Intel 545S 256GB M.2 SSD 測評
前言：IMFT的3D2 TLC
Intel 545S 256GB M.2 SSD 測評
其實(shí)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(gè)測驗(yàn)。 當(dāng)時(shí)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?yàn)楣鈴膮?shù)來看，并看不出什么特別的優(yōu)勢。 那么根據(jù)INTEL的命名規(guī)則，545S運(yùn)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(shù)（floating gate technology）。3D2 TLC的Die具有64個(gè)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(yùn)用垂直溝道環(huán)繞柵極結(jié)構(gòu)。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(yùn)用的3D1 TLC則為IMFT 3D TLC第一代32層堆疊。3D1 TLC的Die具有32個(gè)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(shù)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(nèi)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(shí)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(dāng)然這些3D NAND的前言說完了，我們還是最關(guān)心運(yùn)用這個(gè)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(biāo)參數(shù)其實(shí)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(chǎn)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(jī)讀：75K IOPS 最大化隨機(jī)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(shí)的平均無問題時(shí)間，五年保修。從不一樣化而言，545S分別于600P和540S的最大特點(diǎn)是加入了端對端的數(shù)據(jù)保護(hù)，而INTEL的消費(fèi)級SMI主控產(chǎn)品依然按照慣例關(guān)閉了遠(yuǎn)程安全擦除功能。 去標(biāo)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(shí)就是SMI2259。不過是INTEL定制版主控而已，這顆SoC內(nèi)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(diǎn)： 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(hù) 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(yīng)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(yùn)用了64層堆疊，單顆容量128GB，因?yàn)?D2單Die就是32GB而已，所以這顆NAND應(yīng)該是4Die封裝。第二章 測驗(yàn) 第一節(jié) 測驗(yàn)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(dá)FLEX 400W金牌 機(jī)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(guān)心的還是不一樣大小的數(shù)據(jù)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(jù)塊下的測驗(yàn) AS SSD BENCHMARK 83%滿盤下1/3/5/10GB數(shù)據(jù)塊下的測驗(yàn) CDM測驗(yàn)選用1GB 4GB 16GB 32GB數(shù)據(jù)塊大小在空盤下進(jìn)行測驗(yàn) CDM測驗(yàn)選用1GB 4GB 16GB 32GB數(shù)據(jù)塊大小在83%滿盤下進(jìn)行測驗(yàn) 在兩個(gè)測驗(yàn)中可以發(fā)現(xiàn)，空盤和83%滿盤下的測驗(yàn)幾乎沒有什么不一樣化存在，而不一樣數(shù)據(jù)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(jù)塊下的連續(xù)寫入衰減在34%，而CDM在1G~32GB數(shù)據(jù)塊測驗(yàn)下的連續(xù)寫入衰減在17%左右，這已經(jīng)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(yùn)用HDTUNE的測驗(yàn)得出的結(jié)論和HDTACH基本一致 將我們的測驗(yàn)勾選為4GB的數(shù)據(jù)快大小快捷行程來測驗(yàn)寫入的話，可以得出該盤的SLC Cache在2GB~2.2GB左右。下面將要進(jìn)行的是最大帶寬測驗(yàn)和離散度測驗(yàn)，測驗(yàn)之前的預(yù)處理手法是： * 清洗：安全擦除即SECURE EARSE * 預(yù)熱：運(yùn)用IOMETER在128K連續(xù)寫入雙倍SSD容量第三節(jié) 最大帶寬測驗(yàn) 最大帶寬測驗(yàn)其實(shí)是我對官標(biāo)的一個(gè)驗(yàn)證測驗(yàn)，每個(gè)SSD都有自己的性能評估標(biāo)準(zhǔn)，而我們用相似的評估手法去測評性能，判定是否達(dá)到官方標(biāo)稱的性能參數(shù)。 運(yùn)用IOMETER對128K進(jìn)行連續(xù)讀寫，對4K進(jìn)行隨機(jī)讀寫，深度均為QD1-128，每個(gè)深度一分鐘，統(tǒng)計(jì)平均值，列入下表。 545S M2 256GB 4K 隨機(jī)寫入最大帶寬是86163 IOPS 4K隨機(jī)寫入QD1-128的進(jìn)程中，速度穩(wěn)步上升，到QD16止步于86K IOPS，看起來似乎遠(yuǎn)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(jī)寫入QD1-128的進(jìn)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(biāo)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(jī)讀：75K IOPS 最大化隨機(jī)寫：85K IOPS 連續(xù)讀寫略偏低，隨機(jī)讀寫實(shí)際比官標(biāo)略高一點(diǎn)，基本可以說，官標(biāo)達(dá)標(biāo)。第四節(jié) 離散度測驗(yàn) 4K QD32 隨機(jī)寫入4000秒 當(dāng)4K隨機(jī)寫入效能從80K IOPS跌下這一段是Cache的軌跡，隨后便是真實(shí)的高壓下的4K隨機(jī)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?！ ?K QD32 隨機(jī)讀取4000秒Intel 545S 256GB M.2 SSD 測評
4K隨機(jī)讀取測驗(yàn)倒是如意料之中的雷打不動(dòng)一條直線，穩(wěn)定在77K IOPS，平均延遲0.42MS依然雷打不動(dòng)。 128K 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(dòng)GC的鋸齒浮動(dòng)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?！ ∮捎诳紤]到商用級也有INTEL PRO 5450這個(gè)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(jìn)行了一次INTEL企業(yè)級使用環(huán)境測驗(yàn)，從我內(nèi)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(fèi)級SSD過于苛刻。第五節(jié) INTEL企業(yè)級使用環(huán)境測驗(yàn) 企業(yè)級SSD壽命計(jì)算器 http://estimator.intel.com/ssdendurance/是INTEL根據(jù)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(yàn)數(shù)據(jù)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(shí)可靠的。換句話說INTEL在產(chǎn)品服務(wù)和產(chǎn)品運(yùn)用信息調(diào)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(shè)定去模擬其運(yùn)行的IOMETER模板來進(jìn)行性能的探索。我在INTEL的庫里挑選了幾個(gè)典型代表意義的企業(yè)級使用模型建立IOMETER模板運(yùn)行15分鐘進(jìn)行對比。 前端WEB服務(wù)器 前端WEB服務(wù)器指負(fù)責(zé)生成頁面視圖的服務(wù)器，一般需要能應(yīng)付前面響應(yīng)的大量IO，相對而言后端負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)處理的服務(wù)器，相對地需要大量的運(yùn)算處理器和內(nèi)存，對IO響應(yīng)要求不高，如果直接讓后端也處理IO效能不好，所以前端負(fù)責(zé)緩沖著請求，然后向后端再請求服務(wù)，后端處理完響應(yīng)后再響應(yīng)返回，分開處理?！ ∝?fù)載模式為：隨機(jī)模式4K QD32，讀80%寫20%，運(yùn)行15分鐘 針對此類4K數(shù)據(jù)塊大深度下的隨機(jī)高讀少寫負(fù)載任務(wù)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(gè)數(shù)據(jù)勉強(qiáng)可以看得過去。 數(shù)據(jù)倉庫服務(wù)器 數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)主要供企業(yè)決策分析之用，所涉及的數(shù)據(jù)操作主要是數(shù)據(jù)查詢，一旦某個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)倉庫以后，一般情況下將被長期保留，也就是數(shù)據(jù)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(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)通常包含歷史信息，系統(tǒng)記錄了企業(yè)從過去某一時(shí)點(diǎn)(如開始使用數(shù)據(jù)倉庫的時(shí)點(diǎn))到當(dāng)前的各個(gè)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(yù)測?！ ∝?fù)載模式：隨機(jī)模式 8K QD128，讀60%寫40%，運(yùn)行15分鐘。 針對此類8K數(shù)據(jù)塊大深度下的隨機(jī)混合讀寫負(fù)載任務(wù)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(jīng)讓我有點(diǎn)意外了，但是此刻的平均延遲已經(jīng)很高了，這個(gè)盤已經(jīng)不能較好得滿足這個(gè)使用需要了。 流媒體播放服務(wù)器 流媒體播放服務(wù)器很容易理解，主要架構(gòu)包括：內(nèi)容管理，服務(wù)器支持，訪問控制，舉個(gè)例子：樂視、愛奇藝都有相似的開發(fā)項(xiàng)目?！ ∝?fù)載方式：連續(xù)模式64K QD128，讀90%寫10%，測驗(yàn)15分鐘 針對此類64K大數(shù)據(jù)塊大深度下的連續(xù)高讀負(fù)載任務(wù)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(gè)測驗(yàn)是壓到最低的IOPS是400，依然沒有壓到0，平均延遲最高達(dá)到370毫秒，很顯著此刻這個(gè)盤已經(jīng)快被壓榨到極限了?！ 倪@三個(gè)測驗(yàn)的結(jié)果來看，545S 256GB M2在4K 8K 64K的企業(yè)級混合讀寫負(fù)載中表現(xiàn)說不上好，甚至可以說已經(jīng)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(fèi)級來運(yùn)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(yàn)的結(jié)論然后放寬到民用范疇的一種主觀反饋。結(jié)論 其實(shí)我挺希望INTEL將自己的主控使用于消費(fèi)級的，而不是運(yùn)用SMI主控來應(yīng)付消費(fèi)級，準(zhǔn)確來說INTEL 730停產(chǎn)之后，INTEL消費(fèi)級和商用級再無硬貨，這句話本身沒有錯(cuò)誤的。 而SMI主控是否一無是處呢？其實(shí)也不然，SMI2262 NVME主控還是非常強(qiáng)悍的效能，接近MV1093的表現(xiàn)力，目測INTEL很快會在自己的消費(fèi)級上運(yùn)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(jù)塊的測驗(yàn)中，除了連續(xù)寫入之外的寫入測驗(yàn)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(gè)盤給人的感覺還是從始至終的穩(wěn)定！ 那么價(jià)格的話，INTEL給出的建議零售價(jià)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(yīng)該帶來是NAND的降價(jià)而不是漲價(jià)，但是有一個(gè)很現(xiàn)實(shí)的問題存在就是從2D產(chǎn)線轉(zhuǎn)到3D產(chǎn)線所需要布局的資金量是巨大的，INTEL不可能不在NAND的價(jià)格高峰期盡可能的收回轉(zhuǎn)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(gè)盤的價(jià)格也就不可能低到500元以下的大眾期許價(jià)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(fèi)者也購買了很多，但是零售商一直在喊叫采購價(jià)太高賺不到錢，而消費(fèi)者一直在呼喊零售價(jià)太高占不到便宜，而其實(shí)最終的勝者是誰，上面一張圖就不言而喻了！評論 (0)