美光M600固态硬盘测试：几多欢喜几多愁

作为全球四大闪存豪门之一，美光这一年来发布了多款消费级SSD，从20nm闪存的M500到M550再到16nm闪存的MX100，只不过这几款产品走的都是性价比路线，定位都不算高。前不久美光拿出了M600硬盘，这才是美光在高性能SSD市场的重点，全面使用了16nm闪存，不过性能指标及可靠性指标也全面超越了前面几款产品。

不过美光的16nm闪存刚刚量产，M600首批供货主要面向OEM市场，消费级市场的M600上市时间和价格都没有确切消息。这倒也很好理解，看看下图中的SSD市场份额就知道厂商会选择那个做重点了。

OEM市场占据了更大的SSD市场份额

此外，美光在消费级市场上已经推出了16nm闪存的MX100系列，所以M600硬盘也有可能是只面向OEM市场（原文如此说，不过个人感觉M600还是会有消费级产品的，毕竟MX100和M600性能等级不一样）。这两者有很多共同点，比如都是128Gbit核心闪存的，不过2.5寸的M600最大容量1TB，而MX100只有512GB。

美光M600硬盘之前还没有测试，现在Anandtech网站公布了M600的性能测试，以下就是美光M600的详细解析与测试。

美光M600硬盘

M600硬盘详细规格

相比之前M500/M550，美光M600的性能有了明显提升，读取速度提升到了560MB/s，写入速度除了128GB的是400MB/s之外，其他容量的达到了510MB/s，随机读取性能也达到了10万IOPS，随机写入也有8.8万IOPS。

除了性能提速之外，M600的数据寿命也明显提升了，之前M550的官方宣称写入数据量是72TB，现在128GB的就有100TB，1TB容量的则高达400TB。

DWA动态写入加速技术

硬件规格升级的同时，美光M600还带来了名为DWA（Dynamic Write Acceleration，动态写入加速）的新技术，美光M600性能突飞猛进靠的是动态写入加速技术（Dynamic Write Acceleration，简称DWA），简单来说就是闪存可在MLC和更高速的MLC两种模式之间转换，如果你记得闪迪的nCache及三星的缓存加速技术，那么DWA技术就更好理解了。

根据美光所说，他们的DWA技术即使在满盘时也能保持运作，以上图为例，95%容量占用时M600的性能跟标准MLC模式是一样的，不过SLC缓存依然能跟竞争对手的SLC缓存相比。在90%空间占用时，DWA下的写入性能超过标准模式一倍多，而在50%容量占用时，写入速度则是标准模式的10倍多。

DWA技术在低容量SSD上更有效，所以不是所有M600硬盘都使用了DWA技术，512GB及1TB版就没有DWA技术，不过所有mSATA、M2规格的M600都使用了DWA技术。

128GB容量的M600 DWA效果测试

从128GB容量的M600的HD Tach测试结果来看，我们可以明显看到三个阶段：首先是SLC缓存阶段，写入速度在400MB/s以上，看起来空盘状态下有45%的容量运行在SLC模式。第一个下降点意味着SSD开始转入MLC模式，第二个下降点意味着硬盘正在把数据在写入主机数据时也从SLC转到MLC模式，这时候内部IO会产生瓶颈，主机写入速度不到100MB/s。

256GB容量的HD Tach性能测试

有关美光断电保护技术的真相

呃，在这篇M600的评测中，作者用大篇幅谈论了有关美光SSD断电数据保护技术（Power-Loss Protection）的真相——原来他不是不想评价厂商的市场宣传的，毕竟市场宣传就是广告，会宣扬厂商的技术和优点，这是人之常情，但是如果误导用户，这性质就不一样了，美光的断电数据保护技术就这样“中招”了。

上图是M500发布时美光宣传的断电保护技术说明，他们在SSD上使用了大量电容以防止意外断电导致数据丢失。（其实使用钽电容还是常见的电解电容也是厂商的一个宣传点，多数SSD上通常使用电容更大的电解电容，有些厂商则会宣传钽电容的好处，虽然钽电容电气性能更好，但是需要的数量比较多才行，这是另一个话题）

再回到美光的话题上来，原文作者假定美光在所有企业级硬盘上使用同样的断电保护技术，同时认为美光在消费级、企业级SSD上使用的断电保护技术也没有区别。

左边的是M500DC，中间的是MX100，右边的是M600

但是，在美光的企业级硬盘M500DC上使用的是大量钽电容，但消费级SSD使用的是陶瓷电容，作者认为这其中肯定有差别，但是美光并没有回复他要求的M500DC硬盘的规格说明。在这样的情况下，作者还是给了美光一个机会，认为消费级SSD也是有断电保护技术的，只不过不如企业级SSD那般强大罢了。

在MX100的评测中，作者原本认为它也是有完整的断电保护技术的，但他错了，一旦出现意外断电情况，MX100实际上只能保证静态数据是正确的，运行中的的数据是会损失的，包括内存缓冲器中的数据。也就是说，MX100、M550和M500实际上并没有断电保护技术。

这意味着什么？作者用了大段技术文字解释断电保护技术的实质，这又要涉及到NAND闪存的工作原理了，说起来话就长了，有兴趣的可以看看我们之前做过的NAND原理介绍。

我们知道MLC闪存中每个cell单元可以存储2个数据，分别叫做上页（upper page）、低页（lower page），如果是TLC闪存，中间还有个中页（middle page），注意这里的page不要跟我们通常说的闪存页面混淆了，后者是指NAND闪存写入数据的最小单位，通常是16KB。

MLC闪存的编程（program，写入数据的过程）过程是通过分别对上页、低页编程这两步才完成的，其中下页编程过程本质上跟SLC闪存编程是一样的，如果下页是“1”位，那么cell单元就被认为是空的，可以写入数据，如果下页是0，那么就会提升阈电压直到变成“1”位（NAND写入数据过程中需要数千伏的电压击穿氧化层让电子通过）。

一旦下页编程完了，上页也就是第二位也可以开始编程了，这一步可以通过调整合适的cell电压来完成。由于下页已经编程完了，因此上页的输出实际上已经确定了，比如下页编程到0，那么上页编程可能的输出结果就只有10或者00两种。

MLC使用两步编程主要是为了减少浮栅极耦合，也是cell to cell界面。之前他在三星850 Pro的评测中讲过这个问题，在这么一个狭小的空间内，临近cell单元之间会互相产生电容耦合作用，耦合作用的强度取决于cell单元的电荷，从空到00状态可能会存在大量电荷，这可能导致错误的位值。

上面这个图应该会让你理解具体的编程算法。简单来说，临近cell单元的的下页是首先编程的，因为下页拥有更大的电压分布，这意味着临近cell单元的上页编程完成之后，耦合层中的电荷并不足以警示下页的的电位状态

说了这么多理论技术之后，现在可以继续谈美光的断电保护技术了。如果是在上页编程的过程中意外断电，cell单元中的下页电位信息就会丢失，因为下页、上页的的编程过程不是必须按顺序完成的，下页的数据可能写入的更早，并被认为是静态数据（已经保存的数据），因此意外的断电可能导致数据出错，而电容的功能就是确保下页数据正确（其实这一句话就可以解释上面的问题了啊）。任何进行中的上页编程都不会完成，而内存缓冲器中的数据也会丢失，但原有的数据是安全的。

之后作者开始为之前MX100的评测道歉，因为之前他们说MX100是有完全的断电保护的。他希望这不是一次血色交易，美光或者Anandtech网站都不是主观上想忽悠消费者的，在和美光讨论之后他们达成协议，市场宣传材料要做的更明确一些，因为只有静态数据是被保护了的。

往好的方面看，美光依然做了其他厂商没做的功能，因为其他厂商都没有使用电容防止下页数据错误，当然，他们可能使用其他的如ECC之类的方法解决这个问题。总之，原文作者不想把这个变成太负面的东西，因为电容依然提供了至关重要的数据保护。之前他们和美光之前存在理解上的误区，但是现在误解没有了。

讨论完镁光灯这个小小不足之后，我们继续回到M600的评测上来吧。

美光M600随机及连续性能测试

跟之前编译Anandtech网站的SSD评测一样，这里也调整了原文的顺序，因为他们的测试很多都是使用的自己家的独门配方，并不太通用，如果有兴趣深入研究SSD的话就推荐详细看下，一般情况下我们还是看看通用的测试吧。

随机4K性能测试

4K随机读取速度，89.3MB/s的速度位居中游

4K随机写入速度，M600登顶了

QD32队列下的随机4K写入，跟三星850 Pro基本相同

连续性能测试

128KB文件连续读取速度，比M550还要差一点，垫底的水平

128KB连续写入，写入速度能赢回一些，不过总体还是中等水平

不可压缩数据读取速度，略低于850 Pro

不可压缩数据写入性能，也是中上游水平，低于三星850 Pro和840 Evo

美光M600性能一致性及TRIM验证

性能一致性是Anandtech网站提出的一个SSD性能测试指标，用于评估SSD的真实性能，详细内容可参考他们的解释。

下面的三个表看起来都是一样的，实际各有用途，第一个是对数标尺下的全程测试，第二、第三个表格是稳定状态（t=1400s）之后的测试，不过二者分别使用了不同的尺度，表二是对数标，对比方便，第三个表是线性标，可以反映不同硬盘的区别。

不过这里只能放个截图，原文做的是网页代码，可以从下拉框中选择不同品牌不同型号的SSD做对比，建议去原文选择你需要的型号做对比。

TRIM性能验证

TRIM性能验证结果不太好，似乎并没有完整覆盖整个SLC缓存，只有开头的7GB空间起了作用了。原文作者猜测应该给硬盘一些时间，因为在TRIM之后它还需要几分钟或者更多时间来做内部的垃圾回收。

Anandtech存储性能测试2013、2011测试

Anandtech网站自己有一套独立的存储性能测试，2011年及2013年各推出了一版，这种测试各家都不一样，简单看看就好了。

2013版存储性能测试

平均数据速度

平均响应时间，越低越好

2011版存储性能测试

平均速度

轻负载平均速度

性能与文件大小的关系

这也是Anandtech网站常作的测试项目，可以参考。

功耗测试及总结

功耗测试

负载功耗控制的不错，看起来DWA加速技术对降低功耗也有作用，因为伪SLC闪存相比MLC和TLC也有更少的迭代及验证循环，有助于降低写入时的功耗。

连续写入时的功耗

随机写入时的功耗

总结：M600，让你欢喜让你忧

来看看原文对美光M600的评价吧——作者用了Mixed这个词，可以说是“纠结”，也可以说“喜忧参半”，好的方面是美光带来了DWA这样的新技术，因为从M500之后美光就没推什么新玩意了。在消费级市场创新很难，因为这个市场通常是价格驱动的（消费者对售价比较敏感），虽然SLC缓存一类的技术也不是多新的东西了，不过美光总算走出了这一步。

另一方面，M600的性能还是让人失望，DWA技术听上去很强大，但实际上M600相比MX100的提升非常小。当然，M600实际上比TLC闪存的840 Evo要好一些，这也不是说M600性能很差或者是个烂货，一点也不是，只不过原文对他的期望很高，实际上却不是这样。

呃，直白点说吧，美光你除了带来了华而不实的DWA技术之外，M600相比前面的硬盘就没什么长进啊，对消费级市场再不上心也不用这样啊。

9月28日的SSD硬盘价格

还是回到买东西最习惯看的性价比上来吧，不过美光M600目前只面向OEM市场出货，零售价格未知，这里的价格是根据OEM价格估算的，而OEM价格很容易因为客户订单的数量而浮动，所以只供参考。

从这里的价格来看，M600要比MX100高一些，不过原文表示，如果M600大规模量产了，实际售价可能个趋近MX100。

最后就是场面话了，美光M600性能落后三星850 Pro及闪迪Extreme Pro系列，不过从性能、功能及价格上来看，M600依然有很强的竞争力，而且可以确定，PC OEM厂商更乐意看到寿命更长的MLC闪存，特别是在一些专业场合。

另外，还希望美光能改进和优化DWA在重负载下的性能表现。现在美光已经迈出了第一步，在但DWA完全发挥潜力之前可能还需要一两次修订。