2024年还在拒绝QLC SSD?五款固态硬盘评测改变刻板印象

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划重点

012024年QLC SSD市场逐渐崛起,性能表现优于TLC SSD,但读写性能、P/E寿命仍有下降。

02五款参与测试的固态硬盘包括Solidigm P41 Plus、三星BM9C1、金士顿OM8PGP4、长江存储PC41Q和英睿达P3 PLUS。

03其中,长江存储PC41Q采用第四代三维闪存芯片,性能表现优秀,领先其他QLC SSD。

04然而,金士顿OM8PGP4在AIAD 64全盘写入测试中表现令人失望,耗时长达150分钟。

05选择QLC SSD时,需关注高性能且发热小的产品,迎接PCIe 5.0 SSD时代和QLC SSD普及。

以上内容由腾讯混元大模型生成,仅供参考

QLC,即Quad-Level Cell,四层式存储单元。相比当前主流SSD所用的TLC,QLC密度能提升1/3,进一步降低存储成本,但是读写性能、P/E寿命会有所下降,所以自QLC SSD诞生以来,一直未能撼动TLC SSD地位。不过在近两年, TLC SSD容量增长速度放缓,QLC SSD随着存储密度提升、技术优化,速度有了明显的提升,市场上出现了越来越QLC SSD,尤其是OEM市场当中。在2024年大家还要对QLC SSD谈虎色变么,主流QLC SSD性能表现如何,能否满足用户需求,我们一起通过Solidigm P41 Plus、三星BM9C1、金士顿OM8PGP4、长江存储PC41Q以及英睿达P3 PLUS五款固态硬盘一看究竟。

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产品介绍

此次参与测试的SSD多达五款,部分是OEM产品,难免消费者会感到不熟悉,所以我们按照它们诞生年份逐一介绍一下。

Solidigm P41 Plus是一款2022年推出的QLC SSD,也是Solidigm首款消费级SSD,它基于PCIe Gen4x4接口,有M.2 2230与2280两种尺寸,搭载了144层堆叠的QLC NAND,有512GB、1TB、2TB三个容量,顺序读写最高分别4125 MB/s、3325 MB/s,4K随机读写最高分别390K IOPS、540K IOPS(2TB版)。按照Solidigm说法,这款SSD采用了Solidigm Synergy技术,优化了QD1低队列深度随机读取性能、混合读写性能,并会不断通过软件优化,提升用户体验。

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三星BM9C1是在2023年 “内存技术日”(Memory Tech Day)上发布的一款QLC SSD,不过三星当时没有公布包含速度、规格、耐久度等参数,直到产品上市才知道其粗略规格。它同样基于PCIe Gen4x4接口,有512GB、1TB、2TB三种容量在售,使用M.2230规格,速度最快的2TB顺序读取速度为5000 MB/s,顺序写入速度为4000 MB/s,随机读取为710K IOPS,随机写入为740K IOPS,耐久度没有标明。

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长江存储PC41Q是今年新推出QLC SSD,它采用了长江存储第四代三维闪存芯片,基于PCIe Gen4x4接口,有M.2 2242和2280两种尺寸可选,目前有512GB、1TB、2TB三种容量可选,使用了主机缓存方案(HMB)及混合缓存策略(Hybrid Cache Strategy),其中1TB、2TB版本顺序读取速度为5700 MB/s、写入速度为5500 MB/s,4K随机读取速度为800K IOPS、写入速度为900K IOPS,在闲置模式下功耗低至2.5mW(PS4模式),工作功耗不超过4W。

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金士顿OM8PGP4(OM8PGP41024N-A0)是一款针对OEM市场的SSD,它因今年某款游戏本降级事件而“扬名”。目前金士顿没有公布OM8PGP4官方数据——读取速度、耐用度通通没有,有人怀疑它是金士顿NV2更换主控版本——主控降级为群联E21,QLC颗粒保持不变。

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英睿达P3 PLUS是一款2022年推出的QLC SSD,共有500GB、1TB、2TB、4TB四个版本,当中顺序读写速度最快的是2TB版本,读取为5000 MB/s、写入为4200 MB/s。不过在SSD到手时,我们发现它长得与以前不一样了,查阅相关资料后,确认P3 PLUS改用了层数更多的TLC闪存颗粒,标称性能又保持不变。既然买都买了,不妨把它作为一个参考标准,来看看QLC SSD的性能强弱。

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由于部分SSD是OEM盘,又有产品悄悄更换了闪存颗粒,因此数据可能出现误差,敬请原谅。但从外观上看,为了更好适配台式机、笔记本电脑,上述五款SSD无不使用单面PCB设计,接口为PCIe Gen4x4,其中四款产品使用的是其原厂闪存颗粒,唯一例外是金士顿。不过按照TrendForce集邦咨询不久前公布的统计数据,在2023年自有品牌渠道通路市场中,金士顿占有率达到34%,位列第一,可以说此次参与测试的QLC SSD一定程度能代表当下QLC SSD市场。

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性能测试

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了解完五款SSD,现在正式进入测试环节,所有参与测试的SSD均采用1TB版本,由于部分产品没有零售版,会使用拆机版本,但写入数据都在10TB以内,测试平台是Intel Core  i9-13900K处理器、ROG MAXIMUS Z790 HERO主板以及NVIDIA Geforce RTX 4090 D显卡,在测试过程中,若没有特别说明,均采用风冷散热。下面是五款SSD的1TB版主要参数对比:

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从官方数据上看,读写速度最快的是长江存储PC41Q,而不是采用TLC颗粒的英睿达P3 PLUS,耐用度最高的是Solidigm P41 Plus,也不是英睿达P3 PLUS,这就非常让人意外了。容量方面,英睿达P3 PLUS在Windows下仅有931.5 GB,比其它四款产品足足少了超过20 GB(其它四款同为953.9 GB)。从参数上看,QLC SSD不一定比TLC SSD差,但实际表现如何呢,还是得看测试,下文为了简化行文,直接用品牌名代替品牌型号。

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第一项测试是Crystal Disk Mark顺序读写测试,长江存储、三星表现基本与官方数据差不多,Solidigm P41 Plus的顺序写入速度比官方数据低了近400 MB/s,英睿达顺序写入速度比官方数据高出1100 MB/s,很可能是SSD更换TLC颗粒后,官方数据没有一同更新。在五款SSD中,顺序读写速度最快的是长江存储,其次是英睿达、三星。

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在4K随机读写性能方面,读取最快的是长江存储,写入最快的是英睿达,而且英睿达读取速度位列第二(实测速度远高于官方值),充分体验了TLC颗粒的优势。

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长江存储Crystal Disk Mark性能表现

第二项测试是AIAD 64全盘读取、写入测试,金士顿在读取测试中展示了惊人的性能,耗时只要23分10秒(反复测试下,成绩都在23分钟左右波动),比其它四款SSD足足快了10分钟,剩余4款SSD大多在34分钟左右,没有拉开特别大的差距。

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但到了写入测试中,金士顿表现同样惊人,耗时长达150分8秒,比倒数第二的三星还要多出20分钟,几乎是第一名英睿达的三倍(51分57秒),长江存储是QLC SSD中唯一耗时低于100分钟,为88分38秒。

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金士顿AIAD 64全盘读写性能表现

根据写入速度曲线,可以推测出五款SSD的SLC缓存占比,Solidigm、三星、长江存储、金士顿以及英睿达分别是13%、26%、14%、19%以及25%,三星SLC缓存占比是最高的,达到了Solidigm的两倍。

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英睿达全盘写入测试,耗时是五款SSD中最短的,但波动大

接下来是PCMARK与3DMARK两款测试软件,在PCMARK中表现最好的是长江存储,第二是英睿达,而到了3DMARK当中,表现最好的是英睿达,第二是长江存储,二者在两款测试软件中互换了位置。而三星在两款测试软件,所有测试、得分均在末位,与前面测试反差较大。

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接下来是AJA System Test,它能够模拟存储器读写不同分辨率、编码视频的性能,测试设定为:4K分辨率,64GB文件大小,10bit YUV编码。在这项测试中,第一、第二分别是长江存储、英睿达,三星位列第三名,Solidigm、金士顿表现互有胜负,后两名SSD与前两名SSD性能差距很大。

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接下来是Photoshop 2022中加载24GB大小的NASA星空图,照片存储在测试硬盘中,计算导入照片到显示照片所需时间,完成渲染照片时间不计算在内。这项测试依旧是长江存储、英睿达占据了头一二名,接下来是Solidigm、三星、金士顿,其中金士顿耗时达到了36.3秒,被其它SSD远远抛下。

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最后一项性能测试是测量加载《Farcry6》 Benchmark耗时,分辨率为4K、设置成最高画质。在这项测试中,Solidigm出人意外地拔得头筹,耗时10.2秒,英睿达却是最慢,达到了15.1秒。

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在完成所有性能测试后,我们还测试了SSD发热,测试时停止了主动散热,SSD上也没有覆盖散热片,使用FLIR ONE测量SSD表面温度,并进行两组测试。第一组测试是进入系统后,测试整机待机5分钟后SSD的表面温度,第二组测试是5分钟待机结束后,运行AIAD 64,开启全盘顺序写入测试,测量运行测试10分钟后,SSD的表面温度。

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在四款QLC SSD当中,温度测试最让人感到意外是长江存储PC41Q与三星BM9C1,前者主控芯片可能是使用了特殊封装,迫使芯片产生的热量从PCB散发出去,主控表面在所有测试环节中都能保持低温。

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长江存储运行测试10分钟后表面温度

三星BM9C1让人意外的点是高温以及性能下跌,无论是在待机还是AIAD 64写入测试下,其主控温度都是最高的,可能因为温度过高,出现了在SLC缓存尚未耗尽时,写入速度出现了过山车式下滑。

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三星待机5分钟后表面温度

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三星运行测试10分钟后表面温度

为了验证三星BM9C1过热到底对日常使用有多大影响,在SSD闲置一段时间,释放缓存以及降低温度后,我们把Far cry 6游戏文件复制到SSD当中(游戏文件约94GB,远低于SLC缓存大小),紧接着进行AJA测试,结果读取速度暴跌至847 MB/s、40 FPS,写入速度也跌至561 MB/s、26 FPS(风冷下,读取速度为4068 MB/s、192 FPS,写入速度为3651 MB/s、172 FPS),相当惨烈。

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写入94GB数据后,三星在AJA中的性能表现

顺便一提的是,Solidigm P41 Plus配套了官方优化软件 Solidigm Storage Tool,支持性能助推器和主机托管缓存两个提升性能的功能。按照官方说法,性能助推器可以去除SSD中被占用的缓存,提升性能,而主机托管缓存一项优化SLC缓存功能,它能记住用户常用的文件和程序,智能存储在缓存,提升效率。我们也测量了开启上述两个功能后,Crystal Disk Mark、AIAD 64的性能表现,结果比未开启时略微下跌(但在测量误差之内),所以其测试数据是在未开启两个功能下测量的。

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默认下Solidigm性能表现

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开启性能助推器和主机托管缓存后的Solidigm性能表现

结语

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通过Solidigm P41 Plus、三星BM9C1、金士顿OM8PGP4、长江存储PC41Q以及英睿达P3 PLUS五款SSD测试,我们发现TLC SSD不一定比QLC SSD强,基于QLC的长江存储PC41Q与基于TLC的英睿达P3 PLUS包揽了大部分测试第一、第二名,长江存储PC41Q领先项还要多一些。PC41Q采用的是长江存储第四代三维闪存芯片,芯片内部使用了晶栈Xtacking架构,SSD出色的性能表现证明了晶栈Xtacking架构能有效提升QLC SSD性能,高性价比QLC SSD正加速向我们走来。

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其次,QLC SSD之间性能差距可以很大,除了Solidigm P41 Plus是在2022年发布,三星BM9C1、金士顿OM8PGP4、长江存储PC41Q三款QLC SSD都是近一两年推出的固态硬盘,可金士顿OM8PGP4在AIAD 64全盘写入测试中,耗时长达150分钟,超过2小时,表现让人失望。而且SLC缓存越大,不等于性能越好,三星BM9C1是四款QLC SSD中SLC缓存最大的,但它在大部分测试项目位列倒数第一或是第二,还是唯一一款会因为过热,导致性能暴跌的SSD。所以QLC SSD不是不能买,而是要认准高性能且发热小的QLC SSD。

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在进入了NVMe时代后,SSD尺寸进一步缩小,但不同SSD之间的性能差距变得更大了,一块SSD性能强弱受到闪存芯片、主控、算法三个因素综合影响。采用QLC颗粒不等于性能孱弱,而为了进一步提升存储密码,QLC已是必然选择,大家既要准备迎接PCIe 5.0 SSD时代来临,也要迎接QLC SSD普及,正如TLC SSD普及一样。

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