性能匹敵國外高端產品　首款純國產NVMe SSD實戰體驗

產品規格

接口：PCIe 3.0x4

主控：憶芯科技STAR1000P NVMe 8N道主控

閃存：長江存儲Xtacking架構64V=TLC 3D NAND閃存

緩存：512MB（512GB）、1GE（1TB）

可選容量：512GB、1TB

板型：M.2 2280

耐久度：300TBW（512GB）、600TBW（1TB）

參考價格

今年7月，《微型計算機》評測室曾對由國產主控芯片、國產閃存組成的國產SATA SSD：光威弈pro進行過詳細報道。從文中可以看到，作為初出茅廬的國產產品，其性能達到了市場上主流SATA SSD的水準。值得稱贊的是，為了提升我國計算機硬件技術水平，避免受制于人，當前國產存儲技術的發展速度非常迅猛，距離上次測試僅僅兩個月后，采用國產主控、國產NAND閃存、國產內存顆粒（用作緩存），技術水準較SATA產品有大幅提升的純國產NVMe SSD：光威弈PRO M.2 NVMe SSD正式發布亮相，《微型計算機》評測室也在第一時間獲得了樣品。

相對于技術規格逐漸落后的SATA SSD，目前NVMe SSD已成為電腦內更加流行的存儲設備，各種品牌、型號的NVMe SSD產品數不勝數，它們唯一的共性是其所用的芯片，特別是NAND閃存與緩存大多來自國外，只有部分產品使用了中國臺灣地區的主控芯片。總體而言，NVMe SSD這個產品領域幾乎被國外上游芯片公司所掌控，那么面對強勁的對手，剛剛問世的純國產NVMe SSD能否在市場中爭得一席之地，面對國外產品是否有自己的優勢？接下來就讓我們通過實戰測試來得出答案。

光威弈PRO M.2 NVMe SSD產品解析

首先，在外觀上光威弈PRO M.2 NVMe SSD采用M.22280板型設計，黑色PCB，最為醒目的是一層中國紅貼紙覆蓋在SSD正面，再輔以霸氣的龍頭Logo，彰顯出產品的中國元素。值得注意的是，這層貼紙并不簡單，內部還整合了石墨導熱帖，借助石墨較高的導熱系數，可以將熱量更快速地傳導到涼爽的區域，適合在筆記本電腦這類空間狹小、無法安裝散熱片的環境中使用。當然如果你將它用在臺式機電腦上，也可撕掉這層貼紙，采用更專業的導熱墊、散熱器與SSD的主控芯片、閃存芯片緊密接觸。

在內部組件上，光威弈PRO M.2 NVMe SSD最大的升級就是采用了來自憶芯科技的STAR1000P NVMe主控。STAR1000P是一款面向高端消費級以及入門企業級的PCIe SSD 8通道控制芯片，其核心技術完全自研，具有優秀的連續讀寫和隨機讀寫性能，官標最高連續讀寫性能分別為3.5GB/s、3.0GB/s，隨機4KB讀寫性能可達600K IOPS。同時這款主控芯片采用憶芯科技自研的StarNVMe、StarUCC等多項核心技術，全面支持NVMe 1.3標準，支持TCG-opal 2.0、硬件真隨機數和SHA256、XTS-AES256加密，以及國外主控不支持的國產商用密碼算法SM2、SM3、SM4。此外，該主控還加入了StarLDPC、SECDED保護所有片內RAM、全通路數據保護、高性能XOR引擎、RAID5/RAID6等安全與糾錯技術，以確保存儲數據安全無虞，并延長固態硬盤的使用壽命。

同時STAR1000P NVMe主控支持ONFI 4.0、Toggle 3.0閃存接口，閃存傳輸速率可達800MT/s，可支持2D＼3D SLC，MLC和TLC等多種閃存顆粒。此外這款主控芯片的標稱功耗低于2.5W，預示著這款主控不僅功耗低，發熱量也不會太高。

閃存方面，光威弈PRO M.2 NVMe SSD采用的還是長江存儲科技有限責任公司研發的Xtacking架構64層TLC 3D NAND閃存。相比傳統3D NAND閃存架構，Xtacking架構可在一片晶圓上獨立加工負責數據I/O及記憶單元操作的外圍電路。這樣的加工方式有利于選擇合適的先進邏輯工藝，以讓NAND閃存獲得更高的I/O接口速度與更多的操作功能，存儲單元則在另一片晶圓上被獨立加工。當兩片晶圓各自完工后，通過創新的Xtacking技術，只需一個處理步驟就可通過數十億根金屬VIA（垂直互聯通道）將二者鍵合接通電路。同時Xtacking技術可充分利用存儲單元和外圍電路的獨立加工優勢，實現了并行、模塊化的產品設計及制造，產品開發時間可縮短三個月，生產周期可縮短20%，從而大幅縮短3D NAND產品的上市時間。目前，長江存儲科技基于Xtacking技術已經推出了采用64層、128層堆疊的TLC、QLC顆粒。

值得一提的是，針對定位更高的NVMe SSD，光威也為弈PRO M.2 NVMe SSD配備了獨立緩存，用于存放記錄數據位置的FTL映射表。SSD的讀寫操作都需要查詢這張記錄表，要想讀寫速度快，就需要把這張映射表存放在高性能的DRAM內存顆粒中。而這顆內存顆粒光威使用的則是來自我國長鑫存儲技術生產的10nm級（實際生產工藝為19nm）DDR4 2666產品，其生產工藝水平已接近同樣在使用10nm級生產工藝的國外內存顆粒廠商三星、美光。所以正是因為主控、閃存、緩存全都由國內廠商生產制造，也成就光威弈PRO M.2 NVMe SSD成為首款純國產NVMe SSD。

目前光威弈PRO M.2 NVMe SSD主要由512GB、1TB兩種容量的產品組成。它們之間除了容量上的區別外，在TBW可寫壽命、緩存容量上也有差別。其中512GB容量產品的TBW為300TB，緩存容量為512MB，1TB產品的TBW為600TB，緩存容量為1GB。

我們如何測試

接下來我們特別搭建基于RAMPAGE Ⅵ EXTREMEENCORE主板的高端平臺對光威弈PRO M.2 NVMe SSD進行了測試。測試中我們不僅使用AS SSD BENCHMARK、CrystalDiskMark、Anvils Storage Utilities進行了基準性能測試，還通過實際的影音文件、游戲文件傳輸測試，考察光威弈PRO M.2 NVMe SSD真實的文件傳輸能力。同時我們還通過PCMark 8存儲性能測試、游戲啟動時間計時考察了SSD在運行各類程序、游戲時的表現。當然我們也進行了大家非常關心的全盤讀寫測試，看看SSD在進行大容量讀寫測試時是否會出現掉速、發熱量是否會急劇上升。

此外，為了讓讀者更直觀地了解純國產NVMe SSD的性能，我們還找來目前在市場上定位高端的WD_BLACK SN750EK 1TB SSD與它進行了對比測試，接下來就讓我們看看純國產NVMe SSD到底能有怎樣的表現。

AS SSD性能突破6500分基準性能測試表現優異

基準測試默認容量測試

測試點評：從基準測試來看，光威弈PRO M.2 NVMe SSD的成績的確令人驚喜，其1TB產品在AS SSD BENCHMARK測試中的分數高達6540分，這一成績在PCIe 3.0 NVMe SSD中也屬于一流水準，明顯超過了像三星970 PRO（不到6000分）、WD_BLACK SN750 EK SSD這些產品，這也是我們采用國外高端產品與它對比的主要原因。可以看到，在具體成績上，光威弈PRO M.2 NVMe SSD不論是在連續讀寫、單線程隨機4K、多線程隨機4K性能上表現都不錯，沒有“偏科”，這也是它能拿到高分的主要原因。而在其他測試中，光威弈PRO M.2 NVMe SSD1TB的測試成績也可與WD_BLACK SN750 EK SSD 1TB媲美：在Anvils Storage Utilities測試中，成績達到了后者的93%;在CrystaIDiskMark測試中，兩者則是各有勝負，它們的最高連續讀取速度都突破了3200MB/s，光威弈PRO M.2 NVMe SSD 1TB在隨機4KB讀取性能上有一定優勢，WD_BLACK SN750EK SSD 1TB則在連續讀寫性能上的表現更好一點。

接下來再看看光威弈PRO M.2 NVMe SSD 512GB產品的表現，一般來說，容量較少的SSD由于內部所用的閃存Die數量比容量高的產品Die數量少，主控的并行讀寫性能無法得到最大程度的發揮，因此性能要比大容量產品低一些。從測試結果來看也是如此，其512GB產品的測試成績不如1TB產品，但它基本上也達到了1TB產品80～90%左右的性能，性能損失不是太大，還是位于PCIe 3.0 NVMe SSD里的中高端水平。

測試點評：考慮到基準測試軟件在默認設置下的測試容量一般只有1GB，因此我們還使用軟件可以設置的最大容量對SSD進行了測試，以考察SSD在大容量數據讀寫的環境下是否會出現掉速。從結果來看，在大容量數據測試、耗盡SLC Cache緩存后，光威弈PRO M.2 NVMe SSD的確也會出現掉速。其1TB產品在AS SSD BENCHMARK中，連續寫入速度從2526.5MB/s下跌到侶28.75MB/s;在Anvil's Storage Utilities測試中，連續寫入速度從2343.25MB/sT跌到1588_75MB/s;在CrystalDiskMark測試中，隨機4K Q32T16寫入性能也從2277.87MB/s下跌到1848.16MB/s。總體來看，成績雖有下降，但下跌幅度不算大，整體性能仍能達到默認設置下的85%～90%左右。其實受TLC顆粒先天的性能限制，不少TLC SSD都會出現大容量寫入掉速，一起參與測試的WD_BLACK SN750 EK SSD 1TB也不例外，但這兩款產品都能較好地控制掉速幅度，因此不會給用戶的體驗帶來明顯影響。而在光威弈PRO M.2 NVMe SSD 512GB上，由于其容量更小，相應的其SLC Cache緩存容量也會進一步減小，所以它的掉速現象會更為明顯，寫入性能損失較大。

實際文件傳輸讀寫速度測試

測試點評：接下來我們還通過實際的文件傳輸，測試了各款SSD真實的文件傳輸能力。首先我們進行了對71.4GB影音文件的讀與寫，展現SSD的連續讀寫性能。從測試來看，在實際讀寫應用中，光威弈PRO M.2 NVMe SSD與國外高端產品相比在連續讀取性能上還有一定差距，不過在寫入性能上表現較好。光威弈PRO M.2 NVMe SSD 1TB的連續寫入速度小幅超過WD_BLACK SN750 EK SSD 1TB約106MB/s。而其512GB產品在讀取性能上與1TB產品相當，但在寫入性能上則由于SLC Cache較小，所以在寫入速度上較1 TB產品要低不少。

而在寫入由21498個小文件組成、總容量達68.8GB的游戲文件，展示SSD隨機讀寫性能的測試中，光威弈PRO M.2 NVMe SSD 1TB與WD_BLACK SN750 EK SSD 1TB的表現幾乎完全一致，前者在寫入性能上的表現要稍好一些，后者擁有略好一點的讀取性能。至于其512GB產品，在隨機寫入性能上由于SLC Cache偏小，與1TB產品相比還是存在明顯差距。

軟件與游戲應用測試

測試點評：在游戲、程序應用中，憑借優秀的隨機性能，光威弈PRO M.2 NVMe SSD 1TB也有不錯的表現。在模擬實際應用的PCMark 8存儲性能測試中，其成績與WD_BLACK SN750 EK SSD 1TB完全相同，均為5065分，在各項應用中的讀寫時間二者非常接近。如在PCMark 8總共讀寫6108MB的Adobe Photoshop重載測試中，光威弈PRO M.2 NVMe SSD 1TB的任務耗時只需349.9秒，WD_BLACK SN750 EK SSD 1TB的耗時為349.8秒。在實際的游戲載入體驗中，光威弈PRO M.2NVMe SSD 1TB也能快速地啟動各類游戲大作，比如《奇點灰燼：擴展版》在機械硬盤上啟動需用時約一分鐘，在這款SSD上的用時則大幅縮短到僅僅18.89秒，像《坦克世界》《僵尸世界大戰》這類數據量不大的游戲分別也只需要6.87秒、12.94秒的啟動時間。雖然WD_BLACK SN750 EK SSD 1TB的啟動速度要更快一點，但其在三款游戲上的時間優勢都不到0.3秒，用戶很難在實際應用中感覺出來有任何區別。

至于光威弈PRO M.2 NVMe SSD 512GB則仍由于容量較小、Die數量少，因此在應用性能測試中的成績要低一些。當然由于都是NAND閃存介質，在應用中的實際體驗差別其實也不大。如在Adobe Photoshop重載測試中，其用時也就350.5秒;在《奇點灰燼：擴展版》游戲中，它的啟動時間僅多了約一秒;在《僵尸世界大戰》《坦克世界》中所增加的游戲啟動時間則都不到1秒。

全盤讀寫與發熱量測試

測試點評：最后我們還對兩款SSD進行了全盤讀寫性能測試，首先在讀取性能上，它們的表現類似于基準測試，全盤平均讀取速度都在2700MB/s以上。而在全盤寫入測試中，我們則可清晰地發現兩款不同容量SSD的SLC Cache的確有所區別。容量更大的1TB產品也擁有更大的SLC Cache，其緩存容量接近51GB，在寫入容量超過51GB后則會出現掉速，不過掉速后的最低連續寫入速度也能達到1066MB/s以上。而512GB產品的SLCCache容量則只有1TB產品的一半，約25.5GB。

同時我們還在全盤寫入測試中，考察了固態硬盤的溫度。從測試來看，在搭配ROG RAMPAGE Ⅵ EXTREME ENCORE主板上的M.2 SSD散熱片輔助散熱后，光威弈PRO M.2 NVMe SSD的發熱量的確不高。其1TB產品在寫滿1TB后的最高溫度只有51℃，512GB產品在寫滿512GB后的最高溫度則只有45.6℃。

純國產NVMe SSD表現遠優于預期

經過以上測試，我們認為作為純國產產品，光威弈PRO M.2 NVMe SSD的表現很不錯，完全超過我們的預期。要知道在測試光威弈PRO時，我們發現這款純國產的SATA SSD的性能只達到了市場上主流SATA產品的性能。而到了現在的光威弈PRO M.2 NVMe SSD，借助國產憶芯STAR1000P NVMe 8通道主控、長江存儲Xtacking架構64層TLC閃存、長鑫存儲DDR4 2666內存顆粒，其性能實現了質的飛躍。除了在實際的連續讀取速度上還有所差距外，它的整體性能完全可以與同容量的國外高端產品匹敵。值得一提的是，這還只是光威弈PRO M.2 NVMeSSD使用早期版固件所達到的性能水平，光威向我們表示還在不斷對固件進行優化，以進一步提升性能與穩定性，本文所展示的測試成績還不能代表光威弈PRO M.2 NVMe SSD上市后的最終表現。從這里可以看到我國在存儲硬件技術上的發展的確非常迅猛，不僅遠沒有我們在CPU、GPU方面與國外的技術差距大，而且還逐步追上了國外產品的技術水準。目前長江存儲已開發出了128層堆疊的閃存，閃存的存儲容量、性能顯然將進一步得到提升，再加上國產SSD主控還有其他國外產品所缺少的安全特性，如支持對安全性至關重要的國產商用密碼算法SM2、SM3、SM4等，國產SSD的未來前景將非常可期。