存储行业未来之选 浅谈消费级QLC NVMe M.2固态硬盘应用与选择
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【雷竞技须安全稳定 DIY硬件频道】近年来飞速发展的AI技术与多样应用,带动了服务器与企业级存储产业的快速增长。TrendForce集邦咨询在7月份公布的研报中表示,2024年DRAM内存与NAND闪存产业的年度营收均会增长超七成,而展望2025年,TrendForce还预测DRAM内存与NAND闪存产业将分别出现51%与29%的环比增长。
产业增长的动力除了需求的复苏外,无疑也包含新技术的崛起。在DRAM内存领域我们能看到DDR、GDDR与LPDDR的代际更迭,以及高带宽内存HBM在高性能服务器、智能驾驶等领域的应用。
而在NAND闪存方面,AI服务器客户一方面增加企业级固态硬盘(eSSD)订单,另一方面也不断追求降本增效,推动行业上游更高存储密度的企业级存储产品诞生,这其中就少不了QLC技术的参与。
许多人可能对QLC存储颗粒望而却步,认为它在存储产品中是寿命低、性能差的代名词,但这中间其实有不少误解,涉及到SSD本身的运行原理,以及影响性能与寿命的多重因素,近期笔者正准备以科普文章的形式尽可能清晰解释这些概念。退一步说,在MLC时代的末期,当时的用户可能也以同样的目光看待TLC技术,但不影响TLC存储在当下的主流地位。
另一方面,QLC技术使得每个存储单元可以存储更多的数据,提高了存储密度,降低了每比特的成本。这将使得大容量存储变得更加经济实惠,不仅限于NVMe固态硬盘,还进一步推动了各种电子设备,特别是移动设备如智能手机和平板电脑的存储容量提升。
发生在Enterprise企业级领域的QLC存储应用趋势,目前来看与我们Client消费级没有太多直接关系,市面上依旧有种类丰富的固态硬盘可供我们选择,其中采用TLC颗粒的产品是更多普通用户的首选。但经历了一段时间以来的行情波动,固态硬盘价格今非昔比,也许会有人想知道,如果转而选择QLC固态硬盘,能否在同等容量下获得更多实惠,在性能方面又有哪些影响?接下来我们通过盘点具有代表性的三款市售QLC固态硬盘来了解这一点。
性价比领先的国产新锐 佰维NV7200
创立于2010年的佰维存储一直作为中上游企业深耕存储与先进封测领域,产品与服务既涵盖多种行业级领域,也在消费级存储市场建立了全系列产品矩阵。在2023年底,佰维存储终于直接“入场”,正式推出面向电竞消费者的“悟空”系列存储产品。
NV7200就是佰维近期在自有品牌下推出的存储新品,这是一款PCIe 4.0x4通道NVMe 2.0协议M.2接口2280规格SSD,拥有500GB、1TB、2TB、4TB四种容量选择,且均为单面颗粒设计,表面覆盖石墨烯散热贴,可广泛应用于PC、Laptop、掌机、游戏主机等平台扩容。同时1TB及以上容量版本的标称最高顺序读取速度为7200MB/s,顺序写入速度也达到了6200MB/s。
近乎PCIe 4.0满速读写的性能,当然来自NV7200采用的精选硬件组合。作为一款我们熟悉的DRAM-less方案固态硬盘,NV7200采用佰维封装的长江存储Xtacking 3.0架构QLC颗粒,单颗即拥有2400MT/s速率,搭配支持4CHx4CE的联芸科技MAP1602A主控,无疑能够带来满速体验。
此外,NV7200也支持各类纠错技术与算法,保护用户数据安全。在HMB、Smart Cache、闪存磨损均衡技术、主动垃圾回收(GC)技术以及TRIM指令支持的加持下,也能大幅缓解用户关于QLC的顾虑,实现性能与耐久的多重保障。据了解,NV 7200 4TB版本支持5年/1600TBW质保,且质保期限内只换不修。
在消费者关心的价格方面,截至目前笔者在佰维官方京东自营平台看到,NV7200 2TB版售价为759元,4TB版售价1599元,相比同容量与近似性能水平的TLC SSD便宜100-200元。
来自Intel的黑科技 Solidigm P41 Plus
我们过去在评测P44 Pro时简单提到过,Solidigm是SK海力士收购英特尔存储业务后新成立的存储品牌,目前推出的消费级NVMe SSD产品并不多,仅有P44 Pro与P41 Plus两种。其中前者基本等于SK海力士PC801/P41,后者则更多与英特尔的QLC存储技术相关
从某种意义上来说,P41 Plus算是Intel 660p、670p的继任者,它采用PCIe 4.0x4通道NVMe M.2接口,有2230、2280两种规格可选,容量方面2230可选512GB/1TB,2280版增加2TB选项,采用SM2269XTF+Intel 144层QLC的DRAM-less方案。性能方面,官方标称其顺序读取速度最高为4125MB/s,顺序写入速度最高为3325MB/s,似乎比较平淡无奇,甚至显得与市面上多数PCIe 4.0 SSD脱节。
P41 Plus在采用Intel 144层QLC颗粒的同时,也延续了Intel有针对性的固件算法优化。针对此前客户端采集的负载数据,Intel认为,包括图像、视频、办公软件在内的存储日常负载主要集中在低队列深度的读写操作,因此SSD固件针对这一场景进行优化,在低队列深度的顺序、随机性能,以及同时读写的混合负载性能上相比同类产品都有提升。
此外,更大的模拟SLC缓存仍然是补偿QLC颗粒本身较弱性能的最好方式,P41 Plus 2TB版在空盘拥有约180GB模拟SLC缓存的同时,还支持通过Solidigm Synergy AI管理软件开启独特的优化功能,包括手动释放SLC缓存,以及可将使用率高的数据保留在SLC缓存中的主机托管缓存功能。
可以说Solidigm P41 Plus是QLC中“优化为王”的代表,许多用户给予其很高评价,不过它本质上依旧是QLC SSD,此外没有更大的4TB容量可选、目前售价较高(2TB版989元),这两个问题在笔者看来也十分致命。
原厂大容量的另一种选择 Crucial P3 Plus
前文介绍的两款QLC SSD,一款拥有最高4TB大容量,另一款拥有原厂级固件优化加持,如果将这些特性结合起来,会是对用户而言更理想的QLC SSD产品吗?
英睿达Crucial P3 Plus就是来自美光原厂的一款QLC SSD,采用群联E21定制主控+美光176层N48R QLC颗粒组合,同样是一款DRAM-less方案SSD,且以单面颗粒实现最大4TB容量。性能方面,4TB版本最高顺序读取速度为4800MB/s,顺序写入速度为4100MB/s,虽然是PCIe 4.0 SSD,但性能没有达到更常见的满速水平。
P3 Plus也有自己的官方管理软件Storage Executive,并能够从中开启独特的Momentum Cache功能,官方介绍显示其能够将用户PC内存的一部分作为SSD缓存使用,实现性能提升。
另一方面,P3 Plus同样提供5年质保,但标称TBW寿命不算太高,2TB版本为440TBW,4TB版本为800TBW,为前文两款产品约一半的水平。这里也需要科普一个小知识,SSD标称TBW寿命就像SMART中的健康度一样仅仅是个参考值,标注为多少更多取决于厂商提供质保的意愿,或者说对于自家磨损平衡算法的信心。
不过比起性能或是标称寿命,P3 Plus更大的问题可能还是售价。2TB版本售价899元,4TB版本售价1899元,可以说作为原厂SSD的排面拉满了。但如果要从原厂QLC SSD中选择一个对手,致态Ti600无疑会对它产生相当大的压力,毕竟后者的4TB版售价仅1699元,且最高顺序性能达到7000MB/s水平。如果追求实惠,前文提到的NV7200自然是更吸引人的选择。
总结
对大多数消费级SSD用户而言,SSD就是一个黑箱产品,你只需要从输入输出端掌握它的使用方法即可,而不需要更具体地追究其中的细节原理。但在近期笔者的观点也有所改变,一定程度上了解其中的技术细节,有助于我们更好地权衡使用需求,作出不让自己后悔的选择。
TLC与QLC之争在笔者看来就是一个颗粒属性上的重要区别,经过技术、算法等层层过滤,最后体现在使用体验上的微小差异,毕竟大部分用户的单次连续读写需求,多数时候不会超过模拟SLC缓存的容量,大部分用户对SSD的使用也很少达到颗粒的物理寿命上限。如果你对于QLC本身没有偏见,那么选择时最重要的因素就是看它是否“量大管饱”,这一点与企业级领域对eSSD的选择殊途同归。
以个人看法,目前的价格差异还不足以说服我选择QLC SSD,但我期待未来QLC技术发展带来的存储密度提升与性价比提升能够更快、更显著地惠及广大消费者。
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