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[硬盘] 家用QLC的新高度——Intel® SSD 670P 2TB评测

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发表于 2021-5-23 14:37:54 | 显示全部楼层 |阅读模式
144层堆叠QLC


        QLC NAND问世也有差不多四年的时间了,这四年里随着3D NAND的堆叠技术也在不断演进,Intel® QLC NAND的堆叠层数也从第二代3DNAND的64层提高到了第四代的144层。堆叠层数的提高意味着单颗容量越来越大,读写性能越来越强,耐久度也越来越好

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        前不久,Intel®发布了搭载最新144层堆叠颗粒的QLC SSD 670P,从官方指标上来看,比之前的660P和665P有了质的飞跃

   18.png

        今天我们就来看一下,144层QLC 的670P究竟表现怎样

Intel® SSD 670P的外观与用料

        自从Intel®在去年年底发布EVO认证平台LOGO之后,自家的产品包装都逐渐向矩形嵌套的那个画风靠拢。前不久的Rocket Lake S处理器也好,这次的670P也是,从外包装一眼便能看得出来是2021年的新产品

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        背面写明了5yr LIMITED WARRANTY,也就是五年有限质保,不过质保的写入量上限没有直接标明。上一代660P给出的质保写入量上限为200PE,也就是2TB的盘质保上限是400TBW。基于144层堆叠QLC的670P在寿命上也得到了加强,质保上限提高到340PE,2TB盘的质保上限为740TBW。虽然相比各厂商目前普遍为高端消费级TLC盘提供600PE质保尚有一段差距,不过相比660P已经有了70%的实质性提升,QLC饱受诟病的寿命问题得到了很大程度上的缓解

DSC05132.jpg

        包装内容物就没什么特别的了,一根固态盘本体和一个小册子

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        670P采用目前M.2固态盘最主流的规格尺寸2280,标签贴在了正面

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        所有元器件也集中在了正面,背面则是什么都没有,因为大部分的主板和笔记本都只提供了单面的散热片,因此单面设计的固态盘显然比双面的更适合。不过目前有些厂商已经开始将标签也贴到背面了,这样正面颗粒裸露更加有利于散热,不知以后Intel®会也借鉴一下

DSC05143.jpg

        除去标签可以看到670P上主要元件有四枚,一枚主控、一枚DRAM、两枚NAND。是按照目前主流的接口——主控——DRAM——NAND的顺序排列的

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        主控和660P同样来自慧荣,型号为SM2265G。目前慧荣的官方网站上并没有关于这款主控的详细资料。不过结合现有信息可以做一些猜测,670P支持NVME 1.4版本协议、主控芯片封装大小、支持外置DRAM等。SM2265G很有可能是SM2267的基础上将PHY降级为PCI-E GEN3版本得到的一款主控,有点类似群联E16与E12直接的关系

DSC05151.jpg

        DRAM缓存是常规配置NT5CC128M16JR-EK,这是一颗256MB容量的DDR3L-1866 DRAM颗粒。如果是一般高端方案会按照每TB闪存搭配1GB缓存的配置,Intel®给2TB的670P只配备了256MB的缓存,也符合其入门级别的定位

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        NAND编号为29F08T2AOCQKI,这是一款基于144层堆叠的QLC闪存颗粒,单颗容量达到1TB,所以才能将2TB的盘做成单面

DSC05157.jpg

        从布局上看670P相比660P要更加松散,因为660P采用的64层堆叠QLC颗粒容量有限,想做大容量的盘需要在单面安排4颗粒的位置,所以非常拥挤

DSC05161.jpg

基础性能测试


        这次使用最新的Intel® Rocket Lake S作为测试平台,CPU为I9-11900K,主板为ASUS ROG M13H。所有待测盘都安装在直通CPU的M.2插槽内

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        Crystal Disk Info可以正确读取通电时间、写入量、温度等重要信息,也可以查询到670P的确支持NVME 1.4版本协议
首先我们来看一下空盘状态下的Crystal Disk Mark基准测试

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        顺序读取达到了3461 MB/S基本达到官方指标3500MB/S;顺序写入达到3009MB/S,超过了官方指标2700MB/S;高队列4K随机测试读取达到1284.73MB/S,换算成IOPS大约是313654,达到官方指标310KIOPS;高队列4K随机写入达到1408.09MB/S,换算成IOPS约为343771,也达到了官方指标340KIOPS。看来Intel对670P的指标并没有什么虚标,各项基本都能达到。虽然极限随机性能相比于目前高端的TLC盘(官方读写指标在3000MB/S以上的)还是存在一定差距,但值得一提的是4K单队列随机读取速度高达85.18MB/S,这甚至超过了许多高端TLC NVME固态盘。

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在和660P 512G的对比中,670P 2T取得了压倒性的胜利。大多数项目都有翻倍甚至更多的提高,其中差距最大的是七读三写(70%读取/30%写入)混合测试。七读三写是比较符合当前固态盘使用习惯的一种场景模拟,更能体现出固态盘在日常情况下的运行状态。不过在4K Q1T1随机写入方面,670P出现了不如660P的情况,这原因很可能是随着闪存堆叠层数的增加,写入延迟也随之提高,所以才会发生随机写入倒退的情况

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        上面的是满盘测试,接下来我为670P 2T装入1500G的大量视频文件,占用掉约78%的空间,看看其基准测试是否有什么变化

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        Crystal Disk Mark的基准测试几乎没有什么变化,上下波动1%左右基本上可以忽略,所以日常使用不太需要担心装了一半就发生掉速的这种事情

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         接下来是游戏加载测试,使用的是《古墓丽影:暗影》和《无主之地3》,分别记录从点击基准测试按钮到出现基准测试画面的加载时间

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        尽管人肉秒表统计可能存在一定的误差,但是依然可以明显看出670P的游戏加载速度相比660P有着一定程度上的提高
        由于QLC的NAND直写速度较慢,所以我使用长时间顺序读取来测试670P满载时的温度。670P温度表现很好,在安装主板自带的散热片之后,满载温度也不超过50度,比660P更低

19.png

深入测试


        670P在上面的基准测试中表现得不错,接下来我将使用IOMETER测试一下670P在不同队列纵深下的性能峰值究竟怎样

09.png

        4K随机读取方面IOMETER跑出来的峰值和CDM差不多都是在300KIOPS出头的样子,大约在Q8T8的时候就达到顶峰,后续随着队列增加再无提升
        4K随机写入方面峰值也是同CDM结果一致,在340~350KIOPS之间。写入相比读取能更早达到满速,在Q4T4时基本到达峰值。而相比之下部分高端的NVME盘,虽然IOPS峰值很高,但也需要Q32T4甚至更高的队列纵深才能体现。
        经过这项测试我们可以看到,虽然670P的4K随机读写峰值不如部分高端TLC NVME盘,但是其起速还是比较快的,在低队列纵深情况下性能可观。这对于大多数读写队列纵深在4以内的家用环境来说,相比高端TLC盘的差距又进一步缩小

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        对家用固态盘有一定了解的朋友们一定知道上面的基准测试和峰值测试时,都是在670P的SLC CACHE范围内进行的。SLC CACHE可以认为是给TLC/QLC固态盘的一层魔法盾,提高日常使用的体验。但是人们总有好奇心理,见到一个美人之后就会想知道她卸妆后的素颜是什么样,接下来我就领大家看一下670P的SLC CACHE机制及隐藏在魔法盾背后真实的QLC表现

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        这是一张Intel给出的一张关于670P SLC CACHE的说明。670P使用了动静态混合的SLC CACHE方案。大容量固态盘经常会采用动态SLC CACHE,随着可用容量的降低CACHE也随之减小。在670P中,动态CACHE部分在全盘可用空间约维持50%以上时保持不变,而当可用空间低于50%之后进入全盘模拟SLC CACHE模式,CACHE容量随着可用空间的降低而线性下降。当可用空间低于15%时动态CACHE基本耗尽。
        与此同时为了保证最低限度的使用体验,670P还留有了一层固定的静态CACHE。而针对于2TB这个容量的版本,空盘时则有256GB动态CACHE,再加上24G静态CACHE总共容量为280GB。
        此时我心中产生了一个疑问,固定的静态SLC CACHE一般情况下是由固态盘的OP(预留空间)提供的,这部分闪存容量不计入可用空间,单独用来提供CACHE或者帮助GC使用。但是670P 2TB版本的可用空间为2048GB,也就是2TB的NAND全部用来用作存储空间,没有外部预留。所以我认为很可能是29F08T2AOCQKI这颗QLC NAND的实际容量大于8Tb(1TB),这样在NAND内部提供预留空间才能保证静态CACHE的正常运作

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        上面的测试中我曾经将这片670P用视频文件填充了约78%的空间,在已占用这么多空间的情况下,670P 2T版本依旧能够提供能够提供约110GB的SLC CACHE,抗掉速能力还是很强的。
        与此同时也看得到,在SLC CACHE耗尽之后 670P的QLC NAND直写速度约为250MB/S,相比于670P的100出头还是有着显著地提高
        有了大容量的SLC CACHE,伴随产生的问题是这些CACHE如果在短时间内耗尽,固态盘要怎么才能恢复性能?
        最常见的方法是“等”!没错,等待是一个办法。让主控自行执行垃圾回收,将数据文件写回,逐渐释放CACHE空间。但等着总是让人心焦,特别是当无法看到进度条的时候,人们总是觉得它好像什么也没干,想要手动去处理一下。
        Windows提供的磁盘优化工具可以在一定程度上处理这个问题

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        但是Intel提供了一个更好的方案——Memory and Storage Tool GUI(MAS)。也就是以前Intel® SSD Toolbox的升级版

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        新版的MAS对于非Intel® 固态盘只支持检测型号、序列号、可用空间、固件版本等信息,而针对Intel® 固态盘则可以提供诊断扫描、固件更新、安全擦除和优化等功能,我要重点说的是安全擦除和Performance Booster两个,因为绝大多数厂商提供的工具箱软件里是不会提供这两项功能的

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        安全擦除,顾名思义可以将SSD恢复为“新盘”状态,删除所有内容并快速恢复出厂性能。一般的安全擦除需要进入linux环境下才可以,或者目前部分高端主板的BIOS内会添加安全擦除的工具,比如最近测到的华硕M13H和华擎Z590太极。
        MAS中的安全擦除操作很简单,只需要现在磁盘管理中删掉该SSD对应的分区,然后擦除按钮就会亮起,然后点击各种确定就行了

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        要说安全擦除可以完全恢复性能是没错,但是盘里的数据也就随之灰飞烟灭了,这好像没能解决上面提到的问题,在有数据的情况下快速恢复SLC CACHE。完成这项任务的便是下一个功能——Performance Booster。这项功能是Intel专为QLC盘设计的,能够快速释放SLC CACHE,用最短的时间恢复性能。但是毕竟2T的670P有上百GB的CACHE,如果全部耗尽恢复起来的时间也是要用分钟来计算的,前往不要以为程序死了而强制关闭就好

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        在看完SLC CACHE之后,我们再来看一下670P在重负载的表现。使用IOMETER对670P进行长达3个小时QD=32的4K随机写入,在这种强力压迫下可以看到670P在严酷环境下的表现。
        670P在离散度上表现得就不怎么好了,3小时依然没有进入稳定态。从离散图上我们看得出670P的GC策略比较激进,属于赶着写赶着回收的那种所以会有定期的上抛点的出现,上一次见到这样类似的盘还是浦科特M9P PLUS。但是670P的最低点以及毕竟零点,也就是说在那瞬间的盘几乎已经不可用。目前我所见过的QLC盘里只有P4320/P4420这样的数据中心级产品才能跑出比较漂亮的离散度曲线,消费级QLC盘目前还难以抗住这样的重压。毕竟670P针对的是家用环境


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总结


        实用至上,家用无虞。这是我对670P这块盘的评价。
        虽然在部分指标上,670P和高端TLC NVME盘还有着一定的差距,但其相对于660P的进步是肉眼可见的,寿命和读写性能几乎都是成倍的增长。
        超大的CACHE容量,CACHE内不俗的性能表现,低队列纵深的优化,670P的这些调教精确地指向了家庭用户。在低强度的家庭应用场景中,这些优化方向使得670P在体验上不会差高端的TLC盘多少。如果价格够实惠的话,我认为670P会是家用环境下一个不错的性价比之选!





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发表于 2021-5-24 09:46:46 | 显示全部楼层
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说个价格,让我死心

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发表于 2021-5-24 09:59:35 | 显示全部楼层
本帖最后由 sd6935594 于 2021-5-24 13:18 编辑

现在根本买不到,全被矿老板抢完了。
之前看到2T大概是3900

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发表于 2021-5-24 10:17:59 | 显示全部楼层
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发表于 2021-5-24 10:20:40 | 显示全部楼层
此时我心中产生了一个疑问,固定的静态SLC CACHE一般情况下是由固态盘的OP(预留空间)提供的,这部分闪存容量不计入可用空间,单独用来提供CACHE或者帮助GC使用。但是670P 2TB版本的可用空间为2048GB,也就是2TB的NAND全部用来用作存储空间,没有外部预留。所以我认为很可能是29F08T2AOCQKI这颗QLC NAND的实际容量大于8Tb(1TB),这样在NAND内部提供预留空间才能保证静态CACHE的正常运作

那部分所谓的单位换算折损的空间不就是预留空间吗?

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发表于 2021-5-24 11:02:27 | 显示全部楼层
性能不是问题,寿命也在进步,限制大容量SSD普及的还是价格。

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发表于 2021-5-24 12:42:11 | 显示全部楼层
很棒的评测文章

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发表于 2021-5-24 13:58:36 | 显示全部楼层
在QLC的时代里,TLC都真香。。。想想最早买到SSD,接近1k RMB的M4 64G。。。

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发表于 2021-5-24 15:17:06 | 显示全部楼层
看完了,感觉还是不错的,足够家用了,价格如果能实惠些,估计还是有受众的,比如,交个朋友价,1399,哈哈

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越来越大.

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质保的TBW是?

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发表于 2021-5-25 02:06:37 | 显示全部楼层
首先价格不是一般人玩的,我就500块的恺侠读写也3000+,再者QLC看着不舒服,TLC都不养眼,等恺侠坏了翻出多年前的闪迪X110 256G,反正就做系统盘而已,MLC真香!

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挖矿的福音额。~

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发表于 2021-5-25 08:27:24 | 显示全部楼层
性能果然厉害

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看评测,还是挺不错的,但看到实际市场上的供货和价格……还是放弃了。

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yhhekeda 发表于 2021-5-24 15:17
看完了,感觉还是不错的,足够家用了,价格如果能实惠些,估计还是有受众的,比如,交个朋友价,1399,哈哈 ...

你这个朋友我校订了

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发表于 2021-5-25 12:29:04 | 显示全部楼层
英特尔居然没正片用白片

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发表于 2021-5-25 14:31:23 | 显示全部楼层
支持国产,我买了致钛。

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 楼主| 发表于 2021-5-25 14:55:06 | 显示全部楼层

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