一、前言:搭载新一代X4-9070闪存的长江存储企业级SATA SSD

当主流SSD还在用1.6Gbps的闪存时,长江存储已凭借晶栈 Xtacking 3.0 闪存实现 2.4Gbps 的速率突破。

2024年底,新一代晶栈 Xtacking 4.0 架构正式亮相,将闪存接口速度进一步提升至 3.6Gbps,搭载该闪存的SSD产品在相同的性能下,功耗和发热都远低于市面上同类竞品。

本次我们测试的,是搭载晶栈Xtacking 4.0 架构X4-9070闪存的企业级产品- -长江存储 SE006 SSD。比较特别的是,这款产品采用的是 SATA 3.0 接口,这在企业级 SSD 中并多见。

企业级SATA SSD天花板!长江存储SE006 960GB评测:持续3天高负荷测试 全程稳定读写

长江存储SE006适用于读取密集型工作负载,目前有480GB/960GB/1.92TB/3.84TB/7.68TB五个容量型号,质保时间5年,支持每天1次全盘写入。

根据公式,写入寿命等于容量乘以每天全盘写入次数乘以365乘以质保时间,也就是容量×1x365x5,可以得出上述容量的写入寿命分别是875TBW、1750TBW、3500TBW、7000TBW,14000TBW。

当然了,这并不是说硬盘写入这么多容量之后就无法正常使用了,一般而言,企业盘的实际寿命都远远超过标称容量。

我们测试的这款960GB型号,拥有560MB/s的顺序读取速度和530MB/s的顺序写入速度,4K随机读取性能为97K IOPS、4K随机写入性能为40K IOPS,4K随机70:30混合读写则能达到60K IOPS,是目前同容量SATA SSD中的顶尖水平,能充分满足企业级场景的高效数据处理需求。

可靠性方面, SE006在50℃使用环境下,MTBF达到200万小时(7x24小时不间断使用)。

在准确性方面,长江存储SE006的不可修复的数据错误率<10-17,也达到了消费级SSD行业标准的10倍。

企业级功能层面,SE006 960GB 配备 7 颗 47μF/35V 规格的断电保护电容,可在意外断电时快速保障数据完整性,从根源上避免数据丢失风险。

长江存储SE006系列SSD参数如下:

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二、图赏:长江存储原厂晶栈Xtacking 4.0闪存 + 7粒红宝石长寿电容断电保护电路

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SATA SSD 正面。

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SSD背面。

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标准的SATA 6Gbps接口,可兼容SAS接口。

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拆解后可以看到PCB的背面有2颗长江存储的晶栈Xtacking 4.0 X-9070 3D NAND。

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7颗大容量直插式铝电解电容,耐温105度,可以提供断电保护的支持。

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正面可以看到电解电容更详细的参数,来自于红宝石(Rubycon)的 ZLH 系列的长寿命铝电解电容,容量为47uF,耐压35F,耐温105度,能在工业级环境下长期稳定工作。

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正面还有3颗长江存储晶栈Xtacking 4.0 X-9070 3D NAND,2颗512MB的南亚DDR4 SDRAM缓存,总缓存1GB。

中间的同样也是长江存储定制的工业级主控。

三、Windows系统性能测试:顺序读取稳定530MB/s以上

测试平台如下:

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采用CrystalDiskInfo软件查看硬盘信息,可以看到固件版本为YM91130D,传输模式SATA/600、支持ACS-3、支持S.M.A.R.T、NCQ,TRIM。

待机状态下,SSD的温度极低,只有19度。

1、CrystalDiskMark

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CrystalDiskMark测试环节,长江存储SE006 960GB SSD的顺序读取速度达到了564MB/s,顺序写入速度也有537MB/s。

另外64GB的测试对于这种级别的SSD来说毫无压力,大部分数据与1GB测试几乎一模一样。

2、AS SSD Benchmark

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左边是1GB容量的测试,AS SSD Benchmark总分为1137,最高顺序读取、写入速度分别为526MB/s、510MB/s,4K随机读写速度为36MB/s、109MB/s。

右边是10GB容量的测试,表现与1GB没啥差异。

3、ATTO Disk Benchmark

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从ATTO Disk Benchmarks结果来看,对于0.5KB的小文件读写,SE006 960GB SSD也能达到47MB/s以上的写入和28MB/s的读取。

64K开始,写入稳定在510GB/s,读取速度则在530MB/s以上。

4、PCMark 10盘性能一致性

PCMark 10盘性能一致性测试是Windows系统下的长期高负载测试。它主要考验SSD在初始阶段(空盘)、掉速阶段(写入数据量逐渐增多),以及稳态阶段(随机写满有效和无效数据)、性能恢复阶段等不同阶段的性能变化。

测试开始前有两次全盘填充过程、结束后有一次全盘填充过程,全部测试环节会循环约20次。

需要指出,该软件模拟个人用户Windows系统下的日常应用操作,对SSD来说属于较低QD的小压力测试,因此过程中并不会跑满SSD的全部性能,但长时间持续的写入,会对SSD的稳定性、性能一致性造成影响,特别是对配备SLC Cache用于读写加速的消费级SSD而言,企业级SSD的性能变化则会小得多。

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整个实测时长超过12小时,总计写入了超过20TB的数据,相当于完成了20次全盘写入。长江存储SE006 960GB SSD总得分是878,带宽209MB/s,存取时间285us。

下面我们将导出详细数据进行分析。

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大文件盘内拷贝测试, 长江存储SE006 960GB在非稳态、向稳态过渡、稳态等阶段,都能表现出较高的性能一致性,没有出现太大的波动。

进行纯写入测试时,基本上速度都能稳定在300~450MB/s左右。

进行混合读写测试时,速度则在300~400MB/s之间。

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在进行零碎小文件盘内拷贝测试时,长江存储SE006 960GB SSD在各个阶段的表现同样也非常稳定。

进行纯写入测试时,基本上呈现一条直线,速度在150MB/s。

进行混合读写测试时,速度保持在200MB/s上下浮动。

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Photoshop重负载测试时,长江存储SE006 960GB SSD也表现出了较高的一致性,稳定在250~300MB/s之间。

四、Linux环境FIO基准测试:稳态4K随机读性能超100K IOPS

为了发挥SSD的全部性能,我们使用企业级SSD厂商相同的基准性能测试方法,即基于Linux测试环境,使用FIO进行测试,看看这款SE006 960GB性能是否达标。

FIO是企业级SSD最为常用的基准性能测试工具,通过配置不同的任务数量、队列深度、不同的测试数据大小,测试范围,以及不同的读写方式、读写占比、测试时长等,可模拟出多种多样的SSD测试方法,而严谨的预处理,也更有助于反映出SSD的真实性能水平。

本次将会进行128K顺序读写、4K随机读写、4K随机混合读写测试,每个项目又分别进行QD1、QD8、QD64、QD512的测试。每一项测试开始前会进行两遍的顺序全盘填充,在随机测试开始前,还需要进行相应的随机全盘填充,以4K随机性能测试为例,分为SSD格式化、128K顺序写全盘2遍、4K随机写全盘2遍。预处理、测试无缝衔接,以降低GC等因素带来的影响。

1、128K顺序读取

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IO深度=512,实测SE006 960GB最高顺序读取速度为558MiB/s,最低顺序读取速度为554MiB/s,平均顺序读取速度为556MiB/s。

P.S. MiB是二进制下的容量单位,1MiB=1,024KiB=1,048,576B;MB是十进制下的容量单位,1MB=1,000KB=1000,000B。GiB、TiB和GB、TB以此类推。我们常用的MB/s和GB/s,指的是十进制下的性能。

2、128K顺序写入

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iodepth同样是512,SE006 960GB的最高顺序写入速度为535MiB/s,最低顺序写入速度为516MiB/s,平均顺序写入速度为531MiB/s。

SSD达到稳态后,写速度始终保持在非常平稳的水平。

3、4K随机读取

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4K随机读使用iodepth=64,任务数量8,模拟大压力下的并发访问。结果显示,长江存储SE006 960GB最高4K随机读性能达到104K IOPS,最低为93K IOPS,平均为100K IOPS。

4、4K随机写入

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4K随机写入测试环节,长江存储SE006 960GB在稳态下最高随机写速度为47K IOPS,

5、4K随机70:30混合读写测试

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4K随机混合测试,选择队列深度64,任务数量8。

受限于50K IOPS的稳态随机写性能,长江存储SE006 960GB的随机读性能被限制在44K IOPS,随机写为19K IOPS,综合起来为 63K IOPS;

最终FIO测试结果汇总如下:

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为了获取这些数据,长江存储SE006 960GB承受了超过30小时的高负荷读写测试。

在SSD达到稳态后,其4K随机读取性能可以达到100K IOPS,4K随机写入也有44K IOPS。

4K随机70:30混合读写测试中,SE006则拥有63K IOPS(44K IOPS读取+19K IOPS写入)的4K混和读写性能。

五、全盘拷贝测试:没有缓外速度一说

1、AIDA64 Disk Benchmark Linear Write

AIDA64 Disk Benchmark Linear Write用于测量在没有文件系统干扰下,SSD的持续写入速度和稳定性。目前市面上的消费级SSD用这个软件都能暴露出真实的缓外速度。

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在长达108分钟的满压力写入中,长江存储SE006 960GB的最高写入速度为503MB/s,最低501MB/s,平均写入速度为502MB/s,没有缓外速度一说。

2、全盘拷贝测试

与跑分相比,文件拷贝可更直观地展示SSD的读写性能和缓外速度。

SE006 960GB

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实际容量894GB(二进制容量),我们从致态TiPro9000 4TB SSD一次性拷贝883GB的文件过来,尽可能用完这块SSD的可用空间。

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整个过程中,拷贝速度都维持在500MB/s左右。

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完成全部拷贝任务后,SE006 960GB SSD仅剩下10.7GB可用空间,约为全部容量的1%。

六、小结:企业级SATA SSD的天花板

消费级 SSD 的测试无需严格的稳态预处理,仅需写入数倍于全盘容量的数据,3~4 小时即可完成全部测试。

但在对企业级的长江存储SE006 960GB进行测试时,由于要找出长时间、大压力持续写入后的“稳态”性能,整个测试持续了2~3天的时间,测试压力数十倍于消费级SSD。

即便承受如此严苛的写入负载,SE006 960GB在达到稳态后,读写速度始终维持在非常平稳的水准,

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绝大多数消费级 SSD 依赖占全盘容量约 1/3 的 SLC 缓存维持峰值写入性能,一旦缓存耗尽,便需启动 GC(垃圾回收)操作,写入速度会不可避免地大幅暴跌。

但长江存储SE006 960GB作为企业级SSD,不存在SLC缓存的说法,而是采用TLC直读直写的方式。

最让人惊讶的是,在考验全盘缓外写入性能的AIDA64 Linear Write测试中,整整108分钟的写入测试,SE006 960GB的最低写入速度501MB/s,最高503MB/s,如此稳定的写入能力是任何消费级SATA SSD都做不到的事情。

在4K随机方面,通过FIO测试我们得到的数据是SE006 960GB拥有100K IOPS的4K随机读取和44K IOPS的随机写入性能,这2个数字都要优于官方宣传数据(97K IOPS读、40K IOPS写)。

4K 随机 70:30 混合读写场景下,性能也有 63K IOPS,同样超出 60K IOPS 的官方指标。

依托新一代晶栈 Xtacking 4.0 X4-9070 3D NAND 技术,长江存储SE006系列几乎就是企业级SATA SSD的天花板水准,不仅提供了企业级的性能,同时也拥有企业级的稳定性。

最后附上本次测试的汇总数据:

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