500GB和1TB不同容量的NVMe固態硬碟 為什麼性能會有差距?

目前SSD已經成為裝機用戶最受青睞的硬體產品,基本上每一台新安裝的電腦里面都裝著SSD,此外NVMe SSD也憑借其出色的性能逐漸成為遊戲發燒友口中的香餑餑,畢竟每秒數GB的寫入與讀取速度對於經常需要大文件拷貝的消費者來說相當給力。然而消費者在購買高性能NVMe SSD的時候卻發現,部分品牌的SSD,不同容量之間的性能差距十分地驚人,尤其是寫入速度,更是天差地別,特別是500GB以及1TB這兩個普遍受消費者青睞的容量。

500GB和1TB不同容量的NVMe固態硬碟 為什麼性能會有差距?

500GB和1TB不同容量的NVMe固態硬碟 為什麼性能會有差距?

許多用戶購買的是500GB容量的固態硬碟,在跑分的過程中卻發現遠不及1TB容量的固態硬碟,但是經過查詢發現購買的產品是從官方途徑而來,並沒有黑片等假冒的情況出現,那既然是相同的元器件,為什麼不同容量的固態硬碟之間的性能差距會如此巨大?這就要從固態硬碟的原理說起了。

多通道帶來更快速度

我們傳統的硬碟也就是機械硬碟是讓磁頭接觸高速旋轉的磁碟片,讓磁頭定位在碟片的指定位置,並且使用電磁流改變磁粒的極性實現數據的讀寫操作,由於在機械硬碟中,大部分磁頭數量為一個,因此有著比較長的尋道時間,此外機械硬碟也不能進行並行操作,效率自然是大幅下降。

500GB和1TB不同容量的NVMe固態硬碟 為什麼性能會有差距?

而固態硬碟在工作原理上與機械硬碟有很大的不同,固態硬碟是由主控晶片、緩存顆粒以及快閃記憶體晶片所組成,通過主控晶片讀取快閃記憶體晶片上的數據實現具體數據的存儲、讀取以及擦除。由於固態硬碟沒有機械硬碟的機械結構,因此主控晶片與這些快閃記憶體晶片之間的數據交換是多通道的,換句話說就是主控能夠在同一時間訪問不同的快閃記憶體晶片,從而實現性能的極速提升。而一般來說,在單位快閃記憶體顆粒大小一定的前提下,大容量固態硬碟所搭載的快閃記憶體晶片數目更多,因此主控晶片單位時間所能讀取的數據量也就更多,從而實現快閃記憶體性能的提升。

大容量更有大緩存

在設計原理以及實際性能上,SSD固態硬碟處於絕對的領先,顯然是目前擺脫電腦木桶效應的不二之選,另外CPU想要和傳統的機械硬碟進行數據交換,需要通過主板晶片組以及南橋晶片,因此在傳輸數據中效率有所降低,而現在的NVMe SSD通過PCIe等通道直接與Intel相互連接,在數據的傳輸過程中得到了極大的提升。

不過我們知道,目前在電腦之中,傳輸速度最高的便是CPU的諸多計算單元,即使是CPU中的L3緩存晶片速度,也是現在的固態硬碟所不能比的。換句話說就是在進行大容量數據存儲的同時,CPU所成產的數據需要被硬碟所全盤接納,但是固態硬碟的速度卻匹配不上CPU,因此SSD上擁有一塊較大容量的高速緩存,用來存放CPU中的數據,從而避免CPU的資源被額外占用,讓電腦更加流暢。

500GB和1TB不同容量的NVMe固態硬碟 為什麼性能會有差距?

緩存類型有很多,除了內置緩存晶片之外,另外一種方法就是將SSD中的部分存儲空間模擬成SLC緩存,從而滿足CPU的通信傳輸需求,考慮到現在絕大部分SSD都採用TLC存儲顆粒,與SLC的存儲比為3:1,因此想要模擬1個單位的SLC空間,就需要3個單位的TLC空間。自然這種模擬SLC緩存的行為需要大量的存儲空間,如果你採用的是較小容量的SSD,那麼廠商在進行SLC緩存設置的就顯得十分地保守,從而造成SSD的性能的降低,而大容量SSD由於擁有較為充裕的空間,廠商在設置緩存的時候顯得更為激進,從而能夠獲取更高的性能。

500GB和1TB不同容量的NVMe固態硬碟 為什麼性能會有差距?

那有人會問,如果將兩個500GB SSD通過Raid 0等方式變成一塊1TB的SSD,是不是性能翻倍呢?畢竟之前有用戶將多塊機械硬碟通過Raid 0的方式組合,從而獲得更快的存儲速度。顯然沒有這麼簡單,且不說通過組Raid 0的方式容易造成文件安全性大幅下降,目前NVMe SSD都是通過PCIe通道與CPU進行直連,從而獲取最快的性能,然而CPU的PCIe通道卻是有限的,尤其是發燒級顯卡還需要8條或者16條PCIe通道進行數據交換,導致分配給NVMe SSD的PCIe通道少而又少。也就是說即使通過Raid 0讓兩塊500GB的SSD獲得與1TB SSD一樣的容量,實際性能仍然是1TB較為出色。

主流容量並不意味著低速

通過上述的分析我們可以看到,影響500GB與1TB SSD最大的幾個因素就是廠商的策略以及傳輸的通道,如果廠商在500GB以及1TB NVMe SSD中採用相同的通道進行傳輸,同時像模擬SLC這樣的方法顯得更加激進,那麼實際上500GB與1TB之間的性能也不會有很大的差別。

市面上有沒有500GB與1TB之間的性能相差不大的SSD呢?隨著廠商存儲策略以及主控晶片的改良,這樣的SSD也在市場上越來越多,比如說鎧俠EXCERIA PLUS G2 NVMe SSD(RD20)就是這麼一款面向主流用戶的SSD。值得注意的是,鎧俠事實上就是之前大家十分熟悉的東芝存儲器,在2019年更名為鎧俠,而2020年上半年採用鎧俠品牌的SSD便陸續出現在市場上。

來源:遊民星空