評測：XG5 固態硬碟

過去這幾年

，3D NAND 快閃記憶體技術一直在致力於提高快閃記憶體的傳輸速度、增強其耐用性、降低其製造成本。三星是第一家採用 3D NAND 快閃記憶體的廠家，憑藉高性能、高容量的消費級 SSD 產品，三星稱霸行業好些年了。去年，英特爾和鎂光聯合發布了它們第一款 3D NAND SSD，在若干細分市場給三星帶來了強大的競爭壓力。此外東芝、西部數據、閃迪、海力士等存儲廠商也在積極探索 3D NAND，不過雷聲大雨點小。在去年，甚至智能手機都開始用上 3D NAND 快閃記憶體，而東芝第一款基於 3D NAND 的固態硬碟，卻一直要等到今年年初才開始量產，還是產量很低的小眾產品。

轉眼到了今天，東芝的 3D NAND 已經發展到第三代，彷彿終於要迎來它的黃金時代了。東芝第一款基於 64 層 3D NAND 技術的 SSD 型號為 XG5，這是一款只向 OEM 廠家提供的 NVMe SSD，採用 TLC 方案製造。東芝前兩代 3D NAND 產品叫 XG3、XG4，分別採用 15 納米的平面 MLC 和 TLC NAND 技術。TLC 是比 MLC 速度更慢的方案，但成本低、容量大，其實有時候增加 SSD 的容量比千方百計提高它們的速度意義更大。業內普遍認為一旦廠商採用了 3D NAND 技術， TLC 方案在速度上的劣勢將被大幅增加的容量所彌補，所以 TLC 已被業界廣泛接受，甚至被應用於一些企業級的高端 SSD 上，於是東芝新一代產品 XG5 繼續採用 TLC 方案也是意料之中的事情。

XG5 首次亮相於今年 5 月份，在隨後舉辦的 Computex 大會上正式發布。XG5 應該是第一款正式上市的 64 層 3D NAND SSD，但只向 OEM 出貨，短期內消費者很難買到配置 XG5 的產品（例如電腦）。在稍後的 6 月底，英特爾也發布了一款基於 64 層 3D NAND 技術、型號為 545s 的 SSD，該產品定位於終端用戶，消費者可通過零售渠道購買。接著西部數據也發布了它們第一款 3D NAND SSD，然後東芝發布了第一款面向終端消費者的 3D NAND SSD TR200，再然後還是東芝，發布了面向 OEM 的 BG3 系列 3D NAND SSD，而海力士繼續保持沉默。不管怎樣，SSD 行業終於要全面進入 3D NAND 時代。

消費者對高性能 SSD 的需求，帶動了 OEM 電腦廠商對 NVMe 硬碟的需求。XG5 順應市場趨勢，採用了目前廣泛應用於中高端超極本的 M.2 SSD 介面，容量提供了 256GB512GB1TB 三種選擇，也是筆電的主流硬碟容量方案。3D NAND 技術能產出容量更高的 SSD，但價格也將超出大部分消費者的預算。XG5 也採用了速度更快的 NVMe 1.2.1 主控協議，以及 PCIe 3.1 x4 匯流排標準。

這是一篇關於 XG5 的評測，有對比才有評測，本文用以對比的產品分別為：

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  三星 1TB 960 EVO：三星第一款面向終端消費者的 3D TLC NAND SSD；



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  東芝 1TB OCZ RD400：類似於 XG3，不過定位於終端消費者，採用 15 納米平面 MLC NAND 技術生產；



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  西部數據 512GB WD Black、英特爾 512GB SSD 600p：售價更低的 TLC NVMe SSD，上市時間較早，前者採用閃迪 15 納米 TCL 技術，後者採用 32 層 3D TLC NAND 技術；



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  浦科特 M8PeY 512GB、博帝 Hellfire 480GB：它們都採用東芝 15 納米平面 MLC 方案生產，不過分別採用 Marvell 和 Phison 的控制器，價格低於東芝的 OCZ RD400；



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  英特爾 SSD 750 1.2TB：第一款面向終端消費者的 NVMe SSD。

測試環境如下：

劇烈測試

顧名思義，該項測試通過把 SSD 長時間置身於高負荷狀態以測試其性能，總寫入數據量將近 1TB，所以不同 SSD 之間的性能差距將得到充分的體現。它不能反映大多數用戶的實際使用場景，不過對硬碟性能要求很高的用戶相當有參考價值。具體的測試過程不多說，直接看結果。

第一個圖表對比 SSD 的數據傳輸速率，單位為 MB/s。東芝 XG5 的平均速率比不上三星 960，但是比兩款 MLC PCIe SSD 更快，比非三星品牌的 TLC SSD 更是快了許多。

上圖測試 SSD 的延遲表現，所謂延遲是指，從下達命令到文件終於開始傳輸的這段時間，通常用毫秒表示，數值越低性能越好。延遲是一個頗為關鍵的指標，可能比數據傳輸速率更重要。上圖分別表示「平均延遲值」、「99%延遲值」，之所以還要給出 99% 延遲值，是因為極少數情況下出現的異常高的延遲，會對平均值產生明顯影響。99% 延遲值這項結果，可以理解為：比如一共有 100 萬次讀寫，其中 99 萬次讀寫小於或等於這個延遲值。從上圖可以看到，XG5 的平均延遲表現中等，99% 延遲值 XG5 甚至優於三星。最糟糕的是英特爾這款 600p SSD。

上面兩份圖表分別表示平均讀取延遲、平均寫入延遲，兩項測試 XG5 都處於中間的位置，平均讀取延遲比最好的三星 960 慢了 25%，不過比最慢的英特爾 600p 快了兩倍多。

上面兩張圖表分別表示 99% 讀取延遲、99% 寫入延遲。XG5 無論是寫入還是讀取都排在第四，處於第一梯隊。不過英特爾 750 兩項數據都比 XGF5 好，三星寫入優秀，讀取一般。

上圖表示在該項測試中，各 SSD 總共消耗的電量，它和兩個因素有關：本身的能耗情況、完成測試所需要的時間。結果是東芝 XG5 表現最好，很少有 SSD 只用不到 10Wh 就能完成這項測試的，就算有，大多是速度更慢的 SATA SSD（sata ssd 能耗通常比 pcie ssd 低），例如 Crucial MX300、Intel 545s。上圖排名第二的是三星 950，它擁有最強的性能，相應地也消耗了更多的電量。

重度測試

和劇烈測試相比，重度測試更偏向於測試寫入性能，不過測試的時間短很多。重度測試的寫入數據量不足以塞滿整個硬碟，意味著寫入速度可能在進入平穩狀態（即最大速度）前測試即結束，所以寫入的測試結果和 SSD 的峰值性能關係很大，這恰恰更貼合用戶的實際使用場景。本項測試分兩次進行，第一次是完全空白的 SSD，第二次是塞滿東西的 SSD。

上圖表示平均數據傳輸速度，以 MB/s 表示。XG5 表現一般，尤其是在塞滿數據的情況下，速度下降很多。

上面兩個圖表都是延遲表現，在空盤情況下，XG5 延遲幾乎最小，不過在滿盤狀態下排在倒數第三第四。

把寫入、讀取的延遲拆開，空盤數據不錯，滿了下降明顯。

在空盤下測試，XG5 的 99% 延遲表現相當優秀，不過滿盤下測試，延遲增加了一倍多。一秒等於一千毫秒，上面的數據顯示，假設有 100 萬次寫入，空盤下其中 99 萬次寫入的延遲都低於 2.356 秒，滿盤變成 4.029 秒。

還是能耗情況，XG5 還是表現最好，不過滿盤狀態下能耗提升較明顯。

輕度測試

在輕度測試環節，側重序列讀寫，測試時間更短，比如測試應用的打開時間，文件打開時間等等，模擬普通用戶每天在電腦上執行的常規操作。還是測試 2 次：空、滿。

輕度測試的結果和前兩次測試結果差不多，都在中間的水平。上圖的速度之所以比重度的速度大，是因為輕度的 70% 讀寫次數都是序列讀寫，重度只有 43%。

平均延遲值，XG5 表現良好，尤其是 99% 延遲值。不過在裝滿數據的情況下測試，延遲大幅增加。

空盤下，平均寫入延遲和平均讀取延遲都不錯，但裝滿數據之後，水平都下降許多。

把讀取和寫入延遲拆開，空盤情況下，XG5 的 99% 讀取和寫入都很棒，但裝滿內容的情況下，相對來說都很一般。

還是一樣，XG5 最省電。

結論

在下結論前，anandtech 還對東芝 XG5 1TB SSD 進行了更深入的隨機寫入、隨機讀取、序列寫入、序列讀取、能耗等方面的測試，不過這篇文章不再展開說明，因為基於劇烈/重度/輕度的測試結果，我想已經可以下結論了。

毫無疑問 東芝 XG5 不是最快的 NVMe SSD，都採用 TLC NAND 技術，三星 960 EVO 的性能強很多。參與對比的 10 款 SSD 中，1TB 的 XG5 和 512GB 的 Plextor M8Pe 表現最為接近，後者採用東芝 15 納米平面 MLC 技術以及來自 Marvell 的控制器。通常而言，大容量 SSD 比小容量 SSD 性能更好，而  1TB 的 XG5 和 512GB 的 Plextor M8Pe 性能接近，說明 TLC 技術是制約 XG5 的重要因素之一。

XG5 和東芝此前發布的基於 MLC 技術的 OCZ RD400 SSD 相比，性能沒啥提升，反而慢了一點，然而兩者的定位不同。東芝後續應該會發布一款 RD400 的升級產品，直接銷售給終端用戶，如無意外性能會有更多提升，但能耗應該也會有所增加。XG5 最大的優勢就是能耗，它是市面上最省電的 PCIe SSD 之一。

過去有一些定位高端的筆記本電腦宣稱採用高性能的 NVMe SSD，結果卻是令人失望的 TLC SSD，XG5 雖然也基於 TLC，不過速度也能達到中等水平，加上出色的能耗，所以它不會帶給用戶類似的失望。

註：本文編譯自anandtech，如有錯誤請指正

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