连续两代都叫作X25-M之后,Intel的第三代固态硬盘终于改了个名字,直接使用简单的三位数字——320系列。
其实在此之前,Intel已经低调推出了类似命名的510系列,接口升级为SATA 6Gbps,但闪存芯片依然是34nm,关键是主控芯片并非Intel自家的,而是借用了Marvell的方案。相比之下,320系列才是延续了Intel纯正血统的第三代产品,无论控制器还是闪存芯片都是自产自销。
● 价格、性能和可靠性
Intel 320系列固态硬盘开发代号Postville Refresh,按照原计划半年前就应该发布,但因为新工艺闪存等各方面的因素推迟至今。它在接口上仍然使用了SATA 3Gbps,但闪存芯片升级到25nm工艺,容量上也因此增加了300GB、600GB版本,价格上比之34nm工艺的X25-M系列、510系列都更实惠,但在OCZ Vertex 2面前还欠缺一些竞争力。很显然,Intel希望能够继续维持65%的利润率。
性能方面,320系列虽然接口没有使用更高速的SATA 6Gbps,但持续和随机读写速度相比上代X25-M都有明显进步,特别是以往的弱项写入性能明显强大了很多,随机读取也已经接近SATA 3Gbps接口的极限。
针对25nm工艺NAND闪存的寿命问题,Intel也在可靠性方面做了大量改进,比如通过冗余存储空间保障用户数据、支持128位AES全盘加密,并提供了掉电数据保护功能,可在系统突然断电时利用电容电量立即保存缓存中的数据,然后再停止工作。
按照Intel给出的数据,上一代34nm X25-M G2 2010年总出货量超过100万块,年返修率(ARR)低于0.7%,年故障率(AFR)大约为0.4%,都在可控范围内。Intel声称,X25-M的失败模式已经得到认可,并在改进后融入新的320系列,使之可靠性更进一步。
● 控制器和缓存
320、310、X25-M都使用了Intel自己开发的主控制器芯片(510使用的Marvell),不过320在这方面并没有真正进化。
X25-M G2控制器
X25-M G1控制器
从编号上就可以看出,320、X25-M G2的控制器本就是同一颗,和第一代相比也只有一个之母之差,那么320系列的全盘加密、容量冗余等新特性是哪儿来的呢?事实上,X25-M G2的控制器在硬件上也具备这些功能,只是没有通过固件开放而已——不,别幻想,以后也不会有固件更新的,这些特性都是320系列的专利。
控制器旁边是一颗64MB容量、166MHz频率的SDRAM缓存芯片,来自海力士。它依然不存储任何数据,仅作缓冲之用。对比可以看出,缓存芯片在容量增大的同时体积比前两代使用的小多了,这主要因为它其实来自移动SDRAM颗粒,电压仅为1.8V,而不同于以往电压3.3V的传统桌面型SDRAM。很显然,新的缓存芯片更省电了。
X25-M G2:32MB 133MHz SDRAM
X25-M G1:16MB 166MHz SDRAM
至于缓存芯片周围的六个黄色元件,是六颗470µF的电容,用来防止突然断电后缓存芯片中的数据丢失。SandForce方案企业固态硬盘上也曾经为此用过0.09F的单个超大电容,但是Intel宣称自己的设计上不需要这样,因为缓存内的数据量很小,多个小电容并列也能带来更好的可靠性,一个失败了其它能立刻顶上。
● 容量冗余
320的控制器不变,仍是10通道架构,不过得益于25nm新工艺闪存,整体容量上增加了300GB、600GB版本,本次测试的就是前者。
这块固态硬盘拥有20颗NAND闪存芯片,单颗容量16GB,均由两个8GB(64Gb)容量的2bit MLC NAND闪存内核堆叠封装而成。理论总容量为320GB,标称值300GB,而在Windows系统下格式化后实际可用量大约为279GB。这也就是说,有12.8%的容量被用在了冗余空间上。
这保留的41GB空间中有一半用于控制写入放大(write amplification)和损耗平衡(wear leveling),另一半则用于冗余NAND阵列,一种类似RAID磁盘阵列冗余的新技术,主要用于失败数据恢复。
SandForce也有类似的技术,不过是通过将奇偶位数据分布在整个固态硬盘阵列的所有NAND闪存中,Intel则是创建了一个类似RAID 4的系统,每次写入的奇偶位都创建并写入到剩余的一半空间中,总共消耗大约20GB空间。
● 写入不再瓶颈但无SATA 6Gbps
Intel固态硬盘的性能广为赞誉,但是写入速度偏慢也一直备受诟病,特别是在竞争对手不断提速的情况下。现在,320系列终于修补了这个短板,持续写入最高可达220MB/s,随机写入最高可达23000 IOPS,分别是X25-M G2的2.2倍、2.7倍。
这其中很大的功劳要归于页面尺寸从4KB增大至8KB,直接带动每次页面读写的数据量翻了一番。
尽管如此,320系列并没有引入高速接口SATA 6Gbps,因为主控制器自2008年以来并无本质变化,自然就不可能支持SATA 6Gbps,从而制约了持续读写速度的进一步提升。
● AES-128加密
SandForce SF-1200/SF-1500系列控制器去年就已经支持全盘加密,所有写入数据都是以加密格式保存的。Intel 320的加密引擎也与之类似,默认情况下所有写入都是通过AES-128加密的,而且是硬件上实时进行,不影响性能。
Intel 320出厂时自带了128位的AES密钥,但每次安全擦除后都会随机生成一个新的密钥。如果要想进一步确保安全,还可以在BIOS中单独设定密码。
全盘加密的副作用是安全擦除特别快。SandForce固态硬盘只需要不到3秒钟,因为它仅仅是扔掉加密密钥再生成一个新的,使得数据无法再被访问。Intel 320稍慢一些,但也仅仅30秒钟左右就能搞定300GB容量型号。
● 性能测试
本次测试我们选择了AnandTech.com网站的数据供大家参考。测试平台配置如下:
处理器: Core i7-965 3.2GHz (Turbo加速和EIST节能关闭) Core i7-2600K 3.4GHz (Turbo加速和EIST节能关闭)
主板: Intel DX58SO (X58 + Marvell SATA 6Gbps PCI-E) Intel H67
芯片组驱动: Intel 9.1.1.1015 + Intel IMSM 8.9 Intel 9.1.1.1015 + Intel RST 10.2
内存:奇梦达DDR3-1333 1GB×4 (7-7-7-20)
显卡:EVGA GeForce GTX 285
显卡驱动:GeForce 190.38
操作系统:Windows 7 64-bit
桌面分辨率:1920×1200
1、Iometer随机读写速度
2、Iometer持续读写速度
3、AnandTech Storage Bench 2011高负载
4、AnandTech Storage Bench 2011低负载
5、传输率与传输体积对应关系(QD=4)
6、AS-SSD高队列深度持续读写速度
7、PCMark Vantage整体性能
8、SYSMark 2007整体性能
9、AnandTech Storage Bench 2010
10、TRIM性能
首先是全部安全擦除后的Intel 320 300GB,平均写入大约195MB/s,且十分平稳。
然后使用随机数据写入折磨20分钟,写入速度降至平均155MB/s,而且波动非常大,最低还不到50MB/s。
TRIM恢复之后,写入速度重返接近190MB/s,基本正常。
11、功耗测试
4KB QD=32随机写入状态:大大低于X25-M,基本接近X25-V
● 结语
如果是在一年前,甚至半年前按期发布,Intel 320系列都是固态硬盘爱好者绝佳的选择。它的性能堪比去年出尽风头的美光RealSSD C300,也不逊色于其它任何SandForce SF-1200方案的产品,尤其是可靠性方面相比上代进步非常明显,值得其它厂商学习。
不过令人失望的是,Intel 320系列有些停滞不前,没有在上代产品上做出革命性的变化,仅仅是细节上的增强,尤其是控制器丝毫不变、只是通过新固件开启了一些新的功能特性,这有些令人难以接受。要知道,SandForce SF-2200系列新一代控制器已经风雨欲来,OCZ Vertex 3就展示了恐怖的实力,还在吃三年前老本的Intel 320不知会情何以堪。
价格上,Intel 320相比前代产品确实便宜了很多,但还不够多,面对OCZ等厂商咄咄逼人的架势,留给用户的选择余地并不是很大。
本次测试的仅仅是300GB容量版本,是320系列中次高端的型号,除了持续写入稍微精简之外在性能上也基本是新一代的顶级水准,不过500多美元的价格也会让很多人望而却步。更主流的80GB、120GB型号性能表现具体如何还不得而知,但从规格表上看缩水幅度相当大,入门级的40GB型号更是有些“惨不忍睹”。