固态半导体技术不被标称速度迷惑！爆肝30小时，4款“网红”SSD深度横评-资料库-上海羊羽卓进出口贸易有限公司

固态半导体技术不被标称速度迷惑！爆肝30小时，4款“网红”SSD深度横评

发布时间 : 2024-11-24

作者 : 小编

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不被标称速度迷惑！爆肝30小时，4款“网红”SSD深度横评

固态硬盘已成为现代装机的必选配件，但市面上的固态硬盘产品品类众多，性能也参差不齐，对于大多数用户来说，这种感官上的差异可能远没有机械硬盘升级成固态硬盘那般明显，在选购固态硬盘时，不仅对于PCIe3.0和PCIe4.0产品的概念较为模糊，对于各个档产品间的性能差异也可能仅停留在基准测试的成绩和软件的跑分。

那么，同为PCIe3.0或PCIe4.0的固态硬盘，不同标称速度的产品真正性能有多大差异？用户又如何针对自己的主板和应用场景选择适合自己的固态硬盘？带着这些疑问我们挑选了四款颇具代表性且自带“流量”光环的产品来为大家做一个深度的对比测试，分别是京东销量前三的三星980、三星980 PRO、西部数据SN770以及热度颇高的金士顿NV1（价格均以京东自营旗舰店为准）。

参与本次横评的三星980 PRO和西部数SN770为PCIe4.0产品，三星980和金士顿NV1为PCIe3.0产品，这四款产品均能代表PCIe3.0和PCIe4.0每档产品的性能。（价格有浮动，仅供参考）

为最大限度保证公平公正和数据准确，我们搭建了两套平台，分别对应PCIe3.0和PCIe4.0的M.2 NVMe接口。

为了全面表征一个固态硬盘的真正性能，本次的测试内容包括实际应用和理论基准两个维度出发，让大家在选购时能做到心中有数。

同时，部分PCIe3.0平台的用户可能会选购PCIe4.0硬盘作为先行升级，因此测试中我们也将三星980 PRO和西部数据SN770下放到PCIe3.0主板上，检验它们在接口带宽折半情况下的性能表现。

1 第一印象，外观设计各有千秋

参与测试的四款产品外观设计都独具特色，其中三星980 PRO和三星980均配备铜箔散热标签，可增强主控芯片和NAND颗粒的散热效果；西部数据SN770和金士顿NV1则没有任何辅助散热设计。

从背面看，四款产品均采用单面芯片设计，对于一些空间紧凑的设备有不错的兼容性。值得一提的是三星980 PRO和三星980还在NAND颗粒背部位置贴有铜箔散热标签进行辅助散热。

揭去标签后展现“庐山真面目”，可见三星980 PRO的PCB元器件最为密集紧凑，同时也是本次测试中唯一一款搭载独立缓存DRAM的产品（容量1GB），其余三款均为DRAMLess方案。

2 直面核心，主控和颗粒揭秘

三星980 PRO采用三星专为PCIe4.0定制的Elpis的主控芯片，采用8nm制造工艺，拥有5核心和8条闪存通道，支持最高支持128个队列，每队列包含了超过64000命令集，可以同步处理最高超过800万个命令。

另外，该主控芯片最大的亮点之一就是采用镀镍设计，加上铜箔散热片和三星自研的动态散热机制（DTG），形成三位一体的散热工艺，可保证SSD长时间高负荷的稳定运行。

存储芯片为三星第六代V-NAND3-bit MLC颗粒，2颗组成1TB标称容量。第六代V-NAND3-bit MLC采用三星独创的“通道孔蚀刻”技术，128层堆叠相对于上代产品在提高容量的同时也带来更高的性能。

西部数据SN770配备闪迪自研的20-82-10081-A1控制器，采用单核设计，拥有4条闪存通道，支持PCIe4.0和主机内存缓冲(HMB)技术。

存储部分采用1颗编号为0008871T00的闪迪存储芯片，经查询实为铠侠BiCS53D TLC，采用112层堆叠，单颗容量1TB。

三星980配备三星首款DRAMLess方案的Pablo主控芯片，采用双核心设计，内建4条闪存通道，支持主机内存缓冲(HMB)技术，配合Intelligent TurboWrite 2.0技术可获得更长时间的高性能数据传输速率。这颗主控芯片同样采用镀镍设计，能时刻保持在最佳的工作温度区间。

存储方面同样采用三星第六代V-NAND 3-bit MLC闪存，单颗容量1TB。因此三星980虽然是一款PCIe3.0产品，但依然保持了三星一贯的技术和品质水准。

金士顿NV1配备入门级PCIe3.0固态硬盘常用的慧荣SMI SM2263XT主控芯片，同样为DRAMLess方案，内建4个闪存通道。

存储芯片采用金士顿自封装的QLC颗粒，也是本次测试中唯一一款QLC产品，四颗组成1TB标称容量。

3 实际应用测试，最直接的感官体验

很多人会有这样的疑惑：为何某些测试能达到标称速度的固态硬盘在实际应用表现并不理想？是什么因素影响了使用体验？因此我们先从用户的实际使用场景进行测试。

A、大容量文件拷贝测试

大容量文件转移和拷贝是常见的操作，对此我们准备了25部共计508GB的蓝光电影，模拟稍微极端的场景进行测试。

经实测，三星980 PRO拷贝大量视频文件的优势尽显，无论在PCIe3.0还是4.0平台用时均比第二位的西部数据SN770节省30%以上的时间，且中间没有掉速的情况出现。而西部数据SN770在PCIe3.0平台测试成绩亚军，但尾段的缓存用尽后闪存直写速度落后三星980大约30~50MB/s。金士顿NV1由于其自身的产品定位名列最后。

B、Adobe Premiere Pro素材导入测试

对于专业的影视从业人员来说，经常要将多个大容量的文件素材导入Adobe Premiere Pro进行编辑，测试导入素材的速度是最符合应用场景的方式。该项我们准备了17个共计207GB的视频素材，并记录四款固态硬盘的导入素材用时。

通过测试结果可知，在PCIe4.0平台三星980 PRO用时略少于西部数据SN770，但在PCIe3.0平台四款固态硬盘的用时差异也非常小，可见PCIe4.0固态硬盘下放到PCIe3.0平台未必会有优势。那么在理论测试中，这四款固态硬盘的表现又如何呢？

4 理论基准测试，揭示真正性能

A、Crystal Disk Mark基准测试

用Crystal Disk Mark跑一下基准测试，可能是大部分人入手固态硬盘后要做的第一件事，就像买了新显卡就一定要跑分一样。下面分别是三星980 PRO和西部数SN770在PCIe4.0平台和四款产品在PCIe3.0平台的测试结果。

通过测试可看出四款产品的理论性能基本达到标称值，符合其产品定位。但在PCIe3.0平台，三星980 PRO和西部数据SN770受接口带宽的限制，只能发挥出PCIe3.0上限的性能。不过Crystal Disk Mark测试时间较短，并不能完整表征一块固态硬盘的真正性能。

B、iometer高阶测试

如果说Crystal Disk Mark只是开胃小菜，那么iometer才是大餐，在较重的压力之下能压榨出固态硬盘的真正性能，堪称是一面“照妖镜”。该项测试包含128KB的顺序写入和4KB的随机写入，每次测试时间1小时，同时记录每秒的数据形成折线图表。

*测试说明：

128KB顺序写入测试，能展现固态硬盘在单位时间内拷贝大体积文件时的速度变化。对于视频剪辑和建模人员来说，较高的顺序写入速度能大幅降低较大体积的素材文件拷贝和导入软件中的时间。

4KB随机写入测试可反映出固态硬盘应对大量4KB以下细碎文件的表现，尤其是对于办公和平面设计人员来说，4K性能强大的固态硬盘会极大缩短海量文档和图片的拷贝时间。

01、PCIe4.0平台

a、128KB QD32 60分钟顺序写入测试

经测试，三星980 PRO顺序写入最高达到5000MB/s，缓存写满后速度落至1800MB/s左右，随后在动态散热保护(DTG)机制作用下，逐步稳定在1300~2200MB/s区间浮动而没有出现大幅度掉速，相信配备散热片会有更好表现；

西部数据SN770最高点在4700MB/s左右，缓存写满后闪存直写掉落至500~600MB/s区间，40%后在完成GC才回升至1400MB/s左右，整体相较于三星980 PRO有较大幅度的差距。

b、4KB QD32 60分钟随机写入测试

经测试，西部数据SN770的4KB随机写入性能可以说并不能让人满意，最高速度在250MB/s左右，在20%以后速度密集区间仅在30~60MB/s；

而三星980 PRO的4KB随机写入性能最高为680MB/s左右，缓存用尽后落至最低点120MB/s左右，随后速度逐步爬升，在25%以后密集速度区间集中在220~230MB/s，领先西部数SN770高达4倍，可见其4K性能非常强大。

02、PCIe3.0平台

a、128KB QD32 60分钟顺序写入测试

该项测试的图表看起来可谓“壮观”，三星980 PRO缓存用尽后速度也有所回落，但在动态散热保护(DTG)机制下，拥有1400~1500MB/s和2000~2100MB/s两段密集的速度区间，可见在PCIe3.0平台下依然保持较高的性能水准；

西部数据SN770在PCIe3.0平台最高顺序写速达到3300MB/s，但缓存用尽后掉落至500~600MB/s，与三星980相近，完成GC后速度达到1500MB/s左右；

金士顿NV1初始速度在1750MB/s左右，缓存用尽后掉落至200~400MB/s区间并相当长时间保持稳定，完成GC回收后也仅维持在200~500MB/s。

b、4KB QD32 60分钟随机写入测试

在PCI3.0平台，三星980 PRO的4K随机测试成绩稳固榜首，最高在610MB/s左右，缓存用尽后回落至130MB/s，并逐渐爬升，从30%起密集速度区间在220~230MB/s；

西部数据SN770缓存用尽后速度竟低于三星980，在30%以后速度有所提升，但密集区间依然在50MB/s左右；

而金士顿NV1起步性能仅在45MB/s左右，随后逐步走低，测试后半段仅在10MB/s~50MB/s之间。

因此，PCIe4.0固态硬盘在PCIe3.0平台并未形成降维打击，比拼的依然是自身的“硬实力”。

C、IOmeter测试温度监控

散热控制是衡量硬盘好坏的重要标准之一，如果不能有效控制温度，很大几率会因为温度过高而导致掉速情况出现，甚至会影响硬盘寿命。

因此一款温控性能优秀的固态硬盘会内建独特的温控机制，在控制高温的同时避免大幅掉速的发生。同时，在大负荷读写后迅速降低温度，这不仅能延长再次触发温度上限的时间，保证性能的稳定，更能延长固态硬盘的寿命。

在运行IOmeter高压测试的时候，我们记录了这四个固态硬盘的温度监控曲线，和测试完成后15分钟内的温度降幅，这可以反映出一款固态硬盘的温度控制特性。

从温度监控曲线我们可以看出，发热量和性能呈现正比；

性能最强的三星980 PRO虽峰值温度达到82℃，但并未出现明显掉速。15分钟内迅速降温40℃，可见主控镀镍+铜箔散热片+内置动态散热保护(DTG)三位一体的散热措施效果显著；

令人惊讶的是，性能不及980 PRO的西部数据SN770峰值温度竟然也达到了80。控温表现方面，15分钟降温32℃，虽不及三星980 PRO的降幅大，但也算可圈可点；

同样采用三位一体散热措施的三星980最高温度为74℃，15分钟温度降幅也达到36℃，可见其控温能力非常优秀，测试完成后也迅速回落到36℃待机温度；

虽然金士顿NV1属于入门级PCIe3.0产品，但测试时最高温度竟然也达到了76℃，测试完成后15分钟后温度也有53℃，没有回落到待机温度，可见降温显得比较缓慢

5 末尾小彩蛋-为PS5游戏机扩容

索尼PS5对于固态硬盘有较高的要求，要选用PCIe4.0的固态硬盘，因此只有三星980 PRO和西数SN770符合要求。由于PS5的测速机制在队列方面与PC的测试软件不同，会导致测速结果偏低。

为PS5扩容固态硬盘后，开机会要求格式化并进行测速，三星980 PRO测试速度为5773MB/s，而西部数据SN770测速仅有5049MB/s，低于索尼推荐的5500MB/s，在游戏的转存方面可能会略微影响体验。

6 写在最后

相信通过本次的深度测试，大家一定对于市面上的这几个性能档位的固态硬盘有了较为全面的了解，这4款固态产品对应了不同消费人群，三星980 PRO定位旗舰PCIe4.0，这次测试无论在PCIe4.0平台还是PCIe3.0平台都展现了超高性能水准，质量也无可匹敌。对产品整体素质要求高的用户选三星980 PRO肯定没错，而且在内容创作时代兴起后，高性能高质量固态愈发重要，所以三星980PRO现在成为了大众最佳优选固态产品。

经测试我们发现，西部数据SN770虽不是真正意义上的“满血”4.0，但价格有一定优势，对于速度没有极致要求或追求高性价比的用户可以考虑入手；如果是高阶电竞玩家或者从事视频、3D设计等专业生产任务的用户，建议一步到位选择更高层级的980 PRO或SN850，毕竟固态硬盘是使用频次最高的配件之一，后期如果发现性能不足再次升级，既多花了钱也浪费了迁移数据的时间。

西部数据SN770定位追求高性价比的用户群体，实测确非“满血”PCIe4.0产品，虽然价格相比旗舰级PCIe4.0产品有一定优势，但鉴于固态硬盘属于使用频次最高的PC配件之一，建议一步到位选择高一个层级的SN850或三星980 PRO等产品。

三星980则是PCIe3.0平台中的巅峰产品，如果不需求PCIe4.0的带宽，那么三星980肯定能满足大部分用户的需求，加上PCIe4.0诞生之后，PCIe3.0固态产品价格也越来越低，这款旗舰级固态价格已经能被大部分用户所接受。

金士顿NV1优势就不用多说了，除了价格这款产品性能跟其他几款型号没有可比性，尤其是QLC颗粒的写入寿命要低于TLC。但价格也是装机重要参考项，所以会受到追求低价主机用户的青睐。

通过本次测试还可知，PCIe3.0平台即使搭配PCIe4.0固态硬盘不仅不会带来额外的性能提升，反而造成了很大的浪费，因此选购时候要从应用需求和平台的实际情况出发。同时，对于追求稳定的玩家和商务用户来说，品质更应该放在首位，三星固态硬盘倚靠三星强大的半导体研发能力和全产业链自产能力，多年以来铸造了非常不错的用户口碑，电商销量榜就是最好的证明。

除此之外，市面上一些超低价的固态硬盘产品，虽然采用通用型的主控方案，但是存储芯片往往来路和品质不明，不建议当做主力存储的，毕竟硬盘有价数据无价，况且出现问题售后也要花费不少的时间成本。因此购买固态硬盘时不要贪图便宜，高品质的大牌产品才更值得选择。

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【科普】从晶圆到颗粒——我们用的固态颗粒到底是怎么来的？

半导体的世界里总是充满了神秘的科技感。从第一台计算机用肉眼可见的电子管，到如今计算机所使用的超大规模集成电路。电子计算机的发展已经从宏观踏入了微观的时代。也因此，半导体到底是如何从"沙子"变成我们手中的CPU内存固态呢？这个问题，我想大家都很感兴趣。

在海康威视的邀请下，我终于有幸有机会能够进入一家半导体工厂，来一睹半导体的生产和制造过程。

说到半导体的生产，这一直都是每一个中国人心痛的地方。半导体作为国家重要的产业，核心技术一周都是由其他国家所掌握，比如光刻机，制作技术，设计等。因此能够生产半导体的机构少之又少。大部分机构仅仅具备半导体的封装封测 能力。这也是我们今天前往的半导体工厂所要展示的主要内容。

可能很多人觉得，半导体的封装有什么意思？不就是拿一个颗粒出来封装好打包测试然后就扔给客户嘛？详细一点的可能就觉得还会打打标，做一个筛选什么的。确实，如果你只是一个不感兴趣的小白，这些东西确实对你毫无用处。但如果你是一个对于固态颗粒或者内存颗粒非常感兴趣的玩家，那么我相信这次科普会对你的认知进行刷新。

晶圆到颗粒第一步——晶圆研磨

这个世界上，能生产晶圆的工厂不多，而NAND晶圆的生产，有三星，海力士，IMFT（美光与intel），东芝等。封测厂在拿到这些晶圆后，首先要对晶圆做分类，这个分类仅仅是对此产品属于哪个厂商做一个分类而已，简单的检查后，放入氮气储备箱，等待准备使用。

当这批晶圆决定进入生产了，就会开始放入机器中进行生产，首先要对晶圆进行一次研磨。从晶圆厂出厂的晶圆为了保证强度，厚度一般都不会太低，但是进入生产的晶圆因为要考虑切割颗粒的问题，就不需要那么高的厚度了。但是直接打磨晶圆的背面，可能导致晶圆破损，因此首先会在晶圆正面先贴上一层薄膜，这样就能为晶圆本身提供一定的支撑力。

（送入“贴膜”的晶圆）

（爱撕膜机……机）

（打磨完成的完整晶圆）

（一条条横线划分的“街道”就是一颗晶圆颗粒）

晶圆到颗粒第二步——晶圆切割

晶圆完成打磨以后，就可以进行切割了。水刀切割晶圆后让晶圆能够分离。

晶圆到颗粒第三步——晶圆筛选

当晶圆完成切割后，就可以对晶圆进行筛选。可能很多人听到筛选这个词，就会想到一些好颗粒和坏颗粒的筛选。其实这一步的筛选仅仅是筛选颗粒的第一步。晶圆厂会首先对某一批颗粒进行一次筛选，完成之后把筛选结果提供给封装厂，这样封装厂就可以知道那些部分的晶圆是需要的颗粒，而哪些是不需要的颗粒了。我们可以看到下图1中晶圆，许多晶圆颗粒已经被筛选掉了，而晶圆表面还剩下许多晶圆颗粒。

筛选后由晶圆厂要求合格的颗粒，就可以进行打包封装了（如下图2），而剩下晶圆上的颗粒会去哪里呢？我们举个例子。

假设这里的颗粒可能是来自美光的。那么美光现在准备制作合格的4Tb颗粒。经过测试，筛选出来合格的4Tb颗粒。那么剩下的晶圆是否合格呢？结论是从晶圆厂的角度而言，这些颗粒是不合格的，原因可能是晶圆内部出现损坏，或者有瑕疵，断裂，又或者是不可预估的损坏。

晶圆的筛选是一个宁错杀不放过的过程，特别是厂商如果对自己的产品品质有要求的时候，颗粒的筛选也是如此，因为如果这个颗粒在筛选过程中没有发现故障，等制作出来之后才被发现有故障，那么前面的努力就全部木大了。

因此为何良品率这个东西那么难提高，一方面当然需要考虑制作工艺的问题，而另一方面，生产的苛刻性也限定了产品的良品率。当然这个前提是这个厂商的晶圆筛选做到位，如果是没有良知的晶圆提供商，在不清楚晶圆的状况下让晶圆全部做成了颗粒并提供给用户，那么损坏率高也就不奇怪了。

晶圆到颗粒第四步——引线焊接

在第三步筛选出来合格的晶圆之后，这些晶圆就会被放进引线框架中（也就是我们颗粒的底座），然后就可以把合格的晶圆进行引线焊接。颗粒和引线框架（底座）之间其实并不是接触之后就连接上的，颗粒还需要与底座之间进行线路连接。而线路理解的材料就是金线（没错，就是金做的线）。原理其实和家里的缝衣机缝线差不多，只不过过去妈妈缝的是衣服，这里“缝”的是颗粒。从这里缝完的颗粒会被进行一次抽检，确保晶圆都正确的“缝”在底座上。至此，晶圆已经有了颗粒的一半摸样了。

晶圆到颗粒第五步——注塑与植球

晶圆在完成引线焊接后，就会进入另一个新的车间，并进行颗粒的注塑和植球，完成注塑的颗粒仅仅是把晶圆封装了起来，这样晶圆就不会暴露在外面。但实际上在外面看来，依旧是一团黑呼呼的块状物。这些颗粒会被送往机器中进行植球。当植球完成后，我们熟悉的颗粒的模样就逐渐显现出来了。

晶圆到颗粒第六步——打标与切割分类

其实的晶圆已经可以叫做颗粒了。这里有一个很有趣的地方，颗粒是先打标再切割的。打标完成的颗粒会再次使用水刀进行切割。切割完成的颗粒就会对他们进行分类整理，准备放入下一个测试车间。

这里有一个非常有趣的现象。颗粒在注塑和植球之前都没有进行过测试，而打标也先完成于测试。这与我们想象中的颗粒测试并不相符。大部分人都觉得颗粒难道不是应该先测试之后再打标嘛？而事实证明，颗粒是先打标后测试的。这也就是意味着会出现打标后但是测试不通过的颗粒（符合我们盖标颗粒的现象但那些没打标的颗粒又是哪里来的？）。其实在水刀切割的过程或者植球的过程中，都有一定的概率会有部分颗粒因为植球失败或者别的原因被判断为坏的颗粒（如下图3）。那么这个点就很有趣了，相信对于固态稍有研究的人，多多少少会有一点新的理解了吧？

晶圆到颗粒第七步——测试

颗粒经过千辛万苦来到最后的测试环节，只要这个测试环节通过了，那么颗粒就已经准备出厂了。在这里，颗粒会被注入一段程序，这段程序会帮助测试机完成颗粒的测试。其中还会对颗粒的品质进行挑选，最终颗粒也会被分成三六九等。完成测试的颗粒只要就会做最后的检查，包装，就可以送到组装厂进行SSD的安装了。

在这里有两个非常有趣的点，一个是注入程序，一个是分类。这似乎又和我们对颗粒的认知有所差别？其实对于企业来说，颗粒的分类是很重要的，多次分类的目的也是为了保证颗粒的质量可靠。至于程序注入，也许就是我们开卡工具所能触及的那仅仅是表面的“底层”。不过这些我们就留着下一次视频来说吧。

至此，一块晶圆到颗粒的历险记就到此结束了。其实看起来很无聊，实际也非常无聊。半导体的发展早已进化到了全自动的状态。对于我们这些非专业玩家来说，了解晶圆到颗粒的生产其实并没有什么意义，但是对于喜欢深究固态颗粒来源来说，我相信你会对固态颗粒的来源做出一个重新的思考，至于我的思考会是如何呢？那么就留着下一期的视频吧！本次科普就此结束了。最后再一次感谢海康威视对本次活动提供的赞助。

不被标称速度迷惑！爆肝30小时，4款“网红”SSD深度横评

【科普】从晶圆到颗粒——我们用的固态颗粒到底是怎么来的？

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