400%領先傳統硬槃 史上最牛SSD詳測

帝國新銳 Intel推出超強固態硬槃　　● 不甘寂寞的半導體巨頭　　8月在美國舉行的IDF上，Intel發布了SSD高性能固態硬槃系列產品，宣布正式以此進入外部存儲設備領域，高姿態強力挑戰這個行業的傳統硬槃諸強以及固態硬槃新秀。SSD的發布，是Intel在半導體設計制造技術領先的自然延伸，但也促成了其自身產品線的重大擴展，所有外部存儲設備制造商現在都不得不面對這樣一個巨頭的威脅。　　這一系列產品為“Intel High-Performance SATA Solid-State Drive ”，目前擁有分主流級應用的X18-M及X25-M，以及針對服務器/工作站、存儲系統應用設計的X25-E型號。Intel NAND產品事業群產品經理Kishore Rao表示：並非所有固態硬槃皆採用相同的架構與設計，因此產品間的差異顯翍，相對于市場上競爭對手的產品，Intel高性能固態硬槃可提供卓越效能與可靠度。

Intel的SATA SSD家族　　● X25-M 80GB抵達ZOL　　Intel的資料顯示，他們的固態硬槃產品性能極為強勁，足以俯視目前現有任何傳統硬槃和固態硬槃，這吸引了業界的廣泛關注，並也讓全球無數用戶翹首企盼，處理器大佬在存儲設備領域一鳴驚人麼？　　ZOL拿到了一只X25-M 80GB，如我們所見，這是Intel高性能固態硬槃中主流產品，為MLC存儲類型的2.5英寸80GB型號。雖然它可能無法代表Intel真正頂尖產品的實力，但相對平實的規格應該更為接近我們的應用，筆者將用不短的篇幅來全面的介紹和測試它。

簡朴的包裝內蘊藏著強勁的動力　　固態硬槃相對傳統硬槃的不同顯然是本文將重點闡述的部分，相信如果你正打算擁有SSD而猶豫不決，這些都是你正在考慮的。　　>>固態硬槃和傳統硬槃原理和結構上的不同；
　　>>原理結構上的差異帶來的速度上的收益；
　　>>可靠性和運行狀態上有怎樣的優勢？
　　>>價格是否能夠讓人接受......　　在正式進入介紹前，讓我們首先來感受下這種奢侈品的身價，X25-M 80GB的千顆售價是595美金，是的，它抵得上一部筆記本電腦了，廉價的企望現在可以作罷。

Intel在1998年推出過閃存存儲器〞現代固態硬槃的雛形　　上圖是intel在10年前出品過的PCMCIA接口8MB閃存存儲卡，其結構和設計思路和目前的固態硬槃如出一轍，但限于成本和技術原因，那時的閃存存儲器根本無法在性能和價格上對傳統硬槃構成挑戰，自然無法以“硬槃”的名號自稱，而10年後的今天，半導體技術發展的速度遠高于磁記錄技術，事情已經發生了轉變。　　● NAND的優勢　　目前的固態硬槃產品均基于NAND，相對于另一種閃存類型NOR，NAND能提供極高的單元密度可以達到高存儲密度，並且寫入和擦除的速度要比NOR快得多。另外NAND讀和寫操作採用512字節的塊，這有點像硬槃管理此類操作，很自然地，基于NAND的存儲器就可以取代硬槃或其他塊設備。當然，更重要的是NAND的可擦寫次數是NOR的10倍！對于硬槃產品來說，這非常重要！NAND的缺點之一是需要復雜的I/O，而這對一固態硬槃設計來說，並不嚴重。　　NAND Flash硬槃產品每個區塊可以確保至少100,000次的擦寫操作，這相當于普通硬槃的1,000,000小時的MTBF，已經可以滿足應用需求。

NAND Flash的基本結構　　NAND Flash的基本存儲單元結構如上圖，是典型的N溝道MOSFET，幾個這樣的單元組成一個可以存儲1bit數據的基礎閃存單元，稱為SLC。　　● SLC和MLC　　這樣在NAND Flash的底層存儲上就引出了兩種不同的模式，SLC（Single Level Cell）和MLC（Multi Levels Cell），它們之間各有優缺點，現在在各類產品中都有採用。Intel的X25-E應用SLC，X25-M則使用了MLC，下面這樣表格可以較為直觀的展示出他們性能區別。

　　SLC的一個Flash存儲單元只有兩種電荷值，高低不同的電荷值表明0或者1，因為只需要一組高低電壓就可以區分出0或者1信號，所以SLC最大的驅動電壓可以做到很低。SLC結構簡單，用一組變化電壓驅動，速度很快同時壽命較長也更為可靠，不過這種一個Block只存儲一組數據的模式無法在相同的晶圓面積上實現較高的存儲密度，存儲容量提高完全依賴芯片工藝的提升。

　　MLC故名思義在存儲單元中實現多位存儲能力，典型的是2bit。它通過不同級別的電壓在一個單元中記錄兩組位信息（00、01、11、10），這樣就可以將原本SLC的記錄密度理論提升一倍。因為電壓變化更頻繁，所以MLC技術的Flash在壽命方面遠劣于SLC，同時它的讀寫速度不如SLC，一個Block存儲兩組位數據，自然需要更長的時間，這里面還有電壓控制、CRC寫入方式等因素需要考慮。

SLC和MLC電壓驅動的存儲能力區別　　顯而易見，SLC在壽命和性能方面擁有獨特的優勢，不過需要更好的工藝制程才能擁有較大的容量。而MLC雖然在容量方面有先天的優勢，但在速度和壽命方面存在先天的不足。這就區格了它們的應用，SLC用在不計成本追求速度和可靠性的企業級產品中，MLC更適合在消費級產品中部署。X25-M 80GB SATA SSD實物賞　　Intel推出的X18-M和X25-M兩種M級SSD只存在外部尺寸差別，因為沒有磁槃尺寸和轉速制約，它們的性能完全相同，應用了MLC NAND Flash，標稱取速度達250MB/s 、寫入速度70MB/s ，擁有85微秒讀取延遲。當然，更強大的E級型號X25-E性能更好，它應用SLC NAND Flash，讀取速度和M級相同但寫入速度高達170MB/s，讀取延遲也僅為75微秒。　　● 外部　　接下來我們進入手邊的這款X25-M 80GB產品。X25-M固態硬槃的長寬尺寸和標准2.5英寸硬槃完全相同，但厚度僅為7mm，低于目前工業標准的9.5mm，預留出了充分的散熱空間。

Intel X25-M SATA SSD

更多Intel SSD細節　　X25-M 80GB採用了黑色金屬外殼，非常輕巧，正面印刷著醒目的Intel logo，沒有任何的活動或可設定部位，整個產品拿來來讓人感覺簡朴到極致。

X25-M的產品標簽　　從產品標簽來看，這款產品還處于工程樣品階段，但已經有完整的認證的各類編號，其制造地在中國大陸，還擁有一個典型的硬槃樣式的OEM型號“SSDSA2SH80GB”。從標稱上來看，其僅需5V/1A的電力供給，可謂非常節能。

標准的SATA數據/電力聯合接口　　硬槃採用標准的SATA數據/電力聯合接口，可以在任何提供這樣連接能力的平台上使用，當然按其尺寸設計來看，最合適的系統是標准型的筆記本電腦。　　X25-M擁有3Gb/s的外部傳輸速率SATA接口，其I/O部分支持AHCI。　　● 拆解和內構　　因為沒有脆弱精巧的機械結構，X25-M和所有其他SSD一樣“大方”的僅用4枚十字螺釘固定外殼，用戶可以輕松的拆掉它們，觀察產品的內部狀況。

X25-M拆解

X25-M 80GB PCB正面

X25-M 80GB PCB背面　　X25-M 80GB的核心就是這塊精致的高集成度PCB，其主要部分為20枚NADA Flash芯片、SATA I/O芯片、高速DRAM Cache芯片和SATA接口。　　>>i29F32G08CAMC1 MLC NAND Flash芯片，50nm工藝制造，單顆容量4GB；
　　>>PC29AS21AA0 I/O芯片，提供SATA連接和MLC NAND Flash芯片的讀寫處理；
　　>>K4S281632I-UC60，SAMSUNG 6ns SDRAM芯片，容量16MB。

　　● 測試系統硬件環境

　　硬槃性能測試使用一部Dell Latitude D630筆記本電腦，其主要部分為Core 2 Duo T7250 CPU、PM965主板和2GB單通道DDR2-667內存構成。細節及軟件 環境設定見下表：

Dell Latitude D630　　● 測試系統的軟件環境

　　● 配置說明　　測試以被測硬槃安裝引導操作系統、運行測試軟件。引導硬槃和待測硬槃控制部分使用主板芯片組的ICH，型號為Intel ICH8M，配置為AHCI模式開啟、外部接口速率全速在300MB/s。測試中涉及文件系統性能的部分使用全部容量單個分區的NTFS文件系統，格式化完畢。底層性能測試：戰7200轉2.5寸硬槃　　作為對比，筆者引入了一款代表傳統硬槃同尺寸高性能產品HITACHI Travelstar 7K320 320GB硬槃以同樣的設定完成相同的測試項目。7200RPM主軸轉速的Travelstar 7K320硬槃為2.5英寸產品，設計于高性能筆記本電腦使用。　　● HD Tune　　HD Tune讀/寫速度測試不依賴于文件系統，曲線成勣基本相當于硬槃內部傳輸速率測試，同時在尋道時間測試中還能顯示測試取樣的點陣。體現的是很理想化的硬槃速度，其外延部分大約是磁槃性能表中buffer to disk項目的反映，而真實應用中，極少有機會達到這樣的高度。　　在測試閃存存儲器時，這類傳統軟件的表現並不是那麼的完美，測試成勣僅供參考。

X25-M HD Tune測試截圖

Travelstar 7K320 HD Tune測試截圖　　HD Tune在測試SSD上還是表現出了局限性，X25-M的數據雖然相當驚人，但115MB/s的傳輸率和標稱值相差甚遠，不過還是大幅度超過了傳統硬槃。在訪問時間上的測試數據非常不錯，甚至低于1ms。

　　● ATTO Disk Benchmark

　　ATTO Disk Benchmark是由ATTO公司出品的一款磁槃/網絡性能測試工具，該軟件支持最大32Mb的測試包，數據包從0.5Kb到1024Kb大小進行分別讀寫測試，並支持隊列深度調整，測試完成後數據用柱狀圖的形式表達出來。很好的說明了文件大小比例不同對磁槃速度的影響。

X25-M ATTO測試截圖

Travelstar 7K320 ATTO測試截圖　　這一步測試，我們使用了32Mb的數據包長度和10級的對列深度進行。固態硬槃X25-M的標稱250MB/s讀取、70MB/s寫入性能被發揮得淋漓盡致，由以讀取性能驕人的達到傳統7200RPM硬槃4倍還要多。

驚人的應用測試性能和全文總結　　● PCMark Vantage　　合成測試軟件PCMark Vantage的HDD測試部分是根據真實應用編寫的測試腳本，也具有一定的參考意義，測試均在各個硬槃的80GB NTFS分區內進行。

　　● SYSMark 2007 Preview

　　 以大量真實應用軟件為基礎編寫復雜腳本的合成測試軟件SYSMark 2007 Preview通常被認為是評估整機性能良好標尺。在我們以往的測試中，這款軟件更多的被用來測試CPU/內存子系統的性能，但Intel建議我們也能夠用它測試出系統磁槃性能的差異，因此筆者首次在硬槃測試中引入了它。

　　● Window Vista Ultimate安裝

　　 這一測試為計時測試，以Window Vista Ultimate安裝時磁槃設定完畢正式進入百分比界面為開始，以自動安裝重啟若干次進入創建帳號菜單系統停止為終，統計運行時間。

　　使用這種高性能SSD，能把D630筆記本的Windows Vista安裝限制在20分鍾內，當然在這個項目里，7200轉傳統硬槃的表現也很不錯。

　　● 產品評價和總結

　　極快的速度優勢幾乎掩蓋了Intel X25-M 80GB高性能固態硬槃的其他優點，固然它還有輕薄、抗震、節能低噪等眾多優勢，但它已經不再需要像之前其他廠商的SSD那樣需要用這些外圍優勢來和傳統硬槃競爭，X25-M直接在速度上擊敗了目前最快速的2.5英寸消費級產品，結合其他外圍優點，可以說在應用性能上已經全面勝出目前所有競爭產品。

Intel的加入大大推動了SSD的消費級應用進程　　Intel X25-M的可視不足在于較低的容量和昂貴的價格，這些仍舊是所有SSD廠商必須要面對並亟待提升競爭力的部分，近600美元的價格在消費級IT產品如此薄利低價的時代看起來是那麼的格格不入。　　從手持數字設備到輕薄型筆記本，再到主流型筆記本和企業服務器，固態硬槃已經大踏步地步入我們的數字生活，加速著傳統硬槃被邊緣化的進程。傳統硬槃舊有的壽命速度優勢正在被固態硬槃所超越，僅有的優勢剩下低成本和高容量，這樣的事實正推動著一個新的存儲應用模式的產生：以SSD作為在線高速存儲+以傳統硬槃作為近線備份的消費級產品應用時代。