岁末鏖战，谁是SSD之王？SSD横向评测 [复制链接]

作为传统硬盘强有力的竞争者，SSD（Solid State Drive，即固态硬盘）自诞生之初就受到电脑玩家的高度关注。但早期的SSD属于概念性产品，技术还不够成熟。经过两年多的发展，今年国内外各大品牌纷纷推出了大容量SSD，而国内玩家也能通过各种渠道买到这些价值不菲的“发烧级”产品。那么，现在SSD究竟达到了什么样的性能水平，相比传统硬盘有多大的优势？以及国内品牌的低价SSD和国外品牌的高价SSD有何差异？微型计算机评测室将在本次测试中为大家揭晓答案。
        与传统机械式硬盘相比，SSD完全摒弃了机械传动装置如马达和磁头，转而采用全电子信号，主要结构包括控制电路PCB、控制芯片和NAND闪存（另外还有一种DRAM内存式SSD，通常用于工业环境，不在本次评测的范围之内）。SSD的优势主要有以下几点：
        1.访问时间（Access Time）短、传输速度快。SSD采用NAND闪存作为存储介质，内部没有机械结构，在读写数据时没有寻道时间（Seek Time）和潜伏时间（Latent Time，又称延迟等待时间）。SSD的平均访问时间只有0.1ms～0.2ms，而5400转和7200转硬盘的平均访问通常在12ms以上。随之而来的结果是，SSD的随机传输速度和IO（输入/输出）性能大大优于传统硬盘，并且顺序读取速度也往往高于硬盘。
        2.防震抗摔。由于SSD没有机械部件，因此在高速移动、翻转倾斜等情况下也不会影响正常使用；再加上有金属外壳的保护，即使掉落在地上或与硬物碰撞也不会对SSD造成致命损伤，避免数据丢失。
        3.静音、节能、低发热量、轻巧。同样是因为没有机械结构，SSD在工作时的噪音几乎可以认为是0dBA，即无声。
        同时其功耗比2.5英寸硬盘还要低，在提供相近的存储性能条件下，SSD的能耗更小。在应用上，具有上述优势的SSD既可以取代传统2.5英寸、1.8英寸硬盘，成为未来笔记本电脑、超便携设备的主流存储介质，也可以在商用领域大展拳脚，用于文件服务器、网站服务器、工作站和数据库服务器可以大大提高它们的访问负载能力。
        SSD贵在哪里？
        大家知道，今年NAND闪存颗粒的价格暴跌，导致相关厂商巨额亏损，市场上的闪存卡、闪存盘也都卖成了“白菜价”，那为什么同样采用NAND闪存的SSD还是这么贵呢？
        这还要从NAND芯片的写入次数限制说起。NAND芯片在长期使用后，一旦接近或超过写入次数的限制，就会随时丢失存在其中的数据，给用户造成难以挽回的损失。由于闪存卡和闪存盘的写入并不频繁，因此正常使用十年以上也不会遇到NAND芯片“寿终正寝”的问题；而当NAND芯片用于频繁写操作的SSD时，问题就出现了。NAND芯片写入次数的限制就像笼罩在用户头上的乌云，让人使用SSD时提心吊胆，谁愿意用这样一款“让人睡觉都不安稳”的存储产品呢？
        为了提高SSD的使用寿命，控制芯片厂商研发了各种了磨损均衡算法（Wear-Leveling），把写入操作平均分配到各个存储区域，避免对某些存储区域的集中写入导致其过早“夭折”，从整体上延长SSD的使用寿命。
        回到价格的话题上来，由于研发费用较高，并且产量小，让控制芯片的价格居高不下，并且越好的控制芯片的价格也越高，因此目前SSD的大部分成本都落在了控制芯片上，NAND芯片价格的下降也难以带动SSD大幅度降价。虽然有国内品牌推出了不到2000元的“低价”64GB SSD，但仍然只有发烧友才会购买。
SLC、MLC之争
        除了价格和使用寿命的问题，SSD还有一大争论焦点是SLC和MLC。SLC的全称为“Single Level Cell（单层单元）”，一个块中只存储一组数据，其特点是响应时间快、写入寿命长（10万次左右），但由于数据密度小，成品容量不高，价格也比较贵。
        MLC的全称为“Multi Level Cell（多层单元）”，一个块中可以存储两组数据。MLC的响应时间比SLC稍长，并且由于电压变化频繁，写入寿命只有SLC的十分之一（1万次左右），但它的成品容量更大，成本更低。
        不过，随着磨损均衡算法的成熟，MLC的使用寿命大大延长，根据厂商资料，目前采用MLC的SSD平均无故障时间（MTBF）达到了150万小时以上（普通硬盘的平均无故障时间为500万小时），正常情况下可以使用五年以上，因此采用MLC、提供大容量SSD的厂商也越来越多。
        参测产品介绍及拆解
        为了本次测试，微型计算机评测室特别收集了五款SSD产品。它们都采用2.5英寸规格和SATA 3.0GB/s接口，但又各具代表性，既有国外品牌，也有国内品牌；既有MLC，也有SLC，并且还有一款使用SDHC卡的新型SSD。大家将在本次测试中全面了解它们的异同。
        SAMSUNG 64GB SSD
        SAMSUNG（三星）这款64GB SSD的型号为“MCCOE64G5MPP-OVA”。它采用SLC芯片，64GB也是目前三星SLC型SSD的最高容量。SAMSUNG SSD主要提供给OEM客户，还未在国内零售，目前它的Newegg网上售价为549美元左右，约合人民币3800元。
        拆开外壳，可以看到它的PCB板正面使用了8颗编号为“K9NCG08U5M-PCK0”的SAMSUNG闪存颗粒，每颗容量8GB，合计64GB。主控芯片为SAMSUNG S3C49RBX01-YH80，还采用了SAMSUNG K4M56323PI-HG75内存芯片，具有8MB缓存容量。PCB板背面没有任何器件。
SOLIWARE S100 64GB SSD        SOLIWARE（固捷数据）是国内新进崛起的存储设备厂商，其超值系列S100 SSD是专为主流市场设计的高性价比产品，采用MLC芯片，包括32GB、64GB和128GB三种容量。我们收到的是S100 64GB SSD，国内售价约为人民币1800元。
        在它的PCB板正反两面上，一共使用了16颗编号为“K9LBG08U0M-PCB0”的SAMSUNG闪存颗粒，每颗容量4GB，合计64GB。主控芯片采用美国XILINX（赛灵思）的XC3S1600E，提供动态自适应4通道技术。
        同时它还使用了美国ISSI公司的IS61WV6416BLL-12TLI芯片作为1MB BIOS芯片，PCB板背面则有Marvell 88SA8040-TBC1 SATA芯片，以及Micron（美光）的128MB内存颗粒用作大容量缓存。
        ACARD ANS-9012 SSD
        ACARD（信亿科技）是台湾一家专注于存储设备的厂商，其产品由厦门宜展电子在国内代理销售。严格来说，这款ACARD ANS-9012并不是完整的SSD，它相当于一个SSD读卡器，提供6个插槽，单个插槽最高支持32GB的SDHC卡。
        目前一张16GB SDHC卡的价格在200元左右，ANS-9012的售价在700元左右，我们插入六张Apacer（宇瞻）16GB SDHC卡就能得到一个96GB SSD，总价在2000元以下，可以说是一种灵活、低价的SSD解决方案。ANS-9012使用的是双主控芯片：ACARD自家的ANC772N-A和XILINX的3S500E。
我们的测试方法        为了全面测试这五款SSD，我们特别分为性能测试和功耗测试两大部分，并使用台式机和笔记本电脑两套测试平台。性能测试部分包括HD Tune、HD Tach、IOMeter和PCMark Vantage HDD项目，为了尽量发挥出SSD的性能，避免系统其它部件造成瓶颈，这四项测试均在台式机测试平台上进行；而功耗测试则分为SSD独立实测功耗和BatteryMark电池续航时间测试，前者的测试平台为台式机，后者的测试平台为笔记本电脑。此外，为了与2.5英寸硬盘的性能和功耗进行对比，我们把笔记本电脑测试平台的原配硬盘日立5K320 160GB也加入了本次测试。
        HD Tune：HD Tune是玩家最常用的一款磁盘性能测试软件，因此具有很高的可比性。分别经过它的读取测试和写入测试，我们可以得到硬盘的最低传输速率、最高传输速率、平均传输速率、随机访问时间、突发传输速率及CPU占用率，其中平均传输速率是最重要的指标，数值越大越好。
        HD Tach：HD Tach是一款专门针对磁盘底层性能的测试软件，测试项目与HD Tune基本相同。但相比HD Tune，它的特点是提供了完整测试模式（Full Bench，分段复制不同容量的数据到磁盘进行测试）。
        IOMeter：IOMeter是一款专门测试IO性能的专业软件。该软件最初由Intel开发，在1998年IDF论坛上发布之就交给开源研发实验室OSDL，随后被广泛用于存储设备、工作站和服务器的测试，受到业界的认可。我们使用了IOMeter 2006.07.27版本进行测试（最新的2008版本还处于RC2阶段的测试中，因此未予采用），测试项目包括理论性能的MAX IO Read（最大读取IO）和MAX IO Write（最大写入IO），以及模拟实际应用性能的File Server（文件服务器）、Web Server（网站服务器）、WorkStation（工作站）和DataBase（数据库服务器）。测试成绩的单位为IOps（每秒操作数）。此外，IOMeter测试仅使用一个Worker，测试的队列深度设为8（这是日常桌面应用的轻度负载环境，与SSD的使用环境相符），等待时间设为30秒，每项测试等待10分钟后再记录成绩。
        PCMark Vantage HDD项目：PCMark Vantage是一款模拟实际Windows应用环境的专业测试软件，其中包括了HDD（即硬盘）测试项目，可以测试出硬盘的综合性能。PCMark Vantage HDD测试项目包含了8个子项目，囊括了文件扫描、游戏、影音娱乐、视频编辑、系统启动和多个程序同时启动等不同的应用环境。分项测试的成绩是硬盘在该应用环境下的传输速率（单位为MB/s）。
        SSD独立实测功耗：在功耗测试方面，我们使用了专业的功耗测试仪，并且对硬盘进行独立供电，完全排除CPU和南桥芯片的影响，以便更加精确地测试硬盘功耗，包括待机功耗和满载功耗。测试结果的单位为W（瓦特），数值越小越好。
        BatteryMark：BatteryMark是笔记本电脑电池续航时间的权威测试软件。我们使用它的典型负载进行测试，考察笔记本电脑在使用五款SSD产品和原配硬盘时，电池续航时间各有多长，看看SSD能否帮助笔记本电脑延长电池续航时间。
HD Tune
        10通道技术的Intel X25-M 80GB SSD的确读取性能惊人，读取速度高达201.3MB/s，即使用两块万转硬盘组建RAID 0系统也未必能取得这么好的成绩；不过它的写入性能就稍显平庸了一些，73.8MB/s的写入速度只能算是中等水平。
        LIWARE S100 64GB SSD的表现也令人称道，读写速度均达到100MB/s左右，与目前性能最强的7200转硬盘——希捷Barracuda 7200.11 1.5TB相比也毫不逊色。原配2.5英寸硬盘的读取性能则名列倒数第一。
HD Tach
        经过HD Tach的完整测试，各产品的成绩排名稍有变化。SAMSUNG 64GB SSD的读取速度达到了122.8MB/s，跃居第二。Patriot Warp 128GB SSD的读取速度达到108.1MB/s，位居第三；但它的写入性能大失水准，测试曲线非常怪异，可能在写入算法上存在问题。ACARD ANS-9012 SSD搭配Apacer 16GB SDHC卡时，读写速度在60MB/s左右，这主要是因为SDHC卡自身的速度偏低，导致ANS-9012达不到标称的128MB/s和98MB/s水平。
        在IOMeter的最大读取IO测试中，Intel X25-M 80GB SSD的性能无与伦比，超过40000IOps的惊人成绩是第二名SOLIWARE S100 64GB SSD的2.75倍、第三名SAMSUNG 64GB SSD的3.06倍，领先优势非常明显。
        IOMeter-MAX IO Write
        在IOMeter的最大写入IO测试中，Intel X25-M 80GB SSD同样独占鳌头，只是领先幅度稍有下降。奇怪的是，尽管Patriot Warp 128GB SSD的写入传输速度偏低，但写入操作数却达到了7028IOps，甚至比读取操作数还要高。ACARD ANS-9012 SSD由于平均访问时间高达1.1ms，是其它SSD的10倍左右，因此在IO性能不佳。
        IOMeter-File Server
        在模拟文件服务器的应用测试中，Intel X25-M 80GB SSD、SOLIWARE S100 64GB SSD和SAMSUNG 64GB SSD分列前三位，并且第一名的领先优势达到了20倍左右。
        IOMeter-Web Server
        在模拟网站服务器的应用测试中，前三名的排名与File Server测试相比没有变化。不过这次Patriot Warp 128GB SSD的表现恢复了正常，成绩为3195IOps，与二、三名的成绩相差不远。
        IOMeter模拟工作站的应用测试再次成就了Intel X25-M 80GB SSD的辉煌，领先优势同样高达20倍。不同的是，SAMSUNG 64GB SSD超过了SOLIWARE S100 64GB SSD，领先幅度为35.8％。
        IOMeter-DataBase
        Intel X25-M 80GB SSD领先幅度最大的是在IOMeter模拟数据库的测试，达到了第二名SAMSUNG 64GB SSD的25.7倍！另一方面，Patriot Warp 128GB SSD和ACARD ANS-9012 SSD的IO性能却比不上原配2.5英寸硬盘。
        PCMark Vantage HDD项目
        Intel X25-M 80GB SSD的PCMark Vantage得分高达30114分，其次的是SAMSUNG 64GB SSD的18215分，Patriot Warp 128GB SSD和SOLIWARE S100 64GB SSD的得分在10000分左右，分列三、四名。相比之下，目前7200转大容量硬盘的得分普遍在5000分左右。可见受益于超低的平均访问时间，SSD在实际应用中的优势也是很明显的。
        在待机状态下，SAMSUNG 64GB SSD是最省电的SSD，待机功耗仅为0.7W。但我们也看到，并不是所有的SSD都比2.5英寸硬盘的功耗低，SOLIWARE S100 64GB SSD的待机功耗高达3.3W，插上六张SDHC卡的ANS-9012 SSD的功耗也超过了2.5英寸硬盘。
        满载功耗
        满载状态下各款产品的表现又稍有不同。插上六张SDHC卡的ANS-9012 SSD的功耗增长幅度不大，其3.6W的功耗低于2.5英寸硬盘的4.8W。SOLIWARE S100 64GB SSD的满载功耗升至5.9W，节能不是它的强项。当然，最省电的仍然是SAMSUNG 64GB SSD。
        BatteryMark
        笔记本电脑电池续航时间的测试让人大跌眼镜，不论使用SSD还是使用硬盘，电池续航时间都在90分钟左右，而且使用硬盘时居然获得了最长95分钟的电池续航时间。究其原因，实测该笔记本电脑的整体待机功耗达到了66W，满载功耗更高达100W以上。因此在整机功耗面前，SSD与硬盘的功耗差异实在是微不足道，再加上系统其它部件的影响，难免出现测试误差。总而言之，大家不要寄希望于SSD能够延长笔记本电脑的电池续航时间。
        SSD表现抢眼
        总体而言，SSD相对于传统硬盘具有非常明显的性能优势。在传输速度上，SSD的读取速度大多超过100MB/s，这在HD Tach完整测试中体现得淋漓尽致。相比之下，5400转2.5英寸硬盘的传输速度在50MB/s左右，而在我们以往的测试中，7200转硬盘也只有65MB/s左右的传输速度。而在IO性能方面，SSD的性能优势更为突出，不论是最大读写IO测试，还是四种应用测试，SSD的整体领先幅度都在数倍以上。稍显不足的是，SSD写入速度的整体水平在75MB/s左右，相比传统2.5英寸硬盘的优势不大，也比不上主流3.5英寸硬盘的写入速度。因此，提高写入速度应该是SSD厂商今后研发的一个重点。
        在电池巡航时间上，我们认为对于笔记本电脑这样的高功耗产品而言，在正常使用情况下SSD起到的省电作用微乎其微，几乎不可能延长电池续航时间。只有在低功耗的超便携设备或手持设备上，SSD相对传统硬盘的功耗差异才能体现出来。
        国产SSD表现不俗
        尽管SOLIWARE S100 64GB SSD的做工用料一般，但对比测试成绩可以发现，这款售价不到2000元的国产SSD的性能相当不错，不论是读写速度还是IO性能均能与售价近4000元的SAMSUNG 64GB SSD相媲美，可见做工用料并不是一切，低价的国产SSD仍然会大有市场。而它的不足之处主要是功耗偏高，甚至高于2.5英寸硬盘。
        SLC、MLC之争没意义
        不论SSD的NAND闪存颗粒是SLC还是MLC，测试成绩并没有明显区别。在整体的技术优化之下，单颗MLC芯片的性能弱势被弥补，用户在日常使用中已经很难区别SSD的类型。同时在磨损均衡算法的帮助之下，MLC芯片的SSD的使用寿命也延长到五年以上。因此对于用户而言，根本不需要再考虑MLC和SLC的问题，根据SSD的性能、价格和使用寿命，并结合自身需求选择产品即可。
测试产品点评
        SAMSUNG 64GB SSD：测试产品中功耗最低的SSD，同时具有不错的传输速度和IO性能，PCMark Vantage综合性能成绩也相当好。由于采用SLC芯片，这款产品的平均无故障时间达到了200万小时，是测试产品中最长的；但它的售价比较高，因此更适合注重使用寿命的商业用户使用。
        Patriot Warp 128GB SSD：具有不错的读取速度和PCMark Vantage综合性能成绩，但它的读写算法存在一定的问题，在其它性能测试项目中表现异常。如果能尽快对算法进行修正，这款产品则有望性能“大翻身”。
        Intel X25-M 80GB SSD：毫无疑问，Intel又一次为业界树立了标杆，这款SSD“恐怖”的读取速度、IO性能和PCMark Vantage综合性能成绩足以让任何对手汗颜，绝对是一款令发烧友疯狂的产品。特别是在商用服务器领域，存储介质的读取性能远比写入性能重要，因此Intel这款SSD着重提高读取性能可谓有的放矢。
        SOLIWARE S100 64GB SSD：正所谓“人不可貌相”，这款卖相一般的产品实际上具有相当不错的性能，而且其写入速度比读取速度还要高，100MB/s以上的写入速度在测试产品中位于榜首。至于偏高的功耗和较短的平均无故障时间，对于预算有限、又急于体验SSD的玩家来说根本就不是购买的障碍。
        ACARD ANS-9012 SSD：这是一款很有创意的产品，具有灵活、低价的特点，但应该选择高性能SDHC卡，否则会导致它发挥不出最佳性能。它的弱点是平均访问时间相比其它SSD偏高，这是因为大多数SDHC卡的平均访问时间都在1ms以上，导致其IO性能和综合应用性能不如其它SSD。在使用时还需要注意：必须使用相同品牌、相同容量的SDHC卡；必须按照插槽编号的顺序插卡；用于系统盘时，只能使用SLC型SDHC卡，否则会导致操作系统响应缓慢等问题。

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