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PCIe 4.0 消费级准天花板——SK Hynix Platinum P41 2TB评测

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一、前言
海力士(SK Hynix)作为存储领域中的几大原厂之一,是少数能够完全采用自家全套物料方案的原厂厂商。早在2012年,海力士便收购了SSD主控厂商LAMD,使得其具有一定的能力去自行设计主控;同时海力士在DRAM领域和NAND领域耕耘多年,使得其在行业内占据了一定的市场份额,其中2023年第二季度的DRAM营收排名第二,市场份额占据到32.2%;NAND Flash营收排名第三,市场份额占据到18.3%。


海力士(SK Hynix)的上一代消费级旗舰型产品Gold P31近些年在国外获得了不少玩家以及消费者的一致好评,收获了不少口碑,与Gold P31相对应的OEM盘PC711,在各大PC厂商中也获得了良好的反响!而在22年3月份左右,海力士也顺势更新推出了Gold P31的迭代产品——Platinum P41,是海力士首款支持PCIe 4.0的消费级产品。这款消费级产品上市之前,与之相对于的OEM盘PC801,也早已在to B端渠道铺开。借着海力士消费级SSD正式进入国内市场的机会,本次让我们来看一看另外一款产品——Platinum P41 2T,在即将来临的PCIe 5.0时代,PCIe 4.0的Platinum P41 2TB又有怎样的表现呢?


IP属地:浙江1楼2023-11-10 18:16回复
    三、基本信息
    惯例,到手上机先看CDI

    CDI抓取到的smart的信息较为有限,故使用smartmontools进一步抓取主控的smart信息。如下所示:
    由smartmontools抓取到的Supported Power States可知,SK Hynix Platinum P41主控ARIES白羊座提供的PS0最大功耗为7.50W,高性能的PCIe 4.0 Base-Dram缓存盘的PS0数值基本上均在这个值左右。
    由smartmontools抓取到的信息可知,实际的温度传感器有三个,笔者推测Temperature对应的是主控的温度,Temperature Sensor 1对应的是DRAM的温度,而Temperature Sensor 2对应的是颗粒的温度。同时将smartmontools抓取到的温度和CDI的温度进行对比可以发现,CDI温度对应的是主控的温度。

    测试中途CDI截图:

    测试完毕时CDI截图:

    测试完毕时一共写入42.1TB左右的数据,健康度下降了2%;期间写入21T左右数据量,健康度下降1%。参数收紧假设健康度下降3%,粗略估算,当健康度归零时,写入量大概在1400TB左右。


    IP属地:浙江3楼2023-11-10 18:20
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      四、测试平台及设置
      Processor:AMD Ryzen 3700X @ 4.4GHz
      Motherboard:Micro Star X570 Gaming Plus(BIOS Verizon:7C37vAE)
      System:Windows 10 Professional 21H2 / Centos 8.4.2105
      Heatsink:Jonsbo M.2-10 Radiator
      IO Interface:M2_1 slot (From AMD® Processor)
      带散热器(With Heatsink):在原有基础上加上Jonsbo的散热器。
      由于测试采用的是AMD平台,相关测试数据可能偏低


      IP属地:浙江4楼2023-11-10 18:21
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        五、基本性能测试





        在Windows下对Platinum P41 2T进行了CDM/ASS/HD Tune/PCMark 8/3D Mark的测试,仅供参考。
        得益于AMD X570平台的512KB字节Payload,使得Platinum P41在CDM下的顺序读取表现来到了将近7400MB/s,顺序写入表现将近6900MB/s,超过了SK海力士官方对Platinum P41的性能标定数值;Platinum P41在PCMark 8存储测试中得分5097,测得的带宽为696.39MB/s,相较于上一代旗舰产品Gold P31 2TB,带宽提升了将近110MB/s,各个加载项的加载时间提升了0.1~0.5秒左右,感知不为明显;Platinum P41在3D Mark中得分3831分,各项加载项的带宽和平均存储时间相较于上代旗舰提升不少。
        HD Tune中对Platinum P41 2T写入了300GB的数据量,仍未写出缓外的情况,可以发现Platinum P41 2T的SLC Cache较大,在后续的进阶性能测试会进一步验证SLC Cache大小情况。


        IP属地:浙江5楼2023-11-10 18:21
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          六、进阶性能验证
          为了进一步测试该盘的实际性能情况,在Centos环境下采用FIO对硬盘进行持续和全面的性(大)能(保)测(健)试,同时也是对硬盘本身极限性能进行标定。
          (1)全盘读写
          首先肯定是来一套全盘读写项目

          全盘写入前由于对P41进行了一次安全擦除(Security Erase),故在初期并未进入最大写入速度。写入大概25GiB以后进入正常6500 MiB/s的写入速度,第一段的SLC Cache约有297GiB,占全盘容量的16%左右;由于主控在后台进行垃圾回收(GC),使得Platinum P41的缓外速度在1750MiB/s左右,且在后半段写入速度略有提升;同时此段缓外写入并未体现其真实的TLC颗粒直写速度,后续会进一步测试体现Platinum P41 2T真实的缓外写入情况。全盘写入至80%时,会释放出大约98GiB左右的SLC Cache,SLC Cache内写入速度冲高至6500MiB/s,之后再次进入缓外,缓外速度约为1700MiB/s
          而全盘读取较为稳定,保持在7053MiB/s,换算一下大约在7400MB/s左右。


          IP属地:浙江7楼2023-11-10 18:22
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            (2)4KiB全盘跨度随机读写(QD1T1)

            (3)4KiB全盘跨度随机读写(QD32T4)

            QD1T1条件下4KiB全盘跨度读取一致性良好,全盘写入也做到了一定的收敛。QD1T1下的随机读取IOPS达到了17.4K(71.2MB/s),随机写入的IOPS为33.8K(139MB/s),随机读取的最大延迟、QOS 99.99%延迟和随机写入的最大延迟、QOS 99.99%延迟均较高。
            QD32T4条件下的一致性和QD1T1条件下相差不大,4KiB全盘跨度读取一致性较好,全盘写入也做到了一定程度上的收敛。其中随机读取的IOPS达到了1282K(5250MB/s),比CDM中所测得的RND 4K性能高了很多,读取延迟表现较为良好,但最大读取延迟和QOS 99.99%的延迟偏高;随机写入的IOPS为34.4K(141MB/s),最大写入延迟和QoS(99%/99.9%/99.99%)延迟较高。


            IP属地:浙江8楼2023-11-10 18:28
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              (4)4KiB全盘跨度随机7读3写(QD32T4)

              4KiB下的全盘跨度随机7读3写,虽未做到稳定有效地收敛,但IOPS离散点较为集中。随机读取的IOPS为76.5K(313MB/s),随机写入的IOPS为32.8K(134MB/s),总IOPS为109.3K(447MB/s)。随机读取的平均延迟、QOS(99%/99.9%/99.9%)延迟和写入平均延迟表现良好,但随机读取的QOS(99.99%)、随机写入的最大延迟、随机写入的QOS(99%/99.9%/99.9%/99.99%)延迟较高。


              IP属地:浙江9楼2023-11-10 18:28
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                (5)SLC Cache写入测试
                在此阶段,分别对硬盘进行20%/40%/60%/80%的预填充,静置15min让主控进行GC(Garbage Collection)操作,然后再对剩余空间进行顺序写入,测试其缓内及缓外顺序写入情况。
                ①预填充20%

                ②预填充40%
                ③预填充60%
                ④预填充80%
                在SLC Cache的测试环节中,预填充20%/40%/60%/80%时,SLC Cache大小分别为295GiB/236GiB/165GiB/89GiB,出缓后的缓外速度均在1700MiB/s,同时随着写入的进行,写入速度也在不断地提升,此时缓外的写入速度均未进入到TLC颗粒的直写速度,而是主控在后台一边进行垃圾回收(GC)一边进行写入的速度。


                IP属地:浙江10楼2023-11-10 18:30
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                  (6)稳态顺序读写
                  在此阶段,先对SK Hynix Platinum P41 2T进行了一次全盘顺序写入后,进行顺序写入1800s和顺序读取1800s测试项目。
                  结果如下:

                  在长时间稳态顺序读写中,读取速度基本趋于一条直线,稳定在7000MiB/s左右,而写入速度时有波动,但基本上仍是趋于一条直线的状态,速度在2200MiB/s左右,此时为Platinum P41 2T真实的TLC 颗粒直写速度。笔者查询相关资料后得知P41 OEM盘PC801 1T的TLC 颗粒直写速度也在2200MB/s左右,故在此对Platinum P41 2T的颗粒用料做个判断:Wafer采用了512Gb/Die的4D V7 176Layer的颗粒,共计32 Die,其中每一个Die接驳一个CE,共计32CE,吃满了Platinum P41主控ARIES白羊座32CE的带宽。


                  IP属地:浙江11楼2023-11-10 18:30
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                    (7)测试过程中记录到的部分温度



                    由于笔者在测试初期并未直接采用Jonsbo M.2-10 Radiator散热器,导致Platinum P41 2T在测试的过程中出现了多次降速,笔者也在此截取了相关图片。
                    由图可知Temperature(主控)的温度稳定在82℃,Temperature Sensor 1(Dram)的温度稳定在76℃,而Temperature Sensor 2(颗粒)的温度在81~85℃之间来回波动,推测颗粒温度墙在85℃,由此得知主要是闪存颗粒的高温导致Platinum P41性能降低。


                    IP属地:浙江12楼2023-11-10 18:31
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                      七、结语
                      1、由于合理的硬件搭配及良好的固件调教水准,使得Platinum P41 2T放在目前当下PCIe 4.0消费级硬盘里边,具有不俗的性能表现,尤其是其单面PCB的设计使得其具有广泛的兼容性,能够应用于不同的硬件平台;
                      2、从全盘跨度随机读写的情况来看,Platinum P41主要侧重于随机读取方面,随机读取性能表现不俗,但在随机写入方面未做更多的性能优化,导致其最大延迟以及QOS(99%/99.9%/99.99%)延迟表现不太理想,存在较大的优化空间;
                      3、实际测试过程中Platinum P41 2T主控以及颗粒发热较高,性能释放较为激进,日常使用时建议做好散热措施,以发挥更好的性能;
                      4、正值本次SK海力士进军国内消费级市场之际,目前国内唯一的授权代理为海力士存储京东自营店,近期如果有需求的话,请从正规渠道购买相关的产品!


                      IP属地:浙江13楼2023-11-10 18:31
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                        掉速怎么解决呢?


                        IP属地:湖南来自Android客户端14楼2023-11-10 18:46
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                          IP属地:浙江来自iPhone客户端15楼2023-11-10 18:57
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                            召唤大水逼@sempron3400 @此与彼间 @Rilite- @-geksb @不羁的嘚瑟哥😘


                            IP属地:浙江来自Android客户端16楼2023-11-10 19:56
                            收起回复
                              在用,好盘,不错


                              IP属地:辽宁17楼2023-11-10 19:58
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