探究 SSD 速度快慢的主因:搞懂顆粒配置與架構, PCI-E 、 RAID 效益評估

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關鍵影響為寫入速度

實際以Crucial的240/256GB產品為例,M500與M550控制器同為8通道,並且配置16顆顆粒。M500顆粒為1CE規格,故計算下來相等於16通道,官方規格標示寫入速度僅250MB/s,較其他廠商配置多為相等於32通道差了一截。M550則是改採用2CE顆粒,意即相似於32通道般的效果,寫入速度提升至500MB/s左右,足足是M500的2倍。

因此才會說影響固態硬碟性能的因素,不單單只有各家控制器架構設計,以及韌體調校這2項變數。前面提及的控制器通道數量、配置顆粒數量,乃至於多CE顆粒搭配組合,亦為效能影響變數。重點觀念很簡單,就是「矩陣」和「平行處理」,這點完全不同於硬碟。

多點想像力不難搞懂

以上,粗淺的介紹稱不上精準,只希望這簡單的比喻陳述方式,能幫助各位瞭解黃金配置比例到底是怎麼一回事。總結來說,固態硬碟控制器數大便是美,8通道控制器基本上是優於4通道產品。顆粒配置數量則視顆粒類型而定,TSOP必然是以16顆為佳,而BGA配置數量的影響倒是其次,重點是在於相似於通道的總和數量。

此時回過頭,再次看前面提及的組合變化式,到底有幾十種確實也不再重要了。當掌握這些基本概念,就能看出廠商配置規劃的依據、邏輯,有心點再查詢一下堆疊類型,還能快速看穿是否為最佳化配置。不過廠商開案制定產品規格時,都會預先將這些變數考量在內,消費者倒是不用費心拆解研究。

另外呢,對於TSOP與BGA封裝類型,以及ONFi和Toggle類型顆粒,這四角關係組合優劣倒是不用太在意。畢竟大家選購時習慣比較性能表現,乃至於價格、品牌等條件,基本上是有點跳脫內部用料等級範疇。反正效能表現在水準之上,價格也相對合理者就是性價比高,你說是吧!

探究 SSD 速度快慢的主因:搞懂顆粒配置與架構, PCI-E 、 RAID 效益評估

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圖例為Crucial固態硬碟M550與M500,120/128GB容量的效能測試截圖。這2款產品控制器同為8通道設計,M550配置16顆64Gbit(8GB)顆粒,而M500是採用8顆128Gbit(16GB)顆粒構成。

兩款產品所採用顆粒,皆為單一裸晶圓封裝類型產品,故可求出M550結構相等於16通道,而M500只有最基本的8通道。寫入性能如實呈現這配置模式的結果,M550最低寫入速度可達350MB/s,M500最高卻不超過139MB/s。

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另一佐證組ADATA Premier Pro SP900 256GB(內部實為Intel SSD),8通道控制器只配置4顆快閃記憶體,但顆粒屬於8CE、4組聯外I/O類型,讓寫入速度表現不至於太難堪。

PCI-E與RAID 0互尬比拚實用性

據悉,2012年底各大晶圓廠,紛紛將產能轉移至eMMC,以加強供應智慧手持裝置的需求量。這導致一般型快閃記憶體,也就是固態硬碟所用的產品,因供需失衡瞬間水漲船高。不過去年中市場需求丕變,顆粒報價陸續跌回原點,到年底更驚傳2014年手持裝置需求量看衰,產能將逐漸釋回一般型產品端。

價格直直落是利多消息

這對大家而言是再好不過的消息,可發現近來固態硬碟價格確實相當犀利,而且好事不只這一椿!產業報導指出,今年內至少有2家晶圓廠的新廠房上線,將陸續開始試運轉、大量投產。這可能讓供應量難得大於市場需求,帶動顆粒報價再創下新低點,意味便宜又大碗的固態硬碟或許不遠了?

基於這樣的價格走勢,一些原本還在硬撐的使用者,近期內很容易動心首度採購固態硬碟。而原本已經採購使用120/128GB,或更小容量產品的先鋒用戶,不少人對於240/256GB容量產品興趣極高。更熱血的,則是考慮一口氣購買2顆240/256GB產品來組建RAID 0,甚至想換用如PCI-E介面卡式固態硬碟。

測試數據不等於體驗感

不過有趣的問題來了,組建RAID 0或選購PCI-E產品,相較於單碟最高存取速度不過500MB/s上下,片面上確實可以得到700~1000MB/s這誘人的測試數值。但實際使用中是否感受的出來?答案恐怕沒想測試數值那般完美,讓我們循第115期特別報導「SSD殺手,SSHD混合碟大解析」一文,所用測試模式來觀察之。

筆者就手邊可用資源,取Seagate 600 SSD單顆480GB、2顆240GB組建RAID 0,再加上Plextor M6e 256GB這款PCI-E介面產品來比較。RAID 0應該拿120/128GB產品來組建,會比較貼近多數人的花費考量,這是基於樣品取得問題不得以的做法。其餘瑣碎變數、原因這邊就不贅述,直接來看概觀效能數據,大把花費可以得到什麼爽度。

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概觀效能測試          單位:KB/s、MB/s、分數 越大越好→

探究 SSD 速度快慢的主因:搞懂顆粒配置與架構, PCI-E 、 RAID 效益評估

ATTO Disk Benchmark:4K 單位:KB/s

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ATTO Disk Benchmark:8192K  單位:KB/s

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CrystalDiskMark:隨機亂數 4K     單位:MB/s

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CrystalDiskMark:隨機亂數 Seq        單位:MB/s

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PCMark 7 Storage    score   單位:分數

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AS SSD Benchmark:Score     單位:分數

RAID 0模式效能變化大,4K存在進步與倒退嚕結果,但最高速度可達1000GB/s,確實很容易讓人心動。此外PCMark似乎不怎麼買RAID 0的帳,可發現主成績僅5542分,只比單碟提升不到300分幅度。

bisheng
作者

前 PCADV 編輯、現 BenchLife 玩票性質打雜工 https://benchlife.info

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Mike
1.  Mike (發表於 2015年10月13日 18:12)
Hello bisheng大大:
使否有SSD相關的書籍名稱可以提供給我參考
我需要這些知識

謝謝您
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