QLC技术:“浪潮”或是“海啸”?英特尔670p固态硬盘

伴随着“硬盘技术的进步”,QLC颗粒也越来越成为入门市场中的主流。如今的中低端市场上,QLC产品的数量前所未有。

所谓“QLC”,指的是一个存储单元中的信息数量。对比此前的“TLC”乃至“MLC”颗粒,QLC的每个单元存储有更多信息,对应的电压状态也更复杂

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除此以外,它所搭载的慧荣SM2265G主控 也绝非等闲之辈。从那层闪闪发亮的铁壳之上,就能略窥一二。

SM2265G是一个特殊的型号,系慧荣为INTEL所特别定制的版本。它基于慧荣的第一代PCI-E4.0主控 SM2267打造,但针对PHY(物理层)做了修改。去除了当时尚不成熟、热量很大的PCI-E4.0协议,降速至PCI-E3.0 X4的水准,设法在“功耗”与“性能”间取得平衡。

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大费周章地定制主控、为节约成本的QLC颗粒配上DRAM缓存。这些做法看似与QLC的“低端”定位背道而驰,但在英特尔眼中有其合理性。根源便在于,英特尔并未将QLC产品线 视作“低端”来打造。

作为行业内的技术先驱,英特尔是世界首个量产QLC硬盘的厂商,但是,它也为此付出了相应的代价。受限于良品率等重重因素,英特尔第二代QLC颗粒的成本 甚至比同代的TLC产品还要高!

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箭在弦上 不得不发,作为第一家“吃螃蟹的厂商”,英特尔执着地将QLC产品线坚持了下来。待到670p上市时,技术已迭代至第四代、144层的水准。写入寿命、性能表现已有了翻天覆地的变化。

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既然如此,这款产品的性能表现如何?

性能测试

CrystrialDiskMark读写测试 相信已是老生常谈了。在测试中,670p达到了3000MB/s的顺序读写速率,对于一款PCI-E3.0 X4的QLC产品来说,这样的表现并不算差。

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而在SLC缓存策略方面,670p也值得一提。它并没有选择常见的“全盘模拟”策略,而是采用了固定缓存+动态分配的方法。

670p 512GB、1TB、2TB三款型号的固定缓存 分别是6/12/24GB,动态缓存则至高可达64/128/256GB。它们共同保证了硬盘的缓存区内表现。

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然而,随着SLC Cache的耗尽,QLC颗粒的短板还是一览无遗——动辄低于100MB/S的缓外写入速度,与机械硬盘的对比将是常态。纵使用上再多的技术手段,也难以挽回先天性的原理不足。

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除了“缓外写入速度”外,同样值得一提的还有“缓外随机读取性能”。SLC Cache生效的前提,是缓存区内已写入对应数据。但在日常使用中,并不是所有应用都会遵循“先写入,再读取”的理想策略。

尽管硬盘自身的SLC缓存尚有余量,许多软件也仍会从缓存区外 读取碎片化的数据。此时,硬盘的“缓外随机性能”正与日常使用体验息息相关。

作为一块QLC硬盘,这是670p最为突出的地方。

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它取得了32MB/s的缓外4K读取成绩。这一数据远远超越了所有DRAM-less结构的QLC同僚,甚至将TLC颗粒的西数SN770、SN730(SN750)斩于马下!

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得益于DRAM缓存与SLC Cache策略的加持,670p的部分数据确实比其它QLC产品更加突出。其中一些关键性能,甚至能令不少TLC产品汗颜。

670p的性能宛如一次“海底地震”,刷新了世人对QLC的认知,也掀起了延续至今的QLC浪潮。但是,除了性能表现以外,“数据可靠性”同样是用户们所关心的话题。在这一方面,英特尔的表现如何呢?

数据可靠性测试

英特尔曾不止一次地强调,其QLC颗粒“有着与TLC一样的品质与可靠性”。仿佛为了证明这一点,英特尔甚至将QLC技术用在了极为重视耐久的企业级市场。

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英特尔解释称,自己的QLC颗粒使用浮动栅极结构,拥有更好的电子保持能力。而如今量产的其它TLC颗粒,是工艺更为简便的“电荷俘获”结构。

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因此,针对大家所担心的“数据保持能力”,我也对其进行了测试。一块经过重度擦写的QS“质量验证”670p样品,工作在PCIE 3.0X2通道下。在测试开始时,它的健康度已下降至60% 。

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然而,经过全盘写入与8个月的静置后,这块硬盘的数据效验仍然能够通过。全盘读取的速度也没有丝毫波动,保持在1GB/s的最大限制下。

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作为对比,一块放在硬盘盒上使用、主要存储较大文件的TLC硬盘 反而出现了严重的“冷数据”情况。它的速率波动极大,并多次下降至300MB/s以下。

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可以认为,在英特尔的144层QLC颗粒上,确实无需过多担心“冷数据”问题。既然如此,它的能耗表现如何呢?

能耗测试

让我们看看硬盘贴纸上的功耗——只有3.3V 0.9A,约合2.97W?!

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是的,你没有看错,英特尔670p的标称电流非常低。在英特尔的宣传资料中,更是出现了“活跃功耗仅80mW”这般惊人的能耗数字。

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它的实际功耗,是否也与宣传物料一样震撼呢?看看它在40Gbps硬盘盒上的表现吧——值得注意的是,数据中涵盖了硬盘与桥接芯片的功耗。但是基于硬盘间的横向对比,我们仍能得知其能耗水准。

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什么情况?INTEL 670p的能耗读数令我大跌眼镜——它的高队列读取功耗达到了7W,比英特尔官方的标称电流还要高得多!

作为对比,我找来了一块海力士BC711硬盘,它的标称电流为3.3V 2.5A(8.25W),但高队列读取功耗仅在5.4W上下——不仅如此,它还是一款集成了DRAM缓存的TLC产品!

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“数据可靠性”的背后,是更复杂的纠错算法。虽然保证了QLC的性能与耐久表现,恐怕也为主控带来了更大的压力。居高不下的能耗读数,将传言中的“高能耗比”击得粉碎。670p的测试成绩,与英特尔的标称相差甚远。

后记

英特尔那执着的产品策略,确实成就了670p的性能高光。然而,它的降级主控显然难逃“能耗比魔咒”,670p的功耗表现差得惊人。动辄7W的读取功耗 不仅与官方标称数据相差甚远,更是将TLC旗舰产品甩在身后。

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作为INTEL的最后一代硬盘产品,670p并没能如品牌所期望地那样,成为一个“崭新时代”的开端。恰恰相反,670p最终一败涂地、黯然退场,为英特尔的时代画上了句号。

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昔日的巨人就此终结,但仍无法阻止厂商们前赴后继地探索。QLC的“潘多拉魔盒”已被开启,汹涌而至的它,总有一天会席卷市场。

对消费者们来说,除了价格略低以外,QLC硬盘几乎没有优势。但对厂商们而言,“价格”就是最大的优势。

与其说是“时代的浪潮”,倒不如形容为打着变革旗号的海啸。总有那么一瞬间会令你疑惑:行业是否在“倒退式发展”?然而作为当代PC中那块最长的木板,不少用户对硬盘性能的感知确实不强。

比起那追求极致带来的高昂成本,更大的容量与更低的价格 或许才是消费市场所追求的。不愿接受这一切的我们,又是否做好了直面那名为“QLC”的技术海啸的准备?

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