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黑標再現——WD BLACK™ PCIe SSD

3C 資料儲存媒體由電子式裝置來取代機械式裝置已為大勢所趨,此一現象亦加速了儲存媒體市場之區塊挪移與整併。硬碟巨擘 Western Digital(後簡稱 WD)在完成了對電子儲存大手 SanDisk 之併購之後,之前已率先推出了 WD BLUE™ PC SSD(藍標SSD)及 WD GREEN™ PC SSD(綠標SSD)來因應市場上入門與一般使用之需求。

而針對於市場上進階使用之需求,WD 慣以 Black™(黑標)系列來進行相對之市場定位。在電腦 3C 消費大眾之引頸長盼之下,WD Black™ PCIe SSD 終於於日前面世。於此特取得 Black™ PCIe SSD 全系列各容量之一手新品,針對其進行各項基本測試,並將其結果與消費者共饗之。

WD Black™ PCIe SSD

WD Black™ PCIe SSD 之外包裝與先前上市之 BLUE™ PC SSD 與 GREEN™ PC SSD 之外觀風格同出一轍,為軟殼外盒包裝,標明系列別、容量,以及保固年限。

外盒背面有別於先前之產品,原先揭示各色系家族之市場定位等資料並未再現。而轉為強調 M.2 PCIe NVMe SSD 作為系統碟,搭配大容量之傳統 HDD 作為資料碟,而躋身為進階效能之理想組合。

WD Black™ PCIe SSD 家族目前囊括兩種容量:256G 與 512GB。SSD 本體為 M.2 2280 形式,PCIe NVMe 介面,最高傳輸協定可達 PCIe 3.0x4。考量若採用 SATA 介面有可能因能所提供之最大頻寬有限,造成效能瓶頸之因素,此次黑標 SSD 系列並未包含 SATA 介面之類型。

在此將原廠公布之性能諸元表列如下:

容量256GB512GB
型號WDS256G1XOCWDS512G1XOC
控制器Marvell 88SS1093Marvell 88SS1093
記憶體顆粒SanDisk 15nm Toggle TLCSanDisk 15nm Toggle TLC
介面PCIe 3.0x4PCIe 3.0x4
最高循序讀寫速度2050/700 MB/s2050/800 MB/s
最高隨機讀寫IOPS170,000/130,000 IOPS170,000/134,000 IOPS
最高寫入資料量80 TBW160 TBW
MTTF1,750,000 小時1,750,000 小時
保固五年有限保固五年有限保固

測試環境

測試平台之規格:

考量為避免不同主機板上 CPU 之節能設置之不同而干預 SSD 運作等非客觀性因素,於測試時 BIOS 中之 C1E、C3/C6 及 CPU EIST 節能功能皆設定為關閉狀態,以降低測試平台本身所帶來之誤差。測試平台之作業系統皆更新至最新狀態。

WD Black™ PCIe SSD 256GB 基本效能測試

由 CrystalDiskInfo 可得知 WD Black™ 256GB 於測試平台中,其所支援之最高協定模式,以及實際運作之模式,皆為 PCIe 3.0x4。

AS SSD Benchmark 測試

AS SSD Benchmark 基本測試循序讀取 1343.17 MB/s、寫入 682.35 MB/s。4K 讀取 45.85 MB/s、寫入 138.02 MB/s。 相較之前測試 WD BLUE™ PC SSD 500G 之結果(循序讀取 479.65 MB/s、寫入 496.66 MB/s。4K 讀取 39.56 MB/s、寫入 114.07 MB/s),WD Black™ 256GB 之各項表現皆大幅超越後者。

使用 AS SSD Compression-Benchmark 測試之結果顯示,WD Black™ 256GB 因其所使用之主控 Marvell 88SS1093 並未採用即時壓縮演算之方式,以此於不同壓縮比例之傳輸數據皆呈現相近之最高傳輸速率。此外,拜充足之快取以及 WD 良適之韌體調校之故,WD Black™ 256GB 之讀寫曲線十分平順,並未有大幅波動之現象。

Anvil's Storage Utilities 測試

Anvil's Storage Utilities 測試顯示 4MB 區塊之循序讀取 1770.10 MB/s、寫入 697.55 MB/s。4K 讀取 45.68 MB/s、寫入 138.08 MB/s。與 AS SSD Benchmark 之結果差異不大。

CrystalDiskMark 測試

CrystalDiskMark 測試結果 1GB 區塊 QD32 循序讀取 2142 MB/s、寫入 718.5 MB/s。4K 讀取 49.79 MB/s、寫入 164.3 MB/s。而 zero fill 測試結果亦十分相近,再度驗證 WD Black™ 256GB 所採用之控制器並不會針對資料進行壓縮加速。

TxBENCH 測試

TxBENCH 測試結果 128KB 區塊 QD32 循序讀取 2046.882 MB/s、寫入 727.376 MB/s。4K 讀取 47.718 MB/s、寫入 142.848 MB/s。

AIDA64 Disk Benchmark 線性測試

考量現下 採用 TLC NAND 之 SSD 多會採用 SLC 快取來加速小檔傳輸以提升效率之故,又復以使用者偶有大型檔案讀寫之需求。特以 AIDA64 Disk Benchmark 進行各項測試,來體現大檔連續存取之實際表現。於各項測試中,傳輸區塊大小設定皆設為自動。

於 AIDA64 Disk Benchmark 之線性讀取測試結果顯示,當傳輸區塊大小設定為自動之模式之下,測試之最終傳輸區塊大小為 4MB,且平均讀取速度為 2009.7 MB/s。

於線性寫入部分,測試之最終傳輸區塊大小為 64KB,且平均寫入速度為 214.5 MB/s。

AIDA64 Disk Benchmark 隨機測試

於 AIDA64 Disk Benchmark 之隨機讀取測試結果顯示,測試之最終傳輸區塊大小為 64KB,且平均讀取速度為 960.4 MB/s。全區塊之表現皆十分一致。

於隨機寫入部分,測試之最終傳輸區塊大小為 64KB,且平均寫入速度為 179.5 MB/s。而於前 60% 之區塊範圍時,隨機寫入速度皆貼近於 215 MB/s,超過 60% 時,則產生大幅上下波動之現象。

AIDA64 Disk Benchmark 存取延時測試

於 AIDA64 Disk Benchmark 之寫入延時測試結果顯示,測試之最終傳輸區塊大小為 64KB,且平均寫入延時為 0.03 ms。全區塊之表現皆十分一致。

於寫入部分,測試之最終傳輸區塊大小為 64KB,且平均寫入延時為 0.17 ms。而全區塊皆約略於 0.1ms 至 0.3ms 之範圍內上下波動。

WD Black™ PCIe SSD 512GB 基本效能測試

接下來換用同系列 512GB 之型號進行相同測試。由 CrystalDiskInfo 可得知 WD Black™ 512GB 於測試平台中,其所支援之最高協定模式,以及實際運作之模式,亦皆為 PCIe 3.0x4。

AS SSD Benchmark 測試

AS SSD Benchmark 基本測試循序讀取 1327.72 MB/s、寫入 794.90 MB/s。4K 讀取 45.75 MB/s、寫入 139.70 MB/s。 其中循序讀取及 4K 讀寫之測試結果皆與同系列 256GB 表現相近,而循序寫入部分則再有所提升。

使用 AS SSD Compression-Benchmark 測試之結果顯示,因 Marvell 88SS1093 主控並未採用即時壓縮演算之方式,以此於不同壓縮比例之傳輸數據皆呈現相近之最高傳輸速率。此外,WD Black™ 512GB 之讀寫曲線亦十分平順,並未有大幅波動之現象。

Anvil's Storage Utilities 測試

Anvil's Storage Utilities 測試顯示 4MB 區塊之循序讀取 1505.88 MB/s、寫入 808.85 MB/s。4K 讀取 45.88 MB/s、寫入 142.08 MB/s。相較於同系列 256GB 所得之結果,有可能受對外頻寬之限制,當循序寫入有所提高時,循序讀取之效能反而受擠壓而略有下降。

CrystalDiskMark 測試

CrystalDiskMark 測試結果 1GB 區塊 QD32 循序讀取 1934 MB/s、寫入 842.0 MB/s。4K 讀取 49.64 MB/s、寫入 163.6 MB/s。而 zero fill 測試結果亦十分相近,再度驗證 WD Black™ 256GB/512GB 所採用之控制器並不會針對資料進行壓縮加速。

TxBENCH 測試

TxBENCH 測試結果 128KB 區塊 QD32 循序讀取 1865.104 MB/s、寫入 838.468 MB/s。4K 讀取 47.789 MB/s、寫入 144.390 MB/s。

AIDA64 Disk Benchmark 線性測試

於 AIDA64 Disk Benchmark 之線性讀取測試結果顯示,測試之最終傳輸區塊大小為 4MB,且平均讀取速度為 1976.6MB/s。與 256GB 容量者之結果相去不大。

於線性寫入部分,測試之最終傳輸區塊大小為 512KB,且平均寫入速度為 381.3 MB/s。其結果較 256GB 者為佳。

AIDA64 Disk Benchmark 隨機測試

於 AIDA64 Disk Benchmark 之隨機讀取測試結果顯示,測試之最終傳輸區塊大小為 64KB,且平均讀取速度為 954.4 MB/s。全區塊之表現皆十分一致,且表現與 256GB 容量者亦十分接近。

於隨機寫入部分,測試之最終傳輸區塊大小為 64KB,且平均寫入速度為 418.3 MB/s。而於前 10% 之區塊範圍時,隨機寫入速度皆貼近於 800 MB/s,而後 90% 之區塊表現則在 385MB/s 左右。整體隨機寫入表現仍較 256GB 者較為佳。

AIDA64 Disk Benchmark 存取延時測試

於 AIDA64 Disk Benchmark 之寫入延時測試結果顯示,測試之最終傳輸區塊大小為 64KB,且平均寫入延時為 0.03 ms。全區塊之表現皆十分一致。

於寫入部分,測試之最終傳輸區塊大小為 64KB,且平均寫入延時為 0.08 ms。而整碟前期之寫入延時約為 0.05 ms,後期則緩慢趨近於 0.10 ms。

進階效能測試

在此進一步將 WD Black™ 256GB 與 WD Black™ 512GB 之測試結果進行交叉分析,所得之結果分述如下:

循序讀寫傳輸率

交叉比對兩者於 AS SSD Benchmark 循序讀寫之測試結果可得知,在讀取部分,256GB 與 512GB 之 WD Black™ PCIe SSD 其效能上限皆位於 1300 MB/s 附近。而在寫入部分,512GB 之最高循序寫入表現要較 256GB 為之更優。

4K讀寫傳輸率

WD Black™ PCIe SSD 系列於不同容量產品其 4K 讀寫結果皆十分相近,其微小差異來自於測試誤差。而 45/140 MB/s 之 4K 讀寫速度的確具備了不凡之性能優勢。

佇列深度比較

比較不同容量之佇列深度測試結果,可得知在讀取狀態之下,256GB 與 512GB 兩者之佇列表現皆十分貼近。

在寫入部分,512GB 較 256GB 之 WD Black™ PCIe SSD 有更佳之佇列表現,其可承受更高之同時佇列寫入需求。

ATTO Disk Benchmark——Neither 測試模式

以ATTO Disk Benchmark 於 Neither 測試模式可得知,256GB 與 512GB 兩者之最高傳輸速度在讀取部分皆貼近於 1450 MB/s;在寫入部分 512GB 容量之 WD Black™ PCIe SSD 其傳輸上限約為 826 MB/s,而 256 GB 容量之型號則為 725 MB/s。傳輸速度並不會因為佇列深度設定,而產生在傳輸區塊超過一定程度時之降速影響。

由以上數據另行繪製性能相較圖,可得之 WD Black™ PCIe SSD 無論其容量為 256GB 或 512GB,皆有相近之讀取性能。

於寫入部分,兩者之性能曲線在傳輸區塊於 32KB 以下時,有相仿之表現。但當傳輸區塊再行提升時,256GB 效能之牆略低於 512GB 之表現。

ATTO Disk Benchmark——I/O Comparison 測試模式

以ATTO Disk Benchmark 於 I/O Comparison 測試模式可得知,256GB 與 512GB 兩者之最高傳輸速度在讀取部分皆貼近於 1310 MB/s;在寫入部分 512GB 容量之 WD Black™ PCIe SSD 其傳輸上限約為 828 MB/s,而 256 GB 容量之型號則為 723 MB/s。

ATTO Disk Benchmark——Overlapped I/O QD8 測試模式

以ATTO Disk Benchmark 於 Overlapped I/O QD8 測試模式可得知,256GB 與 512GB 兩者之最高傳輸速度在讀取部分皆貼近於 1541 MB/s;在寫入部分 512GB 容量之 WD Black™ PCIe SSD 其傳輸上限約為 827 MB/s,而 256 GB 容量之型號則為 720 MB/s。

完成體現全產品線之需求,兼具效能與穩定性之選擇

由以上之測試吾人可得知,WD Black™ PCIe SSD 其表現卻較同門一般市場面象之 WD BLUE™ PC SSD 系列要優越許多。其也確實能呼應黑標系列針對於進階使用者之市場定位。而 WD Black™ PCIe SSD 其所搭配之 Marvell 88SS1093 與 SanDisk 15nm Toggle NAND 之組合,再加上 WD 獨門之韌體調教技術,亦的確提供了十分穩定之效能展現。整體而言,WD Black™ PCIe SSD 給予使用者一兼具效能與穩定性之合適選擇。

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