這次沒能遙遙領先:華爲坤靈eKitStor Xtreme 200 M.2 SSD深入測試

大家好,我是噩夢飄雷。

很少有人知道,華爲的企業級SSD在業內也是享譽盛名,在自家海思主控+自有固件的加持下,性能一直是同代產品的第一梯隊。

在今年年初,華爲發佈了坤靈eKitStor Xtreme 200這款M.2 SSD,當時在全網的討論度很高。

有人猜測華爲坤靈eKitStor Xtreme 200是一款披着2280外衣的企業級SSD,也有人在猜測這款SSD是用了消費級NAND顆粒+大名鼎鼎的海思主控,還有人猜測這就是一款普通消費級SSD而已。

目前這款SSD在華爲坤靈的官網找不到具體的介紹頁面,像性能與保修之類的的信息都無法查詢到。正好朋友手裏碰巧有一條1TB容量的版本,我自己也頗爲好奇,就從朋友那裏借來深入測試了一下,希望本次的測試報告能爲大家揭開這款SSD的神祕面紗。

外觀

華爲eKitStor Xtreme 200從外觀來看真的是平平無奇,就是普通的消費級2280 M.2 SSD規格,正面覆蓋有一張很薄的貼紙,這裏爲了不惹麻煩,SN序列號啥的我都打碼了。

SSD本身爲單面顆粒佈局,反面光禿禿一片。

用CrystalDiskInfo看一眼SMART信息,發現我借來的這塊盤也算得上是老戰士了,到手就讀寫了一百多T。

SSD爲PCIe4.0 x4通道,支持最新的NVMe 2.0協議標準,待機溫度倒是挺涼快來着,室溫26℃的情況下待機溫度只有40℃。

另外從1024.2GB(十進制)的容量來看,這款SSD明顯沒有和企業級SSD一樣爲了高壽命+高負載而使用大容量的二級OP(預留空間),從根子上其實可以看成一塊消費級SSD。

在Win11的磁盤管理器中可以看到,由於十進制到二進制的轉換,在Windows中實際可以使用的容量爲953.85GiB(二進制)。

再來看看CDI沒有顯示的請多SMART信息,這塊SSD內置了兩枚溫度傳感器,其中警告溫度和溫度牆分別爲90℃和95℃。同時SMART信息顯示,最大功耗爲6W,倒是挺低的,感覺並不像是有緩盤動輒8、9W以上的樣子。

接下來嘗試用FlashID看一下這款SSD的硬件方案,不出意外的失敗了,華爲對固件進行了加密,神神祕祕的就不給你看。

軟的不行只能來硬的了,小心揭開正面貼紙,我們可以看到硬件方案:SSD正面有兩枚NAND顆粒和一枚主控芯片,沒有獨立DRAM顆粒,所以是DRAMLESS無緩盤無疑了。

而且這個PCB的佈局讓人特別眼熟,甚至我還找到了它異父異母的親兄弟對比了一下,確實是像(爲了避免文章被投訴下架,這裏就不對具體硬件方案進行過多闡述了,大家看具體的性能測試結果應該心裏也都有數,有問題在評論區討論比較安全)。

用微距鏡頭拍攝一下主控芯片,出於保密目的,果然是被磨片後重新打標的。只能說,這枚主控是我們在國產SSD中非常熟悉的面孔,並不是華爲自家大名鼎鼎的海思主控。

NAND顆粒也是如此,同樣經過了重新打標,外人沒法溯源,同樣是我們熟悉的國產老朋友生產。

測試平臺

本次測試使用Windows11與Ubuntu兩套平臺測試,配置如下:

Windows11平臺

  • CPU:intel i7-13700K

  • 主板:華碩ROG STRIX Z790-A GAMING WIFI吹雪 DDR5

  • 內存:佰維 DX100 DDR5-6800 16GB X2

  • SSD:Intel 傲騰900P 480G(系統盤)

  • 顯卡:華碩 TUF RTX 3090

Ubuntu平臺

  • CPU:intel i5-14600KF

  • 主板:技嘉 Z790 AORUS ELITE X

  • 內存:博德斯曼 DDR5-6400 16GB X2

  • SSD:Intel 傲騰900P 280G(系統盤)

  • 顯卡:藍戟 intel Arc A380 Photon 6G 2450MHz GDDR6 OC W

 

基礎測試

按慣例,咱們先在Windows11中把這塊盤安全擦除一下,然後分區成NTFS格式,再用CrystalDiskMark來測試一下這塊SSD的緩內讀寫性能。

從測試結果來看,順序讀取速度能達到7100MB/s左右(這裏應當還是被Intel測試平臺的256bit MPS給限制住了,理論上來說使用512bit MPS的AMD平臺應當能跑到7400MB/s左右),順序寫入速度能達到6981MB/s,Q1T1的4K隨機讀取速度也能達到89.42MB/s。

總的來說這就是很正常的國產PCIe4.0 SSD的成績,唯一值得稱道的是73混合讀寫的性能表現不錯。

Q32T16深隊列的4K隨機讀寫性能分別能達到1164K和1017K IOPS,在SLC Cache加持下性能發揮也不錯。

 

接下來用ATTO分別在隊列4和隊列1深度下測試了一下,性能發揮挺穩定的,沒啥毛病。

進行安全擦除後,在PCMark 10的完整系統盤基準測試中,華爲eKitStor Xtreme 200得分爲3846,是消費級無緩PCIe4.0 SSD中比較優秀的水平。

進行安全擦除後,使用3DMark的存儲基準測試來衡量一下這塊SSD對遊戲體驗的影響,得分爲3575,屬於消費級SSD的中上檔水平,中規中矩吧,其實並不算太優秀。

最後,鑑於Windows翔一樣的管理機制,以及不同版本之間各種奇奇怪怪的性能差異問題,所以這裏咱們在Ubuntu 22.04 LTS中再安全擦除一次,又使用FIO 3.36對華爲這塊盤進行了一遍更加完整的測試,測試項目涵蓋多個隊列組合下的順序、隨機混合讀寫。

將測試結果彙總成表格後,與前段時間測試過的海康存儲DK4000 1TB這塊很優秀的國產標杆SSD進行對比。

可以看到,華爲 eKitStor Xtreme 200和海康 DK4000在4K隨機讀取方面的性能基本相差無幾,處於同一水平線上;在4K隨機寫入方面,華爲這塊盤倒是在延遲和IOPS性能方面有比較明顯的優勢,看起來兩塊盤的調校方向有所區別。

而在混合讀寫方面,華爲這邊在Q1T1至Q4T1的低隊列混合讀寫時,性能略微比海康DK4000高出一線,而到了Q4T4這個較深的隊列,性能則被海康反超,看起來華爲應該主要是針對OIO8以下的低隊列讀寫進行了優化,這一點在後面的ezFIO測試結果圖表中可以觀察得更明顯。

專業向測試

1.全盤讀寫&SLC Cache方案

首先對SSD進行安全擦除,然後對其進行RAW格式下的全盤容量下順序讀寫測試(128KB,Q32T1),並以曲線圖的形式爲大家展示。

順序讀取速度能維持在6780MB/s,曲線相當平穩。

而寫入曲線方面麼,就是我們之前在測試各種國產SSD時特別熟悉的三段式曲線了,SLC緩內寫入速度在5400MB/s,空盤情況下SLC緩存容量爲150GB左右,明顯是動態SLC Cache機制。

出緩後第二段進入TLC直寫速度區間,速度保持在1400MB/s左右。

最後一段爲垃圾回收階段,此時SSD一遍要寫入新數據,一遍要釋放剛纔已經填滿SLC緩存進行Write Back重寫入操作,所以性能損失較大,速度降低至500MB/s左右。

2.SLC緩外4K隨機讀取性能

SSD的隨機存取性能是影響我們日常使用流暢性的關鍵。雖然SSD的真實運行過程是各種粒度、各種讀寫比例混雜的複雜流程,但是從4K小粒度隨機讀寫的性能中,我們可以管中窺豹。

像CrystalDiskMark這類測試軟件,在進行測試前會先向SSD中寫入一個測試文件,然後在這個測試文件的範圍內進行一系列讀寫操作。

這也意味着測速結果都是基於剛剛寫入SLC Cache中的狀態,又由於SLC Cache對於FTL的精簡效應等優勢,在此範圍內無論順序還是隨機讀寫都會有所加成。

一般來講,SSD主控會隨着時間推移,將這部分數據釋放到TLC區域內,只不過各家主控和固件不同,釋放SLC Cache的積極性也有所區別而已。

我們日常使用電腦時,打開軟件或者加載遊戲等操作,所訪問的基本都是已經被挪出SLC Cache外、TLC區域內的數據:

在這種情況下,我們在進行兩遍128K Q8T1填盤預處理的前提下,對華爲eKitStor Xtreme 200進行10min的Q1T1 4K隨機讀取測試,測的平均讀取速度爲36.02MB/s,繪製曲線如下(這個性能和之前我測試過的致態TiPlus7100、雷克沙ARES基本差不多):

 

3.4K隨機長時間寫入測試

之前有人懷疑華爲這塊盤是企業級SSD,雖然以上的測試已經證明了其實它就是消費級的性能水準,但是我還是有點好奇,華爲是否對這塊SSD進行了專門調校,以適應政企等商用數據中心環境。

像數據中心特別關注的,是SSD在連續運行的情況下,還能穩定地輸出多少性能。用術語來說,就是需要考察SSD的“穩態”(Steady State)性能。

這裏簡單科普下,一個SSD在正常工作期間會經歷三個階段,參考SNIA的提法,分別是:

FOB(Fresh Out of the Box):就是全新的、剛開封的盤。經過安全擦除的SSD也近似於FOB狀態。這個時候的盤所有的頁都是空白的,任何寫入操作都可以直接進行編程,不需要考慮擦除、垃圾回收等操作的影響。消費類SSD的標稱性能都是處於這個狀態。這個階段的測試成績可以看做是養精蓄銳之後的衝刺,漂亮,但不可持續。

Transition:過渡或者轉換狀態。這個狀態的性能會明顯低於全新時的表現,但是又高於穩定態。不同的SSD在這個階段的性能表現和持續時間差異較大,這與主控、固件、介質都有關係。隨着技術進步,較新式的數據中心SSD會比早期的SSD更容易度過這個階段。這個階段可以看做是跑步期間休息了一會兒,再次跑起來的時候顯得還比較輕鬆,但也不可持續。

Steady State:穩定態或穩態。測試成績比之前的要低,但波動不大了,譬如連續五次測試的平均性能變化不超過20%。這是長跑的真正狀態,呼吸節奏均勻,對肌肉痠痛已經麻木,配速比較穩定。隨着時間持續,性能可能會進一步下降,但變化比較平緩。

對於數據中心的服務器而言,SSD進入穩態後的數據纔是有參考價值的。由於SSD在標稱容量之外,還有一些保留的空間(OP),所以,爲了在測試時確保所有頁被寫入,設計的寫入量一定要明顯大於標稱容量,通常操作就是直接滿盤寫兩遍進行預處理。

大多數普通消費級SSD在預處理後再進行測試,是無法進入穩態的。具體表現是,在經過順序寫入填盤兩遍後,再進行4K隨機寫入填盤過程中,寫入性能急速下降,甚至填盤一遍都需要動輒上百小時,這基本上已經可以認爲無法完成測試了。

一般來講,只有極少數消費級有緩旗艦盤才能勉強進入穩態。

這裏出於興趣,我對華爲這塊SSD進行兩次128K Q8T1填盤後又進行了60分鐘的Q1T1 4K隨機寫入測試,意外地發現,這塊無緩盤好像能勉強進入穩態啊,在國產無緩SSD中算是很給力的了:

但是有一說一,它的穩態並不是真的穩,可以看到在第三段,進入疑似穩態後的離散程度依然比較明顯;而且此時的平均寫入性能其實不太好看,平均只有13K IOPS左右的樣子。

按B站UP主HOMOLAB的說法,大致相當於2012年企業級SATA SSD的水平,比PC801的18K IOPS穩態性能略低了一點兒。

不過不管咋說,雖然不如專業的企業級SSD穩定,但是在無DRAM顆粒得情況下也有這個表現,這一點倒是比普通的國產無緩盤強得多,也從側面說明這塊SSD的固件調校策略確實是和普通消費級SSD不太一樣。

4.ezFIO測試結果

接下來放出Ubuntu平臺下的ezFIO測試結果,在不對SSD進行分區的情況下排除了文件系統的影響,方便大家參考(華爲 eKitStor Xtreme 200能堅持完成整個測試流程就已經很讓人驚訝了,在國產無緩盤中沒幾款能做到這一點)。

可以看到在ezFIO的測試中,華爲 eKitStor Xtreme 200的長時間穩定測試表現一般,平均IOPS在13.8K IOPS左右,變異係數高達15.91%。

變異係數其實就可以理解爲上圖中的離散程度,這個數值越低,代表進入穩態後的性能一致性越高、讀寫越穩定,一般正經企業級SSD的變異係數能控制在2%以下,像下圖中傲騰905P這類怪物更是能保持在不到1%的水平。

從7讀3寫的4K混合成績來看,華爲這塊盤隊列深度增加時的性能提升不大,其實這也可以理解,畢竟使用的只是一枚4通道的消費級主控而已。

其餘的參數就不贅述了,大家可以自行查看下圖的結果,根據自己需要找對應數據。

 

 

總結

到這裏,本次測試就告一段落,我們來做個總結吧。

首先肯定的一點是,華爲 eKitStor Xtreme 200這塊盤肯定不是有些朋友猜想的企業級SSD,從0%的二級OP預留到無DRAM的硬件方案,再到SLC Cache的應用和實際的性能表現,都標誌着這是一款純血的消費級無緩SSD,就是我們熟悉的配方、熟悉的味道。

對於民用用戶來說,其性能其實中規中矩,說不上特別優秀,但是也絕對不差,你就當它是致態TiPlus7100、佰維NV7400、海康C4000這類國產標杆SSD來看待就行。

當然,在測試過程中依然可以看到,華爲對於這款SSD進行了特殊的固件調校,在“軟實力”方面比普通國產SSD還是更強的。

它不僅混合讀寫的性能要比普通無緩SSD更強一些,而且以無緩之身竟然能挺下來ezFIO的測試,在60min的長時間4K隨機寫入測試中還能勉強進入穩態,一般的國產無緩SSD可是做不到這一點。

就我個人測試下來的感覺來說,華爲 eKitStor Xtreme 200這款SSD的適用場景,似乎是性能和穩定性需求略高於民用設備、而又弱於正經數據中心的中間狀態。

最後來談談這款SSD在華爲坤靈官網上的標價,這也是很多朋友嘲諷的一點,個人感覺其實大可不必。

首先這款SSD是針對供銷商,並不會對普通消費級市場發售,只會提供給供銷商而已,其實跟個人用戶沒啥關係,咱們在電商平臺上也買不到官方發售的產品。

其次,官網的標價只是個參考,實際採購價格肯定會比這更低。稍微有點社會經歷的朋友都知道,本身這類OEM業務就要附贈隨時質保、技術支持等服務,和零售市場的售價並不是一個考量標準。另外公開參考價格掛得高高的,也方便實際做項目的時候議價,否則採購中心在網上一查發現價格不對勁,那真就不好供貨了。

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