不掉速黑科技揭秘，美光MX300固態硬碟

當前TLC顆粒已逐步取代MLC顆粒成為固態硬碟市場的主流，甚至在一些品牌中TLC顆粒也應用在中高端產品里，如這款美光MX300固態硬碟。不過TLC SSD普遍存在緩存空間不大，會逼迫主控將數據直接寫入到TLC快閃記憶體中，導致寫入速度大幅降低的問題。那麼作為定位較高的美光MX300是否還會存在這個問題呢？

首先讓我們看看美光MX300固態硬碟的硬體配置，在本次測試的這款美光MX300 750GB SSD上，它採用了來自MARVELL的 88SS1074主控晶元。這顆主控採用28nm CMOS工藝製造，四通道讀寫設計，可支持15nm的SLC/MLC/TLC，還支持對於TLC SSD來說比較重要的NANDEdge糾錯和LPDC低密度奇偶校驗技術，同時它還整合了DEVSLP低功耗技術以及AES-256加密技術。

值得一提的是，MARVELL 88SS1074支持3D堆棧快閃記憶體，而這款MX300也採用了美光3D TLC快閃記憶體。單顆Die的容量就可達到48GB，這不僅能提升SSD的性能，更能降低晶元佔用面積，提高存儲密度，降低成本。MX300 750GB PCB上一共板載8顆快閃記憶體晶元，每顆晶元容量為96GB，封裝模式為每顆晶元兩顆die。此外，MX300 750GB SSD還配備了美光1GB LPDDR3內存顆粒作緩存，用於存放FTL映射表。

PCB板正反面總計搭載8顆3D TLC快閃記憶體顆粒，此為美光32層堆疊3D NAND。

接下來我們採用基於Core i7-7700K處理器、Z270主板、GeForce GTX 1080顯卡的平台對它進行了測試。首先我們還是通過大家最為熟悉的AS SSD軟體測試了固態硬碟的基準性能。

從測試結果來看，美光MX300 750GB的連續讀寫速度都逼近500MB/s，同時高隊列深度隨機4KB讀取性能也突破了90000IOPS。唯一有所不足的就是在QD1低隊列深度下的隨機4KB讀取性能表現略有不足，傳輸速度只有22.42MB/s，即不到6000IOPS。

當測試文件提升到10GB後，我們驚訝地發現這款採用TLC顆粒的SATA SSD仍然沒有出現掉速，其連續寫入速度還是接近500MB/s。而大部分普通TLC SSD在使用大容量測試文件時，因為寫入容量超出緩存容量，必須將數據直接寫入到TLC快閃記憶體上，其寫入速度都會出現大幅降速。這款美光MX300到底採用了什麼黑科技？還是我們測了一個「假」的TLC SSD？

接下來在從頂級的英特爾750 NVMe MLC SSD向美光MX300 SSD寫入24.5GB影音文件時，其平均寫入速度仍可達到478.33MB/s，不到1分鐘就可完成任務。這一成績甚至優於一些NVMe TLC SSD，這些產品在執行類似大容量寫入時，會由於緩存耗盡，寫入速度降至400MB/s出頭，甚至400MB/s以內。同時在隨機小文件寫入上，這款產品也有不錯的表現，寫入10.8GB《英雄聯盟》遊戲文件的平均速度達到100.48MB/s，普通TLC SSD在進行類似任務時，寫入速度往往會跌入到100MB/s以內。

可以說美光MX300 SSD的表現，特別是寫入性能上更像是一塊MLC SSD，難道它採用的是MLC顆粒？答案顯然是否定的，它的確用的是3D NAND TLC，而通過HD TUNE PRO 5.5全盤寫入測試，答案一目了然。從HD TUNE PRO寫入曲線圖可以看到，原來MX300採用了全盤緩存技術，也就是美光所說的Dynamic Write Acceleration動態寫入加速技術，將全部空白快閃記憶體都用來模擬成MLC顆粒（從寫入速度衰落時間點推測）的工作模式，即每單元存入2bit數據。寫入數據先存入到這些模擬MLC緩存中，在固態硬碟處於閑置工作狀態時，再將數據存入以TLC模式工作的快閃記憶體中。但問題在於TLC顆粒每單元存入的是3bit數據。因此全盤空白快閃記憶體模擬為MLC顆粒後，緩存的容量只有可用容量的2/3，所以MX300的寫入速度掉落點就在其可用容量的接近2/3處。

藉助動態加速寫入技術，在HD TUNE全盤寫入測試中，MX300寫入速度可以長時間保持在接近350MB/s，全部空白快閃記憶體均用於緩存，直至緩存寫滿，在其總容量的約2/3處才掉速，可以有效延長掉速時間。

也就是說如果MX300的可用容量被消耗掉2/3後，才會出現緩存寫滿的情況。此時如果主控繼續向SSD寫入數據，才會發生一邊直接寫入到TLC快閃記憶體顆粒，一邊轉移先前緩存數據到TLC快閃記憶體，大幅掉速的現象。這也就意味著在空盤初始狀態下，MX300 750GB的緩存容量可達約750GB×2/3=500GB。因此在一般的文件寫入、測試時普通用戶很難看到它會掉速。顯然相比普通TLC SSD採用2GB～10GB左右固定大小緩存的作法，這樣的緩存機制更加聰明，也能帶給用戶更好的體驗。

而在側重讀取性能的遊戲應用中，美光MX300 SSD也有不錯的表現——僅需12.15s就可完成《坦克世界》的啟動；僅需7.6s就能完成《使命召喚：無限戰爭》的關卡載入，使得這些遊戲大作的啟動就像打開一款手機輕遊戲一樣快捷、方便。同時PCMark 8存儲性能測試4919分的成績也顯示在日常消費級應用中，它也有較好的表現。如Adobe InDesign、After Effects的任務讀寫時間只比高端MLC SSD飢餓鯊VX500慢了0.6s～1.1s，差別並不大。

Crucial StorageExecutive的工具軟體，可以對固態硬碟進行安全擦除、固件升級等維護工作。

此外，我們還測試了在長時間使用後的滿盤（可用空間只剩約30GB）情況下，美光MX300 SSD的性能是否會出現掉速。而從測試來看，考慮到TLC顆粒的採用，廠商顯然不會為固態硬碟設置積極的垃圾回收策略，因此掉速是肯定存在的。在使用10GB測試文件時，連續寫入速度則會跌至285MB/s。不過方便的是，無需安全擦除，用戶只需要通過快速格式化即可一鍵將SSD的性能恢復到初始狀態。

值得一提的是，美光還提供了名為Crucial StorageExecutive的工具軟體，可以對固態硬碟進行安全擦除、固件升級等維護工作。總得來看，通過採用與眾不同的緩存機制，美光MX300 SSD可以大幅延長TLC SSD的掉速時間，提升用戶體驗效果，這類緩存優化技術值得在TLC SSD中進行大力推廣。

產品資料

可選容量：275GB、525GB、750GB

快閃記憶體顆粒：美光3D TLC NAND

傳輸介面：SATA 6Gbps

主控晶元：MARVELL 88SS1074

尺寸：2.5英寸，7mm厚度

耐久度 可寫80TB(275GB)、可寫160TB(525GB）、可寫220TB（750GB）

質保時間：3年

優點：寫入性能不易出現掉速，綜合性能表現較好。

缺點： 低隊列深度隨機4KB讀取性能一般

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