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[DIY详解] Intel 545S 256GB M.2 SSD 评测

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  • TA的每日心情
    擦汗
    7 天前
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    发表于 2017-12-19 08:45:16 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    前言:IMFT的3D2 TLC




                                   
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    其实早就拿到这颗INTEL 545S 256GB M.2 SSD了,但是最近一直忙于自己的工作,被弄到焦头烂额,所以拖延了这个测试。


                                   
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    当时去要求送测这颗SSD,更多的想法还是想看看第一颗INTEL 3D NAND 64层堆叠的TLC的写入有哪些性能上面的改善,因为光从参数来看,并看不出什么特别的优势。


                                   
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    那么根据INTEL的命名规则,545S使用的3D2 TLC即为IMFT 3D TLC第二代64层堆叠,IMFT
    在垂直方向上采用了传统浮栅技术
    floating gate technology
    )。
    3D2 TLC的Die具有64个有效层,以及用于伪字线和源极漏极选择栅极的附加层。闪存单元使用垂直沟道环绕栅极结构。CMOS解码器和读出放大器位于NAND闪存阵列下面,可大大节省芯片面积。3D2 TLC的Die大小256Gb=32GB,
    Die
    尺寸为59mm
    2
    ,TLC位密度为4.34Gb / mm
    2


                                   
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    而600P使用的3D1 TLC则为IMFT 3D TLC第一代32层堆叠。
    3D1 TLC的Die具有32个有效层,3D1 TLC的Die大小384Gb=48GB,
    Die
    尺寸为168.5mm
    2
    ,TLC位密度为2.28Gb / mm
    2


                                   
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    从技术层面和成本考量来说,16NM TLC的单DIE大小是128Gb=16GB,而3D TLC 第一代32层堆叠的单DIE是384Gb=48GB,而3D TLC第二代64层堆叠的单DIE是256Gb=32GB。从IMFT的PPT来看,3D1 TLC 比16NM 2D TLC每GB成本降低30%,而3D2 TLC又比3D1 TLC的每GB成本降低30%。


                                   
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    相对于东芝的BICS3和三星的3D V-NAND的64 Layers的3D TLC而言,IMFT 3D2 TLC在单位面积内的容量做到了最大化4.34
    Gb / mm
    2,但是目前从INTEL 545S的M.2型号来看,最大只有512GB,而且只有2颗NAND,说明IMFT封装3D2 TLC的时候目前只做到了8Die的封装,所以目前单颗NAND最大做到了256GB容量。看来虽然Die面积在64Layer的3D TLC中做到了最小的59
    mm
    2,但是在大容量封装中也不是具有绝对优势的。

    当然这些3D NAND的前言说完了,我们还是最关心使用这个NAND制造的SSD的效能到底如何?

    第一章 外观、拆解以及IC解析


                                   
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    INTEL 545S 256GB M.2的外观



    官标参数其实相对于早期的540S还是没有明显的提升,虽然是M2 SSD,但是同为SATA 6G的非NVME产品的速度基本也就这样了。


    最大化持续读:550 MB/S

    最大化持续写:500 MB/S

    最大化随机读:75K IOPS

    最大化随机写:85K IOPS


                                   
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    寿命来说终身写入量和3D1 TLC的600P保持一致,144TBW,160W小时的平均无故障时间,五年保修。

    从差异化而言,545S区别于600P和540S的最大特性是加入了端对端的数据保护,而INTEL的消费级SMI主控产品依然按照惯例关闭了远程安全擦除功能。


                                   
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    去标拆解后,可以很明显的看出所有的IC元件都在SSD的正面,而反面是裸板。

    正面PCB赫然分布着一颗主控,一颗缓存和两颗NAND。



                                   
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    主控SMI P6W549 其实就是SMI2259。不过是INTEL定制版主控而已,这颗SoC内置了32位的RSIC CPU,SATA6G接口,支持4通道共32CE的NAND。

                                   
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    从SMI2259的资料来看,和SMI2258的区别有几点:


    1、2259是BGA332针脚封装,2258是BGA323针脚封装

    2、2259加入了端对端保护

    3、2259支持ONFI 4.0的NAND,而2258仅支持ONFI 3.0

    4、从发展趋势来看,2259应该是SMI针对IMFT新一代的3D2 TLC以及未来的3D3 TLC的支持会更加完善。



                                   
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    SKhynix H5TC2G63GFR是SKhynix出品的DDR3L 1600 256MB缓存



                                   
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    29F01T2ANCTH2是INTEL 3D2 TLC,使用了64层堆叠,单颗容量128GB,因为3D2单Die就是32GB而已,所以这颗NAND应该是4Die封装。

    第二章 测试

    第一节 测试平台


    主板
    华擎Z370M ITX/AC
    处理器
    INTEL I7 8700K
    DRAM
    芝奇 幻光戟 DDR4 3200 C14 8GBX2
    图形
    EVGA GTX1060 6GB SC
    电源
    台达FLEX 400W金牌
    机壳
    ZS-A4M
    散热器
    猫头鹰L9I
    系统盘
    INTEL DC S3500 800G
    操作系统

    Microsoft Windows 10 PRO X64 1703


                                   
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    第二节 初测



                                   
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    CDI的SMART检测属性,依然还不完整。

    对于TLC盘来说,大家最关心的还是不同大小的数据块下的读写衰减情况,以及空盘和接近满盘下的性能差距


                                   
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    AS SSD BENCHMARK 空盘下1/3/5/10GB数据块下的测试


                                   
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    AS SSD BENCHMARK 83%满盘下1/3/5/10GB数据块下的测试


                                   
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    CDM测试选用1GB 4GB 16GB 32GB数据块大小在空盘下进行测试


                                   
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    CDM测试选用1GB 4GB 16GB 32GB数据块大小在83%满盘下进行测试

    在两个测试中可以发现,空盘和83%满盘下的测试几乎没有什么差异化存在,而不同数据块大小影响的只是持续的写入性能,但是衰减不大,AS SSD BENCHMARK的1G~10G数据块下的持续写入衰减在34%,而CDM在1G~32GB数据块测试下的持续写入衰减在17%左右,这已经好于大多数的TLC盘的表现了。


                                   
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    用HDTACH去印证全盘读写效能的话,可以发现,在爆掉545S的SLC Cache之后,持续写入从400MB/S以上跌落在272MB/S附近,而持续读取则一直保持平稳的466MB/S的速度。


                                   
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    使用HDTUNE的测试得出的结论和HDTACH基本一致


                                   
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    将我们的测试勾选为4GB的数据快大小快捷行程来测试写入的话,可以得出该盘的SLC Cache在2GB~2.2GB左右。

    下面将要进行的是最大带宽测试和离散度测试,测试之前的
    预处理手法是:
    * 清洗:安全擦除即SECURE EARSE
    * 预热:使用IOMETER在128K持续写入双倍SSD容量


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