全球首发长江存储QLC颗粒!性价比拉满的海康存储A4000表现如何?

前言:

距离海康存储发布A4000已有一个多月了,虽然在发布后不久,我就入手了这块采用长江存储QLC颗粒的国产SSD,但是由于最近忙于防汛任务,一直还未进行详细测试。

全球首发长江存储QLC颗粒!性价比拉满的海康存储A4000表现如何?

目前flash id也已经可以识别出来,海康A4000上搭载的是长江存储最新一代的QLC颗粒:

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一直以来都有一些朋友都对QLC颗粒的SSD方案不太看好,更有甚者将QLC SSD视为大号U盘,就好像没有一点可取之处、完全不能用似的。

所谓耳听为虚,眼见为实,以如今的眼光来看,初代TLC颗粒无论从寿命还是性能表现都弱得过分,现在大家还不是高呼TLC真香?而长江存储的TLC颗粒已经能达到3000次PE的超高寿命,完全不逊色中早期的MLC颗粒,在性能方面更是极具优势。

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所以当国产QLC颗粒也开始逐渐进入市场,QLC SSD究竟会给我们带来什么样的性能体验?我们今天就对海康A4000进行详细评测,从而深入探寻这个问题。

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按照老习惯,本文又双叒叕是一篇6K字长文,详细记录了飘雷对这块SSD的详细测试过程。由于篇幅过长,所以在此整理出了大致的提纲目录,大家可以翻到感兴趣的段落详细阅读,懒人同学也可以一拉到底直接看总结归纳。

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剧透一下,海康A4000的测试结果真的很让人出乎意料,足以颠覆许多朋友关于QLC SSD的偏见。码字不易,飘雷在这儿真心求个关注点赞收藏三连,拜谢拜谢!

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⏹️产品解析

1️⃣容量与性能

海康A4000是一块支持NVMe 2.0协议的PCIe4.0 x4通道SSD,由于推出时间较晚,所以并无512G的版本,目前有1T和2T两个容量可以选择,尚未得知后续还会不会和C4000一样推出4T的版本。

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此次我入手的为2T版本,官方标称的顺序读取速度为7100MB/s,顺序写入速度为6350MB/s,单就顺序读写速度来看就是一块标准的PCIe4.0满速盘。另外可以看到标称的4K随机读写速度要比同容量的海康C4000低了一点,还是有些保守了。

不过普通用户的家用环境中几乎没有这种深队列随机读写的需求,我们只需要参考SLC缓存外的QD1单线程的4K随机读取速度即可,在后文会有详细阐述。

售价方面,京东自营目前的价格是495元,在某宝某多上还要更低一些。正常来讲QLC SSD相比TLC最大的优势应该就在于性价比了,虽然618过后国产2T SSD纷纷提价到550-600元,但是个人感觉A4000的价格应该还有下探的空间,估计再等一波大促就能看到海康A4000的神价格了。

2️⃣质保政策

这里把质保政策单拉出来,主要是真的值得好好说一下。

海康A4000的质保期为5年,几乎是各家消费级SSD大厂统一的标准,不过海康A4000的2T版本给到了1500 TBW,这就真的出乎我意料之外了。

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要知道致态、Solidigm、西数、三星等大厂给自家的旗舰型号提供的也不过就是2T/1200 TBW的样子,还不如这块海康A4000来得高。

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在海康A4000发布之前,业界与消费者普遍认为QLC颗粒的写入寿命存在天然劣势,例如2T容量的英睿达P3 Plus,只有440 TBW而已。

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海康既然敢在TBW上给这么大方,还是可以体现出厂商对这块SSD写入寿命的充足信心。这正是由于长江存储Xtacking3.0架构所带来的NAND优势,才让QLC第一次达到普通TLC的性能和寿命。

3️⃣主控与颗粒方案

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相比海康C4000,A4000在散热贴纸方面做了升级,从石墨烯导热贴纸更换成了均热效果更好的石墨烯铜箔散热贴。

从侧面观察就明显可以看到,石墨烯铜箔贴纸的厚度和硬度都大大增加,直接使得A4000比C4000还要凉快。不过与此同时,想要撕开贴纸看看主控和颗粒还真有点麻烦来着。

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用吹风机给SSD加热后,就能比较完整的把贴纸撕下来了,方便再贴回去的时候不至于影响散热性能。

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海康宣称A4000的主控芯片为定制的HKP10304A-F3C,其实这还是它们家自己的联芸MAP1602A主控,目前已经基本是国产HMB SSD的标配了。

经过这么多用户、这么长时间的市场验证,大家普遍反映联芸MAP1602A的性能真的很顶,并且发热也是真的小,特别适合在散热压力较大的设备内使用。

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NAND颗粒料号为YMC8G004Tb74CA1C1,单面4颗粒布局,确定这是长江存储的Xtacking3.0颗粒,单颗容量最高能达到1-2TB,估计后续卖的好的话出4T版本还是很有希望的。

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从之前网上在流传的NAND丝印命名规则上看,海康A4000的颗粒应该是宏茂封装的,根正苗红无疑。

为啥咧?大家看一下这家封装厂的股东信息就明白了……

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在目前长江存储原厂封装颗粒并未大规模流出的情况下,个人感觉买长存旗下厂子封装出来的颗粒,远远要比外边不知名厂子封装出来的颗粒放心多了。

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在CrystalDiskInfo中可以看到海康A4000是足容的2048G容量,支持最新的NVMe 2.0协议标准。由于二进制与十进制的转换关系,其在WIndows中的实际可用容量为1907G。

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简单了解完以上信息,下面我们就开始对海康A4000进行正式测试吧。

⏹️测试平台

  • CPU:intel i5-13600K
  • 主板:华硕ROG STRIX Z790-A GAMING WIFI吹雪 DDR5
  • 内存:雷克沙 DDR5-6400 16GB X2
  • SSD:Intel 傲腾900P 480G、爱国者P7000Z 2T
  • 显卡:Intel UHD730
  • 系统:Windows 11 Professional Edition

测试环境:室温26℃,风冷散热,开放式机箱,SSD测试时插在直通CPU的M.2槽位,CPU手动超频至5.1GHz。

PS:固态硬盘的读写性能与CPU性能息息相关,除了受CPU主频和单核性能影响以外,PCIe有效载荷Maximum Payload Size(MPS)也会对测试结果产生影响。

目前只有AMD平台才能支持512字节的MPS,512字节的MPS理论上可以提供7.5GB/s的数据传输率;Intel平台只支持256字节的MPS,理论读取速度就被限制到了7.15GB/s以内。

⏹️基础测试

目前我们常用的CrystalDiskMark、AS SSD Benchmark、TxBench等软件的基准测试结果都是在固态硬盘SLC缓存内的性能,不过顺序读写速度等参数依然能直接体现出SSD的极限性能。

在这个测试部分,我们首先将在空盘状态下使用常用的测试软件对海康A4000进行读写能性能测试。

同时,由于NAND SSD在占用容量提高后,会有一定幅度的性能下降,所以后续会将各SSD使用伪随机数据填充至95%容量后,继续测试各选手在接近满盘时的性能表现。

1️⃣CrystalDiskMark

作为最常用的硬盘测试软件之一,CrystalDiskMark能够非常直观的展示SSD在SLC缓内的读写性能表现,大部分SSD厂商的标称参数也正是由该软件测试而来的。

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空盘状态下,海康A4000的顺序读取速度为7114MB/s,顺序写入速度为6344MB/s,均超过了官方标称的性能参数,是目前PCIe4.0 SSD的满速水准。

同时,SLC缓内深队列随机读取性能达到了1058K IOPS,随机写入性能达到了749K IOPS,这也是目前HMB无缓方案PCIe4.0固态硬盘中的旗舰级水平。

而在Q1T1下,SLC缓内4K随机读取速度达到了95.75MB/s,这个性能就真的特别优秀了,已经超越了我测试过的三星990 Pro,与西数SN850X、Solidigm P44 Pro等旗舰盘处于同一水平。

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95%满盘状态下,海康A4000的顺序读取速度为7055MB/s,顺序写入速度为6162MB/s,与空盘状态相比并没有发生明显的性能下降,并且在如此高占用的情况下也没有SLC缓存失效的痕迹。

SLC缓内深队列随机读取性能略有下降,达到了1041K IOPS,随机写入性能也略降至723K IOPS,性能损失同样不大。

同时在Q1T1下,4K随机读取速度也保持在95.53MB/s,丝毫没有损失,非常非常6!

2️⃣AS SSD Benchmark

CrystalDiskMark默认显示的是多次跑分的最高成绩,AS SSD Benchmark与CrystalDiskMark使用的测试算法略有不同,以10进制测试并以2进制输出结果,且显示的是平均成绩。

所以正常情况下AS SSD Benchmark的测试结果无论如何都会比CrystalDiskMark低一些,不过由于AS SSD Benchmark有打分机制,对比相对直观,还是有点参考价值。

讲道理,AS SSD Benchmark还是有点老了,测试结果也和CrystalDiskMark类似,满盘时的性能反而比空盘更强了些。

这里大家简单看一眼就好,也没啥必要再赘述了。

空盘状态:

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满盘状态:

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3️⃣3.ATTO

ATTO在测试时,会将数据包按512B, 1KB, 2KB直到到64MB的不同大小进行分别读写测试,测试完成后的速度结果用柱状图的形式表达出来,可以很好地说明不同文件大小下对SSD速度的影响。

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可以看到随着数据块增大,海康A4000的读写速度保持着高度一致的稳定性,没啥毛病。

⏹️实际使用体验测试

1️⃣️PCMark10

SSD的使用体验很难用语言描述,毕竟有关流畅度的主观感受真的没有量化数据来得清晰。所以这里我们选择使用PCMARK10中的完整系统盘基准测试,来评估海康A4000作为系统盘时的表现。

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PCMark 10的完整系统盘基准测试包含23项测试场景,每个场景都会运行三次,通过对来自流行应用程序和常见任务的相关实际硬盘轨迹跟踪,可以全面而且反映现在最新存储设备的性能。

具体来说,测试项目包括Windows 10启动、应用程序/游戏启动、复制多个大文和许多小文件、Office和Adobe应用程序运作时的硬盘轨迹等。

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在这里,我们将海康A4000空盘与95%满盘状态下的测试成绩进行了对比。

  • 空盘状态下的测试得分为3856分,平均带宽为609.93MB/s,平均存取时间为43μs。
  • 95%满盘状态下的测试得分为22313分,平均带宽为356.11MB/s,平均存取时间为75μs。

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虽然以上的跑分还是基于SLC缓存内的参数,但是有一说一,可以看出来海康A4000对主控的调校真的用心了,满盘情况下的得分和使用TLC颗粒的国产SSD处于同一水平。

在接近满盘时,得分出现了一定的下降,这也是正常情况。毕竟HMB无缓方案的SSD虽然可以使用我们的一小部分电脑内存容量(Windows中最大64MB)来存储FTL闪存映射表,但是在极限工况下还是要比有缓盘稍弱了一筹。

2️⃣️3DMark

3DMark 存储基准测试是一项专用组件测试,用于衡量现代 PC 存储设备对游戏体验的影响,它支持所有最新的存储技术,更适合用来对SSD进行测试,对我等游戏佬有很强的参考价值。

在空盘状态下,海康A4000的得分为4350分,平均带宽740.22MB/s,依然是顶级PCIe4.0 SSD的水准,各游戏项目的具体测试结果如下图所示:

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95%满盘状态下,海康A4000的得分下降了一些,来到了3536分,同时平均带宽也降至608.45MB/s。同样是满盘的情况下,这个成绩要优于许多使用TLC颗粒的国产SSD,非常让人服气。

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3️⃣游戏载入时间

只看软件跑分给人的感受还是不够直观,我们干脆来进行游戏载入的实战测试吧。

现在较新的大型游戏一般都会对载入环节进行优化,更类似顺序读取的过程。从游戏角度而言,其实SATA SSD、NVMe SSD乃至使用3D Xpoint技术的傲腾都拉不开太大差距。

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最终幻想14的Benchmark的测试程序支持对5个游戏场景进行载入时间统计,这里我们分别对空盘和95%占用下两种情景测试,并且和Solidigm P44 Pro、西数SN850X、三星990 Pro这三款旗舰SSD的成绩进行横向对比。

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空盘状态下,海康A4000的游戏载入速度总体上和三大顶级旗舰SSD打的有来有回,总载入时长还略有优势,丝毫不虚。

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满盘状态依然如此,不仅总载入速度只比空盘慢了1秒,而且在各场景中的表现依然毫不逊色其他三款旗舰SSD。

可以看到,海康A4000虽然是QLC SSD,但是用作游戏盘时,和价格贵了一倍多的旗舰SSD也没啥差别,性价比这一块属实拉满了!

⏹️进阶测试

1️⃣全盘写入曲线+SLC缓存方案分析

为了解决TLC颗粒读写速度慢的劣势,几乎所有使用了TLC、QLC颗粒的消费级SSD都使用了模拟SLC缓存机制,在短时间的写入操作时能够极大地提高性能。

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在模拟SLC缓存空间中进行文件写入时,满速的PCIe4.0 SSD基本能够达到7000MB/s左右的超高速度,但是当SLC缓存耗尽时,则会需要将原本写入SLC缓存内的数据进行垃圾回收,以释放SLC缓存空间。

在这个垃圾回收的过程中,由于SSD既要打扫垃圾,也要同时进行新数据的写入,性能负载极大,所以会影响到后续的写入速度。

这个特性几乎是目前在产的所有消费级SSD都有的,所以不要相信有的博主所说的“有缓盘因为有缓存,所以全盘写入不掉速”之类的谎话,都是坑人的。

能说出这种话的人,明显连DRAM缓存和模拟SLC缓存都分不清楚。

为了深入探索SSD更深入、更全面的性能表现,这里我们对海康A4000进行RAW格式下的全盘顺序写入测试,以观察整体的写入性能和SLC缓存的方案。

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从上图中我们可以看得出来,海康A4000的整体写入曲线呈现两段式结构,SLC缓存中的写入速度维持在6000MB/s之间,这个缓内速度还是相当给力的。

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同时,可以确定的是海康A4000为了追求SLC缓存的最大化,使用了1:4模拟的全盘SLC缓存方案,空盘状态下的SLC缓存为469G。

因为好奇QLC SSD在SLC缓内的实际写入表现,我又在Win11中向海康A4000拷贝了几个大文件,结果倒是很让人惊奇:

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海康A4000的缓内写入速度几乎是我见过的PCIe4.0 SSD中最强的,最高速度直接突破了4GB/s,几乎跑满了Win11中的写入速度上限,甚至基本和Solidigm P44 Pro这种消费级最强TLC SSD处在同一水平:

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当然不得不承认,海康A4000在出缓后的垃圾回收阶段,QLC的写入速度就比较拉胯了,第二段的平均写入速度被卡在了130MB/s左右,基本和机械硬盘差不多了。

有一说一,QLC SSD有这个缓外写入速度我是有心理准备的,毕竟这是QLC颗粒的先天硬伤之一。

不过理性分析一下,对于普通用户来讲,爆发性写入有SLC缓存作为支撑,平时基本遇不到缓外写入的情况;QLC另一个寿命上的弱点也被长江存储的X-tacking架构给克服了,1500TBW比普通的TLC SSD还高。

只要QLC SSD的售价足够低,对于普通用户来讲还是性价比非常高的选项。

2️⃣SLC缓外4K随机读取性能

SSD的4K小文件随机读取性能是决定我们日常使用系统、打开程序是否流畅的关键。大家从机械硬盘升级到SSD时,明显能感觉到到开机速度和打开软件的速度更快,就是硬盘的随机读取速度大幅提高的缘故。

像CrystalDiskMark、AS SSD Benchmark或者TxBench等软件进行测试时,会先在SSD中生成一个测试用的文件,然后在该文件中进行读写测试。在读取测试过程中,这个刚刚生成的文件由于还处于SLC缓存中,4K随机读取性能会受到SLC缓存机制的加强。

这也是为何我们都说旗舰级有缓SSD因为有DRAM缓存、随机读写能力要比无缓盘更强,但是在CrystalDiskMark等软件中测不出差距的原因:

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有一说一,这些软件的随机读写测试结果参考意义不太大。

细细思索下就能想到,我们平时安装的系统、软件、游戏,只有在初次安装的时候才会写入到SLC缓存中。在经历一次电脑重启后,SLC缓存会重新由空闲的TLC空间进行模拟,操作系统、软件等都处于SLC缓存区域之外。

所以此时如果打开软件或者游戏,用到的是SLC缓存空间之外、TLC区域内的4K随机读取性能:

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换句话说,SLC缓存只是对我们刚刚写入SSD的文件有读取提速的作用,而对于使用频率最高的软件和游戏,还是要靠SLC缓外4K随机直读的性能来决定流畅程度。

鉴于此,我们对海康A4000的缓外4K随机直读性能进行了测试,并和国产SSD的中流砥柱致态TiPlus7100 2T进行对比:

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可以看到,即使像致态TiPlus7100这样的旗舰级HMB TLC SSD,其缓外4K随机直读速度也只有32MB/s左右,海康A4000虽然是QLC SSD,但是真实的随机性能其实差距也不大,这点差距在我们使用时根本察觉不出来。

由于NAND闪存的先天原理限制,SLC缓外4K随读性能很难提高,目前消费级最强的Solidigm P44 Pro也不过只有67MB/s左右,并没有质的区别。

这也是为何有很多朋友反映,从SATA SSD升级成三星990 Pro等旗舰PCIe4.0 SSD后,开机速度、系统流畅程度等方面并没有明显提升的主要原因。

⏹️总结

关于QLC SSD

本来我对QLC SSD也抱有部分偏见,但是当测试完海康存储A4000后,个人感觉这块国产QLC SSD的表现真的颠覆了我的认知,SLC缓内性能极强,最影响流畅度的缓外随机读写性能也相当不错,甚至在某些测试项目上还对TLC SSD实现了反超!唯一的短板也只是缓外顺序读写速度而已,其他方面都挑不出什么毛病。

其实QLC缓外速度慢这个问题也不用太放在心上,考虑到绝大部分用户不会有频繁大容量的数据写入操作,加上目前SSD的容量越来越大,与之对应的SLC缓存空间容量也非常充裕,足以应付爆发式的数据写入任务,日常使用很难遇到写入出缓的场景。

真有重度负载需求的话,直接去买企业级SSD或者傲腾即可,也没必要跟QLC颗粒干耗了。

在寿命方面,海康A4000也沿袭了长存颗粒一贯的高寿传统,即使是QLC颗粒也极为耐写,2T版本达到了1500TBW,普通用户在质保期内几乎不可能写满TBW限制。

到这里我们可以高呼一句,国产QLC SSD真的不弱!

另外期待国产QLC SSD的价格能够有进一步下探,届时如果能有明显的价格优势,那就真的可以打开局面,也能利好更多的消费者。

以上就是本期的全部内容了,如果本文对您有所帮助的话,欢迎来个关注点赞收藏三连,有问题的话也可以在评论区畅所欲言,您的支持就是我持续更新的最大动力!

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