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閃存顆粒大降價 固態硬盤到底該怎么選?

百事數碼
2019-05-11 15:19 0

在一大波分析預測之后,NAND Flash閃存顆粒毫無懸念走向了供過于求,被延期了數年的大容量SSD固態硬盤普及也終于如愿以償走上了正軌。目前SSD大廠價格戰爭已經展開,PC OEM SSD成本下跌。根據預測,512GB、1TB SSD合約均價在年底前跌破每GB 0.1美元,達到歷史新低。

512GB乃至1TB SSD將會取代128GB的市場地位,成為僅次于256GB的市場第二大主流規格。這意味著,剁手換掉機械硬盤時機越來越近。問題是,TLC、QLC、NVMe、連續讀寫、隨機讀寫看到就讓人頭疼,如何撥開迷霧,選擇合適自己的固態硬盤?這里有一些經驗供大家參考。

TLC和QLC閃存顆粒能用嗎?

固態硬盤結構通常分成幾個部分,包括用來存儲內容的NAND Flash閃存顆粒,負責緩存可能需要訪問信息的少量DRAM緩存,以及負責讀寫的主控芯片。

其中NAND Flash閃存顆粒即是大伙購買固態硬盤討論的重點之一。早期的SLC(Single-Level Cell)閃存顆粒架構只有單層,無法做到大容量,但壽命相當可觀,可重復擦寫10萬次。

而接下來MLC(Multi-Level Cell)和TLC(Triple-Level Cell)顆粒則是在SLC的1bit單元基礎上,變成2bit和3bit。你可以這么理解,原來一個房間只需要住1個小姐姐,到了TLC,同一個房間要裝進3個大兄弟。

同樣單元內融入更多內容,成本自然會降低,但顆粒的擦寫壽命、速度都會下降明顯。例如MLC擦寫壽命下降到了1萬次,TLC擦寫速度只有1000次。QLC則可能達不到1000次。

是的,閃存顆粒歷經SLC、MLC、TLC、QLC演變之后,隨著容量增高,性能、壽命、可靠性卻不斷降低。

事實上,從MLC到TLC,對閃存顆粒讀寫的質疑聲源源不斷,TLC SSD投入消費市場已經有3年時間,隨著讀寫算法不斷升級,TLC得到了主流市場接受。以三星860EVO 250GB SSD為例,三星官方給出的保修條件為五年或150TBW。

如果以1天寫入50GB數據計算,需要8年才能達到150TBW的標準,對于絕大多數消費用戶而言其實很難做到50GB的數據量。反之,對數據寫入敏感的企業用戶,則仍然會優先選擇容量小,但采用SLC閃存顆粒的企業固態硬盤,價格不是普通消費者能夠接受的。

因此,關于閃存顆粒,作為消費者其實可以進行如下分類:

SLC:不要想了,太貴不劃算MLC:追求高性能、高頻率讀寫的用戶TLC:追求性價比,讀取遠比寫入數據多的玩游戲玩家QLC:想擁有一定SSD性能表現,以存儲為目的玩家

請盡量選擇大容量

單純考量單個閃存顆粒讀寫壽命其實意義不是很大。當SSD硬盤容量越大,單個閃存顆粒被反復讀寫的機會、次數就會越少,在使用時間上看,自然就會獲得更長時間的壽命。

大容量的好處不僅僅在于增加單一閃存顆粒使用時長。正如前面所言,原始的MLC、TLC讀寫速度遠比SLC難看,QLC甚至連100MB/s都達不到,連機械硬盤都不如。

由于DRAM緩存昂貴且無法做到大容量,是難以做到對外宣稱的高速讀寫,這時候就會引入一個寫入加速Write Acceleration技術,普遍做法是利用SLC充當緩存,以犧牲容量為代價換取性能。以提升一定容量下的讀寫速度。

當容量越大,劃給SLC緩存的空間就可以越多,如果想確保全盤加速,則可能要占據至少1/4的容量。不過注重性價比的SSD做法,通常是只給TLC、QLC做大概5GB到8GB左右的加速。當然也有一些比較猛的產品,例如三星970EVO 2TB的SLC緩存達到78GB,當然,當時的定價也高達5999元人民幣。

一旦緩存用完,顆粒的原始讀寫便會直接暴露,讀寫斷崖式下跌。這也是為什么某些廠商宣稱的吃滿SATA協議速度的SSD,卻128GB版本中掉速嚴重,因為SLC緩存本身不多,且很快就被用完了。

一腳邁進QLC時代的SSD們亦是如此,三星860 QVO會在持續寫入80GB以后開始出現嚴重掉速的情況,直接暴露QLC閃存顆粒實際讀寫速度在75MB/s左右。

實際情況是,消費者很少會遇到以持續550MB/s的速度寫入80GB的需求,并且勝在便宜和大容量,三星860 QVO起跳容量為1TB,電商售價不到800元人民幣,速度缺陷完全值得原諒。

顆粒以外的因素同樣重要

固態硬盤之所以快,還在于IOPS每秒讀寫操作次數比機械硬盤更高。我們日常生活中產生的視頻、文檔不可能都是一整個大體積文件,而是由許多散亂的文件組成。IOPS可以理解成硬盤每秒鐘對文件抓取的數量,在機械硬盤上,由硬盤轉速、磁頭數量、碟片數量、磁盤密度決定。磁頭越多、轉速越快,每秒鐘能操作的數量就越多,基本上可以達到220次/秒,也就是220 IOPS。

但對于固態硬盤而言,沒有這樣的機械設置,你可以理解成閃存顆粒芯片相互之間就能在固態硬盤內部組成Raid 0陣列,讀取速度達到100000 IOPS根本不是問題。因此在小文件讀寫、響應上,固態硬盤給我們帶來了質的飛躍。所以性能再不濟的固態硬盤,在表現上也會比普通消費級機械硬盤響應好看得多。

在2017年末,英特爾將誕生于超算的傲騰技術正式加入到固態硬盤陣營中,就算是初代傲騰SSD 900P,隨機寫入IOPS操作就可以輕松達到55萬次IOPS。在英特爾的解釋中,傲騰速度處于固態硬盤和內存之間,但作為非易失性存儲器,傲騰能做到斷電之后不會丟失信息,這是內存所做不到的。

只不過,傲騰固態硬盤價格真的很貴,480GB傲騰電商定價在3200元人民幣左右,通常也只會出現在頂級玩家的PCIe上。

回到主題。現在宣揚高性能的固態硬盤不會是SATA3接口的固態硬盤。原因很簡單,在機械硬盤時代,硬盤速度不可能跟上CPU速度,中間需要一套中斷機制讓CPU能夠有效調用硬盤。因為固態硬盤速度可以更快,在NVMe規范之后,CPU直接通過PCIe調用固態硬盤,同時也會占據更多的PCIe通道。

與CPU直連之后,主控芯片采用哪一家其實不需要過分在意,一般購買非代工品牌,固態硬盤性能在實際體驗中其實不會有太大的區別。

在近幾年的CPU更新中,英特爾創作為定位的高端CPU PCIe通道提升到了44條,主板上兼容NVMe標準的M.2接口也不斷增加。像華碩這樣厲害的主板廠商還會在內存槽旁邊追加一個DIMM.2槽,用來擴展出更多的M.2接口固態硬盤。

但需要注意的是,并非所有M.2接口走的都是NVMe標準,接口本身只是對外觀的形容,早期主板以及一些筆記本上的M.2接口其實仍然通過PCH,走AHCI規范,性能與常見的SATA口固態硬盤相當,在500MB/s左右,而非NVMe標準動輒2000MB/s、3000MB/s的高性能讀寫。

入手最佳時機在今年末,1TB SSD價格可能會達到歷史新低,與機械硬盤同容量且高性能的固態硬盤指日可待。在組件PC時,筆者建議先購買一塊支持NVMe PCIe的固態硬盤作為C盤,安裝系統、日常軟件和經常玩到的游戲,可以大幅提升滿足感。

而C盤之外的固態硬盤,則可以放心考慮TLC、QLC硬盤,用來存儲數據,加速游戲都不會有太大問題。

如果你是主機黨,甚至可以考慮花上700多元給PlayStation 4 Pro換上一塊QLC硬盤,對于主機游戲讀寫而言,80GB的高速緩沖足以輕松應付PS4游戲的讀寫需求。

至于心念傲騰技術的同學,英特爾在數周前其實也公布了一塊傲騰混合固態硬盤,你可以理解成傲騰顆粒代替了硬盤上的SLC緩存顆粒,然后再配以QLC顆粒,最終也能讓采用QLC的英特爾固態硬盤表現出更高的性能。只不過,目前英特爾沒有打算單賣傲騰混合固態硬盤,而是與OEM廠商合作,與裝在筆記本中,以降低筆記本的成本和售價。

 

最后,如果你希望要站在PC游戲玩家的食物鏈頂端,酷睿i9 9900K以及GeForce GTX 2080 Ti的配置之外,硬盤自然可以考慮傲騰905P這種強到沒天理的硬盤,不過傲騰固態硬盤不屬于NAND Flash閃存顆粒是的范疇,所以近期也不會降價。

對于更多數主流的玩家而言,諸如三星970Pro、Evo系列,西部數據固態硬盤黑盤都值得關注。簡而言之,在資金允許的前提下,盡量購買大容量的固態硬盤,帶來的幸福感更容易爆棚。

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