固態(tài)硬盤大評(píng)比

在2010年底，百佳泰（Allion Test Labs, Inc）針對(duì)當(dāng)時(shí)已上市的固態(tài)硬盤（Solid State Drive，SSD）發(fā)表了”SSD品質(zhì)真相大公開–市售SSD專業(yè)測試評(píng)鑒報(bào)告”這篇文章，并獲得網(wǎng)友與其它讀者們的熱烈回響，為了更進(jìn)一步讓消費(fèi)者了解近期的SSD產(chǎn)品，以作為選購參考，并提供相關(guān)廠商產(chǎn)品開發(fā)時(shí)品質(zhì)把關(guān)的注意事項(xiàng)，我們于2011年上半年再度針對(duì)市面上能取得到的相近容量與價(jià)位水準(zhǔn)的SSD產(chǎn)品，進(jìn)行專業(yè)的測試驗(yàn)證分析，并將測試結(jié)果報(bào)告公開提供給所有讀者參考。

為求本測試評(píng)鑒的公開與公平性，我們特別在此列出揀選受測SSD的條件，以及在我們可公開范圍下的測試環(huán)境與評(píng)估指針如下，百佳泰希冀以最為中立客觀的方式，將本次測試結(jié)果忠實(shí)呈現(xiàn)：

受測SSD條件

1. 于2011年初在市面上可購得之產(chǎn)品。

2. 儲(chǔ)存容量標(biāo)示為250GB或256GB之產(chǎn)品。

3. 在相同購買管道上，價(jià)格水位落在美金500~650元區(qū)間的不同品牌產(chǎn)品。

4. 產(chǎn)品本身宣稱讀取速度最高可達(dá)200MB/s~300MB/s之間。

根據(jù)以上的樣本選擇條件，我們挑選出來的八顆SSD可參考附表一所示。

測試環(huán)境

1. 相同受測平臺(tái)：采用完全相同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與受測SSD相接進(jìn)行測試。

2. 相同測試工具：媒體讀寫效能測試工具及讀寫效能評(píng)估仿真測試工具。

3. 相同測試情境：包括整體讀寫效能、64K持續(xù)讀取效能、64K持續(xù)寫入效能、16K隨機(jī)讀取效能、16K隨機(jī)寫入效能、4K隨機(jī)讀取效能與4K隨機(jī)寫入效能。

4. 相同測試檔案：采用相同的多種格式檔案與受測SSD進(jìn)行讀寫測試。

5. 相同受測時(shí)間：執(zhí)行連續(xù)7天長達(dá)168小時(shí)不間斷的測試。

評(píng)估指針

1. 可靠度（Reliability）

2. 效能評(píng)估（Performance Evaluation）

3. 效能穩(wěn)定度（Performance Stability）

4. 效能退化（Performance Degradation）

在前述的測試環(huán)境與評(píng)估指針下，這八顆受測SSD在經(jīng)過七天連續(xù)測試后的結(jié)果評(píng)估可以簡單整理如附表二，其中有四顆SSD在較多評(píng)估項(xiàng)目中都擁有良好的表現(xiàn)，至于如何得到這樣的結(jié)果呢？詳細(xì)的內(nèi)容請(qǐng)見文中的測試評(píng)估分析：

評(píng)估指針一：可靠度（Reliability）

這個(gè)評(píng)估指針的目的在于觀察SSD在讀取與寫入資料的過程中，是否會(huì)出現(xiàn)資料存取錯(cuò)誤的情形，包括讀取/寫入不完整、寫入后資料遺失、資料產(chǎn)生壞文件等等的都屬于資料存取錯(cuò)誤的狀況。正如我們?cè)谇耙淮蔚脑u(píng)鑒報(bào)告中所提過的，SSD作為以儲(chǔ)存為用途的媒介，最重要的便是能否達(dá)到正確儲(chǔ)存并保存資料內(nèi)容的使命，任何的檔案毀損漏失，對(duì)產(chǎn)品本身都是致命的傷害，也很可能對(duì)使用者造成難以彌補(bǔ)的錯(cuò)誤。因此，可靠度這一項(xiàng)評(píng)估指針可以說是SSD必須通過的基本關(guān)卡。

在實(shí)際的測試中，我們會(huì)先檢視SSD的外觀規(guī)格是否接能符合規(guī)范、并被計(jì)算機(jī)主機(jī)端正確讀取，接著，并會(huì)透過實(shí)際的讀寫以及比對(duì)測試，來確認(rèn)受測SSD在功能上能否讀寫資料、以及讀寫的內(nèi)容是否正確，在這個(gè)測試情境中，我們運(yùn)用的是百佳泰研發(fā)的”Allion SSD Stress Pro Tool”這套工具來作自動(dòng)化的測試執(zhí)行與結(jié)果觀察比對(duì)。而最后的結(jié)果是，所有受測SSD在這一關(guān)都能順利通過測試。

評(píng)估指針二：效能評(píng)估（Performance Evaluation）

誠如我們所知，高速傳輸始終是SSD 標(biāo)榜的一大特色，因此在這個(gè)階段我們便試圖仿真出實(shí)際的使用情境，來觀察這些受測SSD在處理不同大小型態(tài)的檔案時(shí)，會(huì)產(chǎn)生怎樣的效能表現(xiàn)，同時(shí)，更將這樣的結(jié)果與這些SSD各自宣稱的效能加以比較，來確認(rèn)他們的實(shí)際效能是否能真實(shí)符合所宣稱的數(shù)據(jù)。

（一）單純效能測試結(jié)果比較

效能評(píng)估指針透過前面提到的媒體讀寫效能測試工具及讀寫效能評(píng)估仿真測試工具，來進(jìn)行前述所提到七個(gè)測試情境。在經(jīng)過七天連續(xù)的測試之下，每一顆受測SSD的平均效能表現(xiàn)如表三所示：

由于每顆SSD測得的效能表現(xiàn)各不相同，因此在同樣進(jìn)行完整七天測試的條件下，所測得的讀寫次數(shù)會(huì)因該SSD讀寫效能的快慢而有差異，讀寫效能越佳越快的SSD會(huì)記錄到較多的讀寫次數(shù)；反之則會(huì)記錄到較少的讀寫次數(shù)。因此上面所有測試結(jié)果均是依照這七天中每顆SSD的全部測試結(jié)果除以所有讀寫次數(shù)來作計(jì)算，以示公允。

以上是這八顆受測SSD在七個(gè)測試情境的平均數(shù)據(jù)表現(xiàn)結(jié)果，若以圖像化的方式來比較，則可以得到如附圖A這樣的畫面：

從這樣的柱形圖便可以清楚看出，不同SSD在各個(gè)測試情境的表現(xiàn)各不相同。平均來說，各顆SSD在處理較大檔案時(shí)（64K檔案讀寫）都比處理較小檔案時(shí)（16K與4K檔案讀寫）來的快。其中特別值得觀察的是，盡管一般來說通常各個(gè)儲(chǔ)存媒介在讀取資料的速率通常會(huì)比寫入資料時(shí)的速率來的快，不過Samsung的這顆SSD卻在不論執(zhí)行64K、16K、與4K大小的檔案時(shí)，讀取或?qū)懭氲男芩俾识加蟹浅Ｏ嘟谋憩F(xiàn)，并且在八顆之中平均而言是效能表現(xiàn)最好的。而其中最需要注意與加強(qiáng)的則是Patriot的SSD，雖然在64K檔案讀取與寫入時(shí)都還有160~170MB/s左右，但處理16K與4K時(shí)則大幅降到22MB/s甚至趨近于3MB/s左右的速度。

整體而言，就單純比較八顆SSD的測試效能結(jié)果來看，以ADATA、Intel與Samsung的三顆受測SSD表現(xiàn)最為出色。

（二）宣稱效能達(dá)成度比較

除了將這八顆SSD作齊頭式的效能比較外，為了解該產(chǎn)品的實(shí)際表現(xiàn)是否能符合其所宣稱的效能，我們也將這八顆SSD的測試結(jié)果與產(chǎn)品外包裝所標(biāo)示的”最高讀取/寫入速度”進(jìn)行比較。我們?cè)谶@里選擇的是這七個(gè)測試情境中平均效能表現(xiàn)最快的”64K持續(xù)讀取”與”64K持續(xù)寫入”，并且采用的是七天測試過程中各顆受測SSD的最佳讀寫效能，來看看在這168小時(shí)中，受測SSD是否能夠達(dá)到他們所宣稱的效能。（由于我們?cè)诖耸褂玫氖?rdquo;64K持續(xù)讀取與寫入”的最佳與平均測試結(jié)果，并未囊括所有可能的使用情境，因此僅代表各顆SSD在這些測試情境上反應(yīng)宣稱效能的程度）

表四即為實(shí)際的最佳效能測試結(jié)果與宣稱效能的數(shù)據(jù)整理，透過圖表可以發(fā)現(xiàn)到，八顆受測SSD中僅有OCZ的產(chǎn)品在64K的持續(xù)讀取與寫入時(shí)兩種測試情境都達(dá)到所宣稱的效能，而OCZ也是唯一一顆在實(shí)際測試中能達(dá)到所宣稱”讀取”效能的SSD。整體而言，在讀取效能部分，雖僅有OCZ達(dá)到宣稱效能，其余七顆SSD也至少能達(dá)到83%至97%的宣稱效能；至于在寫入效能部分，則有六顆SSD能達(dá)到各自所宣稱的寫入效能，其余兩顆也能達(dá)到90%至96%的宣稱效能部分。

那么假設(shè)不只看最佳效能，而是以平均效能來與宣稱效能作比較呢？表五即是平均效能測試結(jié)果與宣稱效能的數(shù)據(jù)整理，可以看到在讀取效能部分，沒有一顆SSD能達(dá)到宣稱的水準(zhǔn)；而在寫入效能部分，則是有其中四顆SSD能達(dá)到宣稱效能，另外半數(shù)則不能達(dá)到。

根據(jù)受測結(jié)果與各自宣稱效能的達(dá)成度比較來看，在本次測試中以O(shè)CZ的SSD表現(xiàn)最為出色。

評(píng)估指針三：效能穩(wěn)定度（Performance Stability）

第三個(gè)評(píng)估指針主要在評(píng)量SSD的效能表現(xiàn)是否穩(wěn)定，意即SSD在執(zhí)行多次的讀寫動(dòng)作時(shí)，是否皆能維持相近的表現(xiàn)水準(zhǔn)，尤其是當(dāng)經(jīng)過長時(shí)間持續(xù)、動(dòng)態(tài)使用與完整使用所有儲(chǔ)存區(qū)塊的狀況下，更容易發(fā)生效能穩(wěn)定度產(chǎn)生變化的情形。在這個(gè)評(píng)估指針中，我們分別運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的三種衡量面向來進(jìn)行分析，并設(shè)定評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)如下：

· 效能常態(tài)分布情形（Performance Normal Distribution）：

95%以上的測試結(jié)果（效能表現(xiàn)）落點(diǎn)都需落在平均效能的正負(fù)10%之內(nèi)，低于95%即為不合乎標(biāo)準(zhǔn)。

· 極端值之落差（High/ Low Gap Over Mean）：

領(lǐng)先群（前10%最佳效能表現(xiàn)的平均值）與落后群（后10%最差效能表現(xiàn)的平均值）的差距必須小于所有平均效能的20%，超過20%則為不合乎標(biāo)準(zhǔn)。

· 標(biāo)準(zhǔn)變異數(shù)離散程度（Standard Deviation Over Mean）：

效能表現(xiàn)的離散程度σ/μ（標(biāo)準(zhǔn)變異數(shù)σ除以效能平均數(shù)μ）必須小于10%，超過10%則為不合乎標(biāo)準(zhǔn)。

（一）效能常態(tài)分布情形（Performance Normal Distribution）

和我們前一篇測試報(bào)告相同，所謂的效能常態(tài)分布指的就是所有測試結(jié)果中效能表現(xiàn)落點(diǎn)情形。若是所有測試結(jié)果的落點(diǎn)距離平均數(shù)（μ）越接近與集中，代表效能越穩(wěn)定；反之若是所有測試結(jié)果的落點(diǎn)距離平均數(shù)越遠(yuǎn)越發(fā)散，則代表每次效能表現(xiàn)的落差較大而相對(duì)的不穩(wěn)定。此次我們?cè)O(shè)定以95%以上測試結(jié)果都需落在平均值的正負(fù)10%內(nèi)才是達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)。

表六是以整體讀寫效能測試（Read/ Write Performance）為例所得出的結(jié)果，共有四顆SSD符合我們所設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)：其95%的測試結(jié)果均落在平均效能的正負(fù)10%之中，而其中又以O(shè)CZ的表現(xiàn)為最佳，七天中得出的測試效能結(jié)果均落在正負(fù)10%的落差之內(nèi)。

若實(shí)際觀察落點(diǎn)的分布圖（附圖B、C），也可以看出同樣的結(jié)果，以圖B來看，所有的測試結(jié)果（藍(lán)點(diǎn)所示）均落在正負(fù)10%（綠色線段范圍）區(qū)間內(nèi)；至于圖C的落點(diǎn)分布圖便可明顯看出有許多測試結(jié)果均偏離綠色線段的范圍，甚至落到40MB/s以下的表現(xiàn)。

（二）極端值落差（High/ Low Gap over mean）

極端值落差是指一顆SSD最佳與最差效能表現(xiàn)的差距，同樣也是評(píng)估效能穩(wěn)定度的重要指針之一，當(dāng)兩者差距越小時(shí)，代表每次SSD執(zhí)行任務(wù)時(shí)都能有相近的表現(xiàn)；反之當(dāng)差距越大時(shí)，便代表著SSD的穩(wěn)定性越不足。此次我們?cè)O(shè)定SSD所有測試結(jié)果中，前10%效能表現(xiàn)與后10%效能表現(xiàn)的差距必須小于所有平均效能的20%才是符合標(biāo)準(zhǔn)。

同樣以整體讀寫效能測試（Read/ Write Performance）為例，共有四顆SSD能符合標(biāo)準(zhǔn)，其中又以O(shè)CZ與Corsair的表現(xiàn)為最佳，極端值落差僅占平均效能的5%左右。未達(dá)標(biāo)準(zhǔn)的四顆SSD則有兩顆出現(xiàn)了大于60%的結(jié)果。由于此次采用的比較方法為為相對(duì)落差比較而非絕對(duì)落差比較，因此雖然ADATA與Patriot的極端值落差相近（7.63與8.22），但各自的平均效能不同（72.71與37.98），因此也就出現(xiàn)了極為不同的評(píng)量結(jié)果（10.49%與21.64%）。

（三）標(biāo)準(zhǔn)變異數(shù)離散程度（Standard Deviation Over Mean）

第三個(gè)效能穩(wěn)定度的衡量面向則為標(biāo)準(zhǔn)變異數(shù)離散程度，也就是觀察SSD所有測試結(jié)果距離所有平均效能的分布情形。此次我們?cè)O(shè)定SSD所有測試結(jié)果的離散程度必須小于10%才是符合標(biāo)準(zhǔn)。

為求前后一致，這里我們?cè)俅我哉w讀寫效能測試（Read/ Write Performance）為例，總共有五顆SSD能符合標(biāo)準(zhǔn)，同樣以O(shè)CZ的表現(xiàn)最佳，其標(biāo)準(zhǔn)變異數(shù)（σ）為1.04、效能平均數(shù)（μ）為78.03MB/s，因此所得的離散程度（σ/μ）僅有1.34%，這也代表著OCZ受測SSD的多數(shù)測試結(jié)果均落在平均效能的正負(fù)1.04MB/s范圍中，且該范圍僅占效能平均數(shù)的1.34%，足見其效能的高度穩(wěn)定性。反之則有三顆SSD未能達(dá)到此項(xiàng)所要求的標(biāo)準(zhǔn)。

上述三個(gè)衡量面向均是以整體讀寫效能測試作為實(shí)例來說明，若將實(shí)際的七個(gè)測試情境

結(jié)果一并列出，則僅有Corsair與OCZ兩臺(tái)受測SSD能符合全部的要求標(biāo)準(zhǔn)。

評(píng)估指針?biāo)模盒芡嘶≒erformance Degradation）

最后一個(gè)也是不可忽略的一個(gè)評(píng)估指針，便是效能退化。效能退化代表著SSD在經(jīng)過使用與耗損后，隨著使用時(shí)間與次數(shù)的增加、或是剩余儲(chǔ)存空間的減少等因素，而導(dǎo)致效能逐漸下滑。在我們前次的測試報(bào)告也提到，這主要是與SSD控制芯片的TRIM功能、垃圾搜集（Garbage Collection）設(shè)計(jì)或備用空間（Space Provisioning）不足有關(guān)。在這項(xiàng)指針中，若七天中最初使用回合（First Cycle）的平均效能與最終使用回合（Last Cycle）的平均效能差距（將資料完整寫入SSD所有儲(chǔ)存區(qū)塊視為一回合），大于所有平均效能的10%，則視為有明顯效能退化之情形。

綜觀而論，在七個(gè)不同的測試情境中，有三款SSD都觀察到效能退化的情形，至于Corsair、Crucial、Intel、OCZ與SAMSUNG則沒有明顯的效能退化跡象。圖D與圖E便是一個(gè)說明效能退化的案例，以我們所觀察到的其中一顆受測SSD在整體讀寫效能測試中的表現(xiàn)為例，圖D呈現(xiàn)的是七天測試中所有測能效能結(jié)果的落點(diǎn)情形，可以顯著地看出這顆SSD在最初幾回合的能達(dá)到約80~90MB/s的效能，隨后便降到70MB/s左右的水準(zhǔn)；圖E則是呈現(xiàn)最初回合（桃紅線段）與最終回合（深藍(lán)線段）的平均效能，透過這個(gè)圖表可以觀察到最初回合與最終回合的平均效能有約11MB/s的差距。

層層把關(guān) 創(chuàng)造SSD最高品質(zhì)

以上是我們簡略的測試內(nèi)容分析，透過上述內(nèi)容可以發(fā)現(xiàn)到，盡管我們這次采用相近價(jià)位且相同容量的SSD產(chǎn)品，但在各個(gè)不同測試情境與項(xiàng)目的表現(xiàn)上仍有迥異的表現(xiàn)，足見在現(xiàn)階段，各個(gè)廠商對(duì)SSD產(chǎn)品設(shè)計(jì)驗(yàn)證的熟悉度與專業(yè)度還有所不同、也仍有許多在產(chǎn)品設(shè)計(jì)與整合上必須加強(qiáng)與改進(jìn)的部分。而正因?yàn)檎w環(huán)境對(duì)于SSD的前端開發(fā)未臻成熟，目前對(duì)SSD產(chǎn)品進(jìn)行全面性的驗(yàn)證動(dòng)作更是至關(guān)重要。

百佳泰作為領(lǐng)先業(yè)界的專業(yè)測試驗(yàn)證機(jī)構(gòu)，也針對(duì)SSD產(chǎn)品本身的特性與架構(gòu)，歸納整理出完整的關(guān)鍵驗(yàn)證要點(diǎn)，透過圖F可以見得，對(duì)SSD而言最重要的組件包括控制芯片（Controller）、閃存（NAND Flash）以及連接接口（I/O Interface），除此之外SSD的軟件面（Application）也是一項(xiàng)必須關(guān)注的課題。至于在實(shí)際的驗(yàn)證重點(diǎn)上，從硬件規(guī)格、兼容性、效能表現(xiàn)、可靠度、耐受性到近期備受重視的TRIM指令支持功能，都是必須經(jīng)過反復(fù)測試驗(yàn)證、確保品質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。

作為一項(xiàng)仍屬新穎的儲(chǔ)存產(chǎn)品，SSD尚有長足的開發(fā)進(jìn)步空間，而技術(shù)的提升則有賴于廠商的持續(xù)投入以及市場的接納與推動(dòng)。本篇測試評(píng)鑒報(bào)告僅以百佳泰的測試能力，提供部分的評(píng)估指針，以供所有讀者作為參考，我們也希冀不久的將來，能看到更多品質(zhì)更高、技術(shù)更成熟的產(chǎn)品，讓所有消費(fèi)者得以更無后顧之憂的擁抱SSD產(chǎn)品。

備注：本測試評(píng)鑒報(bào)告并未涵蓋所有SSD可執(zhí)行之全部測試項(xiàng)目，如欲得知更多測試結(jié)果訊息、以及其它可執(zhí)行之測試項(xiàng)目，請(qǐng)徑與百佳泰聯(lián)系。