1簡(jiǎn)介

長(zhǎng)江存儲(chǔ)的上一代OEM PCIe 4.0 SSD產(chǎn)品PC411憑借著優(yōu)秀的品質(zhì)得到了廣大用戶的認(rèn)可，獲得了良好的市場(chǎng)表現(xiàn)。時(shí)隔兩年，長(zhǎng)江存儲(chǔ)推出了PC411的后續(xù)型號(hào)PC450。

PC450是長(zhǎng)江存儲(chǔ)為AI、游戲、辦公等主流電腦推出的新一代PCIe 4.0商用消費(fèi)級(jí)固態(tài)硬盤，為新一代4通道無(wú)緩設(shè)計(jì)（DRAM-LESS）產(chǎn)品，兼具高性能、低功耗、低發(fā)熱特性，順序讀寫高達(dá)7,000MB/s和6,300MB/s，可顯著提升終端設(shè)備用戶體驗(yàn)，滿足電競(jìng)玩家、商務(wù)用戶、內(nèi)容創(chuàng)作者的需求，是高端電腦的理想存儲(chǔ)解決方案。

2外觀和架構(gòu)

相對(duì)于PC411，PC450采用了更新一代的閃存芯片X4-9070，得益于更小的閃存封裝面積，產(chǎn)品散熱表現(xiàn)更佳，可助力在整機(jī)設(shè)計(jì)中減少散熱設(shè)計(jì)成本，提升使用體驗(yàn)。

PC450擁有M.2 2280/2242兩種規(guī)格，單面PCB設(shè)計(jì)，適配場(chǎng)景更靈活，可以用于超薄筆電應(yīng)用場(chǎng)景。

本次測(cè)評(píng)的為1TB容量版本，實(shí)物照片如下。

3產(chǎn)品規(guī)格

PC450的官方產(chǎn)品規(guī)格如下：

4產(chǎn)品特點(diǎn)

性能設(shè)計(jì)：最大讀寫速度達(dá)到7000MB/s和6300MB/s。

功耗設(shè)計(jì)：無(wú)緩存設(shè)計(jì)降低發(fā)熱，減少散熱成本，提升長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)載穩(wěn)定性?。支持低功耗設(shè)計(jì)，平衡性能與能耗。整個(gè)版面都有覆銅，這種設(shè)計(jì)有利于在極致性能下的散熱。

尺寸設(shè)計(jì)：采用M.2 2280和2242的規(guī)格設(shè)計(jì)，小巧的外形尺寸使其能夠方便地安裝在各種支持M.2接口的設(shè)備中，如臺(tái)式電腦主板、筆記本電腦等，適應(yīng)不同用戶的硬件升級(jí)和安裝需求。

單面設(shè)計(jì)：整體風(fēng)格簡(jiǎn)約大氣，正面覆蓋簡(jiǎn)潔的標(biāo)簽貼紙，貼紙質(zhì)感細(xì)膩，視覺(jué)效果大氣且充滿科技感。貼紙上左上角有長(zhǎng)存的Logo“YM長(zhǎng)江存儲(chǔ)”，增強(qiáng)了品牌和產(chǎn)品的辨識(shí)度。標(biāo)簽中同時(shí)標(biāo)明了SSD型號(hào) “PC450”、容量、SN和FW版本等信息，方便生產(chǎn)管理和生命周期維護(hù)。

主控選型：采用近年來(lái)業(yè)內(nèi)備受認(rèn)可的聯(lián)蕓科技MAP1602主控，該主控采用DRAM-Less設(shè)計(jì)，并提供了4Lane PCIe4.0主機(jī)接口及4通道DDR2400 NAND接口，能夠高效地管理和傳輸數(shù)據(jù)，充分發(fā)揮PCIe 4.0接口的帶寬優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)高速的PCIe4.0滿帶寬數(shù)據(jù)讀寫。

閃存顆粒：PC450 采用了新一代 X4-9070 TLC 閃存（晶棧 Xtacking 4.0 架構(gòu)），4個(gè)通道下可以保證主控與NAND的接口速度大于前端接口PCIe4.0的速度。X-tacking技術(shù)是長(zhǎng)江存儲(chǔ)（YMTC）開發(fā)的一種3D NAND閃存架構(gòu)。其核心在于將NAND存儲(chǔ)陣列和CMOS外圍電路分別在兩片晶圓上獨(dú)立制造，并通過(guò)金屬互聯(lián)通道（VIAs）實(shí)現(xiàn)晶圓的鍵合，形成一個(gè)整體。這種設(shè)計(jì)使得產(chǎn)品具備更快的I/O傳輸速度、更高的存儲(chǔ)密度，同時(shí)提升研發(fā)效率并縮短生產(chǎn)周期。

5eBird介紹

在本次測(cè)試中，采用了鸞起科技自主開發(fā)的eBird SSD專業(yè)測(cè)試套件，該套件與測(cè)試平臺(tái)連接，負(fù)責(zé)調(diào)度管理測(cè)試用例的執(zhí)行，以及配置相應(yīng)的測(cè)試轉(zhuǎn)卡。

eBird提供了全面的測(cè)試方案，覆蓋從NVMe協(xié)議到系統(tǒng)應(yīng)用級(jí)別，包括性能、功耗、穩(wěn)定性、可靠性、模擬應(yīng)用測(cè)試等。eBird適用于SSD研發(fā)、生產(chǎn)和企業(yè)驗(yàn)收階段，整合了產(chǎn)品經(jīng)驗(yàn)和常見(jiàn)問(wèn)題，形成測(cè)試用例。

eBird兼容Windows、Linux和國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)，模擬實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，還能模擬各種掉電情況和盤狀態(tài)組合，支持填盤和數(shù)據(jù)校驗(yàn)，確保測(cè)試全面性。

此外，eBird提供多種測(cè)試框架和接口，包括NVMe協(xié)議、應(yīng)用層、整機(jī)掉電、PCIe Link和開發(fā)層級(jí)測(cè)試。它還包含協(xié)議覆蓋測(cè)試、PCIe Link測(cè)試套件、NVMe應(yīng)用測(cè)試、功耗測(cè)量和Trace打印功能，幫助用戶深入分析和定位問(wèn)題。

6?測(cè)試環(huán)境

在此次測(cè)試中，與eBird連接的測(cè)試平臺(tái)和盤片信息如下。

7性能測(cè)試

7.1CDM測(cè)試

CrystalDiskMark（CDM）作為一款小巧輕便卻功能強(qiáng)大的硬盤及固態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備性能基準(zhǔn)測(cè)試工具，備受用戶青睞。它以簡(jiǎn)潔高效的操作方式，能夠讓用戶迅速且精準(zhǔn)地測(cè)定磁盤的讀寫速度，無(wú)論是致力于系統(tǒng)優(yōu)化、謹(jǐn)慎進(jìn)行硬件選購(gòu)，還是專注于故障排查，都有著不可忽視的重要價(jià)值，堪稱存儲(chǔ)設(shè)備性能評(píng)估的得力助手，在業(yè)內(nèi)通常被簡(jiǎn)稱為CDM。

在CDM的測(cè)試中，PC450 1TB版本的固態(tài)硬盤表現(xiàn)優(yōu)秀，其連續(xù)順序讀取速度達(dá)到7413MB/s，超出了產(chǎn)品規(guī)格宣稱的7000MB/s；而連續(xù)順序?qū)懭胨俣冗_(dá)到了6361MB/s，也超過(guò)了產(chǎn)品規(guī)格宣稱的6300MB/s。而隨機(jī)讀寫的IOPS分別達(dá)到了1050k（4199.9MB/s）和1154k(4616.6MB/s)，遠(yuǎn)超過(guò)了產(chǎn)品規(guī)格宣稱的970k。CDM的實(shí)測(cè)結(jié)果表現(xiàn)了該款產(chǎn)品對(duì)消費(fèi)級(jí)客戶在參數(shù)指標(biāo)上的誠(chéng)意滿滿。

8PCIe測(cè)試

PCIe是SSD與Host主機(jī)的接口，其Link、reset、FLR等特性直接影響SSD的兼容性表現(xiàn)。PC450在該累測(cè)試的10個(gè)用例集中，結(jié)果都為PASS。

9NVMe測(cè)試

PCIe接口類型的SSD，其接口除了遵循PCIe協(xié)議外，基于PCIe協(xié)議之上還封裝了一層專為SSD定制的協(xié)議，即NVMe協(xié)議。所以我們所提到的SSD協(xié)議測(cè)試，除了要對(duì)PCIe進(jìn)行測(cè)試外，還要對(duì)NVMe協(xié)議進(jìn)行測(cè)試，目的是考察驗(yàn)證該款產(chǎn)品對(duì)NVMe協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的遵從性，實(shí)現(xiàn)的正確性，異常處理的全面性等。

eBird將軟件協(xié)議、硬件電氣層面標(biāo)準(zhǔn)、用戶業(yè)務(wù)場(chǎng)景結(jié)合起來(lái)進(jìn)行測(cè)試，更貼近真實(shí)使用場(chǎng)景。eBird對(duì)PC450測(cè)試了近682項(xiàng)NVMe協(xié)議測(cè)試腳本，結(jié)果全部PASS。

10SNIA測(cè)試

SNIA（Storage Networking Industry Association）是一個(gè)非營(yíng)利組織，負(fù)責(zé)制定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。SNIA推廣與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、傳輸、基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)化、加速、格式化和保護(hù)相關(guān)的技術(shù)。下圖是SNIA對(duì)數(shù)據(jù)格式、傳輸、保護(hù)等定義以及后續(xù)發(fā)展方向的研究。

SNIA為SSD提供了標(biāo)準(zhǔn)的性能測(cè)試方法。eBird提供了涵蓋SNIA所述標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試套件。使用ebird提供的SNIA套件，對(duì)PC450做了SNIA測(cè)試，結(jié)果匯總?cè)缦拢?/p>

10.1IOPS

IOPS測(cè)試用于評(píng)估SSD的隨機(jī)讀寫性能，覆蓋了多種讀/寫混合比例（RW Mix）和塊大?。˙lock Size, BS）的組合。測(cè)試需要在SNIA PTS（Performance Test Specification）規(guī)定的穩(wěn)態(tài)（Steady State）條件下進(jìn)行。達(dá)到穩(wěn)態(tài)的方法是對(duì)整盤進(jìn)行128K順序?qū)懀顫M盤2遍，然后再使用給定的Data Pattern進(jìn)行IOPS測(cè)試。eBird提供的填充的數(shù)據(jù)不是全0或者全1，而是隨機(jī)數(shù)據(jù)（Data Pattern為RAND）填充，這樣可以避免具備全0/1檢測(cè)功能的SSD對(duì)寫入數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮而導(dǎo)致數(shù)據(jù)沒(méi)有真正落盤。注意這里的隨機(jī)數(shù)據(jù)寫不是指隨機(jī)寫，隨機(jī)寫是指LBA的隨機(jī)，隨機(jī)數(shù)據(jù)是指每個(gè)LBA內(nèi)數(shù)據(jù)內(nèi)容的隨機(jī)。

隨機(jī)數(shù)據(jù)寫≠隨機(jī)寫

IOPS測(cè)試通常包括7種讀寫混合比例（從100%讀到100%寫）和8種塊大?。◤?.5KB到1024KB）。在該項(xiàng)測(cè)試中，PC450順利達(dá)到了穩(wěn)態(tài)，測(cè)試結(jié)果為PASS。

10.2Throughput

10.3Latency

10.4Write Saturation

從上面數(shù)據(jù)可見(jiàn)，PC450雖然是一款OEM商用產(chǎn)品，在SNIA幾項(xiàng)專業(yè)測(cè)試中的表現(xiàn)也是不錯(cuò)的。

11QoS測(cè)試

QoS (Quality of service)：指在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，以穩(wěn)定一致的性能完成所有請(qǐng)求的能力。比較常見(jiàn)的SSD QoS量化指標(biāo)是以99%或99.99%的可信度給出最大的響應(yīng)的間。譬如:QoS(99%)的指標(biāo)是4.4ms，表示總請(qǐng)求99%的IO延時(shí)在4.4ms以內(nèi)。廣義上講IOPS同樣可以使用QoS來(lái)形容IOPS性能穩(wěn)定性。PC450作為一款OEM商用產(chǎn)品，在辦公，游戲等場(chǎng)景中的響應(yīng)速度也是重要指標(biāo)，我們對(duì)PC450在QD128和QD1下的4K讀寫進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下?？梢钥吹皆赒D1下的隨機(jī)度中，99%在的IO在0.1ms內(nèi)反回，99.99%在0.4ms內(nèi)返回，這對(duì)于一款DRAM-less的SSD而言，這個(gè)結(jié)果領(lǐng)先同類產(chǎn)品。

12Power測(cè)試

eBird可以測(cè)試SSD在不同的link狀態(tài)、功耗狀態(tài)、Block Size、讀寫比例下的功耗、電壓和性能。Link狀態(tài)包括L0S、L1，功耗狀態(tài)包括PS0、PS1、PS2、PS3、PS4，讀寫比例主要關(guān)注R30W70、R50W50、R70W30，Block Size主要關(guān)注512、4K、128K。eBird對(duì)PC450在上述三類因素的典型組合下進(jìn)行測(cè)試時(shí)，同時(shí)監(jiān)控Voltage波動(dòng)曲線。

功耗/電壓/性能測(cè)試內(nèi)容部分舉例如下：

由于有225種組合測(cè)試場(chǎng)景，本評(píng)測(cè)中無(wú)法一一列舉，這里展示一個(gè)測(cè)試用例：L0s_R30W70_Rand_4k，表示link狀態(tài)在L0s下讀寫比例7：3隨機(jī)寫，測(cè)試結(jié)果如下：

Power測(cè)試一共225個(gè)類似測(cè)試項(xiàng)目，PC450在該測(cè)試中全部PASS，結(jié)果如下。

這225個(gè)測(cè)試中，包括PCIe的L0s/L1s功耗測(cè)試、NVMe的PS0~PS4功耗測(cè)試、電壓測(cè)試三類內(nèi)容。

12.1PCIe的L0s/L1s功耗測(cè)試

L0s和L1是PCIe電源管理中定義的兩種鏈路狀態(tài)，它們的全稱如下：

L0s（L0 Standby）：這是PCIe鏈路的一個(gè)低功耗狀態(tài)，也稱為L(zhǎng)0待機(jī)狀態(tài)。L0s允許PCIe設(shè)備在不傳輸數(shù)據(jù)時(shí)進(jìn)入低功耗模式，同時(shí)能夠快速恢復(fù)到全速工作狀態(tài)L0。這種狀態(tài)是單向的，意味著鏈路的一個(gè)方向可以獨(dú)立于另一個(gè)方向進(jìn)入L0s狀態(tài)。

L1（L1 ASPM）：這是PCIe鏈路的另一個(gè)低功耗狀態(tài)，比L0s更加節(jié)能，但進(jìn)入和退出L0狀態(tài)的延時(shí)更長(zhǎng)。L1狀態(tài)是可選的，并且要求PCIe鏈路的兩個(gè)方向都需要進(jìn)入L1狀態(tài)。在L1狀態(tài)下，設(shè)備可以關(guān)閉一些電源以減少能耗，但仍然保持相對(duì)快速的恢復(fù)到L0狀態(tài)的能力。

這兩種狀態(tài)是PCIe主動(dòng)狀態(tài)電源管理（ASPM）的一部分，旨在在設(shè)備不活躍時(shí)減少能耗，同時(shí)保持快速響應(yīng)能力。eBird對(duì)下列組合場(chǎng)景進(jìn)行了L0s/L1s測(cè)試，結(jié)果均為PASS。

12.2NVMe的PS0~PS4功耗測(cè)試

SSD中的PS0到PS4是NVMe規(guī)范中定義的電源狀態(tài)，它們分別代表不同的功耗和性能級(jí)別。eBird測(cè)試了在不同PS狀態(tài)下不同的讀寫組合下PC450的功耗表現(xiàn)。測(cè)試結(jié)果均PASS。

12.3電壓測(cè)試

在SSD工作的過(guò)程中，其供電電壓的穩(wěn)定性至關(guān)重要，eBird對(duì)PC450在各典型IO場(chǎng)景下的供電電壓做了監(jiān)控測(cè)試，測(cè)試結(jié)果均PASS。

13DataPath測(cè)試

DataPath不僅包括了IO的正常讀寫Path，也包括在Power Loss、Reset、Safe Power下的IO處理的Path。在不同的Path下，SSD都能夠正確穩(wěn)定的處理IO，是一款優(yōu)秀的SSD產(chǎn)品應(yīng)該達(dá)到的目標(biāo)。PC450在eBird提供的DataPath測(cè)試中，共經(jīng)歷了28個(gè)測(cè)試用例，結(jié)果全部PASS。

……

14DataIntegrity測(cè)試

數(shù)據(jù)完整性測(cè)試是確保固態(tài)硬盤（SSD）上數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和可靠性的關(guān)鍵步驟。這些測(cè)試對(duì)于維護(hù)數(shù)據(jù)的安全性和防止未經(jīng)授權(quán)的數(shù)據(jù)訪問(wèn)至關(guān)重要。

SSD的數(shù)據(jù)完整性測(cè)試首先關(guān)注錯(cuò)誤檢測(cè)和校正機(jī)制的有效性。SSD通常配備錯(cuò)誤校正碼（ECC），這些代碼能夠檢測(cè)并自動(dòng)修復(fù)常見(jiàn)的數(shù)據(jù)損壞問(wèn)題。測(cè)試過(guò)程中，會(huì)驗(yàn)證ECC是否正確實(shí)現(xiàn)并能有效地保護(hù)數(shù)據(jù)不受隨機(jī)錯(cuò)誤的影響。

測(cè)試還包括對(duì)數(shù)據(jù)寫入和讀取操作的驗(yàn)證。在數(shù)據(jù)寫入SSD之后，測(cè)試會(huì)讀取相同數(shù)據(jù)并與原始數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以確保在寫入過(guò)程中數(shù)據(jù)沒(méi)有發(fā)生任何變化或損壞。此外，耐用性測(cè)試評(píng)估SSD在預(yù)期使用壽命內(nèi)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，確保閃存單元的有限寫入次數(shù)不會(huì)影響數(shù)據(jù)的完整性。

為了模擬真實(shí)世界的應(yīng)用場(chǎng)景，數(shù)據(jù)完整性測(cè)試還包括電源故障模擬。在測(cè)試中，會(huì)模擬突然斷電的情況，以檢查SSD在這種異常情況下是否能夠保護(hù)數(shù)據(jù)不受損失。同時(shí)，溫度和環(huán)境測(cè)試確保了SSD在不同環(huán)境條件下的可靠性，包括極端溫度和濕度條件。

SSD的數(shù)據(jù)完整性測(cè)試是一個(gè)全面的過(guò)程，涵蓋了從錯(cuò)誤檢測(cè)和校正到長(zhǎng)期穩(wěn)定性的多個(gè)方面。這些測(cè)試不僅有助于識(shí)別和修復(fù)可能影響數(shù)據(jù)穩(wěn)定性和可靠性的問(wèn)題，而且對(duì)于維護(hù)用戶信任和保護(hù)關(guān)鍵數(shù)據(jù)具有至關(guān)重要的作用。隨著數(shù)據(jù)的重要性日益增加，數(shù)據(jù)完整性測(cè)試已成為SSD質(zhì)量保證不可或缺的一部分。

eBird提供了一套全面的數(shù)據(jù)完整性測(cè)試方法，測(cè)試涵蓋了順序、隨機(jī)、混合、小數(shù)據(jù)等。測(cè)試結(jié)果表明PC450在數(shù)據(jù)完整性方面非常優(yōu)秀，用戶完全不用擔(dān)心存入數(shù)據(jù)的安全。幾個(gè)測(cè)試用例集都順利通過(guò)，結(jié)果如下。

15結(jié)語(yǔ)

本次測(cè)評(píng)對(duì)PC450進(jìn)行了性能、功耗、協(xié)議、延時(shí)、供電、數(shù)據(jù)完整性等方面的專業(yè)測(cè)試，累計(jì)使用測(cè)試用例上千個(gè)。

結(jié)果表明，PC450在各項(xiàng)測(cè)試中的表現(xiàn)十分優(yōu)異，能夠輕松應(yīng)對(duì)大型 3A 游戲、專業(yè)內(nèi)容創(chuàng)作等對(duì)存儲(chǔ)性能要求極為苛刻的應(yīng)用場(chǎng)景，充分彰顯了PC450作為一款原廠高端OEM SSD的過(guò)硬實(shí)力。

我們期待PC450取得良好的客戶評(píng)價(jià)和市場(chǎng)表現(xiàn)。