吃螃蟹的人需要一颗坚强的心:一个玩家折腾 PCIE SSD 的曲折历程

2016-08-23 09:10:31     作者:黑山老妖LYN      来源:什么值得买

标签: 使用评测 固态硬盘

  一直以来,硬盘都被视为限制PC整体性能的瓶颈所在。为了进一步提升硬盘接口的数据传输速率,从2000年开始...

  一直以来,硬盘都被视为限制PC整体性能的瓶颈所在。为了进一步提升硬盘接口的数据传输速率,从2000年开始SATA接口逐步取代旧式的PATA接口,并发展成为目前应用最广泛的硬盘接入端口。SATA接口从当初的SATA 1.0发展至SATA 3.0,接口速率也从最早的1.5Gb/s提升到目前主流的6Gb/s。但是传统机械硬盘的速度提升已经基本到了极限,即使是目前最高端的机械硬盘在读写速度尤其是随机4K读写速度上也根本无法和低端固态硬盘相比拟,所以固态硬盘也就成为了大众的新宠。随着固态硬盘性能的不断暴涨,SATA 3.0接口仅6Gb/s的理论传输速率已经成为了阻碍SSD性能发挥的桎梏。因此,很多厂家纷纷推出了PCIe SSD。但是由于主板芯片组的PCIe通道数有限,加上PCIe SSD的价格往往都非常昂贵,所以PCIe SSD一直得不到普及。随着intel Skylake平台上PCIe通道数的大幅度增加,以及PCIe SSD价格的不断下调,现如今选配PCIe SSD已经成为了高端玩家的新爱好。之前我已经玩过了intel 750和三星950 PRO,性能都是杠杠的,对比普通SATA SSD真的是鸟枪换大炮的感觉,最近浦科特的PCIe NVMe SSD新旗舰M8PE在台湾上市,我也速度让朋友带了两块回来给我,一块m.2接口、一块PCIE接口,看看新旗舰究竟能不能干得过intel 750和三星950 PRO,也分享一下这几年我折腾PCIE SSD的曲折历程。

★PCIe SSD的接口形式★

  这里所说的PCIe SSD并非专指采用PCI-E接口的固态硬盘,而是泛指通过PCIe通道与CPU进行数据交换的固态硬盘。PCIe SSD的接口可能是PCIe传统接口,以类似显卡的插卡式出现,也可能采用M.2或者U.2接口,形状和大小都和普通的U盘很接近。PCIe SSD之所以称为PCIe SSD,关键在于采用原生PCIe还是桥接主控,这决定了它是否能走PCIe总线。另外还有一种PCIe SSD产品则是一个M.2接口的PCIe SSD通过PCI-E转接卡插入到PCI-E插槽与主板进行连接和固定。

★入坑篇★

  我最开始是一直使用美光的SSD,从经典的M4 128G+256G开始,一直用了几年,2014年更换华硕M6E主板的时候发现主板上有m.2接口,那时候m.2接口估计没什么人知道,我玩电脑一直是热衷于追新鲜和吃螃蟹的,于是就迅速搜寻m.2接口的SSD,当时只有浦科特一家有,型号是M6e,256G的价格要1799元,现在看来是天价,但在当时可是黑科技。不过入手后才发现原来m.2接口的SSD有长短之分,M6e是2280的,但是华硕M6E主板最高只能支持2240的规格,玩到这个份上已经是入坑了,我是死活一定要体验一下黑科技究竟有多快,没办法就只能加钱换了PCIE接口的M6e 256G,1999元,比m.2接口的版本多了一个PCIE转换卡,即使主板上没有m.2接口也可以安装在PCIE接口上。当时心一狠,要玩就玩大的,干脆入了两个来组RAID0。悲催啊,做第一个吃螃蟹的人妥妥的需要坚强的心,等到上机后才发现,PCIE接口的SSD在BIOS里根本找不到,更不要说设置为RAID0了。没办法,只能在windows系统下组建软RAID0,也就是说无法在这个由两个PCIE M6e组RAID0的速度怪物上安装操作系统。虽然有些遗憾,不过当时还是爽了一把。两个盘后来卖了一个,留了一个安装操作系统,为了不和显卡争PCIE通道,我把M6e安装在了PCIE X4接口上,用到现在。

                          (上一代的不支持NVMe的PCIE SSD——浦科特M6e)

★闹心篇★

  在浦科特M6e之后,我还入手过建兴的CX1、三星的XP 941,这些都算是初期的PCIE SSD,只能算是初具雏形,也就是在持续读写速度上比普通SATA SSD快一些而已,随机4K性能的优势并不明显,这里很大的原因是因为这些PCIE SSD都不支持NVMe。NVMe是新一代中高端原生PCIe SSD主控所必备的一项新标准,是一个比AHCI更适用于固态硬盘的规范。传统的机械硬盘依靠磁头来读写数据,所以读取延迟比较高,尤其是读取零散存放在硬盘各个位置上的小文件时速度非常慢,这也让传统机械硬盘成为系统性能的瓶颈。为了优化机械硬盘超高的读取延迟,AHCI (Serial ATA Advanced Host Controller Interface)串行ATA高级主控接口应运而生。在Intel指导下,由AMD、戴尔、Marvell、迈拓、微软、Red Hat、希捷等多家公司联合研发的AHCI允许存储驱动程序启用高级串行ATA功能,如AHCI独有的NCQ技术,能够有针对性的缩减寻道时间,以此对机械硬盘进行优化。对比老旧的IDE模式,AHCI能够提升机械硬盘综合性能约10-30%。但是SSD工作原理与机械硬盘完全不同,前者采用电信号进行存储,使用的存储介质是硅芯片;后者采用磁信号进行存储,存储介质是磁盘。因此,专为机械硬盘而设计的AHCI很明显并不适用于固态硬盘。2011年,同样由Intel主导的Non-Volatile Memory Express(简称NVMe)非易失性存储器标准即NVMe规范正式出炉,这是专门针对NAND闪存和下一代存储设备所提出的规范。它专门针对闪存的特点而研发,其目的是尽可能的缩小存储系统和内存带宽之间的差距。目前最新标准是NVMe 1.2。

  所以,不支持NVMe的PCIE SSD其实并无法真正发挥出其性能优势。因此在更换Z170主板之后,我迅速入手了intel 750和三星 950 PRO,但是win7下的驱动并不完善,尤其是在安装操作系统时,各种闹心啊(大家可以问一下度娘,和我一样闹心的大有人在)。直到intel和三星两家都推出了驱动程序之后,才算真正体验到了NVMe的好处。

★开箱篇★

  有了之前折腾几个支持NVMe的PCIE SSD的经验之后,我心里踏实多了,吃螃蟹的人说白了就是当炮灰,总结出经验来供后人参考。这次入手浦科特M8PE,就是打算把螃蟹吃到底。先晒一下m.2接口的256G版本,PCIE接口的512G版本留在后面放出来。m.2接口的M8PE外包装采用了黑色主题,包装盒的左下角居然标明不支持笔记本电脑,这个表述其实并不准确吧,只要笔记本电脑能安装2280规格的m.2接口的SSD,就应该同样都可以使用的。不明白厂家搞这个标注是怎么回事。

产品链接(因为产品还未在大陆上市,所以链接是台湾电商的):

      包装盒的背面注明了M8PE系列不同容量版本的速度参考值,可以看到128G版本的持续读取和随机4K性能都比SATA SSD提升了很多,而256G和512G版本的随机4K读写性能都可以和intel、三星的旗舰产品看齐。所以我选择256G和512G的版本还是非常明智的。

  M8PE与浦科特以往的m.2接口SSD在外观上最大的区别就是增加了散热片,我不明白这样是不是意味着M8PE的发热量会比以往的产品大很多,不过从保护产品的角度来看,增加散热片是很好的。从浦科特官方网站的资料来看,M8PE还有一个不带散热片的版本,但是各个参数和有散热片的版本又是一样的,估计价格会便宜一点点。还有一点与以往大不相同的是,128G、256G、512G不同容量版本的缓存大小居然都是512MB,只有1TB版本的不同,扩大到1024MB。

★拆解篇★

  M8PE增加散热片之后唯一的不好就是更难拆解了。按照国际惯例,吹风筒热风吹下保修标签,然后用薄薄的螺丝刀轻轻的把散热片撬下来。散热片与SSD之间是依靠有粘性的散热贴黏合在一起的,就和普通的内存马甲是一样的,有拆内存马甲经验的玩家,拆这个散热片不会有难度。

  拆下散热片之后可以看到PCB上有一个主控芯片、一个缓存颗粒、两个NAND颗粒。

   主控芯片采用了Marvell的新一代PCIE主控88SS1093,这是一款28nm制程工艺的三核心8通道主控,支持8CH/8CE,每个通道支持8CE/Die,最高支持2TB的容量。从Marvell的官方资料来看,这款主控支持NVMe 1.1标准,可兼容支持NVMe 1.2,支持NAND Edge error-correcting和LDPC技术。可同时支持PCIE X4、M.2、U.2等三种接口。除了支持MLC NAND之外,还支持15nm TLC和3D V-NAND。 

  而缓存居然采用了三星的LPDDR3颗粒,这是我第一次在浦科特的产品上看到三星的缓存。编号为K4E4E324EE-EGCE,单颗容量512MB,频率为1600MHz。

                       (Marvell的原生PCIE主控88SS1093,支持NVMe)

                             (三星的LPDDR3缓存颗粒)

NAND颗粒的编号为TH58TFT0JFLBAEF,从编号上来看,是东芝原厂BGA封装的Toggle NAND,15nm MLC,单颗容量为128GB,一共2颗组成256G的总容量。

                           (东芝原厂15nm MLC NAND颗粒)


★测试篇★

  1、常规软件的理论性能测试:

    首先是进行AS SSD Benchmark、CrystalDisk Mark、Anvil’s Storage Utilities、TxBENCH等四个SSD常规测试软件的测试。测试所得的分数比起SATA SSD来说可以用恐怖来形容,没见过PCIE NVMe SSD跑分的人估计又会说是用内存跑的分数了。浦科特M8PE的最高持续读写速度分别达到了2035MB/s和1040MB/s,均高于标称参数。随机4K读写性能也明显高于各款高端SATA SSD。持续读写速度,可以通过SSD组建内部RAID0来提升,但是随机4K读写性能,必须依靠实打实的技术提升才可以做到,这就是目前各个PCIE NVMe SSD与以前的那些依靠内部RAID0的PCIE SSD的最大区别。不过M8PE的ASS SSD测试分数还是低于同样是采用原生PCIE主控的inte 750、三星950 PRO。幸亏大家现在都已经知道,常规的这几个测试软件并无法完整反映出一个SSD的真实性能。

   

  2、模拟实际使用环境性能测试

  PCMARK8是目前最接近实际使用环境的模拟测试软件,其中的存储设备测试部分提供了游戏、办公、图形处理等几个项目,测试数据量达到50GB左右,因此PCMARK8的测试成绩比之前的常规测试项目更能够真实的反映出SSD的实战性能,更确切的说,是在普通家用、游戏以及小型SOHO使用环境下的SSD综合性能。不过因为PCMARK8的测试时间耗时比较多,通常需要1个多小时,因此不如ASS SSD这些快餐式测试软件受欢迎。就好像菜鸟喜欢用撸大湿测显卡一样,用ASS SSD测SSD也是极不全面的,但就是有人喜欢看。

测试成绩汇总:

  M8PE 256G的PCMARK8存储设备测试最后得分为5090,虽然说不上远远超出了我的预计,但是也让我大吃一惊。因为如果从ASS SSD的分数来预测的话,PCMARK8的分数也就应该在5030-5040这样的范围内。5090分的分数已经超过了三星的950 PRO和intel 750,是我目前为止见过的PCMARK8得分最高的消费级SSD产品,甚至超过了使用PlexTurbo技术、以内存做缓存来提升性能的浦科特M6S+。

  对比ASS SSD等常规测试软件的分数和PCMARK8的测试得分,可以看出,在PCIE NVMe SSD上,常规的AS SSD Benchmark、CrystalDisk Mark、Anvil’s Storage Utilities、TxBENCH等测试软件的得分更加无法真实反映出SSD的综合性能,AS SSD Benchmark得分三千多、排名第一的intel 750 400G在PCMARK8的测试中只能在PCIE NVMe SSD里面排在中等偏下的水平。而AS SSD Benchmark得分偏低的三星950 PRO、浦科特M8PE却成功的在PCMARK8中完成逆袭,测试成绩明显优于intel 750。而使用群联主控的影驰HOF,依然无法摆脱群联主控的老毛病:持续读写顶呱呱,实际性能软趴趴。

  最好我还想试试使用PlexTurbo技术来测试一下M8PE的性能究竟可以提高到什么程度,结果才发现M8PE并不支持PlexTurbo,而且在包装盒上也没有说明可以支持PlexTurbo。估计浦科特觉得M8PE的性能已经足够强大,没有必要使用PlexTurbo。等我使用破解版的PlexTurbo再来试试。

★首席生活家观点★

一、浦科特M8PE的优缺点:

1、优点:整体性能强劲,PCMARK8的测试成绩超过了intel 750和三星950 PRO,性价比更高。

2、缺点:依然无法在BIOS中被识别到,因此无法组建硬件的RAID。还有就是目前还没有软件可以进行Secure Erase,华硕主板自带的Secure Erase功能也无法使用。虽然网上有在Linux系统下使用Naraeon NVMe Tools进行Secure Erase的教程,但是过程比较繁琐,只能期待浦科特在新版的Plextool工具中进行改进。


二、购买建议:

1、随着intel Skylake平台上PCIe通道数的大幅度增加,以及PCIe NVMe SSD产品的不断完善和价格的持续下调,可以说目前入手PCIe NVMe SSD的时机已经基本成熟(NVMe驱动的完善是非常关键的,安装系统不再闹心是入手PCIE NVMe SSD的必要条件之一)。

2、上一代的例如三星XP 941、浦科特M6e等PCIE SSD产品,由于不支持NVMe,所以实际的性能对比高端SATA SSD其实并没有质变,如果要买的话,还是应该选择支持NVMe的最新产品。虽然价格贵,但是贵的值。

3、影驰、索泰等厂家都推出了基于群联主控的PCIE NVMe SSD产品,但是除了持续读写性能爆棚之外,在实际应用中的表现比起那些不支持NVMe的产品其实并没有多大的提高,而且价格也不便宜,不值得购买。目前真正值得关注的PCIE NVMe SSD产品其实只有三个型号:intel 750、三星 950 PRO、浦科特M8PE。从综合性能来看,intel 750让我有点失望,而不起眼的浦科特M8PE却是最强的。目前intel 750 400G的价格接近2000元,三星950PRO 256G的价格约为1499元,而浦科特M8PE 256G的价格为5999新台币,折合人民币不到1300元,所以性价比明显更高、更值得购买。不过并非每个用户都有渠道可以从TW购入,因此在大陆的实际上市价也是考虑性价比的关键因素。

4、目前很多高端的SATA SSD,240-256G版本的价格还在900元左右,与相同容量的PCIE NVMe SSD相比,性价比明显处于劣势,已经不值得考虑。所以接下来的市场可能会两极分化,高端市场被PCIE NVMe SSD瓜分,高端SATA SSD要么降价转移到中端市场要么退市,而低端市场则完全由TLC SSD所占据。

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