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把握SSD速度核心 固态硬盘的CPU

2012-2-9 14:31| 发布者: 蝴蝶| 查看: 2070| 评论: 0|来自: 超能网

摘要: 前时介绍过SSD存储数据的NAND闪存,这次来看看掌握SSD速度最关键的一个芯片——主控。现在市场上有许多种类的SSD主控,并不像闪存那样分为两大阵型,而且规格各不相同,同一个SSD厂商下面有可能多种不同主控的产品, ...
前时介绍过SSD存储数据的NAND闪存,这次来看看掌握SSD速度最关键的一个芯片——主控。现在市场上有许多种类的SSD主控,并不像闪存那样分为两大阵型,而且规格各不相同,同一个SSD厂商下面有可能多种不同主控的产品,初接触SSD的玩家可能都要被这些主控搞糊涂了。因此我们收集了市场上一些主流SSD的主控资料,让大家对这些主控有所了解,在选择SSD时能多些认识。

把握SSD速度核心 固态硬盘的CPU

◆ Marvell 88SS9174-BKK2主控

   Marvell的这款88SS9174-BKK2首先出现在镁光的M4系列上面,刚出来的时候最大的读写速度只有415/260 MB/s,推出当时是市场上最快的SSD,后来镁光更是发布了0009固件,让其持续读取速度提升至500MB/s,高队列深度情况下随机读取也有20%以上的提升。

  对比旧的BJP2步进,新的BKK2步进主控针对8K page作了算法优化,对25nm NAND支持更好,目前市场上有多个厂商使用此主控,不同厂商的产品之间存在性能差异,单纯从性能来说最好的是ORICO的HM1系列,最高的读写速度达到了500/440 MB/s,IOPS数则可达到70,000/65,000。

  该主控支持SATA 6Gbps接口,支持Trim、NCQ和垃圾回收功能,Trim与垃圾回收的能力都不错,在系统支持Trim的情况下SSD的性能基本上可以长期保持在出厂状态。

  使用此主控的镁光M4系列曾出现过两个比较出名的Bug,分别是LPM卡顿Bug与5200小时蓝屏Bug,前者是由于电源管理而导致部分系统可能会出现的卡顿问题,这个问题已经在0002固件中得到解决,后者则是SSD在通电5200小时后会开始周期性蓝屏,这个问题则在1月13日发布的0309固件中得到解决。

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  使用此主控的产品主要有:Crucial RealSSD M4系列,浦科特M2P、M2S、M3系列,ORICO HM1系列,海盗船Performance Pro系列 ,Intel 510系列。售价方面大家比较关心的64GB容量大约699元,128GB容量的大概在1200~1400元。

  现在市场上依然可以找到不少旧的Marvell 88SS9174-BJP2主控的产品,这款主控是第一款支持SATA 6Gbps的产品,特性基本上和BKK2步进的一样,不过读写速度要慢不少,最高才355/215 MB/s,最多IOPS为60,000/45,000。

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  用此主控的产品主要是Crucial RealSSD C300系列和威刚S501v2系列 ,现在还能在网上找到不少,但是没什么特殊情况都没必要去购买,毕竟新的产品性能要比它们强不少。

◆ SandForce SF-2281主控

  现在SSD市场上阵容最强的就是SandForce主控产品了,由于SandForce公司可以向客户提供一张套完整的主控、固件以及PCB设计方案,因为使用的门槛比较低,主控性能也非常强,用它的方案做产品的厂商自然也比较多。

  在消费级市场上见得最多的就是这个SandForce SF-2281主控了,主控支持SATA 6Gbps接口,SandForce的主控都支持特有的DuraWrite压缩算法因此其最多读写速度都相当之高,最大读写都能达到550/500 MB/s,读取IOPS能达到60,000,突发写入也能达到60,000 IOPS而连续写入则为20,000 IOPS。

  DuraWrite技术可以把数据压缩后再写入NAND中,这样一来可以增加NAND的寿命,二来可以大幅度的增加SSD的读写速度,此外主控支持NCQ、Trim和垃圾回收功能。

  SandForce主控并不回去做主动的垃圾回收,平时通过主控的固件程序算法,SSD会自动为每一个经过擦除处理的“空白”块作一个标记。当SSD整盘的垃圾达到一定数量,需要进行GC垃圾回收的时候。主控芯片会自动寻找到标记等级较低的块进行垃圾回收。这样做可以减少NAND的损耗而且还能降低主控的占用率,让主控腾出大量空余时间来进行压缩数据。不过这样的算法会导致SSD在使用一定时间后性能下降,特别是在连续写入速度上下降10%~20%左右。

  早些时间用SandForce SF-2281主控的厂商都闹过蓝屏事件,原因是电源状态逻辑中的bug导致设备热插拔时从Windows系统中断开,SandForce已经通过更新固件的方法解决了此问题。

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  由于产品的固件基本上都是由SandForce直接提供的,因此同类的产品性能都非常接近,不过固件会根据所配搭的闪存类型差异而又所不同,因此可以产出许多不同档次的产品,不过像Intel新发布的520系列肯定是自己定制的固件。

  搭配ToggleDDR闪存是性能最佳的方案,主要产品有:OCZ Vertex 3 Max IOPS系列,博帝Wildfire系列 ,120GB产品售价大约为1400~1800元。

  搭配ONFI同步闪存在IOPS上略低一点,主要产品有:OCZ Vertex 3系列,金士顿HyperX系列,博帝Pyro SE系列,威刚S511系列,海盗船Force GT系列,MemoRight FTM Plus系列,影驰Laser EX/GT系列,Intel 520系列SSD也是用这种方案。60GB产品售价大约为600~800,120GB产品大约在1300~1600元左右。

  搭配ONFI异步闪存的方案无论读写速度都对数据的压缩率依赖比较大,全部不可压缩情况下连续读写性能只有同步方案的一半,由于闪存性能的关系IOPS也会低一些,主要产品有:OCZ Agility 3系列,金士顿SSDNow V+200系列,博帝 Pyro系列,威刚S510系列,海盗船Force 3系列,影驰Laser AT系列,60GB产品售价大约为550~700,120GB产品大约在1000~1500元左右。

  性能最低的是ONFI异步闪存+限制IOPS固件的方案,最大IOPS数被固件限制了随机性能有一定的下降,主要产品有:OCZ Solid 3系列 ,60GB版本售价大约为550元,120GB版本售价大约为1000元。

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  此外市场上还有些使用上一代SF-1000系列主控的SSD在卖,此主控仅支持SATA 3Gbps接口,虽然在同类产品中性能性能也非常优秀,不过毕竟是上一代的产品,而且价格也没有低多少,因此没什么购买的价值。

◆ 三星S4LJ204X01主控

  三星的新一代主控采用三核Cortex A9系列ARM处理器,代号为S4LJ204X01,目前消费级市场上的主控都是双核心芯片,多一个核心就可以让主控有更多的资源去执行多个指令,比如数据的读写、垃圾回收和TRIM指令等繁琐的工作,上代470系列的S3C29MAX01只有两个ARM内核,因此理论上新主控会比旧主控性能高至少50%。

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三星830系列SSD主控S4LJ204X01

  三星S4LJ204X01支持SATA 6Gbps接口,支持Trim、NCQ和垃圾回收功能,最多读写速度为520/400 MB/s,最大读写IOPS有80,000/36,000,从数据上写入IOPS可能显得有点弱,但是在我们的测试中在QD2~4时就可以达到峰值,因此在日常应用中基本感觉不出来。

  三星现在的主控都是只用在自家的产品上,因此用此主控的只有三星830系列SSD,此系列产品的连续读写能力高,随机写入也不错,随机读取能力一般,Trim效率不错 性能稳定,此外附送的Magician软件做得比Intel Toolbox还好,是一款不错的SSD管理软件。

  三星830系列SSD有64GB、128GB、256GB和512GB,64GB的售价约为800元,而128GB的售价则为1300,售价比其他同性能产品来说有贵了些。

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三星470系列SSD主控S3C29MAX01

  三星上一代的产品470系列在830上市后依然在卖,这款产品用的是SATA 3Gbps接口,因此与现在采用SATA 6Gbps接口的产品性能是有点差距,在同类SATA 3Gbps产品中连续读写速度还是不错的,随机读写速度就一般。

◆ Intel PC29AS21BA0主控

  Intel自家的主控PC29AS21BA0,其实它算是一款比较老的产品了,从X25-M那代开始Intel就开始使用这个主控 ,它推出的时候是当时性能最好的主控,但是现在来看的话已经是廉颇老矣。

  PC29AS21BA0支持SATA 3Gbps接口,支持NCQ、Trim与垃圾回收。最大读写速度分别为270/220 MB/s,最大读写IOPS分别为39,500/23,000,这种性能从现在的角度来看的确是不太给力。

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  现在用此主控的SSD主要有Intel 320/310/311系列,其中310和311用的是m-SATA接口这里就不作讨论了,而320系列有40/80/120/160/300/600GB 六种不同容量,40GB的售价大约为500元,而80GB的售价则大约为800元,120GB的售价在1100元左右,而160GB的售价则在1700元左右。

  此外Intel全部的SSD都会配有Intel SSD Tool box,熟悉的人都很清楚这是一个非常强大的SSD管理软件,可以对系统进行优化,手动对SSD进行清理,而且可以很方便的更新固件。

  Intel的SSD之前我一直对它的稳定性充满信心的,Intel 320系列出来的时候虽然性能不怎么样但是依然觉得它有稳定性的优势,但是后来却闹出个“8M门”出来这让320系列在我心中的地位大打折扣, 所谓的“8M门”就是320系列的SSD有可以能在突然掉电后容量突然变为8MB,虽然可以修复但是数据会完全丢失,虽然Intel推出了新固件大大的降低了“8M门”出现的概率,但是依然是有可能发生的。

◆ Indilinx Everest主控

  Indilinx Barefoot在2009年曾经是中高端SSD爱用的主控,比较有代表性的是就是芝奇的Falcon II系列和OCZ的Vertex系列,但是后来Marvell和SandForce的主控推出后Indilinx就没有什么动作了,2011年3月公司被OCZ收购。

  OCZ收购Indilinx后,在去年11月推出了使用Indilinx Everest主控的Octane系列SSD,目前该系列产品在国内并不多见,不过淘宝上还是能找到其身影。

  Indilinx Everest主控支持SATA 6Gbps接口,支持NCQ、Trim与垃圾回收,关于其性能暂时只有OCZ Octane的数据:最多连续读写速度为480/330 MB/s,最大读写IOPS为35,000/25,000,连续读写是可以与其他几款SATA 6Gbps主控相媲美的,而随机性能方面就有点差距,从外国的评测上来看随机读取还可以,随机写入比较低,特别是在高队列深度情况下与其他主控差距较大。

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  Indilinx Everest主控推出还没有多久,现在已经确定用此主控的SSD只有OCZ Octane/Petrol系列 ,它们之间的差别就是Octane用的是同步闪存而Petrol用的是异步闪存,性能上Octane会好一些,价格也贵一些。 至于随后还有没有其他产品推出现在还是个未知数,所以也不能确定这款主控究竟还有没有隐藏的实力没有发挥出来,之前OCZ就发了一个固件让Octane的写入IOPS大幅度提升,不知道以后还有没有提升的空间,现在要对它下个定论还为之过早。

  OCZ Octane此系列产品在国内还比较少见,在网上128GB的售价大概为1300元左右,而Petrol系列暂时还没有正式开买。

◆ 东芝 & JMicron系列主控

  用东芝与JMicron的主控的SSD大量存在于低端市场上,这类产品性能其实并不怎么样,但是价格便宜因此也收到不少消费者亲睐。
东芝 TC58NCF618G3T主控

  这款主控其实是由JMicron JMF612改版而来,增加了对东芝闪存的支持,此主控支持SATA 3Gbps接口,支持Trim,并不支持NCQ,因此高队列深度的随机读写并不是很好,性能方面以金士顿SSDNow V100为例,最大读写速度为260/200 MB/s,最大读写IOPS为3,000/6,000,可见其随机能力低得可怜。

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  现在用此主控最出名的就是金士顿SSDNow V100系列,32GB的售价在350~400元左右,十分便宜,想省钱又想尝试SSD的感受的人可以买来做系统盘,不过个人还是推荐加钱买SATA 6Gbps的SSD,此外64GB用550元左右就能拿下,128GB的则要900元。

东芝 T6UG1XBG主控

  东芝自家的第二代主控,在SATA 3Gbps接口的主控中性能还过得去,随机能力比TC58NCF618G3T好些,支持Trim但是不支持NCQ。最大读写速度为230/200 MB/s,最大读写IOPS为8,700/7,800(以上为金士顿SSDNow V+100的数据)。

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  目前市场上用此主控的产品主要有金士顿的SSDNow V+100系列,SSDNow V+180系列,苹果最新Macbook Air上的SSD也是用这款主控。SSDNow V+100有64/96/128/256/512GB五个容量,其中64GB容量的售价大约为500元,96GB容量的大约要900元,128GB的大约要1100元,价格是有点优势,但是性能与其他主流的SATA 6Gbps产品差很多。

JMicron JMF66X

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  这是JMicron在Computex 2011上展示的首款支持SATA 6Gbps接口主控,八通道,持续读写速度分别可达500/400 MB/s,支持NCQ,Trim,支持ECC错误校验、AES-256硬件加密、ONFI/Toggle闪存芯片,目前确定使用此主控的只有金士顿SSDNow V200系列,关于此SSD的测试信息并不多以下是SSDNow V200系列的官方数据:

    持续读取:64GB — 260MB/s, 128GB — 300 MB/s, 256GB — 300MB/s

    持续写入:64GB —100MB/s, 128GB — 190MB/s, 256GB — 230MB/s

    4KB随机读/写:64GB—32000 IOPS/1400 IOPS,128GB—36000 IOPS/2500 IOPS,256GB—32000IOPS/4000IOPS

  从IOPS可以看出随机读写能力比较低,特别是随机写入最高也只有4000IOPS,这也是JMicron主控一直的缺点,至于连续读取能力在SATA 6Gbps的SSD里面也不算好 ,估计也和V100系列一样。
 

◆ 全文小结

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  在前面介绍的这些SSD主控中,综合能力相对突出的要数Marvell 88SS9174-BKK2与SandForce SF-2281了,三星S4LJ204X01主控性能也很好,但是总的来说要比前两个要逊色一些,不过在稳定性上面是三者中最好的,推出到现在都没爆出过什么大问题,而且附送的Magician这款管理软件十分强大,比Intel Toolbox还好用。

  至于SandForce主控和Marvell主控那个强一点估计是大家所关心的,SandForce主控的压缩算法让其最大读写比Marvell好很多,但是实际应用时数据压缩率是不会这么高的,再加上SandForce主控的算法让其用旧后速度下降,而Marvell的主控对Trim于垃圾回收良好的支持可以保证SSD长期使用不降速,因此性能上Marvell会好一些。

  但是论到对NAND寿命的保护,SandForce主控肯定是做得最好的,压缩算法可以让实际写入NAND的数据会少很多,而且不进行主动的垃圾回收也是为延长NAND的寿命,再加上SandForce主控的产品都会留有很大超规空间,因此它对NAND寿命的保护是做得最好的。

  目前市场上采用Marvell 88SS9174-BKK2、SandForce SF-2281和三星S4LJ204X01主控的SSD不乏精品,只是使用SandForce SF-2281主控的SSD品牌众多,难免龙蛇混杂,初入门的用户可要挑选自己信得过的品牌。

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