[固态硬盘] PCIe 4.0 消费级准天花板——SK Hynix Platinum P41 2T评测[第1页]

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[固态硬盘]PCIe 4.0 消费级准天花板——SK Hynix Platinum P41 2T评测[第1页]

作者:无谓丶shunny

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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之一。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领域也有多年的耕耘。
海力士（SK Hynix）的消费级产品Gold P31近些年在国内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，而在今年年初的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。本次笔者通过朋友帮忙在美亚海淘代购，购入了这片Platinum P41 2T产品，让我们一起来看看，在即将来临的PCIe 5.0时代，PCIe 4.0的Platinum P41又有怎样的表现呢？

前排顺便990Pro马上出了，感觉P41要退位了

二、开箱&外观
包装：

主控：

Dram：
颗粒：
PCB：

P41的外包装延续了海力士以往P31产品的包装风格，内置了环保内衬。开箱时，一度让我产生了一个错觉：我盘呢？我盘没了？

PCB采用了单面双贴布局，主控、Dram、NAND都来自海力士自家生产。
主控代号为ARIES白羊座主控，编号为ACNS8075 PMT762.00S-1，生产周期为22年14周，采用了TSMC台积电的12nm工艺，支持1600MT/s的IO速率。
Dram颗粒编号为H9HCNNNBKUMLXR-NEE，查询相关资料可知是一颗LPDDR4 DDR4-426616Gb，容量为2048MB的颗粒。
NAND编号为H25T3TCG8CX590，为海力士的SK 4D V7 176L层颗粒，单颗1TB，IO速度1600MT/s，刚好搭配了主控的最大IO速率。
由于近期全国范围内的高温，为了避免硬盘过热，笔者自费购入了乔思伯（Jonsbo）M.2-10的一款带风扇的主动散热器。

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，基本上高性能的PCIe 4.0 带Dram缓存盘PS0数值均在这个值左右。
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。

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

五、基本性能测试

在Windows下对Platinum P41 2T进行了CDM/ASS/HD Tune/PCM8/3D Mark的测试，仅供参考
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。

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P41的缓外速度在1750MiB/s左右，且在后半段写入速度略有提升，深得Samsung 980 Pro的真传；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。

(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。

(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。

(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，再次深得Samsung 980 Pro的真传。

(6)稳态顺序读写
根据SNIA发布的《Solid State Storage Performance Test Specification》中写道，固态一般分为以下三个阶段：FOB、Transition和Steady State。

故在此阶段，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32Die，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。

(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，同时前段时间华东地区大范围的高温，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。

由于笔者在测试初期并未直接采用Jonsbo M.2-10 Radiator散热器，同时前段时间华东地区大范围的高温，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。

七、总结
1、虽然海力士的Platinum P41 2T姗姗来迟，但在目前当下PCIe 4.0消费级硬盘里边，仍具有不俗的性能表现；
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%）延迟表现较差；
3、颗粒虽然采用了SK Hynix 4D V7 176Layer颗粒，但并未在Platinum P41 2T上发挥出较高的水准；同时笔者认为此次海力士Platinum P41采用的4D V7 176Layer颗粒写入性能跟三星的980 Pro采用的3D V6 136Layer颗粒并没有拉开较大的差距；
4、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；
5、Platinum P41在国内并未有正规的销售渠道，需要通过一些特殊的渠道购买（海淘/代购等），且该盘在国内没有售后支持。

（一直以为三星的990 Pro会是PCIe 5.0，于是写本期文案初期想把SK Hynix Platinum P41定义成PCIe 4.0消费级的天花板，结果哪知道990 Pro还是PCIe 4.0，害得我连夜改文案）

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