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性能到底如何？国产SSD性能深度测试

与处理器类似 ， 为了提升我国计算机技术水平、研发实力 ， 避免受制于人 ， 并杜绝产品“后门”的存在 ， 以防数据机密外泄 ， 我国对存储硬件领域也投入了大量资源进行研发 ， 并获得了重大成果 。 目前我国不仅能自产用于SSD的主控芯片 ， 更能生产对SSD至关重要的3DNAND闪存芯片 。 同时得益于在存储硬件上的进步 ， 多款采用国产SSD主控芯片、3DNAND闪存芯片的纯国产SSD已在市场上销售 ， 那么它们的性能表现到底如何？能否满足用户的需求呢？
接口：SATA3.2
主控：联芸科技MAS0902A-B2C
闪存：长江存储Xtacking架构64层TLC3DNAND闪存
缓存：N/A
可选容量：256GB、512GB、1TB
板型：2.5英寸、7mm厚
耐久度：150TBW(256GB)、300TBW(512GB)、600TBW（1TB）
质保时间：3年
参考价格：469元（512GB）259元（256GB）
纯国产SSD之光威弈pro国产固态硬盘硬件解析本次我们将测试的国产固态硬盘是来自光威的弈pro系列国产SATA固态硬盘 ， 该系列主要由256GB、512GB、1TB三种容量的产品组成 ， 我们将对其中的256GB、512GB产品进行测试 。 从产品外观就可以看出它们的不同 ， 中国红的配色、霸气的龙头Logo ， 无一不彰显出它的中国元素 。
而在内部配置上也是相得益彰 ， 这款SSD采用了由长江存储科技有限责任公司研发的Xtacking架构64层TLC3DNAND闪存 。 根据长江存储介绍 ， 在传统3DNAND闪存架构中 ， 外围电路约占芯片面积的20%～30% ， 降低了芯片的存储密度 。 随着3DNAND技术堆叠到128层甚至更高 ， 外围电路可能会占到芯片整体面积的50%以上 。 Xtacking技术则将外围电路置于存储单元之上 ， 从而实现比传统3DNAND更高的存储密度 。
具体来说 ， Xtacking架构可在一片晶圆上独立加工负责数据I/O及记忆单元操作的外围电路 。 这样的加工方式有利于选择合适的先进逻辑工艺 ， 以让NAND闪存获得更高的I/O接口速度与更多的操作功能 ， 存储单元则在另一片晶圆上被独立加工 。 当两片晶圆各自完工后 ， 通过创新的Xtacking技术 ， 只需一个处理步骤就可通过数十亿根金属VIA(VerticalInterconnectAccesses ， 垂直互联通道)将二者键合接通电路 。
相比传统3DNAND闪存架构 ， Xtacking技术可充分利用存储单元和外围电路的独立加工优势 ， 实现了并行、模块化的产品设计及制造 ， 产品开发时间可缩短三个月 ， 生产周期可缩短20% ， 从而大幅缩短3DNAND产品的上市时间 。 此外 ， 这种模块化的方式也为引入NAND外围电路的创新功能以实现NAND闪存的定制化提供了可能 。 目前 ， Xtacking技术已经推出了采用64层、128层堆叠的TLC、QLC颗粒 ， 本次我们测试的光威弈pro国产固态硬盘采用的则是64层堆叠的TLC颗粒 。
同时在主控方面 ， 光威弈pro采用了来自联芸科技的MAS090X系列SATA3.2主控 。 根据联芸官方介绍 ， MAS090X系列主控采用40nmCMOS工艺设计、BGA封装 ， 内嵌32位CPU内核 。 这是一款DRAMLESS主控即不需要外置内存作缓存的主控 ， 我们推测它应该是通过占用少量电脑内存来构建虚拟化缓存池 ， 保证性能的输出 ， 并降低SSD的生产成本 。
该主控可与各类NAND闪存颗粒进行自适配 ， 从而避免了传统专用硬件架构缺乏NAND闪存支持灵活性的缺点 。 同时基于专用的NAND闪存控制处理指令集 ， 联芸科技在MAS090X全系列SSD主控芯片上首次建立了NAND闪存控制层次化模型 ， 原创设计了层次化NAND闪存专用处理器架构 ， 可同时对多个NAND闪存颗粒进行操作交织管理 ， 利用固态硬盘上多闪存颗粒的并发度 ， 提升了NAND闪存的通道带宽 。 目前联芸科技MAS090X系列主控芯片支持Toggle2.0/3.0、ONFi3.0/4.0闪存接口 ， 结合NAND闪存颗粒自适配技术可支持包括长江存储、三星、东芝、闪迪、英特尔、SK海力士、美光等多家厂商的MLC、TLC、QLC颗粒 。 该主控还支持LDPC纠错技术 ， 可有效延长SSD固态硬盘的使用寿命 。
更值得一提的是 ， 联芸科技MAS090X系列中的MAS0901S、MAS0902S安全SSD主控芯片全面支持AES256、SHA256、RSA2048国际密码算法 ， 以及国外主控不支持的国产商用密码算法SM2、SM3、SM4 。 该主控还采用了全硬件高速加解密设计技术 ， AES/SM4加解密速度可达到700MB/s ， 能做到数据流实时全速加解密处理 。 对于注重安全性的国内政府企事业单位、金融平台来说 ， 显然采用联芸科技MAS090X系列主控的SSD将是一个更好的选择 。
性能几何？光威弈pro国产固态硬盘性能实战测试测试平台一览
主板：技嘉Z490AORUSPROAX主板
处理器：酷睿i9-10900K
内存：芝奇TridentZRGBDDR436008GB×2
硬盘：英特尔Optane900P、光威弈pro国产固态硬盘
显卡：GeForceRTX2080Super
电源：ROGTHOR1200W
基准性能测试光威弈pro固态硬盘256GB
此外 ， 在关键的随机4KB写入性能上 ， 两款产品也都突破了20000IOPS ， 已接近国外中高端SATASSD的性能 ， 如金士顿KC600512GB在此项测试中的成绩也就在23000IOPS左右 。 值得一提的是 ， 512GB产品凭借使用更多的Die ， 在并发性能与最终性能表现上较256GB产品都要稍好一些 。 稍有不足的是 ， 两款SSD的低队列深度随机4KB读取性能与国外SSD相比还有一定差距 。
应用性能测试光威弈pro固态硬盘256GB
而在负载量较小的测试中 ， 它们更无明显区别 。 如在读写462MB数据的AdobeIllustrator应用中 ， 两款光威弈pro固态硬盘的耗时在72.2～72.3s左右 ， 而金士顿KC600512GB的耗时也需要71.9s；在读写1025MB数据的AdobeInDesign应用中 ， 两款光威弈pro固态硬盘的耗时都为57.6s ， 金士顿KC600512GB的耗时只少了0.2s ， 在真实应用中不会有明显感觉 。
在实际的游戏载入体验中 ， 两款光威弈pro固态硬盘都能快速地启动游戏大作 ， 比如《坦克世界》在机械硬盘上启动需用时约半分钟 ， 在这两款SSD上的用时则大幅缩短到不到13秒 ， 像《僵尸世界大战》这类数据量不大的游戏则仅需不到8秒的启动时间 。
全盘读写测试光威弈pro固态硬盘256GB
光威弈pro固态硬盘512GB
测试点评：接下来我们还进行了用户非常关心的全盘读写测试 。 首先从读取性能测试来看 ， 两款SSD的表现都非常稳定 ， 全盘连续读取速度都稳定在520MB/s以上 。 而在全盘写入速度上 ， 可以看到 ， 光威为这两款SSD都设置了比较大的SLCCACHE ， 其256GB产品的SLCCACHE缓存容量在51GB以上 ， 在这个容量范围内写入的话 ， 其连续写入速度可维持在470MB/s 。 不过超过这一容量 ， 将数据直接写入到闪存时 ， 写入速度则会大幅降低 ， 其连续写入速度会跌落到最低50MB/s左右 。 而512GB产品的SLCCACHE缓存容量则提升到了102GB ， 同样在这个容量范围内写入数据的话 ， 连续写入速度可维持在480MB/s左右 ， 超过这一容量 ， 连续写入速度也会明显降低 ， 最低跌落至62MB/s左右 。
测过以来非常“凉快”的SSD光威弈pro固态硬盘256GB 表现令人满意未来可期综合以上体验 ， 我们对由国产主控、国产闪存组成的光威弈pro固态硬盘的表现还是比较满意的 。 从性能上来看 ， 它已经达到了主流SATA固态硬盘的水准 ， 虽然与中高端SATA固态硬盘相比还有差距 ， 但由于产品先天技术难度、自身技术积累等多方面原因 ， 这个差距远没有我们在CPU、GPU方面的差距大 ， 国产存储产品成为相对容易追赶的一个项目 。 同时光威也提供了时间为三年的免费售后服务 ， 像光威弈pro这样的国产固态硬盘已经具备很强的实用性 。 此外 ， 光威还将很快推出性能更强、支持PCIeGen3×4NVMe1.3标准的国产NVMeSSD ， 也就是光威弈PROM.2NVMeSSD ， 预计将在今年下半年上市 ， 这将大幅提升国产SSD的性能与技术规格 。 显然国产SSD的发展才刚刚开始 ， 好戏还在后面！


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