2017-07-31

伴隨著電子儲存媒體之市場需求日增，構成 SSD 之基礎儲存元件——NAND 快閃記憶體，其製程技術亦不斷地加以演進。時至今日，NAND 快閃記憶體由 2D 製程轉換至 3D 製程，已經成為各主要製造陣營之首要目標。而在擺脫了製程轉換之瓶頸後，以 3D NAND 構成之 SSD 亦紛紛面市，並成為市場之新興主流。

威剛科技(ADATA Technology)因應 3D 製程之興起，而將其 SSD 主流產品線以 3D NAND 新系列繼而代之。而其中之效能旗艦——XPG SX8000 系列，率先使用了 MLC 模式之 3D NAND 顆粒，而得以於 3D 製程所致生之高耐受性基礎上，又兼具 MLC 模式之高性能表現。

耑此特取得了 XPG SX8000 NVMe SSD 系列不同容量之產品，進行基礎與進階測試，並針對不同容量之表現加以交叉分析，使消費者能對於 MLC 3D NAND SSD 產品有更深入之了解。

XPG SX8000 系列採用第一代 IMFT 20nm 3D NAND 顆粒，此顆粒具備 MLC/TLC 雙模式，而 SX8000 特別將顆粒規劃為 MLC 來使用。更進一步地，XPG SX8000 搭配慧榮(SMI) SM2260 控制器作為解決方案。除此之外，XPG SX8000 全系列皆具備兩顆 256MB DDR3L 記憶體作為快取之用，而具有加倍之快取空間。茲將其全系列產品之規格特性表列如下：

實物開箱

XPG SX8000 NVMe SSD 之彩盒外觀除了維持 ADATA 之洗鍊設計外，亦凸顯其產品本身之特點：採用加強式低密度奇偶檢查碼運算控制模式(advanced LDPC)、具備 DRAM 快取與 SLC 模式快取，兼具資料正確性與性能加速性。

XPG SX8000 之規格型式為 M.2 2280，接腳腳位為 M key，傳輸協定最高支援 PCIe 3.0x4 模式。

除 128G 之產品為正面兩顆 3D NAND 顆粒構成外，其餘 256G/512G 之顆粒組成皆為正背面各兩顆，共四顆 3D NAND 顆粒。各產品之正面與背面皆焊有一顆 256MB DDR3L 記憶體作為快取。

測試環境

測試平台之規格：

• 中央處理器：Intel Core™ i7-7700K
• 散熱模組：Cooler Master Hyper 212X Turbo
• 主機板：ASUS ROG MAXIMUS IX HERO
• 記憶體：A-DATA XPG Z1 DDR4-3000 8G*2
• 顯示卡：ASUS STRIX GTX1080 A8G GAMING
• 系統碟：WD BLUE™ PC SSD 500G(WDS500G1B0A)
• 電源供應器：Cooler Master V750 金牌 750W
• 作業系統：Windows 10 64位元 專業版，build 14393

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。

基本測試結果

AS SSD Benchmark 測試

AS SSD Benchmark 針對 XPG SX8000 512G 基本測試循序讀取 1730.46 MB/s、寫入 1110.56 MB/s。4K 讀取 40.24 MB/s、寫入 180.63 MB/s。

使用 AS SSD Compression-Benchmark 測試之結果顯示，憑藉著充足之快取空間，XPG SX8000 512G 之讀寫曲線十分平順，且面對於不同壓縮比例之資料，其皆擁有一致之傳輸速率。

此外，AS SSD Benchmark 針對 XPG SX8000 系列各容量所得之測試結果表列如下：

Anvil's Storage Utilities 測試

Anvil's Storage Utilities 對於 XPG SX8000 512G 測試顯示 4MB 區塊之循序讀取 1523.81 MB/s、寫入 1092.85 MB/s。4K 讀取 40.37 MB/s、寫入 191.61 MB/s。循序讀取部分由前述 AS SSD Benchmark 之表現較高，但其餘交集項目之差異並不顯著，可以列入測試數據之浮動範圍內。

CrystalDiskMark 測試

CrystalDiskMark 對於 XPG SX8000 512G 測試結果多佇列(QD32)循序讀取為十分優異之 2568 MB/s、寫入 1158 MB/s。4K 讀取 44.69 MB/s、寫入 225.2 MB/s。此外，將測試資料設定為 zero fill 之結果，QD32 循序讀取 2567 MB/s、寫入 1156 MB/s。 4K 讀取 45.45 MB/s、寫入 228.5 MB/s。由以上數據顯示，測試資料之可壓縮程度並不會影響其傳輸速度。

而 CrystalDiskMark 針對 XPG SX8000 系列不同容量規格所得之測試結果表列如下：

TxBENCH 測試

TxBENCH 測試結果 QD32 循序讀取 2564.613 MB/s、寫入 1177.574 MB/s。4K 讀取 41.673 MB/s、寫入 184.573 MB/s

。

進階效能測試

ATTO Disk Benchmark——Neither 測試模式

以 ATTO Disk Benchmark 對於 XPG SX8000 512G 進行 Neither 模式測試，最高傳輸速度約為讀取 2064 MB/s、寫入 1169 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。

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

以 ATTO Disk Benchmark 對於 XPG SX8000 512G 進行 I/O Comparison Random 測試，最高傳輸速度約為讀取 1702 MB/s、寫入 1167 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。

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

以 ATTO Disk Benchmark 對於 XPG SX8000 512G 進行 Overlapped I/O QD8 測試，最高傳輸速度約為讀取 2199 MB/s、寫入 1177 MB/s。因為佇列深度設定，當傳輸區塊超過 24MB 時，傳輸速度將會大幅下降。

AIDA64 Disk Benchmark 讀取測試

以 AIDA64 Disk Benchmark 對於 XPG SX8000 系列不同容量規格所得之讀取測試結果表列如下：

由以上結果可得知，XPG SX8000 系列不同容量 SSD 於 AIDA64 Disk Benchmark 之讀取測試，均有相近之性能表現。

AIDA64 Disk Benchmark 線性寫入測試

於 AIDA64 Disk Benchmark 對於 XPG SX8000 128G 進行線性寫入測試其結果顯示，測試之最終傳輸區塊大小為 32KB，初期寫入速率約為 680 MB/s，此速率約當等於其 SLC 快取之表現。而 SX8000 擁有佔整體約 25% 容量之超大 SLC 快取空間。當 SLC 快取用盡時，因測試程式仍持續進行寫入，此時依照 SX8000 之韌體設計，其會一面進行實質寫入，一面將 SLC 快取之資料移入 MLC 區塊之中，此時寫入速率會降至 114 MB/s 左右。而後期當 SLC 快取被釋放完成時，寫入速率將回升至 220 MB/s 之水準，此速率可視為其 MLC 區塊之實際效能。

而針對於 XPG SX8000 256G 進行線性寫入測試其結果顯示，測試之最終傳輸區塊大小為 4MB，初期寫入速率約為 1104 MB/s，SLC 快取仍佔有整體 25% 容量之層級。當 SLC 快取用盡時，因持續寫入與 SLC 資料搬遷同時進行之故，寫入速率會降至 224 MB/s 左右。而後期當 SLC 快取釋放完成時，寫入速率將回升至等同於 MLC 區塊實質效能之 450 MB/s 之水準。相較於同系列 128G 之結果，可知 256G 之線性寫入效能幾達前者之兩倍。

再對於 XPG SX8000 512G 進行線性寫入測試。其結果顯示：測試之最終傳輸區塊大小為 8MB，初期寫入速率約為 1130 MB/s，SLC 快取仍佔有整體 25% 容量之水準。當 SLC 快取用盡時，寫入速率會降至 380 MB/s 左右。而後期當 SLC 快取被全數釋放時，寫入速率將回升至 885 MB/s 之 MLC 區塊實質效能。此一結果相較於前兩者，可知 XPG SX8000 256G 與 512G 之 SLC 快取效能約為同系列 128G 之 1.6 倍，此差異應與 SSD 實際所使用之通道數有關聯。而 MLC 區塊之實質效能則幾與 SSD 之整體容量呈線性正比。

AIDA64 Disk Benchmark 隨機寫入測試

於 AIDA64 Disk Benchmark 對於 XPG SX8000 128G 進行隨機寫入測試其結果顯示，其性能曲線會於 217 MB/s 附近持續上下震盪。

而針對於 XPG SX8000 256G 進行隨機寫入測試其結果顯示，其性能曲線會於 450 MB/s 附近持續上下震盪。

再對於 XPG SX8000 512G 進行隨機寫入測試其結果顯示，其性能曲線會於 900 MB/s 附近持續上下震盪，而肇因於其快取較大，以此發生震盪之區間亦隨之延後。

比較 SX8000 同系列不同容量之隨機寫入測試結果，可知其隨機寫入效能亦幾與 SSD 之整體容量呈線性正比。

系列效能測試

我們將 XPG SX8000 NVMe SSD 同系列之 128GB、256GB、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

比較三種不同容量之 XPG SX8000 於 AS SSD Benchmark 測得之循序讀寫傳輸率可得知，當容量在 256GB 以下之情況下，循序傳輸率將隨 SSD 之容量而受影響。而當容量在 256GB 以上時，循序讀寫傳輸率將不再有所上升。推測有可能是面對於高容量之 XPG SX8000，解決方案之單一佇列循序傳輸率已達系統上限，以此所得結果不再有所變動。但比對 CrystalDiskMark 之測試結果，在 QD32 多佇列條件下，XPG SX8000 512GB 之循序讀取表現仍超越同系列 256GB 之產品。

4K讀寫傳輸率

XPG SX8000 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。可以理解因 SSD 在小量存取上必需經由控制器來進行最佳化處理，以此容易形成效能瓶頸。而 4K 讀寫結果係解決方案（包含主控及針對 NAND 顆粒最佳化之韌體）本身之效能特性，基本上並不會因為 SSD 容量之不同而有所影響。

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，XPG SX8000 512G 可以承受更高之同時佇列請求，也能提供更佳之 IOPS 表現。雖然在單一佇列之 4K 傳輸率上有其系統上限，但 XPG SX8000 512G 於多佇列情況下能夠處理得更好。

在寫入部分，可以觀察到 XPG SX8000 各容量其 IOPS 效能皆十分相近。

不同傳輸區塊之比較

比較不同容量產品於 ATTO Disk Benchmark Neither 測試模式之結果，可得知於讀取狀態下，高容量之 256GB 及 512GB 在大傳輸區塊時可以有更高的傳輸率表現。而全系列在小區塊傳輸條件下，因囿於方案自身之效能，各自之表現會相近。

在寫入部分，XPG SX8000 128GB 於寫入表現上有一落差，其他容量產品於不同傳輸區塊之寫入表現皆十分相近。推測此一落差應為 128GB 之顆粒組成其通道數僅為他者之半數所致。

MLC 模式令 3D NAND SSD 兼備壽命與效能優勢

由以上之各項測試可知，XPG SX8000 NVMe SSD 的確具有水準以上之性能展現。無論於連續傳輸率、4K 隨機讀寫，以及多佇列 IOPS 能力上，SX8000 系列之各項測試結果之分布皆位居於領先族群。又復以其所採用之 3D 製程 NAND 本身物理特性之優勢，而具備超越以往 2D 製程之高讀寫耐受度。以此，於 DIY 市場中，XPG SX8000 系列之整體實力的確不容小覷。

XPG SX8000 體現了解決方案之極限

XPG SX8000 NVMe SSD 採用 SMI SM2260+IMFT 3D NAND 之解決方案，於規劃與設計上亦採用了 MLC 存取模式、加倍之 DRAM 快取以及相對充足之 SLC 快取空間。綜合以上之種種性能投注，從而使其呈現出解決方案之極致效能，也令使用者能於 TLC 成為主流之當下，能獲得一個無須妥協之選項。