北京憶芯科技是國內領先的高階PCIe SSD主控晶片和成品盤供應商,核心成員具有多年研發經驗和多項研發成果,擁有從底層演算法到晶片設計,再到解決方案設計等多方面的豐富經驗。當前北京憶芯的業務方向已覆蓋消費級和企業級、主控晶片及解決方案。去年4月的三款採用長江儲存快閃記憶體固態硬碟橫評當中就有一款是憶芯STAR1000P方案。
在NVMe協議HMB主機記憶體緩衝功能的助力之下,無DRAM快取方案逐漸成為高性價比NVMe固態硬碟的主流選擇。北京憶芯在STAR1000T-L主控基礎上開發的高效能低功耗NVMe消費級解決方案:STAR1200L。本次測試的憶芯S1200LXT0就採用了STAR1200L方案,搭配長江儲存第二代NAND快閃記憶體,無DRAM快取設計,主要面向消費級以及OEM市場。
憶芯研發的PCIe SSD主控中使用的是ARC架構,不同於常見SSD主控所用的ARM架構,據瞭解,這也是世界上第一款用於主控晶片的ARC架構處理器,為本次評測增添了很多期待。此外,STAR1200L還使用了當前DRAMLess無快取SSD中頗為少見的8通道設計,可以實現更高的讀寫速度。在取消DRAM快取後,S1200LXT0可在單面PCB上佈置4顆NAND快閃記憶體顆粒,滿足在超薄膝上型電腦中安裝的需求。
長江儲存第二代NAND快閃記憶體採用Xtacking技術,3D TLC型別,堆疊層數64層,I/O介面速度800MT/s,配合8通道的STAR 1000T-L主控可以提供3.5GB/s左右的資料傳輸頻寬。
這次測試的S1200LXT0 1TB標稱順序讀寫速度為3500/3000 MB/s,4K隨機讀寫效能535K/320K IOPS,耐久度指標為600TBW。
測試平臺及資訊識別
測試平臺:
CPU:Intel Core i9 9900K @5.0GHz(所有CPU節能特性關閉)
主機板:Z390
記憶體:HyperX Fury DDR4 3200MHz 16GB
硬碟:浦科特M6PRO 128GB(系統盤)
憶芯S1200LXT0 1TB(FW:1.0.19)
系統:Windows 11
驅動:系統預設stornvme
設定:除特別說明以外,關閉ASPM及APST節能
CrystalDiskInfo資訊識別:
統一SMART定義是NVMe協議的貢獻之一,無論是何種品牌的NVMe固態硬碟,都能透過CrystalDiskInfo檢視其各項健康度資訊。測試樣品搭載了1.0.19韌體。
透過nvme-hmb工具可以查詢到憶芯S1200LXT0 1TB可支援1MB到64MB之間的HMB主機記憶體緩衝,目前已經分配64MB容量。
Host Memory Buffer(HMB)是在SSD和nvme驅動支援的情況下,在電腦主機記憶體中劃分不超過64MB的記憶體空間,專門用來儲存SSD工作所必須的快閃記憶體對映表元資料。HMB可以降低快閃記憶體對映表訪問延遲,顯著改善無快取設計SSD的隨機讀寫效能。
基準測試
基準測試1:理論頻寬測試
從CrystalDiskMark測速結果來看,順序讀取在3460MB/s左右,順序寫入3082.1MB/s,大致符合標稱值。4K隨機讀寫相當於545K/339K IOPS,超過標稱值的535K/320K IOPS。
在同樣搭配相同快閃記憶體的情況下,STAR12000L的快閃記憶體通道數量優勢轉化為讀寫速度上的領先。長江儲存第二代NAND快閃記憶體支援800MT/s快閃記憶體介面,4通道下可實現大約2500MB/s讀取速度,而8通道的STAR1200L可以輕鬆實現接近PCIe 3.0 x4介面上限的3458MB/s讀取速度。
基準測試2:PCMark 10完整系統盤基準測試
PCMark 10完整系統盤基準針對當代最新固態硬碟的廣泛測試,涵蓋了系統開機啟動、Adobe設計套件應用、Office辦公套件應用、圖片/ISO檔案複製複製、多個遊戲載入過程等測試內容。測試需要至少80GB的硬碟空間,單次測試產生的寫入量達到204GB,複雜度超過了PCMark 8儲存測試。
這裡對比了同樣使用長江儲存第二代NAND快閃記憶體,但搭載4通道群聯PS5013-E13T主控的1TB SSD。快閃記憶體通道數量更多的STAR1200T-L主控在效能表現上優勢明顯。
基準測試3:SLC快取測試
空盤無檔案系統條件下使用IOMeter寫入不可壓縮資料,每秒記錄。寫入速度曲線呈現出一個比較特殊的走勢,應該和HMB快取中的FTL對映表資料交換有一定關係。憶芯S1200LXT0 1TB空盤狀態下能提供大約340GB的SLC寫入快取,屬於典型的全盤SLC策略。相比同樣使用全盤SLC快取的慧榮SM2263XT方案,憶芯STAR1200L並未出現SM2263XT那樣的釘板現象,邊釋放邊寫入的過程中速度較為平滑。
建立分割槽並格式化,利用IOMeter填充一半盤內空間。CrystalDiskMark半盤相比空盤成績基本不變:
半盤狀態下憶芯S1200LXT0 1TB的3DMark儲存基準測試分數為1722,處於主流級水平。
和空盤時的1751成績相比,半盤狀態下S1200LXT0在純讀取的遊戲載入和純寫入的移動遊戲專案中沒有出現效能衰減,有變化的主要是讀寫混雜的工況。總體來看半盤使用狀態下效能下降並不嚴重。
基準測試4:Procyon生產力效能測試
Procyon是UL推出的生產力測試工具套裝,提供了Office辦公測試、照片編輯測試、影片編輯測試和AI推理測試(僅適用於安卓裝置)四項測試內容,我們這次用到的是辦公室生產力測試和照片編輯測試,涵蓋內容創作者們經常用到的Microsoft Office辦公應用以及Adobe Phtoshop、Lightroom設計應用。
辦公生產力測試包括了微軟Office套件中的Word、Excel、PowerPoint、Outlook使用過程回放。憶芯S1200LXT0 1TB獲得6037分,高於群聯PS5013-E13T的5892分。
照片編輯測試由Photoshop圖片編輯(圖片編輯和圖層效果)和Lightroom批處理(圖片裁剪拉伸和修改,應用各種預設)兩項測試組成,憶芯S1200LXT0 1TB獲得7106分,高於群聯PS5013-E13T的6936分。
進階測試
進階測試1:節能和待機溫度測試
憶芯STAR1200L主控支援APST自動電源狀態轉換和ASPM鏈路節能。根據smartmontools識別的APST預設資訊,S1200LXT0支援一種活動電源狀態(PS0)動電源狀態(PS1、PS2),由於PS2狀態的退出延遲很高,作為系統盤使用通常是無法進入該狀態的。
ASPM節能需要在Windows電源管理中將PCI Express連結狀態電源管理設定為最大電源節省量(膝上型電腦在平衡電源計劃下即預設開啟)。
26室溫條件下,開啟節能後S1200LXT0的待機溫度從47度降低到33度,降幅幅度達到14度,效果明顯。
從CrystalDiskMark和PCMark 10完整系統盤基準測試來看,開啟節能對S1200LXT0的實際使用效能影響不大。
進階測試2:溫度壓力測試
這個測試在關閉全部節能特性的情況下進行,考察SSD在極端重負載使用時的溫控機制。為保證輸出持續穩定的壓力,測試使用IOMeter進行8GB範圍128KB QD32順序讀取。
透過HWiNFO64記錄到的溫度和速度曲線可以看到,第11秒的時候出現了一個小的速度下滑,前10秒讀取的範圍(大約30GB)可能恰好對應了主控內SRAM直接管理的FTL(大約30MB容量),從第10秒開始過渡到HMB主機記憶體緩衝,LUT存取延遲小幅增加引發速度變化。從第70秒開始方才出現過熱引起的限速。在834秒的測試過程中,SSD報告的最高溫度為70度。
進階測試3:PCMARK 10盤效能一致性測試(穩定態家用環境效能)
盤效能一致性測試是PCMark 10中一個僅針對專業使用者的極苛刻測試,相當於PCMark 8中的擴充套件儲存測試,只是不需要刪除分割槽進行。該測試會對固態硬碟產生大量寫入,最小23TB,最大可達到SSD容量的三倍,所以只有耐久度指標較高的高階固態硬碟才會進行這項測試。
憶芯STAR1200L方案採用了全盤SLC快取,這種模式的優勢在於中輕度家庭應用而非重負載寫入。不過STAR1200L具備8個快閃記憶體通道,在PCMark 10盤效能一致性測試中面對4通道主控的群聯PS5013-E13T依然有著非常顯著的重負載效能優勢。
在進入到恢復階段後STAR1200L的儲存頻寬突然下降,和穩定態的健壯形成鮮明對比,這時主控在積極進行垃圾回收,對使用效能產生了一定影響。到恢復過程第五階段時,效能再次回升。
總結:
憶芯STAR1200L方案凸顯了STAR1000T-L主控出色的重負載使用效能基因。相比常見的4通道解決方案,8通道設計的STAR1200L可以提供更高的讀寫頻寬,無DRAM快取設計搭配HMB主機記憶體緩衝功能,較好地兼顧了高效能與高性價比。
同群聯PS5013-E13T主控相比,快閃記憶體通道數量翻倍的憶芯STAR1200L具備明顯的讀寫效能優勢。和慧榮SM2263XT主控相比,二者都採用全盤SLC快取策略,但憶芯STAR1200L主控的CPU效能佔優,在惡劣工況下效能表現更好。