Intel 545S 256GB M.2 SSD 測評
前言：IMFT的3D2 TLC
Intel 545S 256GB M.2 SSD 測評
其實早就拿到這顆INTEL 545S 256GB M.2 SSD了，但是最近一直忙于自己的工作，被弄到焦頭爛額，所以拖延了這個測驗。 當時去要求送測這顆SSD，更多的想法還是想看看第一顆INTEL 3D NAND 64層堆疊的TLC的寫入有哪些性能上面的改善，因為光從參數(shù)來看，并看不出什么特別的優(yōu)勢。 那么根據INTEL的命名規(guī)則，545S運用的3D2 TLC即為IMFT 3D TLC第二代64層堆疊，IMFT在垂直方向上采用了傳統(tǒng)浮柵技術（floating gate technology）。3D2 TLC的Die具有64個有效層，以及用于偽字線和源極漏極選擇柵極的附加層。閃存單元運用垂直溝道環(huán)繞柵極結構。CMOS解碼器和讀出放大器位于NAND閃存陣列下面，可大大節(jié)省芯片面積。3D2 TLC的Die大小256Gb=32GB，Die尺寸為59mm 2，TLC位密度為4.34Gb / mm 2Intel 545S 256GB M.2 SSD 測評
而600P運用的3D1 TLC則為IMFT 3D TLC第一代32層堆疊。3D1 TLC的Die具有32個有效層，3D1 TLC的Die大小384Gb=48GB，Die尺寸為168.5mm2，TLC位密度為2.28Gb / mm2。 從技術層面和成本考量來說，16NM TLC的單DIE大小是128Gb=16GB，而3D TLC 第一代32層堆疊的單DIE是384Gb=48GB，而3D TLC第二代64層堆疊的單DIE是256Gb=32GB。從IMFT的PPT來看，3D1 TLC 比16NM 2D TLC每GB成本降低30%，而3D2 TLC又比3D1 TLC的每GB成本降低30%。 相對于Toshiba的BICS3和三星的3D V-NAND的64 Layers的3D TLC而言，IMFT 3D2 TLC在單位面積內的容量做到了最大化4.34Gb / mm2，但是現(xiàn)在從INTEL 545S的M.2型號來看，最大只有512GB，而且只有2顆NAND，說明IMFT封裝3D2 TLC的時候現(xiàn)在只做到了8Die的封裝，所以現(xiàn)在單顆NAND最大做到了256GB容量?？磥黼m然Die面積在64Layer的3D TLC中做到了最小的59mm2，但是在大容量封裝中也不是具有絕對優(yōu)勢的。當然這些3D NAND的前言說完了，我們還是最關心運用這個NAND制造的SSD的效能到底如何？第一章 外觀、拆解以及IC解析Intel 545S 256GB M.2 SSD 測評
INTEL 545S 256GB M.2的外觀 官標參數(shù)其實相對于早期的540S還是沒有顯著的提升，雖然是M2 SSD，但是同為SATA 6G的非NVME產品的速度基本也就這樣了?！ ∽畲蠡B續(xù)讀：550 MB/S 最大化連續(xù)寫：500 MB/S 最大化隨機讀：75K IOPS 最大化隨機寫：85K IOPS 壽命來說終身寫入量和3D1 TLC的600P保持一致，144TBW，160W小時的平均無問題時間，五年保修。從不一樣化而言，545S分別于600P和540S的最大特點是加入了端對端的數(shù)據保護，而INTEL的消費級SMI主控產品依然按照慣例關閉了遠程安全擦除功能。 去標拆解后，可以很顯著的看出所有的IC元件都在SSD的正面，而反面是裸板。正面PCB赫然分布著一顆主控，一顆緩存和兩顆NAND。 主控SMI P6W549 其實就是SMI2259。不過是INTEL定制版主控而已，這顆SoC內置了32位的RSIC 處理器，SATA6G接口，支持4通道共32CE的NAND。 從SMI2259的資料來看，和SMI2258的分別有幾點： 1、2259是BGA332針腳封裝，2258是BGA323針腳封裝 2、2259加入了端對端保護 3、2259支持ONFI 4.0的NAND，而2258僅支持ONFI 3.0 4、從發(fā)展趨勢來看，2259應該是SMI針對IMFT新一代的3D2 TLC以及未來的3D3 TLC的支持會更加完善。 SKhynix H5TC2G63GFR是SKhynix出品的DDR3L 1600 256MB緩存 29F01T2ANCTH2是INTEL 3D2 TLC，運用了64層堆疊，單顆容量128GB，因為3D2單Die就是32GB而已，所以這顆NAND應該是4Die封裝。第二章 測驗 第一節(jié) 測驗平臺 主板 華擎Z370M ITX/AC 處理器 INTEL I7 8700K DRAM 芝奇 幻光戟 DDR4 3200 C14 8GBX2 圖形 EVGA GTX1060 6GB SC 電源 臺達FLEX 400W金牌 機殼 ZS-A4M 散熱器 貓頭鷹L9I 系統(tǒng)盤 INTEL DC S3500 800G 操作系統(tǒng) Microsoft Win 10 PRO X64 1703 第二節(jié) 初測。 CDI的SMART檢測屬性，依然還不完整。對于TLC盤來說，大家最關心的還是不一樣大小的數(shù)據塊下的讀寫衰減情況，以及空盤和接近滿盤下的性能差距 AS SSD BENCHMARK 空盤下1/3/5/10GB數(shù)據塊下的測驗 AS SSD BENCHMARK 83%滿盤下1/3/5/10GB數(shù)據塊下的測驗 CDM測驗選用1GB 4GB 16GB 32GB數(shù)據塊大小在空盤下進行測驗 CDM測驗選用1GB 4GB 16GB 32GB數(shù)據塊大小在83%滿盤下進行測驗 在兩個測驗中可以發(fā)現(xiàn)，空盤和83%滿盤下的測驗幾乎沒有什么不一樣化存在，而不一樣數(shù)據塊大小影響的只是連續(xù)的寫入性能，但是衰減不大，AS SSD BENCHMARK的1G~10G數(shù)據塊下的連續(xù)寫入衰減在34%，而CDM在1G~32GB數(shù)據塊測驗下的連續(xù)寫入衰減在17%左右，這已經好于大多數(shù)的TLC盤的表現(xiàn)了。 用HDTACH去印證全盤讀寫效能的話，可以發(fā)現(xiàn)，在爆掉545S的SLC Cache之后，連續(xù)寫入從400MB/S以上跌落在272MB/S附近，而連續(xù)讀取則一直保持平穩(wěn)的466MB/S的速度。 運用HDTUNE的測驗得出的結論和HDTACH基本一致 將我們的測驗勾選為4GB的數(shù)據快大小快捷行程來測驗寫入的話，可以得出該盤的SLC Cache在2GB~2.2GB左右。下面將要進行的是最大帶寬測驗和離散度測驗，測驗之前的預處理手法是： * 清洗：安全擦除即SECURE EARSE * 預熱：運用IOMETER在128K連續(xù)寫入雙倍SSD容量第三節(jié) 最大帶寬測驗 最大帶寬測驗其實是我對官標的一個驗證測驗，每個SSD都有自己的性能評估標準，而我們用相似的評估手法去測評性能，判定是否達到官方標稱的性能參數(shù)?！ ∵\用IOMETER對128K進行連續(xù)讀寫，對4K進行隨機讀寫，深度均為QD1-128，每個深度一分鐘，統(tǒng)計平均值，列入下表。 545S M2 256GB 4K 隨機寫入最大帶寬是86163 IOPS 4K隨機寫入QD1-128的進程中，速度穩(wěn)步上升，到QD16止步于86K IOPS，看起來似乎遠不如參與對比的NVME SSD。 545S M2 256GB 4K 讀取寫入最大帶寬是78095 IOPS 4K隨機寫入QD1-128的進程中，速度穩(wěn)步上升到QD128，而QD1-16的4K讀取效能是完全壓制INTEL 600P 512GB的，直到QD16之后才被600P 512GB反超。 545S M2 256GB 128K 連續(xù)寫入最大帶寬是495MB/SIntel 545S 256GB M.2 SSD 測評
545S M2 256GB 128K 連續(xù)讀取最大帶寬是542MB/S然后我們再次拿出官標的參數(shù)來看下， 最大化連續(xù)讀：550 MB/S 最大化連續(xù)寫：500 MB/S 最大化隨機讀：75K IOPS 最大化隨機寫：85K IOPS 連續(xù)讀寫略偏低，隨機讀寫實際比官標略高一點，基本可以說，官標達標。第四節(jié) 離散度測驗 4K QD32 隨機寫入4000秒 當4K隨機寫入效能從80K IOPS跌下這一段是Cache的軌跡，隨后便是真實的高壓下的4K隨機寫入效能，平均數(shù)值在4000IOPS附近，最低下潛在1000IOPS附近，平均延遲密集分布在10MS附近，而最高的平均延遲在40MS附近。 4K QD32 隨機讀取4000秒Intel 545S 256GB M.2 SSD 測評
4K隨機讀取測驗倒是如意料之中的雷打不動一條直線，穩(wěn)定在77K IOPS，平均延遲0.42MS依然雷打不動?！ ?28K QD32 連續(xù)寫入4000秒 128KB的連續(xù)寫入相對來說我覺得比較平穩(wěn)，雖然有一些主動GC的鋸齒浮動存在，但是依舊算比較平穩(wěn)，從520MB/S的Cache軌跡掉落在250~270MB/S附近，平均延遲集中在14-17MS之間，相對比較穩(wěn)定?！ ?28K QD32 連續(xù)寫讀取4000秒 128K連續(xù)讀取倒是意料中的的曲線，520MB/S的平均讀取速度和7.5MS的平均延遲，非常的穩(wěn)健。 由于考慮到商用級也有INTEL PRO 5450這個系列同主控閃存不一樣固件的方案存在，所以我很好奇的進行了一次INTEL企業(yè)級使用環(huán)境測驗，從我內心來說是想看看是否會壓到 0 IOPS，雖然這么做對于一塊消費級SSD過于苛刻。第五節(jié) INTEL企業(yè)級使用環(huán)境測驗 企業(yè)級SSD壽命計算器 http://estimator.intel.com/ssdendurance/是INTEL根據在思科甲骨文等大公司投放企業(yè)級SSD在企業(yè)級使用的測驗數(shù)據回收后建立的企業(yè)級模板，其中涉及到很多的企業(yè)級使用是非常真實可靠的。換句話說INTEL在產品服務和產品運用信息調研上投入的資金是其他任何一家公司無法相比的！我用INTEL的企業(yè)級使用的設定去模擬其運行的IOMETER模板來進行性能的探索。我在INTEL的庫里挑選了幾個典型代表意義的企業(yè)級使用模型建立IOMETER模板運行15分鐘進行對比?！ ∏岸薟EB服務器 前端WEB服務器指負責生成頁面視圖的服務器，一般需要能應付前面響應的大量IO，相對而言后端負責業(yè)務處理的服務器，相對地需要大量的運算處理器和內存，對IO響應要求不高，如果直接讓后端也處理IO效能不好，所以前端負責緩沖著請求，然后向后端再請求服務，后端處理完響應后再響應返回，分開處理?！ ∝撦d模式為：隨機模式4K QD32，讀80%寫20%，運行15分鐘 針對此類4K數(shù)據塊大深度下的隨機高讀少寫負載任務而言，速度上545S M2 256GB控制在5K-65K IOPS之間，平均在15K IOPS附近，平均延遲上545S M2 256GB控制在0.5-8.2毫秒之間，平均在2.8毫秒附近。平心而論，這個數(shù)據勉強可以看得過去?！ ?shù)據倉庫服務器 數(shù)據倉庫的數(shù)據主要供企業(yè)決策分析之用，所涉及的數(shù)據操作主要是數(shù)據查詢，一旦某個數(shù)據進入數(shù)據倉庫以后，一般情況下將被長期保留，也就是數(shù)據倉庫中一般有大量的查詢操作，但修改和刪除操作很少，通常只需要定期的加載、刷新。數(shù)據倉庫中的數(shù)據通常包含歷史信息，系統(tǒng)記錄了企業(yè)從過去某一時點(如開始使用數(shù)據倉庫的時點)到當前的各個階段的信息，通過這些信息，可以對企業(yè)的發(fā)展歷程和未來趨勢做出定量分析和預測?！ ∝撦d模式：隨機模式 8K QD128，讀60%寫40%，運行15分鐘。 針對此類8K數(shù)據塊大深度下的隨機混合讀寫負載任務而言，速度上545S M2 256GB控制在2K-33K IOPS之間，平均在4.8K IOPS附近，平均延遲上545S M2 256GB控制在5-120毫秒之間，平均在33毫秒附近，8K的深度下沒有壓到0 IOPS已經讓我有點意外了，但是此刻的平均延遲已經很高了，這個盤已經不能較好得滿足這個使用需要了?！ ×髅襟w播放服務器 流媒體播放服務器很容易理解，主要架構包括：內容管理，服務器支持，訪問控制，舉個例子：樂視、愛奇藝都有相似的開發(fā)項目?！ ∝撦d方式：連續(xù)模式64K QD128，讀90%寫10%，測驗15分鐘 針對此類64K大數(shù)據塊大深度下的連續(xù)高讀負載任務而言：速度上545S M2 256GB控制在0.4K-4.6K IOPS之間，平均在1.7K IOPS附近，平均延遲上545S M2 256GB控制在30-370毫秒之間，平均在70毫秒附近。這個測驗是壓到最低的IOPS是400，依然沒有壓到0，平均延遲最高達到370毫秒，很顯著此刻這個盤已經快被壓榨到極限了。 從這三個測驗的結果來看，545S 256GB M2在4K 8K 64K的企業(yè)級混合讀寫負載中表現(xiàn)說不上好，甚至可以說已經無法滿足使用，主控資源幾乎被壓榨干凈了，但是依然沒有0 IOPS的出現(xiàn)，放在民用消費級來運用的話，理論上是不會有什么問題的。這也是在企業(yè)級苛刻條件下測驗的結論然后放寬到民用范疇的一種主觀反饋。結論 其實我挺希望INTEL將自己的主控使用于消費級的，而不是運用SMI主控來應付消費級，準確來說INTEL 730停產之后，INTEL消費級和商用級再無硬貨，這句話本身沒有錯誤的。 而SMI主控是否一無是處呢？其實也不然，SMI2262 NVME主控還是非常強悍的效能，接近MV1093的表現(xiàn)力，目測INTEL很快會在自己的消費級上運用取代600P的位置?！ ♂槍MI2259的545S而言，這塊盤的感覺就是連續(xù)寫入效能比普通的TLC要更高一些，而且更加穩(wěn)健一些，在大數(shù)據塊的測驗中，除了連續(xù)寫入之外的寫入測驗都還是很穩(wěn)定的，滿盤和空盤的分別很小，說明固件對3D2 TLC的寫入衰減優(yōu)化還是比較到位的，相對于一般的2D TLC盤來說，這個盤給人的感覺還是從始至終的穩(wěn)定！ 那么價格的話，INTEL給出的建議零售價格是99美金，630RMB附近。但是前面我們說了，3D2 TLC的問世理論上應該帶來是NAND的降價而不是漲價，但是有一個很現(xiàn)實的問題存在就是從2D產線轉到3D產線所需要布局的資金量是巨大的，INTEL不可能不在NAND的價格高峰期盡可能的收回轉線的投資成本，而且按照INTEL所賦予的5年只換不修免郵的RMA政策，這個盤的價格也就不可能低到500元以下的大眾期許價格了。 那么對于初衷是為了降低NAND成本而生的3D NAND而言，零售商也賣了很多，消費者也購買了很多，但是零售商一直在喊叫采購價太高賺不到錢，而消費者一直在呼喊零售價太高占不到便宜，而其實最終的勝者是誰，上面一張圖就不言而喻了！評論 (0)