向7500MB/s进军！首款全国产PCIe 4.0 SSD深度测试

1. 向7500MB/s进军！首款全国产PCIe 4.0 SSD深度测试

  相信各位读者这段时间已经看过了不少新一代PCIe 4.0 SSD的评测，这些新产品最大的特色是借助升级的主控芯片、闪存芯片，SSD的最大传输速度逼近或达到7000MB/s，较去年在5000MB/s左右徘徊的第一代PCIe 4.0 SSD有了很大的提升，有一些厂商甚至用7000这个数字来作为自己产品的型号。不过现在来看将7000作为彰显SSD优越性能的数字似乎还低了一点，因为近期一款新型PCIe 4.0 SSD的标称最高速度达到了7500MB/s，而且其主控芯片、闪存芯片、内存颗粒还全都采用了国产产品，是第一款全国产的PCIe 4.0 SSD。它就是来自嘉合劲威旗下的阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD，那么这款国产PCIe 4.0 SSD为何拥有优于同类产品的最高传输速度，它的综合性能表现到底如何？ 
         产品规格   
   接口：PCIe 4.0 x4
   主控：英韧IG5236
   闪存：长江存储128层3D NAND TLC
   缓存：1GB(1TB)
   可选容量：1TB
   板型：M.2 2280
   耐久度：700TBW（1TB）
   质保时间：5年
   参考价格：999元
    与其他PCIe 4.0 SSD相比，阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD最大的不同就是拥有更高的连续读写速度。其标称读取速度可达最高7500MB/s，连续写入速度最高可达5500MB/s。而目前即便是新一代PCIe 4.0 SSD，其最高标称传输速度一般也只有7000MB/s。厂商之所以敢为这款产品标出如此高的数值，原因就在于它采用了最新的国产主控与国产芯片。 
       当然由于PCIe 4.0 SSD的发热量很大，首先阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD配备了厚重的铝合金散热器，并通过双面导热设计，将SSD正反两面都密封在散热器中。同时SSD散热器的内部配备两片导热系数达39W/（m·K）的矽硅脂与SSD正反两面的各类芯片紧密接触，从而高效地导出废热。为了提升散热效率，这款散热器配备了散热面积为8cm²的大面积散热片，辅以独特的阶梯式通风管道设计，可以有效降低固态硬盘的工作温度。 
       阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD 1TB由正反两块散热片、一块M.2 2280板型的SSD组成，散热片上都配备了导热系数达39W/（m·K）的矽硅脂，可与芯片紧密接触。 
    优秀的散热设计也使得阿斯加特AN4可以配备高性能的国产PCIe 4.0主控芯片——英韧IG5236。英韧IG5236由英韧 科技 （上海）有限公司为半导体芯片设计公司打造，从传统主控厂商来看，英韧似乎是个新面孔。毕竟说到SSD主控我们首先想到的是群联、SMI慧荣、英特尔、MARVELL等厂商。而且SSD主控的研发难度并不低，其内部实质上是一颗架构复杂的处理器，那么英韧是如何突然“冒”出来的？我们也对英韧 科技 的管理层进行了一番了解。 
    原来英韧 科技 的创始人吴子宁博士在创立英韧 科技 之前，就是Marvell美满电子 科技 的全球首席技术官（CTO），而英韧 科技 的联合创始人赖的是先生此前也曾任东芝美国高级研发总监、美满 科技 高级研发经理。此外其他几位副总裁也均来自业内知名的存储公司，并曾担任要职。所以虽然在SSD主控领域，英韧 科技 是个新品牌，但在技术实力上，显然英韧 科技 并不弱，就如这款英韧IG5236。 
    该主控采用先进的12nm FinFET CMOS制造工艺，支持PCIe 4.0 x4、NVMe 1.4等最新技术规格，可管理容量最高达8TB的闪存。同时IG5236支持独立缓存，可使用数据总线位宽为(32+8)位或32位的DDR SDRAM。性能规格上，英韧IG5236支持8通道读写，可通过ONFI 4.2或Toggle 2.0/3.0/4.0接口，支持MLC、TLC和QLC NAND等各类闪存。 
       英韧IG5236 PCIe 4.0x4 8通道主控芯片，支持PCIe 4.0 x4、NVMe 1.4等最新技术规格。 
    安全性方面，英韧IG5236采用包括AES、国密标准SM2/3/4、SHA、RSA、ECC、CRC和端到端数据保护在内的多种数据加密和保护机制，实现了高级别的数据安全规格。同时英韧特有的ECC技术则可以大幅改善数据持久保存的能力，为SSD解决方案提供更好的可靠性和更高的性能。 
    当然仅仅只有主控芯片是远远不够的，相对于以往采用长江存储64层堆叠颗粒的国产SSD，阿斯加特AN4的另一大升级是采用了长江存储生产的Xtacking 2.0架构128层3D NAND TLC颗粒，这款颗粒的编号为X2-9060。与64层堆叠颗粒相比，它大幅提升了存储密度，每颗裸芯片的存储容量达到512Gb，而64层堆叠颗粒每颗裸芯片的存储容量只有256Gb。在本次测试的阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD 1TB产品上，它总共板载了四颗X2-9060颗粒，单颗容量为256GB。 
       长江存储生产的Xtacking 2.0架构128层3D NAND TLC颗粒，闪存的IO接口速度从800MT/s大幅提升到1.6GT/s，性能获得了明显升级。 
    更值得一提的是，X2-9060颗粒的理论性能也实现了成倍的提升，其闪存接口从64层堆叠颗粒的ONFI 4.0升级到了ONFI 4.2，这也让闪存的IO接口速度从800MT/s大幅提升到1.6GT/s。这个接口速度不仅远超上代国产64层颗粒，与其他第二代PCIe 4.0 SSD相比也毫不逊色。目前其他品牌的第二代PCIe 4.0 SSD多采用96层堆叠的闪存颗粒，其IO接口速度大多只有1.2GT/s。这也是阿斯加特AN4标称最高速度可达7500MB/s，而其他第二代PCIe 4.0 SSD标称最高速度只有7000MB/s的关键原因。 
    缓存方面，我们此次测试的阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD 1TB产品按1 1000的比例配置缓存，即1GB容量对应1MB缓存，所以这款SSD板载了两颗共1GB容量的南亚DDR4 2666内存颗粒作缓存，用于存放记录数据位置的FTL映射表。目前作为全国产PCIe 4.0 SSD首发产品，阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD暂时只有1TB容量供用户选择。 
       采用南亚DDR4 2666内存颗粒作缓存 
    质保方面，阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD拥有5年质保加可写容量的质保政策（以先到为准），其1TB容量产品的质保可写容量为700TB，而常见的普通1TB TLC SSD的质保可写容量只有约600TB左右，甚至更低，说明厂商对长江存储颗粒的品质还是相当有信心的。 
          阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD 1TB拥有一颗英韧IG5236 PCIe 4.0主控芯片，四颗长江存储128层堆叠TLC闪存芯片、两颗南亚内存颗粒（用于缓存）。 
       阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD的主要技术特性 
     我们如何测试  
      测试平台   
   处理器：AMD锐龙 9 5950X
   内存：DDR4 3600 16GB双通道
   主板：ROG CROSSHAIR Ⅷ DARK HERO
   电源：ROG THOR 1200W
   SSD：阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD 1T
    接下来我们首先采用AS SSD Benchmark、CrystalDiskMark、Anvil's Storage Utilities等基准软件测试了SSD在软件默认设置下的性能，同时我们还会使用软件所能设置的最大测试容量，以测试SSD在大容量文件传输时是否会出现掉速现象。此外我们还会搭配支持PCIe 4.0技术的WD_BLACK SN850 1TB进行文件传输，考察SSD实际的文件读写性能。程序应用性能上，我们则会通过模拟实际应用的PCMark 8、PCMark 10存储性能测试，以及三款 游戏 的启动时间进行考察。最后，我们还会采用HD TUNE PRO进行全盘读写测试，考察SSD在长时间写入后的性能衰减情况。 
     默认1GB容量测试  
        
        
        测试点评：  从基准测试来看，长江存储128层堆叠的TLC闪存颗粒凭借1600MT/s的接口速度显然发挥出了巨大的威力，虽然没有达到标称的7500MB/s，但其7479.28MB/s的连续读取速度也鲜有对手能够匹敌，这也是目前《微型计算机》评测室所测过连续读取速度最高的产品。在我们之前的测试中三星980 PRO的最高传输速度还不到7000MB/s，WD_BLACK SN850的最高传输速度也不到7100MB/s。新型国产主控与国产闪存的结合令国产PCIe 4.0 SSD有了不小的突破，在一些指标上已经拥有领先国外同类产品的水平。而在其他性能测试上，它的连续写入性能与三星980 PRO、WD_BLACK SN850相比还略有优势。这两款国外品牌PCIe 4.0 SSD的最高写入速度都难以达到5500MB/s的水平。
    不过在随机读写性能上，包括高队列深度、多线程环境下的随机4K性能，以及低队列深度、单线程环境下的随机4K性能，阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD与国外同类产品还有一定的差距。如三星980 PRO在AS SSD Benchmark中的随机4K读取性能可达21370 IOPS，而阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD在该项测试中的性能为17899IOPS。在CrystalDiskMark随机4KQ1T1读取性能测试中，WD_BLACK SN850的成绩在87MB/s左右，阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD的成绩则低了约8MB/s。 
     基准软件最大容量测试  
        
        
        测试点评：  接下来我们还在基准软件可设置的最大容量下对阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD 1TB进行了测试，在AS SSD Benchmark中测试容量为10GB，在Anvil's Storage Utilities中测试容量为32GB，在CrystalDiskMark中，测试容量为64GB。
    值得称赞的是，在基准软件可设置的最大容量测试中，阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD显示出在执行大容量读写任务时，其读写速度不会出现大幅下降。如在AS SSD Benchmark 10GB容量测试中，其8610的测试总分相对默认1GB容量测试下的成绩还略有提升。在Anvil's Storage Utilities测试中，阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD的总分仅小幅下降100余分，其测试成绩仍突破了24000分，各项写入性能都没出现大幅下降。而在CrystalDiskMark的64GB容量测试中，它的连续读取速度仍保持在7479MB/s的高水平，各项写入性能也只有非常轻微的下降。 
       PCMark 8存储性能测试成绩细节 
       PCMark 10存储性能测试成绩 
        测试点评：  在程序应用中，凭借不错的连续与随机读写性能，阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD也给用户带来了较好的使用体验。首先在PCMark8存储性能测试中，它的综合成绩为5076分，达到了高端SSD的水准。原因就在于这款SSD能高速地完成Adobe Photoshop、Adobe InDesign、Illustrator等各类应用的数据载入任务。
    在PCMark 10存储性能测试中，它的总分更高达3387分，根据我们的测试来看，这个成绩明显优于群联PS5018-E18搭配美光96层堆叠颗粒的PCIe 4.0 SSD，后者的PCMark 10存储性能一般不到3000分。与采用群联PS5018-E18搭配美光176层堆叠颗粒的希捷酷玩530固态硬盘相比，其性能也只落后了约100分，其在PCMark 10中的整体表现与三星980 Pro相当，后者的分数也在3300分左右。 
    在 游戏 启动上，阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD也有不错的表现，能快速地启动各类 游戏 大作，其表现与其他国外品牌PCIe 4.0 SSD在锐龙9 5950X平台上的表现类似，没有明显差异。如阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD启动《奇点灰烬：扩展版》的耗时为19.66s，WD_BLACK SN850 SSD的耗时为19.65s；在启动数据量较大的《全面战争：特洛伊》时，阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD的耗时为38.74s，WD_BLACK SN850 SSD的耗时则为38.18s。虽然在基准测试的随机性能测试项目上，阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD与国外产品相比有小幅差距，但在实际应用体验中其实这些SSD的表现非常接近，没有明显区别。 
        测试点评：  由于测试所用X570主板ROG CROSSHAIR Ⅷ DARK HERO拥有多个PCIe 4.0 M.2接口，因此接下来我们也在由X570芯片组提供的M.2接口上安装了支持PCIe 4.0技术的WD_BLACK SN850 1TB SSD，并与阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD进行了文件传输测试。从文件传输速度来看，在传输214GB ISO大文件时，阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD表现出了优秀的写入性能，在如此大容量的文件写入中，不仅没有出现掉速现象，SSD之间的互传速度更突破5000MB/s，只需43.3秒就能完成任务，可谓神速。而在我们之前的测试中，如果WD_BLACK SN850向SATA SSD写入仅仅146GB ISO文件就需要耗时5分钟以上，可以说PCIe 4.0的到来极大地改善了在文件传输上的用户体验。
    让人稍感遗憾的是，可能由于连接WD_BLACK SN850的PCIe 4.0 M.2接口由主板芯片组提供或是ROG CROSSHAIR Ⅷ DARK HERO主板优化不到位的缘故，该接口不能像由处理器提供的PCIe 4.0 M.2接口那样，可以最大化地发挥出SSD的性能，WD_BLACK SN850在这个接口上的写入速度受到较大影响（注：在CrystalDiskMark测试中最高只有约3300MB/s），所以它不能很好地发挥出阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD的读取性能，其文件读取速度要低一些，只有2748MB/s。如果用户想体验阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD的最高性能，不仅需要主板上配置有几个由处理器提供的M.2 SSD接口，还需要再购买一块阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD这样的高性能产品。 
    在体现小文件读写性能的《英雄联盟》安装文件传输测试上，阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD也有较好的表现。与群联PS5018-E18搭配美光96层堆叠颗粒的方案相比，它的写入性能要强一些，平均写入速度达到 896.7MB/s，而前者的写入速度为790MB/s。但在读取性能的表现上则要稍弱一些，其平均读取速度为724.5MB/s，而前者的平均速度可达874MB/s左右，总体来看是互有胜负。 
       阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD拥有一个容量约350GB的SLC Cache，可以满足普通用户的写入需求，超过这个容量后，写入速度会出现掉速。 
       阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD的全盘平均连续读取速度可以达到6470.1MB/s 
     测试点评：  最后我们还通过HD TUNE PRO全盘读写测试，考察了阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD在读写大容量数据时的性能一致性表现，以及发热量情况。首先从全盘读取性能来看，阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD的读取性能表现相当不错，其平均读取速度可以达到6470.1MB/s，明显高于不少PCIe 4.0 SSD，其他产品在这个测试中的速度一般难以达到6400MB/s，大多在6000MB/s左右。这也体现出阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD的确具备优秀的连续读取性能。
    在全盘写入性能上，我们也从测试中得到了为什么在之前写入214GB大容量文件时，SSD也不会出现掉速的原因。原来阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD拥有一个容量约350GB的SLC Cache，在这个容量范围内写入连续型数据，SSD就能保持5000MB/s以上的高速。显然这个容量对于大部分一次性写入数据容量不到200GB的普通用户完全够用了。 
       与其他PCIe 4.0 SSD类似，阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD发热量较高，用户在使用时需要做好机箱内的通风、散热。 
    当然如果写入容量超入这个范围，SSD也会出现几次大幅掉速，速度最低会下降到约370.9MB/s左右。不过由于初始阶段写入速度在5000MB/s以上，因此其全盘平均连续写入速度还是能达到2293.4MB/s。发热量方面，与其他PCIe 4.0主控类似，英韧IG5236的发热量也很大，目前CrystalDiskInfo并不能有效侦测其工作温度，但通过FLIR热成像仪观察，其在完成全盘写入测试后，SSD散热器靠近M.2 SSD接口附近的最高温度达到了77.2 ，散热片表面多个测量点的温度也都达到了63 以上，有明显烫手的触感。因此用户在使用阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD时需要做好机箱内的通风、散热。 
    “与处理器、GPU不同，在存储领域，国产产品与国外解决方案相比的差距很小，甚至部分领先。”从对阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD的测试来看，我们在很早之前对国产存储产品测试后的总结现在依然适用—明显领先的连续传输速度，差距很小的随机读写性能，较好的性能一致性表现，阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD与国外同类PCIe 4.0 SSD在实际测试、体验中没有明显差别。 
    更关键的是，阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD的售价也很便宜，其1TB产品首发上市价只有999元，比国外同类产品便宜了约500元，性价比十足。现在唯一的问题就是这款产品的产能似乎不足，在短期上市后就销售一空，迟迟未能补货。所以我们也希望嘉合劲威能尽快提高阿斯加特AN4 PCIe 4.0 SSD的产能，让用户既能用到高性价比的PCIe 4.0 SSD，也能支持国产存储行业。 

2. 积极预告全球首款PCIe 4.0 SSD：读写速度超5GB/s

 本文转自快 科技 
   作者上方文Q
   技嘉近日预告了将在台北电脑展上亮相的一系列新产品和新技术，其中就包括 全球第一款基于PCIe 4.0接口标准的SSD固态硬盘，M.2规格，读写速度号称最高可达5GB/s！ 
   这是什么概念？目前的高性能M.2 SSD都是走PCIe 3.0 x4通道，带宽为4GB/s，而新一代PCIe 4.0规范将带宽翻了一番，PCIe 4.0 x4即可提供8GB/s，PCIe 4.0 x16全双工更是高达64GB/s。
   当然了， 这块PCIe 4.0 SSD必须搭配AMD X570主板、锐龙3000系列处理器，这是第一个也是目前唯一一个支持PCIe 4.0的消费级平台。 数据中心里则有AMD EPYC骁龙处理器，以及下一代AMD Radeon Instinct计算卡。
      技嘉没有透露这款PCIe 4.0 SSD的更多详情，不过考虑在SSD领域还是个新手，此前只用过群联主控，这次应该也不例外， 很可能是此前曾在CES 2019上展示过的PS5016-E16。 
   该主控支持八个NAND通道、32个CE，搭配第四代LDPC ECC纠错引擎，接口传输速度800MT/s，支持3D TLC/QLC NAND闪存、DDR4-1600 DRAM缓存。
   值得一提的是，技嘉声称 ，即便在5GB/s超高速度下，PCIe 4.0 SSD的工作温度也会很低， 这意味着它会使用高级、复杂的散热方案，而且考虑到主控本身的规格， SSD容量必然会非常高，预计至少2TB。 
   另外，该主控年初展示的时候最高读写速度只有4GB/s、4.2GB/s，看来在过去半年性能提升了不少，PCIe 4.0也有明显加成。

3. 国内第1款pci-e4.0固态是什么样的呢？

4. 现在旗舰级固态硬盘SSD都采用的PCIe 4.0通道吗？

现在的旗舰级固态硬盘都是采用PCle 4.0通道的，如果不是使用PCle 4.0通道的SSD，算不上是旗舰级固态硬盘，因为没采用最新的PCle技术。PCle 4.0通道技术让固态硬盘的速度可以高达7500MB/s，是目前最快的固态硬盘传输速度，这也是为什么旗舰级固态硬盘都采用PCle 4.0通道的原因。

PCle 4.0通道技术现在是属于固态硬盘传输领域最快的技术，旗舰级产品要使用的就是最新的技术，所以旗舰级产品必须要使用PCle 4.0通道技术。而且有一说一啊，现在大部分次旗舰级，有些产商甚至连普通级固态硬盘产品都使用了PCle 4.0通道技术了，因为这个技术并没有多大的难度，而且在这个追求速度的时代，人们更加青睐于速度快的产品，而且固态硬盘行业竞争激烈，特别是二三线公司的产品，在不亏本的情况下，利润控制的极低，有什么就上什么。

虽然现在旗舰级固态硬盘都采用了PCle 4.0通道技术，甚至一大批普通级固态硬盘也采用了。但实际上，同样是PCle 4.0通道，速度还是也较大区别的，PCle 4.0通道技术的理论峰值速度是8GB/s，但基本上实际上最高只能跑到7.5GB/s。即使这样，大部分采用PCle 4.0通道的固态硬盘也达不到，因为这还要考验固态硬盘的体质，也就是颗粒。旗舰固态硬盘除了是采用PCle 4.0通道，还采用了更为优秀的颗粒。

总的来说，旗舰级固态硬盘肯定采用的是PCle 4.0通道，因为旗舰级产品就要使用最新的技术，而固态硬盘行业的最新技术就是PCle 4.0通道。

5. 什么是国内首款pci-e4.0固态处理器？

6. pcie4.0固态硬盘

是硬盘读写速度的等级。现在支持PCIe 4.0的固态硬盘读写速度都可以达到5000MB/S以上，而支持PCIe 3.0的固态硬盘读写速度不会超过4000MB/S，由此不难看出PCIe 4.0相比PCIe 3.0的提升对于固态硬盘的传输速度可不只一点点。

注意事项：
PCIe4.0对固态硬盘来说，是一种革命性的提升，固态硬盘也帮助PCIe4.0更加深入消费级市场，普及性更高。对于普通用户来说PCIe 3.0的固态硬盘也够用，但是现在win10系统更新。
DirectStorage引擎，英伟达的30系显卡也支持RTX IO技术，而它们一定要通过PCIe 4.0才能实现。这两个技术其实是为了达到一个目的——让游戏更流畅，加载更快。

7. 6种企业级PCIe SSD形态之一 M.2

常见企业级PCIe SSD形态主要有：
  
 不过这些形态多多少少都有些不足，目前又有三种新的SSD形态付出水面
  
 简单介绍下M.2的SSD
  
 M.2就是常说的口香糖型SSD. 最初M.2并不是用于企业级，而更多的用于超薄笔记本，用来取代mSATA。
                                          
 M.2的尺寸要求如下
  
 在北美超大型hyperscale互联网公司，如facebook，微软等，考虑到M.2门槛低，成本低，规格简单，便于各SSD 供应商统一规格。同时M.2体积小巧，便于组成高密度的服务器。也已经在数据中心中大规模部署M.2形态的SSD。
  
 比如，MicroSoft在2017年的 OCP大会 上，介绍了一款在1U服务器下放入64个M.2，达到128TB的设计。
                                          
 M.2 标准本身对于功耗要求并不严苛，只要小于50v,0.5A就可以了。 但实际上， 在服务器领域都提出非常严格的散热和功耗需求。 以微软为例， 提出单个M.2 SSD必须能在6w 8w和10w的功耗范围内工作。  OCS Open CloudServer Solid State Drive v2.1 
  
 优点
  
 缺点
  
 总的来说， M.2 PCIe SSD适合具有服务器和OS kernel定制的超大规模互联网客户玩。一般的企业客户，就算了。