兩年前,SK海力士收購了英特爾的閃存及存儲業務。大約一年后,2021年12月,Solidigm成立。Solidigm的名字分別以“solid-state” (固態)及“paradigm”(范式)組合而成,體現了Solidigm致力于創建固態存儲新范式,以及革新存儲行業的決心。
之后的一段時間內,Solidigm的產品線以繼承自英特爾的企業級SSD為主,并在部分企業級SSD中引入了SK海力士的NAND介質,如D5-P5530。
這個月(2022年10月),Solidigm又有兩件大事:一是英特爾SSD的技術支持和保修全面移交給Solidigm(包括之前售出的產品),二是Solidigm向國內消費市場推出自有品牌產品。其首款消費級SSD為Solidigm P41 Plus,定位于主流市場,價格段平易近人,1TB容量在電商平臺上的定價為500多元。
Solidigm P41 Plus采用當前臺式機、筆記本電腦流行的PCIe 4.0 M.2接口,提供大約4GB/s的順序讀取,和3GB/s左右的順序寫入性能。其規格明顯超越了PCIe 3.0時代的產品,容量價格比又相當不錯,是頗有競爭力的換代產品。
初識Solidigm P41 Plus
包裝
Solidigm P41 Plus的包裝風格簡單明快。正面是清爽的藍白配色,文字信息一目了然:Solidigm品牌、容量、最大讀取速度、型號、接口。主圖就是產品的局部特寫,金色的覆銅是品牌logo。品牌和主圖的部分看上去額外增加了UV工藝,立體感和光澤感不錯,讓包裝顯得有質感——這在零售市場上屬于加分項。
背面主要是保修相關的信息,如質保5年,序列號等,以及2280規格的示意圖。
包裝內是塑殼包裝和盤體,以及一本說明書。
盤體正面標簽非常簡潔,藍白色塊,品牌和型號。背面沒有任何元件,PCB上印刷了各種認證的圖案,標簽則是序列號等信息。
盤體
整體上看,Solidigm P41 Plus采用的是無DRAM緩存設計,符合其高性價比的定位。對于2280規格的盤體而言,PCB空間非常寬裕,主控和閃存芯片分占PCB兩端,這是對散熱友好的設計,二者的發熱不會互相影響。PCB的中間部分高調地用銅箔展現了Solidigm的商標形象,美觀之外,也額外增加了一些散熱效果。不過這種“費板”的設計也意味著2230、2242規格的SSD將有不同的布線方案。目前進入零售市場的P41 Plus只是2280規格,其余規格暫時只會供應OEM渠道。個人倒是非常期待2242這樣的規格盡快出現在零售渠道中,以滿足部分筆記本電腦用戶升級從盤的需求。
Solidigm P41 Plus采用了慧榮SM2269XTF主控。這是一款支持PCIe 4.0的主控,采用12nm制造工藝,處理器核心為雙核ARM R8,支持四個NAND Flash通道,每通道接口速度1600MT/s,支持3D TLC/QLC NAND Flash。從主控的規格看,這是定位于主流市場的產品。
PCB的另一端則是一顆NAND Flash,編號為29F08T4AOCQK2。從編號可知其為8Tb容量(QLC模式下),x8 die封裝,144層 3D工藝。得益于領先的介質容量和高密度的封裝,單芯片即實現了1TB的容量。
根據Solidigm提供的規格,1TB版本的P41 Plus的順序讀取性能為4125MB/s,順序寫入性能為2950MB/s,隨機讀為22.5萬IOPS,隨機寫為52萬IOPS。保修方面,1TB容量版本是5年保修或400TBW寫入量。400TBW的耐久度承諾處于中游水平,低于高性能定位的1TB競品,又高于許多入門級產品。
功耗
對于筆記本電腦用戶非常關心的功耗問題,Solidigm的產品資料沒有直接提供。但我們通過Smart Mon Tools軟件可以讀取到P41 Plus的功耗設置,其峰值功耗僅為4W,工作功耗為3W,這意味著不需要考慮它的散熱問題,對筆記本電腦非常友好了。在北京秋季20℃左右的室溫環境下,我們的實測過程中P41 Plus的工作溫度只有60℃左右,最高66℃。另外,其空閑功耗為0.025W,待機為0.004W,有利于改善筆記本電腦的續航能力。
圖注:SmartMonTools
整體而言,Solidigm P41 Plus用具有吸引力的價格和比較均衡的性能、功耗,讓主流用戶將系統盤的心理目標提升到1TB容量等級。
測試平臺
我們對Solidigm P41 Plus的測試基于華碩ExpertCenter D900MD商用臺式機作為硬件平臺。
其核心配置為:
i7 12700處理器
16GB DDR5 4800內存
NVDIA RTX 3060顯卡
華碩ExpertCenter D900MD提供了兩個M.2插槽位置,其中靠近處理器部分的為PCIe 4.0 x4規格。我們將Solidigm P41 Plus安裝在此處。
基準測試
我們用CrystalDiskMark進行順序讀寫、隨機讀寫的測試。采取兩種設置(默認、NVMe)和兩種文件大小(1GiB、64GiB)。
在CrystalDiskMark順序讀測試中,Solidigm P41 Plus的成績約為4170MB/s,順序寫約為2977MB/s,略微超過官方資料的標稱值(讀4125MB/s、寫2950MB/s)。
圖注:CrystalDiskMark NVMe 1GiB數據塊 NVMe設置
在NVMe設置下,隊列和進程密集(Q32/T16),Solidigm P41 Plus直接就跑滿了預計的IOPS,其中隨機讀達到22.95萬IOPS,隨機寫達到53.43萬IOPS,均超過了官方資料的標稱值(讀22.5萬、寫52萬IOPS)。更能體現真實應用場景的混合讀寫(70%讀,30%寫)測試中,P41 Plus的隨機性能接近20萬IOPS,與隨機讀差異不大。這說明在負荷不大的應用中,P41 Plus的表現會非常穩定,基本上不會因為寫干擾導致明顯的延遲。
圖注:CrystalDiskMark NVMe 1GiB數據塊 NVMe設置
很顯然,如此理想的成績,展現的是SLC Cache內的實力。畢竟1GiB大小的測試文件對SLC Cache緩存沒啥壓力,除非是早期的PCIe 3.0 SSD的SLC Cache容量在10GB內的,否則一般不會“露怯”。為了初步挑戰一下SLC Cache,我們隨即將測試文件大小增加到64GiB,這樣在測試盤上建立臨時文件的行為會提前吃掉大量的緩存。需要指出的是,64GiB的文件容量超出了絕大多數用戶所能涉足的應用范圍,消費市場可以接觸到的最大文件估計頂天也就是雙層藍光碟片的鏡像,體積為50GB;至于專業人士,包括好奇寶寶們喜歡用來虐工作站的神圖,NASA的8億像素銀河圖片,容量是24.6GB(而已)。
將測試文件增大到64GiB后,Solidigm P41 Plus的順序讀寫性能略有下降,隨機讀寫性能變化比較明顯。其中,隨機讀降為16.15萬IOPS,隨機寫為10.72萬IOPS。順序寫性能得分沒有明顯下降,說明SLC Cache容量還是比較大,而且經過一些回收,還有余量應付排在寫入測試第一順位的順序寫測試。但隨著SLC Cache進一步被10次順序寫入消耗,對排在后段的隨機寫測試影響就很大。在后面更深入的測試中,我們可以通過CrystalDiskMark的“默認“設置,觀察到讀壓力對垃圾回收的影響,進而影響到順序寫的成績,還可以發現讀寫交替測試的TxBENCH在寫項目上的波動更大。
圖注:CrystalDiskMark NVMe 64GiB數據塊 NVMe設置
系統測試
我們用PCMark 10存儲性能測試來考察SSD在真實應用軟件中的表現。Solidigm P41 Plus在完整系統盤項目得到了3100左右的分數,在PCIe 4.0 SSD中屬于中游水平,足以擊敗PCIe 3.0時代的頂級產品,甚至不懼容量較小的PCIe 4.0 SSD頂流。
PCMark 10的完整系統盤測試涵蓋了Windows 10啟動,Adobe旗下專業軟件(Acrobat、After Effects、Illustrator、Premiere Pro、Lightroom、Photoshop、InDesign),微軟旗下辦公軟件(Excel、PowerPoint),以及游戲(Call of Duty Black Ops 4、OverWatch)的啟動和使用,以及ISO文件、JPEG圖片的拷貝,體現的是SSD在使用新媒體生產力軟件和一般娛樂時的性能表現。由于這個測試涉及的富媒體內容較多,臨時寫入負擔還是比較重的,較大容量、SLC Cache有優勢的SSD更有利。
圖注:PCMark10完整系統盤基準測試
至于PCMark 10的快速系統盤測試,則屬于比較常規的表格和圖片處理,負荷不高,P41 Plus可以獲得3700分以上的成績。
深入探究:SLC Cache容量
要進一步確定Solidigm P41 Plus的性能潛力,我們先搞清楚它的SLC Cache容量大小。我們用HD Tune Pro進行一次全盤寫入。
圖注:HD Tune Pro全盤寫入曲線
從全盤寫入的曲線看,Solidigm P41 Plus 1TB在接近130GB容量的時候發生了斷崖式的掉速,由此可知空盤狀態的SLC Cache容量為130GB左右。隨后的緩外速度就是控制器和NAND Flash的真實速度了,大約為200MB/s。在三分之二容量處出現了一些小波動,隨后速度又略有下降,但并不低于141MB/s。這個緩外速度低于中高檔TLC SSD的水平(高檔TLC SSD緩外速度可以達到1GB/s以上,中檔TLC SSD緩外速度幾百MB/s),高于多數QLC SSD(幾十MB/s量級)的水平,甚至高于部分TLC SSD的水平。
隨著SSD容量向1TB發展,SLC Cache容量也水漲船高,從早期的幾GB,十幾GB,幾十GB,到現在上百GB,甚至全盤模擬(相當于幾百GB)。達到百GB級后,日常應用已經很難超出SLC Cache的容量,畢竟多數電腦SSD的累積寫入量除以工作時間,一般也就是一周100GB的水平。除非大量拷貝文件,否則日常應用很難觸及現在主流SSD的緩外速度。當然,一旦不幸超出緩存,P41 Plus還有200MB/s的性能,尚可接受。至于那些只有幾十MB/s的SSD,就得被客戶吐槽“比機械盤還慢”了。
另外,少數SSD采取了非常激進的緩存回收策略,其表現是緩外部分的寫入出現大量的毛刺,并反復出現幾組爬坡再斷崖跌落的“臺地”。這種策略有利于提升平均寫入速度,但主控和介質的負荷很大,日常的寫入放大可能也會增加。Solidigm P41 Plus的緩外表現整體看比較“佛系”,線條平穩,波動很少。
我們還測試了不同容量占用下的SLC Cache,25%容量時大約50GB,50~75%時有40 GB左右。對于非重度應用,這樣的SLC Cache容量足夠大了,很難觸發明顯的掉速。大家可以留意一下自己SSD的寫入量,普通用戶日均也就是幾十GB水平。
圖注:HD Tune Pro 25%占用寫入曲線
圖注:HDTune Pro 75%占用寫入曲線
向75%容量占用的P41 Plus盤內互拷約140GB文件時,我們可以看到在大約40GB時掉速,然后釋放緩存恢復寫入速度,大約30GB后掉速。后程又出現了幾次小規模的緩存釋放。整個拷貝過程約10分鐘,折合200多MB/s。
90%容量占用時,P41 Plus的SLC Cache容量還有22GB。這個比例近乎于全盤模擬了,屬于要拼命的節奏。在寫測試后段,P41 Plus出現了明顯的緩存釋放操作。
圖注:HD Tune Pro 90%占用寫入曲線
話說回來,10%剩余空間,對很多人而言是不是很緊張的感覺?但對1TB的盤而言,那也還有100GB啊。所以,我一直認為SSD的容量大才是王道,有容量才有狀態。
趨近真實:臟盤測試
比較熟悉SSD的用戶都知道SSD有“滿盤掉速”的問題。其中主要原因有兩個,一是因為SSD經過大量寫入后,空白塊消耗一空,如果沒有及時進行垃圾回收操作,會嚴重影響SSD的讀寫性能;二是隨著剩余空間減小,SSD的SLC Cache容量也會逐步減小,這在大容量甚至全盤模擬SLC Cache的SSD上表現會非常明顯。
我們為Solidigm P41 Plus規劃了4種容量狀態:空盤、25%空間占用、50%空間占用、75%空間占用,并分別搭配Windows 11的默認驅動程序和Solidigm驅動程序,并疊加Solidigm Storage Tool中的主機托管緩存。
CDM使用64GiB數據,以及PCMark10的完整系統盤測試,空盤到50%容量時的測試成績區別不大,75%開始出現明顯差異。
圖注:PCMark10完整系統盤基準測試 不同容量對比
CDM使用1GiB數據,以及PCMark10的快速系統盤測試,空盤到75%容量占用,順序讀寫和隨機讀寫成績差別不大,混合讀寫測試略有差異。發現結果過于理想,我杠精附體,直接把空間填到90%,這才讓PCMark快速系統盤測試的分數降到了3319分。
圖注:PCMark10快速系統盤基準測試 不同容量對比
尤其值得一提的是,我們在P41 Plus的臟盤測試中發現,Solidigm驅動程序對性能的影響非常之巨大。接下來,我們會把驅動程序對性能的影響進一步展開。
性能勁升:Solidigm Synergy
Solidigm為P41 Plus配套了Solidigm Synergy軟件,可以提升性能。Solidigm Synergy其實是由兩部分組成,一是NVMe驅動程序,二是Solidigm Storage Tool軟件。二者需要分別下載。
安裝驅動程序后,Windows自帶的“標準NVM Express控制器”會變為“Solidigm NVMe Storage Controller”。使用Solidigm的驅動程序,對隨機寫入性能影響比較明顯。
對于負荷較小的1GiB文件尺寸,驅動有無的差異主要出現在淺隊列的隨機寫(Q1T1)方面。有驅動之后,性能提升了23%。
圖注:CrystalDiskMark NVMe 1GiB數據塊 NVMe設置 空盤 無驅動
圖注:CrystalDiskMark NVMe 1GiB數據塊 NVMe設置 空盤 Synergy驅動
圖注:CrystalDiskMark NVMe 1GiB數據塊 NVMe設置 空盤 柱狀圖對比
而對于負荷較大的64GiB文件尺寸,驅動對隨機性能的提升更加明顯。譬如大隊列的隨機讀性能提升38%,幾乎接近理論上限。隨機寫性能的提升大概是50%的量級。另外,我們可以發現,在讀和寫測試中,可能是由于官方驅動程序更積極地使用了SLC Cache,這會導致在第三階段的混合讀寫測試中順序性能有所下降,但混合讀寫測試中的隨機性能依舊保持了明顯的優勢。
圖注:CrystalDiskMark NVMe 64GiB數據塊 NVMe設置 空盤 無驅動
圖注:CrystalDiskMark NVMe 64GiB數據塊 NVMe設置 空盤 Synergy驅動
圖注:CrystalDiskMark NVMe 64GiB數據塊 NVMe設置 空盤 柱狀圖對比
對于預先填充了空間的“臟盤”,官方驅動的隨機讀寫性能優勢會進一步增大。在50%和75%空間占用量的情況下,隨機寫性能甚至出現了翻倍的情況。
圖注:CrystalDiskMark NVMe 64GiB數據塊 NVMe設置 隨機讀寫 50%占用 各驅動狀態對比
圖注:CrystalDiskMark NVMe 64GiB數據塊 NVMe設置 隨機讀寫 不同占用 有無驅動對比
圖注:CrystalDiskMark NVMe 64GiB數據塊 NVMe設置 混合讀寫 不同占用 有無驅動對比
安裝驅動程序后,還可以通過Solidigm Storage Tool打開“主機緩存托管功能”。這個功能可以根據進入緩存的數據使用頻率而非先后順序來決定回收策略。這個功能在基于隨機數據的測試中對性能的影響不太明顯,但在程序載入等測試中會比較有利。
在PCMark10的系統盤基準測試中,我們可以看不同驅動程序狀態的分數有所差異,在剩余空間較小的情況下,主機托管緩存的效果開始體現。75%占用下,托管時的PCMark10分數是2513分,禁用托管后是2363分。
圖注:PCMark10完整系統盤基準測試 空盤 不同驅動對比
圖注:PCMark10完整系統盤基準測試 托管緩存
圖注:PCMark10完整系統盤基準測試 未托管緩存
結語
如果您近期有置辦電腦或者升級筆記本電腦SSD的打算,強烈推薦關注一下Solidigm P41 Plus。容量大,性價比高,發熱量低。而且,經過我們惡狠狠地測試,確實沒有特別明顯的短板。包括后半輩子的表現,都還算比較穩定的。這足夠讓很多始亂終棄型SSD汗顏了。
憑借較大的SLC Cache容量,Solidigm P41 Plus在基準測試和系統測試中的表現都還算不錯,勝任主流多媒體創作者、游戲玩家的需求。對于資深玩家津津樂道的“滿盤掉速”問題,得益于較為寬裕的后程SLC Cache規劃,以及神奇的Synergy套件的支持,P41 Plus起碼可以穩定輸出到七成容量占用。對于輕度辦公和影音娛樂的用戶,在P41 Plus剩余容量見紅之前應該很難感知掉速問題。
審核編輯 :李倩
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原文標題:Synergy加持,表現遠超預期——Solidigm P41 Plus深入測試
文章出處:【微信號:SSDFans,微信公眾號:SSDFans】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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