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速度超6000MB/s,比PCIe 4.0还快!这款PCIe 3.0 SSD为何这么强?

在高端SSD市场,最近一年来PCIe 4.0 SSD绝对是最热门的产品。原因很简单,PCIe 4.0主控的采用大大提升了SSD的传输带宽,在同样采用x4板型的情况下,PCIe 4.0 x4 SSD的理论传输带宽可以达到8GB/s,而PCIe 3.0 x4 SSD的理论传输速度只有4GB/s。不过目前PCIe 4.0平台的普及还尚需时日,对于PCIe 3.0平台的用户而言,难道只有被先天的技术限制所桎梏吗?

在高端SSD市场,最近一年来PCIe 4.0 SSD绝对是最热门的产品。原因很简单,PCIe 4.0主控的采用大大提升了SSD的传输带宽,在同样采用x4板型的情况下,PCIe 4.0 x4 SSD的理论传输带宽可以达到8GB/s,而PCIe 3.0 x4 SSD的理论传输速度只有4GB/s。不过目前PCIe 4.0平台的普及还尚需时日,对于PCIe 3.0平台的用户而言,难道只有被先天的技术限制所桎梏吗?

答案看起来是否定的,最近西部数据旗下品牌WD_BLACK推出了一款非常特别的NVMe SSD:WD_BLACK AN1500。虽然其技术标准仍是PCIe 3.0,但这款SSD的理论最高传输带宽却能达到8GB/s,对于仍在采用PCIe 3.0平台的用户来说,显然这是一款非常诱人的产品,那么它是怎样实现的,实际表现如何呢?

速度超6000MB/s,比PCIe 4.0还快!这款PCIe 3.0 SSD为何这么强?

产品规格

接口:PCIe 3.0 x8

RAID控制器:Marvell 88NR2241

主控:西数自研三核心主控芯片

闪存:闪迪96层堆叠3D NAND TLC

缓存:512MB×2

可选容量:1TB、2TB、4TB

板型:AIC插卡式

质保时间:5年

优点:性能较强、外观高端大气、支持RGB灯效。

缺点:SLC Cache缓存容量比较小

参考价格:1999元

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少见的PCIe 3.0 x8消费级SSD

其实原理并不复杂,PCIe 3.0 SSD要想达到8GB/s的接口带宽就必须采用PCIe 3.0 x8板型设计。可以看到,WD_BLACK AN1500是一款插卡式NVMe SSD,与常见的M.2 SSD完全不同,更像一块Low Profile板型的半高型小显卡,这与英特尔750这样的插卡式SSD设计类似,但不同的是其PCIe接口要长不少,彰显出它是一款采用PCIe 3.0 x8板型设计的SSD。当然要想达到PCIe 3.0 x8的速度,单单依靠将接口加长到PCIe 3.0 x8是远远不够的,还需要相应的控制芯片。目前原生支持PCIe 3.0 x8传输的消费级SSD主控并不常见,因此工程师在这里采用了一个巧妙的设计。

速度超6000MB/s,比PCIe 4.0还快!这款PCIe 3.0 SSD为何这么强?

▲与PCIe 3.0 x4板型设计的英特尔750相比,AN1500的PCIe 3.0 x8接口明显要更长一些。

WD_BLACK AN1500 NVMe SSD的核心是一块支持PCIe 3.0 x8传输的RAID控制芯片:Marvell 88NR2241。这款控制器支持NVMe 1.3协议,以及RAID 0、1、10模式,采用全金属打造,厚度仅13mm,具有优秀的散热性能。而Marvell 88NR2241控制的就是两块技术规格完全相同的WD SN730 PCIe 3.0 x4 NVMe SSD,并将它们组建为RAID 0模式,使得PCIe 3.0 x4 NVMe SSD的理论传输速度翻番,从而达到与PCIe 4.0 x4 SSD相当的技术规格。

在我们此次测试的AN1500 1TB版本上,它内部板载了两块500GB版本的WD SN730 SSD。SN730在硬件配置上与之前的SN750比较接近,它也采用了西数自行研发的三核心主控芯片,支持PCIe 3.0 x4通道、NVMe 1.2/1.3标准,内部采用8通道读写设计。每块500GB SN730还搭配了512MB高性能美光DDR4内存颗粒作缓存,用于存储记录数据位置的FTL映射表。在最重要的闪存上,AN1500同样采用了今年流行的闪迪96层堆叠3D NAND TLC闪存颗粒,单颗闪存最大容量就能达到1TB。

新闪存除了堆叠层数相比64层增加50%,存储密度更高外,96层堆叠闪存还首次应用了带宽可达800MT/s的Toggle 3.0闪存接口,带来了性能与节能方面的优化。而PCIe 3.0 x8插卡式板型的使用也让这款SSD能够使用大型铝合金散热器,其散热器的外形设计颇有特色,并非一块纯平的表面,外部加入了数条凸起的纹理,配合烤漆质感的黑色,让这款SSD就像是一箱装满游戏的“弹药箱”。

不过仅仅这些还不够,WD_BLACK对AN1500的外观设计非常用心,在PCB板的上边缘、右侧边缘,工程师还加入了多达16颗RGB LED,配合“笼罩”所有LED的导光条,可以展现出“静态”“呼吸”“彩虹”“彩色循环”等多达13种RGB光效,并支持雷蛇Chroma RGB、华硕AURA SYNC、技嘉RGB FUSION 2.0、微星Mystic Light Sync等第三方光效技术,可与支持这些发光技术的硬件同步发光。

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▲借助技嘉RGB FUSION 2.0技术,WD_BLACK AN1500 NVMe SSD可与主板、内存同步发光。

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▲用户也可使用WD SSD Dashboard工具软件让WD_BLACK AN1500 NVMe SSD独立发光,如上图的“彩虹”灯效模式。

目前WD_BLACK为AN1500提供了1TB、2TB、4TB三种可选容量,质保方面,有意思的是WD_BLACK并未给出TBW(可写数据量)的质保,只是标示“5年有限保修”,意味着这款结构特殊、定位高端的SSD将像移动SSD那样,只会根据用户的购买时间设定免费质保时间范围,让用户用起来更加安心。

测试平台

主板:技嘉Z490 AORUS PRO AX

处理器:酷睿i9-10900K

内存:芝奇Trident Z Royal(皇家戟)DDR4 4000 8GB×2

硬盘:WD_BLACK AN1500 NVMe SSD 1TB

显卡:GeForce RTX 2080 Ti

电源:ROG THOR 1200W

AS SSD BENCHMARK超过8500分

基准性能测试

1GB容量测试

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软件最大容量测试

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测试点评:从测试成绩来看,拥有PCIe 3.0 x8接口,内部由高性能SSD RAID 0阵列组成的WD_BLACK AN1500性能表现显然不错,其AS SSD BENCHMARK测试总分超过了8500分,这一成绩已经超过了不少PCIe 4.0 SSD。目前市面上的第一代PCIe 4.0 SSD产品在该测试中大多只能获得8000出头的成绩。WD_BLACK AN1500的优势主要体现在它拥有更高的连续读写速度、随机4KB多线程写入速度,特别是其连续读取速度可以轻松突破5200MB/s。

而在CrystalDiskMark 8.0测试中,WD_BLACK AN1500的连续读取速度更达到6249.27MB/s,最大连续写入速度也突破了4390MB/s,性能相当强悍。稍显不足的是,这款SSD的SLC Cache容量显然较小,在AS SSD BENCHMARK使用10GB最大容量测试,CrystalDiskMark 8.0使用64GB最大容量测试时,其写入性能都会出现一定幅度的下降。

应用性能表现优异

测试点评:在游戏、程序应用中,凭借优秀的随机性能,WD_BLACK AN1500也有不错的表现。在模拟实际应用的PCMark 8存储性能测试中,其成绩达到5067分,在NVMe SSD中属于较高水准。在PCMark 8总共读写6108MB的Adobe Photoshop重载测试中,WD_BLACK AN1500 NVMe SSD的任务耗时只需350秒。

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WD_BLACK AN1500 NVMe SSD PCMark 8测试成绩细节

在实际的游戏载入体验中,WD_BLACK AN1500 NVMe SSD也能快速地启动各类游戏大作,比如《奇点灰烬:扩展版》在机械硬盘上启动需用时约一分钟,在这款SSD上的用时则大幅缩短到仅仅 20.16秒。而《全面战争:特洛伊》也是一款启动非常耗时的游戏,在机械硬盘上的启动时间也接近一分钟。但在我们将游戏拷贝到WD_BLACK AN1500 NVMe SSD后,游戏的启动时间缩短到仅37秒,游戏载入的加速效果也非常显著。至于像《僵尸世界大战》这类数据量不大的游戏启动时间则仅需7.09秒,带来游戏秒开的体验感受。

表现较稳定

全盘读写测试

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▲WD_BLACK AN1500 1TB全盘读取性能,稳定在5000MB/s附近。

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▲WD_BLACK AN1500 1TB全盘写入性能 ,SLC Cache缓存容量不大,但为缓存设计了积极的数据迁移机制,全盘平均写入速度还是能达到865.7MB/s。

测试点评:最后我们也进行了HD TUNE PRO全盘读写性能测试,在全盘读取任务中,其连续读取速度可以一直保持在近5000MB/s,为用户带来极速体验。而在全盘写入测试中,虽然WD_BLACK AN1500 NVMe SSD的SLC Cache缓存的确很小,可能只有约10GB左右,会迅速出现写入速度下降的现象,但WD_BLACK显然为缓存设计了积极的数据迁移机制,每写入一部分数据后就会将缓存中的数据转移到TLC闪存中,清空缓存,短暂提升写入性能。这也让WD_BLACK AN1500 1TB的全盘平均连续写入速度能达到865.7MB/s,可以满足大部分用户的需求。此外借助质量优秀的铝合金散热器,WD_BLACK AN1500 NVMe SSD在长时间工作后的发热量并不高,在完成全盘写入1TB数据时,固态硬盘的最高工作温度只有63℃左右。

速度超6000MB/s,比PCIe 4.0还快!这款PCIe 3.0 SSD为何这么强?

▲WD_BLACK AN1500在完成1TB数据量写入时的工作温度在63℃左右

PCIe 3.0平台存储性能的升级利器

从技术发展来看,由PCIe 3.0过渡到PCIe 4.0平台的确是必然趋势,但为了PCIe 4.0,换掉所有硬件去购买支持PCIe 4.0技术的处理器、主板、显卡、SSD显然得不偿失,尤其是在支持PCIe 3.0技术的处理器、显卡还拥有强劲性能的现在。因此如果你还在使用高端PCIe 3.0平台,希望进一步提升存储性能,那么像WD_BLACK AN1500 NVMe SSD这样,通过巧妙设计,在性能上做到与PCIe 4.0 SSD匹敌的产品就是不错的选择。

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作者: 木易南嘉

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