是否必须购买具有独立缓存的SSD作为系统盘?

小夏 数码 更新 2024-02-22

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从知乎到这个问题,感觉很有意思,所以今天就根据自己的理解来分析一下吧。

这个问题应该从两个方面来决定,主要是根据我们自己的需要。

对于家庭用户、办公用户、中轻负载场景较多的游戏用户来说,其实是没有必要的,90%的人使用没有明显差异。

对于在使用场景中经常遇到重载的用户来说,拥有慢盘还是有一些优势的,但更推荐直接使用企业级SSD,甚至使用3D XPoint的傲腾系列。

大多数熟悉SSD的同学都听说过有延误,没有延误概念。

带有独立DRAM缓存颗粒的SSD,我们一般称它为慢盘,随机读写性能较好,多为各厂商的高端或旗舰产品,典型代表有海力士P44 Pro、三星SN850X、三星990Pro等,缺点是高性能带来高发热,同时价格也贵。

另一方面,没有DRAM缓存的解决方案称为非延时磁盘,如西部数据SN580、智智TiPlus7100、雷克沙ARES、光威亿、爱国者P7000Z等。

非慢盘的真实随机读写性能比慢盘略弱,但优点是价格便宜,发热量大大减少,非常适合笔记本、迷你主机等散热空间有限的设备。 在现代SLC缓存机制和主控算法的支持下,在中轻负载下使用未降级磁盘的体验与延迟磁盘非常接近。

虽然这些旗舰的性能更强,但我个人认为它们其实更适合发烧友和生产力用户,不建议普通用户上手。

主要原因是旗舰版磁盘慢,性能强,是大多数普通用户都没用过的; 而且旗舰有一个慢板,其中大部分都严重加热,最重要的是,这些旗舰真的是慢板型的贵,而且有点贵!

一般来说,在足够数量的消费级慢板中,DRAM和NAND粒子的容量比为1000:1。 FTL 就像 SSD 中的书籍目录,将每个块和页面的映射存储在粒子中。 由于DRAM的读写速度远高于NAND粒子的速度,因此当我们想在NAND粒子中读写数据时,可以通过FTL快速找到相应的位置,从而提高SSD的随机读写速度。 它对顺序读取和写入速度影响不大。

不要相信两刀KOL中有人说旗舰盘因为有独立的缓存而无法大容量写入,那主要是SLC缓存缓存的功劳,属于另一个问题。

同时,NAND粒子的物理特性决定了它不能被写入覆盖,一般来说,它的擦除是以块为单位的,而写入是以页为单位的。

页面包含大量的存储单元,这是闪存粒子写入的最小数据单元。 块是页面的父单元,块中有很多页面。

如果我们想用已有数据写入一个页面,我们必须先读出页面所在的块中的数据,暂时保存到一个空白块中,然后清除第一个块后再将所有数据写入其中。

这种读-擦-写过程会导致写入放大问题,进而消耗闪存的写入寿命,还会增加写入延迟并影响写入过程中的写入速度。

在将数据写入一个区块的过程中,如果区块中的页面中已经有数据,那么DRAM可以作为一个中转站,先将页面中的数据传输到DRAM中,然后将整个区块擦除成一个空白区块,并填写需要写入的新数据。最后,将存储在 DRAM 中继中的原始页面数据移动到其他块。

你发现了吗? 在这个过程中,由于DRAM的参与,减少了对NAND粒子的写入量,整个R-E-W过程也加快了,写入延迟也降低了。

同样,当SLC缓存耗尽时,DRAM也可以在垃圾处理中发挥类似的作用,使其在清空SLC缓存和写入新数据的过程中性能更加稳定。

大量国产SSD采用的HBB非慢速方案,会用一小部分电脑内存(40MB以内)来代替外置DRAM缓存的作用,对于普通家庭用户来说,这与慢盘没什么区别。

事实上,在SLC缓存技术的加持下,在中轻度使用场景中,慢盘和非慢盘很难有明显的区别,反正目前国内外品牌的PCIe40 SSD 可以全速运行 7000MB s 以上的顺序读取,SLC 内的 4K 随机读取速度也可以达到 90MBS 左右。

那么如果有朋友问,慢盘和慢盘的随机性能相差有多大呢?

这个东西我真的测试过了,所以让我们以熟悉的QD1 4K随机读写性能为例。

SolidigM P44 Pro、三星 SN850X 和三星 990 Pro 等慢速旗舰磁盘在配备外部 DRAM 时可以达到 65MB 以上。 相比之下,国内的PCIe40 HMB SSD 的速度大多在 30-40MB s 之间,PCIe40 的 SSD 速度较慢,大多在 55MB 秒左右。

如果与ezfio或snia ss-pts等专业测试方法进行比较,还可以发现,在高负载读写的情况下,慢盘的延迟性能比没有慢盘的慢盘更强。

举个简单的例子,你可以使用 3DMark 或 PCMark 10 来测试你的 SSD,空盘下慢盘和无慢盘的分数差异并不明显,但在 SSD 占用率高的情况下,没有慢盘的性能损失会比慢盘的性能损失更明显。

此外,在EZFIO测试中,在使用128K数据随机写入并填满磁盘两次的预处理过程中,990 Pro在慢盘的情况下可以达到300MB s左右的速度,而在没有慢盘的情况下可能只有40MB s左右。

但别担心,同样,游戏用户和中轻负载用户不太可能注意到这种差异,而且这种差异只有在运行分数时才会明显。

一般而言,在购买电脑系统盘时,我们会秉持两个原则:

预算充足,散热好,选用慢板;

预算仅限于低温,没有慢板。

目前,只有3家公认的消费级旗舰,西部数据、三星和SK海力士(Solidigm),它们各自的旗舰产品如下,**真的不便宜:

除了P41没有测试过,其他的都已经评测过了,其实性能还不错。 毕竟都是一流产品,没有一个比一个弱多少。

然而,其中一位个人更喜欢 SN850X 和 SK 海力士的 P41 和 SolidigM P44 Pro。

三星在市场增长后追求利润率有点太敷衍了,在粒子和固件上明显不如PCIe30时代可悲,问题出现后0e门的口碑一落千丈。 直到最新的V8粒子,0E隐患才被彻底解决,但2T版能否买到V8粒子,还是要看概率。 是4T 990 Pro真的很不错,有新颗粒,还是市面上唯一一款单面4T慢板,相当适合追求极限,不想用企业级SSD的朋友。

SolidigM P44 Pro 和 SK 海力士 P41 属于硬件相同、固件略有不同的换肤版本,其中 SolidigM 由于继承了英特尔的技术,在固件强度方面更强。 但很遗憾,听说SolidigM面临大裁员,不管是能被SK海力士留住还是两句话,说不定P44 Pro就没有后续的车型开发了,对保修和后续固件升级有点担心。

整体来看,虽然西部数据SN850X的主控过程比较老,发热也大了一点,但整体感觉还是比较稳定一些的。

不过,为了性价比的考虑,我个人建议直接使用一系列国产非慢速SSD,毕竟确实便宜很多。 在用户体验相似的情况下,钱包更重要。

这里我们推荐预算充足,想要支持国内SSD业务的朋友优先选择TiPlus7100,毕竟它是我们国内NAND厂商长江存储唯一的亲子品牌:

而如果想要追求更高的性价比,那么可以考虑第三方国产SSD,这里推荐了几家具备自行封装NAND粒子能力的厂商推出的品牌。

虽然这些晶圆还是长江储产的,但至少他们自己包装的颗粒是自己使用的,最简单的想法是推断,正常情况下,颗粒的封装检测标准可能比较可控。

最后这里也列举了海康,主要的比较特别,国企和国企的py勾结都明白了,这也让得其颗粒的质量颇有保证,况且连云的主控是人家自己集团控制的产品,固件肯定没有毛病。

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