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    全文导读:

      SSD横评是最具消费指导意义的评测文章,也是各类热门SSD固态硬盘的决斗疆场。SSD评测在行业内已经有不少网站做过,超能网也从今年开始专注SSD固态硬盘重点产品的评测。随着40nm和25nm新制程的NAND颗粒的 量产,SSD固态硬盘在今年迎来了价格大幅度下降,特别是国内120GB和128GB的SSD固态硬盘价格已经达到非常合理的区间,因此需要阅读SSD评测特别是SSD横评来指导消费的用户,也在呈现爆发式增长。

      在这篇超能网重磅推荐的14款SSD评测文章里,你将会了解到SSD的性能参数、使用技巧、性能对比等众多知识,相信阅读完这篇横评之后,你已经可以轻松 理解什么是SLCMLC,什么是Trim指令,如何设置4K对齐,当然最重要的是通过这篇SSD横评寻觅你最爱的那款固态硬盘,并且在日后成为熟练驾驭 SSD的高手。当然,如果还是有不太懂或需要探讨的地方,请找我们的小超哥(微信:18680462854)真人一对一交流,我们必定知无不言,言无不尽!


    一、前言


      2011年的两场自然灾害重创了PC产业界,受害最深的则是硬盘产业。

      第一场灾害来自3月份的日本大地震,在硬盘生产中有着重要地位的日本电子公司如负责提供盘片和磁头的昭和电工、提供硬盘基片的神户制钢受地震所累纷纷减产。

      第二场灾难来自泰国的洪水,泰国是全球第二大硬盘生产基地,而受灾地区恰好是西数和日立硬盘的工厂所在地。如果说日本地震影响的只是硬盘零部件厂商的产能,那么这次洪水几乎就是直接摧毁了HDD硬盘厂商的生产能力,受灾最严重的西数产能减少近60%。

      几乎一夜之间,硬盘售价全线上涨,100%的涨幅都是小菜一碟,原本只要三四百元的1TB硬盘至少需要七八百了,而且是有钱也不一定买得到,HDD业界借着洪水的影响竟然迎来了一次“美好时光”。

      如此高额的涨价打消了许多消费者的购买欲望,但是“上帝关闭了一扇门,同时也打开了一扇窗”,HDD的失意让更多的消费者开始注意SSD固态硬盘

      什么?你竟然推荐价格更贵的SSD固态硬盘!

      SSD确实比HDD还贵,去年底今年初的主流价还是60/64GB约为700-900,120/128GB大约是1200-1600元,依然要大大高于HDD硬盘,容量上更没有优势了。

      不过,我们应该庆幸搞SSD和HDD的不是同一批厂商,HDD疯狂涨价之时,SSD与HDD市场简直是“冰火两重天”,只不过,HDD带给消费者的是“怒火”,SSD的“冰点”价格已经溃败,甚至已经低于成本。

      SSD固态硬盘不是新生事物了,许多玩家早就入手了SSD做系统盘了,对SSD带来的性能提升也有切身体会。今天我们还将继续这一趋势,大声喊出我们的口号:

    HDD寻春苦未至

    SSD花开正当时

     




    二、SSD市场分析



    2.1 降价之风愈演愈烈,SSD真正走入千家万户

      我们清楚地记得HDD涨价是在洪水之后,但是没有谁知道SSD到底是哪一天开始降价的,随着制程升级和技术进步,SSD的价格其实一直在稳步下降,只不过这一段时间降的太猛烈了,直接突破了消费者的心理防线。

      市场调研公司Gartner去年11月发布的报告预测,SSD的每GB售价将在2012年年中跌破1美元,虽然同期HDD硬盘每GB只要0.054美元,但是这仍是极具象征意义的指标,与四年前每GB高达40美元的售价相比,同期SSD的降价速度更快,而HDD近十年来的每GB售价几乎没有明显变化,很难再有较大突破。

      反映到市场,SSD的降价速度实际上要高于专家们的分析,图中每GB 1美元的售价意味着128GB型号只要128美元就够了,看一下亚马逊上128GB SSD硬盘的最新报价。


    亚马逊上128GB SSD售价(日期:5月19日)

      比较热销的型号美光M4 128GB早就低于128美元了,平均在107-124美元,某段时间促销时甚至见过99美元的标价(可惜我没抢到)。其他厂商如浦科特、Intel平均售价要比美光M4要高一点,而256GB型号最便宜的也有208美元,普遍在260-270美元左右。


    国内淘宝上128GB SSD也杀到800元以内了(日期:5月19日)

      国内的情况也大抵相似,淘宝上128GB M4已经杀进800元以内,三星和威刚的128GB也在800元左右,而在年初美光M4 128GB差不多要1300元,三星P830更要1400元左右,价格降了至少40%。

      这里还没有对比60/64GB的,因为目前它们的售价只有四五百元,最低的甚至只要三百多,相比年初的价格几乎腰斩,绝对是“跳楼价”。

      SSD这一轮的降价之风非常之猛,实际上有些标价要比成本价都低,但是只要有竞争存在,降价就无法停止,亏本也得撑着,这个时候谁敢提出来涨价绝对能被人喷死,咬着牙坚持吧。

      无论厂商是否吐血降价,不过回馈一下消费者也是好的,至少也要让更多的消费者注意到SSD实际上已经达到了冰点价,此时入手SSD是最合适不过的。

      另外,本次SSD降价也直接提升了大容量SSD的可用性,之前SSD售价比较高的时候,许多消费者只能将就使用60GB甚至30GB的SSD,安装完系统之后就没多少剩余容量了,装软件或者游戏的可能比较低。

      如今120/128GB型号SSD价格大降,划分40GB做系统盘之外还有70G左右的可用容量,安装一些必备的大型软件之后(如果用不到PS之类的大型软件就更方便了),还可以装几个常用的游戏,载入和地图切换时间大大降低,整体的实用性比60/64GB型号要高多了。

      讨论多次之后我们的SSD横评就选择了120/128GB型号,虽然64GB型号更便宜,但是考虑到对用户的实用性,我们认为128GB才是最有价值的,价格不高,容量够用。

      这也是我们第一次做SSD横评,虽然并非刻意选择在SSD降价之后才做,但是有了低价格的陪衬,这次横评也会更有参考意义。



    2.2 市场热销SSD盘点

      最近SSD以及跌破了不少消费者的心理价位,在网上的销量也在飞速增长,带头降价的三星830系列和镁光M4的销量极高,大半的玩家是选择购买64GB的盘去做系统盘的,而购买128GB的玩家也不少。

      128GB除了性能上比64GB好之外,最重要的还是容量上的提升可以让用户的可用空间更为充裕,64GB的SSD装完系统再装些软件就没多少空间了,而128GB的还有大量空余空间可以装游戏或者其他东西,而且价格上也不过800元,个人更为偏向买128GB的产品。


    淘宝上的销量前几位全是三星和美光的产品

      除了三星830和美光M4外,还有不少其他品牌的产品挺受大众欢迎,比如Intel 520系列,OCZ的Agility 3Vertex 3和最新推出的Vertex 4,威刚的510与XPM SX900系列还有浦科特M3P、M3系列等等,它们的销量虽然比不上三星和美光的产品,不过买这些产品的玩家也不在少数。

      以上均为MLC闪存的产品,而性能更好的SLC颗粒SSD在民用级别市场难觅踪影(关于MLC和SLC下文会详细讲述),好在SuperSSpeed最近会在SLC SSD是有所动作,对追求性能的玩家来说多了一种选择。

      这次我们横评挑选了一共十个品牌十四个型号的SSD(120/128GB),基本上囊括了这个容量级的主流产品。


    三、再来认识SSD

    3.1 速度不是唯一,SSD真正的优势在哪里?

      好和差是比较出来的,SSD能获得这么多的赞誉对比的参照物就是传统的HDD硬盘,要想真正了解SSD的优势和不足就先来看看HDD有哪些特点吧。

      这张HDD硬盘的具体结构就不细说了,大家都知道HDD硬盘是一种机械结构,影响性能的主要是马达转速、盘片密度、磁头数、缓存容量等,其他因素还有,不过不是重点了。

      提高HDD硬盘性能主要是靠提高转速,目前主流的是7200RPM,民用级别高的有10000-15000RPM,但是高转速意味着噪音、功耗的增加,对马达的设计非常苛刻,不是想提就能提的。

      盘片密度也是提高性能的一个方法,从祖宗级的IBM Winchester(温氏)硬盘开始一直用的都是磁阻效应,最新的则是从GMR到垂直记录的PMR变化而已。

      HDD的机械架构决定了它不可能有质变,事实上除了磁盘密度近年来还有技术进步的空间之外,HDD硬盘的转速停留在7200RPM级别有七八年的时间了,目前最强的HDD硬盘连续读取速度也没有超过200MB/s级别,4KB随机性能更是绝对的杯具。

      SSD的物理组成基本上就是闪存+主控+缓存+PCB+接口,没有机械部件,数据读写都是电子讯号,不存在马达转速这样的瓶颈因素,性能自然就上来了。

      说到性能,有一点要承认,最新的HDD硬盘的读写速度并不算差,比如日立之前发布的4TB硬盘,写入速度也有160MB/s,突发速度甚至能上477MB/s,写入速度几乎可与一些低端SSD相媲美。

      但是在小文件随机性能上,HDD就完全无能为力了,举例来说,SSD的随机读取延迟只有零点几毫秒,而7200RPM的随机读取延迟有7毫秒左右,5400RPM硬盘更是高达9毫秒之多,反应在性能上就是随机读取能力远远不如SSD,这一点在开关机速度上最有体现。


    随机读写以及开机速度是HDD永远追不上SSD的地方

      性能上只举一个随机性能的例子就可以秒杀HDD硬盘了,此外SSD在其他方面也要比HDD有优势,但是在容量与价格上SSD是完全处于劣势的:

      1. 体积和重量:SSD完胜
      2. 噪音和震动:SSD再次完胜,绝对静音,而HDD的噪音可高可低,有的足以会让人抓狂,而且震动也是一个要考虑的问题。
      3. 温度:HDD工作时的最高温度在四五十度左右,SSD要低,不过这个问题影响不大。
      4. 功耗:HDD最大功耗约为5-10W左右,而SSD通常是3W以内,同样地这个问题影响也不算大,企业级用户就另算了。
      5. 容量:HDD胜出,民用级SSD普遍没有超过1TB的,而HDD最大已有4TB了。
      6. 价格:HDD胜,而且容量越大,HDD优势越明显。

      后两者是希捷和西数这样的HDD厂商最有杀伤力的理由了,以往SSD确实比较贵,受众群体小,不如HDD那么实惠,但是随着技术的进步,SSD的每GB成本也在快速下降,特别是最近一段时间以来,SSD的价格战非常凶,以往128GB的SSD售价通常在1200元左右,但是三星、美光的128GB产品现在只有800多元了,甚至有780多元的产品,已经接近用户的心理防线了。

      部分60/64GB的SSD甚至不到400元,做系统盘非常合适,而120/128GB型号除了装系统之外,还可以保留大部分空间装大型软件和游戏,足够用户使用了。

      SSD与HDD优劣的争论没有平息过,平心而论二者也不是简单的取代、被取代的关系,在当前大降价的情况下,阻碍SSD普及的最后一道防线也开始崩溃,而升级SSD带来的体验效果要比升级CPU、内存还要明显,开关机变快了,软件和游戏载入速度几乎是瞬间的事,有了这样的优势,我们还有什么理由拒绝SSD?




    3.2 主控:SSD的大脑


    典型的SSD架构

      典型的SSD结构如上图所示,主控占据了大部分比例,实际上主控在SSD中只是一颗芯片,但是正所谓“秤砣小,压千斤”,正是这么一颗小小的芯片决定了SSD多方面的性能,称之为SSD的“大脑”并不为过。

      SSD主控用于连接闪存芯片与内存,接收系统发出的指令以读取或者写入数据,主要负责ECC纠错、耗损平衡、坏块映射、读写缓存、垃圾回收以及加密等,其中的大部分功能我们后面还会专门讲述,这里就一笔带过了。

      另外,SSD主控还要针对不同的闪存颗粒进行针对性优化,因为厂商通常会根据需要选择闪存颗粒,比如浦科特M3P和美光M4使用的都是Marvell主控,但是一个是用了IMFT同步闪存,另一个则是东芝Toggle DDR闪存。与之类似的还有OCZ Vertex 3系列,虽然用的都是SF-2281主控,但是Max IOPS版使用的却是东芝闪存,常规版用的则是IMFT 25nm同步闪存,这都需要SSD主控极好的适应能力。

      虽然主要性能跟主控有关,但是主控发挥的水平还要跟firmware固件联系起来,后者相当于SSD的“操作系统”,而固件更新带来的性能变化甚至比SSD主控本身还要明显,最典型的例子就是去年美光M4以及前段时间的OCZ Vertex 4固件升级,性能简直跟坐了火箭一样。

      SSD厂商一般都会自己开发固件,当然也有从主控厂商那里购买一揽子方案的。另外SSD主控和闪存一样属于高技术含量,能玩得转的其实没几家,这里简单介绍一下市场上常见的几种SSD主控方案。


    3.2.1 Marvell主控

      本来SandForce公司的主控数量更多,名气也大一些,不过这两年中Marvell公司的SSD主控发展的很快,性能、可靠性经历了玩家和市场的检验,市面上口碑较好的SSD如美光M4、浦科特M3/M2都使用了Marvell方案,因此这里还是把Marvell列为第一位。

      Marvell目前的主控芯片是88SS9174,早期有BJP2步进,第一款支持SATA 6Gbps接口的主控,读写速度只有355、215MB/s,现在看来表现一般,但在当时绝对是性能最强的SSD主控之一,使用这款主控的SSD比如美光C300都成为一代经典。

      主力型号是BKK2步进88SS9174优化了25nm NAND闪存的8KB页面支持,支持TRIM、NCQ以及GC垃圾回收等功能。


    88SE9174主控有两款参测SSD使用,如果算上OCZ Vertex 4的马甲就是3款

      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,产品口碑不错。

      今年三月份 Marvell发布了第三代SSD主控88SS9187芯片,支持8通道并行,最高读写速度可达1.6GB/s,特别是脏盘情况下连续写入速度也能保持在500MB/s,此外在功耗、可靠性等方面进行了优化,是新一代SSD的首选。

      不过目前并没有看到采用这款主控的SSD发布,OCZ新近发布的Vertex 4系列主控其实是改进版的Marvell主控,当时都说是基于88SS9174,但是从性能上看更像是88SS9187马甲,只是目前还没有得到证实。



    3.2.2 SandForce主控

      SF主控是目前市面上使用最多的SSD主控了,因为它提供了包括主控、固件以及PCB设计在内的一揽子方案,说简单点厂商只要自己组装起来加个外壳就能生产SSD了,门槛很低,自然就受欢迎。


    SF-2000家族主控主要特性

      SF目前的主力是SF-2000系列主控,有针对企业级的SF-2500/2600系列,消费级市场现在主要是SF-2281了,主要的SSD厂商如OCZ、海盗船、金士顿、威刚、博帝及影驰都在使用SF主控,甚至Intel今年的SSD产品如520、330系列也转投SF阵营了,从数量上看SF主控无疑是使用最多的。

      有一点要注意,测试中超极速SSD使用的SLC闪存,而且容量最大也只有128GB,这就跟SF-2281主控的限制有关了,不是厂商不想做大容量SLC SSD,只是这款主控目前最大也只能支持到128GB SLC闪存,MLC没有容量限制。

      SF主控也支持TRIM、NCQ等功能,最知名的技术就是DuraWrite数据压缩了,通过把需要写入的数据压缩处理之后再写入SSD闪存中,SF主控变相提高了写入速度,而且写入放大也减少了,SF宣称其写入放大率小于0.5,最低的甚至只有0.14,极大地延长了SSD使用寿命。

      有关垃圾回收处理上,SandForce主控并不会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。


    目前SF主控主要是SF-2281这一款

      在我们测试的14款SSD中有10款都是SF-2281主控的,主要来自OCZ、威刚、海盗船等,是目前SSD主控的绝对主力。

      SF主控因为入门要求低,开放度高,包括Intel在内的有晶圆厂的厂商已经开始任何SF主控的实力了,从使用数量和支持力度上看,它仍然是最不可忽视的主控。


    3.2.3 其他SSD主控

      本来也想把其他厂商的SSD主控也多多介绍一下的,但是回头看看其他有能力做主控的厂商要么逐渐放弃,要么只有自家在用,影响力和型号明显不如前面这两家,所以集中到一起简单说下好了。

      Intel主控:PC29AS21BA0是Intel早期自产自销的主控,当前的性能还是非常强大的,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,主要用在Intel 320/311/310/X25-M系列SSD上。

      但是Intel显然不愿意在SSD主控上继续下功夫了,今年新出的520、330系列SSD主控使用的都是SF-2281,虽然说是自己开发固件的。无论如何Intel主控也要退出市场了。

      三星主控:SSD主控实际上也是ARM处理器,三星也有能力开发性能强大的SSD主控。早期的主控S3C29RBB01也曾在海盗船P系列、OCZ Summit系列、金士顿 V+系列的部分型号上用过,此外还有一些OEM商也用过三星主控。

      目前主要是新一代S4LJ204X01主控,多用在三星自家的P830系列SSD上,支持TRIM、NCQ、GC等主要功能,读写速度在520、400MB/s左右,整体表现还不错。

      东芝主控:东芝和三星都是Toggle DDR阵营,也有自己的主控产品,比如T6UG1XBG,主要用于金士顿V+系列中编号SNVP325的SSD中,曾经最便宜的SSD--金士顿V系列30GB使用的也是这款主控,读写速度只有180、50MB/s,甚至比HDD还低,当然4K随机性能还是比HDD要好得多。


    东芝的主控性能也可以很强

      东芝的SSD主控特点就是便宜,但是性能低,不过这不代表东芝做不出高性能SSD主控,之前IO-DATA在日本推出的一款SSD使用的就是新一代东芝主控TC58NC5HJ8GSB-01,读写速度可达440、376MB/s,随机性能也有32MB/s,而且也支持数据压缩,绝对有让人刮目相看的实力。

      不过有一点让人怀疑的地方,也有消息称东芝这款新主控其实是SF主控的马甲,因为数据压缩是SF主控的专利,迄今为止也只有SF主控支持。

      JMircon主控:JMirco早期的SSD主控有JMF612系列,在威刚S592、海盗船Reactor系列、金士顿V系列部分型号(金士顿V系列真的是万金油,各种低端主控都有用过)以及博帝Zephyr系列有过使用。

      JMF612支持TRIM,读写速度230、150MB/s,随机性能也很一般,后来这款主控还被东芝remark为东芝618使用,不过随机性能更低。

      目前JMircon的SSD主控为JMF66X,支持SATA 6Gbps、NCQ以及TRIM,读写速度为500、400MB/s,金士顿V200系列中有过使用,从官方公布的数据来看随机性能依然很一般,这也是JMicron主控的通病了。

      从现有局面看,SSD主控市场的“玩家”趋于集中,除了SF和Marvell两大豪门之外,其他厂商要么性能表现一般,要么就自产自销,就连Intel也开始使用第三方主控了,看来强者恒强也是SSD主控不可避免的趋势。




    3.3.1 闪存基础原理:为什么会有写入次数限制

      这一节我们主要来看有关闪存芯片的问题。

      目前SSD所用的闪存主要是NAND类型,早前还有一种叫做NOR的闪存,最早是由Intel在1988年开发出来的,曾经在手机内存中大行其道,而NAND闪存则是东芝在1989年提出来的,两种类型的闪存争夺战中最终由NAND闪存胜出,Intel不得不把NOR闪存部分卖给美光转而投身NAND阵营,现在Intel的闪存无论性能还是口碑都不输东芝,甚至还能反超。

      由于NOR事实上是明日黄花,这里也不需大幅描述它与NAND的差异了,只要知道几点就够了:NOR闪存是芯片内执行(eXecute In Place),程序可以在闪存中直接执行而无需再入到系统内存中,而且可以字节数(byte)为单位读写,但是擦除和写入速度比较慢,容量密度低,反观NAND,存储密度高,写入和擦除速度更快,虽然写入以page为单位,但是擦除必须以block为单位。


    NOR与NAND闪存优缺点比较

      就是这样,NAND在成本、写入速度、容量等重要方面优于NOR闪存,最终成为赢家,不只是在SSD中全面开花,其他闪盘、手机内存等领域中也是NAND为主。

      NAND,包括前面的NOR闪存本质上都是Floating Gate MOSFET(浮栅极-金属氧化物半导体场效应管),也是利用通电与否代表计算机可识别的1、0状态。

      加电瞬间会产生强大的电场(大于1000万 vt/cm),这么强的电场会破坏隧道氧化层的原子结合,脱离的电子就会上升到浮栅极上以形成电位变化,断电之后电子还会恢复正常位置,这样反复的断电-加压就形成了不同的电位信号。


    NAND的工作循环过程

      加电的过程等同于HDD硬盘的数据写入操作,它被成为“Program(编程)”,断电的过程电位恢复,这相当于HDD硬盘的擦除数据,这里成为“Erase(擦除)”,完整的一次P/E循环就是NAND的写入循环,从这里也可以看出SSD要想写入数据就需要恢复默认电位,也就是以“擦除”为前提,这个特性决定了SSD的数据写入方式,也会带来其他的一系列问题。

      最直接的影响就是SSD寿命,因为P/E循环次数是有限的,浮栅极不像HDD的GMR(巨磁阻尼)效应那样是永久的,存在次数限制。

      目前主流25nm工艺下,P/E循环次数在3000-5000次之间,测试的14款SSD中有9款SSD的标称写入次数都是3000次,只有Intel自家520、330、浦科特M3P以及OCZ Vertex 3 Max IOPS是5000次,最强的是超极速SSD,标称10万次写入寿命,因为它是SLC,这个后面还会详细讲。


    Intel自家的SSD是5000次写入寿命


    三星、东芝以及其他SSD基本都是3000次写入寿命




    3.3.2 闪存的三六九等:SLCMLC以及TLC



    NAND的分类

      即便同为NAND闪存也有三六九等之分,上面这张金字塔排列就显示了六种不同的NAND闪存,从下到上性能、可靠性依次升高,但是价格也水涨船高。


    超极速SSD是参测SSD中唯一一款使用SLC闪存的,在性能测试中表现非常突出

      金字塔顶端的是SLC,可靠性、寿命、性能还有价格都是最高的,使用SLC闪存的要么针对不计成本的企业级市场,要么就是做几款产品展示形象的。

      第二级的是Clear NAND,它的特殊之处在于内建ECC纠错支持,这样SSD主控就不需要ECC处理了,负担就少多了,Clear NAND主要是美光在做。

      再往下就是MLC的天下了,但是MLC也有很大区别。最好的是Enterprise Synch MLC(企业级同步MLC),可靠性和寿命针对企业级市场做了优化。之后就是Synch/Toggle MLC(同步/反复MLC),其中Toggle MLC多为东芝出品,当然Toggle阵营中也有企业级闪存,与企业级同步MLC对应。

      SSD中应用比较多的其实还有Asynch MLC(异步MLC),价格便宜量又足,性能也不算差,重点就是消费级市场。

      金字塔最底端的是TLC,它也很特殊,从前两年就开始嚷嚷相应的TLC SSD,去年11月份OCZ就宣布将在今年推出TLC产品,不过到现在也什么动静,关键的问题就在TLC可靠性太差,性能也低,除了容量提升之外很难有说服人的理由。

      SLC、MLC以及TLC到底有什么区别呢?

      继续前面的问题,施加电压会导致浮栅极电位变化,那么施加不同的电压就会有更多的电位变化,NAND闪存单元就可以容纳不同的信号组合,这也就是SLC、MLC以及TLC的区别。

      这几种闪存的物理结构是相同的,SLC(single-level-cell)是最简单的一种,加电就是1,断电就是0。

      MLC (multi-level-cell)就是每个cell单元中有多个信号,通过控制不同的电压来实现的,常见的是2个电信号的,它的信号组合有11,01,00,10四种,也就是可储存的容量提升了。

      TLC(Triple-level-cell)实际上也是MLC中的一种,不过常说的MLC几乎就是特指2个信号位的。TLC每个Cell单元中可荣内的信号更多,有000,001,010,011,111,110,100,101这8种,容量会更大。


    MLC会带来容量的增加(图片来源anandtech)

      提升容量、降低成本是MLC及TLC最大的优点,但是负面影响也很严重。

      1.MLC性能下降

      MLC需要更精确的电压控制,program过程所需时间更多,因此写入性能也会大幅下降,理论上只有SLC的1/4;读取,特别是随机读取性能也会受影响,因为需要花更多的时间从四种电信号状态中区分所需数据,读取性能只有SLC的1/3。


    SLC与MLC性能对比

      2.MLC可靠性下降

      SLC闪存一次P/E循环只需要击穿一次氧化层,而MLC需要不同的电压多次击穿氧化层,物理损害比SLC要严重得多,MLC的写入次数指数级下降,比如SLC的理论寿命是1万-10万次,而MLC的写入寿命上限就只有1万次,而且随着工艺的进步,这个数值还在下降,25nm MLC普遍只有3000-5000次。

      3.MLC需要更高的纠错

      由于电压分的更细,MLC在读取数据的过程中需要提高敏感度,不然就容易出现读错数据的可能,也就是说MLC出错的几率增大了,纠错要求也必须随之提高,反应在SSD上就是需要更强的ECC机制。

      除了上面提到的几点缺陷之外,MLC的漏电流、电压边界位移(voltage margin shifting)现象也增加了,MLC的功耗和发热也更高,这些都是MLC带来的问题,虽然相比前面几个并不算严重。

      说了这么多MLC的“坏话”,其实也没必要,因为SLC的成本和售价不是谁都能接受的,而MLC带来的好处是极具诱惑力的,它带来的问题可以通过技术手段缓解,至少SSD的主流还是MLC,而且针对企业级应用的MLC在可靠性和寿命上一样有保障。




    3.3.3 同步、异步以及ONFI标准

      上面的图表中划分NAND等级的还有一个因素,那就是Synch同步还是Asynch异步,这两种的区别又在哪里呢,这还要谈到ONFI与Toggle标准之分。

      ONFI(Open NAND Flash Interface)标准是由英特尔,镁光,海力士,台湾群联电子,SanDisk,索尼,飞索半导体为首宣布统一制定的连接NAND闪存和控制芯片的接口标准,与之对应的是东芝、三星阵营的Toggle NAND标准。

      我们经常说闪存的同步与异步模式,其实是在ONFI 2.0标准中新加入的特性(ToggleDDR不存在同步闪存的情况,均为异步设计,但性能仍然强悍),ONFI 2.0标准在NAND中加入了同步时钟发生器,主控可以通过发送同步指令激活闪存上的同步时钟信号,使闪存工作在同步模式,此时闪存的数据传输速率会大幅度提升,异步模式相当于ONFI 1.0,闪存的带宽为50MB/s,而同步模式下闪存至少也符合ONFI 2.0,闪存带宽可达到133MB/s以上。

      实际上同步与异步闪存都是同一生产线上下来的,颗粒品质的优劣才产生了这样的区别。有一点要注意的是的,Intel在2011年之后生产的闪存芯片都可以跑同步模式,未对性能做限制,虽然镁光也使用同样的闪存颗粒,但是会按照料号区分同步与异步。

      在测试的14款SSD中,使用IMFT闪存的有11款,除了OCZ Agility 3使用的是异步缓存之外,其余10款都是同步缓存,另外三款SSD使用的都是Toggle DDR标准,理论上也是异步,不过性能上并不输给ONFI同步闪存。


    OCZ Agility 3的闪存虽然打磨过,但是可以确定就是异步闪存,性能表现一般


    其余10款IMFT系闪存都是25nm同步NAND颗粒


    东芝和三星的Toggle NAND理论上也是异步,不过性能并不比IMFT的同步差




    3.4 为啥越用越慢?NAND闪存的读写过程


      SSD与传统HDD有着不同的架构和原理,读写数据的过程也是不一样的,这种原理上的不同带给SSD优异的性能,但是也决定了SSD固有的一些缺点。

      HDD磁盘有扇区、柱面之分,SSD的基本组成也有Page(页面)、Block(区块)、Plane(平面)之分,page是最基本的组成,大小一般是4KB,,每个block通常包含64个page,容量是256KB,也有128个page的,容量就是512KB,不过目前主流的25nm工艺闪存普遍都是8KB page容量,128个page配置。

      多个block再组成plane,而plane就是就是闪存中的一颗核心(die)了,而我们看到的闪存片其实是多颗die封装在一起的,一般是2-8颗,而整个SSD上则会由多片闪存组成。

      实际上,如果SSD内部是以die颗粒的RAID 0模式组建的,那么block层级之上还有一个band之分,它是RAID 0模式中所有芯片的同一块block区块的总和。

      简单的描述就是这样:page→block→band→plane-die→闪存片→SSD。

      数据读写的主要过程就在page、block以及band三个层面上。

      在系统中,数据写入是以page为单位的,SSD写入新数据擦除原有的数据,但是擦除过程只能以block为单位,要清除就得擦除整个block单元,哪怕只写入了一个page的文件。

      在一篇国外博文中找到一个非常简单形象的SSD写数据的描述,我们来看看SSD到底是怎么写入数据的。

      这里为了简化说明,假设每个block只有12个page,每个page大小1Byte。


    无数据的情况就是这样的,SSD性能最好的状态


    打开笔记本程序


    输入1234并保存


    这个文件的大小正好是4Byte


    写入到SSD就是占用了block A的4个page


    改变原来的文档内容,变成56781234


    现在文档大小变成了8B


    保存时SSD不能直接覆盖原有文件,需要重新占用8个page文件


    现在就是这个样子了

      Block A实际上已经写“脏”了,要恢复性能就需要删除整个block区块,此时需要把有用的数据拷贝到另一个空白blokc中然后再清除Block A。


    数据写入到空白的block B中

      实际过程中数据显然不是只有这么简单,略微复杂一点的情况就如上图所示,1234.txt文档占用了8个page,xyz.dll也是占用8个page,但是分别在两个block区块中,word.doc文件也是占用了两个block,其中占满一个,另一个占用了8个page。

      此时如果用户删除了xyz.dll文件,那么数据就要重新洗牌,Block B中的1234.txt重新拷贝到block A中,dock文件中的4B也要写入block A中,还有多余的4个page要再占用block D的4个page空间,而block E中的数据是满的,不需要移动,此时的排列就如上图所示,腾出来的block B和block C也就可以清除数据以恢复性能了。

      上述过程还只是非常简单的例子,如果是真实的应用环境情况会更复杂,SSD需要不断地在各个block之间进行写入-转移-清空操作,而且SSD的写入速度与擦除速度相差很大,这也会影响SSD的性能发挥。

      总之,SSD的特性决定了它的写入方式,不能直接覆写数据使得SSD多了擦除的操作,而写入单位与擦除单位的不统一又让SSD不停地在各个Block区块之间折腾,而写入数据的延迟约为0.2ms,但擦除操作需要2ms左右,SSD用久了需要擦除的区块就会越多,性能自然也会变慢。

      这些问题都是SSD必须处理的,影响可大可小,也让很多人开始对SSD的可靠性不放心,下一个关注点自然就是SSD的使用寿命了。




    3.5.1 SSD不可靠?写入放大带来的难题

      NAND闪存的写入(P/E循环)次数有限,SLC的量级是1万-10万次,而MLC普遍只有3000-5000次,因此围绕SSD可靠性的争议和研究就没停止过,随便搜索有过SSD的资料见的最多的就是讨论SSD可靠性(reliability)的文章。

      当然,也有一种说法称即便只有3000次写入寿命,60GB SSD的写入数据寿命也有3000*60GB=180TB,120GB也有360TB,其他更高容量的SSD写入量就更大了,日常使用中谁有这么多的写入操作,操作系统大都是读取操作而已,因此SSD寿命问题不足为虑。

      这种解释有其合理性,但是了解过SSD实际写入操作之后就应该明白写入数据寿命的计算方式是基于一种理想状态---需要写入多少数据就实际写入多少数据,但是SSD中这两个数据并不是相等的。

      还是看前面的例子,1234.txt从4B大小增加到8B大小名义上只多了4B的写入量,这是本机写入的数据量,HDD上直接覆写就可以了,但是SSD的写入是这样的:重新写入8B数据、清空block时把这8B数据又拷贝、写入了一次,实际写入量是16B,期间有两次写入、一次读取以及一次擦除操作。

      在SSD写入过程中,SSD实际需要写入的数据量跟本机写入的数据量是不一致的,说得专业一点就是SSD写入过程中数据被无谓增加了的,这就是SSD的写入放大(Write Amplification)问题,二者存在一个比值叫做写入放大率(Write Amplification Factor,简称WAF)

    WAF=SSD实际写入的数据量/本机写入的数据

      WA=1的情况就是上面计算SSD写入寿命的理想状态,但是现实跟理想是有差距的,而且上面的例子将page和block都简化了,只是有助于理解SSD的写入特性,如果以实际的4KB page、256KB block(64个page)来算,并且其中63个page已经写入了数据,真正的写入放大是这样的:

      
    Wiki上有关写入放大的解释

      当前block有63个page写入了数据,还留下4KB空间,此时如果写入4KB数据,理论上正好填满整个block,但是SSD不能直接覆盖写入数据,其他63个page的数据必须先复制到内存中,然后将整个blokc清空,要写入的这个4KB数据会在内存中与前面的63个page中的数据混合到的一起,然后再重新写入到一个block中。

      在这个过程中,本机写入的数据是4KB,但是SSD实际写入的则是256KB,是前者的64倍,WAF写入放大率就是64,这还是一个block的情况,如果SSD是内部多颗die组建了RAID 0模式,那么实际擦除和写入的数据就不再以block为单位,而是以band为单位进行擦除和写入,假如是20颗die,那么要擦除和写入的数据量也会是原来的20倍,写入放大会更严重。

      写入放大不仅无谓地提高了NAND闪存的写入次数,还会影响性能,因为另外的63个page还多出了一次读取数据的过程,SSD的IOPS通常都是数千到数万级的,我们以1000来算,即便只是复制了252KB的数据,写数据的同时读取速度也会有252MB/s,这个多余(但对SSD来说是必须的)的过程消耗了大量带宽,SSD的性能自然会下降。

      也有人会说一句:“小编,你傻啊,那个4KB数据为什么非得写在有数据的地方,写在空白的block区域不就没事了,WAF就是1啊”,不错,这个问题也是解决或者说减少WAF的因素,在空盘上连续写入的情况下是不存在写入放大情况的,SSD空白block越多写入放大就越少,再往下引申就是TRIM指令生效越多,写入放大也越少;OP预留空间越多写入放大也越少(但是这又会影响用户的可用空间),GC垃圾回收实际上也是在重写数据,也会增加写入放大,但是GC又不可或缺。

      减少写入放大是提高SSD可靠性的必要工作,在这方面Intel的SSD是做的比较好的,因为写入放大的概念就是Intel提出的,他们的研究也更深入。

      以上图为例,Intel宣称其SSD的WAF只有1.1,WLF(耗损均衡指数)为1.1,以40TB的本机写入量、32GB容量来算Intel的SSD写入次数只有1500次,低于闪存通常3000-5000次的写入寿命,而传统技术的SSD写入循环是7万5千次,已经大大超出MLC的写入次数,即便是SLC也难以承受。

      上面只是一个例子,降低写入放大率可以延长SSD的使用寿命,提升产品可靠性。至于如何降低WAF就要靠厂商的主控、OP空间、TRIM、GC等技术的处理能力了,通常情况下如果写入数据是不可压缩的,那么WAF不可能小于1,但是SandForce主控支持数据压缩,其WAF通常只有0.5,最新的SF-2281甚至只有0.14,当然这又涉及另一个问题了,数据压缩也不是万能的,如果能像Intel那样做到1.1的放大率就非常好了。


    3.5.2 SSD延寿计划:耗损均衡

      SSD有限的写入循环次数决定了用的越频繁,NAND死得越早,如果不加以控制,那么容易就出现这样的情况:主控频繁向某部分bloc写数据-擦除数据-再写入数据,而NADN其他部分写数据的机会比较少,这种情况就像小品中说的那样“你搁一个羊身上薅,时间长了谁看不出来”,用的频繁的区块坏的更快,不平衡的使用方式对SSD寿命也是一种伤害。

      耗损均衡(wear leveling)技术就是为了保证NAND所有区块的写入-擦除几率是均等的,说白了就是“有难同当”,有活大家一起干,要挂的时候也是集体挂。

      耗损均衡与主机系统无关,因为主机根本不关心数据是写在那块NAND区块的,它只是向逻辑区块寻址空间(logical block addresses,简称LBA)写入数据,SSD主控再通过LBA向PBA(物理寻址空间,physical block addresses)真正写入数据,而WL就发生在后一段过程中。

      准确来说,耗损均衡是一种优化算法,它可以将LBA重新映射到不同的PBA空间中以平衡PBA的写入次数,重新映射的频率、快速定位“最小磨损”(least worn)区块的能力以及迁移数据的能力是评估WL性能的主要指标,它主要依赖于SSD主控。

      依照不同的状态,WL可以分为三种,无耗损均衡(no-wear leveling)、动态耗损均衡(Dynamic Wear Leveling)以及静态耗损均衡(Static Wear Leveling)三种,分别来看。


    无耗损均衡对SSD寿命影响很大

      无耗损均衡就是不做任何干涉,任由SSD随意使用PBA空间,那么结果自然很悲催,P/E循环次数很快耗尽,SSD就要挂了,这时候SSD的寿命就取决于使用的闪存类型了,SLC好些,MLC就差远了,总之这种情况是极不推荐的。


    动态耗损均衡

      动态耗损均衡是指主控算法指定只寻找那些没用过的PBA区块做耗损均衡处理,而忽略那些写过数据的PBA,哪怕只写过一次数据。图表设定的情况是75%的空间写过了数据,那么动态耗损均衡就只会从剩下的25%空间进行耗损均衡处理,此时可靠性是无耗损均衡时的25倍,但是只有四分之一的区块才有耗损均衡处理。

      静态耗损均衡处理的算法会搜寻整个SSD区块以寻找写入数据次数最少的区块,如果这个区块现在是空白的,那么就直接写入新的数据,如果找到的这个区块恰好有数据存在(而且是不经常变动的数据,类似系统文件),那么它里面的数据会被转移到另一个写入次数比较多的区块,然后再把新的数据写入到这个区块中。

      静态耗损均衡的可靠性比无耗损均衡高了100倍,与动态耗损均衡相比也要高三倍。

      现在我们再来算一下120GB SSD的使用寿命问题。以3000次P/E循环为例,写入放大率为2,耗损均衡率也算作2,平均每天写入50GB数据量,那么实际的使用寿命为120GB*3000/(50GB*2*2*365)=4.9年,差不多是5年左右(60GB则是两年半左右),数值高低还要看厂商的写入放大和耗损均衡控制能力,更要看用户的使用情况,如果写入操作很少(实际上50GB的写入量不算少,日常操作中读取更多,写入比较少),那么使用寿命还得延长。

      耗损均衡技术的存在使得SSD不不是那么容易用坏,而且它只是提高SSD可靠性和寿命的一个代表,闪存厂商和主控厂商都在SSD延寿、恢复性能上倾注了很多精力,比如下一节还要讲到的TRIM和GC。



    3.5.3 还我漂漂拳:TRIM指令与GC垃圾回收

      SSD的写入方式决定了它越用越慢的特性,数据写入的越多性能就会越差,当然这也不是世界末日,只要对SSD进行清空操作,性能还会恢复过来的,最彻底的方式就是删除分区、重新格式化一遍,但是这种激进的方式会导致数据丢失,不够人性化。

      为了恢复SSD的性能,厂商需要打一套江湖闻名的组合拳---“还我漂漂拳”,这一套连招下来,SSD即便不能如获新生也可以重振雄风了。

    绝招之:TRIM指令

      TRIM指令是微软提出的,但是SSD厂商也有支持与不支持TRIM之分,所以还是跟SSD有一定关系。

      TRIM是基于SATA控制器的一个指令,一旦有文件删除或者分区格式化,操作系统就会发TRIM指令给SSD主控告诉它某处的数据已经删除了,SSD因而知道那些数据是能动那些不能动的,之后就可以进行清空操作以恢复性能了。不过这个过程不是马上就完成的,TRIM命令是即时发送到SSD主控中的,但是什么时候开始清空数据是主控算法的事。

      之所以有这么一个沟通过程还是跟SSD与HDD的读写方式不同有关,首先操作系统的删除数据并不是真正把数据清空了,只是加了删除的标签而已(就像摘了门牌号,房子还在一样)就是说真实的数据还在,不过普通的操作访问不到了,但是一些专用的数据恢复软件可以把这些数据再找回来。

      HDD机械硬盘是可以直接在原有数据上直接覆盖,但是SSD不行,必须要清空原有数据才能写入新数据,而系统并非真正删除数据的特性会对SSD的性能造成影响,TRIM指令的存在使得SSD能够紧紧跟随OS的操作意图,擦除已删除的无用数据以恢复SSD性能。

     

      海盗船网站提供了有关TRIM指令工作的图形化解释,前三步分别是空数据、写数据和删除部分数据,在此之后TRIM指令就会通知SSD主控可以清空红色区域的无用数据,之后SSD的性能就可以恢复如初了。

      TRIM支持与否依赖于操作系统、磁盘控制器驱动以及SSD主控,Win7、Windows 2008 R2、Linux 2.6.33、MAC OS 10.6.6、Free BSD 8.2及之后的系统都支持TRIM或者类似指令,Win7自带以及Intel 9.6.0.1014及之后的磁盘驱动都可以支持,不过TRIM指令并不强制要求AHCI,IDE模式也可以,只是SSD几乎没谁用IDE模式吧。


    微软PPT中专门解释过TRIM指令的工作方式和优点

      TRIM指令目前只支持单个SSD,RAID模式无效,但是之前有消息称Intel打算在RST 11.5、11.6驱动中提供RAID模式的TRIM指令支持,还有一些厂商用自己的方式解决了RAID模式下的TRIM指令问题。另外,XP系统下是不支持TRIM指令的,不过三星的工具软件也可以让其SSD实现类似TRIM的功能。


    之前做过的浦科特M3P TRIM性能测试,效率很高

      用户可以自行检查TRIM指令开启与否,打开CMD窗口定位到“fsutil behavior set DisableDeleteNotify 0”表示启用TRIM,如果是1就表示禁用状态或者不支持。



    还我飘飘拳第二招:GC垃圾回收


      垃圾回收(garbage collection,简称GC)是SSD恢复性能的另一大秘籍,这个主要跟厂商所用的主控有关,其意义就跟字面意思一样,通过清理无用的垃圾数据保持SSD性能如新。

      它的存在还是跟SSD的特性有关,空盘下SSD写入数据所需时间以ns计,但是擦除数据的过程则以ms计,写入的数据越多,需要擦除的时间也越长,SSD的写入性能就会严重下降,GC机制相当于”腾笼换鸟”,把原本杂乱无章存放的数据整理一遍,然后写入到新的空白区,之前的区块就会进行清除操作以恢复正常性能。


    美光的PDF资料中介绍了GC的处理过程

      由于各种写入、删除操作会在SSD留下杂乱的数据,其中有些是还有用的,有些就是无效的,GC功能启动之后就把有用的数据拷贝到另外的区块,这一步相当于“腾笼”,原来存储数据的区域就会被清楚,恢复空盘水平以准备写入新的数据,这就是“换鸟”了。

      上面只是理论操作过程,具体怎么做还有个选择问题,如果在SSD读写数据的同时进行GC操作,这种实时GC(Real Time GC)对主控的性能是个考验,一方面要往空白区写入数据,同时还要照顾无效数据的“拆迁”工作,这么频繁折腾SSD的话估计SSD那有限的读写寿命也支撑不住,实时GC不可取。


    浦科特“不掉速”的SSD实际就是实时GC,一有垃圾文件立即清理,性能很稳定

      目前的GC大都是在SSD闲置时才开始工作,也就是所谓的“Idle Time GC(闲置GC)”了。厂商会在主控中设定一个条件,比如空白容量达到某种比例才开始GC处理,这样就预先释放了空白空间,如果达到设定条件的上限,那么GC也会停止,这样处理比实时GC更利于延长SSD寿命。

      闲置GC也不是完美无缺的,它会带来额外的写入放大,因为在GC处理开始之前,某些整理过的页面(page)可能正在变脏,不过闲置GC增加的写入放大率非常小,OCZ称其SSD的闲置GC只有额外的1%放大率,影响非常小,整体上依然是利大于弊。

      TRIM和GC机制可以说是相辅相成的,TRIM通知给SSD的可删除数据越多,GC操作需要转移的数据就越少,写入量也会减少,对SSD来说也是延长使用寿命的一种方式。


    3.6.1 容量相差这么大,也谈SSD OP空间

      常见的SSD的容量一般有30/32GB、60/64GB、120/128GB、240/256GB、480/512GB,实际上它们的总容量都是相同的,这里的容量缩水跟操作系统格式化后的容量减少还不一样,后者是计算方法不同,而SSD的容量的差别还有OP预留空间配置的不同。

      OP预留空间(Over-provisioning)是指SSD保留一部分闪存空间留作他用,这部分空间用户不可操作,容量大小一般是由主控决定的。

      OP比率=(SSD物理空间-用户可用空间)/用户可用空间,以256GB型号为例,如果厂商宣称的容量是240GB,那么这款SSD的OP比率就是(256-240)/240=6.7%,咦,这么一算,6.7%的比值跟以往介绍过的7.37% OP空间有些不符合啊。

      这其中还要涉及到OS与闪存的进制换算问题,厂商是以1K=1000的10进制计算的,但是OS和闪存中1K=1024,是2进制,256GB容量SSD的宣称字节数是256,000,000,000,而闪存的真实容量是256x1024x1024x1024=274,877,906,944字节,如果按厂商的方式换算就是275GB左右了,二者差值是7.37%,这部分空间是很多用户不知道存在的,一般是默认为第一级OP空间了。


    Wiki上有关SSD三级OP空间的解释

      除了第一级OP空间之外,多数主控还支持二级OP空间,具体容量和配置由厂商自己决定,所以128GB闪存作出的SSD有128GB、120GB乃至100GB之分,也就是说OP空间分别是0、7%、28%,其他容量依此类推。

      还有SSD具有三级OP空间的,分配方式就很自由了,但是三级OP往往要牺牲部分用户可用空间,所以很多消费级SSD都没有三级OP空间,而企业级SSD中通常需要配置三级OP空间以便在大量数据读写中保持性能。

      除了第一级OP空间,有些厂商允许用户自定义OP空间大小,比如三星、Fusion-IO的工具软件就有这样的功能,玩家可以根据自己的需要配置。

      了解了OP空间的分配之后再来看它倒是有什么作用呢?

      简单来说,OP空间可以简单理解为SSD预留的交换空间,从前面的介绍来看,OP空间在GC垃圾回收、WL耗损平衡、减少写入放大等多个方面都有作用,具体如何应用要取决于SSD主控算法,这里就无法一一道明了。

      随着技术的进步,二级OP空间的必要性也在降低,以SF主控为例,原本保留的7% OP空间逐渐被释放出来,用户的可用空间可以增加16GB左右,120GB型号也可以增加8GB左右,虽然不是很多,但是对普通用户来说还是好事一件。

    3.6.2 SSD实际可用容量一览

      有关SSD容量差异的第二个影响也是常规的操作系统和厂商标注的不同了,厂商的120/128GB都是按照1000的比列来算的,而操作系统中又要以1024字节为单位做转换,也就人是说从晶圆厂的1024转到SSD厂商的1000,然后再从这个1000的比列转回到操作系统的1024,容量还会再减少一次。


    两款SSD在操作系统中的容量

      128GB SSD是128,000,000,000字节,操作系统的文件系统容量是2进制的,1KB=1024字节,这个关系同上一节所讲的一样,如此算下来就是119.24GB,而120GB型号因为多了了8GB左右的二级OP空间,格式化后是111.79GB,这也是为什么很多人说我买的128GB容量怎么格式化后只有120GB不到的原因,归根结底还是厂商“吭爹”了。

      下面这张表格是各个容量级别的SSD格式化后的可用容量。


    四、SSD前期准备和优化

    4.1 好马要配好鞍,该为SSD选择怎样的主板

      俗话说好马配好鞍,光只有SSD有速度是不行的,磁盘的传输速度还受到磁盘控制器的影响,而这个磁盘控制器主要是整合在南桥芯片里面的或第三方控制器,一块主板上也有着各种的SATA接口,那么面对种式繁多的SATA口我们应该怎么选择呢?

      关于这点其实我们早已经进行过详细评测了,现在我把当时的数据再整理一下放出来,看看那种SATA最适合SSD。


    Crystal Disk Mark连续读写测试


    Crystal Disk Mark 4K随机读写测试

      综合以上的测试结果,Z68(可以代表Intel 6、7系列芯片组的性能)、SB950和SB850这三款芯片的磁盘性能都是非常不错的,在测试中各有各自的优势,而且都提供了SATA 6Gbps接口,作为SSD的最佳搭档再适合不过。

      Llano APU的搭档A75芯片的磁盘总体性能上比SB950、SB850这两款南桥性能上弱差一点,不过有些测试项目中还比它们强一点,对SSD性能的影响并不会很大。

      第三方的Marvell芯片桥接出来的SATA 6Gbps接口性能下降非常的大,没什么特殊需要的话最好不要使用它提供的接口,不过如果真的不够用的话就委屈一下吧,怎么说都比SATA 3Gbps接口快,另外如果是P55这类南桥只能提供PCI-E 1.1带宽的主板的话就不建议使用桥接出来的SATA 6Gbps接口了,性能比原生的SATA 3Gbps接口还差。

      Intel P55和ICH10R由于不支持SATA 6Gbps接口,因此最新使用SATA 6Gbps接口的SSD插在上面的话连续读写性能当然会大幅度下降的,随机读写性能的话ICH10R的性能还可以,P55的话相对较弱。




    4.2 如虎添翼,请开启AHCI模式

      目前的主板都会在BIOS中提供硬盘工作模式选项,它们通常会被分为AHCI、IDE和RAID模式。其中IDE模式通常都是默认设置,它是将SATA硬盘虚拟成传统的IDE通道来使用。而AHCI通过包含一个PCI BAR(基址寄存器),来实现原生SATA功能,可以实现包括NCQ、热拔插在内的诸多功能。

      那么为什么用SSD的话到底要用那个模式呢?我们先来看看使用A75主板在AHCI模式和IDE模式SSD的性能差异。


    IDE模式下的CDM测试成绩


    MSAHCI下的CDM测试成绩

      可以看到,在A75主板上,IDE和AHCI模式下的SSD性能相差甚远,在持续读取速度上IDE下的速度低了 100MB/s以上,唯一的好处是4K读的速度比AHCI要好,但是由于AHCI模式下支持NCQ,因此4K-64Thrd的速度得到了几何级提升,而我们实际应用中通常是QD2-3(队列深度)的级别,因此4K(非单一的QD1)性能会好过IDE模式。

      看到这样的结果大家应该都知道为什么一定要开AHCI模式了吧,但是如果在BIOS中更改为AHCI模式的话,再次进入系统会出现蓝屏,一般来说只能重装系统来解决,不过在Windows Vista和Windows 7中可以在注册表中作个小小修改就可以避免蓝屏的发生:

      打开注册表编辑器(regedit命令),找到HKEY_LOCAL_MACHINE\System \CurrentControlSet\Services\Msahci,双击“名称”列中的“Start”,在“数值数据”框中,键入“0”,然后确定并退出,重启电脑在BIOS中开启AHCI再次进入系统,并安装AHCI驱动,有时可能要事先卸载原来的的IDE驱动才能确保不蓝屏。

      开启AHCI,开始享受你的极速之旅吧。




    4.3 SSD的4K对齐问题

      在了解“4K对齐”之前我们先要知道什么是“4K扇区”,最初硬盘容量是被切分成每扇区512个字节来进行文件管理和存储的,而现在主流硬盘容量已经攀升到1TB甚至更高,再用老标准去管理现超大容量的硬盘不但显得繁琐,而且降低效率,因此将每个扇区512字节改成每个扇区4096个字节,就是所谓的“4K扇区”。

      在了解了“4K扇区”这个定义后,就很容易理解什么是叫做“4K对齐”了。所谓“4K对齐”就是符合“4K扇区”定义格式化过的硬盘,并且按照“4K扇区”的规则写入数据。

      而平常所说的4K没对齐,是因为在NTFS6.x 以前的规范中,数据的写入点正好会介于在两个4K 扇区的之间,也就是说即使是写入最小量的数据,也会使用到两个4K扇区,显然这样对写入速度和读取速度都会造成很大的影响。为此对于4K没对齐的情况来说,一定要修改成4K对齐才行,否则对于固态硬盘来说,不但会极大的降低数据写入和读取速度,还会造成固态硬盘不必要的写入次数。


    如果AS SSD提示“BAD”字样就表示4K没有对齐

      这张是一个没有4K对齐的M4 128GB的测试结果,可见4K没对齐导致SSD的随机读写能力大幅度下降,导致4K没对齐最常见的原因是用第三方分区工具设置不当造成的。

      了解到4K对齐的重要性之后我们来谈谈怎么做到4K对齐,其实最简单的就是Windows 7重新分一次区,因此Windows 7分区是按4K分区来进行的,而Xp的用户在分区是把分配单元大小设置为4096字节。如果不想重新弄系统的话可以使用Paragon Alignment Tool来进行无损4K对齐。


    进入软件后会首先让你选择防数据丢失的方式,由于这次是演示我们就选最快的无保护了


    软件会自动扫描没对齐的盘,没对齐好的盘是黄色的,点击“Align partitions”开始对齐


    需要稍微等一段时间,时间根据数据的多少而定,现在对齐成功了


    这是正常状态下的M4 128GB性能

      另外DiskGenius也能做到4K对齐,不过需要把硬盘重新分一次区,当Paragon Alignment Tool不起作用时就靠它了。

        Paragon Alignment Tool下载地址:115网盘
        DiskGenius下载地址:官网下载

    五、十四款SSD规格一览


      这次我们选择14款市场上主流的128/120GB SSD,其中的一半是我们直接买回来的,最近一段时间SSD的售价大幅度下降,有些产品都降至800元以内了,其中采用SandForce方案的产品多达10个,有两个采用的是Marvell的主控,三星和Indilinx各一个。

      其实在14款产品中有个异类,超极速Hyper SLC 128GB这款产品其实是还没有上市的,而且用的是SLC闪存先得比其他采用MLC的产品高档不少,把它加入这次横评的原因就是它的最终售价会和现在的MLC产品相近。

      这14款参加横评的SSD为:

       威刚XPG SX900 128GB
       海盗船Force GT 120GB
       Crucial M4 128GB
       Intel 330 120GB
       Intel 520 120GB
       金士顿HyperX 3K 120GB
       三星830 128GB
       超极速Hyper SLC 128GB
       忆正FTM Plus 120GB
       OCZ Agility 3 120GB
       OCZ Vertex 3 120GB
       OCZ Vertex 3 Max IOPS 120GB
       OCZ Vertex 4 128GB
       浦科特PX-128M3P

      这14款产品中Intel 520、OCZ Vertex 4、浦科特M3P和超极速Hyper SLC都是保五年的,其余的都是保三年。

    5.1 14款SSD规格表


    参测SSD规格参数一览(一)


    参测SSD规格参数一览(二)


    参测SSD规格参数一览(三)


    参测SSD规格参数一览(四)


    参测SSD规格参数总览(请点击放大)

      由于各个地区间的售价可能有差异,因此这次产品售价取的是淘宝上销量前几个的成交价,日期是2012年5月18日,由于近期SSD的价格波动较大,表中价格可能与实际价格有差异,敬请谅解。

      从表中我们可以看到大多数SSD都是使用3000 P/E的闪存的,只有Intel 520、330,OCZ Vertex 3 Max IOPS和浦科特M3P用的是5000 P/E的闪存,理论上这几款产品的耐久度会好很多。

      在SandForce主控系列产品中,威刚的XPG SX900和超极速Hyper SLC都是没有保留二级OP空间的,因此他们会比其他SandForce主控产品多出7%的可用空间。OCZ Agility 3是本次测试中唯一使用ONFI异步闪存的产品,由于闪存本身性能比不上ONFI的同步闪存和三星东芝的Toggle DDR闪存,因此这款产品性能上可能与其他测试产品有较大差距。


    5.2 怎么看待官方数据

      一般来说SSD的包装盒子背面都会贴有官方的测试数据,以用来标识这款SSD的性能如何,但是你如果对比一下几款产品的官方数据的话,你就会发现不同产品间官方给出的数据差异非常的大,那么我们应该怎么去看待这些数据呢?

      这些数据其实可以分为两个部分,一个就是连续读写速度,另一个就是IOPS,首先我们先来说说这个连续读写速度,通常SandForce主控的SSD都会标出它的读写速度都有500多MB/s,但是实际上是不是这样呢?由于压缩算法的存储SandForce的产品的确可以跑出这样的速度,但是是在非常特殊的情况下才能做到的,就是这些数据的全“0”或者全“1”这样压缩率非常高才行的,用ATTO测试就能跑出这样的速度,厂商通常也是用这个软件测试然后再给出官方数据的。

      但是如果用AS SSD来测试的话就会看到另一番景象,特别是写入速度会缩水得非常厉害,有些厂商会在官网上公布AS SSD测出来的成绩,但是大多数厂商是没提过的,因此SandForce主控的产品的官方连续读写速度其实有很大水分的,建议大家看看即可,实际购买前还是要去网上多看看产品的评测。

      而其他主控产品由于没有压缩算法,因此官方给出的连续读写速度是实打实的,SSD的实际读写速度就在官方数据附近。

      另外官方还会给出产品的IOPS,IOPS是直接与SSD的随机读写性能挂钩的,那么是不是代表着IOPS越高越好呢?理论上是这样,但是我们日常操作是很难达到这么高IOPS的,因为许多官方IOPS数据是使用IOMeter 4K QD32随机读写测出来的,但是日常的操作最多也就QD3~4,官方给出的是QD32下的IOPS并不代表着我们平常使用时实际IOPS,所以对一般用户来说官方给出的IOPS数据是基本没用的。



    六、SSD测试方法和数据解读



    6.1 测试平台及方法

      本次为了节约测试的时间我们准备了两套测试平台,一台用于常规的性能测试而另一台则是用来进行GC测试。

    性能测试平台

      性能测试平台采用Intel最新的Z77主板和Ivy Bridge处理器,CPU保持默认频率,为了保证测试结果准确我们把节能选项全部关闭,使用Windows 7 SP1 64位操作系统,驱动已经更新为最新的Intel Chipset Inf V9.3.0.1020和Intel Rapid Storage Technology 11.1.0.1006。

      测试项目方面包括AS SSD Benchmark、Crystal Disk Mark、FastCopy、PCMark 7这四项传统项目,此外本次还加入了Adobe Photoshop CS5的实际应用测试,让大家更为直观的看到SSD的实际应用差异。

      其实本来我们还打算进行实际的游戏载入时间测试的,但是尝试了几款游戏后发现使用SSD后载入的时间太短根本拉不开差距,最终我们还是放弃了。

      另外本次我们还加入了功耗测试,给对功耗比较敏感的笔记本用户一个参考。


     性能测试平台

    GC测试平台

      GC测试平台就是我们平常固定用来测试SSD的那一套,用的是技嘉Z68A-D3H-B3主板,CPU采用Intel Core i5-2500K,软件上与性能测试平台是一样的。

      GC测试时使用IOMeter对没有分区的SSD进行连续一小时的4K QD32随机息写入,以制造大量的碎片,然后每隔一段时间用HDTune Pro测试SSD的写入性能,看看单纯只靠主控进行垃圾回收的性能恢复能力,时间点分别是写入完成时、10分钟后、1小时后、3小时后、24小时后,最后还会重新分区进行全盘TRIM后再测一次。

     
     GC测试平台



    6.2 如何读懂测试数据

      我们来谈谈怎么看测试软件所得出的结果,以AS SSD Benchmark为例,软件可以测出SSD的连续读写速度、4KB随机读写速度、QD64时的随机读写速度,另外还有平均访问时间和软件测试得分,在这些数据中比较重要的是连续读写和4KB随机读写的速度,4K QD64在日常操作中很少碰到,而AS SSD的得分对两个随机测试结果看得非常重,所以这个得分其实没什么参考价值的,看看即可。

      就AS SSD而言,它是这样测试的:

      持续读写测试,AS SSD会先以16MB大小为单位,持续向受测分区写入生成1个达到1GB大小的文件,然后再以同样的16MB为单位读取,最后算出平均成绩而给出结果。

      4K随机单队列深度测试,软件会以512KB的单位生成1GB大小的测试文件,然后在这个文件的LBA地址范围内以4KB单位大小进行随机写入及读取测试,直到跑遍这个范围为止,最后同样计算平均成绩给出结果。

      4K随机64队列深度测试,软件则会生成64个16MB大小的测试文件,然后同时以4KB为单位,同时在这64个文件中进行写入和读取测试,最后依然以平均成绩为结果。

      由于AS SSD Benchmark这样的测试软件比较流行,而且连续读写性能是排在最上面,再加上厂商的数据上的“推波助澜”,以至于很多玩家看SSD的性能只看连续读写的成绩,实际上对于SSD来说,4K随机性能更为重要,尤其是将SSD当作系统盘时。

      另外一个问题,根据一些调查数据,SSD在读和写的操作上,读的操作是明显多于写操作的,这个比例在10~20:1的水平,所以,对于SSD的性能,先要看4K随机读的成绩,再看4K随机写和连续读的成绩,连续写的能力其实是排到最后的

      现在这些SSD都是支持SATA 6Gbps接口的,SATA 6Gbps的理论极限速度约为572MB/s(6000000000/10/1024/1024),目前用ATTO可能跑到550MB/s左右的最高速度(用SandForce主控跑100%可压缩数据),大多数的主流SSD的连续性能会有500+MB/s,但连续写入速度现在还难以突破500MB/s(不可压缩数据)。




    七、SSD性能测试结果


    7.1 AS SSD Benchmark测试


    AS SSD连续读取测试

      AS SSD测试所用的数据是完全不可压缩的,所以SandForce主控的压缩算法完全发挥不到作用,连续读取性能排在前面的基本拉不开差距,OCZ Agility3由于采用异步闪存,本身的性能较差,读写性能比较依赖压缩算法,所以被拉下比较多。


    AS SSD连续写入测试

      写入方面采用SLC闪存的超极速Hyper SLC一马当先,大幅度抛离其他产品,使用1.4RC固件后的OCZ Vertex 4的写入性能也非常不错,能达到409MB/s,浦科特的M3P与三星830的写入性能也不错,采用东芝闪存的OCZ Vertex 3 Max IOPS的性能明显比其他采用IMFT闪存的SandForce产品快上一截,而Agility 3继续垫底,Intel 330也比他好不了多少。


    AS SSD 4K随机读取测试

      我们比较看重的4K QD1随机读取测试,有着闪存优势的超极速排第一,浦科特M3P、OCZ Vertex 4和Crucial M4的随机读取性能也不错,后面紧随的是一堆SandForce主控产品在23、24 MB/s附近,Vertex 3 Max IOPS垫底这个比较让人意外。


    AS SSD 4K随机写入测试

      随机写入性能Vertex 4取得第一的位置,Intel的两个产品紧随其后,后面一堆的性能差距其实差距不大,只是垫底的三星830和浦科特M3P两个差距明显些。

      下面两个高队列深度的测试看看即可,日常应用中最大的QD不过3到4之间,这种高队列深度的性能平常是用不上的。


    AS SSD 4K QD64随机写入测试


    AS SSD 4K QD64随机写入测试




    7.2 CrystalDiskMark测试



    CDM连续读取测试

      CDM的测试中采用SLC的超极速Hyper SLC不再读取速度第一,取而代之的是三星830SandForce主控中,采用美光闪存的产品性能是明显比采用Intel闪存的产品要好的。


    CDM连续写入测试,这项与ASSSD的结果差不多,就不多说了


    CDM 512KB随机读取测试


    CDM 512KB随机写入测试


    CDM 4KB随机读取测试

      CDM的4K随机测试与ASSSD完全是另一番景象,SandForce主控的产品速度都上来了,先不看第一的那个,采用美光闪存的忆正FTM Plus和海盗船Force GT的表现都很好,抛开第四的浦科特M3P不少。


    CDM 4KB随机写入测试,结果也和ASSSD差不多


    CDM 4KB QD32随机读取测试


    CDM 4KB QD32随机写入测试



    7.3 PCMark 7测试

      PCMark 7测试,采用SLC的那个超极速SSD得了5549分,其他用MLC的产品望尘莫及,浦科特M3P的表现也是非常强的,都快5400分了,随后的三星830、Intel 520和OCZ Vertex 3 Max IOPS的表现也非常强,采用异步闪存的OCZ Agility 3比较悲剧。


    7.4 FastCopy测试

      FastCopy的测试时先用RamDisk软件把4GB内存设置为一个分区,然后把测试用的文件复制进去,再用FastCopy把文件复制到SSD 内,此为写入测试。写入测试结束后再用FastCopy把文件移回内存中,此为读取测试,用RamDisk的目的就是为了消除读写上的瓶颈。

      测试的数据分三类,一种是单个的大文件,采用的是2198MB的MKV电影文件,一种是游戏,选择的FarCry 2,大小为3252MB,文件总数为 67个,一种是大量的零散文件,把Windows目录下的System32文件夹作为测试用数据,大小为2250MB,里面有多达10980个文件。


    MKV文件读取


    MKV文件写入

      由于视频文件是很难被压缩的所以这项测试结果其实和前面的ASSSD和CDM测试差不多,十分依赖压缩算法的OCZ Agility 3依然苦逼。


    System32文件夹读取


    System32文件夹写入

      System32文件夹比较好压缩SandForce主控的产品性能都上来了,读取测试排前面的都是SandForce的产品,Agility 3的速度也比MKV的测试时高了不少。写入方面Vertex 4表现不错,拉开第三不少差距,Crucial M4垫底而且还被拉开不少差距。


    Farcry2文件夹读取


    Farcry2文件夹写入


    7.5 Photoshop CS5文件载入与保存测试

      这项测试是用Photoshop读取一个4.04GB大小的PSD文件,用秒表记录从读取开始到结束时所花费的时间,而保存测试是把这个PSD另存为一个新的PSD,在软件处理好文件后开始存储时才开始计时,直到文件完成生成,用秒表记录所用时间。Photoshop软件安装在系统盘中,而PSD文件则是放在测试盘里面。

      此测试中加入了两个机械硬盘的测试结果,其中一个是日立Z7K500(2.5寸,7200转,单碟500GB)和希捷7200.14 1TB(3.5寸,7200转,单碟1TB),可让大家见识到SSD和HDD在实际应用时的差距。


    Photoshop CS5 PSD文件读取

      从结果看来这个PSD文件挺好压缩的,SandForce主控的产品表现都非常好,那个SLC的60秒就读取完了,OCZ Vertex 3 Max IOPS表现也不错64秒,而其他的SandForce产品在67到69秒之间,采用异步闪存Agility 3用了71秒就完成了,用Everest2主控的Vertex 4花了72秒,后面是三星830,不过差距就比较大了花了85秒,两个Marvell主控的用了87秒,在SSD中垫底。

      写入方面Vertex 3 Max IOPS表现依然出色,72秒就可以完成保存操作,接着的是Intel 520和威刚XPG SX900,分别是77和78秒,然后一堆SandForce主控的产品(外加一个Vertex 4)用了81或者82秒,用异步闪存的Aglilty 3用了88秒,三星830 90秒,两个Marvell主控的91秒。

      另外在存储测试时SSD与HDD的所用时间差距拉得非常大,SSD一分到一分半就能完成的工作HDD用了三到四分钟,测试HDD时等待时间异常苦闷。



    7.6 性能测试数据汇总及分析



      将前面测试的各项数据汇总成下表,这样更方便对比各SSD的差异:

     
    性能测试数据汇总(点击放大)

      在上表中,各个单项的最好与最差成绩分别以红色和绿色作了标记,大体上可以一眼看出最好与最差的。在全部17项数据中,超级速SLC SSD一共拿得了14项第一,差不多是一片红色,性能上的优势无可匹敌,鲜明对比的是OCZ Agility 3,一共有10项倒数第一,性能最差的地位也不可动摇。

      OCZ Vertex 4的性能也表现不错,拿到了两项第一,忆正FTM Plus也拿到一项第一,此前一直有很好印象的浦科特M3P居然有四项成绩是倒数第一,好在它的综合性能并不差。

      即便这样看,对多数SSD来说也不能很直观的了解性能的好坏,在此我们引入一个性能的指标——超能指数,它是上面各单项成绩的加权值之和,即:

        超能指数 = 系数 * ∑(权重 * 单项成绩 / 单项平均值)

      解释一下,系数是一个常数,是为了让最后的得分好看,这里为2.6,是让成绩变成百分制。权重主要是考虑到各种数据的重要性,比如对SSD来说,读取速度比写入速度重要,因为实际应用中读与写的比例至少在10倍以上,随机性能比连续性能重要,基于这样的考虑,制定的权重规则是:随机读取权重为3,连续读取权重为2,随机写入为2,连续写入为1。

      经过这样的计算,可以得到各SSD的超能指数:


    超能指数与性价比指数

      性能方面,超级速的SLC SSD一骑绝尘,以98.2的高分遥遥领先,SLC的代价真不是盖的,第二名为OCZ Vertex 4,也有86.1分,而浦科特M3P以81.4位居第三,其它的SSD得分都在80分以下。

      市场上热卖的三星830美光M4,它们的性能并不突出,在这14款SSD中只能列第4和第10位,尤其是M4甚至达不到平均水平。OCZ Agility 3以54.3分的成绩理所当然的当了副班长,最主要的是,倒数第二名都有70.6分啊,这个性能上的差距还真不是一般的大。

      有了超能指数这个性能指标,就很容易计算出各SSD的性价比指数(超能指数/参考价*99),性价比方面,三星830以9.9分领跑,美光M4以9.2分紧随其后,群众的眼睛果然是雪亮的,威刚SX900以8.6分穷追不舍。

      本来性能很出色的OCZ Vertex 4,由于新品的原因,价格还比较高,性价比不如前四款,只能以7.7分排第五,而OCZ Vertex 3 Max IOPS高达1400多元的价格,其性价比被无情的BS了,相反,OCZ Agility 3虽然性能最差,但价格也最低,性价比也就马马虎虎。

      需要说明的是,SLC颗粒的超级速Hyper SSD,由于成本的问题,其定价为1599元(实际成交价会稍低),这是一款以性能为诉求的产品,我觉得这样简单的性价比算法对它来说是不公平的。

      



    八、GC与TRIM测试

    8.1 GC效率测试:SF主控

      GC测试使用IOMeter对没有分区的SSD进行连续一小时的4K QD32随机息写入,以制造大量的碎片,然后每隔一段时间用HDTune Pro测试SSD的写入性能,看看单纯只靠主控进行垃圾回收的性能恢复能力,时间点分别是写入完成时、10分钟后、1小时后、3小时后、24小时后。

    SandForce方案


    威刚XPG SX900最终可以恢复到69%


    海盗船Force GT最终可以恢复到66%


    Intel 330最终可以恢复到75%


    Intel 520最终可以恢复到69%


    金士顿HyperX 3K最终可以恢复到76%


    忆正FTM Plus最终可以恢复到70%


    OCZ Agility 3最终可以恢复到64%


    OCZ Vertex 3最终可以恢复到65%


    OCZ Vertex 3 Max IOPS最终可以恢复到71%


    超极速Hyper SLC最终可以恢复到85%

      SandForce主控的产品固件基本都是由SandForce直接提供,所以表现都差不多,它的垃圾回收机制与Maverll主控有些不同,首先SandForce主控的产品在没分区是用IOMeter进行长时间全盘写入也不会像Maverll主控产品那样性能大幅度下降,只会下降二分一左右,而且GC效率也不高,最终写入速度只能恢复到出厂状态的80%左右,这一切都是为了保证NAND的寿命。


    海盗船Force GT写入后HDTune测试结果


    海盗船Force GT闲置一天后,SandForce的产品GC后是整盘性能都上升的


    8.2 GC效率测试:Marvell以及其他主控


    Crucial M4最终可以恢复到31%


    浦科特M3P最终可以恢复到62%


    三星830最终可以恢复到24%,GC能力比较差


    Crucial M4闲置一天后

      这三个放在一起是因为他们测试结果非常相似,IOMeter写入后都会降到非常低,而GC后是SSD前面的一部分空间性能完全恢复到初始状态,后面的基本没有变化,GC的效率则是各个不同,浦科特的最快而三星的最慢,不过这三款都是Trim后会完全恢复初始状态,不过像SandForce的产品那样只有原来的80%。


    OCZ Vertex 4最终能恢复到28%


    OCZ Vertex 4闲置一天后


    Trim后性能会完全恢复,但是曲线很奇特

      OCZ Vertex 4在写入后的性能会降得非常低,GC后的曲线其实是有点象SandForce主控那样全盘性能一齐上升的,不过GC的效率很低,Trim后会完全恢复初始性能,只不过这曲线很奇怪,最后的10%空间写入速度突然降了下去。




    8.3 TRIM性能测试

      在各款SSD经过24小时的GC测试后,我们最后都会把整SSD重新分一次区,让系统给SSD发出全盘TRIM指令,闲置一段很短的时间后再把分区删除用HDTure再进行一次写入测试,看看TRIM后大概能恢复多少性能。


    各款SSD GC 24小时后以及Trim后性能恢复水平一览表


      采用SF-2281主控的SSD即便在TRIM后,性能只能恢复到原来的70-80%,这和主控的算法有关,SF-2281会保留一定的“脏”的Block,尽量减少对闪存的擦写次数,以维持SSD有耐用性。而其它的主控(包括Marveel、三星和Everest2)在这方面稍为激进一些,TRIM后可以恢复到100%的水平,对于玩家来说,在当时确实是可以获得比较高的读写性能。

      如果采用SF主控的SSD想恢复到出厂性能,可以使用对应的Toolbox工具进行安全删除(Secure Erase),前提是SSD上的数据将会全部丢失,所以一定要作好备份。像一些工具软件如HDDERASE,也能将SSD进行一次彻底“格式化”将性能恢复到最佳。无论是用Toolbox还是HDDERASE,这样做的负面是,所有闪存都被擦写一次,寿命进一步下降。




    九、SSD功耗测试


      对于SSD来说,功耗都比较低,因此被大多数用户忽视,但是越来越多的笔记本用户步入SSD之列,功耗也成为新的观注点,就移动平台来说,更低功耗意味着续航时间的延长。

    9.1 功耗是这样测试的

      这次功耗测试,采用传统的电流与电压测量并计算得到,由于SSD不需要12V和3.3V供电,因此这个测试也变得简单起来,只需要测量到5V输入的即时电流和电压即可。


    改造一个4D转SATA转接线,断开5V连线,方便接入万用表


    测量时的基本示意图

      测试具体方法如上,用两个万用数字表分别测量5V输入的电流和电压,再将这两个数值相乘即可得到某一瞬间的功耗值。测试用的软件为CDM,记录在运行持续读写和4K随机读写时的电流与电压。


    某SSD在持续读过程中的电流与电压值

      我们测量了SSD的启动功耗、待机功耗、持续读/写功耗和随机读/写功耗一共六个值,考虑到数据过多的话影响阅读,因此选择列出三个比较有代表性的功耗值,即待机功耗、持续写入功耗和随机读取功耗。

      SSD最低功耗表现在待机时,而最高功耗表现在持续写入时,随机读功耗相对较低,可以看作是典型应用时的功耗值。其它的如持续读取功耗会比持续写入功耗稍低,随机写入功耗会比随机读取功耗稍高,大多数SSD的启动功耗接近于随机读写功耗。



    9.2 功耗测试成绩


    待机功耗

      待机时120/128GB SSD的功耗确实非常低,大多数只有0.6W左右,这14款SSD平均待机功耗为0.74W,其中浦科特的128M3P最低,仅仅只有0.36W,虽然绝对数值相差不大,但比例上看是要低了差不多一倍,比较令人奇怪的是,OCZ Vertex 4的待机功耗高达1.32W,几乎是平均值的二倍,或许是因为它采用最新主控的原因,在固件上远不如其它使用旧主控产品来得成熟。

      需要解释的是SuperSSpeed SLC固态硬盘,如果将Vertex 4这个个例排列在外,它的功耗无疑是最高的(包括后面的读写功耗),显然这和它使用了SLC闪存颗粒是息息相关的。虽然理论上说,SLC闪存的驱动电压更低,但对于相同容量的SLC和MLC闪存来说,SLC需要二倍的DIE,也就是说,同样是128GB的SSD,如果采用MLC,只有16个DIE,而采用SLC,则需要32个DIE,因此理论上功耗也会高一些

    4K随机读功耗

      随机读是SSD非常典型的应用,尤其是作系统盘使用时,也就是说这一个功耗会是实际应用中出现比重最高的一个参考值。

      参测的14款SSD平均4K随机读功耗为1.62W,浦科特128M3P的表现依然最好,0.67W的功耗远远低于平均值,其次美光M4三星830也不错,由于使用SLC闪存的缘故,SuperSSpeed的产品随机读功耗达到2.3W,差不多比平均值高出50%。

    持续写入功耗

      持续写入功耗可以看作是SSD的最大工作功耗,对于很少当仓库盘使用的SSD来说,这样的工作机会并不多。

      14款SSD的平均持续写入功耗达到3.06W,几乎是平均随机读取功耗的两倍,是平均待机功耗的四倍多。不得不说浦科特128M3P的功耗控制得非常出色,在这一项是继续保持着领先优势,与OCZ Agility 3同样为2.65W,在随机读功耗中位居前列的美光M4和三星830这次却排到后面去了,SLC闪存的SuperSSpeed SSD不出意外的继续以3.9W的功耗高居“榜尾”。

      单纯从功耗来讲,浦科特128M3P无疑是最出色的,三星830也值得推荐,镁光M4也可以考虑……但是但是,对于台式机玩家来说,二三瓦的功耗根本就是浮云,完全选择无视之,笔记本用户倒是可以稍加斟酌。


    十、评测总结

    10.1 120/128GB SSD选购参考

      经过多个项目的测试后,14款120/128GB SSD个方面的优劣立即体现在我们眼前,通过这些数据我们可以给最近想买SSD的玩家提供一些建议。

    如果你追求速度,综合性能前三名是:

      超极速Hyper SLC 128GB (超能指数98.2)
      OCZ Vertex 4 128GB (超能指数86.1)


    SuperSSpeed Hyper SLC 128GB荣获超能网推荐金奖

      采用SLC的超极速Hyper SLC 128GB性能远远领先其它产品,一骑绝尘,绝对是追求性能玩家的不二之选,而且从SLC的成本来看,它并不贵。

       
    OCZ Vertex 4 128GB荣获超能网推荐银奖

      OCZ Vertex 4的连续读写和随机性能表现都很好,特别是随机性能数一数二,连续读写性能在刷新1.4RC固件后也非常强劲,在MLC SSD中,它的性能优势很明显,是除SLC SSD外的最佳选择。

    如果你讲实惠,性价比前列的是:

      三星830 128GB (性价比指数9.9)
      Crucial M4 128GB (性价比指数9.2)
      威刚XPG SX900 128GB (性价比指数8.6)

     
    三星830 128GB荣获超能网推荐金奖

      三星830现在只需要770元左右就可以拿下,而且这个盘的性能表现也是中上水平,连续读写性能非常好,性价比第一非他莫属。


    Crucial M4 128GB荣获超能网推荐银奖

      Crucial M4 128GB售价也就790元左右,这盘的缺点就是连续写入性能相对较低,其他性能都不差,日常应用读取较多,写入性能显得不那么重要,老牌劲旅,性价比第二。

      威刚的XPG SX900 128GB售价850元左右,性能比三星830略强,性价比也位居较前。

    如果你是笔记本用户,那么推荐:

      浦科特PX-128M3P
      三星830 128GB

      这里推荐的两款产品考虑的出发点就不再是性能和价格了(实际M3P的性能很不错,三星830的价格很低),是以轻薄和低功耗为出发点去考虑的,浦科特和三星的产品都是7mm厚的,更适合轻薄本,而功耗表现上这两款产品都非常出色,总体功耗都很低,对于比较重视续航能力的笔记本来说,节能是很重要的。

    如果你注重耐用性,我们推荐

      超极速Hyper SLC 128GB
      浦科特PX-128M3P
      Intel 520

      之所以推荐这几款产品,是因为它们都提供五年质保,更主要的是,超级速采用的SLC闪存,P/E次数达到10万,是MLC的二十倍多,寿命要长得多。而后两款均使用5000 P/E的NAND闪存,相比大多数3000 P/E的闪存,耐用性要明显高出。性能上超级速SLC SSD和M3P就不说了,Intel 520其实也是不错的,它的性能排第六呢。



    10.2 SSD近期发展趋势及感想


      前面谈了一堆有关SSD理论性的东西以便读者理解SSD独特的工作方式以及由此而来的优缺点,但是上面的内容对选购产品并无必要,消费者更多的是关注到手的SSD是怎么样的,这里我们就谈谈一些SSD的实际问题以及发展趋势。

      第一个问题还是给闪存,某种意义上选SSD就是选闪存颗粒,不同的闪存颗粒对SSD的性能和可靠性有决定性影响。

    工艺与你:NAND的工艺进化

      除了技术规格的不同,工艺对NAND闪存的性能、容量、成本以及可靠性也有很大的影响,还记得当初Intel SSD从50nm升级到34nm工艺时曾引发许多用户对SSD可靠性降低的担忧,因为50nm的闪存P/E寿命是10000次,而34nm工艺制造的闪存只有5000次。

      目前的工艺主流是25nm,从2010年起有陆续有实验性产品问世,当年5月就已量产,不过直到去年初,美光M4和Intel 320的发布才正式拉开了25nm工艺的大幕。

      与前代34nm工艺相比,25nm工艺制造出的单颗闪存容量更大,64Gb(8GB)是34nm工艺生产不出来的,核心面积也只有167mm2,工艺升级带来的最大好处就是单位容量更高,成本更低,最终的售价也便宜了。


    工艺升级对闪存的使用寿命也有不利影响

      不过25nm工艺也不是没有缺陷,初期产品P/E寿命依只有3000次,尽管后续的产品优化到5000次,但是消费级市场的25nm SSD普遍都是3000次寿命,只有Intel自家SSD用的是5000次,另外能达到5000次普遍是东芝系闪存,工艺主要是32nm或者24nm。

      此外,写入次数的降低也会带来其他负面影响,比如ECC纠错要求更高,为了提高可靠性,主控的RAISE校验空间也不得不加大。

      今年底NAND的制程工艺将进入20nm时代,领头的依然是Intel和美光合资公司IMFT,去年就宣布成功制造出128Gb容量的闪存颗粒,Intel甚至把20nm工艺闪存的SSD都准备好了,只等时机合适就正式推出。

      20nm工艺制造的NAND颗粒容量最大为128Gb,如果是生产主流的64Gb规格,那么核心面积只有118mm2,比目前25nm制造的64Gb约167mm2的面积减少了30%,芯片产量则可以提高40%,成本大大降低。

      在之前的一篇文章中,我们最早公布了20nm工艺SSD的性能,坏消息就是性能下降了10%,而且初期的P/E次数只有3000次,但是20nm才刚刚露面,主控的优化和支持还没跟上,性能还会增长回来,而写入寿命也会有5000次产品出现,这一切还得等主控和固件优化支持。

      尽管每次工艺转换都会带来性能及可靠性的担心,但是这个趋势是无法阻挡的,因为工艺进化带来的容量增加、成本降低的优势实在太有诱惑力了,而性能和可靠性下降是可以借助其他技术来规避。

    容量更大,价格更低

      这一次的降价也为大容量SSD普及提供了一次机会,以前我们选择60GB甚至30GB的SSD主要是因为价格太高,买个小容量SSD做系统盘,不过120GB SSD硬盘售价不足800元,已经大大挤压了64GB及以下容量SSD的生存空间,可以预测一下,年中128GB容量将成为主流,借助20nm工艺带来的优势,256GB容量将成为年底的标配,而128GB容量甚至可能只要500元左右,一两年内或许512GB-1TB的SSD也能为广大玩家所接受,到那个时候HDD在日常应用中就真的没什么优势了,安心做数据盘去吧。

    SSD体积缩小:7mm渐成大势

      早期的SSD,或者说现在大部分SSD的封装体积都是按照2.5寸HDD规格来的,厚度是9.5mm,不过随着轻薄笔记本、比如UltraBook超极本的推广,对SSD体积特别是厚度的要求也提高了,于是针对笔记本的SSD厚度都统一为7mm了。


    7mm及9.5mm高度示意图

      虽然说厚度降低了,单从玩家并不需要额外购买更薄的SSD了,7mm与9.5mm的区别只是SSD外壳中一个塑料框的问题,去掉这个外框之后换四颗螺丝就可以改造出自己的7mm SSD了。


    玩家分享自己改造C300 SSD到7mm厚度的过程


    去掉塑料框换用螺丝即可

    mSATA:SSD小型化又一推动力

      厚度降至7mm只是减少了SSD部分占用空间,并不能从根本上改变SSD的体积,而mSATA接口的出现才算是SSD轻量化的主要推手。

      mSATA是Mini-SATA的简称,标准公布于2009年9月份,技术规格跟主流的SATA没有区别,性能和容量都没有损失,但是供电和数据接口整合在一个卡槽中,因此体积缩小了,而且使用mSATA接口的SSD大多不需要外壳,整个SSD变得小巧多了。


    Intel 310及311系列SSD都是mSATA接口

      mSATA接口SSD主要用于轻薄笔记本,台式机上主要用作SRT缓存加速,比如Intle的310及311系列SSD,当然也可以当作正常的SSD来使用。

      目前主板集成mSATA接口也是一大趋势,比如技嘉旗下的Z68、Z77主板几乎把mSATA接口当作标配功能,甚至B75主板都有,华硕、华擎的中高端Z77主板也有mSATA接口,微星的Z77主板就少一些(实际找了几款都没有),看来对这个不怎么热心。

    主控:期待新锐冲击

      下一个问题是SSD主控。SSD主控领域的厂商很难说增加还是在减少,除了Marvell和SandForce两大豪门之外,Intel早就不开发主控了,消费级转向SandForce 2281,刚出的910企业级倒是自己的主控,不过大势已定,当然也说不准Intel哪一天杀个回马枪,又开始做SSD主控。

      其他如三星、东芝、JMicron的SSD主控应用范围越来越小了,对整个市场的影响比较小。

      前两天看到的新闻是台湾群联推出的SSD主控也要开始上市了,S8FM0001主控的读写速度大约在460、315MB/s,中等偏上水准,有望为SSD主控市场带来新活力。

      另外,之前有消息称VIA威盛也看中了Tensilica公司的芯片,有意以其为基础设计SSD主控,再加上威盛自己在功耗控制上的优势,也许未来的SSD会有更大变化呢。

    接口:SATA 6Gbps已到极限

      最后,SSD的接口也要升级了,目前新出的SSD读写速度已经达到500MB/s左右,已经逼近SATA 6Gbps理论值572MB/s,像Marvell新推出的88SE9187主控最高已经能支持1.6GB/s的传输速度。

      在目前SATA 6Gbps接口的限制下,如果进一步提高SSD读写能力就得使用PCIE接口,如果是4条PCIE通道的话那就有2GB/s的带宽能力,足够未来一段时间SSD使用了。

      外设接口上,USB 3.0大约5Gbps的速度也不能满足高速SSD的要求了,Z77主板已经开始支持雷电接口,双向带宽可达20Gbps,单纯传数据的话也有10Gbps,这都是高速SSD发展的契机,虽然短时间内不可能看到大批对应产品问世,不过技术的发展可谓一日千里,也许不要一两年我们就能看到超大容量、超高速度、超小体积的SSD了呢。

    十一、十四款参测SSD简介


    11.1.1 威刚XPG SX900 128GB简介

      威刚的XPG SX900系列是SandForce授权首款没有二级OP空间的SSD产品,此系列产品的容量普遍比其他SandForce高7%,有64、128、256、512GB四个容量,其中128GB的最大读写速度为550/520 MB/s,不可压缩数据的读写速度为486/182 MB/s,淘宝价大概为850元,质保三年。


    威刚所有的SSD背面上都贴有Acronis True Image HD的序列号


    威刚XPG SX900系列的包装,还挺漂亮的,可以透过包装直接看到SSD


    包装上的两个开口位置都贴有封条


    盒子上的防伪标签

      包装盒里面的东西一览,有一本快速安装手册产品、软件使用说明书,附件有一个2.5转3.5寸的金属托架和8颗螺丝,附送的软件需要在网上下载。


    威刚XPG SX900拆解,固定PCB的铝壳上还有块用来绝缘的塑料板


    威刚XPG SX900 PCB正面


    威刚XPG SX900 PCB背面

      主控依然是常见的SF-2281VB1-SDC,可见SX900系列的容量增加其实只是更换了新的固件而已,硬件上没作任何变化。

      威刚SX900 128GB所用的是Intel的25nm MLC闪存芯片,闪存编号29F64G08ACME3,是Intel的ONFI同步NAND颗粒,刷写次数为3000,单颗容量8GB,PCB两边各八颗组成128GB的规格。


    11.1.2 威刚附送软件:Acronis True Image HD

      威刚SSD的背面附有下载Acronis True Image HD软件序号,这是一款比较出名的系统备份软件软件,它可以帮助用户把原来硬盘中的整个分区克隆至SSD中,可以免去了重装系统的麻烦,其实功能和我们所熟悉的GHOST差不多,不过Acronis True Image HD是在Windows系统下工作的使用更为方便。

      附件中并没有附送软件的安装光盘,大家可以去威刚官方网站下载软件那里还有详细的安装说明。


    下载完软件后开始安装


    软件安装中


    安装完后执行软件,请按“获取密匙!”

      StubKey就贴在SSD背后,填写完表格后系统会发一封邮件到你所登记的邮箱中,点击邮件中的链接地址获得64位的产品激活密匙。

      激活后软件就能正常使用了,软件的用法和大多数系统备份软件差不多,里面有完整的使用向导,使用起来相当方便,在这里就不再多作介绍了,有不懂的话大家可以在网上搜索相关教程。

      威刚送的Acronis True Image HD是OEM版本,软件还有许多功能是不能用的,有需要的用户可以购买正式版。

    11.2 海盗船Force GT 120GB简介

      海盗船Force GT系列采用的是SandForce SF-2281加同步MLC闪存的方案,有60、90、120、180、240、480六种容量,这款120GB的最大读写速度为555/515 MB/s,最大4K随机写入IOPS为85,000,淘宝价大概为1050元,质保三年。


    SSD正面外壳采用红色磨砂材质,而背面则是黑色拉丝,用的是两种完全不同的风格


    我们新买回来的的这个Force GT 120GB在这个角落上贴有海盗船的镭射标签


    海盗船Force GT的包装,上面还贴着代理商的标签


    包装盒的两个开口处都贴有封条

      拆包后里面的所有东西合照,附件就一个附件有一个2.5转3.5寸的金属托架和两种不同口径的螺丝各4颗。


    海盗船Force GT PCB正面,这款产品所用的PCB比其他的SSD短点,元件布局要密些


    PCB背面


    SandForce SF-2281主控

      海盗船Force GT 120GB所用的是镁光的25nm MLC闪存芯片,闪存编号29F64G08CBAAB,是镁光的ONFI同步NAND颗粒,刷写次数为3000,单颗容量8GB,PCB两边各八颗组成128GB的规格,其中有8GB是被保留的OP空间

    11.3 Crucial M4 128GB简介

      镁光旗下的Crucial M4这个已经属于一款非常经典的产品了,推出时间已有一年之久,是最近降价幅度较大的SSD之一。

      Crucial M4有64、128、256、512四个容量,刚上市时的0001固件的最大读写速度只有425/175 MB/s(128GB),在更新0009固件之后读取速度已经上升至500MB/s,SSD的4K随机读取IOPS是45,000,4K随机写入IOPS是35,000,淘宝价大概为790元,质保三年。

      从SSD上的标签我们可以看到,这个Crucial M4 128GB的出厂固件是0009,现以更新至0309版本固件,而现在最新的固件是000F。


    我们买的这个Crucial M4 128GB在这个角位贴有镭射标签,下面是螺丝,撕掉就没保修了


    Crucial M4 128GB的包装盒子


    盒子只有一个开口,上面也贴有封条


    把盒子里所有东西拿出来就这样,有一本安装手册,没其他附件了


    包装SSD的放静电袋上也有封条


    Crucial M4拆开


    PCB正面


    PCB背面


    Marvell 88SS9174主控


    SSD上有一颗缓存芯片,镁光自家产品,是DDR3-1333的芯片,容量为128MB

      Crucial M4 128GB所用的是镁光自家的25nm MLC闪存芯片,闪存编号29F64G08CFACB,是镁光的ONFI同步NAND颗粒,刷写次数为3000,单颗容量8GB,PCB两边各八颗组成128GB的规格。

    11.4 Intel 520 120GB简介

      Intel的520系列用的是SandForce的主控,不过与其他用SandForce主控的厂家不同,Intel 520系列固件是由自己编写的,不像其他厂家那样统一由SandForce提供。520系列包括60、120、180、240、480GB五个容量,我们测试的这款120GB的最大读写速度为550/515 MB/s,非压缩数据的读写速度为500/170 MB/s,4K随机读写IOPS分别是25,000/40,000,最大写入IOPS为80,000,彩包大概要1300元,简包大概为1160元,质保五年


    Intel SSD的底盖一如既往的有特色

      这款Intel 520我们买的是简包,彩包要贵上差不多200元,只是多了些SATA线、3.5支架这样的配件,保修方面简包和彩包是一样的,所以我们选择了性价比更好的简包。


    简包盒子上也是有封条的

      打开盒子后就这些东西,一个SSD亿张贴纸,防静电袋里面有一包干燥剂,Intel在细节方面还是做得挺好的,其他厂家都没有准备干燥剂,电子产品还是在干燥环境下保存比较好。


    防静电袋是直接封了口的,拆包只能直接剪开


    Intel 520拆解,可以看到在主控位置准备有导热贴


    PCB正面,上面的闪存位置全部空焊了,240GB的话会补上这些闪存


    闪存都躲在PCB背面


    SandForce SF-2281主控

      Intel的SSD必然会用自己的闪存,这个Intel 520 120GB用的是25nm的同步MLC闪存,编号为29F16B08CCME2,5000 P/E,单颗容量16GB,8颗组成128GB的规格,8GB被留作OP空间

    11.5.1 Intel 330 120GB简介

      Intel在推出比较昂贵的520系列后也推出了面向主流市场的330系列,同样采用SandForce的主控,不过只有60、120、180GB三个容量,120GB的连续读取速度为500MB/s,连续写入速度为450MB/s,随机读取22,500 IOPS,随机写入33,000 IOPS,相比520系列有较大的下降,质保也减为三年淘宝价大概为960元,目前只有彩包。


    背面依旧这么“美观”


    330系列目前只有彩包没有简包


    彩包上的封条,另外一边没有封条可以直接打开……

      彩包的附件十分丰富,SATA线、4pin转SATA口的电源转接线、软件光盘、3.5寸的支架、两种不同的螺丝各4颗以及安装手册。


    放静电袋上有封条


    这个静电袋也是封死的,要直接剪开,里面也有包干燥剂


    Intel 330拆解


    Intel 330 120GB PCB正面,和520设计基本相同


    PCB背面


    SandForce SF-2281

      使用闪存与520系列的相同,都是29F16B08CCME2,5000 P/E,单颗容量16GB,8颗组成128GB的规格,8GB被留作OP空间

    11.5.2 Intel附送软件:Intel SSD Toolbox

      Intel SSD Toolbox是一款非常不错的SSD管理软件,目前最新的是3.0.3版本,这个软件可以查看SSD的信息、扫描磁盘错误、手动Trim、自动系统优化、全盘擦除以及更新固件,大部分功能只支持Intel SSD。


    可以看到SSD的详细信息


    SMART信息


    其他品牌SSD也能用,不过大部分功能不能用


    Intel SSD Optimizer就是手动全盘Trim


    可以设定时间让软件定时进行此操作


    快速磁盘诊断


    全面磁盘诊断


    全盘擦除功能,可以把SSD恢复到出厂的性能,不过会丢失所有数据

      Windows下的固件更新,让固件更新变得更为方便,主要点解右下的检测更新按键是检测软件的更新而不是SSD最新的固件。


    系统自动优化功能,点一下就可以把系统优化可以发挥SSD最大的性能



    11.6.1 金士顿HyperX 3K 120GB简介


      金士顿HyperX 3K大家可以看作是旧的HyperX更换擦除次数为3000次的闪存后的产物,原来的HyperX所配的是5000次的闪存,现在换上更廉价的闪存后价格也自然会便宜些。

      由于这是一款非常新的产品,我们在购买时店家还没有这产品的盒子,所以只好拿了个火山系列的盒子装着寄给我们,里面只有一个SSD,如果是正常包装的话应该还有一个3.5寸的支架的,另外金士顿的SSD还有升级套装,里面除了SSD和支架外,还有一个2.5寸的硬盘盒和USB线、一条SATA线、软件光盘、安装指南和一套多头螺丝刀,淘宝价大概为1020元,质保三年。

      金士顿HyperX 3K有90、120、240、480四个容量,这款120GB的最大读写速度为555/510 MB/s,持续的4K读写IOPS为20,000/60,000,最大随机读写IOPS为85,000/73,000,保修期为3年。


    金士顿HyperX 3K 120GB背面,可以看到代理商的标签


    在这个螺丝孔上面贴有易碎标,损坏没保修

      在打算拆解这个SSD的时候发生了一段小插曲,就是我们手头上的螺丝刀都不适合这种螺丝,结果只好去旁边的电子市场找螺丝刀,而且是问了几家店才能找到适合的,这是TT6的梅花螺丝。


    金士顿HyperX 3K拆解,可以看到上面都贴有厚厚的导热贴


    PCB正面,长度比其他的SSD要短些


    PCB反面


    SandForce SF-2281主控

      金士顿HyperX 120GB所用的是Intel的25nm MLC闪存芯片,闪存编号29F64G08ACME3,是ONFI同步NAND颗粒,刷写次数为3000,单颗容量8GB,PCB两边各八颗组成128GB的规格,其中有8GB是被保留的OP空间


    11.6.2 金士顿软件:Kingston SSD Toolbox

      打开软件的瞬间即视感就袭来,怎么这个东西这么眼熟啊,这不就是旧版的OCZ Toolbox吗?而且功能还少些。


    这个Kingston SSD Toolbox只能查看SSD的基本信息

      说真的旧版OCZ Toolbox是可以支持所有的SandForce主控产品的,而且比Kingston SSD Toolbox还多个全盘清理功能。

    11.7.1 三星830 128GB简介

      三星的830系列是最近杀价杀得最凶的SSD之一,加上三星的品牌效应,相信关注度也非常的高,有64、128、256、512四个容量, 128GB的读写速度分别为520/320 MB/s,随机读写IOPS分别为80,000/30,000,简包大概要770元,PC套装则要820元,质保期为3年。

      SSD背面,这是一款7mm厚的产品,而之前介绍的那几款都是9mm厚的,这样设计的原因是现在的笔记本已经做得越来越薄,有些笔记本已经装不了9mm厚的硬盘了,把SSD做薄点就可以让它顺利的安装在这些笔记本上面。

      我们购买的是三星830是简包,比PC套装要便宜50元,其实就是些配件有差别,而且这个简包比Intel的简包靠谱多了。


    包装上两边都贴有封条(另外一边是透明的圆形封条)

      简包的配件就这些,一个三星 SSD Magician软件光盘和一本说明书,另外还有PC套装和笔记本套装两种可以选择,当然价格会贵些,PC套装可以查看我们之前的评测文章,附件有三星 SSD Magician与Norton Ghost的光盘、产品说明书、2.5转3.5寸支架与螺丝、SATA线、4pin D型口转SATA电源转接线,笔记本套装的话是没有支架、SATA线和转接线的,取而代之的是一根SATA转USB的转接线和7mm转9mm的塑料筐。

      三星830并不像其他SSD那样用螺丝固定,它是用暗扣的,所以拆开外壳的时候很可能就会造成永久性破坏,进而使产品失去保修,三星这样做就是不想用户随意拆开SSD并对内部的芯片造成损坏。壳子的正面有导热贴,可以给主控和闪存散热。


    PCB正面,闪存只有我们之前测的256GB的一半


    PCB背面


    三星S4LJ204X01主控


    256MB的DDR2 DRAM芯片,作为SSD的缓存使用,工作频率为800MHz

      闪存为三星自己的27nm MLC Toggle DDR NAND,编号为K9PFGY8U7A,3000 P/E,单颗容量为32GB,共4颗组成128GB的规格。

    11.7.2 三星附送软件:Samsung SSD Magician

      Samsung SSD Magician功能比Intel Toolbox更为强大,目前软件最新版本为3.1,支持Windows XP/Vista/7系统,安装时有英文与韩文可选择。


    Magician软件主界面


    系统基本信息查看

      软件附带的性能测试,仅支持三星SSD产品,测试项目也非常简单只有连续读写速度测试和随机读写IOPS测试。

      Performance optimization其实就相当于手动进行一次全盘TRIM,仅支持三星SSD,此功能是针对非Windows 7用户而推出的,Windows 7系统会自动发送TRIM命令所有并不怎么需要这个功能。

      OS Optimization项,其实和Intel Toolbox的那个系统调制器一样,选择需要优化的项目然后点击“Tune”键即可,软件会自动进行系统优化。


    固件更新功能,可以自动在网上搜索三星SSD最新的固件并进行更新

      Secure Erase项,执行改功能会完全擦除SSD上所有的数据,可以让SSD恢复到出厂的性能,使用之前请备份好自己的数据,还有就是每执行一次SSD的寿命就少一次。

      Over Provisioning项,可以减少三星SSD的可用空间作为超规空间,增大超规空间可以让SSD的性能更为稳定而且有助于增加SSD的寿命。在使用这个功能之前SSD要先分好区,然后选择好分区点击“Analyze”键,在“Shrink Size”项中输入你想减少多少空间,然后点击“Shrink”就可以了,要注意的是此功能和其他改变分区大小的软件一样,有可能会导致你数据丢失,请谨慎使用。

      如果减少这些超规空间的话可以勾上“Expand Volume”,然后“Shrink”就会变成“Expand”,可以把已经划分成超规空间的容量调回可用空间。


    磁盘刻录功能,需要安装Norton Ghost 15.0软件




    11.8 超极速Hyper SLC 128GB简介


      这家伙我们才刚测完不久,用的是SLC闪存,算是这次横评中的异类了,128GB的还是厂家提供的工程样板,产品上面的标签还是旧的,实际SSD容量为128GB,这款主控用SLC时最大NAND容量只能达到128GB,因此只有128GB和64GB两个容量,目前这款产品还没正式开卖,而超极速给我们的媒体报价是1599元,实际卖时大概就会便宜十几二十块吧。


    SSD背面,用的是六角螺丝


    SupperSSpeed HYPER SLC 128GB拆开后


    PCB正面


    PCB背面


    SandForce SF-2281主控

      这个128GB的还是工程样品,用的是ES闪存,从编号上来看这是Intel 25nm SLC闪存,擦写次数估计有10万次,单颗容量16GB,共8颗组成128GB的容量,目前超极速已经在生产采用正式版颗粒的产品了。


    11.9 忆正FTM Plus 120GB简介

      忆正FTM Plus 120GB也是我们之前评测过的产品,此系列共有60/120/240/480 GB四种容量,官方标称硬盘的最大读/写速度可以达到550/500 MB/s,最大读/写IOPS分别为55000/50000,淘宝价大概为920元,三年质保。

      SSD背面,从贴纸上可以看到它的出厂固件版本为MRV 1.3.2,目前最新的是MRV 1.3.3,需要更新固件。


    忆正FTM Plus 120GB的包装盒子


    配件有一个2.5转3.5的支架,4颗螺丝和一本多国语言的产品说明书


    PCB正面


    PCB背面


    SandForce SF-2281主控

      采用镁光的25nm MLC NAND,芯片编号为29F64G08CBAAB,工作在同步模式下,3000 P/E,单颗容量8GB,闪存的总容量为128GB,不过用户实际可用空间为120GB,SandForce主控保留了一部分作为OP空间以增加硬盘寿命。

    11.10 OCZ Vertex 4简介

      OCZ的Vertex 4是一款比较新的产品,刚上市时只有128、256、512GB三款容量,最近又新增了64GB这个成员。在使用出厂的1.3固件时128GB的表现其实并不太好的,换上最新的1.4RC固件后才发挥出应有的水准,在1.4RC固件下它的连续读写速度分别为550/420 MB/s,4K随机读写IOPS分别为90,000/85,000,最大IOPS为120,000,Vertex 4的保修期是五年,淘宝价大概为1110元。


    SSD背面


    这个角上贴有标签,下面是螺丝,损坏没保修


    OCZ Vertex 4 128GB的包装


    包装上面是有塑料膜包着的


    上面有代理的资料还有保修的方法


    附件包括一3.5寸支架和说明书与OCZ的贴纸


    放静电袋上是有封条的


    拆解,背面外壳上有个导热贴协助主控散热


    PCB正面


    PCB背面


    INDILINX Everest 2主控

      Vertex 4采用Intel 25nm 同步MLC闪存,编号为29F64G08ACME3,单顶容量为8GB,3000 P/E,PCB正反面各8颗NAND闪存,共16颗组成128GB的规格。


    512MB的DDR3-800缓存

      Everest 2最高支持1GB容量的缓存,第一批产品无论是128GB还是512GB都会搭配1GB缓存(正反各一颗512MB的DDR3),后续产品可能会因成本的问题,128GB和256GB容量的SSD改用2*256MB的缓存,所以想入手的朋友要趁早。



    10.11 OCZ Vertex 3 Max IOPS简介

      OCZ Vertex 3 Max IOPS系列,是OCZ上一代的最强产品,采用SandForce主控加Toggle DDR闪存的方案,只有120GB和240GB两个版本,120GB的最大读写速度为550/500 MB/s,非压缩数据的读写速度为500/230 MB/s,4K随机读写IOPS分别为35,000/75,000,最大写入IOPS为85,000,淘宝价大概为1460元,这款产品的售价比最新的Vertex 4还贵,大家可以从售价上看得出它的性能,质保三年。


    OCZ Vertex 3 Max IOPS背面

    <img style="BORDER-BOTTOM: #c0c0c0 1px solid; BORDER-LEFT: #c0c0c0 1px solid; BORDER-TOP: #c0c0c0 1px solid; BORDER-RIGHT: #c0c0c0 1px solid" src="http://img2.expreview.com/img/review/2012SSDRoadmap/OCZ_Vertex3_max_iops_03.jpg" wi="" <="" body="">
    OCZ Vertex 3 Max IOPS拆解,PCB与Vertex 3并不相同


    PCB正面


    PCB背面


    SandForce SF-2281主控

      所用闪存是东芝32nm Toggle DDR MLC,编号为TH58TAG6D2FBA49,刷写次数5000次,单颗容量8GB,共16颗组成128GB的规格,8GB被主控保留作OP空间




    11.12 OCZ Vertex 3简介

      OCZ Vertex 3系列,有60、90、120、240、480GB五种容量,与Max IOPS系列不同它用的是ONFI同步闪存,性能上比Max IOPS要低些,120GB的最大读写速度为550/500 MB/s,非压缩数据的读写速度为500/155 MB/s,随机读写IOPS为20,000/60,000,最大随机写入IOPS为85,000,淘宝价大约940元,质保期三年。


    OCZ Vertex 3 120GB背面


    拆解


    PCB正面


    PCB背面


    SandForce SF-2281主控

      所用的是Intel的25nm MLC闪存芯片,闪存编号29F64G08ACME3,是Intel的ONFI同步NAND颗粒,刷写次数为3000,单颗容量8GB,PCB两边各八颗组成128GB的规格,其中8GB被留作OP空间

    11.13.1 OCZ Agility 3简介

      OCZ Agility 3系列,用的是ONFI异步闪存,因此性能上与Vertex 3的差距是比较大的,有60、90、120、180、240、360、480GB七种容量,120GB的最大读写速度为525/500 MB/s,非压缩数据的读写速度只有195/130 MB/s,所以对数据的可压缩程度非常敏感,随机读写IOPS为20,000/50,000,最大写入IOPS为85,000,质保三年,淘宝价大约为760元。


    SSD背面


    Agility 3拆解,可以看到PCB单边只有4颗闪存


    PCB正面


    PCB背面,可能因为某些技术上的原因把,8颗闪存没有焊在同一边


    SandForce SF-2281主控

      这个Agility 3上的闪存都被打磨过,并不清楚它的具体型号是什么,不过从网上查的的资料,它可能是镁光的25nm MLC闪存,3000P/E,可以确定的是它运行在异步模式下,单颗容量16GB,正反面各4颗组成128GB的规格,有8GB被主控保留为OP空间

    11.13.2 OCZ附送软件:OCZ Toolbox MX

      OCZ Toolbox也算是一款比较老的SSD管理软件了,旧版本的可以支持全部的SandForce系列产品,新的OCZ Toolbox MX只能用在OCZ自己的SSD上面。


    软件主界面,可以看到SSD的基本信息

      软件支持固件更新和OCZ PCI-E SSD系列的BIOS更新,点击的话就会在网上自动搜的最新的固件/BIOS并进行更新。

      Secure Erase选项,可以清理NAND上的数据把SSD还原至出厂性能,点击后会弹出警告窗口,点确认前请三思。


    OCZ Toolbox MX可以查看SSD的详细信息和SMART信息


    SSD的详细信息


    SMART信息


    11.14 浦科特PX-128M3P介绍


      浦科特M3P系列与Crucial M4同样用的是Marvell的主控,不过性能却比M4好不少,因此它的关注度也不低,有128、256、512GB三个容量,其中128GB的持续读写速度分别为535/350 MB/s,随机读写IOPS为75,000/69,000,淘宝价大概为1080元,提供五年质保

      为了迎合今后的轻薄本,M3P把SSD厚度设置为7mm,这次此次测试中第二款采用7mm设计的SSD。


    外壳结合处有一张贴纸,损坏没保修


    浦科特 PX-128M3P的包装,可以看到代理的贴纸

      产品附件有说明书、2.5转3.5英寸支架和Acronis True Image OEM软件,光盘袋后面贴有软件的Key,具体的使用方法参考前文,与威刚所送的是同一款软件。


    浦科特PX-128M3P拆解,外壳上有许多导热贴


    浦科特PX-128M3P PCB正面


    浦科特PX-128M3P PCB背面


    Marvell 88SS9174主控芯片

      外部缓存使用南亚的DDR3-1333,单颗容量是256MB,128GB的只有256MB缓存,而256和512GB有512MB缓存。

      浦科特PX-128M3P采用东芝24nm Toggle DDR MLC,闪存芯片型号为TH58TEG7D2HBA4C,5000次P/E,单颗容量16GB,共8颗组成128GB的规格。

    十二、附录:固件刷新教程

    12.1 Crucial M4固件刷新教程

      在测试中一部分SSD用的用的不是最新的固件,所以测试过程中需要更新固件的,这里把固件更新过程写成教程,供不会刷SSD固件的用户参考。

      我们拿到的这个Crucial M4所用的并不是最新的固件,从官网上查到最新的固件版本号是000F,官方提供了两种刷固件的方式,一种是直接在Windows 7下的更新程序,另外一个则是刷新固件驱动光盘的ISO,这次我们使用的是前者。

      Crucial的SSD固件升级程序,上面有提醒你更新前请注意备份好自己的数据以免丢失,点击“License”阅读协议。


    阅读完后点击“Accept”继续


    点击“Continue”后系统马上会重启,所以点击前请想想有什么东西没备份好的


    需要注意的是这个更新程序一定要放在C盘根目录下,不然就会这样更新失败


    放心,更新失败也不会变砖的,把程序放到C盘重新来一就可以了,这是正确的打开方式

      程序会自动进行更新当中不需要然后手动操作,完成后会自动重启,可以看到已经更新为000F固件了。



    12.2 忆正FTM Plus固件刷新教程

      在更新固件之前要做的还是备份好数据,毕竟还是有风险的,在忆正的官方网站上可以找到目前最新的固件版本是MRV 1.3.3,然后下载好更新工具,忆正的这个固件更新工具比较厉害,可以直接在系统里刷固件而且不用重启。


    选择好忆正的SSD后点击Update Firmware


    选择要更新的固件文件,这个文件与更新工具在同一个压缩包内


    弹出警告窗口,点击Proceed的话就立即更新固件


    看到上图中那样打钩的话就代表SSD以及刷好固件了


    点击Rescan For Drives刷新列表的话可以看到固件已经变为MRV 1.3.3完全不用重启就刷好了


    12.3 OCZ SSD固件刷新教程

      在固件更新之前请到OCZ官网下载最新的OCZ Toolbox,OCZ的产品都是使用Toolbox进行固件更新的,这次测试的4款OCZ产品都需要进行固件更新,这里用Vertex 4作为例子进行说明,Vertex 4的这次固件更新会导致所有数据丢失,请把SSD中的重要数据移动到别的硬盘上,其他三款不会出现这个问题,不过都建议备份好数据。


    打开OCZ Toolbox选择OCZ Vertex 4,此时可以看到还是1.3版固件


    点击Tools,里面有个Update Fiirmware选项,点击它然后软件就会从网上自动下载新固件


    弹出第一个警告窗口,告诉你新固件还是RC版和一些更新信息

      第二个警告窗口,更新固件会导致SSD内所有数据丢失,点击Yes继续或No退出,另外三个是没有这两个弹窗。


    确定后就开始从网上下载新的固件

      下载完毕后会提示你关机以完成固件更新,重新开启后你会发现Vertex 4已经顺利升级为1.4RC固件了,而且是处于出厂状态,要进去计算机管理器重新选择是用“MBR”分区还是“GPT”分区,而另外三个重启即可,重启后磁盘数据依旧完整。


    12.4 浦科特M3P固件刷新教程

      浦科特提供的固件更新程序是一个驱动光盘的ISO,大家下载好后要把它刻成光盘或者制作启动U盘,重启后进入BIOS把第一的驱动项改为光驱或者U盘,当然SSD里的数据要事先备份好。


    用光驱启动后按一下“Enter”进入固件更新程序,接下来啥都不用做光等就可以了


    软件会自动识别SSD并进行更新


    固件已经成功从1.01升级为1.03了,接下来手动重启即可

    ×
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    已有 160 条评论,每一条合规评论都是对我们的褒奖。
    • 这些评论亮了
    • 游客 2014-03-28 06:39

      能不能做一个新版SSD的测评?

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      157#

    • 游客 2012-12-18 14:53

      这篇文章简直是神作,要多少人费多少时间才能写出来啊,辛苦了,再次表示尊敬...By whidy blog.

      支持(47)  |   反对(0)  |   举报  |   回复

      137#

    • 游客 2016-02-03 23:25

      建兴睿速T9 就是Marvell 88SS9187主控!怎么市面上没有呢?我都在用了!

      支持(2)  |   反对(3)  |   举报  |   回复

      160#

    • Tech学前班 2016-01-23 11:12

      而且我认为 存储设备哪有什么默认的 OP空间 一说,完全就是单位转化造成的数值的差异,U盘、机械硬盘、SSD、TF卡、SD卡 等等 要是都有人为的OP空间,想想一下 这个世界上所有的OP空间加起来是多么巨大的浪费?对于把利益放在第一位的厂商来说,这完全就是不可能发生的事情!

      支持(2)  |   反对(4)  |   举报  |   回复

      159#

    • Tech学前班 2016-01-23 11:06

      3.6.1中 OP空间 那段我觉得有错 “256GB容量SSD的宣称字节数是256,000,000,000,而闪存的真实容量是256x1024x1024x1024=274,877,906,944字节,如果按厂商的方式换算就是275GB左右了” 这句话中 256乘以1024 应该就错了吧。
      3.6.2中 SSD可用容量 这句话 “也就人是说从晶圆厂的1024转到SSD厂商的1000,然后再从这个1000的比列转回到操作系统的1024,容量还会再减少一次。”我觉得是错的。现在的储存设备不论是厂商还是晶圆厂都是 按照 1kb=1000字节 来计算的吧。
      拿例子中 256GB 硬盘来计算 实际可用容量是 256,000,000,000/1024/1024/1024=238.42GB
      OP=(256-238.42)/238.42=7.37% 这样才对啊

      支持(4)  |   反对(1)  |   举报  |   回复

      158#

    • 游客 2014-03-27 16:21

      孔压下

      支持(1)  |   反对(0)  |   举报  |   回复

      156#

    • 游客 2013-10-30 18:23

      使用免费的分区助手的“分区对齐”功能也能实现对没有4KB对齐的分区进行对齐。

      支持(1)  |   反对(0)  |   举报  |   回复

      155#

    • ngcw1986大学生 2013-09-07 15:19

      为啥点了收藏却什么也没发生呢?

      已有7次举报

      支持(1)  |   反对(0)  |   举报  |   回复

      154#

    • 游客 2013-08-31 21:21

      这个小编实在是太太太太厉害了!!!

      支持(3)  |   反对(0)  |   举报  |   回复

      153#

    • 游客 2013-08-15 18:08

      之前在其它资料上面看到TRIM GC 等性能,就是一知半解的,这篇文章里面讲解的,我居然看懂了!感谢分享!

      支持(2)  |   反对(0)  |   举报  |   回复

      152#

    • philip管理员 2013-08-08 16:41

      网友 [lancon] 的原贴:1楼
      教科书般的评测,让人又长知识,又长见识!不用再去无头绪的乱找,无系统地学习SSD的相关知识,尽在这个评测中!看了这篇文章,我就马上注册了超能网,并将网址托托地放到了收藏夹里!~~ 再次感谢作者的辛劳和付出!
      要常来!

      支持(11)  |   反对(0)  |   举报  |   回复

      151#

    • lancon 2013-07-12 22:16

      教科书般的评测,让人又长知识,又长见识!不用再去无头绪的乱找,无系统地学习SSD的相关知识,尽在这个评测中!看了这篇文章,我就马上注册了超能网,并将网址托托地放到了收藏夹里!~~ 再次感谢作者的辛劳和付出!

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      150#

    • 游客 2013-06-21 20:00

      Goooooooooood Job!

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      149#

    • 游客 2013-05-04 17:32

      这小编是有多蛋疼啊!可以出书了!怒赞……

      支持(9)  |   反对(0)  |   举报  |   回复

      148#

    • 游客 2013-04-19 00:51

      很牛B的文章啊,我看了几个小时的散文,最后才看到这一本固态全书

      支持(5)  |   反对(1)  |   举报  |   回复

      147#

    • 游客 2013-04-18 15:28

      小编是塞博坦星球来的吧

      支持(3)  |   反对(1)  |   举报  |   回复

      146#

    • 游客 2013-02-18 14:55

      该评论因举报过多,自动进入审核状态。

      145#

    • 游客 2013-02-18 10:18

      评测很有用处 感谢小编 很详细

      支持(2)  |   反对(0)  |   举报  |   回复

      144#

    • 游客 2012-12-31 21:04

      网友 [Guest] 的原贴:1楼
      能否把三星840和840Pro加入?
      有空的话我会考虑的,顺便把新测试的数据也导入去

      支持(4)  |   反对(0)  |   举报  |   回复

      143#

    • 游客 2012-12-29 23:57

      能否把三星840和840Pro加入?

      支持(1)  |   反对(0)  |   举报  |   回复

      142#

    • 游客 2012-12-29 13:35

      SSD果然威力很猛!

      支持(1)  |   反对(0)  |   举报  |   回复

      141#

    • 游客 2012-12-28 22:42

      确实太吊了,相当专业,涉及到IO机制,一般人看不懂

      支持(2)  |   反对(0)  |   举报  |   回复

      140#

    • 游客 2012-12-27 11:11

      这篇文章屌爆了……

      支持(2)  |   反对(1)  |   举报  |   回复

      139#

    • kingterrors学前班 2012-12-18 14:57

      网友 [Guest] 的原贴:1楼
      这篇文章简直是神作,要多少人费多少时间才能写出来啊,辛苦了,再次表示尊敬...By whidy blog.
      是啊,这要费多大劲才能写完啊,

      支持(1)  |   反对(0)  |   举报  |   回复

      138#

    • 游客 2012-12-14 13:43

      网友 [Guest] 的原贴:1楼
      今天看到新闻,帝都两个80后通过SSD优化打造世界最快的固态硬盘,传输速度每秒1.5GB,仅需3秒就能传输一张DVD光盘的数据。什么时候超能的SSD评测也加入这块SSD,肯定更有效果。
      那玩意需要一个PCI接口

      支持(2)  |   反对(0)  |   举报  |   回复

      136#

    • 游客 2012-12-09 23:26

      很详细的评测!要是能持续更新就更好了!

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      135#

    • 游客 2012-12-06 10:58

      今天看到新闻,帝都两个80后通过SSD优化打造世界最快的固态硬盘,传输速度每秒1.5GB,仅需3秒就能传输一张DVD光盘的数据。什么时候超能的SSD评测也加入这块SSD,肯定更有效果。

      支持(21)  |   反对(6)  |   举报  |   回复

      134#

    • 游客 2012-12-03 14:45

      看到这文章,超能网就被我放到了收藏夹里!

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      133#

    • 游客 2012-12-02 00:21

      支持这篇SSD评测,原理部分讲的很透彻!

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      132#

    • 游客 2012-11-27 18:32

      以后的SSD评测可以让用户来做,统一软件,尽量统一测试环境,软件都用AS SSD就足够,生成4组数据里比拼。SSD横向评测要的就是数量庞大,这样拥有一定的用户基数,做出来的测试一定很好玩,哈哈。 如果这种SSD横评要做,要给每个提供数据的会员充20元电话费,刚好也是一次互动,超能的小编们不妨试试看,效果应该不错。

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      131#

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