老A8也是A8，3D XPoint的絕唱：Intel傲騰P5800X 1.6TB測試報告

大家好，我是飄雷，今天爲大家帶來的是Intel傲騰P5800X 1.6TB的深入測評報告。

在固態硬盤演進史中最負盛名的SCM產品，Intel和Micron合作研發的傲騰（Optane）系列無疑是極爲特殊的存在。

它並非基於我們熟知的NAND閃存技術，而是採用了Intel與美光聯合研發的3D XPoint存儲介質，在底層原理就與最常見的NAND閃存截然不同。

NAND顆粒依靠向浮柵晶體管或者電荷阱注入電子來存儲數據，通過不同電壓來標識數據狀態；而且NAND閃存以Page爲讀寫單位，但是以多個Page組成的Block爲擦除單位，這就導致其在寫入數據之前，如果目標Block中已有舊數據，需要先對整個區塊執行擦除操作。

而3D XPoint則利用相變存儲（融化/結晶）原理，通過改變硫系化合物材料的電阻狀態來標識0和1，並且實現了按字節尋址的特性，寫入時可以直接覆蓋改寫，而無需先擦後寫。

正是存儲介質在物理特性上的根本差異，使得傲騰系列SSD擁有極低的讀寫延遲、超高且穩定的隨機讀寫性能，以及堪稱變態的寫入壽命，至今令幾乎所有NAND SSD望塵莫及。

可惜的是，傲騰這顆存儲界的明珠並沒有在商業上獲得應有的成功。

由於3D XPoint顆粒成本高昂，傲騰產品的定價一直居高不下，曲高和寡的結局便是銷量始終未能打開局面，Intel最終在2022年第二季度財報中正式宣佈逐步關停傲騰業務，在美光將其位於猶他州Lehi、唯一量產3D XPoint的晶圓廠出售給德州儀器後，整條傲騰產品線已成絕響。

傲騰系列固態硬盤最終沒有邁入PCIe 5.0時代，停留在PCIe 4.0的產品線主要有P5800X、P5801X、P5810X和神祕的P5820X。

有種說法是，P5800X和P5801X使用的是第二代的3D XPoint顆粒，而P5810X和P5820X又用回了第一代3D XPoint顆粒，在同容量的情況下，die數量翻倍，導致功耗有所提高，性能反而不如P5800X。

所以個人覺得，PCIe 4.0傲騰中最吸引人的，當屬1.6TB和3.2TB容量的滿血P5800X。

以Intel傲騰P5800X 1.6TB爲例，這款產品於2020年第4季度發佈，標稱順序讀取可達7200 MB/s，順序寫入6200 MB/s，4K隨機讀寫性能均超過1500K IOPS，且4K隨機讀寫延遲在6μs以下，即便放在今天，隨機讀寫性能和延遲表現依然是業內天頂星水平。

更誇張的是，Intel傲騰P5800X 1.6TB的標稱終身寫入量高達100 DWPD，也即在5年質保週期內每天都支持寫入100倍全盤容量的數據，換算過來爲292 PB（292000 TB），是市售2TB消費級SSD（1200 TBW）的240多倍！

更恐怖的是，3D XPoint顆粒的實際寫入壽命還要遠超與此，至今幾乎沒有人能真正測出極限。

比如貼吧老哥 @CinemaDNG 對16GB的傲騰M10進行了3年多的持續寫入測試，全盤已經累計寫入近30萬次，依然活蹦亂跳。

傲騰系列SSD如外星科技一樣的性能和壽命表現，讓它成爲衆多SSD愛好者心中的白月光和硃砂痣，只可惜此前它的售價極爲昂貴，例如傲騰P5800X 1.6TB的全新國行價格要在3萬元左右，小黃魚二手的價格也要超過1萬元。

不過好消息是，前段時間小黃魚上突然出現了一批傲騰P5800X的大船貨源，400GB版本的成交價大約在1000元出頭，而1.6TB的滿血版本則在4200元左右。

這批傲騰P5800X大多是從國外數據中心淘汰下來的機房退役盤，通電時間普遍在兩三萬小時，寫入量在五六PB甚至更高，而且還有各種固件版本的大坑，水深得很。

但憑藉3D XPoint超乎尋常的寫入耐久度，只要主控不壞，剩餘寫入壽命對個人用戶來說依然足夠用個幾十上百年，傳個三四代人沒啥問題。

對於一直心水傲騰卻苦於價格高不可攀的發燒友來說，這次大船靠岸讓我們終於有了一親傲騰P5800X芳澤的機會，甚至相對目前高企的存儲價格形勢而言，反而突然讓人覺得它有了那麼一絲絲性價比。

恰巧好朋友 @WittmanARC 也是一名資深的SSD愛好者，前段時間他就入手了一塊來自大洋彼岸的傲騰P5800X 1.6TB，我才得以借來這款傳說中的宇宙最強硬盤把玩親近一番，爲大家帶來詳細深入的測試報告，希望能對有興趣的朋友起到一些參考作用。

一、產品解析

Intel傲騰系列的做工和顏值一直非常出色。以這塊P5800X 1.6TB爲例，整體採用2.5寸規格，厚度爲15mm，黑色塗裝的全鋁合金外殼圓潤光滑，拿在手裏沉甸甸很有質感。

翻個面看看，也同樣光滑細膩，外殼密佈了散熱鰭和導流槽來增強散熱效率。

接口爲企業級SSD常見的SFF-8639接口，也即我們通常所說的U.2，金手指和SATA接口有所區別的，中間多出來一個凸起的小舌，插不進普通的SATA背板中。

普通消費級主板想要使用U.2 SSD的話，一般需要搭配轉接卡或者轉接線來使用，這裏我使用LinkReal的PCIe 4.0 U.2轉接卡來進行測試。

接着我們看一眼S.M.A.R.T信息，固件號爲L0310200，NVMe標準只支持到1.3c版本，23000多個小時的通電時間+接近5 PB的寫入量，確認不是清零盤，但健康度還剩98%，恐怖如斯。

傲騰P5800X 1.6TB整塊盤只有1個溫度傳感器，標稱功耗達到了22W，個人覺得普通用戶使用的話最好還是要配合主動氣流來散熱。

二、測試平臺

本次測試使用的測試平臺配置如下：

CPU：Intel i9-14900K
主板：AORUS Z790 XTREME X
內存：DDR5-8000 16GB x2
系統盤：Intel傲騰900P 480GB
系統：Windows 11專業版 23H2、Ubuntu 24.04 LTS

這裏需要說明的是，在對SSD進行測試時，測試結果受硬件平臺的影響會比較明顯，並非所有SSD都能在每臺電腦上都能跑到官方標稱參數。

測試平臺的PCIe MPS（Maximum Payload Size，有效載荷）會對SSD的順序讀寫速度上限產生顯著影響，MPS越大，數據包傳輸效率越高，帶寬上限更大，但相應的延遲也會增加。

目前，消費級平臺中一般只有AMD平臺才能支持512字節MPS，Intel平臺只支持256字節MPS。

所以在Intel平臺測試PCIe4.0 SSD時，順序讀寫速度會被限制在7200 MB/s以下，無法跑滿廠商標稱的性能。

而在AMD平臺中，SSD的低隊列隨機讀寫性能與延遲方面又要比Intel平臺弱了許多，無法發揮傲騰P5800X的最大優勢，所以本期還是選擇使用Intel平臺來進行測試，這一點還望周知。

三、常規性能測試

1.CrystalDiskMark

傲騰P5800X的順序讀寫速度分別爲7144 MB/s和7055 MB/s，在PCIe 5.0 SSD都已經普及的當下看起來是挺普通了，但作爲企業級SSD，傲騰P5800X沒有消費級SSD過家家一樣的SLC Cache，所以不會有大容量寫入降速的問題。

最爲亮眼的是，它的Q1T1單隊列4K隨機讀取速度超過了440 MB/s，依然能把當下的所有NAND SSD吊起來錘。

很多朋友習慣選購SSD時直接參考CrystalDiskMark測試中的Q1T1 4K隨機讀取成績，現在許多消費級的TLC甚至QLC SSD都能跑出100 MB/s以上的誇張高分。

但作爲SSD老燒，飄雷必須提醒大家，CrystalDiskMark此類軟件的4K隨機測試結果在很大程度上具有欺騙性。

因爲CrystalDiskMark的測試機制是，先寫入1 GiB測試文件，隨即立刻對其進行讀取測試。此時，測試數據存放在SLC Cache中，本身就會收到SLC Cache的加速影響，另外西數/閃迪部分產品的主控甚至能憑藉預讀算法在主控SRAM/HMB層級就直接命中返回，壓根無需真正向物理閃存顆粒下發讀取尋址指令。

然而，在真實系統工況中，90%以上的操作讀取的都是冷數據，早已被挪出SLC Cache外，這也是爲何我都會在此前的幾十篇文章中都會測試SSD的真實4K隨機讀取性能。

但在傲騰P5800X 1.6TB這裏就不存在這個問題，由於無需SLC Cache機制，它在CrystalDiskMark中的4K隨機讀取性能就是真實表現了。

Intel標稱的性能還是保守了，P5800X 1.6TB的Q32T16多隊列4K隨機讀寫性能，均超過1500K IOPS，並且7讀3寫混合隨機性能還要更強，超過了1927K IOPS，真是賞心悅目。

切換到延遲頁面，就能看得出傲騰系列SSD另一大優勢了，即便在拉胯的Windows系統中，Q1T1隨機讀寫的延遲也都不到10μs，即便在7讀3寫的混合場景中，延遲穩如老狗。

2.PCMark 10存儲基準測試

在PCMark 10的完整系統盤基準測試中，傲騰P5800X得分爲9332分，同樣也是遙遙領先所有Gen5消費級SSD。

3.PCMark 10數據盤基準測試

在PCMark 10的數據盤基準測試中，傲騰P5800X 1.6TB得分爲13280分，依然難逢對手。

4.3DMark存儲基準測試

傲騰P5800X 1.6TB在3DMark的存儲基準測試中，輕輕鬆鬆拿到了9123分的超高成績。

和消費級PCIe5.0 SSD對比一下，就能知道傲騰還是那個傲騰，始終是NAND SSD無法逾越的高山。

5.SPECworkstation 3.1

在模擬工作站場景的SPECworkstation 3.1中，傲騰P5800X 1.6TB取得了85.44分，無敵。

四、讀寫曲線

接下來在QD32 128K條件下，對傲騰P5800X 1.6TB進行了2倍全盤範圍的順序寫入測試，生成的曲線圖如下所示：

由於沒有SLC Cache機制，傲騰系列SSD在大容量寫入時，不會出現緩存耗盡速度斷崖式下跌的問題，呈現穩穩地一條漂亮直線，寫入速度穩定維持在6740 MiB/s左右。

NAND SSD由於寫入原理所致，在正常工作期間，隨着寫入量的增加，髒盤程度的加深，分別是會經歷性能滑落的三個階段。

FOB（Fresh Out of the Box）：就是全新的、剛開封的盤。經過安全擦除的SSD也近似於FOB狀態。這個時候的盤所有的頁都是空白的，任何寫入操作都可以直接進行編程，不需要考慮擦除、垃圾回收等操作的影響。消費類SSD的標稱性能都是處於這個狀態。這個階段的測試成績可以看做是養精蓄銳之後的衝刺，漂亮，但不可持續。
Transition：過渡或者轉換狀態。這個狀態的性能會明顯低於全新時的表現，但是又高於穩定態。不同的SSD在這個階段的性能表現和持續時間差異較大，這與主控、固件、介質都有關係。隨着技術進步，較新式的數據中心SSD會比早期的SSD更容易度過這個階段。這個階段可以看做是跑步期間休息了一會兒，再次跑起來的時候顯得還比較輕鬆，但也不可持續。
Steady State：穩定態或穩態。測試成績比之前的要低，但波動不大了，譬如連續五次測試的平均性能變化不超過20%。這是長跑的真正狀態，呼吸節奏均勻，對肌肉痠痛已經麻木，配速比較穩定。隨着時間持續，性能可能會進一步下降，但變化比較平緩。

那採用3D XPoint顆粒的傲騰系列產品，會不會也有這種性能下降的問題呢？

所以在完成2倍全盤順序寫入的預處理後，順勢又在QD128 4K的條件下，對傲騰P5800X 1.6TB進行2倍全盤容量的4K隨機寫入測試，記錄到的曲線如下，令人咋舌：

可以看到曲線依然平滑無比，自始至終都是滿血狀態，平均IOPS爲1481006，平均寫入速度高達5790.56 MiB/s。

那麼傲騰P5800X 1.6TB在Linux中會有啥樣的單隊列4K隨機讀取性能呢？在完成2倍順序寫入+2倍隨機寫入的處理後，緊接着對它進行900s的QD1 4K隨機讀取測試，記錄得到的圖表如下：

平均速度高達570 MiB/s (597 MB/s)，比Windows下440 MiB/s的結果還要高得多，恐怖如斯。

和NAND SSD普遍不過百的真實單隊列4K隨機讀取性能對比，這個差距就更顯得太大了。

五、FOB狀態混合隨機讀寫測試

Windows系統的I/O引擎和文件資源管理機制會限制SSD的性能發揮，所以一般爲了排除干擾，我們會使用Linux系統來測試SSD的極限性能。

爲了觀察理論性能上限，這裏咱們在Ubuntu 24.04中，使用FIO 3.36腳本再對傲騰P5800X 1.6TB進行一遍更加完整的、不同隊列深度、不同混合讀寫方案下的測試。

從表格中可以看出，傲騰P5800X憑藉3D Xpoint顆粒帶來的Z讀取特性，延續了超低延遲優勢，在較低隊列的情況下，無論是純隨機讀取，還是混合隨機讀寫，其延遲水平都要顯著低於NAND SSD。

不過在這種理想工況下，傲騰P5800X 1.6TB在4K隨機純讀純寫項目中分別超過1708K IOPS、1567K IOPS，打不過有SLC Cache加速的消費級PCIe5.0 SSD了。但在混合讀寫項目中最高IOPS超過了1400K IOPS，遠超NAND SSD兩倍以上。

六、ezFIO測試

接下來我們在Ubuntu 24.04 LTS上執行ezFIO腳本測試。

ezFIO是業內常用的開源SSD自動化測試腳本，它可以重複進行穩定態性能測試，並且可以在測試過後自動生成結果圖表。

ezFIO測試主要分爲順序和隨機兩大項內容，爲了確保SSD進入穩態，在每項測試開始時都會有兩次全盤容量順序寫入+兩次全盤容量隨機寫入的預處理流程，之後進行不同粒度、不同隊列深度的具體測試，整個測試流程耗時極長，負載強度極大。

ezfio會將測試結果自動整理成圖表，傲騰P5800X 1.6TB在7讀3寫長時間混合測試中的表現相當美麗，平均IOPS爲2023790，變異係數（可以理解爲數據離散程度）僅有0.07%，挑不出哪怕一丁點兒毛病。

不同隊列深度下的7讀3寫混合性能如下圖所示，傲騰P5800X 1.6TB在QD64時即達到2000K IOPS以上的峯值，漂亮：

這裏不欺負弱不禁風的消費級SSD，只是與我測試過的美光9556 3.2TB、憶恆創源7A40 7.68TB這兩款PCIe 5.0企業級SSD對比，就知道老A8也是A8，傲騰P5800X 1.6TB的優勢實在太大了：

傲騰P5800X 1.6TB不同隊列深度的4K隨機讀取性能表現如下圖所示：

與其他兩款PCIe 5.0企業級SSD對比，如下圖所示，傲騰P5800X 1.6TB在超高隊列下的隨機讀取極限其實已經要弱於全新的NAND競品，但與此同時有一個重點，它僅需要QD16就基本能達到滿血讀取性能：

傲騰P5800X 1.6TB的4K隨機寫入表現如下圖所示，超過了官方標稱的參數：

與其他兩款PCIe 5.0企業級SSD對比，傲騰P5800X 1.6TB的按字節尋址特性，使得它在隨機寫入方面的優勢極爲明顯，不用先擦後寫就是要比NAND SSD更快更強：

傲騰P5800X 1.6TB的其他ezFIO測試結果就不一一贅述了，貼在這裏供大家參考：

七、SNIA-SSS-PTS-E 2.0測試

SSS-PTS（Solid State Storage Performance Test Specification，固態存儲性能測試規範）由SNIA（存儲網絡行業協會）制定，這是目前SSD行業最權威的性能評估標準之一。依據SNIA-SSS-PTS規範，大家都可以按照相同的測試條件、測試內容和測試步驟來測試SSD性能，企業級客戶也會參照SNIA的標準來驗收SSD廠商給出的性能數據。

與CrystalDiskMark這類消費級跑分工具不同，我們對於企業級SSD關注的是其在穩態下的真實表現。

SNIA-SSS-PTS 2.0對企業級和消費級SSD分別有不同的測試標準，其中企業級SSD的測試流程有極其嚴格的規定，首先必須對SSD執行清除操作，使其恢復到接近新盤的FOB狀態，然後用128KB塊大小，順序寫入兩倍全盤容量進行負載無關的預填充。

接下來進入負載相關的預填充和測試階段，使用7種讀寫混合比例（100/0、95/5、65/35、50/50、35/65、5/95、0/100）和8種塊大小（512B、4KB、8KB、16KB、32KB、64KB、128KB、1024KB）組成的56種組合進行隨機讀寫，每輪跑完56個組合後重復迭代，最多執行25輪。

穩態的判定標準以4KB 100%隨機寫入、64KB 65%讀35%寫混合隨機讀寫和1024KB 100%隨機讀取三個關鍵組合的IOPS結果爲準，當連續5輪的性能波動範圍均處在平均IOPS的±10%以內時，判定SSD進入穩態。

本次對Intel傲騰P5800X 1.6TB的測試嚴格遵循PTS-E 2.0規範，在Ubuntu 24.04.2 LTS環境下使用fio 3.36作爲測試引擎執行。

1.IOPS測試

IOPS表現方面，傲騰P5800X 1.6TB交出的成績依舊亮眼。從IOPS報告的穩態收斂圖來看，在所有塊大小的測試中，從第1輪到第5輪的IOPS數值完全重合，平直曲線沒有任何波動，說明它從測試啓動的第一刻起就已經處於穩態，壓根不需要像普通NAND SSD那樣經過多輪熱身才能穩定下來。

這正是3D XPoint直接尋址、無需先擦後寫的物理特性決定的，它壓根就不存在髒盤狀態性能衰減的問題。

在具體數據上，4KiB純隨機讀取的平均IOPS達到了1571080；允許的最大數據偏移爲314216，實測僅208.73；允許的最大斜率偏移爲157108，實測僅27.1。可以說，它的穩態曲線接近於一條絕對的水平線。

64KiB塊大小、65%讀35%寫混合場景下的平均IOPS爲135630，經過5輪測試IOPS幾乎沒有任何下降趨勢。

1024KiB塊大小的測試結果同樣是毫無波瀾，穩如磐石。

摘取穩態下所有56個測試項目的5輪平均性能結果，彙總如下：

Intel傲騰P5800X 1.6TB隨機讀性能均突破1560K IOPS；4K 隨機寫性能突破1570K IOPS，1MiB隨機讀性能爲12750 IOPS。

2.延遲測試

延遲表現更是傲騰的統治區。

SNIA延遲測試要求將隊列深度和線程數都設爲1，只使用512B、4KiB、8KiB三種塊大小和100/0、65/35、0/100三種讀寫混合比例進行全隨機測試。從延遲報告的穩態收斂圖來看，傲騰P5800X 1.6TB在100%寫入負載下512B/4K/8K三種塊大小的5輪平均延遲均在10μs以下，圖表呈現穩穩的一條水平線。

穩態測量窗口中，傲騰P5800X 1.6TB在4KiB塊大小下所有讀寫混合比例的平均延遲都穩定在10μs以內，110%平均值和90%平均值完全一致，斜率同樣爲零。

綜合響應時間彙總表顯示，在512B 100%讀場景下平均響應時間甚至低至5μs，即便是99.999%的尾部延遲最差的組合也不過27μs。要知道目前頂級的PCIe 5.0 NAND企業級SSD在QD1下的4K隨機延遲普遍在幾十μs、尾延遲經常飆升至數ms，傲騰依然遙遙領先。

從3D分佈圖可以看到，傲騰P5800X 1.6TB在所有塊大小和讀寫混合比例下的平均延遲都集中在0-10μs之間。

這種完美的延遲一致性在NAND SSD上基本無法實現，歸根結底還是因爲3D XPoint不需要擦除操作，不存在垃圾回收引發的突發延遲。

3.吞吐量測試

吞吐量測試驗證的是順序大塊讀寫的穩態性能，使用1024KB和128KB兩種塊大小分別進行順序寫和順序讀測試，以順序寫的值來判斷是否達到穩態。

從收斂圖數據來看，傲騰P5800X 1.6TB挑不出毛病，5輪順序讀寫1024KB塊大小，每一輪吞吐量都完全一致，完全零波動。

1024KiB和128KiB塊大小穩態測量圖表中，5輪測試的斜率爲零。

混合讀寫表中，1024 KiB塊大小下順序寫爲6683.24 MiB/s，順序讀爲6812.63 MiB/s；128 KiB塊大小下順序寫爲6565.83 MiB/s，順序讀爲6812.6 MiB/s。這個結果比我之前在CrystalDiskMark中測得的順序讀寫成績略低一些，原因很簡單，CrystalDiskMark的單位採用的是10進制MB，本次測試中採用的是2進制MiB。