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长江存储致态TiPlus7100 4TB满盘读写测试:性能几乎没有下降
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一、前言:看看满盘状态下致态 TiPlus7100 4TB 性能会如何!

现在还有很多同学对于长江存储品牌的存储产品不太信任,在选择 SSD 时会优先考虑三星、西数这样的品牌。

有鉴于此,我们此次会将手上的长江存储致态 TiPlus7100 4TB SSD 进行更严苛测试,将 SSD 填入 80% 的数据,也就是在近乎满盘的状态下,看看其读写体验会不会大幅度下降!

致态 TiPlus7100 4TB 采用了长江存储自家的晶栈 Xtacking 3.0 架构 NAND 闪存颗粒,I/O 速度高达 2400MT/s,相比市面上同类产品速度提升 50% 以上。

只需要搭配一个简单的 4 通道主控,就能达到 7000MB/s 的读取速度。倘若是搭配 8 通道主控的话,那么就能轻松实现 14000MB/s 的读写速度,这也是当今 PCIe 5.0 SSD 的性能极限!

很多同学不明白为什么 SSD 和手机为什么会越用越慢,这里简单说一下。

某同学 120G 的固态硬盘(实际可用容量 112GB),可用空间被他用的只剩下不到 5GB,C 盘 D 盘都是红彤彤的。这种做法对硬盘的危害极大,不仅是寿命,就连速度也会大打折扣。

我们知道闪存颗粒有 P/E 擦写次数限制,因此目前的 SSD 都有带有均衡擦写技术,拷贝到 SSD 的数据不会像机械硬盘那样连续放在一起。当一块区块当前写入数据之后,马上删除掉,下次再写入时,主控会将数据存放在其他区域, 以保持每个区块的写入次数处于一个均衡的水准,不会让一个区块反复被擦写提前报废掉。

从前面我们知道,日常使用时,每天会向 SSD 写入 10~50GB 的临时文件数据。如果整个 SSD 只剩下 5GB 的可用空间,而每天至少要写入 10GB 数据,TLC 闪存 300 次的可擦写寿命很快就会被消耗殆尽,所以固态硬盘一定至少要保留 20% 的可用空间。

上面说了对固态硬盘寿命的影响,下面再来说说可用空间不足对速度的影响。

以上是 SSD 容量被使用 50~100% 时,读写速度的变化情况。当可用空间还剩 50% 的时候,? 速度比可用空间用完时要快 10 倍左右。为什么同样一块固态硬盘装满数据程度不同,性能会有如此大的差距?

闪存颗粒中数据删除不是以单个的字节为单位而是以固定的区块为单位,区块大大小为 256K~20MB 之间。由于闪存区块数据不可直接覆写,因此所有的 SSD 都存在一个写入放大率的问题。

当 4KB 数据要写入闪存区块时,如果整个区块正好是空的,那么 4K 数据就直接写入,写入放大率就是 1。

当 4KB 数据要写入闪存区块时,如果 64KB 的区块已经存放了 48K 的数据,那么不好意思,需要将原有的 48K 数据先复制到内存,然后主控将闪存区块的数据全部擦除,最后才会将要写入的 4K 数据与原有的 48K 数据一起写入闪存。实际上一共写入了 52KB 的数据,此时的写入放大率就是 52/4=13。

SSD 的可用空间越多,出现这种情况的几率越低。当 SSD 可用空间所剩无几的时候,写入放大率会随之变大,SSD 的读写速度则会急剧降低。

其实 SSD 厂商也有考虑到上面的情况,通常会给 SSD 预留一些额外冗余空间。比如 240GB 的 SSD 一般会有 16GB 冗余空间,480GB SSD 一般有 32GB 冗余空间,但这点空间能起到的作用很有限。

P.s. 有些手机会将 SSD 的冗余空间释放出来,以便让用户有更大时的储存空间。这种做法其实不太可取。

在可用存储空间比较充裕的时候,也许影响不大。可一点手机存储空间用尽,若没有足够容量的冗余空间,闪存的写入放大率会非常非常恐怖,进而严重影响受用寿命,同时手机读写也会变得异常缓慢。

二、性能测试:4K 随机读取 100MB/s

1、CrystalDiskMark

在 CrystalDiskMark 测试中,TiPlus7100 4TB 的顺序读取速度达到了 7142MB/s,写入速度也有 6499MB/s;4K 随机读取 92MB/s,4K 随机写入 394MB/s。

在进行 64GB 测试时,读写速度依然能达到 7037MB/s 和 5898MB/s,4K 随机性能有一定幅度的降低,这对于无 DRAM 缓存的 SSD 而言是正常现象。

2、AS SSD Benchmark

AS SSD Benchmark 已有多年未更新,不太适合用来测试高性能的 PCIe 4.0 SSD,这个成绩仅供参考。

不过我们可以看到 4K 随机读取速度高达 100MB/s,这意味着 TiPlus7100 4TB 拥有非常优秀的游戏加载性能。

3、ATTO Disk Benchmark

ATTO Disk Benchmarks 结果来看,对于 0.5KB 的小文件读写,TiPlus7100 4TB 能达到 99MB/s 的写入速度和 60MB 的读取速度。

32K 的时候,写入达到了 3.41GB/s,读取速度为 4.22GB/s。从 256KB 开始,写入速度稳定在 5.6GB/s 左右,读取速度则能达到 6.5GB/s 以上。

4、3DMark 存储基准测试

3DMark 存储基准测试之后中,空盘状态下的 TiPlus7100 4TB 得分 4279,带宽 733MB/s,平均存取时间 42 微秒。

5、PCMark 快速系统盘基准测试

空盘状态下,TiPlus7100 4TB 得分 3375,带宽 413MB/s,平均存取时间 38 微秒。

三、填入 80% 数据后测试:可达到空盘时 96.9% 的性能

我们可以看到,SSD 的全部容量是 3815GB,已用掉 3052GB,已用空间为 80%,剩余空间 20%。

在 CrystalDiskMark 测试中,TiPlus7100 4TB 的顺序读取速度达到了 7121MB/s,写入速度也有 6456MB/s;4K 随机读取 92MB/s,4K 随机写入 369MB/s。

1GB 测试时,最高顺序读取速度读 6078MB/s,最高写入 5428MB/s。

ATTO Disk Benchmarks 测试中,32K 的时候,写入达到了 4.44GB/s,读取速度为 4.37GB/s。从 256KB 开始,写入速度稳定在 5.6GB/s 左右,读取速度则能达到 6.5GB/s 以上。

4、3DMark

总得分是 4143,平均带宽 704MB/s,平均存取时间 43 微秒。

5、PCMark

总计 3815GB 容量,剩余可用空间 756GB,实测得分 3189,带宽 387MB/s,平均存取时间 40 微秒。

测试数据汇总如下:

在 SSD 已经写入 3052GB 数据,剩余空间是有 20% 的满盘状态下,致态 Tiplus 7100 4TB SSD 在绝大多数测试中开发挥出空盘状态下 98% 左右的性能,平均下来也有 96.9%。

四、裸盘温度与全盘拷贝测试:最高温度 48 度 缓外写入速度 800MB/s 左右

1、温度测试

我们刷新了最新版本的 ZTA22004 BIOS,温度测试时完全不装载任何散热片,就用裸条来进行测试。

在待机状态下,Tiplus 7100 4TB 温度在 44 度左右。在高负载读写状态下,最高温度也只有 49 度。

这个温度是目前位置我们测试过的高端 PCIe 4.0 SSD 中的最低温度,很多 PCIe 3.0 SSD 就算加装散热片,高负载下的温度都超过了 50 度。

2、全盘拷贝测试

由于 AIDA64 Disk Benchmark Linear Write 测试只能在空盘状态下进行,这里我们使用磁盘对拷的方式来进行全盘测试。

致态 TiPlus7100 4TB 二进制真实容量为 3.72TB,已用掉 2.98TB 空间,剩余容量为 763GB,我们一次性写入 738GB 的文件,写完后仅剩下 25GB 的空间,不到全盘容量的 0.7%。

刚开始写入时,速度保持在 3.1GB/s 左右。

写入约 200GB 之后速度会掉到 900MB/s 上下浮动。

在写入的最后阶段,此时 SSD 的可用空间不到 40GB,但是写入速度依然高达 680MB/s。

完成拷贝后,致态 TiPlus7100 4TB 的可用空间会剩下 25GB,不到总容量的 0.7%。

五、总结:可靠性极强的固态硬盘

本次测试小结如下:

1、磁盘性能

在 Intel 平台下,TiPlus7100 4TB 实测可以阿道 7142MB/s 顺序读取速度和超过 6499MB/s 的顺序写入速度,而 AS SSD Benchmark 的 4K 随机读取速度更是高达 100MB/s。

以上是都已达到了旗舰级 PCIe 4.0 SSD 的水准。

另外,不同的平台测试数据会略有差异。如果换成 AMD 平台,致态 TiPlus7100 4TB 的顺序读取速度是可以超过 7300MB/s 的,但随机性能会不如 Intel 平台。

2、满盘性能

受制于 SSD 的储存机制,当磁盘剩余可用空间越小,读写性能就越弱!

不过对于 TiPlus7100 4TB 而言,这一点不用担心。

这块 SSD 全部容量为 3815GB(二进制容量),我们写入了 60 万个文件共 3052GB 数据,然后在此状态下进行了全面的测试。

实测长江存储致态 Tiplus 7100 4TB SSD 在绝大多数测试中开发挥出空盘状态下 98% 左右的性能,平均下来也有 96.9%,不用过于担心 SSD 会因为可用空间不足而出现性能大幅下降的情况。

当然,我们也不建议大家将 SSD 全部写满,因为当磁盘严重不足时,数据的写入放大率会呈几何级放大,严重影响使用寿命。

3、温度

不得不佩服长江存储的温控能力,在新固件加持下,致态 Tiplus 能在没有散热覆盖的情况下将长时间高负载读写的温度控制在 48 右,这样的温度表现实在是难以找出第二家了。

如果你想给笔记本后者迷你主机扩展硬盘容量,或者是 DIY 移动硬盘,那么长江存储致态 Tiplus 系列 SSD 是非常合适的,全部不用担心发热问题。

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