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SSD也要分高下 SLC固态硬盘 VS MLC固态硬盘
2012-05-09 10:35:03
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  作为能明显改善电脑运行速度的产品,关注固态硬盘的用户越来越多,不仅是高端玩家,就连不少的普通用户也开始选择用固态硬盘安装操作系统或常用游戏/软件。然而,大多数用户不太清楚的是,消费者市场主流的固态硬盘都是基于MLC闪存颗粒的,而采用性能最好的SLC闪存颗粒的固态硬盘却很少见。最近我们就拿到了一款SuperSSpeed生产的采用SandForce SF-2281主控和Intel SLC闪存颗粒的60GB固态硬盘,和采用MLC闪存颗粒的固态硬盘相比它的性能究竟有什么不同?下面我们就一起来看看。

    SuperSSpeed 60GB SLC
    SuperSSpeed 60GB SLC
    尺寸:2.5英寸
    主控芯片:SandForce DF-2281
    闪存颗粒:8GB×8
    接口:SATA 6Gbps
    参考价格:1899元

    SuperSSpeed 60GB MLC
    SuperSSpeed 60GB MLC
    尺寸:2.5英寸
    主控芯片:SandForce DF-2281
    闪存颗粒:8GB×8
    接口:SATA 6Gbps
    参考价格:699元
   
    影驰120GB MLC
    影驰120GB MLC
    尺寸:2.5英寸
    主控芯片:SandForce DF-2281
    闪存颗粒:16GB×8
    接口:SATA 6Gbps
    参考价格:1399元

    SLC初露锋芒
    之前我们说过由于固态硬盘刚进入普及阶段,出于价格原因,很多用户选择的还是容量相对较小,性能也相对较低的64GB固态硬盘,不过那还是针对采用MLC闪存颗粒的产品而言的。对于采用SLC闪存颗粒的固态硬盘来说,又贵又快才是它的特点。

    我们知道,SLC是指一个Block(数据块,闪存的基本存储单元)只有两种电荷状态分别表示0或者1,因为只需要一组高低电压就可以区分出0或者1信号,所以SLC最大的驱动电压可以做到很低,结构简单,速度表现更好,而且寿命更长。而MLC采用较高的电压驱动,通过不同级别的电压在一个Block中记录两组位信息(00、01、11、10),大幅提升了记录密度,但同时一个Block存储两组位数据也就需要更长的时间来读写,再考虑到电压控制、CRC写入方式等因素,因此MLC的读写速度也比SLC低得多,加上电压变化更频繁,所以寿命也比SLC短很多。这也就是为什么采用SLC闪存颗粒的固态硬盘性能出色但价格却要贵两三倍。

    今天我们要测试的这三款产品,都采用同一主控芯片——SandForce SF-2281。从外观上来看SuperSSpeed 60GB SLC和影驰120GB MLC比SuperSSpeed 60GB MLC要厚一些,前两者厚度为9.5mm,后两者厚度为7.2mm。这三款产品都采用了8颗Intel 25nm闪存颗粒,每款产品中都有一部分容量用于磨损均衡、GC和Trim等冗余,因此我们可以看到16GB×8的固态硬盘容量只有120GB,而8GB×8的固态硬盘容量只有60GB。

    SuperSSpeed 60GB SLC    MLC    影驰120GB MLC
    SuperSSpeed 60GB SLC(左)和MLC(中)都是正面8颗8GB的闪存颗粒组成60GB固态硬盘+4GB冗余,影驰120GB MLC(右)则是正面8颗16GB的闪存颗粒组成120GB固态硬盘+8GB冗余

    三款产品背面都只有SandForce SF-2281主控,而没有闪存颗粒
    三款产品背面都只有SandForce SF-2281主控,而没有闪存颗粒

    SuperSSpeed SLC 60GB采用Intel 25nm的29F64G08CCNE1 SLC闪存颗粒
    SuperSSpeed SLC 60GB采用Intel 25nm的29F64G08CCNE1 SLC闪存颗粒

    SuperSSpeed MLC 60GB采用Intel 25nm的29F64G08AAME2 MLC闪存颗粒
    SuperSSpeed MLC 60GB采用Intel 25nm的29F64G08AAME2 MLC闪存颗粒

    影驰120GB采用Intel 25nm的29F16B08CCME2 MLC闪存颗粒
    影驰120GB采用Intel 25nm的29F16B08CCME2 MLC闪存颗粒
   
    读写性能PK
    由于这三款固态硬盘都支持SATA 3,因此我们将它们统一接在主板SATA 6Gbps接口上,以免接口传输带宽影响了产品的最终表现。我们使用PCMark7对它们进行实际应用测试,用IOmeter进行32位队列深度下的顺序读写测试,用AS SSD Benchmark和CrystalDiskMark进行随机读写测试,通过这些测试软件我们能看到这几款固态硬盘在实际应用环境和理想测试环境中的表现差别。

    测试平台
    处理器:Intel Core i7 3960X
    主板:Intel DX79SI
    内存:宇瞻DDR3 1600 2GB×4
    显卡:迪兰Radeon HD 7970
    显示器:DELL U2410
    电源:长城巨龙1250
    系统:Windows 7 64bit中文版


      

项目

SuperSSpeed 60GB SLC

SuperSSpeed 60GB MLC

影驰120GB MLC

PCMark7磁盘性能

5321

4715

5027

IOmeter 512Byte顺序读

34095.82IOPS16.648MB/s

31471.25IOPS15.367MB/s

73979.68IOPS36.123MB/s

IOmeter 512Byte顺序写

30721.71IOPS15.0MB/s

25999.06IOPS12.695MB/s

27478.64IOPS13.417MB/s

IOmeter 4KB顺序读

24133.41IOPS94.271MB/s

19279.94IOPS75.312MB/s

72721.92IOPS284.07MB/s

IOmeter 4KB顺序写

28406.4IOPS110.962MB/s

22985.77IOPS89.788MB/s

27060.47IOPS105.705MB/s

AS SSD Benchmark顺序读

30.91IOPS16MB)/494.56MB/s

23.22IOPS16MB)/371.56MB/s

29.55IOPS472.79MB/s

AS SSD Benchmark顺序写

28.45IOPS16MB)/455.27MB/s

5.23IOPS16MB)/83.69MB/s

9.78IOPS156.56MB/s

AS SSD Benchmark 4KB随机读

5744IOPS22.44MB/s

4272IOPS16.69MB/s

4235IOPS16.54MB/s

AS SSD Benchmark 4KB随机写

12315IOPS48.10MB/s

10495IOPS40.99MB/s

10580IOPS41.33MB/s

AS SSD Benchmark 4KB 64线程随机读

48796IOPS190.61MB/s

15185IOPS59.32MB/s

25861IOPS101.02MB/s

AS SSD Benchmark 4KB 64线程随机写

79182IOPS309.30MB/s

21019IOPS82.11MB/s

36724IOPS143.45MB/s

AS SSD Benchmark 512Byte随机读

11206IOPS

8544IOPS

3955IOPS

AS SSD Benchmark 512Byte随机写

5362IOPS

3565IOPS

3558IOPS

CrystalDiskMark 顺序读/写

482.3MB/s485.2MB/s

377.1MB/s89.24MB/s

469.1MB/s164.7MB/s

CrystalDiskMark 512KB随机读/写

435.6MB/s470.5MB/s

339.8MB/s88.89MB/s

429.0MB/s163.5MB/s

CrystalDiskMark 4KB随机读/写

27.37MB/s55.68MB/s

20.47MB/s53.74MB/s

27.24MB/s54.08MB/s

CrystalDiskMark 4KB QD32随机读/写

186.9MB/s344.5MB/s

61.7MB/s89.04MB/s

102.8MB/s159.6MB/s


    从PCMark7的模拟实际应用操作测试项可以看出,在实际应用环境中这三款产品的表现都不错,不过SuperSSpeed SLC 60GB的性能最高,超过了5000分,与同门的同容量MLC产品相比,二者性能差距还是非常明显的,即便是对比影驰120GB MLC也有超过5%的性能优势。

    在IOmeter 512Byte顺序读写测试中,SuperSSpeed SLC 60GB完胜SuperSSpeed MLC 60GB,不过领先的幅度并不是太大,但是面对120GB MLC又落入下风,毕竟理论上来说120GB MLC的通道数更多,MLC颗粒上的劣势被更多的通道数量弥补了。而在4KB读写测试中,SuperSSpeed SLC 60GB的性能优势更多体现在写上面,甚至高出120GB MLC,更不用说与SuperSSpeed MLC 60GB的差距了。

    在AS SSD Benchmark测试中,SuperSSpeed SLC 60GB在在各个测试项中均取得了不同程度的领先。在顺序读写测试中,三款产品的读取性能差别并不是非常大,不过SuperSSpeed SLC 60GB的顺序写入性能表现达到了SuperSSpeed MLC 60GB的544%,也是120GB MLC的291%。在4KB随机读写测试中SuperSSpeed SLC 60GB的表现依然抢眼,虽然领先幅度并不是非常大,但同样是全面胜出。而在4KB 64线程随机读写测试和512Byte随机读写测试中,60GB SLC超大幅度的领先让我们看到了SLC闪存颗粒的强大性能。

    在CrystalDiskMark测试中我们可以看到,在顺序读、512KB随机读、以及4KB随机读写的测试中,SuperSSpeed SLC 60GB占据的优势并不是非常大,不过在32位对列深度的4KB写测试项中,SuperSSpeed SLC 60GB又以数倍的性能取得了大幅度的领先。

    从对比结果我们可以看到,采用固态硬盘对于消除大部分用户电脑的最大瓶颈——磁盘性能,效果非常明显。无论是采用MLC闪存颗粒是采用SLC闪存颗粒的固态硬盘都表现出了不错的性能,但于对采用SLC闪存颗粒的固态硬盘来说,由于颗粒在结构特性上的先天优势,所以在写性能方面明显优于其他产品。

    工程师总结 王宇
    高性能首选SLC固态硬盘

    尽管三款参测的固态硬盘均采用了同样数量的25nm闪存颗粒和SandForce SF-2281主控,不过采用MLC闪存颗粒的产品要么在价格上优势明显,要么在容量上明显领先,但在性能上,始终是不敌更出色的采用SLC闪存颗粒的产品的,论性能SuperSSpeed SLC 60GB应该是速度最快的60GB固态硬盘。由于25nm制程的让固态硬盘的成本得到了比较好的控制,相比之前固态硬盘的天价来说,当前固态硬盘的价格已经开始被普通消费者接受。当然,对于喜欢追求性能的消费者来说,采用SLC闪存颗粒的产品会更适合他们,只不过,由于SLC闪存颗粒的存储密度较低,因此同样容量下采用SLC闪存颗粒的固态硬盘价格要比采用MLC闪存颗粒的产品高两到三倍,这恐怕是阻挡消费者选择这类产品的唯一理由。还值得大家注意的是,由于SLC结构简单、驱动电压更低,可擦写次数是数倍于MLC的,因此高价格带来的不仅仅是更高的读写速度,同时也带来了更长的使用寿命,从这个角度说,采用SLC颗粒的固态硬盘更值得在乎产品可靠性的用户关注。


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