据。

笔者将SSD分出8GB LBA空间,IOMeter设置为4KB随机读取/写入,设置4KB对齐,分别使用数据样本为Repeating Bytes和Pseudo Random(与IOMeter 2006相同的数据样本),依次在QD为1和32这几种环境下进行测试,每次测试持续2分钟。最终记录每次的IOPS数值。

数据样本为Pseudo Random下的QD32 4KB随机读取测试(70K IOPS)

数据样本为Pseudo Random下的QD32 4KB随机写入测试(65K IOPS)

测试结果和官方标称数据如出一辙,即便是在Pseudo Random这种难压缩的数据样本下,浦科特M2P在QD32环境下的4KB随机读写性能分别达到了70K IOPS和65K IOPS,已经超过了两款SandForce主控的固态硬盘,即便是在QD1环境下,4KB随机读写性能也分别达到7K IOPS和23K IOPS,随机读取性能非常强劲。

成绩对比:无压缩机制拷贝性能更优

没有采用实时的数据压缩算法

我们知道SandForce方案有一套出色的数据压缩算法DuraWrite,如原来100MB的数据如果可以压缩到50MB,那么写入性能自然可以提高一倍,同样读取速度也可获得一样的成绩!

Marvell 88SS9174并没有采用这种技术,其实这项技术也并非万能,在面对已经被压缩的数据时就无能为力了,比如图像、视频等多媒体文件或者一些容量很大的压缩文件。

至于什么样的数据可以被压缩,测试软件是可以设定的,就像ATTO默认所采用的测试样本一样,如果采用全0000数据或者全FFFF这样的数据,可以被无限压缩,如果是随机数据则难以压缩。压缩之后的测试则会大增。

数据样本为随机

数据样本为全0

从CrystalDiskMark软件的测试结果就可以清晰地看出不同数据样本对测试结果没有明显差异。下面再使用新版本的AS SSD Benchmark自带的一个压缩比的测试项目,X轴代表压缩比,Y轴则代表传输速度,该表可以很好的反映出在不同的压缩比下固态硬盘的性能变化。

可以看到采用Marvell 88SS9174的浦科特PX-128M2P在不同数据样本环境下的表现没有明显差异,因此无论在什么样的使用情况下,它的性能都是一样的,这意味着如果是文件拷贝,它会有着比SandForce方案同容量固态硬盘更好的性能表现。

文件拷贝性能对比

笔者使用了AS SSD自带的Copy-Benchmark测试固态硬盘的文件拷贝性能,分为ISO连续文件、Program零碎文件以及Game文件。当然最终成绩可能也限于系统主盘的性能。

浦科特M2P 128GB测试结果

金士顿HyperX 240GB测试结果

博帝Wildfire 120GB测试结果

固态硬盘的读写速度和容量是成正比的,但我们可以看出128GB的浦科特M2P完全超出了同容量的博帝Wildfire,和240GB的金士顿HyperX不相上下,显然相较于SandForce,Marvell更适合作为数据拷贝使用。而经过优化以后,M2P几乎成为了多面手。

成绩对比:PCMarkVantage&7硬盘测试

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:测试在从盘的空盘状态下进行

最终得分为84067

PCMark 7是Futuremark最新推出的一款整机性能测试软件,它依旧采用脚本测试的方式模拟实际使用情况,不过一项很重大的改进就是,在存储部分针对SSD的应用做了一些多任务测试。

最终得分为5392

PCMark两款软件的测试结果,还是比较符合我们的真实应用情况的。可以看到优化之后的浦科特M2P和两款采用SandForce SF-2281主控的金士顿HyperX 240GB和博帝Wildfire 120GB固态硬盘不相上下。当然如果只考虑同容量的话,那么浦科特M2P的成绩已经非常优异。

填充满盘PK:Marvell完胜SandForce

在进行此项测试之前我们再次重申一下“稳定态”这个概念。在整个固态硬盘的使用周期内,99%的时间都处于稳定态。当固态硬盘的所有颗粒都被编程过一次之后,整个SSD可能充满零碎数据,TRIM和垃圾回收机制开始运作,既是进入了稳定态阶段。这些机制都会占用主控资源,将会影响读写性能。

本次测试我们将对比从空盘,到满盘,到稳定态三个阶段,浦科特PX-128M2P的性能变化。满盘状态是通过IOMeter Full Radom数据样本在QD=32下反复填充分区,确保每一个颗粒均被编程过一次。而模拟的稳定态阶段则是删除1/3的数据,模拟真实的用户使用环境。

测试中,笔者同时使用了浦科特PX-128M2P固态硬盘和采用SandForce SF-2281主控的120GB固态硬盘,作为比较,以检测TrueSpeed的真正效果。

浦科特M2P

某款SF-2281 120GB

出厂的空盘状态下CrystalDiskMark软件的测试结果,浦科特PX-128M2P(左)写入性能方面略微领先于SandForce SF-2281阵营120GB的产品(右)。

浦科特M2P固态硬盘

某款SF-2281主控120GB固态硬盘

出厂的空盘状态下HDTune软件的测试结果,两者差距同样不大,都在400MB/s出头。

浦科特M2P

某款SF-2281 120GB

用Full Radom数据反复填充数据至仅剩下1GB的空间留给CrystalDiskMark用于测试使用,此时两者性能均有降低,这是因为硬盘剩余空间所剩无几,此时主控为保证SSD寿命会限制一定的写入速度,同时也局限于没有连续的区间用来作持续均衡的读写操作,寻址压力增大,也因此导致QD=32下无法发挥多线程的效能。但采用SandForce SF-2281主控的产品写入性能被严重限制,而采用Marvell 88SS9174的PX-128M2P损失不是很大。

浦科特M2P固态硬盘

某款SF-2281主控120GB固态硬盘

再使用HDTune检测,因为SandForce方案用HDTune测试时,如果为空盘则主控直接返回数据,是理想数值,因而在满盘之后更多体现了NAND的真实速度,因此性能大降,相比之下Marvell 88SS9174主控要真实一些,但也一次可以得出结论用HDTune测试SSD是多么的不靠谱。

稳定态对比:Marvell不会限制SSD性能

删除40%的数据,然后立即运行HDTune软件,两者的曲线走势比较接近。

浦科特M2P固态硬盘

某款SF-2281主控120GB固态硬盘

开始阶段则是删除数据后SSD开始执行TRIM和擦除操作,因为占用了全部的主控资源因此性能大降。第二阶段则是因为没有数据所以主控直接返回给系统,性能达到最佳水平,而第三阶段则是因为存有数据,性能表现接近NAND真是速度。所以,HDTune尽管不适合测试SSD,但却能够很好地反映出SSD当前的状态。

浦科特M2P

某款SF-2281 120GB

删除之后,此时硬盘剩余空间在40%左右,再次运行CrystalDiskMark,Marvell阵营性能几乎已经全面恢复,而SandForce阵营读取性能几乎恢复,而写入则被限制在了170MB/s左右。

浦科特M2P

某款SF-2281 120GB

对两个盘进行快速格式化操作,过了数秒钟之后再次使用CrystalDiskMark软件测试,Marvell阵营性能几乎恢复到了和空盘一样的水平上,但SandForce主控依然把写入性能限制在70%左右。这说明,在进入稳定态之后,SandForce主控的SSD会限制写入性能,而稳定态是固态硬盘整个生命周期中99%的时间所处的状态,所以空盘下的SandForce主控SSD的性能得分并不具有很强的说服力。而采用Marvell 88SS9174的浦科特PX-128M2P则没有这方面的问题。

稳定态PK:PCMark Vantage成绩对比

那么SandForce主控的SSD真的一无是处吗?也并非这样。笔者在执行刚刚的步骤的同时,也使用了PCMark Vantage进行测试。并记录了不同状态下两种固态硬盘的性能变化。

浦科特M2P 128GB

SF-2281主控120GB

初始状态,浦科特M2P略微领先于参与对比的SandForce SF-2281主控的120GB固态硬盘。两者得分分别为

浦科特M2P 128GB

SF-2281主控120GB

满盘状态,两者性能遭遇严重影响,浦科特M2P下降到44368分,而SandForce的产品则下降到40596分。

浦科特M2P 128GB

SF-2281主控120GB

删除40%数据,两者性能都有一定恢复,浦科特M2P增长到62156分,而SandForce的产品增长到50576分。

浦科特M2P 128GB

SF-2281主控120GB

格式化之后,两者性能进一步恢复,浦科特M2P达到77046分,而SandForce也紧随其后为74265分。

从这个测试中我们应该可以进一步分析,SandForce以DuraWrite技术中实时数据压缩机制,在PCMark Vantage偏重于实际应用的测试中会有一定发挥,因此在整个过程中没有出现远落后于Marvell的情况,相反两者都处于较为接近的状态。而Marvell虽然没有实时压缩机制,但凭借实打实的性能,还是有着不错的表现。

当然也有人认为,PCMark Vantage的硬盘测试项目用于测试SSD,前后表现这么大的差异,显得已经不那么合适了。

总结:浦科特M2P固态硬盘是位多面手

作为搭载Marvell 88SS9174主控的浦科特M2P固态硬盘,通过在固件等方面的进一步优化,在性能方面大幅度提升,特别是高队列深度下的随机读取性能几乎达到了目前2.5英寸SATA固态硬盘的最高水平。整体性能表现也已经超过了同容量的SandForce主控方案的产品,表现十分抢眼。

借助Marvell 88SS9174主控的特点和浦科特的TrueSpeed特性,浦科特M2P固态硬盘在进入稳定态之后依然有强劲的性能表现,性能恢复能力非常强,不会对性能有限制。相比较来说SandForce主控在固态硬盘99%的使用周期内写入性能都会被限制在60~80%这个区间内,仅仅考虑空盘下的测试数据是非常片面的。

关于Marvell和SandForce两家主控孰优孰劣,只能说各有千秋。Marvell芯片强劲的连续读写速度,在数据拷贝时会有相当强劲的表现,相较于SandForce的DureWrite机制,更加适合于系统应用,不会给闪存造成太大压力,并延缓寿命,而用于存放数据并不合适。当然浦科特M2P通过进一步的优化,是其4KB随机存取和高队列深度下的性能表现大增,可以说已经是一位多面手。

浦科特M2P固态硬盘包含128GB和256GB两个版本,其中128GB型号连续读写性能分别为500MB/s和320MB/s(基于ATTO),QD32下的4KB随机读写能力分别为70K IOPS和65K IOPS(基于IOMeter,和数据样本没有关系),稳定态后性能不会下降,值得选择。

有好习惯不怕糟蹋 SSD保养使用建议

虽然固态硬盘有零噪音、温度低等诸多优点,但是SSD的缺点也是有的,它的写入次数存在限制,从而会影响SSD的使用寿命。而且考虑到其工作机制和特点,日常的系统设置和保养也显得非常重要。这不单是保证寿命,也是保证性能和稳定性。

Windows 7+AHCI必须:首先对于新PC用户,在安装系统时,强烈建议使用Windows 7系统,并在BIOS中打开AHCI,同时在安装系统时不要外挂其他的机械硬盘,这样Windows 7就应该自动识别SSD,并开启相应的优化。开启AHCI模式也是开启了NCQ功能和TRIM的支持,NCQ对SSD性能的影响非常明显,因为NCQ(原生命令队列)所强调的就是在多任务工作下进行有效地进行指令排队,而玩过SSD的朋友应该知道TRIM是多么的重要。当然前提是,你要确认你的固态硬盘是否支持NCQ和TRIM。

小小提示(非决定因素):要想知道当前SSD是否开启了TRIM,可以尝试下快速格式化,看看是瞬间完成还是需要等待几秒到几十秒,如果是后者则代表已开启。

注册表开启AHCI:对于那些已经在IDE模式下使用Windows 7的用户,可以通过修改注册表的方式方便地更改。打开注册表,进入HKEY_LOCAL_MACHINE / SYSTEM / CurrentControlset / Services,选择msahci,点击右边文本框中的start,将其数值改为“0”即可。重启进入BIOS设置为AHCI,然后进入系统安装驱动即可。

不要尝试组建RAID:不要尝试将两块固态硬盘组建成RAID模式,因为那样将会失去TRIM的支持。此外,不要把SSD的容量塞满,否则磨损平衡(Wear Leveling)机制就无法发挥,写入增大持续增加,颗粒损耗也会相当快!

不要使用碎片整理工具:同时,我们在系统中,完全没有必要使用Windows自带的碎片整理工具,碎片整理时会进行频繁的读写操作,对本身写入次数就有限制的SSD来说弊远大于利,最关键的是现在还没有适合于SSD的碎片整理工具。但这并不意味着固态硬盘不需要碎片整理,SSD的垃圾回收机制就是一个自带的,集成在主控内部的很好的碎片整理功能。

固件比损耗更重要:那么,有些人可能还会担心固态硬盘的写入寿命问题,其实这是有点多余的。绝大部分挂掉的固态硬盘都是因为固件故障引起的,就像很多机械硬盘的固件问题一样。通常像SandForce主控固件更新得比较频繁,所以奉劝大家除非是强烈建议,否则没事的时候不要尝试刷固件,即便是比较稳定的英特尔也难免在固件上栽跟头,比如最近的“8MB门”事件。

既然厂商都承诺实行三年质保,所以在质保期内以PC用户的使用强度来说不会出现因为损耗而挂掉一块固态硬盘的现象。

为了防止意外发生,笔者建议大家使用固态硬盘时将个人文件有机地管理起来,并定期做备份,有个防备一定是好事。

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