入门级SSD 浦科特M3 64GB固态硬盘评测

过去一年里越来越多的消费者认识了固态硬盘这个产品,特别是使用过的用户更是对其情有独钟,并畅想这样一个观点“没有配备固态硬盘的电脑不叫电脑”,这显然得益于固态硬盘相比机械硬盘大幅度缩短的响应时间为应用体验所带来的极大的攀升,无论是游戏玩家还是普通用户均可从中受益。目前128GB容量的固态硬盘受到中高端用户的青睐,然而更多入门级尝鲜以及预算不高的用户依然会将目光瞄向600多元价位的64GB的固态硬盘。

当前64GB固态硬盘市场也是遍地开花,尤其是基于SandForce和Marvell主控的固态硬盘产品更是大红大紫,其中美光M4更是打下最火的选择,不过对于另外一家同样来自Marvell阵营,同时也有自己固件研发团队的浦科特,在去年发布M2P固态硬盘之后受到了极大的市场关注,而最新采用24纳米闪存芯片的M3系列更是将产品线布局到从64GB到512GB四款产品。

浦科特固态硬盘向来以稳定性见长,其平均故障率仅0.5%。此前我们已经向大家介绍过了512GB的浦科特M3的表现,然而512GB动辄五千多元的售价不是普通消费者能承受得起的,那么64GB容量的浦科特M3性能能够让我们满意吗?答案是肯定的。

来自24nm的力量 浦科特M3固态盘评测

基于Marvell主控芯片所采用的是Uncompressed bitmap formats(资料不压缩格式),因此无论使用何种数据模型都可以获得同样的性能表现,这点与SandForce引以为傲的DuraWrite区别开来,不过两者各有优劣。而基于SandForce主控的固态硬盘在使用一段时间之后会限制写入性能,较早的固态硬盘更是会因为垃圾回收运作的影响损失读写性能,这些对当前Marvell 88SS9174主控来说都不会发生,而浦科特借助固件层面的进一步优化,保持长时间使用性能不会变慢,这些特征也被综合命名为“TrueSpeed实境效能”。

来自24nm的力量 浦科特M3固态盘评测

浦科特也是自M3系列固态硬盘产品开始提供3年免费保固+2年有限服务的售后政策,高于当前其他消费级固态硬盘厂商所提供的3年质保服务。更长的质保时间代表了厂商对自家产品品质的信心,也可在一定程度上可以意味着更低的年返修率(AFR)。总的来说,浦科特所提供的3+2年长期保固服务是产品高可靠性的象征,但这并不代表不会出现故障。

64GB的浦科特M3固态硬盘在产品包装方面比512GB的收敛了一些,没有附带Acronis True Image OEM软件光盘,但依然包含3.5英寸支架,这点可是当前大家可以买到的美光M4所不具备的。而蓝黑的色调俨然已经成为浦科特固态硬盘的象征。

浦科特M3系列固态硬盘最重要的就是采用了东芝24纳米Toggle DDR Mode 2.0标准的NAND闪存芯片,实现随机读取性能30%的增幅,随机写入性能120%的增幅。按照如果相应闪存以8bit的位宽来计算,那么可以实现400MB/s的传输带宽。

产品正面,依然保持铝制外壳和圆角边

产品背面,引诱各种认证信息,固件版本1.00,产自2012年1月,产地台湾

PCB正面仅有一颗Marvell 88SS9174-BLD2主控芯片

注意这个主控芯片的编号,BLD2其实是和我们常见的BKK2基本上是一样的,专供OEM产品使用(如美光C400),当然这也看批次,目前有部分美光M4采用的也是BLD2的芯片,效能上两者是相当的。

即便是64GB的小容量也仍然配备了足够的固体硅胶导热垫,在高速传输下保证散热效能。而PCB背面共4颗闪存芯片组成64GB的容量,同时还配置了一颗容量为128MB的南亚缓存芯片组,注意到PCB右侧印刷有M3S的字样,这是产品的内部研发代号。

东芝24纳米Toggle DDR Mode 2.0 MLC NAND闪存芯片,编号为TH58TEG7D2HBA4C,单颗容量为16GB。

连续读写性能测试

连续读写能力是衡量硬盘在进行较长文件长度顺序读写操作时所体现的性能,对于固态硬盘来说,更高的NAND接口带宽、更强的主控以及更多的通道都有助于提升连续读写性能。对于MLC闪存来说,其寿命和写入速度都落后于SLC闪存,因此更大的容量对提升写入速度有明显帮助。

测试项目:连续读写测试渗透在各个软件测试中,我们可以关注如下数据:CrystalDiskMark软件下的1MB连续读写测试、AS SSD Benchmark难压缩数据读写测试、基于IOMeter软件的128KB连续读写性能测试。其中,128KB文件长度是最具参考性的,它更贴近于我们的真实使用环境。当然我们也会使用ATTO Disk Benchmark软件测试面对不同长度文件下的连续读写性能表现。

随机读写性能测试

随机读写性能是衡量固态硬盘表现最重要的指标,在官方宣传时一般以IOPS的数值来体现,即每秒进行的IO操作次数,可认为是吞吐量指标。

对于队列深度(QD)来说,它反映固态硬盘在多线程并发环境下的性能表现,在开启AHCI模式下启动NCQ功能,就可以获得高队列深度下的性能提升了,目前主流的固态硬盘都能够很好地提供对AHCI的支持,但是不要过度迷信高QD下的性能,日常我们系统应用几乎也就用到QD3的水平。

测试项目:该测试同样渗透在各个软件中,其中IOMeter的测试数据最为准确可靠,而大家更多只关注单线程模式(QD1)下的性能表现即可。

系统基准性能模拟测试

PCMark是Futuremark最新推出的一款整机性能测试软件,它采用脚本测试的方式模拟实际使用情况,在PCMark 7中的存储部分针对SSD的应用做了一些多任务测试。但是不会需要很高的队列深度,对固态硬盘不会造成太大的负载,主要基于随机读写操作,能够更加准确地表现我们系统实际应用时的效能。

测试项目:运行PCMark Vantage和PCMark 7的硬盘测试项目,记录总分并进行对比。

固态硬盘可用空间对性能的影响

很多固态硬盘在使用一段时间之后都会出现性能下降的问题,很多人认为这是固态硬盘的固有缺陷,实际上却是正常现象。就像机械硬盘在充斥着大量碎片后也会出现使用体验下降是一个道理。固态硬盘在使用一段时间之后垃圾回收等机制都开始运作。

测试项目:使用Iometer填充整盘分区,在使用空间至80%、90%、第一次99%、删除数据重新填充再次至99%以及快速格式化后分别使用CrystalDiskMark进行性能测试,在99%的环境下使用PCMark7进行测试,观察硬盘的性能变化情况。

GC态模拟与垃圾回收效率测试

在整个固态硬盘的使用周期内,99%的时间都在做垃圾回收操作。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GC态阶段。

进入GC态之后,将可能会影响读写性能,其性能变化主要依赖于Trim的执行频率和垃圾回收算法所影响。而对于SandForce主控来说,进入GC态后固态硬盘的写入性能将会被限制,对于Marvell主控来说,性能下降不会很明显,但依然依赖于固件算法的优化。

测试项目:笔者使用Iometer软件在没有分区的固态硬盘上进行2次每次10分钟的QD32下的4KB随机写入测试,共20分钟模拟固态硬盘进入 GC态(要进入稳定态需要进行几个甚至十几个小时的测试)。然后使用HDTune软件检测写入性能的变化,测试垃圾回收的执行效果。最后进行全盘格式化即执行TRIM指令,测试TRIM的执行效果。

测试平台

本次笔者的测试平台基于英特尔Sandy Bridge平台,配备2 x 4GB DDR3 1600MHz CL9内存,测试软件环境基于Windows 7 x64系统,并使用最新版本的测试软件。测试过程关闭一切降频节能选项,同时开启AHCI模式。

空盘状态下的固态硬盘性能是桌面级固态硬盘性能的一个衡量标准,目前有很多软件都可以简单地测试这些固态硬盘的性能,而企业级固态硬盘更多要看稳定态下的性能表现,无法与桌面级固态硬盘做直接比对。

CrystalDiskMark软件测试

CrystalDiskMark是一款来自日本开发者开发的硬盘测试工具,简单易用,可以测试1MB和512KB文件大小的连续读写速度、4KB随机读写速度和32位队列深度下的4KB随机读写速度。CrystalDiskMark软件测试涉及LBA寻址空间不超过4GB,采用随机数据模型,默认为 1GB文件测试五次取最佳值。

基于CrystalDiskMark软件的测试结果,读取速度接近500MB/s,写入速度则达到了190MB/s,远超过标称数值,这对一款64GB容量的固态硬盘来说非常难得,而4KB随机读写分别为34.84MB/s和96.54MB/s,也同样高于上一代产品。

AS SSD Benchmark软件测试

AS SSD Benchmark是一款来自德国的SSD专用测试软件,可以测试连续读写、4KB随机读写和响应时间的表现,并给出一个综合评分。同时该软件还自带一个 Compression Benchmark项目,它可以给出一个曲线,描述随着数据模型中可压缩数据占有率(压缩比)的增高,性能的变换情况。

AS SSD Benchmark的测试结果比CrystalDiskMark略低,整体来说仍比较类似,总分达到了691分,在64GB容量的固态硬盘当中属上乘。

来自Compression-Benchmark的测试项目,可以看到随着压缩率的变换,64GB的浦科特M3在读写性能方面并无变化,这是其采用的Uncompressed bitmap formats(资料不压缩格式)的体现。

ATTO Disk Benchmark软件测试

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,可以很好地说明文件大小长度不同对速度的影响。

在ATTO Disk Benchmark的测试中,64GB的浦科特M3固态硬盘最终性能锁定在518MB/s和187MB/s的读写速度,同样远超标称的400MB/s和 100MB/s的标称值,当然我们的测试是基于1MB乃至更长的文件长度观察而来的,而128KB的文件长度才是测试的标准,下面我们来看IOMeter 的测试情况。

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日的英特尔开发者论坛(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。

这里笔者在8GB分区下进行测试,对于IOMeter的设置环境如下,其他项目保持默认状态:

Write IO Data Pattern(测试生成的数据模型):Pseudo Random

Transfer Request Size(测试请求的文件大小):128KB

Percent Read/Write Distribution(测试请求的读/写比例):100%读/100%写

Percent Random/Sequential Distribution(测试请求的随机/连续比例):100%连续

Align I/O on(对齐I/O到指定大小):设置为4KB对齐

Ramp up Time(自举时间):设置为30秒钟

Run Time(测试时间):设置为2分钟

128KB连续读取性能测试——367.96MB/s

128KB连续写入性能测试——190.79MB/s

64GB的浦科特M3固态硬盘的128KB连续读取性能表现中规中矩,目前大部分主流固态硬盘均在350~400MB/s之间,三星830可以突破500MB/s。

让笔者最为满意的是其128KB连续写入性能,因为目前主流64GB固态硬盘几乎还没有能够做到190MB/s的,三星830为160MB/s,美光M4仅为100MB/s,而SandForce主控的固态硬盘几乎都在100MB/s之下,只有在使用可压缩的数据样本下才能够达到更高的数值。所以综合来看,浦科特M3 64GB的表现还是相当能够令人满意的。

这里笔者依然在8GB分区下进行测试,对于IOMeter的设置环境如下,其他项目保持默认状态:

Write IO Data Pattern(测试生成的数据模型):Pseudo Random

Transfer Request Size(测试请求的文件大小):4KB

Percent Read/Write Distribution(测试请求的读/写比例):100%读/100%写

Percent Random/Sequential Distribution(测试请求的随机/连续比例):100%随机

Align I/O on(对齐I/O到指定大小):设置为4KB对齐

Ramp up Time(自举时间):设置为30秒钟

Run Time(测试时间):设置为2分钟

QD1下的4KB随机读取性能——34.50MB/s

QD32下的4KB随机读取性能——223.35MB/s

QD1下的4KB随机写入性能——94.95MB/s

QD32下的4KB随机写入性能——187.76MB/s

单线程下的64GB浦科特M3固态硬盘的成绩不错,34.5MB/s的成绩已经属于高端水准,很多大容量的固态硬盘QD1下的4KB随机读取性能都不足30MB/s,而这对提升系统应用体验来说至关重要。至于QD32下的4KB随机写入性能几乎和连续写入性能相当被限制在了190MB/s之内,可以理解为主控的限制或者闪存芯片本身的限制。但是仅凭借190MB/s这个数字就可以在同容量他类产品中鹤立鸡群了。

对于队列深度(QD)来说,它反映固态硬盘在多线程并发环境下的性能表现,在开启AHCI模式下启动NCQ功能,就可以获得高队列深度下的性能提升了,目前主流的固态硬盘都能够很好地提供对AHCI的支持,但是不要过度迷信高QD下的性能,日常我们系统应用几乎也就用到QD3的水平。

本测试笔者使用IOMeter软件,在8GB分区和使用Pseudo Radom数据模型下进行从QD1到QD32不同队列深度的IOPS性能测试,并记录数据汇集成折线图。

# of Outstanding I/O(同时发送的IO请求即队列深度):1/2/4/8/16/32

和CrystalDiskMark的测试结果比较类似,随机读取性能方面的走势非常完美,QD32下达到了223.35MB/s,即57K IOPS,远超标称的33K IOPS,达到512GB容量标称的56K的IOPS效能,而在QD1达到34.5MB/s,即8.8K,超过同类产品。

而在随机写入方面在前面的测试中已经体现得很好了,在QD4下即达到187MB/s,即48K,也同样远超标称的18K。笔者不知道浦科特这次在M3系列产品的标称数值方面是如何权衡的,也许标称数值是针对OEM产品定位的,而零售版本则通过固件进一步释放了更多的性能。

PCMark是Futuremark最新推出的一款整机性能测试软件,它采用脚本测试的方式模拟实际使用情况,在PCMark 7中的存储部分针对SSD的应用做了一些多任务测试。但是不会需要很高的队列深度,对固态硬盘不会造成太大的负载,主要基于随机读写操作,能够更加准确地表现我们系统实际应用时的效能。

PCMark存储项目测试的整个过程将花费大约20分钟的时间,一般包括Windows Defender、游戏、Windows图片加载、Windows启动、MovieMaker视频编辑、Windows媒体中心,WMP音乐加载等项目。

PCMark Vantage更加适合用来测试机械硬盘,目前我们认为PCMark 7的测试结果更加值得参考。不过64GB的固态硬盘也达到了超过80000的得分,也只有美光M4和浦科特M3系列可以做到,SandForce主控的固态硬盘通常无法达到这样的分数。

PCMark7的得分达到5280分,也是居于目前高端固态硬盘的行列。相对于大容量的产品,小容量固态硬盘主要的性能损失来自于连续写入性能,而在随机读写方面并未有太大差异,尤其是低队列深度状态下,而这更贴近于我们的真实使用环境,也贴近于PCMark的测试环境,除非是进行大容量文件的拷贝操作,否则使用体验不会有什么差异。

基于Marvell 88SS9174主控的浦科特M3主打TrueSpeed实境效能,和M2P一样,旨在固态硬盘处于Dirty State状态下依然能够保证和空盘状态下一样的性能。随着固态硬盘剩余空间不断变少,继续进行写入操作就必须强制地进行被动的垃圾回收,或者主控芯片考虑到寿命问题对速度进行严重的限制,比如SandForce。那么浦科特M3的表现如何呢?

首先是在空盘状态下这款产品的性能得分

依次经历了80%、90%以及两次达到99%数据填充的过程,但我们发现在80%和90%时都没有对性能产生什么影响,直到99%时随机写入性能才出现了降低,这个情况很好解释,固态硬盘主控找不到足够的空间用来进行多线程并发操作,而单线程下的随机写入本身也会受到一些尚未被清理掉碎片的影响,临时执行擦除操作,性能自然降低了一些。不过这种只有在99%使用情况下才会出现的情况,一般桌面应用时不会遇到的吧。

在接近满盘容量使用下运行PCMark7,当然预留了4GB保证软件可以正常运行。最终得分5274,与空盘下的5280的得分相差无几,差距几乎可以忽略不计。

格式化之后性能基本上完全恢复

应该说这种模拟性的测试更接近于我们真实的桌面级应用环境,因此强度不高,整体的性能损失可以忽略不计,这在PCMark7中的测试结果体现得非常明显。64GB小容量所带来的高性价比,同时结合浦科特TrueSpeed特性的包装,接近190MB/s远超美光M4 64GB的写入速度,笔者相信这款产品已经可以喻为当前最值得选择的入门级固态硬盘了。

关于GC态测试的目的和方法前面已经说明,我们现在空盘状态下运行一次HDTune软件,观察此时的写入情况。这项测试以接近企业级固态硬盘测试标准进行,只具有参考意义。

空盘状态下的写入速度为181.1MB/s

笔者在没有分区的浦科特M3硬盘上开始运行Iometer软件,使用Pseudo Random数据模型,QD32队列深度跑4KB随机写入测试,2段测试共20分钟。

运行开始,写入速度在190.21MB/s左右,IOPS则达到46K

20分钟运行完成之后性能只剩43.15MB/s,IOPS也仅为10.5K,延迟也大大增加

在20分钟的随机写测试完成后立即运行HDTune软件成绩为26.8MB/s(14.8%)

闲置5分钟后进行测试恢复到50.2MB/s(27.7%)

再闲置15分钟后恢复到76.4MB/s(42.2%)

全盘格式化之后(执行Trim)立即运行测试达到178.6MB/s(98.6%)

应该是受限于64GB的小容量,垃圾回收的速度并不快,因为这种闲置垃圾回收操作会产生额外的写入放大,对闪存造成额外的损耗,因此在没有大容量保证的前提下,牺牲硬盘的垃圾回收速度也是非常明智的选择。当然这是针对于连绵不断地进行高负载的随机写入操作而言的,在日常我们的桌面应用环境中几乎不会遇到这类情况,从这点来看浦科特对这款64GB的M3定位还是相当准确的。

从本次测试笔者可以得出的最显著的结论就是——浦科特M3 64GB是一款超高性价比的入门级固态硬盘,4KB随机读写性能出色,连续写入速度达到190MB/s远超同类产品,同时延续了TrueSpeed特性在 99%的桌面应用环境中都不会变慢,而其垃圾回收效果并未过分追求效率,权衡容量和寿命做出的最佳选择。

固态硬盘性能的提升来源于闪存标准的不断演进,从Toggle DDR Mode 1.0到Toggle DDR Mode 2.0,再配以不断改进的固件和ECC校验算法,即便是在容量不变,制程不断升级的前提下也依然能够实现大幅度的效能提升,同时保持着相当可观的P/E次数。

此外我们发现对这款产品实际的测试数据都远远超出标称数值,可能标称数值是产品在研发初始的预期和设定,对面向零售市场推出的产品在一定程度上进一步挖掘或者解除限制也是正常的做法。

不过摆在浦科特面前的问题依然比较严峻,虽然一炮而红的M2P大大提高了浦科特在固态硬盘市场中的知名度,但是在卖场中销售浦科特固态硬盘的经销商依然不是很高,期待在零售渠道方面能够进一步加强力度。毕竟对于64GB这样的小容量固态硬盘来说,以量取胜才是关键。