PCIe4.0&Xtacking 2.0——致態TiPro7000 1TB首發評測

作者:不懂固態的學僧

一、前言

作為國內的主流NAND Flash原廠廠商,長江儲存自從其推出基於Xtacking架構的NAND產品,就備受國內市場關注,64Layer 3D TLC產品(Xtacking1。0)則是在一年前實現了大規模的出貨,廣泛應用於商用級以及消費級產品。

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由於採用Xtacking結構的NAND產品較為新穎,在電氣效能方面還有許多待改進的地方,這也對下游的主控適配廠商帶來了不小的挑戰,但其顆粒效能和壽命仍然有接近主流原廠的能力,受到了市場廣泛的推崇。特別是其顆粒高達3000PE的耐用度和甚至超過了某些原廠的顆粒效能,從而使採用長江儲存顆粒的SSD可以擁有超過主流水平的TBW和頻寬、直寫效能等,受到了某些重度使用使用者的好評。

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基於新架構的長江儲存顆粒自從面世就有著高密度、高速率、高品質的特點,筆者曾也為探尋其顆粒結構和優勢所在,對長江儲存的64Layer顆粒進行了光學顯微鏡和電學顯微鏡的表徵,如下圖所示。光鏡和電鏡影象顯示,長江儲存顆粒在平面上以2Plane形式分佈,而在縱向截面圖下顆粒堆疊呈傾斜分佈,且共有72Layer,筆者猜測多出的8Layer為工藝製程的冗餘,用於確保顆粒具有64Layer的可用NAND單元。

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Xtacking技術透過在兩片晶圓上獨立製作CMOS外圍電路和NAND儲存陣列,再透過金屬線進行鍵合,相比傳統架構減小了外圍電路所需空間,簡化了工藝,擁有更高的效能、可靠性和儲存密度。

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相比於128Layer 3D QLC的產品,新一代TLC NAND Flash的容量規格僅有512Gb一種,其公開的規格資料如圖所示。在封裝規格上與上一代相同,仍為BGA132/BGA272;

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按照常規封裝QDP/ODP/HDP,512Gb的Die理論上可能存在單顆容量256G至1T的快閃記憶體顆粒。作為長江儲存旗下的SSD品牌致鈦此前已釋出了基於64Layer TLC的NVME SSD PC005和SATA SSD SC001、PSSD 木星10,筆者此次有幸參與了致態TiPro7000 PCIE4。0 SSD的首發評測。作為長江儲存致態原廠釋出的首款基於Xtacking2。0技術的SSD,它搭載了來自英韌科技的IG5236主控和長江儲存第三代3D NAND高品質TLC顆粒,單Die容量512Gb。

二、開箱&外觀

包裝&盤體:

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總的來說,致態新品外包裝和盤體標籤佈局延續了上一代產品的簡約風格,除了原廠Xtacking標識外,包裝上還有最高速度7400MB/s和PCIe4。0、內含散熱器的標識;在配件方面除了常規的說明書和附送螺絲外,還附送了原裝的可拆卸散熱器及其配套螺絲、安裝說明,官方宣稱該散熱器可降低約30的使用溫度。

撕開貼紙可以看到,產品NAND顆粒編號為YMN09T1C1B1HC6C,單顆容量為256GB,單Die 512Gb,QDP封裝,雙面四貼設計,顆粒頻寬1600MT/s。

DRAM來自三星,編號K4A4G165WE-BCRC,為21年25周出廠,型號為三星 E-DIE,單die容量256Gb,HDP封裝,DDR4 2400MHz速率,工作電壓1。2V,封裝規格96FBGA,工作溫度範圍0-85,共使用兩顆。

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主控是來自英韌科技的IG5236CAA,該主控是定位於高階家用和資料中心級別的主控,PCIE4。04速率,NVME1。4協議,理論引數如圖所示。該主控採用包括AES、國密標準SM2/3/4、SHA、RSA、ECC、CRC和端到端資料保護在內的多種資料加密和保護機制,實現了最高級別的安全效能;英韌科技除這款產品外還有包括PCIE3。0速率的Dramless產品和PCIE4。04速率的企業級資料中心主控;帶dram的產品線均支援DDR3/4以及LPDDR3/4,但在支援的顆粒位寬上有區別。在製程工藝上,帶DRAM的產品為12nm FinFET工藝,無Dram的則為28nm成熟工藝。

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附送的散熱器採用螺絲固定,並贈送了對應的雙面導熱矽膠,不影響保修;後續筆者將對該散熱器的表現進行詳細測試。

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三、基本資訊

按照慣例,到手上機利用CDI 查詢硬碟的基本資訊:

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CDI抓取到的smart的資訊較為有限,故使用smartmontools進一步抓取主控的smart資訊。如下所示:

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由smartmontools抓取到的資訊可知,該硬碟僅有一個溫度感測器。由抓取到的Supported Power States可知,致態TiPro7000搭配的IG5236主控PS0最大功耗為3。5W。

在本次測試中,筆者透過Flash ID獲得了更為具體的顆粒資訊:

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致態TiPro7000採用了長江儲存第三代3D NAND高品質TLC顆粒,單Die 512Gb,實際接駁了16CE通道,主控最大支援32CE,即2T版本效能可能將還有一個跨越。

四、測試平臺及設定

Hardware:AMD Ryzen 3700X @ 4。4GHz

Motherboard:Micro Star X570 Gaming Plus(BIOS Verizon:7C37vAE)

Software:Windows 10 Professional 20H2 / Centos 8。4。2105

Heatsink:自帶

IO Interface:M2_1 slot (From AMD Processor)

裸盤(Without Heatsink):即裸盤;帶散熱器(With Heatsink):在裸盤的基礎上加裝自帶散熱器。

由於測試採用的是AMD平臺,相關測試資料可能偏低

五、基本效能測試

① Without Heatsink

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② With Heatsink

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透過簡單對比後可以發現,致態TiPro7000加和不加散熱片跑分幾乎相同,出現的讀寫波動可視為誤差忽略不計。同時根據HD Tune的結果來看,TiPro7000的SLC Cache超過了200g,懷疑為典型的全盤SLC模擬韌體策略,後續會進行進一步的驗證。

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PCM8的測試可近似認為硬碟在輕度負載下的效能表現,因此筆者透過HWINFO軟體記錄PCM8測試過程中的TiPro7000的溫控情況(此時為裸盤狀態),最高溫度為48(室溫15左右),由於採用的是開放式平臺,溫度資料僅供參考。

六、小結

1、致態TiPro7000的PCB佈局採用了雙面四貼的設計,最大容量可達2TB,彌補了上一代產品的不足;

2、致態TiPro7000在Windows下的常規效能上表現不錯,能夠達到或超越主流PCIe4。0的效能水平;

3、採用了全盤SLC模擬策略,理論上會影響快取外的讀寫效能,實際的效能將在下篇作進一步展現。