西部数据WD Black 3D NAND SSD回顾：EVO达到了平等

计算机电子产品制造商Western Digital已通过SanDisk推出的两款带有64层SAND NAND 3D闪存的新NVMe SSD扩展了其3D NAND SSD高端产品阵容。 即使发布了SATA SSD（Western Digital首次将3D-NAND引入零售消费市场），该公司仍代表两个具有相同硬件的品牌推出了相同的驱动器：WD和SanDisk。

名称是众所周知的：WD Black和SanDisk Extreme PRO。 回想一下，WD Black SSD是Western Digital零售市场上的第一个NVMe。 它使用了Marvell控制器和15-nm平面TLC NAND，因此，该设备在NVMe SSD的性能评级中“输掉了”最后一位，此外，它还试图在工作量较大的情况下识别出与SATA SSD相比的显着优势。也失败了。 SanDisk Extreme PRO这个名字已经有很长时间没有出现了，但同时它也具有悠久的历史：最初的SanDisk Extreme PRO是高端细分市场中带有MLC NAND的SATA SSD驱动器，并且是Samsung 850 PRO的有力竞争者。 SATA SanDisk Extreme PRO在850 PRO之前进入市场，并成为消费市场上第一个具有10年制造商保修的SSD驱动器，这又迫使三星为其850 PRO提供相同的保证。

在没有明确的代数或生产年份的情况下重用名称很容易导致混淆。 Western Digital至少确保新驱动器的容量与前代产品不同：第一代WD Black-256 GB和512 GB，原始Extreme PRO-240 GB，480 GB和960 GB，以及新的WD Black和SanDisk Extreme PRO-250 GB，500 GB和1000 GB。 尽管如此，去年发布的WD Black将与今年的模型共存几个月，尽管从本质上讲它们是完全不同的产品。

新的WD Black和SanDisk Extreme PRO SSD与今年早些时候宣布的SS7 Western Digital SN720基于同一平台。 除了从15纳米平面TLC NAND迁移到64层BiCS 3D NAND之外，新的SSD还具有新的Western Digital SSD控制器而不是Marvell控制器。 这可以说是Western Digital / SanDisk向垂直集成的一个重大转变，可以说，这是该公司差异化产品的最佳策略。 现在，市场上挤满了数十个使用控制器的品牌，甚至是从极少数供应商那里获得的整个驱动器设计的品牌。


根据WD Black和SanDisk Extreme PRO宣称的技术特性，即使在容量为250 GB的型号上，我们也有一种高性能的驱动器，其连续读取速度为3+ GB / s，并且在容量为500 GB或更高的型号上具有较高的随机访问速率。 记录的耐力等级也处于较高水平：五年为每天0.3-0.4。 MSRP将WD Black定位为Samsung 960 EVO的直接竞争对手，它绕过了大多数最新的NVMe SSD。 值得注意的是，使用NVMe协议的入门级固态驱动器占据了市场增长最快的细分市场，各种品牌的制造商都将重点放在了该市场上。



新的WD Black能够（至少暂时）达到外形尺寸M.2的功率极限。 重要的是，Western Digital使用了一种不寻常的“设计”而不是散热器：该控制器位于支架的中间，并且两侧均被NAND闪存包围。 芯片的这种布置防止过热。

最初，驱动器将提供250 GB至1 TB的容量，尽管SanDisk品牌的版本不包括250 GB的型号。 交货应在月底开始。 尽管Western Digital并未提及其2 TB型号的发布计划，但如有必要，具有此容量的驱动器将大放异彩，特别是因为该公司先前已宣布发布2 TB容量的SN720。

西方数字NVMe架构-NAND和控制器

WD Black 3D NAND SSD值得注意的方面是新的内部SSD控制器和其中一个NVMe SSD中最新的64层BiCS 3D NAND。 64层3D-NAND（BiCS 3）代表了第三代3D-NAND SanDisk /东芝。 前两代分别具有24和48层，但以“适度”规模发布。 前一代产品的产量均不足以取代平面NAND Toshiba / SanDisk 15 nm。 不能说64层版本的生产正在加速增长。 去年年底，西部数据已经在其SanDisk Ultra 3D和WD Blue 3D SATA SSD中使用了64层NAND。

BiCS（比特成本可扩展）技术可让您将填充密度提高1.4倍，并将层数增加至64，这是在带有电荷陷阱的单元上构建的，这种复杂的设计消除了平面NAND的几乎所有缺点。 由于预测的垂直和水平缩放比例，位密度可以从一个3D世代增加到另一个3D世代。 与平面NAND中的浮栅设计相比（几何尺寸非常小），带有电荷陷阱的设计中的每个NAND单元中存在更多的电子，与平面NAND的最佳示例相比，保证了3D NAND单元的高可靠性和耐用性。 缺点是升级2D NAND设备以生产3D-NAND板的高昂成本。





尽管BiCS 4（96层）的生产量正在快速增长，但64层BiCS 3 NAND将在今年取代Western Digital的青睐，这是本篇评测的主题。



至于控制器，Western Digital决定从Marvell产品过渡到自己的设计。 主要原因是创建了一种针对BiCS闪存进行了优化的体系结构：该控制器将不需要支持其他供应商的NAND，而在设计时将考虑BiCS系列的发展。 NVD SSD具有性能限制，因此找到一种从可用NAND提取性能的所有可能位的方法很重要。

几乎所有旗舰NVMe SSD上的闪存制造商都拥有自己的控制器也就不足为奇了。 三星在其所有SSD设备上使用其自己的控制器，英特尔在SSD-900p（Optane）上使用其自己的控制器。 尽管使用购买的控制器芯片，即使是顶级供应商提供的常规和低性能SSD也都带有内部开发的集成固件。 垂直集成（从闪存制造和IC组装到NVMe或SATA SSD的系统集成）使卖方可以优化其产品的性能。

新的控制器具有三核架构（可能使用Arm Cortex-R内核），使用28纳米工艺技术制造。 它的设计和可扩展性-像Western Digital SN520中一样，当前控制器可以使用PCIe 3.0 x4链接或x2链接与主机进行通信。 控制器架构将使未来的产品（使用控制器变型）能够更快进入市场并为其添加新功能。 Western Digital现在可以细分其NVMe产品堆栈。 Western Digital Black 3D NAND SSD中的控制器针对客户端工作负载进行了优化，包括计算机游戏和高性能商业应用。 该公司有信心新控制器架构将存在，至少直到NVMe SSD超越PCIe 3 x4接口为止。

与其他NVMe SSD控制器制造商不同，Western Digital对固件和硬件加速器的关注较少，以确保主机和闪存之间的数据交换（处理NVMe命令并将数据从闪存传输到主机）。 电源管理和热量控制无需处理器内核即可执行。 该固件仅用于命令的选择性处理（例如，获取SMART数据，闪存转换层（FTL）算法和异常处理）。 如果您不将处理器用于所有关键任务，则控制器将不会缺少电源。



为了提高性能，NVMe WD SSD架构实现了多级缓存（nCache）。 WD Black 3D NAND NVMe SSD使用nCache 3.0（与nCache 2.0相比，它包含许多更新）。

在详细介绍之前，有趣的是先看看nCache技术在过去几年中是如何发展的。 在第一代中，nCache被开发为在矩阵的SLC段中缓存NAND映射表和小的记录（小于4 KB）。 在第二个版本（SanDisk Ultra II中首次引入）中，所有写操作都被拦截到伪SLC缓存中，每120GB的存储容量将其容量增加到5GB，并且在芯片级旁路中实现了从SLC缓冲区到TLC的直接数据复制。控制器，允许使用更经济的控制器模型而不会降低性能。 nCache 2.0已将NAND映射表放置在SLC缓存区域中。



此外，在进行长时间录制时，与平面TLC相比，下一代产品的3D TLC性能更令人满意。 同一张照片具有耐力。 而不是像nCache 2.0中那样通过SLC缓存发送所有内容，nCache 3.0允许在填充SLC段后写入TLC空间。

与nCache 2.0相比，nCache 3.0的另一个优势是缺少平面TLC矩阵中使用的On Chip Copy功能。 鉴于3D TLC可在长时间录制期间提供直接访问，因此不再需要以前负责将数据从SLC缓存传输到TLC的可选片上复制功能。

最后，nCache 3.0 Western Digital仍使用固定大小的SLC缓存。 Western Digital并未透露WD Black的SLC缓存的大小，但是看起来我们的1TB测试样本具有大约20 GB的SLC缓存。



新的Western Digital架构符合优质现代的SSD控制器，提供了多个级别的错误校正。 前三个级别是用于处理误码数量的不同LDPC样式的纠错码，其增长导致能耗增加和性能下降。 纠错的基本级别是LDPC代码，具有LDPC支持的控制器增加了几次从TLC NAND正确读取数据的可能性。 与TLC NAND出现之前几乎所有SSD中使用的基本BCH纠错机制相比，LDPC纠错码显着改善了存储在单元中的数据的识别。 在驱动器的整个使用寿命中，这种级别的纠错是驱动器正常运行的唯一必要条件。 第二级和第三级校正旨在处理在使用SSD的最后期限中已经出现的错误频率增加。 这些代码由控制器上的专用设备完全处理，而无需使用处理器内核的资源。

为了恢复严重的数据丢失（这不受LDPC的三个级别限制），控制器在XOR段上提供数据恢复，类似于传统的RAID5。 尽管这还不足以承受整个NAND矩阵的“故障”。 ECC纠错存储器可确保控制器SRAM和外部DRAM中的数据完整性。

AnandTech路测-毁灭者

驱逐舰是一个非常漫长的测试，它显示了SSD在大量I / O密集型工作负载下的行为。 驱逐舰已成为Anandtech测试套件不可或缺的一部分，已有近两年的时间了，它旨在通过加载系统以寻找具有最佳性能的SSD来“摧毁所有温室条件”。 与实际情况一样，驱动器有时间休息，以便清除收集的垃圾收集并清理缓存，只有停机时间减少到25 ms，因此一周之内没有得到结果。 AnandTech Storage Bench（ATSB）测试不包含生成工作负载的实际应用程序的启动，因此，性能不会随CPU和RAM性能的变化而改变很多，但是过渡到较新版本的Windows和新驱动程序可能会影响“画面”测试。

对该测试性能的评估取决于驱动器的平均吞吐量，输入-输出操作的平均延迟以及测试期间驱动器消耗的总能量。



在驱逐舰测试期间，新型WD Black的平均数据传输率几乎与三星的TLC 960 EVO及其新型PM981 OEM驱动器一样高。 而且，如果原始的WD Black NVMe SSD显然是最慢的NVMe驱动器之一，并且在我们的测试中显示出SATA SSD级别的结果，那么新的WD Black看上去在最快的型号中具有相当的竞争力。





WD Black的平均延迟约为三星TLC驱动器的水平，根据p99延迟的结果，我们可以在任何具有这种容量的基于闪存的SSD上看到最好的结果。





“驱逐舰”上WD Black的平均读取延迟与我们测试的任何其他基于闪存的SSD一样好。 平均记录延迟创下历史新低，但三星的高端驱动器显然更快。





至于p99的读取延迟，WD Black显示出更好的结果，仅次于容量较小的Intel Optane SSD 900P。 但就p99记录延迟而言，WD产品位居第二。



与名称相同的新SSD相比，新WD Black的功耗已大大降低。 与以前的型号相比，新型号的能耗不到一半，从而使其领先第一，仅次于东芝XG5。

AnandTech路测-重型

与“驱逐舰”相比，我们的“重载”测试旨在演示SSD在短时间内在重负载下的运行情况。 重载测试期间的记录数据总量不会填满磁盘，这不会使SSD进入稳定状态； 在高峰期，驱动器性能会显着影响测试结果。 有关重载测试的详细数据可以在AnandTech的相应文章中找到。 此测试运行两次，一次在完全清洁的驱动器上，一次在连续记录填充驱动器后进行。



在重载测试中，新型WD Black SSD的平均数据传输速度非常接近三星960 EVO。 三星960 PRO和英特尔Optane SSD 900P等高级产品速度更快，但是WD Black和SanDisk Extreme PRO NVMe SSD可以安全地分配给高端市场。





在重载期间评估WD Black的平均和p99延迟，可以在任何固态闪存驱动器上获得最佳效果。 此外，与东芝XG5或三星960 EVO相比，p99 WD Black记录延迟率显示出完整驱动器上的性能损失要低得多。





WD Black是平均读取延迟时间最好的驱动器之一，平均写入延迟时间略高于Samsung 960 EVO。 在全磁盘上进行测试所导致的性能损失与大多数基于MLC的驱动器所造成的性能损失大致相同。





新的Western Digital控制器体系结构为读取操作提供了出色的QoS，其延迟比任何同类闪存驱动器低99％。 记录延迟的第99个百分位也位居榜首，但在速度冠军中不再那么明显。



WD Black和SanDisk Extreme PRO与Toshiba XG5和其他几个NVMe固态驱动器相当，后者的功耗非常低，可与优质SATA SSD媲美。 重载测试期间使用的总能量略高于具有相同64L 3D TLC NAND的Crucial MX500和Western Digital SATA驱动器的能量。

AnandTech路测-轻

我们对轻型硬盘的测试比“毁灭者”或“重型”测试具有相对更多的连续会话和更短的队列深度，这是最短的测试。 它主要基于不太依赖驱动器性能的应用程序，因此其结果很可能反映了应用程序启动和下载文件的时间。 该测试可以视为日常使用中所有小延迟的总和，但是如果停机时间减少到25毫秒，则只需不到半小时即可完成测试。 可在AnandTech的相应文章中找到有关Light测试的详细信息。 与ATSB重载测试的情况一样，此测试运行两次：在已完全清洁的驱动器上，以及在对驱动器进行连续记录之后。



在空驱动器上进行测试的过程中，当驱动器已满时，WD Black驱动器的平均数据传输速度会比Samsung 960 EVO略低，反之亦然。 三星PM981是唯一具有优势的驱动器，尽管在两种情况下都不是特别重要。 即使性能最差，新款WD Black的性能也比去年的WD Black有所降低。





在Light测试中，WD Black的平均等待时间与大多数现代SSD一样低。 第99个百分位数的延迟结果比三星最快的驱动器稍差，但完整驱动器的性能优于960 EVO。





有相当多的SSD的平均读取延迟接近WD Black，甚至低级NVMe SSD的平均读取延迟也只有几毫秒（根据我们的Light测试）。 在平均记录延迟方面，WD Black值得与三星驱动器并列第一。





WD Black在Light测试中显示出极低的写入延迟（第99个百分位数），因为其SLC缓存从未满。 读取延迟（第99个百分位数）没有显示出这样的记录值，但是在全驱动器上的结果仍然非常好。



与重载测试一样，唯一可以与WD Black的能源效率进行比较的NVMe SSD是东芝XG5。 这些驱动器比SATA快得多，而消耗的功率却更少。

随机阅读测验

我们的第一个随机读取性能测试使用了非常短的突发操作，一次又一次执行。 驱动器在此类“突发”之间具有足够的停机时间，以提供20％的总循环时间，因此无法进行热调节。 每个数据包的大小为32 MB，可从16 GB磁盘范围的4 KB随机块中读取。 数据总量为1 GB。



WD Black随机读取性能指标没有打破记录，但仍然比去年的WD Black SSD好，并且仅落后于三星960 EVO。

我们的阅读性能测试与2015年的测试类似：检查队列深度从1到32，QD1，QD2和QD4的平均性能和能效确定主要测试得分。 每个队列深度检查一分钟或32 GB的传输数据，速度更快。 检查队列的深度后，驱动器最多关闭一分钟以进行冷却，因此热量积聚不会影响队列的较大深度。 单独的读取操作仍适用于4kB块，并且覆盖了驱动器的64 GB间隔。



与去年的型号相比，WD Black的随机读取性能有所提高。 但这还不足以赶上三星。 此外，最近发布的Intel 760p稍早于WD Black。



WD Black在随机读取操作期间的能效比任何其他TLC驱动器都要好。 从正在进行的“测试”中可以看出，它的消耗并不比SATA驱动器高很多。


西部数据WD黑色1TB（3D NAND）


英特尔SSD 760p 512GB


三星960 EVO 1TB


三星960 PRO 1TB


爱国者地狱火480GB


三星PM981 1TB


OCZ RD 400 1TB


威刚XPG SX8000 512 GB


西部数据WD黑色512GB（2D NAND）


SanDisc Extreme PRO 1TB


东芝XG5 1TB


三星860 EVO 2TB M.2


关键MX500 1TB


SanDisc Ultra 3D 1TB


英特尔Optane 900P 280GB


西部数据WD Black 7200RPM 1TB

在更深的队列级别上，三星驱动器略胜于WD Black，但是随着队列深度的增加，大多数其他驱动器明显滞后。

随机写入性能

计划用于随机数据写入的性能测试与读取测试类似，但是现在每个数据包只有4 MB，总记录长度为128 MB。 4 KB的随机写入操作分布在驱动器的16 GB范围内，并且不排队就一次发出。



尽管本质上是相同的设备，但我们的WD Black样本突然显示出比SanDisk Extreme PRO更好的随机记录结果。 尽管两个驱动器的性能都位于图表的顶部。

与读取测试一样，我们恒定的4 KB随机写入测试可持续长达1分钟，即每个队列深度最多32 GB，覆盖了64 GB的磁盘范围。 在队列的深度之间，该驱动器还具有最多1分钟的停机时间，这使得可以不断覆盖高速缓存并避免过热。



新款WD Black在随机记录测试中仅展示了冠军性能，远远超过了三星目前的零售产品，并且非常接近PM981 OEM驱动器的结果，后者是三星下一代驱动器的基础。 去年的WD Black并没有比SATA驱动器快多少。



对NAND的全面检修和控制器将WD Black从性能图表的底部（去年的型号所在的位置）提升到了最高位置，最终甚至超过了Toshiba XG5和Samsung 960 PRO。


西部数据WD黑色1TB（3D NAND）


英特尔SSD 760p 512GB


三星960 EVO 1TB


三星960 PRO 1TB


爱国者地狱火480GB


三星PM981 1TB


OCZ RD 400 1TB


威刚XPG SX8000 512 GB


西部数据WD黑色512GB（2D NAND）


SanDisc Extreme PRO 1TB


东芝XG5 1TB


三星860 EVO 2TB M.2


关键MX500 1TB


SanDisc Ultra 3D 1TB


英特尔Optane 900P 280GB


西部数据WD Black 7200RPM 1TB

WD Black的随机写入性能达到QD4级别，而三星驱动器和其他某些型号的性能进一步提高，并且可以通过更大的队列深度达到更高的性能水平。 但是，WD Black具有出色的随机记录特性，更重要的是-队列深度低。

顺序读取性能

我们的第一个顺序读取性能测试使用128 MB短突发，这些突发作为128 KB块无队列执行。 对于从包含16 GB数据的磁盘读取的1 GB数据，该测试对八个突发的平均性能进行了测试。 每个突发之间的驱动器停机时间足以使总占空比达到20％。



如我们所见，WD Black的顺序读取速度比去年的模型高出几倍，但仍远未创下记录。

顺序读取测试使用的队列深度为1到32，而性能和功耗则按QD1，QD2和QD4的平均值计算。 从包含64 GB数据的磁盘中检查每个队列深度一分钟或32 GB（更快）。



测试顺序读取时，三星NVMe驱动器肯定比WD Black具有优势。



至于顺序读取的能源效率，WD Black距离顶部更近，只有Samsung 960 PRO明显落后。


西部数据WD黑色1TB（3D NAND）


英特尔SSD 760p 512GB


三星960 EVO 1TB


三星960 PRO 1TB


爱国者地狱火480GB


三星PM981 1TB


OCZ RD 400 1TB


威刚XPG SX8000 512 GB


西部数据WD黑色512GB（2D NAND）


SanDisc Extreme PRO 1TB


东芝XG5 1TB


三星860 EVO 2TB M.2


关键MX500 1TB


SanDisc Ultra 3D 1TB


英特尔Optane 900P 280GB


西部数据WD Black 7200RPM 1TB

WD Black的顺序读取性能在QD1中开始非常中等，但一直稳定增长到QD16，在这里它超越了Optane SSD。 东芝XG5具有类似的变焦性能，但无法与新的WD Black竞争。

顺序写性能

顺序写入性能测试与之前的测试类似-顺序读取测试。 每个数据包以在QD1中发布的128 KB操作的形式写入128 MB数据，总共1 GB的数据写入包含16 GB数据的磁盘。



与随机写入测试一样，我们的双碟在顺序刻录中显示出惊人的速度差异。 WD SanDisk Extreme与Samsung 960 EVO并列第二，而WD Black与Samsung PM981（后者取代960 Evo相当，写入速度比960 Evo SSD快40％）。

连续顺序写入测试的结构与顺序读取测试相同，但数据传输方向除外。 队列的深度从1到32不等，并且每个深度检查一分钟或32 GB，之后会预留一分钟的停机时间以正确开发垃圾收集技术，这种中断使驱动器冷却。 该测试仅限于64 GB的驱动器范围。



连续顺序记录WD Black的性能并非首屈一指，但它远远领先于所有产品，除了三星和英特尔的最佳光盘。 WD Black几乎是使用基本相同闪光灯的Toshiba XG5的两倍。



尽管在测试顺序记录时测试产品没有表现出最佳性能，但在能源效率方面，WD Black显然是赢家。 功耗仅超过4瓦，它绝对不会出现电力短缺的情况。 在这个方向上已经做了大量的工作，以至于驱动器在测试效率上能够超越所有竞争对手。


西部数据WD黑色1TB（3D NAND）


英特尔SSD 760p 512GB


三星960 EVO 1TB


三星960 PRO 1TB


爱国者地狱火480GB


三星PM981 1TB


OCZ RD 400 1TB


威刚XPG SX8000 512 GB


西部数据WD黑色512GB（2D NAND）


SanDisc Extreme PRO 1TB


东芝XG5 1TB


三星860 EVO 2TB M.2


关键MX500 1TB


SanDisc Ultra 3D 1TB


英特尔Optane 900P 280GB


西部数据WD Black 7200RPM 1TB

WD Black的顺序写入速度在各种队列深度范围内都非常稳定，并且从QD1到QD2略有增加，并且没有迹象表明在SLC缓存已满后由于过度的垃圾收集而导致性能下降。

混合随机表现

混合随机读写测试由10％增量的混合组成，从纯读到纯写。 每种混合最多可测试1分钟，即32 GB的传输数据。 测试以4的队列深度进行，并且限制在64 GB的驱动器范围内。 驱动器在两次混合之间处于闲置状态最多一分钟，因此总占空比为50％。



WD Black显示了出色的混合随机I / O性能，但是它仍然比三星的最佳驱动器慢，而Optane SSD则完全不同。



尽管性能绝对值之间存在巨大差异，但采用混合随机I / O测试的WD Black的能源效率大致等于Samsung 960 PRO，并且稍逊于Optane SSD。


西部数据WD黑色1TB（3D NAND）


英特尔SSD 760p 512GB


三星960 EVO 1TB


三星960 PRO 1TB


爱国者地狱火480GB


三星PM981 1TB


OCZ RD 400 1TB


威刚XPG SX8000 512 GB


西部数据WD黑色512GB（2D NAND）


SanDisc Extreme PRO 1TB


东芝XG5 1TB


三星860 EVO 2TB M.2


关键MX500 1TB

SanDisc Ultra 3D 1TB


英特尔Optane 900P 280GB


西部数据WD Black 7200RPM 1TB

随着负载从读取转移到写入，WD Black的性能增长非常缓慢，但是到测试结束时，良好的SLC写入缓存实现使WD Black成为赢家。 在大多数测试中，功耗均小于2瓦，并且最终不会达到4瓦。

混合顺序表现

与之前的I / O测试不同，我们的混合顺序读取和写入测试执行大小为128 KB的顺序调用（而不是在随机位置进行4 KB），并且也以队列深度1进行。测试混合的范围没有改变，时序和限制数据传输与上述相同。



WD Black的混合顺序工作负载的性能出奇地高，并且几乎不比Optane SSD低，远远领先于其他闪存驱动器。



在混合顺序测试中，WD Black消耗的功率与其他SSD大致相同，再加上出色的性能，使该驱动器在能效方面处于领先地位。


西部数据WD黑色1TB（3D NAND）


英特尔SSD 760p 512GB


三星960 EVO 1TB


三星960 PRO 1TB


爱国者地狱火480GB


三星PM981 1TB


OCZ RD 400 1TB


威刚XPG SX8000 512 GB


西部数据WD黑色512GB（2D NAND）


SanDisc Extreme PRO 1TB


东芝XG5 1TB


三星860 EVO 2TB M.2


关键MX500 1TB


SanDisc Ultra 3D 1TB


英特尔Optane 900P 280GB


西部数据WD Black 7200RPM 1TB

混合顺序测试中的WD Black性能变化图看起来很奇怪。 当工作负载是清晰的写入或刚读的工作，并且在测试的中间表现最差时，许多驱动器会在测试的两端显示出凹曲线，并具有最佳的性能。 相反，WD Black性能图表从底部开始，但在测试的上半部分迅速增长，并在下半部分一直保持最大值。

电源管理

在现实世界中，主驱动器加载模式在大多数情况下会使SSD处于不活动状态。 这意味着在本综述前面介绍的有功功率测量仅显示了使用电池电源时如何确定驱动器质量的一部分。 在轻载应用中，SSD的能效取决于它在待机模式下可以节省多少电量。

当SATA电源管理关闭时，将测试SATA SSD，以测量其活动待机消耗，然后评估深度待机消耗和唤醒延迟。 与任何台式机系统一样，我们的测试平台无法启动最深的非活动状态DevSleep（最低功耗模式）。

NVMe SSD的空闲状态消耗管理比SATA SSD复杂得多。 NVMe SSD具有各种空闲状态；它们的能耗水平和组件返回活动状态时发生的延迟互不相同。 WD Black支持APST（独立电源状态更改）技术。

我们通过两种方式来衡量不活动消费。 主动等待是典型的台式PC的工作，该台式PC不使用任何高级PCIe或NVMe节能功能，并且驱动器可以立即处理新命令。 待机功耗是在电源状态L1.2 PCIe处于打开状态且启用NVMe APST的情况下测量的。





像大多数NVMe SSD一样，WD Black具有相当高的待机消耗-这是支持活动PCIe 3x4总线的价格。 主动待机的消耗略高于以前的WD Black SSD，但与三星，东芝和Phison的驱动器匹配。

启用所有高级PCIe和NVMe电源管理功能对正在调查的WD Black驱动器没有理想的效果。 消费量仅减少一半（甚至更少），并且预计将“下降”至少一个数量级。 先前的WD Black SSD型号使用积极的电源管理，而不管其操作系统是否要求它。 不论要求的系统功率如何，新的WD Black似乎都无法在我们的台式支架上节省很多能量。 我们将与Western Digital合作，尝试确定这种异常行为的原因。 从测试结果中可以看出，WD Black并不是唯一一种电源盒会引起电源管理问题的NVMe驱动器，英特尔和三星能够制造出能够提供非常低待机功耗的驱动器。



由于WD Black显然无法使用我们展位上的所有电源管理功能，因此其唤醒延迟非常小也就不足为奇了。 这不是最小值〜15μs，我们在原则上并未尝试节省能量的驱动器中观察到的最小值为〜15μs，但是〜230μs仍然是非常快的唤醒时间。

结论

通过去年的测试，我们了解了Western Digital和Toshiba XG5 SATA驱动器，其中64层3D-TLC与平面NAND相比显示了巨大的飞跃，并且可以说是最快，最节能的TLC NAND。 现在很明显，这些磁盘甚至都没有尝试利用新闪存的全部潜力。 有了新的控制器，Western Digital BiCS 3 TLC就像钻石一样闪闪发光。 新型WD Black和SanDisk Extreme PRO无疑是高品质的NVMe SSD，可与三星的960 EVO级别相匹配，有时甚至超过960 PRO。

除了WD Black测试结果中的几个令人失望的要点之外，即使驱动器不在第一或第二位，它仍然位于低级别NVMe驱动器的上方和肩膀，这让我们感到高兴。 最大的两个问题是顺序读取测试的开始不佳，以及随着时间的推移您可能能够解决的许多NVMe电源管理错误。 在管理闲置电源时，许多NVMe驱动器开始表现得“奇妙”；您必须承认，与SATA驱动器之间至少几乎在睡眠状态以及DevSleep（不能在台式机上使用）几乎通用和完美的支持形成鲜明对比。电脑）。

WD Black在负载下的能效非常好，可以肯定地说Western Digital NVMe控制器不是耗能者。 根据测试结果，WD Black出乎意料地超出了我们的所有期望，尤其是在混合顺序I / O测试期间：没有一个经过测试的驱动器可以与它进行比较。



在NVMe SSD竞争的早期阶段，三星一直是领导者，并且仍然继续保持第一的位置。 在此期间，许多品牌都尝试使用平面NAND甚至是失败的第一代Intel / Micron 3D NAND来实现高性能NVMe SSD。 尝试失败的尝试包括去年推出的原始WD Black NVMe SSD，该固态硬盘使用15纳米平面TLC，几乎无法超越像样的SATA驱动器。



MSRP（建议零售价）WD Black与三星960 EVO的当前零售价大致相同，三星960 EVO是被测设备的直接竞争对手。 这些驱动器均没有明显的性能优势（容量为1TB），而WD Black在能效方面没有中等优势（尽管在非活动状态下发现了问题）。 英特尔760p处于这一价格范围内，但显然没有竞争力。

在今年早些时候正式发布之后，Plextor M9Pe就开始向客户提供。 它具有Toshiba 64L TLC和Marvell控制器，可准确显示新型WD Black的外观，而无需引入自己的内部Digital Western控制器。 不久我们将在M9Pe上获得初步结果。

多年来，Western Digital致力于开发3D-NAND及其新型NVMe控制器的努力已获得回报。 同样，它们值得加入大联盟，其最新的SATA SSD也表现出色。 今年，SSD市场在几乎每个价格类别中都存在激烈的竞争。

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