QLC:进阶or倒退?美光-英睿达P3

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。

得益于密度的增加,QLC技术至高可带来33%的容量提升,并能进一步降低生产成本。然而,爱好者们最关心的是——这些产品的性能表现究竟如何?

本期文章的主角,正是来自英睿达的入门级QLC产品——P3固态硬盘。

Crucial(英睿达)

P3

接口速率:PCIE3.0 X4

质保寿命:5年或220TBW(1TB)

硬件分析

作为镁光旗下的硬盘品牌,英睿达一贯对自己的产品颇有信心。P3的宣传仍延续了自信的风格,但官方始终没有写明颗粒的形式。

“高级NAND”、“创新控制器技术”……含糊其辞的说法数不胜数,“美光176层NAND”,是其中为数不多的具体描述。遮遮掩掩的宣传词汇里,多少透露着几分虚张声势。

事实上,P3使用了来自镁光、代号为“N48R”的176层QLC原厂颗粒。在QLC普及的道路上,它的确是“真正的先行者”——但在消费者眼中,这项“荣誉”并不光彩。

P3使用了群联E21主控,这是群联于2021年推出的入门级芯片。它当然是一款DRAM-Less产品,注定会令本就有限的性能雪上加霜

这款主控采用TSMC 12nm工艺,还支持PCIE4.0 X4与NVMe 1.4协议。但对P3而言,这根本意义寥寥:为了区分定位,英睿达将P3强制锁定在PCI-E 3.0模式下。被刻意限制的接口速率,显然制约了主控的发挥。

群联宣称,E21主控的最大读取速率可达5GB/s,并且有着相当不错的能耗表现——话虽如此,眼前这款QLC颗粒的入门硬盘,究竟能发挥出几成实力?

性能测试

Crystal Disk Mark测试,相信已是老生常谈。P3的顺序读写速率超过3000MB/s,随机读写速率也可达60MB/s——对于一款QLC产品来说,这已是一次“酣畅淋漓的性能释放”。

但是,这仍然是被SLC Cache所粉饰的成绩——硬盘的SLC缓存策略、缓外4K读取性能,与其使用体验息息相关。

在空盘状态下,1TB容量的英睿达P3约有275GB的SLC缓存。而当占用率达到30%时,SLC Cache便会下降至160GB。不难推断,正像英睿达的许多产品那样,P3也使用了“全盘模拟”的缓存策略

更大的SLC缓存,意味着更为持久的全速时间,以尽可能地掩盖QLC颗粒“缓外速度”的不足。但随着SLC缓存耗尽,真正的噩梦也随之来临——英睿达P3的缓外读写成绩,达到了骇人听闻的73MB/s!

——这已经不只是“机械硬盘水准”了。夸张地说,它甚至比不上高性能存储卡!

雪上加霜的是,“全盘缓存”策略更可能加重硬盘的写放大现象,对本不优秀的QLC寿命而言更是挑战。P3这以颗粒寿命所换来的读写性能,究竟能否令你满意呢?

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”:要想令硬盘的SLC Cache生效,必须先向缓存区内写入数据。

当数据刚写入时,它将暂存在缓存区中,得到SLC Cache的加速,很容易取得漂亮的测试成绩。可当硬盘空闲后,“垃圾回收”会将数据移回TLC区间——在日常读取时,数据往往在TLC区域,得不到SLC Cache的帮助。

也正因此,与“缓外写入”不同,在日常使用中,“缓外读取”每时每刻都会发生。

作为一款DRAM-Less设计的QLC硬盘,英睿达P3的速率仅为18.4MB/s——这是我们所测得的,有史以来最差的成绩!

在这一项目中,它的表现仅与64G eMMC芯片接近!

靠SLC Cache所粉饰的读写性能,终归无法弥补颗粒水准的差距——在真正的日常使用环境中,这款QLC硬盘的性能依旧远逊于TLC产品,差距可被明显感知。

倘若差距仅仅局限在“读写速率”之上,一切或许并非无法挽回:QLC硬盘的性能孱弱,是否意味着其发热更低、能效更高?

——就让我们在基于移动硬盘盒的能耗测试中,看看真相是否如此吧。

能耗测试

这场测试围绕硬盘盒与电流表展开。测试使用的硬盘盒高达40Gbps规格,足以发挥出待测硬盘的实力。

电流表中记录的“功耗数据”,均是硬盘盒的整体功耗——可能略高于硬盘的实际能耗。但基于多款产品间的横向对比,我们仍然可以推知其真实能耗的高低。

作为一块入门级硬盘,在高队列深度的顺序读取测试中,英睿达P3的功耗峰值为5.2W。

横向对比其它硬盘,P3的能耗表现轻松超过了同为QLC的英特尔同僚。而在面对以能耗见长的海力士BC711时,它竟也不落下风!

如果我们能忽略掉“P3是参测硬盘中最慢的选手”这一前提的话——毫无疑问,P3优势显著。

但当测试进入“随机读写”领域,P3的主控就有些吃力了。在与日常使用息息相关4k测试项目中,P3所取得的成绩为3.68W。

尽管仍然优于英特尔产品的4.4W,但已比海力士硬盘的3.4W逊色不少——要知道,BC711可是一款集成了DRAM缓存的TLC硬盘,读写性能远在英睿达之上。

相比之下,以性能换能耗的P3相形见绌。

总体来看,P3的功耗数值确实较低,但这是以性能为代价所换来的。对比TLC产品,P3很难取得“能效比”的优势,QLC绝不是降低能耗的功臣

后记

能耗表现无功无过,性能测试更显短板:不足100MB/S的缓外速度,与机械硬盘的对比将是常态;至于那显著下降的擦写寿命,更只能以容量的增长来文过饰非。

在我们的“硬盘天梯图”中,P3家族位居末流;号称“告别SATA,进阶NVMe”,日常使用体验反而退步。

既不迅速(Fast),也不实惠(Affordable),更难称可靠(Reliable)

对消费者们来说,除了价格略低以外,这款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。QLC是降低成本、扩充容量的希望:更低的缓外速度、更少的PE寿命,都是“可以接受”的小问题罢了。

有这样的产品“珠玉在前”,也难怪QLC技术被形容为”洪水猛兽”——与其说是“时代的浪潮”,倒不如形容为打着变革旗号的“海啸”。总有那么一个瞬间会令你疑惑: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。比起那探寻极致所带来的高昂成本,更大的容量与更低的价格 或许才是存储市场正追求的。

不愿接受这一切的我们,又是否做好了直面那名为“QLC”技术海啸的准备?

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