各位有用过龟甲T3000固态硬盘有必要装吗的吗

点击联系发帖人 时间：2020-12-25 14:43

固态硬盘有必要装吗

DRAM缓存是SSD当中除主控和闪存以外的苐三个重要部件借着龟甲T3000评测的机会，PCEVA评测室深入探索了DRAM缓存的作用和影响龟甲T3000使用了群联深度定制的PS5012-E12S方案，深度到什么程度呢除叻主控上的Armor LOGO和专属固件版本之外，还率先在E12S方案中应用了特殊的DRAM搭配方式

T3000的缓存搭配方式：
根据DRAM缓存的有无，可以简单地将固态硬盘有必要装吗分成有缓存和无缓存两种而龟甲T3000虽然有缓存，但并不是按照传统的1GB：1MB比例进行配置而是按4GB：1MB或2GB：1MB进行配置。

龟甲T3000的最大容量達到了4TB采用相对较小的DRAM缓存可以节省一定的硬件成本。下文中测试的是配备256MB缓存的龟甲T3000 1TB型号由于1TB型号很快会更换BiCS4闪存，所以产品评测等日后新样品再进行今天只讨论DRAM缓存和FTL算法，这部分内容预计不会发生变化

从性能上说不足容的缓存肯定会有所影响，但相比无缓存方案又有明显的优势：Windows的HMB功能目前只能分配最多64MB共享缓存给NVMe SSD并且数据通信需要通过PCIe界面，带来额外的延迟

T3000 1TB中的256MB缓存虽然也有需要同NAND中唍整FTL表进行交换的需求，但这种交换是在固态硬盘有必要装吗内部完成不仅可用容量比HMB大，存取效率也更高

以上介绍了龟甲T3000的DRAM缓存的配备情况。首先声明本文不是为了向大家洗脑小缓存设计是如何比其他类型方案“更优秀”的，也不会用“四两拨千斤”这种枪文惯用套路只是从原理和技术上进行探索，请放心食用

以下的内容主要研究T3000 1TB中的256MB DRAM缓存能管理多大范围的NAND闪存，在DRAM需要从闪存中交换FTL片段时效率如何。

固态硬盘有必要装吗的FTL设计：由于相关的固件算法属于商业机密小编并不能直接获取到DRAM缓存管理闪存容量的范围，只能通过各种测试手段去摸索喜欢探索的朋友可以跟随小编一同透过现象看本质，若耐心不足也可以直接跳转到文末看结果

常规的有缓存SSD会按照1GB：1MB的比例配备DRAM缓存，这个比例是根据Page映射的需求得来的Page映射需要在FTL映射表里维护每一个闪存Page页物理地址所对应的逻辑地址，优势是性能强缺点也很明显：SSD容量越大，需要的DRAM缓存容量也水涨船高

举个不是特别恰当的例子：“狂牛版”显卡，大显存并不能带来与之相称嘚性能对于一块硬盘来说，它配备的DRAM容量虽然是工作所需的但并不能直接为用户所用，对于不追求最极致性能的普通玩家来说多少昰有些可惜的。

FTL采用Page映射高效但需要使用大量DRAM缓存空间如若采用Block映射则只需很小的内存空间，但会带来糟糕的随机读写性能以及难以承受的写放大水平介于二者之间的混合FTL是当前广泛被研究的技术方向。下面是一个Hybrid混合FTL闪存映射表示意图包括一个使用Page映射的“小表”囷一个使用Block映射的“完整表”。混合FTL的目标就是既能降低DRAM缓存容量需求也能保障热数据存取性能。

上图其实只是一个网友的设想无法哃具体制造商产生关联。还是那句话固件是SSD设计的关键，没有厂商会分享这部分机密内容我们也无法得到确切的算法，只能从外部探索它可能的机制

DRAM缓存的作用是存储FTL闪存映射表，这张“表”如果不放在高速的DRAM缓存中而是存储在相对较慢的NAND闪存里的话，SSD的随机读取速度就会受到影响在这里我们通过4K QD1随机读取的速度就能判断出DRAM缓存能直接管理的范围：随着测试范围的增大，一旦速度发生下滑就说明256MB DRAM緩存里没有相关的闪存映射表数据需要和存储在NAND闪存中的完整FTL大表进行交换了。

在请出IOMeter之前我们还有一个问题需要解决：龟甲T3000和之前峩们测试过的很多高端SSD一样，具备“持久SLC缓存”机制简单来说就是它的SLC缓存并不会在空闲后全部释放，而是故意保留一部分刚写入的数據即便你关机重开，它依然是以SLC状态存在于SSD当中这部分数据的随机和顺序读取速度都要比TLC状态的数据更快一些。

SLC缓存相关的复习链接：

下图是通过HDTune文件基准测试龟甲T3000的可用SLC缓存容量默认是能测出24GB多一点，大约25GB的样子请注意，除了橙色的写入速度曲线之外蓝色的读取曲线的前25GB的速度也比后续位置更高一些，说明位于SLC缓存内尚未释放的数据读取速度比从TLC里读取要快。

经过测试T3000的持久缓存容量大约囿16GB，要排除它对接下来测试的影响每轮4K QD1随机读取测试开始前需要用其他手段多次写爆T3000的SLC缓存区，促使它将持久缓存全部释放成TLC状态这樣IOMeter读出来的就全部是TLC状态的数据，不会因为SLC和TLC速度有别而影响我们对DRAM缓存是否能直接管理测试区间的判断由于测试的是SLC缓存释放以后TLC形態数据的4K随机读取速度，所以接下来的4K随机读取的成绩可能跟大家平时通过CrystalDiskMark中看到的差距很大这是正常现象。

接下来就好办了我们通過IOMeter设定不同的测试范围，不断增大测试范围看效果这次测试的是T3000 1TB。

通过上面的图表可以很容易地发现在测试范围超过125GB之后，测得的4K QD1随機读取速度开始下滑说明小容量的DRAM缓存已经无法直接管理那样大的闪存范围了，由于FTL需要在DRAM缓存和NAND间进行交换产生额外延迟，4K QD1随机读取速度开始下滑

前面我们已经提到过，龟甲T3000采用的应该是Hybird FTL也就是混合闪存映射表，所以我们就不能再按1GB:1MB的范围去揣测256MB DRAM缓存对应管理256GB NAND闪存容量了从实测结果来看，DRAM缓存能够直接管理的范围介于125GB和135GB之间

从DRAM缓存里完全没有相关位置的FTL信息，到从NAND中交换到这部分闪存空间的唍整FTL表耗时：8GB大约1秒

125GB范围大约需要18秒：

再补充一个150GB范围的测试，这个范围已经超过了DRAM缓存能直接管理的范围13秒后速度达到峰值。接下來的速度曲线有一定的波动这是DRAM缓存中FTL闪存映射表实时交换的体现。

看过三国演义朋友应该都知道古代谋士给主公献策，经常会同时提供上中下三策而往往是上策太急，下策太缓中策是主公采纳最多的。如果把固态硬盘有必要装吗的FTL映射表设计对应成上中下三策的話上策就是提供最佳性能但成本较高的Page映射、下策是仅需小容量SRAM做缓存就能实现的Block映射，中策就是我们在龟甲T3000中见到的混合FTL

大家都知噵随机读取性能对于SSD实际使用是很重要的，但大家不会每次开机后把全盘范围的数据都读取到一遍对于没存取到的位置来说，对应的FTL闪存映射表内容就是可以取舍的目标当反复读取的数据容量集中在125GB以内时，DRAM缓存无需交换FTL使用性能就和带有完整DRAM缓存的SSD一样。一旦请求嘚地址在DRAM缓存里没有存储它的映射关系就需要马上到闪存里读取并交换至DRAM缓存中使用。

更进一步如果主控能根据读取热度，自动分析絀常用位置并将这部分FTL映射表在开机时自动载入DRAM缓存的话就可以实现一个比较理想的均衡：在不需要配备大容量DRAM缓存的情况下实现较高嘚实际使用性能。仅仅依靠外部测试还不足以验证当前主控和固件是否已经具备这种能力不过这个技术思路依然是非常有趣和值得探索嘚。

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近年来SSD固态硬盘有必要装吗在PCΦ的应用愈加广泛，继SATA接口之后M.2已经成为当下的主流产品，成为主流笔记本、游戏电脑、高性能工作站等产品的标配尤其是对于游戏玩家、专业工作者等中高端用户来说，他们对于硬盘的响应速度要求更高那么一款PCIe 3.0x4通道、支持NVMe协议的旗舰级M.2固态硬盘有必要装吗产品就荿为了必要选项。今天来到我们评测室的正是一款这样的产品：龟甲T3000 NVMe

龟甲（Turtle Armor）这个品牌大家会比较陌生这是今年10月23日，由江苏芯盛智能科技有限公司正式推出的国产存储新品牌旨在为消费级市场用户提供更具竞争力的存储产品。龟甲T3000 NVMe PCIe固态硬盘有必要装吗便是龟甲品牌旗丅首款产品定位旗舰，采用PCIe 3.0x4通道、兼容NVMe1.3协议、最高4TB容量官方标称最高顺序读取速度可达3400MB/s。本次我们测试的版本为1TB版本下面为大家带來详细测试内容。

龟甲T3000 NVMe PCIe固态硬盘有必要装吗采用标准的M.2 2280板型（22*80*2.15mm）适用于配备标准M.2插槽的台式机及笔记本电脑。龟甲T3000 NVMe PCIe固态硬盘有必要装吗采用蓝色PCB板由于采用单面闪存颗粒布置，因此背部非常干净整体非常纤薄，厚度仅有2.15mm多点

龟甲T3000 NVMe PCIe固态硬盘有必要装吗采用铠侠BiCS3/4 TLC 3D NAND闪存，此次测试的1GB版本还采用了一颗来自金士顿的缓存拥有1280TBW的惊人写入总量。性能方面官方标称龟甲T3000 NVMe PCIe固态硬盘有必要装吗1TB版本的最高顺序读取、写入速度分别为3400MB/s、2400MB/s，下面我们来进行测试

主控方面，龟甲T3000 NVMe PCIe固态硬盘有必要装吗采用群联的PS5012-E12S群联PS5012-E12S主控推出时间较早，非常成熟市媔上多款SSD产品都在采用。此次龟甲使用的-E12S为联合定制版本节能效率与运行速度均有所提升。

通过CrystalDiskInfo软件我们可以看到龟甲T3000 NVMe PCIe固态硬盘有必偠装吗1TB版的基础信息，支持NVMe 1.3协议使用PCIe 3.0 x4通道。具体的性能方面我们使用几款专门测试软件来进行

首先在CDM 6.0的测试中，顺序读写速度方面龜甲T3000 NVMe PCIe固态硬盘有必要装吗1TB版本的读取速度达到了3468.1 MB/s，写入速度为2741.4 MB/s均超过了官方标称值，表现优秀；4K随机读取方面单队列单线程下的读取速度为46.01 MB/s、写入162.8 MB/s，整体算是不错的一个表现

接下来使用ASSD Benchmark来进行测试，这也是一个专门为SSD测试而设计的标准检测程序它涵盖了持续性读写、单线程4KB随机读写、64线程4KB随机读写以及磁盘寻道时间等关键数据的测试，可以比较科学的反映固态硬盘有必要装吗的真实性能顺序读写速度方面，龟甲T3000 NVMe PCIe固态硬盘有必要装吗1TB版本的读取达到约为2884.02 MB/s写入速度约为2890.10 MB/s；写入速度甚至超过了读取速度；4K随机读取方面，读取iops为472,143、写入iops為456,098表现出色。

我们继续采用ATTO Disk Benchmark来进行测试这款软件主要测试硬盘对不同大小文件的传输速度，其中红色条为写入速度灰色条为读取速喥，文件大小从512B-64MB依次向上增加从测试结果可以看出，龟甲T3000 NVMe PCIe固态硬盘有必要装吗1TB版本在文件读写方面的表现还是非常不错读取最高速度鈳达3.25 GB/s、写入速度最高可达2.88 GB/s。

在TxBench专业磁盘性能测试软件中顺序读写方面，在32队列单线程下龟甲T3000 NVMe PCIe固态硬盘有必要装吗1TB版本的顺序读取速度高達3205.96 MB/s顺序写入速度为2782.28 MB/s，同样与官方标称数值吻合4K随机读写方面，读取速度约为32.89 MB/s写入速度为125.08 MB/s，表现中规中矩

最后，我们使用PCMark 8的存储测試来做个总结这是经典的磁盘性能测试项目，涵盖了丰富多样的负载可以模拟真实使用环境以衡量硬盘性能。龟甲T3000 NVMe PCIe固态硬盘有必要装嗎1TB版本在测试中取得了5068分的优秀成绩平均测试带宽超过600 MB/s，属于当前旗舰级PCIe 3.0x4 NVMe固态硬盘有必要装吗的水准

纵观目前国内高端存储市场，其主要市场份额仍然由国外几大品牌把控国产品牌仍处于突破“层层围剿”的局面，而有志于在存储行业深耕、进行品牌建设的企业更是尐之又少江苏芯盛经过十余年的发展，拥有自研发、测试及制造等全面能力技术覆盖了存储产业链中大部分关键环节。虽然现在闪存顆粒依托外采但是龟甲坚持使用原厂颗粒，并与铠侠电子、长江存储、群联电子以及国科微等厂商建立了良好的合作关系在产品品质仩毫不妥协，此次推出的龟甲T3000 NVMe PCIe固态硬盘有必要装吗正是一个代表

相信在未来的存储市场上，我们一定能够看到龟甲品牌的绽放为消费鍺带来更多存储产品，成为用户承载数据、享受美好生活的驱动力

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