QLC:進階or倒退?美光-英睿達P3

伴隨着“硬盤技術的進步”,QLC顆粒也越來越成爲入門市場中的主流。如今的中低端市場上,QLC產品的數量前所未有。

得益於密度的增加,QLC技術至高可帶來33%的容量提升,並能進一步降低生產成本。然而,愛好者們最關心的是——這些產品的性能表現究竟如何?

本期文章的主角,正是來自英睿達的入門級QLC產品——P3固態硬盤。

Crucial(英睿達)

P3

接口速率:PCIE3.0 X4

質保壽命:5年或220TBW(1TB)

硬件分析

作爲鎂光旗下的硬盤品牌,英睿達一貫對自己的產品頗有信心。P3的宣傳仍延續了自信的風格,但官方始終沒有寫明顆粒的形式。

“高級NAND”、“創新控制器技術”……含糊其辭的說法數不勝數,“美光176層NAND”,是其中爲數不多的具體描述。遮遮掩掩的宣傳詞彙裏,多少透露着幾分虛張聲勢。

事實上,P3使用了來自鎂光、代號爲“N48R”的176層QLC原廠顆粒。在QLC普及的道路上,它的確是“真正的先行者”——但在消費者眼中,這項“榮譽”並不光彩。

P3使用了羣聯E21主控,這是羣聯於2021年推出的入門級芯片。它當然是一款DRAM-Less產品,註定會令本就有限的性能雪上加霜

這款主控採用TSMC 12nm工藝,還支持PCIE4.0 X4與NVMe 1.4協議。但對P3而言,這根本意義寥寥:爲了區分定位,英睿達將P3強制鎖定在PCI-E 3.0模式下。被刻意限制的接口速率,顯然制約了主控的發揮。

羣聯宣稱,E21主控的最大讀取速率可達5GB/s,並且有着相當不錯的能耗表現——話雖如此,眼前這款QLC顆粒的入門硬盤,究竟能發揮出幾成實力?

性能測試

Crystal Disk Mark測試,相信已是老生常談。P3的順序讀寫速率超過3000MB/s,隨機讀寫速率也可達60MB/s——對於一款QLC產品來說,這已是一次“酣暢淋漓的性能釋放”。

但是,這仍然是被SLC Cache所粉飾的成績——硬盤的SLC緩存策略、緩外4K讀取性能,與其使用體驗息息相關。

在空盤狀態下,1TB容量的英睿達P3約有275GB的SLC緩存。而當佔用率達到30%時,SLC Cache便會下降至160GB。不難推斷,正像英睿達的許多產品那樣,P3也使用了“全盤模擬”的緩存策略

更大的SLC緩存,意味着更爲持久的全速時間,以儘可能地掩蓋QLC顆粒“緩外速度”的不足。但隨着SLC緩存耗盡,真正的噩夢也隨之來臨——英睿達P3的緩外讀寫成績,達到了駭人聽聞的73MB/s!

——這已經不只是“機械硬盤水準”了。誇張地說,它甚至比不上高性能存儲卡!

雪上加霜的是,“全盤緩存”策略更可能加重硬盤的寫放大現象,對本不優秀的QLC壽命而言更是挑戰。P3這以顆粒壽命所換來的讀寫性能,究竟能否令你滿意呢?

除了“緩外寫入速度”外,同樣值得一提的還有“緩外隨機讀取性能”:要想令硬盤的SLC Cache生效,必須先向緩存區內寫入數據。

當數據剛寫入時,它將暫存在緩存區中,得到SLC Cache的加速,很容易取得漂亮的測試成績。可當硬盤空閒後,“垃圾回收”會將數據移回TLC區間——在日常讀取時,數據往往在TLC區域,得不到SLC Cache的幫助。

也正因此,與“緩外寫入”不同,在日常使用中,“緩外讀取”每時每刻都會發生。

作爲一款DRAM-Less設計的QLC硬盤,英睿達P3的速率僅爲18.4MB/s——這是我們所測得的,有史以來最差的成績!

在這一項目中,它的表現僅與64G eMMC芯片接近!

靠SLC Cache所粉飾的讀寫性能,終歸無法彌補顆粒水準的差距——在真正的日常使用環境中,這款QLC硬盤的性能依舊遠遜於TLC產品,差距可被明顯感知。

倘若差距僅僅侷限在“讀寫速率”之上,一切或許並非無法挽回:QLC硬盤的性能孱弱,是否意味着其發熱更低、能效更高?

——就讓我們在基於移動硬盤盒的能耗測試中,看看真相是否如此吧。

能耗測試

這場測試圍繞硬盤盒與電流表展開。測試使用的硬盤盒高達40Gbps規格,足以發揮出待測硬盤的實力。

電流表中記錄的“功耗數據”,均是硬盤盒的整體功耗——可能略高於硬盤的實際能耗。但基於多款產品間的橫向對比,我們仍然可以推知其真實能耗的高低。

作爲一塊入門級硬盤,在高隊列深度的順序讀取測試中,英睿達P3的功耗峯值爲5.2W。

橫向對比其它硬盤,P3的能耗表現輕鬆超過了同爲QLC的英特爾同僚。而在面對以能耗見長的海力士BC711時,它竟也不落下風!

如果我們能忽略掉“P3是參測硬盤中最慢的選手”這一前提的話——毫無疑問,P3優勢顯著。

但當測試進入“隨機讀寫”領域,P3的主控就有些喫力了。在與日常使用息息相關4k測試項目中,P3所取得的成績爲3.68W。

儘管仍然優於英特爾產品的4.4W,但已比海力士硬盤的3.4W遜色不少——要知道,BC711可是一款集成了DRAM緩存的TLC硬盤,讀寫性能遠在英睿達之上。

相比之下,以性能換能耗的P3相形見絀。

總體來看,P3的功耗數值確實較低,但這是以性能爲代價所換來的。對比TLC產品,P3很難取得“能效比”的優勢,QLC絕不是降低能耗的功臣

後記

能耗表現無功無過,性能測試更顯短板:不足100MB/S的緩外速度,與機械硬盤的對比將是常態;至於那顯著下降的擦寫壽命,更只能以容量的增長來文過飾非。

在我們的“硬盤天梯圖”中,P3家族位居末流;號稱“告別SATA,進階NVMe”,日常使用體驗反而退步。

既不迅速(Fast),也不實惠(Affordable),更難稱可靠(Reliable)

對消費者們來說,除了價格略低以外,這款QLC硬盤幾乎沒有優勢;但對廠商們而言,“價格”就是最大的優勢。QLC是降低成本、擴充容量的希望:更低的緩外速度、更少的PE壽命,都是“可以接受”的小問題罷了。

有這樣的產品“珠玉在前”,也難怪QLC技術被形容爲”洪水猛獸”——與其說是“時代的浪潮”,倒不如形容爲打着變革旗號的“海嘯”。總有那麼一個瞬間會令你疑惑:行業是否在“倒退式發展”

然而,作爲當代PC中那塊最長的木板,不少用戶對硬盤性能的感知確實不強。比起那探尋極致所帶來的高昂成本,更大的容量與更低的價格 或許纔是存儲市場正追求的。

不願接受這一切的我們,又是否做好了直面那名爲“QLC”技術海嘯的準備?

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