為了追求效能，通常會(huì)認(rèn)為需換上更快的處理器、頻率更高、容量大的內(nèi)存、以及更高等級(jí)的顯示適配器，但往往忽略了儲(chǔ)存裝置的重要性，若儲(chǔ)存裝置帶寬沒(méi)有一并提升，整體系統(tǒng)效能便會(huì)大打折扣，無(wú)法得到有效提升。隨著PCIe Gen5問(wèn)世，以及芯片大廠Intel、AMD相繼投入的局勢(shì)下，PCIe Gen5已成為接下來(lái)高性能系統(tǒng)關(guān)鍵角色之一。

PCIe Gen5備受矚目之原因：

以較直接的角度來(lái)看，PCIe Gen5效能速率(Link Speed)為前一世代PCIe Gen4的2倍：前者的規(guī)格速度可高達(dá)32GT/s ，后者的規(guī)格速度則為16GT/s；且PCIe Gen5擁有16倍 (x16) 通道的帶寬，可高達(dá)128GBps的速度。高帶寬所帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)在于：不同的連接裝置可依其需求來(lái)平衡帶寬及其成本。舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于可使用較少信道的裝置來(lái)說(shuō)，典型的像SSD，一般只需x4通道即可。而對(duì)于一些有高帶寬需求的設(shè)備，則可充分利用x16通道，例如：人工智能/高效能運(yùn)算卡。儲(chǔ)存裝置大廠也陸續(xù)發(fā)表基于PCIe Gen5的SSD，讓儲(chǔ)存裝置也從PCIe Gen4之后有了進(jìn)化的契機(jī)。

各種不同情況的SSD效能實(shí)例分享

PCIe Gen5效能強(qiáng)悍，但若只使用一般市面上的系統(tǒng)來(lái)測(cè)試其效能程度，會(huì)有平臺(tái)效能不夠的疑慮存在，讓數(shù)據(jù)大打折扣，無(wú)法完整發(fā)揮產(chǎn)品效能。百佳泰擁有專(zhuān)業(yè)的PCIe Gen5 SSD測(cè)試平臺(tái)”SANBlaze RM5”可以進(jìn)行效能驗(yàn)證。

百佳泰以實(shí)際數(shù)據(jù)分析企業(yè)級(jí)PCIe Gen5 SSD并評(píng)鑒其效能，完整不藏私的將其效能數(shù)據(jù)以及特性揭露，除了PCIe Gen5 SSD的效能信息，我們也挑選了另一高規(guī)格企業(yè)級(jí)的Gen 4 SSD來(lái)進(jìn)行相同的效能測(cè)試，我們考慮現(xiàn)實(shí)使用者情境下可能的應(yīng)用，以不同的檔案讀寫(xiě)應(yīng)用比較不同PCIe世代SSD效能表現(xiàn)。

1. 大檔循序讀取效能：

應(yīng)用場(chǎng)景：影片播放瀏覽、大型檔案讀取瀏覽、3A游戲執(zhí)行加載等

關(guān)于大檔128KB循序讀取的效能表現(xiàn)，首先我們從PCIe Gen5 SSD表現(xiàn)來(lái)看，此次用來(lái)執(zhí)行效能測(cè)試的PCIe Gen5儲(chǔ)存裝置為Samsung PM1743 Gen5 U.2 SSD，從官網(wǎng)可以得知其效能強(qiáng)大，實(shí)際是否真的是如此? 讓我們透過(guò)實(shí)際測(cè)試來(lái)一探究竟。

在序列深度1的情況下，可以看到效能將近1.5GB/s，也可觀察到此時(shí)的功耗約在8~9W中間排徘徊，以只有設(shè)定序列深度1的情況來(lái)說(shuō)，效能著實(shí)不凡。

接著我們將序列深度設(shè)置到128，以多線程的角度來(lái)觀察其效能變化為何，下圖中發(fā)現(xiàn)其效能明顯提升至約13GB/s，同時(shí)功耗部份也來(lái)到了18~19W之間的高功耗。從這效能結(jié)果來(lái)看可以發(fā)現(xiàn)Gen5 SSD效能強(qiáng)悍。

在此同時(shí)我們也來(lái)看看相同效能測(cè)試下，PCIe Gen4 SSD的效能表現(xiàn)如何。此次我們選用的PCIe Gen4儲(chǔ)存裝置為Intel D7-P5620 U.2 SSD。

在相同測(cè)試條件下，序列深度1的部份效能約在2GB/s，對(duì)比Gen5 SSD表現(xiàn)較好。

但在序列深度設(shè)定為128的情況下，效能約只有3.5GB/s，對(duì)比Gen5 SSD效能明顯低了許多，從這邊也能夠看出Gen5 SSD在循序讀取效能是比Gen4 SSD要來(lái)的好。

2. 大檔循序?qū)懭胄埽?/span>

應(yīng)用場(chǎng)景：定期系統(tǒng)備份、影片備份儲(chǔ)存、下載大型檔案

關(guān)于大檔128KB循序?qū)懭氲男鼙憩F(xiàn)，一樣先從Gen5 SSD來(lái)看。對(duì)于循序?qū)懭雭?lái)說(shuō)，序列深度設(shè)置大小與效能無(wú)正相關(guān)，因此這部份直接來(lái)看序列深度128的效能表現(xiàn)。大檔循序?qū)懭氲男芗s在3GB/s，算是相當(dāng)不錯(cuò)的表現(xiàn)。

那么在Gen4 SSD的循序?qū)懭氡憩F(xiàn)如何呢? 從下表可以看出效能落在約1.4GB/s，約只有Gen5 SSD的效能一半。從這邊可以了解到在大檔下，Gen5 SSD能比Gen4 SSD得到更佳的效能表現(xiàn)。

3. 小檔隨機(jī)讀取效能：

應(yīng)用場(chǎng)景：執(zhí)行讀取應(yīng)用程序、病毒防護(hù)掃描、閱覽文件檔案

看完了大檔循序讀寫(xiě)得效能比較后，接著我們來(lái)比較小檔隨機(jī)讀取的部份。關(guān)于小檔4KB隨機(jī)讀取，一樣先從Gen5 SSD的部份來(lái)看，在序列深度1的情況下，Gen5 SSD小檔隨機(jī)讀取的效能約在60MB/s左右。

不過(guò)到了序列深度128的情況，效能有了爆發(fā)性的成長(zhǎng)，直接跳到了將近3GB/s，其效能表現(xiàn)已接近部份Gen3/4 SSD循序讀取的表現(xiàn)。

接著比對(duì)Gen4 SSD的小檔隨機(jī)讀取效能表現(xiàn)，在序列深度1的情況下，效能約在60MB/s左右，與Gen5 SSD差異不大。

到了序列深度128的情況下，與Gen5 SSD相同，效能有了顯著的提升，約達(dá)1.7GB/s。但與Gen5 SSD的表現(xiàn)比較下，還是稍遜一截。

4. 小檔隨機(jī)寫(xiě)入效能：

應(yīng)用場(chǎng)景：文書(shū)編輯處理、 短影音創(chuàng)作、數(shù)據(jù)庫(kù)寫(xiě)入

最后我們來(lái)觀察小檔隨機(jī)寫(xiě)入的部份，關(guān)于小檔4KB隨機(jī)寫(xiě)入，先從Gen5 SSD的部份來(lái)看，在序列深度1的情況下，Gen5 SSD小檔隨機(jī)寫(xiě)入的效能約在250MB/s左右。

接著來(lái)看序列深度128的情況為何，這邊出現(xiàn)了跟前面截然不同的表現(xiàn)，可以看到在測(cè)試前期效能可以在3.3GB/s左右，不過(guò)隨著寫(xiě)入容量增加，效能也掉到了約650MB/s左右，寫(xiě)入效能明顯衰退。

比對(duì)Gen4 SSD的小檔隨機(jī)寫(xiě)入效能表現(xiàn)，在序列深度1的情況下，效能約在250MB/s左右，與Gen5 SSD差異不大。

而在序列深度128的情況下，我們可以看出這顆Gen4 SSD寫(xiě)入效能約在1.4GB/s，雖然明顯比Gen5 SSD效能低落，只有一半左右，不過(guò)其SSD寫(xiě)入效能可以持續(xù)維持到測(cè)試結(jié)束，效能表現(xiàn)一致。

從以上效能測(cè)試數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，Gen 5 SSD在大多數(shù)情況下效能表現(xiàn)明顯超越Gen4 SSD，Gen 5 SSD效能能夠在我們強(qiáng)大的測(cè)試平臺(tái)上完整發(fā)揮其強(qiáng)大的效能。除了大方向的效能優(yōu)越外，也能找出隨機(jī)寫(xiě)入效能衰退的情形。透過(guò)平臺(tái)數(shù)據(jù)，更能快速了解其產(chǎn)品效能水平及其特性。百佳泰專(zhuān)家顧問(wèn)能快速提供對(duì)應(yīng)的方向來(lái)協(xié)助客戶(hù)進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量提升。

Faster, Easier, Better！儲(chǔ)存裝置顧問(wèn)服務(wù)

以上案例百佳泰顧問(wèn)團(tuán)隊(duì)有能力考慮用戶(hù)應(yīng)用，驗(yàn)證SSD產(chǎn)品的效能，同時(shí)還能以多年的業(yè)界經(jīng)驗(yàn)可以根據(jù)產(chǎn)品作客制化測(cè)試規(guī)劃，提供最佳的顧問(wèn)服務(wù)，幫助客戶(hù)排除大部分可能遇到的問(wèn)題，減少實(shí)際應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)。

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擁有業(yè)界高頻高速設(shè)備的導(dǎo)入，能更快速的協(xié)助客戶(hù)面對(duì)各種SSD驗(yàn)證問(wèn)題，除了基礎(chǔ)驗(yàn)證以外，更能為客戶(hù)解決效能驗(yàn)證，若客戶(hù)有客制化驗(yàn)證需求，也能在第一時(shí)間提案協(xié)助客戶(hù)解決。

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多樣化測(cè)試驗(yàn)證設(shè)備，能夠讓客戶(hù)能體驗(yàn)到一站式服務(wù)，舉凡產(chǎn)品前期的訊號(hào)問(wèn)題，產(chǎn)品上市前的驗(yàn)證，高溫震動(dòng)摔落測(cè)試，產(chǎn)品上市后的效能以及可靠度質(zhì)量檢測(cè)。百佳泰都能提供一條龍相對(duì)應(yīng)的服務(wù)，簡(jiǎn)化客戶(hù)對(duì)于驗(yàn)證測(cè)試找尋不到相對(duì)應(yīng)的窗口的煩惱。

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專(zhuān)業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)以及多種不同測(cè)試環(huán)境與儀器設(shè)備，一旦發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品存在著相關(guān)潛在風(fēng)險(xiǎn)，百佳泰將可協(xié)助客戶(hù)厘清問(wèn)題可能發(fā)生的原因、同時(shí)提供客制化驗(yàn)證及建議的解決方案，完整分析其利弊以利客戶(hù)決策并解決問(wèn)題。

若您有任何無(wú)線場(chǎng)域模擬驗(yàn)證需求，立即填寫(xiě)下方的聯(lián)系窗口與我們聯(lián)系！

立即回顧SANBlaze RM5相關(guān)文章：?AI應(yīng)用一路狂飆，PCIe 5.0 SSD能否應(yīng)對(duì)性能挑戰(zhàn)？

近年來(lái)資安問(wèn)題頻傳，越來(lái)越多裝置（個(gè)人計(jì)算機(jī)，行動(dòng)裝置等） 透過(guò)云端物聯(lián)網(wǎng)（IoT）與云端儲(chǔ)存相互鏈接，數(shù)據(jù)的開(kāi)放性衍生出許多資安問(wèn)題和惡意攻擊。除了一般常見(jiàn)的防病毒軟件，以軟件層面來(lái)防堵之外，硬件層面部分尤其是儲(chǔ)存裝置的防護(hù)，會(huì)以硬件加密為主，例如常見(jiàn)的「ASE 256bit」加密技術(shù)，便是透過(guò)儲(chǔ)存裝置內(nèi)建支持硬件加密的控制器單元，對(duì)儲(chǔ)存裝置進(jìn)行完整磁盤(pán)加密。硬件加密的安全性較高，要將數(shù)據(jù)從硬盤(pán)竊取幾乎是不可能的任務(wù)。

擁有加密技術(shù)的儲(chǔ)存裝置越來(lái)越多，但該如何確保其加密功能是真正安全符合規(guī)范？TCG組織（Trusted Computing Group）便規(guī)劃了「Opal儲(chǔ)存裝置安全規(guī)范（Opal Storage Specification）」，符合TCG Opal規(guī)范的儲(chǔ)存裝置，可于裝置內(nèi)執(zhí)行加密，在效能、安全和管理方面，皆較軟件的加密系統(tǒng)更具數(shù)據(jù)保密之優(yōu)勢(shì)；也更不影響主機(jī)系統(tǒng)作業(yè)且不占用資源，不需要額外的主機(jī)加密組件，所有加密皆于裝置內(nèi)部進(jìn)行完成。

為了驗(yàn)證是否符合TCG Opal規(guī)范，我們與知名測(cè)試驗(yàn)證工具開(kāi)發(fā)商ULINK Technology合作，利用其開(kāi)發(fā)的測(cè)試工具與對(duì)應(yīng)的TCG測(cè)試腳本，提供相關(guān)TCG Opal Certification Test以及TCG Opal Protocol Test驗(yàn)證其產(chǎn)品是否能通過(guò)測(cè)試。我們利用通過(guò)TCG組織通過(guò)認(rèn)可的測(cè)試工具來(lái)對(duì)儲(chǔ)存裝置（SATA/NVMe）進(jìn)行驗(yàn)證。以下為兩個(gè)測(cè)試相關(guān)介紹。

1. TCG Opal Certification Test:

為了驗(yàn)證TCG儲(chǔ)存裝置是否正常符合TCG規(guī)范（TCG Storage Architecture Core Specification, Version 2.01; TCG Storage OPAL Family Test Cases Specification, Version 1.00），利用Certification Test針對(duì)儲(chǔ)存裝置進(jìn)行TCG functional check，確認(rèn)回傳值是否符合spec規(guī)范。TCG Opal Certification Test測(cè)試項(xiàng)目如下：

2. TCG Opal Protocol Test:

接下來(lái)驗(yàn)證其Opal Protocol test是否符合TCG規(guī)范（TCG Storage Architecture Core Specification, Version 2.01; TCG Storage OPAL Test Cases Specification, Version 1.00）,利用Opal Protocol Test針對(duì)儲(chǔ)存裝置進(jìn)行functional check，確認(rèn)回傳值是否符合spec規(guī)范。TCG Opal Protocol Test測(cè)試項(xiàng)目如下：

這邊舉一個(gè)實(shí)際案例與大家分享。符合TCG儲(chǔ)存裝置有個(gè)「shadow MBR」功能，用戶(hù)開(kāi)啟此裝置時(shí)，會(huì)先進(jìn)入一個(gè)稱(chēng)為shadow MBR模擬空間進(jìn)行pre-boot的身份驗(yàn)證動(dòng)作；通過(guò)驗(yàn)證后，才會(huì)進(jìn)入真正的開(kāi)機(jī)程序，與裝置鏈接。在「UCT-10 Enable MBR Shadowing」這個(gè)item中，我們可以看到該裝置因在「subcase 2: Set on ACE_MBRControl_Set_DoneToDOR to include User1 and User8; Set Response: Pass」這個(gè)地方無(wú)法正常回傳對(duì)應(yīng)值，無(wú)法取得認(rèn)證，故此item便判定為Fail。

除了提供TCG Opal Certification Test & TCG Opal Protocol Test驗(yàn)證報(bào)告以外，百佳泰也可以針對(duì)產(chǎn)品無(wú)法通過(guò)驗(yàn)證的測(cè)項(xiàng)進(jìn)行結(jié)果分析，協(xié)助廠商解決并通過(guò)驗(yàn)證。相信透過(guò)這兩大項(xiàng)測(cè)試層層把關(guān)，通過(guò)嚴(yán)苛考驗(yàn)的產(chǎn)品能在市面上帶給客戶(hù)信任感。

近年來(lái)，不論是一般個(gè)人桌面計(jì)算機(jī)、筆記本電腦，甚至一些新世代的服務(wù)器中，都可以看到所謂的NVMe SSD的蹤跡，這種NVMe SSD跟以往的SSD又有什么不同呢？

NVMe (Non-Volatile?Memory) SSD，是基于PCIe接口下的SSD，存取數(shù)據(jù)透過(guò)PCIe總線附加的非揮發(fā)性?xún)?nèi)存媒介，為一種新型態(tài)的固態(tài)內(nèi)存?zhèn)鬏攨f(xié)議，與先前SSD最大的差異，便是傳輸接口的不同。也就是說(shuō)，NVMe這個(gè)協(xié)定就是專(zhuān)為SSD量身打照，與先前SSD使用SATA協(xié)議相比，SATA協(xié)議是從HDD發(fā)展過(guò)來(lái)，對(duì)SSD這高速低延遲的儲(chǔ)存裝置來(lái)說(shuō)，就顯得綁手綁腳。受惠于傳輸接口的進(jìn)步，NVMe SSD明顯提升不少速度，一口氣從原本SATA 6G (600MB/s)的速度，到目前最新Gen4 x4 Lane (7.88GB/s)的速度。

除了速度方面的提升，NVMe同時(shí)也有效降低延遲。如同前面所提到，NVMe主要應(yīng)用于PCIe SSD，原生PCIe主控與CPU直接相連；而不是傳統(tǒng)SATA連結(jié)方式，通過(guò)南橋控制器中轉(zhuǎn)，再連接CPU。除了具備高速低延遲的特性以外，NVMe SSD從外觀來(lái)看，最明顯的差別便是支持M.2 slot這個(gè)鏈接接口，對(duì)比早期SATA接口2.5吋 SSD，體績(jī)明顯縮小許多，讓筆記本電腦可以更加輕薄。

在NVMe SSD逐漸成為市場(chǎng)主流的情況，廠商如何在市場(chǎng)上得到青睞？一款NVMe SSD產(chǎn)品，除了內(nèi)部層層測(cè)試，也少不了送出去進(jìn)行各種認(rèn)證測(cè)試。最直接的方式便是透過(guò)「Protocol Test（協(xié)議測(cè)試）」以及「Regression Test（回歸測(cè)試）」來(lái)驗(yàn)證其產(chǎn)品是否能通過(guò)測(cè)試。我們與知名測(cè)試驗(yàn)證工具開(kāi)發(fā)商Ulink合作，利用其開(kāi)發(fā)的測(cè)試工具來(lái)對(duì)NVMe SSD進(jìn)行驗(yàn)證。那Protocol test以及Regression test是什么測(cè)試內(nèi)容？以下為兩個(gè)測(cè)試相關(guān)介紹：

1. NVMe Protocol Test:

為了驗(yàn)證NVMe SSD功能是否正常符合Spec規(guī)范（NVM Express 1.3d），利用Protocol Test針對(duì)controller進(jìn)行functional check，確認(rèn)回傳值是否符合spec規(guī)范。Protocol Test測(cè)試項(xiàng)目如下：

1. Abort
2. Create/Delete IO Queue
3. Async Event Request
4. Device Self Test
5. Sanitize
6. Controller Capabilities
7. Identify
8. Get Log
9. Get/Set Feature
10. Compare
11. Flush
12. Read, Write, Write Uncorrectable, Write Zero
13. Power States
14. Data Set Management
15. Firmware Download
16. Format NVM
17. NVM Resets

2. NVMe Regression test:

在上面功能驗(yàn)證是否符合spec后，接著進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫(xiě)驗(yàn)證。除了在正常power cycle下的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)是否能正常以外，我們也會(huì)驗(yàn)證在非預(yù)期斷電的情況下，SSD是否能正常起動(dòng)斷電保護(hù)機(jī)制，確保數(shù)據(jù)正確性。最后我們也會(huì)依照J(rèn)EDEC定義的工作量（JEDEC 219A）進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的壓力測(cè)試，確保SSD能在長(zhǎng)時(shí)間讀寫(xiě)下依然能保證其數(shù)據(jù)正確性。Regression Test測(cè)試項(xiàng)目如下：

1. Power Cycle with Random commands
2. Power Cycle with Data compare
3. MD5 with power cycle
4. JEDEC Workload Client/Enterprise

除了提供NVMe SSD Protocol Test & Regression Test驗(yàn)證報(bào)告以外，我們可以針對(duì)產(chǎn)品無(wú)法通過(guò)驗(yàn)證的測(cè)項(xiàng)進(jìn)行結(jié)果分析，協(xié)助廠商解決并通過(guò)驗(yàn)證。相信透過(guò)這兩大項(xiàng)測(cè)試層層把關(guān)，通過(guò)嚴(yán)苛考驗(yàn)的產(chǎn)品能在市面上帶給客戶(hù)信任感。

對(duì)于現(xiàn)今SSD產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，不僅Protocol Test & Regression Test的驗(yàn)證，也需要可靠度（Reliability）驗(yàn)證來(lái)確保質(zhì)量。擁有完整設(shè)備的百佳泰，亦能提供其他相關(guān)類(lèi)型測(cè)試，例如利用高／低溫與高／低電壓環(huán)境條件，對(duì)SSD進(jìn)行可靠度驗(yàn)證；效能方面除能依照客制化條件測(cè)試之外，也可提供SNIA client/enterprise test，針對(duì)SSD效能進(jìn)行解析。在SSD領(lǐng)域耕耘多年的百佳泰，能提供兼具廣度與深度的測(cè)試服務(wù)。

現(xiàn)今SSD主流已從當(dāng)初的2.5吋SATA SSD進(jìn)化到體積只有一半不到的M.2 NVMe SSD。當(dāng)體積越小，代表了速度將有明顯地提升，延遲也會(huì)降低，而體積小的SSD也更能應(yīng)用在更廣泛的地方，如車(chē)載系統(tǒng)、亦或是未來(lái)5G架構(gòu)系統(tǒng)的應(yīng)用。NAND Flash為SSD內(nèi)部擔(dān)任儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的組件，一般來(lái)說(shuō)，影響NAND Flash數(shù)據(jù)保存，除了抹寫(xiě)次數(shù)（PE/Cycle），溫度也是另一個(gè)因素；如在極端的條件下使用，在長(zhǎng)時(shí)間與不同的溫度變化也會(huì)對(duì)NAND Flash數(shù)據(jù)保存（Data Retention）造成影響。為何這兩點(diǎn)會(huì)影響到SSD數(shù)據(jù)保存呢？我們簡(jiǎn)單概述一下NAND Flash基本原理。

NAND Flash基本操作的主要三動(dòng)作：寫(xiě)入、讀取、抹除。

• 寫(xiě)入: 數(shù)據(jù)在NAND Flash中是以電子形式（electrical charge）儲(chǔ)存。儲(chǔ)存電子的高低電位，取決于Control Gate所被施加的電壓（圖1），當(dāng)一正電壓加于Control Gate時(shí)，傳送電子通過(guò)第一個(gè)絕緣體進(jìn)入Floating Gate內(nèi)，當(dāng)Floating Gate被注入負(fù)電子時(shí)，在位中1就會(huì)變成0，此時(shí)為寫(xiě)入。
• 讀取: 當(dāng)讀取數(shù)據(jù)時(shí)，同樣會(huì)在Control Gate施加電壓，吸住Floating Gate里的電子，利用電流來(lái)感應(yīng)Floating Gate里的電子數(shù)量，靠感應(yīng)到的電子數(shù)量轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制的0與1，最后輸出成數(shù)據(jù)，此時(shí)為讀取。
• 抹除: 當(dāng)Control Gate加進(jìn)負(fù)電壓時(shí)，會(huì)將電子傳送到Floating Gate外，而當(dāng)負(fù)電子從Floating Gate移除后，位也就從0變回1，此時(shí)為抹除。

圖1

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隨著讀取、抹寫(xiě)次數(shù)上升，電子多次穿越將造成漏電情況，也就是電子無(wú)法維持在Floating Gate，而導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。此類(lèi)型情況也會(huì)隨著芯片制程提升（MLC->TLC），導(dǎo)致薄膜層越薄，使電子穿越所能承受的次數(shù)變的更少。另一方面，當(dāng)SSD處于高溫下，也會(huì)影響電子的行為導(dǎo)致無(wú)法正確保存數(shù)據(jù)。針對(duì)上述情況，JEDEC固態(tài)技術(shù)協(xié)會(huì)已對(duì)一般客戶(hù)及企業(yè)訂出了溫度規(guī)范（圖2），可見(jiàn)溫度對(duì)于SSD數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的影響不可小覷。

圖2

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SSD高溫老化測(cè)試案例分析

由于車(chē)用乃至于工業(yè)用的SSD，特別注重?cái)?shù)據(jù)保存能力以及可在高溫下維持功能與性能（如延遲時(shí)間（Latency））。百佳泰針對(duì)溫度是否會(huì)對(duì)SSD數(shù)據(jù)保存（Data Retention）造成影響，特別挑選四個(gè)市面上常見(jiàn)M.2 NVMe SSD來(lái)進(jìn)行高溫老化測(cè)試，利用長(zhǎng)時(shí)間高溫加速老化，觀察這些SSD在接近壽命終點(diǎn)時(shí)的情況。

在進(jìn)行測(cè)試實(shí)驗(yàn)前，我們已將這些SSD維持相同的條件：已經(jīng)使用過(guò)一段時(shí)間、并寫(xiě)入了大量的數(shù)據(jù)（寫(xiě)入數(shù)據(jù)內(nèi)容依據(jù)JEDEC協(xié)會(huì)規(guī)范制定）。在確認(rèn)SSD狀態(tài)以及SMART（Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology）皆正常后，將SSD斷電放進(jìn)烤箱，設(shè)置4種不同時(shí)間與溫度進(jìn)行測(cè)試。當(dāng)完成指定的長(zhǎng)時(shí)間溫度測(cè)試后，再將SSD從烤箱取出，最終在測(cè)試儀器上執(zhí)行SSD SMART檢查以及全碟讀取檢查。 (圖3)

圖3

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Phase 0: 40°C/24HR

第一階段測(cè)試我們先用正常溫度40°C來(lái)檢視這4個(gè)SSD狀態(tài)，作用于基準(zhǔn)值并跟后續(xù)高溫測(cè)試進(jìn)行比較。從圖4來(lái)看，經(jīng)過(guò)40°C/24HR后，4個(gè)SSD在執(zhí)行全碟讀取檢查的運(yùn)行時(shí)間相差不大；但SSD A所需的時(shí)間較其他三個(gè)長(zhǎng)一些。

另從全碟讀取檢查的指令響應(yīng)時(shí)間統(tǒng)計(jì)百分比來(lái)看（圖5），SSD A的延遲時(shí)間在Rank B區(qū)間較其他三顆稍多了些。

圖4

圖5

(Rank A低于0.5mSec，代表延遲低，性能好；而當(dāng)Rank高于10mSec，則代表延遲高，性能差。故Rank能集中在AB是相對(duì)好的)

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Phase 1: 125°C/24HR

第二階段測(cè)試我們進(jìn)入高溫狀態(tài)（125°C）并連續(xù)24小時(shí)烘烤SSD，來(lái)觀察125度高溫是否對(duì)SSD有影響。從圖6來(lái)看，經(jīng)過(guò)125°C/24HR后，4個(gè)SSD在執(zhí)行全碟讀取檢查的運(yùn)行時(shí)間都因?yàn)楦邷囟冮L(zhǎng)；而SSD A在這階段的測(cè)試?yán)锼璧臅r(shí)間也相較于其他3顆明顯變得更長(zhǎng)，從結(jié)果判斷得知SSD A會(huì)因高溫而影響效率。

從全碟讀取檢查的指令響應(yīng)時(shí)間統(tǒng)計(jì)百分比來(lái)看，SSD A開(kāi)始在Rank C/D出現(xiàn)些許延遲的現(xiàn)象；SSD B也表現(xiàn)出輕微的延遲，SSD C & D則未有明顯的影響。到目前為止4個(gè)SSD尚未出現(xiàn)狀態(tài)錯(cuò)誤（SMART error），或command error的情況發(fā)生。

圖6

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Phase 2: 125°C/120HR

從Phase 1結(jié)果來(lái)看，4個(gè)SSD的性能尚未分出勝負(fù)。這一階段，我們一樣維持125度，但將時(shí)間拉長(zhǎng)5倍到120HR觀察。從圖7來(lái)看，經(jīng)過(guò)125°C/120HR后，4個(gè)SSD都因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間高溫讓執(zhí)行全碟讀取檢查的運(yùn)行時(shí)間拉長(zhǎng)，尤以SSD A來(lái)看，所需的時(shí)間竟拉到了近5小時(shí)之高。

從全碟讀取檢查的指令響應(yīng)時(shí)間統(tǒng)計(jì)百分比來(lái)看， SSD A因在長(zhǎng)時(shí)間及高溫的狀態(tài)下，呈現(xiàn)高延遲現(xiàn)象；相較于Phase 1的Rank D數(shù)據(jù)，竟達(dá)12倍之多的差距（18.8%）。此外，SSD B也不遑多讓?zhuān)舆t時(shí)間相對(duì)提升；而SSD D也在此時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)延遲的情況（Rank B）。

在這一階段測(cè)試環(huán)節(jié)中，SSD C全身而退，尚未出現(xiàn)任何影響。到目前為止4顆SSD也還未出現(xiàn)狀態(tài)錯(cuò)誤（SMART error），及command error情況發(fā)生。

圖7

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?Final Phase: 150°C/168HR

從先前3個(gè)測(cè)項(xiàng)結(jié)果來(lái)看，4個(gè)SSD尚未出現(xiàn)狀態(tài)錯(cuò)誤（SMART error），但已有兩個(gè)SSD出現(xiàn)明顯延遲，導(dǎo)致性能顯著下降。為了測(cè)試極端狀況并加速老化速度，在最后一項(xiàng)測(cè)試環(huán)節(jié)我們將溫度提升至150度，時(shí)間拉長(zhǎng)7倍，總共168HR，從中觀察這4個(gè)SSD在極端條件會(huì)出現(xiàn)什么樣的情況。

從測(cè)試結(jié)果中（圖8）我們發(fā)現(xiàn)SSD A在烤完拿到儀器上開(kāi)始執(zhí)行全碟讀取檢查時(shí)就出現(xiàn)問(wèn)題，除無(wú)法正常讀取外，SSD固件回報(bào)也呈現(xiàn)狀態(tài)錯(cuò)誤（SMART error）。而SSD C & SSD D則是在全碟讀取檢查撐了一段時(shí)間后才出現(xiàn)error無(wú)法完成讀取，隨后也出現(xiàn)SSD固件回報(bào)狀態(tài)錯(cuò)誤（SMART error）。在最終測(cè)試環(huán)節(jié)中，只有SSD B脫穎而出，能完成全碟讀取檢查；SSD A、C、D在全碟讀取檢查過(guò)程均發(fā)生command error情況，只有SSD B未出現(xiàn)狀態(tài)錯(cuò)誤（SMART error）及無(wú)command error的情況產(chǎn)生。

圖8

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測(cè)試總結(jié)

縱觀上述測(cè)試，我們可以發(fā)現(xiàn)隨著長(zhǎng)時(shí)間與溫度的增加，部分SSD在執(zhí)行全碟檢查時(shí)效率下降；其中3個(gè)SSD也因時(shí)間不斷的拉長(zhǎng)以及溫度的提升最終導(dǎo)致因數(shù)據(jù)保存出現(xiàn)問(wèn)題而產(chǎn)生讀取錯(cuò)誤的情況。從低延遲時(shí)間級(jí)距Rank A來(lái)看，隨著溫度與時(shí)間不斷增加，造成延遲時(shí)間的情況也隨之加深，并導(dǎo)致控制器糾錯(cuò)時(shí)間增加，響應(yīng)時(shí)間拉長(zhǎng)。

值得一提的是，SSD B表現(xiàn)優(yōu)異，除順利通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間高溫測(cè)試外，在全碟讀取檢查延遲時(shí)間也都保持在高水平之上，相對(duì)其他3個(gè)SSD可靠不少。

圖9

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結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間高溫的嚴(yán)峻測(cè)試，大部分SSD已無(wú)法負(fù)荷而出現(xiàn)數(shù)據(jù)保存問(wèn)題，然而，還是有SSD能通過(guò)嚴(yán)苛的測(cè)試環(huán)境。雖現(xiàn)今M.2 NVMe SSD會(huì)因體積及散熱等問(wèn)題出現(xiàn)資料保存錯(cuò)誤情況，但還是可以透過(guò)原料控制，以及控制器固件調(diào)校技術(shù)，讓SSD能在嚴(yán)苛的條件中執(zhí)行存取任務(wù)，完整保留數(shù)據(jù)，維持?jǐn)?shù)據(jù)正確性。除了本次的測(cè)試案例外，百佳泰也可依照客戶(hù)需求，針對(duì)溫度/時(shí)間進(jìn)行客制化、階梯化設(shè)置，為您的產(chǎn)品迅速找出極限點(diǎn)；并從所提供的詳細(xì)測(cè)試報(bào)告中協(xié)助您改善產(chǎn)品弱點(diǎn)，提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力！

在全球經(jīng)濟(jì)體系占有一席之地的中國(guó)市場(chǎng)，自90年代開(kāi)始積極投入到IPC市場(chǎng)，相關(guān)企業(yè)如雨后春筍般地涌現(xiàn)；中國(guó)政府近年來(lái)著重基礎(chǔ)建設(shè)，影響中國(guó)IPC市場(chǎng)開(kāi)發(fā)深遠(yuǎn)，我們從圖示一：中國(guó)和全球市場(chǎng)IPC發(fā)展比重，發(fā)現(xiàn)中國(guó)和全球發(fā)展重心大相徑庭，中國(guó)方面投入鐵路與基礎(chǔ)建設(shè)和能源比重最大，醫(yī)療設(shè)備較少。2014年中國(guó)政府已計(jì)劃在36個(gè)城市推動(dòng)鐵路系統(tǒng)，采用IPC業(yè)者研發(fā)制造的旅客訊息系統(tǒng)（PIS:Passenger Information System），估計(jì)目前各大城市的鐵路系統(tǒng)投資約人民幣5億七千萬(wàn)元，金額不容小覷。

圖示一：中國(guó)及全球市場(chǎng)IPC發(fā)展比重，來(lái)源：金勝電子2014 SSDA技術(shù)研討會(huì)報(bào)告

在IPC儲(chǔ)存媒介方面，其中以固態(tài)硬盤(pán)SSD技術(shù)的穩(wěn)定度佳、使用壽命延長(zhǎng)、無(wú)機(jī)械結(jié)構(gòu)性問(wèn)題、高速讀取功能等諸多優(yōu)點(diǎn)廣受IPC廠商青睞，連同帶動(dòng)成本價(jià)格下降，SSD取代傳統(tǒng)硬盤(pán)（HDD）已逐步成趨勢(shì)。我們可從Gartner提供的數(shù)據(jù)得知，SSD在工業(yè)自動(dòng)化（Industrial Automation）應(yīng)用的出貨量由2014年的八百萬(wàn)臺(tái)成長(zhǎng)至2017年的一千兩百零九萬(wàn)臺(tái)規(guī)模，平均容量由22.7GB擴(kuò)充至57.7GB（圖示二：2013-2017 IA SSD數(shù)據(jù)），通過(guò)持續(xù)性的市場(chǎng)拉力以及技術(shù)推力，SSD儼然已成為IPC市場(chǎng)的新寵兒。

圖示二：2013-2017 IPC SSD數(shù)據(jù)，來(lái)源：Gartner

深耕SSD領(lǐng)域多年的百佳泰，將透過(guò)本篇文章深入淺出介紹SSD在IPC發(fā)展之應(yīng)用及趨勢(shì)，期望透過(guò)百佳泰SSD全方位質(zhì)量、效能驗(yàn)證與客制化服務(wù)，為IPC服務(wù)再升級(jí)。

SSD技術(shù)趨勢(shì)分析及測(cè)試解決方案

在SSD硬件材料成本（BOM Cost）中，閃存（NAND FLASH）占總成本的百分之九十，閃存可分為幾種不同的技術(shù)，其中SLC（Single-Level Cell）技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)為傳輸速度快、可抹寫(xiě)次數(shù)最高、功耗低，然而每個(gè)單位儲(chǔ)存信息較少，須花較高成本生產(chǎn)；MLC（Multi-Level Cell）可以在每個(gè)儲(chǔ)存單元內(nèi)儲(chǔ)存較多信息位，可降低生產(chǎn)成本，但傳輸速度較慢、可抹寫(xiě)壽命較SLC低、功耗高。目前IPC廠商在制造方面，低容量產(chǎn)品采用SLC技術(shù)為主，而中高容量都轉(zhuǎn)往采用MLC技術(shù)，成本是廠商重要考慮關(guān)鍵之一。

隨著微型化趨勢(shì)，SSD不斷被應(yīng)用在新興產(chǎn)品上，NAND FLASH制程技術(shù)也從3X納米發(fā)展至2X奈米乃至1X奈米，成本結(jié)構(gòu)雖不斷下降，但錯(cuò)誤檢查及校正數(shù)（ECC:Error Checking and Correcting）卻上升，抹寫(xiě)次數(shù)（P/E Cycle: Programming/Erase Cycle）也隨之降低，尤其以MLC出現(xiàn)的問(wèn)題尤其嚴(yán)重，請(qǐng)參考圖示3：SLC、MLC P/E Cycles和ECC bit。不少I(mǎi)PC廠商針對(duì)MLC Flash的耗損平均技術(shù)（Wear-Leveling）演算、ECC等問(wèn)題研發(fā)出相關(guān)解決技術(shù)，以提升產(chǎn)品的表現(xiàn)能力，并可延長(zhǎng)SSD使用的壽命。

圖3：SLC、MLC P/E Cycles和ECC bit

除了解決MLC問(wèn)題之外，廠商也致力研發(fā)另一新興技術(shù)iSLC或稱(chēng)A+SLC，藉由調(diào)整固件以延長(zhǎng)約10倍的MLC壽命，傳輸效能及重復(fù)抹寫(xiě)次數(shù)穩(wěn)定度直逼SLC，價(jià)格介于SLC與MLC之間，CP值較傳統(tǒng)MLC高。

儲(chǔ)存裝置的傳輸接口，隨著傳輸速率與帶寬需求，由早期PATA、SATA I、SATA II、SATA III，一路發(fā)展至PCIe Gen II、PCIe Gen III。封裝大小更隨著智能型手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)等體積輕巧的裝置盛行，SSD朝向更高速、低耗能、微型化發(fā)展，從2.5”、Half Slim、M.2、mSATA至uSSD、CF（CompactFlash）卡等SFF（Small Form Factor）SSD產(chǎn)品，發(fā)展更加多元化。

工業(yè)級(jí)SSD通常因其作業(yè)環(huán)境特殊（譬如耐震、防塵、溫度忍受范圍等），在質(zhì)量及穩(wěn)定度方面，相較于消費(fèi)性SSD其要求更加嚴(yán)格。百佳泰歸納了四大項(xiàng)IPC SSD考慮重點(diǎn)，提供給相關(guān)廠商參考以檢視SSD質(zhì)量。首先需注意的是固體可靠度，例如讀寫(xiě)效能、斷電數(shù)據(jù)流失問(wèn)題、低溫和高溫是否容易造成內(nèi)存訊號(hào)衰竭等。第二項(xiàng)考慮為軟硬件兼容性，一個(gè)富有彈性的SSD設(shè)計(jì)，必須能和不同系統(tǒng)平臺(tái)、操作系統(tǒng)﹝Windows、Linux等﹞以及應(yīng)用軟件高度兼容；第三，閃存的質(zhì)量與壽命，無(wú)論晶圓片區(qū)塊挑選、制造以及相關(guān)技術(shù)皆會(huì)影響內(nèi)存質(zhì)量；最后是和整體SSD質(zhì)量有關(guān)，包括接口傳輸速度、是否具EMI/ESD的PCBA設(shè)計(jì)等。第一點(diǎn)及第二點(diǎn)以軟固件面向切入，第三點(diǎn)和第四點(diǎn)則和硬件相關(guān)。

針對(duì)工規(guī)SSD，百佳泰特別開(kāi)發(fā)了相對(duì)應(yīng)的驗(yàn)證，基本硬件測(cè)試含蓋DDR內(nèi)存訊號(hào)管理、NAND FLASH管理測(cè)試、電源消耗測(cè)試、零組件驗(yàn)證以及總線接口測(cè)試。電耗測(cè)試包含睡眠模式（idle、devslp等）量測(cè)、4K隨機(jī)讀取/寫(xiě)入，64/128K連續(xù)讀寫(xiě)耗電量測(cè)；零組件驗(yàn)證（Component Validation）如溫度量測(cè)（Thermal Measurement）、背動(dòng)組件額定值衰減測(cè)試（Capacitor/Resistor/Inductor De-rating Test）；另外，總線接口（Bus Interface）相關(guān)的物理層與協(xié)議層測(cè)試、Logo相符性及插拔測(cè)試也是重點(diǎn)之一。

固件可靠度測(cè)試包含電源中斷時(shí)數(shù)據(jù)保護(hù)（PLP, power loss protection Test）測(cè)試以及抹寫(xiě)壽命（P/E CYCLE）測(cè)試，為預(yù)防閃存轉(zhuǎn)換層（Flash Translation Layer）毀壞、氣溫影響亦或是不良ECC設(shè)計(jì)造成數(shù)據(jù)流失等潛在危機(jī)發(fā)生，這時(shí)需要靠長(zhǎng)時(shí)間壓力測(cè)試（Stress Test）以及壽命容忍度測(cè)試（Endurance Test）以確認(rèn)SSD是否具備強(qiáng)韌的保護(hù)機(jī)制。關(guān)于整體效能測(cè)試，百佳泰可提供最基本的測(cè)試工具，譬如CDM（CrystalDiskMark）、AS SSD Benchmark、HD Tune、ATTO Disk，I/O效能評(píng)測(cè)工具如IO Meter、VDBench以及微軟StorScore等。另可藉由百佳泰用戶(hù)體驗(yàn)小組，設(shè)計(jì)不同情境及提供考慮因素，協(xié)助驗(yàn)證并解決軟硬件兼容性問(wèn)題。綜合以上硬件、固件及軟件全方位的驗(yàn)證服務(wù)，我們更期望未來(lái)能夠結(jié)合硬件廠商研發(fā)的SLC/A+ SLC技術(shù)，發(fā)揮韌體驗(yàn)證之附加價(jià)值。

現(xiàn)今IPC朝向云端服務(wù)發(fā)展，SSD開(kāi)始取代HDD擔(dān)任起企業(yè)級(jí)云端服務(wù)器的儲(chǔ)存核心，以其更快速的傳輸速度、IOPS﹝I/O Per Second﹞、延遲時(shí)間﹝latency﹞提供企業(yè)級(jí)應(yīng)用如檔案管理、即時(shí)消息、串流媒體、電子郵件、企業(yè)及信息系統(tǒng)，甚至結(jié)合在線購(gòu)物等多功能角色（參考圖標(biāo)四：企業(yè)級(jí)云端應(yīng)用），其效能與可靠性需求較消費(fèi)性SSD，需要更復(fù)雜的技術(shù)及驗(yàn)證。企業(yè)級(jí)效能測(cè)試包含以數(shù)據(jù)庫(kù)在線交易（Database OLTP Benchmark）為主的MySQL測(cè)試，虛擬化技術(shù)的VMware、VMmark、SPECvirt、Login VSI測(cè)試以及云端服務(wù)測(cè)試YCSB﹝Yahoo Cloud Service Benchmark﹞，若欲得知更多企業(yè)儲(chǔ)存設(shè)備信息，請(qǐng)參考百佳泰技術(shù)文章：企業(yè)級(jí)儲(chǔ)存設(shè)備（Enterprise Storage）運(yùn)用趨勢(shì)與效能評(píng)量驗(yàn)證。

圖示四：企業(yè)級(jí)云端應(yīng)用

SSD儲(chǔ)存技術(shù)以其穩(wěn)定度佳、使用壽命延長(zhǎng)、無(wú)機(jī)械結(jié)構(gòu)問(wèn)題、高速讀取功能等諸多優(yōu)點(diǎn)廣受IPC廠商青睞。在整個(gè)IPC發(fā)展歷程，SSD已成為主流解決方案。百佳泰SSD驗(yàn)證團(tuán)隊(duì)能夠洞悉SSD主流市場(chǎng)、掌握關(guān)鍵技術(shù)，不但可提供IPC SSD相關(guān)測(cè)試服務(wù)，更結(jié)合市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)知識(shí)為您提供最完整的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)分析報(bào)告。通過(guò)每年固定和國(guó)際大廠新品測(cè)試驗(yàn)證及技術(shù)咨詢(xún)，我們不斷提升的技術(shù)能力能協(xié)助潛在客戶(hù)設(shè)計(jì)改良建議，并提供客制化服務(wù)，百佳泰全方位SSD質(zhì)量及效能驗(yàn)證服務(wù)，為您的IPC再升級(jí)。

若SSD的耗損平均設(shè)計(jì)（Wear Leveling）不夠完美，遇上吃重的工作負(fù)荷時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生性能不一致（Performance Inconsistency）或隨著可用儲(chǔ)存空間變動(dòng)而性能劇降（Fluctuation）現(xiàn)象。你買(mǎi)入的SSD是否有上述的狀況呢？針對(duì)上述的兩種狀況，百佳泰設(shè)計(jì)了測(cè)試腳本，通過(guò)這個(gè)腳本搭配測(cè)試程序，我們便能了解SSD硬盤(pán)的效能穩(wěn)定與否、效能退化度。這次選測(cè)了7款知名SSD硬盤(pán)來(lái)做觀察，整個(gè)測(cè)試過(guò)程，會(huì)使用總共10TB的真實(shí)數(shù)據(jù)存取工作量（假設(shè)一般使用者每天使用SSD約3GB的數(shù)據(jù)量，10TB約為一年的使用量），來(lái)仿真受測(cè)硬盤(pán)在日常生活中處理檔案時(shí)的性能表現(xiàn)。為了更貼近實(shí)際的使用情形，處理的文件類(lèi)型包含：影片（例如：3GP、AVI）、聲音（例如：MP3、WAV）、圖片（例如：BMP、JPG）及其他（例如：BAT、DLL、ZIP），并針對(duì)4K Random/Sequential讀寫(xiě)、16K Random讀寫(xiě)、64K Sequential讀寫(xiě)進(jìn)行性能表現(xiàn)監(jiān)控。

 性能穩(wěn)定度測(cè)試（Performance Stability Test）

此測(cè)試的評(píng)比標(biāo)準(zhǔn)分為兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：

 【觀察評(píng)比標(biāo)準(zhǔn)一：性能分布一致性】在測(cè)試的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)過(guò)程中，測(cè)試工具會(huì)不斷的評(píng)估并記錄SSD讀寫(xiě)效能，以受測(cè)SSD整體的讀寫(xiě)表現(xiàn)平均值正負(fù)10%為標(biāo)準(zhǔn)范圍，如果此SSD超過(guò)10%以上的讀寫(xiě)表現(xiàn)數(shù)值落在其標(biāo)準(zhǔn)范圍外，表示使用過(guò)程中讀寫(xiě)效能忽快忽慢，代表該SSD讀寫(xiě)性能在使用過(guò)程中較不穩(wěn)定。

圖一：SSD E在4K Random Read的測(cè)試結(jié)果

我們先用一個(gè)例子來(lái)做說(shuō)明，圖一為SSD E在4K Random 讀取時(shí)的狀況：每一筆的測(cè)試數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)都是的粉紅色的落點(diǎn)，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)過(guò)后SSD E在4K Random讀取的平均速度為169.66MB/s，設(shè)為粉紅色的線。綠線跟紅線則分別代表平均值的正負(fù)10%范圍。可以看到大部分的點(diǎn)都落在這范圍外，經(jīng)計(jì)算過(guò)后有85.41%的落點(diǎn)都標(biāo)準(zhǔn)范圍之外，該項(xiàng)4K Random讀取效能在SSD使用過(guò)程中，容易效能上下大幅波動(dòng)，顯示出SSD E在此測(cè)項(xiàng)上表現(xiàn)不佳。

表一：讀寫(xiě)效能超出標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間比例

整理過(guò)各款SSD的落點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算后得到表一，可得知這七款受測(cè)SSD在64k的數(shù)據(jù)存取上普遍效能都不錯(cuò)，反而在4K Random讀取跟16K Random讀取，有較多的不穩(wěn)定的現(xiàn)象。SSD E跟SSD F這兩顆SSD在整體的測(cè)試上，則觀察到較多的性能不穩(wěn)定性狀況。

【觀察評(píng)比標(biāo)準(zhǔn)二：性能高低差異性】在測(cè)試的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)過(guò)程中，測(cè)試工具會(huì)不斷的評(píng)估并記錄SSD讀寫(xiě)效能，以原始讀寫(xiě)效能最高的10%平均值跟最低的10%平均值之間相差值，來(lái)評(píng)估其高低效能差異性，如果其相差值超過(guò)平均效能的20%，表示使用過(guò)程中該SSD最快跟最慢的差距較大，容易造成使用者極端不一致的使用感受。

表二：讀寫(xiě)效能高低差異與平均比

由表二的結(jié)果我們可以得知，七款被觀察的SSD硬盤(pán)在64k的數(shù)據(jù)存取上普遍效能都不錯(cuò)，但是在4K讀取與16K讀取上則有較大的差異。例如，SSD G、SSD E、SSD F在4K Random讀取項(xiàng)目上，性能表現(xiàn)顯示相當(dāng)大的高低差超過(guò)100%，SSD A與SSD B雖稍低但也達(dá)到65%以上。SSD C 跟SSD D在執(zhí)行4K Random寫(xiě)入項(xiàng)目時(shí)，也有很高比例的高低差。

表三：讀寫(xiě)效能穩(wěn)定性

若一SSD在上述【觀察標(biāo)準(zhǔn)一：性能分布一致性】、【觀察標(biāo)準(zhǔn)二：性能高低差異性】皆表現(xiàn)不好，在表三上則會(huì)被標(biāo)示為性能不穩(wěn)定（Unstable）的產(chǎn)品。一般而言，多數(shù)消費(fèi)級(jí)SSD或多或少會(huì)在幾項(xiàng)讀寫(xiě)項(xiàng)目上呈現(xiàn)不穩(wěn)定結(jié)果（而企業(yè)級(jí)SSD則在此方面表現(xiàn)較佳），綜合以上兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)果，可以在表三發(fā)現(xiàn)SSD A跟SSD B這兩顆款盤(pán)有較好的性能穩(wěn)定性；而SSD E跟SSD F則有最差的性能不穩(wěn)定表現(xiàn)；SSD C跟SSD D在小檔案存取上有不穩(wěn)定的表現(xiàn)。

效能退化測(cè)試（Performance Degradation Test）

一般而言SSD因?yàn)槠涮匦裕紩?huì)有效能退化情形，但退化程度則取決于各家固件技術(shù)與NAND Flash的搭配能力。此測(cè)試為比較硬盤(pán)在開(kāi)箱（Fresh out-of-box）使用后，和經(jīng)過(guò)一段時(shí)間使用后的效能退化現(xiàn)象。

【評(píng)比標(biāo)準(zhǔn)】在執(zhí)行全部10TB數(shù)據(jù)量寫(xiě)入測(cè)試過(guò)程中，SSD最后一次的數(shù)據(jù)存取的速度平均和第一次的速度平均的差距，應(yīng)小于整體平均速度的10%。

在此測(cè)試中，SSD C和SSD D這兩款硬盤(pán)的最后一次的數(shù)據(jù)存取的速度平均和第一次的速度平均的差距最為明顯，因此如下圖所示為例子。以SSD C在4K Random寫(xiě)入來(lái)說(shuō)，它的第一次處理速度為176.56MB/s，最后一次處理速度為113.58 MB/s，其整體平均速度為147.23 MB/s。效能退化比：

(113.58－176.56)÷147.23=－42.78%

至于SSD D在4K Random寫(xiě)入時(shí)的平均速度為127.49MB/s，經(jīng)過(guò)計(jì)算后其效能退化比：

(121.84－150.35)÷127.49=－22.36%

圖二：SSD C和SSD D在4K Random Write的測(cè)試結(jié)果

表四：讀寫(xiě)效能退化比

比較七款SSD的表現(xiàn)后，從表四我們可以得知SSD C和SSD D有較多的效能退化的現(xiàn)象，且明顯高于其他受測(cè)產(chǎn)品。而這也可能會(huì)造成用戶(hù)的個(gè)人系統(tǒng)在長(zhǎng)時(shí)間數(shù)據(jù)讀寫(xiě)后，性能變差影響整體表現(xiàn)。

效能退化測(cè)試分析

一般而言SSD效能會(huì)隨著剩余硬盤(pán)空間而降低，但降低程度視則取決于各家固件技術(shù)與NAND Flash的搭配能力。我們觀察到隨著SSD剩余容量不等時(shí)，其性能不一致會(huì)影響用戶(hù)經(jīng)驗(yàn)，尤其在4K Random讀取時(shí)性能下降（Performance Drop）最為明顯。以SSD G作為范例，如下圖所示，藍(lán)色的線代表硬盤(pán)剩余空間，紫色則是讀寫(xiě)的速度。SSD G在硬盤(pán)一開(kāi)始讀取速度為332.29MB/s，但當(dāng)硬盤(pán)快要寫(xiě)滿(mǎn)時(shí)速度只剩下115.04 MB/s，雖然速度還是比相同狀態(tài)下的硬盤(pán)快，例如：SSD C的65.04MB/s、SSD D的68.65MB/s，但是SSD G的速度下降的比例最高，容易讓原本的用戶(hù)感受到SSD明顯速度變慢。

圖三：SSD G的效能退化分析

表五：讀寫(xiě)效能隨空間退化情形（以4K Random Read為例）

每款硬盤(pán)都有性能下降情形的發(fā)生，但是從表五可以看到SSD E、SSD F和SSD G下降幅度差距最大。而這也是廠商在開(kāi)發(fā)產(chǎn)品時(shí)所要注意的重點(diǎn)。

結(jié)論

此次的測(cè)驗(yàn)中，在「性能穩(wěn)定度測(cè)試」上，SSD E跟SSD F在性能穩(wěn)定度表現(xiàn)上有較大改善空間；SSD C和SSD D則在「效能退化測(cè)試」上表現(xiàn)有較大改善空間。而我們也發(fā)現(xiàn)到，各品牌廠商的SSD在處理小檔案的讀寫(xiě)時(shí)，比較容易會(huì)發(fā)生性能不穩(wěn)定、效能退化現(xiàn)象。百佳泰的專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)建議如果廠商能夠改進(jìn)這部分，必定可以增加市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

SSD在隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)、讀寫(xiě)次數(shù)增加之后，都會(huì)有效能退化或是隨著可用儲(chǔ)存空間減少而效能退化的現(xiàn)象發(fā)生，進(jìn)而影響到SSD整體的表現(xiàn)。除了重視一般的讀取能之外，我們建議廠商能多注意「效能衰退」與「穩(wěn)定度」的測(cè)試，不僅能提升使用者滿(mǎn)意度也能差異化自家產(chǎn)品與市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手產(chǎn)品。

為了了解消費(fèi)者跟企業(yè)級(jí)產(chǎn)品在能性能表現(xiàn)上的差異，我們挑選了六款市面上售賣(mài)的SSD做為受測(cè)產(chǎn)品，其中硬盤(pán)A至E為同一家廠牌的產(chǎn)品，包含了作為入門(mén)等級(jí)跟高級(jí)用途的eSSD跟cSSD產(chǎn)品，硬盤(pán)F則為另外一間大廠的企業(yè)級(jí)硬盤(pán)。在此篇測(cè)試比較報(bào)告中我們將依序測(cè)試六款SSD，并就硬盤(pán)本身的硬件組件跟性能表現(xiàn)做進(jìn)一步地分析比較，盤(pán)點(diǎn)廠商針對(duì)不同的市場(chǎng)需求所采取的不同開(kāi)發(fā)重點(diǎn)，并掌握產(chǎn)品在不同測(cè)項(xiàng)上的表現(xiàn)，協(xié)助廠商開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)新產(chǎn)品。

六款受測(cè)產(chǎn)品的產(chǎn)品類(lèi)別及基本特色：

在本次的測(cè)試分析上，我們聚焦在以下兩個(gè)重點(diǎn)，做近一步的分析：

• 硬盤(pán)元件分析 Hardware Components Analysis
• SSD性能表現(xiàn)足跡分析 SSD Performance Footprint Analysis

硬件組件分析 （Hardware Components Analysis）

SSD標(biāo)榜高效能、低功耗、高耐受度及體積輕薄等特性，即使是相同品牌的SSD也會(huì)有不同的硬件設(shè)計(jì)，尤其針對(duì)不同的目標(biāo)客戶(hù)群時(shí)，會(huì)有些許零件上材料上的差異，這些差異就有可能造成性能及穩(wěn)定度的不同。在硬件組件分析的過(guò)程中，百佳泰的資深專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)拆開(kāi)硬盤(pán)，檢視其內(nèi)部構(gòu)造，并分析硬盤(pán)的各項(xiàng)組件，包含：Controller、PMIC、NAND Flash、Poly-Tantalum Capacitor及LPDDR2，并就其排列設(shè)計(jì)觀察優(yōu)缺點(diǎn)，給予建議。

表二：六款受測(cè)硬盤(pán)的硬件組件結(jié)構(gòu)

如表二中簡(jiǎn)單地列出了這六款硬盤(pán)的組成組件。

SSD性能表現(xiàn)足跡分析 （SSD Performance Footprint Analysis）

市面上針對(duì)消費(fèi)型硬盤(pán)所設(shè)計(jì)的效能測(cè)試工具，例如：CrystalDiskMark，并不能忠實(shí)呈現(xiàn)企業(yè)用硬盤(pán)在真實(shí)環(huán)境中的表現(xiàn)，無(wú)法驗(yàn)證企業(yè)級(jí)產(chǎn)品的真實(shí)功效。如表三所示，硬盤(pán)A在消費(fèi)型測(cè)試工具上的表現(xiàn)理想，但是在企業(yè)級(jí)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)上卻不盡理想；反觀硬盤(pán)F雖然在消費(fèi)型測(cè)試工具上表現(xiàn)平平，但是在企業(yè)環(huán)境使用上卻性能表現(xiàn)良好。因此，百佳泰選了幾個(gè)專(zhuān)門(mén)測(cè)試企業(yè)用硬盤(pán)的工具，加上我們自己累積多年經(jīng)驗(yàn)開(kāi)發(fā)的工具，針對(duì)企業(yè)用服務(wù)器工作量仿真、讀寫(xiě)速度耐久度、產(chǎn)品性能退化、性能退化一致性…等，各方面來(lái)評(píng)估受測(cè)產(chǎn)品的整體表現(xiàn)。以下為分析SSD性能表現(xiàn)足跡所采用的三種不同測(cè)試工具：

1. File IO Benchmark – Server Workload
2. File IO Benchmark – Sustained Test
3. Allion Benchmark – Performance Stability Test
4. File IO Benchmark – Enterprise File IO Data Payload
5. Database Benchmark – SysBench

表三：消費(fèi)型測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)VS. 企業(yè)級(jí)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

•  File IO Benchmark – Server Workload

測(cè)試工具為：VDBench

測(cè)試平臺(tái)為：Intel Z87、Core i7、16GB RAM

企業(yè)所需要處理的數(shù)據(jù)規(guī)模比一般消費(fèi)者使用的還要大，因此我們所選的這套工具能夠模擬企業(yè)用服務(wù)器在面對(duì)巨量資料時(shí)的情景，反應(yīng)硬盤(pán)在處理郵件、串流影音、網(wǎng)絡(luò)檔案時(shí)的效能表現(xiàn)，做廠商再挑選產(chǎn)品時(shí)的參考之一。

圖三：模擬郵件服務(wù)器工作量測(cè)試

圖四：仿真多媒體串流工作量測(cè)試

圖五：模擬服務(wù)器在處理網(wǎng)頁(yè)檔案工作量測(cè)試

表四：Server Workload的測(cè)試結(jié)構(gòu)

在Server Workload的測(cè)試中，硬盤(pán)E在郵件服務(wù)器工作量（Mail Server Workload）中，在相同的時(shí)間內(nèi)以最高的每秒輸入輸出數(shù)（IOPS）超過(guò)其他五款硬盤(pán)。而硬盤(pán)F在多媒體串流工作量（Media Streaming Workload）和網(wǎng)頁(yè)檔案工作量（Web File Server Workload）兩測(cè)項(xiàng)中，表現(xiàn)最優(yōu)異，尤其在網(wǎng)頁(yè)檔案工作量上，硬盤(pán)F大幅領(lǐng)先其他產(chǎn)品。從上面三張圖可以看到硬盤(pán)C的表現(xiàn)皆為倒數(shù)第二名，甚至名次低于消費(fèi)型硬盤(pán)B，顯示出的企業(yè)用低級(jí)eSSD入門(mén)產(chǎn)品并不一定在各方面表現(xiàn)都優(yōu)于消費(fèi)型硬盤(pán)。

•  File IO Benchmark – Sustained Test

測(cè)試平臺(tái)：Intel Z87、Core i7、16GB RAM

測(cè)試工具：IOmeter

根據(jù)聯(lián)合電子設(shè)備工程委員會(huì)（JEDEC）的數(shù)據(jù)顯示，4K單位大小檔案是企業(yè)用SSD最常遭遇的檔案大小。此耐久度測(cè)試采用IOmeter工具產(chǎn)生的4K QD 32 Random Write來(lái)測(cè)試6款硬盤(pán)在連續(xù)24小時(shí)中，讀寫(xiě)速度是否會(huì)因?yàn)闀r(shí)間的拉長(zhǎng)而改變。

圖六：24小時(shí)讀寫(xiě)速度耐久度測(cè)試

如圖六所示，在24小時(shí)讀寫(xiě)速度耐久度測(cè)試中，每一款硬盤(pán)一開(kāi)始都會(huì)有很高的IOPS值，但是在剩下的22小時(shí)中都會(huì)驟降至穩(wěn)定的速度狀態(tài)。

圖七：前30分鐘內(nèi)效能退化比較表

我們?nèi)舭涯途枚葴y(cè)試的數(shù)據(jù)結(jié)果聚焦在第一個(gè)小時(shí)中，由圖七可以發(fā)現(xiàn)硬盤(pán)A跟硬盤(pán)C的效能退化下降幅度比較大。另一方面，硬盤(pán)F的效能退化低于其他五款，平均而言，在24小時(shí)的測(cè)試當(dāng)中擁有最高的讀寫(xiě)速度，顯示出硬盤(pán)F在長(zhǎng)時(shí)間的Random Write壓力測(cè)試下能夠有最佳的表現(xiàn)，符合企業(yè)級(jí)產(chǎn)品所需的可靠穩(wěn)定性特質(zhì)。

• Allion Benchmark – Performance Stability Test

測(cè)試平臺(tái)：Intel DZ68DB system

測(cè)試工具：Allion stress tool

差勁的耗損平均技術(shù)（Wear Leveling）遇上吃重的工作負(fù)荷時(shí)，硬盤(pán)可能會(huì)產(chǎn)生性能不一致（Performance Inconsistency）或尚余儲(chǔ)存空間變動(dòng)減少（Fluctuation）現(xiàn)象。因此，百佳泰憑借著耕耘SSD產(chǎn)品驗(yàn)證多年的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的企業(yè)級(jí)產(chǎn)品測(cè)試解決方案，客制化的性能穩(wěn)定度測(cè)試（Performance Stability Test）能診斷出受測(cè)產(chǎn)品是否有性能不一致缺點(diǎn)，確保產(chǎn)品質(zhì)量可靠度。百佳泰的性能穩(wěn)定度測(cè)試能仿真企業(yè)用硬盤(pán)在處理大檔案的情境，設(shè)計(jì)總共10TB的真實(shí)數(shù)據(jù)存取工作量，文件類(lèi)型包含：影片（例如：3GP、AVI）、聲音（例如：MP3、WAV）、圖片（例如：BMP、JPG）及其他（例如：BAT、DLL、ZIP），并針對(duì)4K Random/Sequential讀寫(xiě)、16K Random讀寫(xiě)、64K Sequential讀寫(xiě)進(jìn)行性能表現(xiàn)監(jiān)控。

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)是以每一受測(cè)產(chǎn)品整體的讀寫(xiě)表現(xiàn)數(shù)值做為平均值，并設(shè)自身平均值的正負(fù)10%為標(biāo)準(zhǔn)范圍。如果一硬盤(pán)95%以上的讀寫(xiě)表現(xiàn)數(shù)值均分布在自己的標(biāo)準(zhǔn)范圍外，則會(huì)被警告為性能不穩(wěn)定（Unstable）。匯整并整理原始資料后，從表四可以看到硬盤(pán)F有最好的穩(wěn)定度表現(xiàn)，只有在4K Random寫(xiě)入速度上表現(xiàn)不穩(wěn)定。硬盤(pán)A則表現(xiàn)最差。硬盤(pán)E雖然售價(jià)比企業(yè)用入門(mén)等級(jí)硬盤(pán)D高，但是在穩(wěn)定度表現(xiàn)卻沒(méi)有相對(duì)穩(wěn)定的表現(xiàn)，因?yàn)橛脖P(pán)E在大檔案的寫(xiě)入存取上，穩(wěn)定度表現(xiàn)并不理想。

表五：性能穩(wěn)定度測(cè)試比較I.

從整體的表現(xiàn)來(lái)看，數(shù)值最高的10%跟數(shù)值最低的10%相差值如果超過(guò)平均數(shù)值的20%，則代表有潛在的風(fēng)險(xiǎn)危機(jī)。在表五中我們可以發(fā)現(xiàn)，硬盤(pán)F只有在4K Random寫(xiě)入測(cè)項(xiàng)上有高的高低差異性，整體的表現(xiàn)則是最為穩(wěn)定，符合企業(yè)用產(chǎn)品所需的特征。反觀硬盤(pán)A與硬盤(pán)E在10TB數(shù)據(jù)量存取上有極高的高低差異性顯示出SSD的發(fā)展至今，雖然性能表現(xiàn)速度越來(lái)越快，但是廠商在維持產(chǎn)品的穩(wěn)定度上還是有長(zhǎng)足進(jìn)步的空間。

表六：性能穩(wěn)定度測(cè)試比較II.

•  File IO Benchmark – Enterprise File IO Data Payload

測(cè)試平臺(tái)：Gigabyte GA-Z77-D3H

測(cè)試工具：VDBench

為了要評(píng)估受測(cè)產(chǎn)品在長(zhǎng)時(shí)間企業(yè)用環(huán)境下的壓力表現(xiàn)，我們選用VDBench測(cè)試工具，仿真硬盤(pán)在處理0.5K、4K、16K到64K等不同檔案大小時(shí)的性能表現(xiàn)。除了配置文件案大小外，并根據(jù)JEDEC的企業(yè)用工作量定義：40% Random讀取、60% Random寫(xiě)入，設(shè)定測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，分析硬盤(pán)在50個(gè)小時(shí)受測(cè)時(shí)間中的性能表現(xiàn)，并依照IOPS的結(jié)果來(lái)評(píng)斷受測(cè)產(chǎn)品的表現(xiàn)。從圖八可以看到硬盤(pán)F的IOPS的平均值超過(guò)1000，領(lǐng)先其他產(chǎn)品，性能表現(xiàn)最佳。

圖八：Enterprise File IO Data Payload測(cè)試比較結(jié)果

若我們把Random讀取調(diào)高至70%、Random寫(xiě)入調(diào)低到30%，同樣可以看到硬盤(pán)F的IOPS仍然保持高水平，顯示出這款硬盤(pán)在處理不管是隨機(jī)讀取還是隨機(jī)寫(xiě)入檔案時(shí)都能保有一定水平的效能表現(xiàn)。如圖九所示，硬盤(pán)C在8至16小時(shí)中間發(fā)生性能下降的現(xiàn)象，顯示出這款硬盤(pán)在處理企業(yè)用數(shù)據(jù)時(shí)有不穩(wěn)定的現(xiàn)象。

圖九：Enterprise File IO Data Payload II. 測(cè)試比較結(jié)果

•  Database Benchmark – SysBench MySQL

測(cè)試平臺(tái)：Dell T620 Xeon*2, 64GB RAM

測(cè)試工具：SysBench MySQL

MySQL作為企業(yè)使用的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)已經(jīng)有多年歷史，最大的優(yōu)點(diǎn)就是效能高且可靠度高。我們以此測(cè)試工具模擬200個(gè)用戶(hù)的中型企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境，測(cè)試設(shè)定使用40個(gè)Table同時(shí)運(yùn)算，每個(gè)Table有一千萬(wàn)筆數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)量約106GB）。評(píng)量方式為儲(chǔ)存裝置在不同的Buffer Pool Size設(shè)定和多個(gè)Thread設(shè)定下的性能表現(xiàn)。

當(dāng)設(shè)定OLTP吞吐量的Buffer Pool Size低于15GB，且Thread為64時(shí)，如圖十所示，硬盤(pán)F的平均數(shù)據(jù)吞吐量值為2820.63，為表現(xiàn)最佳的硬盤(pán)。而圖中每一個(gè)點(diǎn)都是測(cè)試時(shí)的吞吐量落點(diǎn)，點(diǎn)與點(diǎn)之間越離散的話則表示性能表現(xiàn)越不一致，例如：硬盤(pán)A和硬盤(pán)C，都有此問(wèn)題。而硬盤(pán)F除了在此測(cè)試上有最佳表現(xiàn)外，其穩(wěn)定的性能足以勝任中型企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境的使用。

圖十：OLTP吞吐量測(cè)試比較結(jié)果

表七：受測(cè)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力分析

百佳泰的專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)認(rèn)為硬盤(pán)F在絕大多數(shù)的企業(yè)級(jí)性能測(cè)試上都有絕佳的表現(xiàn)，其硬件組件也是采高規(guī)格的設(shè)計(jì)，但是他的高價(jià)定價(jià)策略可能會(huì)讓中型及小型企業(yè)卻步，因?yàn)椴皇敲總€(gè)公司都需要頂級(jí)規(guī)格的SSD。此外，我們觀察到在硬盤(pán)A到E的受測(cè)產(chǎn)品中，彼此之間的硬件組件設(shè)計(jì)并沒(méi)有特別顯著的差別，但是其差別定價(jià)（Price Discrimination）策略讓這品牌各類(lèi)型的產(chǎn)品能夠符合各種不同需求，進(jìn)而增加市場(chǎng)占有率，因此如果硬盤(pán)F的廠商也采取此方式，開(kāi)發(fā)適用于不同規(guī)模企業(yè)的SSD，定而能夠增加競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

SSD在隨著使用時(shí)間增長(zhǎng)、讀寫(xiě)次數(shù)增加之后，造成效能退化或是可用儲(chǔ)存空間減少，都會(huì)影響到SSD整體的表現(xiàn)。我們預(yù)測(cè)隨著SSD的價(jià)格逐漸親民化，未來(lái)不管是一般消費(fèi)者用還是企業(yè)級(jí)產(chǎn)品，勢(shì)必將會(huì)有一場(chǎng)廝殺戰(zhàn)即將開(kāi)打。雖然此次的測(cè)試著重于效能衰退、耐受性及穩(wěn)定度的測(cè)試，但是我們建議廠商除了采取完善的性能測(cè)試之外，也能同時(shí)比較競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的產(chǎn)品，增加自己產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，這樣才能在市場(chǎng)上傲視群雄。

2014年的今天，輕薄短小信息產(chǎn)品引領(lǐng)全球消費(fèi)者往下一個(gè)世代邁進(jìn)。從智能手機(jī)、平板到穿戴式裝置，不僅改變個(gè)人的行為模式，也讓許多企業(yè)發(fā)展出新的營(yíng)運(yùn)模式。因應(yīng)新科技帶來(lái)的便利，實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)存取，分享與傳輸亦越來(lái)越重要。對(duì)許多企業(yè)來(lái)說(shuō)，大量的數(shù)據(jù)存取幾乎是時(shí)時(shí)刻刻都需要的。在眾多消費(fèi)產(chǎn)品與服務(wù)需求的背后，云端服務(wù)器與更進(jìn)階的儲(chǔ)存設(shè)備則是不可或缺的功臣。

一般而言，企業(yè)級(jí)（Enterprise）信息應(yīng)用可概分為企業(yè)內(nèi)信息系統(tǒng)與云端網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，前者可能建置、運(yùn)轉(zhuǎn)于公司內(nèi)部或放置于數(shù)據(jù)中心委外管理，使用者為公司內(nèi)部或特定客戶(hù)；后者則是建置、運(yùn)轉(zhuǎn)于數(shù)據(jù)中心，針對(duì)不特定大眾提供信息服務(wù)；兩者雖然在規(guī)模與用戶(hù)對(duì)象有所差異，但是對(duì)于營(yíng)運(yùn)品質(zhì)與服務(wù)水平（SLA）都遠(yuǎn)比一般家庭及個(gè)人信息系統(tǒng)的要求更高，例如要求24×7不中斷的高可靠度（Reliability）、高可用性（Availability），以及滿(mǎn)足快速、大量存取的高效能（Performance）與高穩(wěn)定性（Stability），除此之外，更希望達(dá)到最低的建置與營(yíng)運(yùn)成本（Total Cost of Ownership，TCO）。

企業(yè)級(jí)信息系統(tǒng)除了軟件與機(jī)房?jī)?nèi)的電力、空調(diào)與網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施外，最重要的就是服務(wù)器本身。企業(yè)用服務(wù)器內(nèi)的組成可概分為三大主要部分：運(yùn)算、儲(chǔ)存與網(wǎng)絡(luò)。由于服務(wù)器本身目前技術(shù)架構(gòu)限制，指令周期（CPU, RAM）仍普遍遠(yuǎn)快于儲(chǔ)存速度，因此各種研究、應(yīng)用不斷投入在儲(chǔ)存裝置上，以期提升企業(yè)用服務(wù)器的整體效能。其中「固態(tài)硬盤(pán)」由于其本質(zhì)上為電子訊號(hào)讀寫(xiě)以及多信道存取特性，無(wú)傳統(tǒng)硬盤(pán)（HDD）的機(jī)械讀取限制，使其讀寫(xiě)速度較HDD快并在耗電性表現(xiàn)上更佳，然而過(guò)去由于NAND Flash每GB單位價(jià)格較高，且存在可靠性與使用壽命疑慮，并未大量應(yīng)用在企業(yè)級(jí)系統(tǒng)上，近來(lái)隨NAND Flash制程技術(shù)不斷提升（1xnm, 3D NAND Flash）而使成本不斷下降，以及藉由各項(xiàng)控制器、韌體技術(shù)改進(jìn)可靠性及使用壽命后，各種企業(yè)級(jí)SSD的發(fā)表與彈性應(yīng)用使得這項(xiàng)產(chǎn)品展現(xiàn)出不一樣的契機(jī)。以消費(fèi)級(jí)SSD而言，目前售價(jià)約是八年前的三十分之一，從2006年SSD初發(fā)表時(shí)的售價(jià)是$45/GB驟降至2014年的零售價(jià)$0.8 /GB；企業(yè)級(jí)SSD的每GB價(jià)格則是由2007年的$8.32/GB下降到2013年的$0.63/GB，并可能持續(xù)下降至$0.52/GB（DRAMeXchange, May 2013）；此外，如下圖所示，Gartner更預(yù)測(cè)企業(yè)級(jí)SSD（服務(wù)器用以及儲(chǔ)存用）每GB單位價(jià)格于2017年時(shí)將會(huì)下降至2012年的12~14%。

圖 1, Source: Gartner 2013 Forecast, SMART Storage Systems, Flash Memory Summit 2013

由于價(jià)格下降與技術(shù)創(chuàng)新，我們可以預(yù)期各種企業(yè)級(jí)SSD應(yīng)用將大幅成長(zhǎng)；根據(jù)HGST于2013年發(fā)表的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示（下圖），目前歐美已經(jīng)有將近16%企業(yè)開(kāi)始使用SSD當(dāng)作儲(chǔ)存媒介，其他尚在觀望的公司也開(kāi)始思考采用SSD的可行性，更有公司預(yù)定將其1/3的儲(chǔ)存設(shè)備替換成SSD裝置，同時(shí)各家的服務(wù)器廠商也都紛紛推出內(nèi)含SSD裝置的產(chǎn)品，因此我們可以預(yù)估企業(yè)級(jí)SSD產(chǎn)品的產(chǎn)能將會(huì)逐漸開(kāi)始顯著上升。

圖 2, Source: HGST, Flash Memory Summit 2013

由IT Brand Pulse所進(jìn)行的調(diào)查結(jié)果亦顯示，多數(shù)企業(yè)認(rèn)為SSD是過(guò)去兩年內(nèi)IT技術(shù)上最關(guān)鍵及顯著的改變。

圖 3, Source: IT Brand Pulse, Flash Memory Summit 2013

一般的企業(yè)服務(wù)器或是云端數(shù)據(jù)儲(chǔ)存架構(gòu)有三大類(lèi)型：

1. DAS （Direct Attach Storage）

直接將儲(chǔ)存設(shè)備堆棧連接至各類(lèi)企業(yè)級(jí)服務(wù)器上作為數(shù)據(jù)存取的空間。設(shè)備建構(gòu)費(fèi)用為三大類(lèi)型中最便宜也最容易完成。

2. NAS （Network Attached Storage）

將儲(chǔ)存系統(tǒng)透文件服務(wù)器直接連接到局域網(wǎng)絡(luò)上，文件服務(wù)器是專(zhuān)為數(shù)據(jù)存取而設(shè)計(jì)，速度與效能上較DAS佳。這類(lèi)型設(shè)備建構(gòu)的費(fèi)用與技術(shù)上雖較DAS高，但能有效的滿(mǎn)足需要存取與共享大量文件數(shù)據(jù)系統(tǒng)的企業(yè)環(huán)境，比較受一般中大型企業(yè)采用。

3. SAN （Storage Area Network）

則是將儲(chǔ)存裝置從局域網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立出來(lái)，成為另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，透過(guò)專(zhuān)屬的高速網(wǎng)絡(luò)或是光纖的鏈接來(lái)達(dá)到服務(wù)器與儲(chǔ)存設(shè)備間多對(duì)多的高速串連，整體擴(kuò)充性佳，可以在不增加服務(wù)器與區(qū)網(wǎng)負(fù)擔(dān)的狀況下擴(kuò)充。也因SAN具備高效率的傳輸速度，特別適合存放運(yùn)算工作量大的數(shù)據(jù)，但最大的挑戰(zhàn)則是建構(gòu)費(fèi)用高且費(fèi)時(shí)。

在這些企業(yè)級(jí)SSD應(yīng)用當(dāng)中，一般來(lái)說(shuō)有以下幾種使用情境方式：

• 以SSD直接取代HDD作為Production Disk：以查詢(xún)、讀取為主要的信息系統(tǒng)，例如Web server，對(duì)于效能要求高且較無(wú)數(shù)據(jù)備份疑慮。直接以SSD取代HDD，且無(wú)須采用到最高等級(jí)的SLC Flash，并可以在合理的成本范圍內(nèi)獲得相當(dāng)高的效能投資報(bào)酬率。

• 以SSD取代RAM Disk作為T(mén)ier 0 Storage：針對(duì)寫(xiě)入動(dòng)作多、Disk I/O頻繁的系統(tǒng)，例如：金融、在線交易或影音編輯。傳統(tǒng)HDD在無(wú)法負(fù)荷的狀況，一般可以升級(jí)更快速的磁盤(pán)陣列（整體擁有成本TCO卻更高），將數(shù)據(jù)分散在多個(gè)磁盤(pán)來(lái)加速，但同時(shí)會(huì)增加數(shù)據(jù)丟失風(fēng)險(xiǎn)，或是考慮采用SSD作為T(mén)ier 0 Storage。雖然RAM Disk可以獲得比SSD更高的效能，但是相同容量的SSD卻能擁有更佳的成本效益（約為5倍）。一個(gè)典型包含多個(gè)Tier的儲(chǔ)存媒體系統(tǒng)設(shè)計(jì)如下表以及下圖所示，能以數(shù)據(jù)對(duì)效能、存取頻繁度等來(lái)規(guī)劃各種媒介的使用：

圖 4, Source: DELL Storage, Flash Memory Summit 2013

企業(yè)級(jí)SSD的質(zhì)量要求

企業(yè)級(jí)SSD對(duì)于各項(xiàng)規(guī)格與質(zhì)量，與一般消費(fèi)型SSD不同且要求更高，兩者差異主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)上：

• 企業(yè)級(jí)SSD使用PCIe/SAS/NVMe接口，消費(fèi)級(jí)SSD使用SATA接口
• 企業(yè)級(jí)SSD使用SLC/eMLC Flash，消費(fèi)級(jí)SSD使用MLC/TLC Flash
• 消費(fèi)級(jí)SSD選擇順序：價(jià)格/容量/效能/數(shù)據(jù)可靠性（Data Integrity）
• 企業(yè)級(jí)SSD選擇順序：數(shù)據(jù)可靠性/效能/容量/價(jià)格

而企業(yè)級(jí)信息系統(tǒng)對(duì)于儲(chǔ)存媒體Storage較消費(fèi)級(jí)則有更為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊螅?/span>

• 企業(yè)應(yīng)用要求高數(shù)據(jù)可用性（Data Redundancy）
• 企業(yè)應(yīng)用要求穩(wěn)定的效能（Stable Performance）
• 企業(yè)應(yīng)用要求高可靠性（Greater Endurance）
• 企業(yè)應(yīng)用要求額外的容量余裕（Additional Raw Capacity）
• 企業(yè)應(yīng)用要求節(jié)省空間、能源、維護(hù)成本（Cost Saving on Space, Energy & Maintenance）
• 企業(yè)應(yīng)用要求客制以符合特定需求（Custom applications for specific needs）

在進(jìn)一步了解企業(yè)級(jí)SSD質(zhì)量驗(yàn)證之前，藉由說(shuō)明企業(yè)級(jí)以及消費(fèi)級(jí)的SSD產(chǎn)品其所采用的NAND Flash 差異性，我們更能夠清楚的認(rèn)識(shí)其根本的差別：

由上表可以明顯看出，由于抹寫(xiě)次數(shù)（P/E Cycle）是影響Flash壽命（Endurance）的最關(guān)鍵因素，企業(yè)級(jí)SSD往往需要兩到三倍以上的抹寫(xiě)次數(shù)，因此對(duì)于增進(jìn)產(chǎn)品可靠性而言相當(dāng)重要。下圖亦顯示出P/E Cycle與Endurance明顯的正比關(guān)系，隨著Flash制程尺寸縮小，雖然相同面積內(nèi)可產(chǎn)出更多Flash而使成本降低，但是因?yàn)楦￠l內(nèi)存（Floating-gate Non- Volatile Semiconductor Memory）的物理限制也導(dǎo)致P/E Cycle隨之下降。

圖 5, Source: OCZ Technology, Flash Memory Summit 2013

此外，由于Flash抹除后再寫(xiě)入（Re-write before Erase）的特性，導(dǎo)致Write Amplification（實(shí)際寫(xiě)入量大于邏輯寫(xiě)入量）的現(xiàn)象使得Endurance壽命加速減少，因此各項(xiàng)技術(shù)如Trim、Garbage Collection、Caching、Compression、Over-provisioning、Wear Leveling等，也被開(kāi)發(fā)出來(lái)用于降低其負(fù)面影響，但由于各家Flash質(zhì)量與controller、firmware的配合度與設(shè)計(jì)質(zhì)量差異，常見(jiàn)且可預(yù)期的問(wèn)題如Data Integrity、Performance Stability、Performance Degradation、Endurance等，仍將是影響SSD質(zhì)量的主要關(guān)鍵。

企業(yè)級(jí)儲(chǔ)存設(shè)備效能的評(píng)量與驗(yàn)證

在驗(yàn)證SSD效能方面，考慮因素除了數(shù)據(jù)吞吐量（Throughput），讀寫(xiě)效能（IOPS, I/O Per Second）也是考慮的關(guān)鍵之一。坊間有多樣評(píng)測(cè)軟件可以測(cè)得SSD產(chǎn)品的讀寫(xiě)效能，但是不同軟件有各自的專(zhuān)長(zhǎng)領(lǐng)域，要如何正確使用評(píng)測(cè)軟件來(lái)評(píng)量SSD的效能就有賴(lài)豐富的經(jīng)驗(yàn)了。百佳泰投入SSD產(chǎn)品測(cè)試研究領(lǐng)域多年，針對(duì)各類(lèi)產(chǎn)品特性與測(cè)試開(kāi)發(fā)多有心得，讓我們先用大家熟知的測(cè)試工具IO Meter來(lái)對(duì)七個(gè)不同型號(hào)SSD做讀寫(xiě)效能的分析。我們選取Samsung（四個(gè)不同型號(hào)）與Intel（三個(gè)不同型號(hào)）銷(xiāo)售的SATA 6G SSD來(lái)當(dāng)作標(biāo)的物，比較特別的是，Samsung的SSD是歸類(lèi)為Consumer等級(jí)產(chǎn)品而Intel的SSD則是歸類(lèi)為Enterprise等級(jí)產(chǎn)品。

當(dāng)我們完成第一次測(cè)試之后，我們得到以下結(jié)果：Samsung SSD在小檔案的讀寫(xiě)效能上（512Byter ~32K byte）領(lǐng)先Intel Enterprise SSD，大獲全勝。這樣的結(jié)果應(yīng)該會(huì)讓不少人心中吶悶，何以消費(fèi)型的產(chǎn)品效能領(lǐng)先企業(yè)級(jí)的產(chǎn)品呢？

先別急著下判斷，讓我們?cè)儆昧硗庖粋€(gè)腳本來(lái)驗(yàn)證一下這幾款SSD的IOPS讀寫(xiě)效能：長(zhǎng)時(shí)間24小時(shí)的多種檔案讀寫(xiě)。

在24小時(shí)的效能評(píng)測(cè)之后，我們可以觀察到INTEL Enterprise 等級(jí)SSD的讀寫(xiě)效能（IOPS）卻有5-9倍優(yōu)于Samsung Consumer等級(jí)SSD的讀寫(xiě)效能（IOPS）。這樣的結(jié)果是有其道理的，企業(yè)級(jí)的產(chǎn)品，強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)是在長(zhǎng)效性能的維持，而短時(shí)間的評(píng)比觀察則不太容易看出這個(gè)結(jié)果。這個(gè)結(jié)果也呼應(yīng)了前面我們提到要用正確的方式來(lái)評(píng)測(cè)SSD的效能的重要性。

因?yàn)檎麄€(gè)企業(yè)儲(chǔ)存設(shè)備的使用狀況與環(huán)節(jié)多元且復(fù)雜度高，即便選用了高穩(wěn)定高效能的SSD產(chǎn)品于儲(chǔ)存設(shè)備中，仍無(wú)法保證會(huì)有高效能及高穩(wěn)定度。需要有更深度的情境模擬測(cè)試，才能得知產(chǎn)品在整體使用上可能達(dá)到的效能。

根據(jù)IT Brand Pulse的調(diào)查（上圖），企業(yè)一般認(rèn)為「虛擬化應(yīng)用」與「數(shù)據(jù)庫(kù)」是推動(dòng)SSD應(yīng)用的主要服務(wù)，因此針對(duì)企業(yè)常用的服務(wù)，根據(jù)各個(gè)不同的環(huán)境規(guī)模，我們建議采用三種主要的效能評(píng)量與驗(yàn)證，并針對(duì)各項(xiàng)說(shuō)明如下：

• 數(shù)據(jù)庫(kù)Benchmark – SysBench MySQL
• 虛擬化架構(gòu)Benchmark – VMmark
• 虛擬桌面架構(gòu)Benchmark – Login VSI

? MySQL數(shù)據(jù)庫(kù) – SysBench Benchmark

MySQL作為企業(yè)使用的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)已經(jīng)有多年歷史，最大的優(yōu)點(diǎn)就是效能高、成本低且可靠度高。此產(chǎn)品近幾年并由數(shù)據(jù)庫(kù)大廠Oracle收購(gòu)成為其旗下之一產(chǎn)品，目前Oracle官方推薦的MySQL驗(yàn)證軟件即為SysBench，SysBench的幾個(gè)特色如下，對(duì)企業(yè)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，OLTP Benchmark這個(gè)驗(yàn)證項(xiàng)目相對(duì)重要：

• File I/O performance
• Scheduler performance
• Memory allocation and transfer speed
• POSIX threads implementation performance
• Database server performance (OLTP benchmark)

SysBench是以O(shè)LTP基準(zhǔn)檢驗(yàn)來(lái)衡量?jī)?chǔ)存裝置在MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)上運(yùn)作的效能。我們以此項(xiàng)效能驗(yàn)證軟件仿真200個(gè)用戶(hù)的中型企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境，測(cè)試設(shè)定使用100個(gè)table同時(shí)運(yùn)算，每個(gè)table有一千萬(wàn)筆數(shù)據(jù)（總數(shù)十億筆數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量約264GB）。如下表所示，我們挑選市面上3個(gè)企業(yè)級(jí)PCIe SSD為受測(cè)儲(chǔ)存裝置，并考慮儲(chǔ)存裝置在不同的Buffer Pool Size設(shè)定和多個(gè)Thread設(shè)定下的性能表現(xiàn)。

下圖為PCIe SSD在不同Thread設(shè)定下的效能表現(xiàn)（平均反應(yīng)時(shí)間）。以50ms為較合理的反應(yīng)時(shí)間為考慮，三個(gè)受測(cè)儲(chǔ)存裝置的最好表現(xiàn)都落在Thread數(shù)為16到32之間。當(dāng)Thread數(shù)設(shè)定在64時(shí)，三個(gè)受測(cè)SSD的反應(yīng)時(shí)間都超過(guò)50ms，表示在此狀況下，已經(jīng)超過(guò)三款SSD的理想值；而當(dāng)Thread數(shù)設(shè)定在128到256時(shí)，則三個(gè)受測(cè)SSD的平均反應(yīng)時(shí)間都明顯拉高。

從數(shù)據(jù)吞吐量（Throughput）來(lái)看，我們將BufferPool Size分別設(shè)定為10GB、20GB與30GB，并配合不同的Thread數(shù)量進(jìn)行壓力測(cè)試。發(fā)現(xiàn)以30GB Buffer Pool Size和64 Thread的設(shè)定是三個(gè)SSD最優(yōu)異的Throughput表現(xiàn)。而由下圖結(jié)果可以明顯看出三個(gè)SSD效能在此設(shè)定下的高低差異以及效能穩(wěn)定性分布狀況。

虛擬化架構(gòu)Benchmark – VMmark

傳統(tǒng)的服務(wù)器架構(gòu)讓服務(wù)器一次只能運(yùn)作一種操作系統(tǒng)，且多數(shù)服務(wù)器的運(yùn)作效益發(fā)揮不到20%，VMWARE系統(tǒng)將操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序從實(shí)體硬件中抽離，靈活且簡(jiǎn)化服務(wù)器環(huán)境，解決傳統(tǒng)服務(wù)器傳統(tǒng)一對(duì)一架構(gòu)的問(wèn)題，讓服務(wù)器的資源達(dá)到最有效的運(yùn)用。VMWARE官方推薦的 Server Virtualization 驗(yàn)證軟件VMmark，其架構(gòu)上是由多個(gè)服務(wù)器的數(shù)據(jù)中心組成的虛擬環(huán)境，以產(chǎn)生企業(yè)用戶(hù)數(shù)據(jù)中心的實(shí)際工作量，用以衡量整個(gè)虛擬化環(huán)境的整體效能，非常適合用來(lái)對(duì)VM架構(gòu)做驗(yàn)證。

VMmark使用多個(gè)Tile架構(gòu)（如下圖共有9個(gè)Tile，一個(gè)Tile則擁有8個(gè)虛擬服務(wù)器），而可承受越多個(gè)Tile執(zhí)行測(cè)試則代表受測(cè)系統(tǒng)其虛擬化環(huán)境的效能與擴(kuò)展性越強(qiáng)大。除了虛擬化系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)外，VMmark也將虛擬化架構(gòu)下的復(fù)制、部署、動(dòng)態(tài)遷移等常用的運(yùn)作納入整體的性能評(píng)分。

一個(gè)Tile則擁有8個(gè)虛擬服務(wù)器包含著以下的服務(wù)內(nèi)容：

• Database server

• Java server

• Mail server

• Web server

• File serve

VMmark的測(cè)試結(jié)果由「Application Score」與「Infrastructure Score」加權(quán)平均之后組成，可用來(lái)衡量各個(gè)獨(dú)立的虛擬服務(wù)器的效能。下列表格為取自VMMARK 官方網(wǎng)站（http://www.vmware.com/a/vmmark/）的標(biāo)竿測(cè)試值范例：

1. 性能越好的系統(tǒng)可以支持的Tile 數(shù)量越多

2. 每個(gè)Tile 的分?jǐn)?shù)包含著8種虛擬服務(wù)器服務(wù)項(xiàng)目的分?jǐn)?shù)

Souce: http://www.vmware.com/a/vmmark/

 虛擬桌面架構(gòu)Benchmark – Login VSI

大型企業(yè)的IT人員在管理大量的PC操作系統(tǒng)時(shí)常常需要服務(wù)到每一臺(tái)個(gè)人電腦的設(shè)定, 這造成IT人員疲于奔命于解決不同使用上的問(wèn)題，透過(guò)虛擬桌面架構(gòu)（Virtual Desktop Infrastructure，VDI）技術(shù)，IT部門(mén)整并使用者共同的桌面資源，讓用戶(hù)用相同一套操作系統(tǒng)與桌面軟件等，并能將數(shù)據(jù)集中存放于共享的儲(chǔ)存設(shè)備，搭配分層儲(chǔ)存與重復(fù)數(shù)據(jù)刪除等技術(shù)有效運(yùn)用儲(chǔ)存空間，節(jié)約的個(gè)人系統(tǒng)的上硬件的重復(fù)投資，節(jié)省了個(gè)別系統(tǒng)的更新，更降低了儲(chǔ)存數(shù)據(jù)外泄的可能性。Login VSI是一個(gè)衡量虛擬桌面架構(gòu)和服務(wù)器集中運(yùn)算環(huán)境的整體性能表現(xiàn)測(cè)試軟件，多為業(yè)界測(cè)試虛擬桌面架構(gòu)及服務(wù)器集中運(yùn)算環(huán)境使用，支持以下多種虛擬桌面系統(tǒng)：

• Citrix XenApp

• XenDesktop

• VMware Horizon View

• Microsoft Remote Desktop Services

Login VSI測(cè)試特點(diǎn)如下：

• 標(biāo)準(zhǔn)化管理不同的虛擬桌面工具，藉此作出正確的決策

• 經(jīng)由準(zhǔn)確估算您的虛擬桌面架構(gòu)來(lái)了解硬件數(shù)量的需求

• 利用壓力測(cè)試來(lái)深入了解環(huán)境的最大容量

• 在使用前先測(cè)試變化帶給虛擬桌面架構(gòu)的影響

Login VSI藉由模擬多人同時(shí)登入使用VDI環(huán)境，驗(yàn)證系統(tǒng)能夠提供最大有效用戶(hù)上線人數(shù)與不同使用者數(shù)量所測(cè)得的執(zhí)行反應(yīng)時(shí)間（Response time, ms）。在虛擬桌面架構(gòu)和服務(wù)器集中運(yùn)算環(huán)境下，執(zhí)行反應(yīng)時(shí)間是個(gè)關(guān)鍵的性能指針，以下圖的業(yè)者測(cè)試結(jié)果為例，我們可以發(fā)現(xiàn)在相同的硬件架構(gòu)下，SAS硬盤(pán)最多僅能承受83個(gè)使用者，而采用SSD卻可以支撐超過(guò)160個(gè)使用者；同時(shí)，在相同的使用者數(shù)目下，采用SSD的反應(yīng)時(shí)間均遠(yuǎn)較采用SAS硬盤(pán)者快上許多。

除了以上三種企業(yè)應(yīng)用情境的Benchmark，SNIA（Storage Networking Industry Association）協(xié)會(huì)所制定的企業(yè)級(jí)SSD效能測(cè)試規(guī)格（Solid State Storage Performance Test Specification Enterprise v1.1）所規(guī)范的測(cè)試要點(diǎn)，其中特別要求受測(cè)SSD應(yīng)在Steady State進(jìn)行測(cè)試，此項(xiàng)要求是考慮企業(yè)級(jí)SSD實(shí)際應(yīng)用時(shí)，并非處于FOB（Fresh out of box）狀態(tài)，故SSD的實(shí)際效能量測(cè)應(yīng)使其先經(jīng)過(guò)一段時(shí)間讀寫(xiě)之后所處的穩(wěn)定狀況為參考基準(zhǔn)。由于各家SSD Flash參數(shù)與Controller設(shè)計(jì)考慮不一，Steady State階段所呈現(xiàn)的效能與FOB階段之間的差異可能相當(dāng)大，測(cè)試驗(yàn)證時(shí)必須特別注意。

Source: SNIA

結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)企業(yè)級(jí)SSD運(yùn)用趨勢(shì)、質(zhì)量驗(yàn)證與效能評(píng)量做了一系列完整的介紹，除此之外，完整的企業(yè)級(jí)SSD產(chǎn)品驗(yàn)證應(yīng)納入不同設(shè)計(jì)/制造階段的考慮，包含從EVT（Engineering Verification Testing）、DVT（Design Verification Test）、RDT （Reliability Demonstration Test），以及進(jìn)入量產(chǎn)階段時(shí)的ORT（Ongoing Reliability Test）。另外，希望本文所介紹的企業(yè)級(jí)SSD效能評(píng)量工具，能給予硬件廠商、軟件設(shè)計(jì)或IT管理人員方向，據(jù)以估計(jì)企業(yè)級(jí)SSD或整體架構(gòu)的性能，判斷環(huán)境擴(kuò)充的需求，以做出準(zhǔn)確的決策。

百佳泰（Allion Labs, Inc）身為測(cè)試驗(yàn)證領(lǐng)導(dǎo)專(zhuān)家，也對(duì)SSD產(chǎn)品與市場(chǎng)的發(fā)展保持關(guān)切，為了解目前市面上SSD的真實(shí)性能，我們于近日從市場(chǎng)上挑選了11顆不同國(guó)際品牌的SSD進(jìn)行測(cè)試，并針對(duì)效能表現(xiàn)（Performance）和功耗表現(xiàn)（Power Consumption）兩大項(xiàng)目進(jìn)行多項(xiàng)交叉分析評(píng)比，模擬測(cè)試SSD在真實(shí)使用情況下的耐用性和穩(wěn)定度的表現(xiàn)是否合乎其所標(biāo)榜的水平。百佳泰并將測(cè)試結(jié)果所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，忠實(shí)客觀揭露SSD整體和細(xì)部的比較評(píng)量，提供廠商在開(kāi)發(fā)時(shí)和消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)時(shí)的參考資料，了解目前市面上販賣(mài)的SSD之中，普遍存在的優(yōu)缺點(diǎn)。

此次做測(cè)試使用的11顆SSD皆為2012年第三季到2013年第二季市面上所購(gòu)買(mǎi)的產(chǎn)品，接口為mSATA（SATA 3.0），其中有三款容量大小標(biāo)示為120GB，其余皆為128GB。不同品牌型號(hào)的受測(cè)產(chǎn)品按照英文字母由A開(kāi)始編排，表一中顯示出受測(cè)產(chǎn)品的容量以及品牌國(guó)籍。

表一：受測(cè)SSD總表

測(cè)試環(huán)境

采用完全相同的電腦系統(tǒng)搭配接口Windows 7 x64 SP1與受測(cè)SSD相接進(jìn)行測(cè)試。

• 相同受測(cè)平臺(tái)：
• 相同測(cè)試工具、情境、檔案與受測(cè)時(shí)間

測(cè)試工具

本次就效能表現(xiàn)共使用了11種不同工具進(jìn)行測(cè)試，執(zhí)行了多種媒體讀寫(xiě)效能測(cè)試及讀寫(xiě)效能評(píng)估模擬測(cè)試，而這些不同的工具中又涵蓋了許多不同的測(cè)項(xiàng)，包括不同情境任務(wù)下整體讀寫(xiě)效能、數(shù)據(jù)存取所需時(shí)間的最大/小值、讀寫(xiě)速度的最大/小值、不同速度的連續(xù)/隨機(jī)讀寫(xiě)速度測(cè)試，在此我們特別挑選了2項(xiàng)測(cè)試工具「Allion Benchmark Test」和「CrystalDiskMark」，進(jìn)行分析這11顆SSD的表現(xiàn)。而針對(duì)功耗表現(xiàn)的測(cè)試則使用了2個(gè)工具進(jìn)行測(cè)試，在這篇報(bào)告中則選擇了「Allion Power Consumption」這項(xiàng)工具進(jìn)行仔細(xì)的分析評(píng)比。

本次測(cè)試我們所采用的效能表現(xiàn)測(cè)試工具又各自細(xì)分為多個(gè)測(cè)項(xiàng)，在每一次測(cè)試結(jié)果出來(lái)后儀器上都會(huì)顯示分?jǐn)?shù)，分?jǐn)?shù)越高表示在本測(cè)項(xiàng)中性能表現(xiàn)越好，分?jǐn)?shù)越低則反之；取得每顆SSD的分?jǐn)?shù)后，我們將此11顆受測(cè)SSD依照分?jǐn)?shù)表現(xiàn)做排名，名次越高代表在這項(xiàng)目的測(cè)試表現(xiàn)越優(yōu)秀，名次越低則相反（Best: 11/Worst: 1），加總各測(cè)項(xiàng)的名次后，就是此測(cè)試工具的總排名（Overall Rank）；至于功耗表現(xiàn)測(cè)試工具的數(shù)值，數(shù)字越大代表耗電量越高，排名越低，因此排名依據(jù)為原始數(shù)據(jù)越低名次越高，代表較省電。

測(cè)試排名：

1. Allion Benchmark Test

這支測(cè)試程序由百佳泰針對(duì)SSD的特性及驗(yàn)證重點(diǎn)所開(kāi)發(fā)，特點(diǎn)在能模擬實(shí)際使用者的使用情境進(jìn)行效能表現(xiàn)測(cè)試。Allion Benchmark Test搭配測(cè)試接口為Windows 7 x64 SP1，分別執(zhí)行了七種不同類(lèi)別的讀寫(xiě)測(cè)項(xiàng)，為求客觀公正，11顆SSD在每個(gè)測(cè)項(xiàng)中全部都測(cè)了五次，并平均這五次的數(shù)值得到以上的原始數(shù)據(jù)，根據(jù)各測(cè)項(xiàng)排名得到了此測(cè)試工具測(cè)試過(guò)后的SSD性能表現(xiàn)總排名。按照排名整體表現(xiàn)最佳的SSD為G，其次為H，最差的兩名則為A和J。

表二：Allion Benchmark Test的原始數(shù)據(jù)一覽表

此次在Allion Benchmark Test測(cè)項(xiàng)中，針對(duì)「Windows開(kāi)機(jī)」、「電競(jìng)游戲」、「BT下載」及「解/壓縮文件案」等幾種情境進(jìn)行模擬測(cè)試。將表二的數(shù)值轉(zhuǎn)換成柱形圖示，更能一目了然地呈現(xiàn)出這11顆SSD在模擬現(xiàn)實(shí)使用狀況下的讀寫(xiě)速度，能夠更清晰地分析各項(xiàng)速度。綜合排名上G硬盤(pán)的表現(xiàn)最優(yōu)秀，但是并不是每一個(gè)測(cè)項(xiàng)都拿到冠軍，例如在Windows開(kāi)機(jī)上輸給了C硬盤(pán)與F硬盤(pán)，但是在電競(jìng)游戲讀速與壓縮文件案寫(xiě)速測(cè)項(xiàng)上速度最快，并在BT下載寫(xiě)速上排名第二；而表現(xiàn)最差則為I，在七個(gè)測(cè)項(xiàng)中有六項(xiàng)速度最慢。

表三：Allion Benchmark Test測(cè)試結(jié)果比較表-Windows 7 x64 SP1

整體而言，就這11顆SSD的各測(cè)項(xiàng)數(shù)值自身比較之下，可以見(jiàn)到特定的項(xiàng)目都會(huì)跑出比較好的結(jié)果，例如：Windows開(kāi)機(jī)、電競(jìng)游戲讀速及BT下載讀速上表現(xiàn)均優(yōu)于其他測(cè)項(xiàng)。因?yàn)樵瓌t上SSD在處理大檔案時(shí)平均速度會(huì)比較快；而解/壓縮文件案測(cè)項(xiàng)主要是隨機(jī)寫(xiě)入占整體workload較大比例，因此各顆SSD的throughput相較其他測(cè)項(xiàng)差了點(diǎn)。

不同于傳統(tǒng)的硬盤(pán)，SSD標(biāo)榜著高效能和快速度，為了有別于一般常見(jiàn)針對(duì)不同檔案大小的讀寫(xiě)速度測(cè)試，百佳泰特別開(kāi)發(fā)了專(zhuān)屬的客制化測(cè)試Program，并根據(jù)大量搜集的用戶(hù)行為資料，設(shè)計(jì)出最接近真實(shí)情形的實(shí)際工作量（Workload）測(cè)試方法，模擬SSD在不同使用者情境下的使用情形，進(jìn)行實(shí)際的模擬測(cè)試。除了上述幾項(xiàng)的模擬測(cè)試之外，百佳泰還能提供媒體檔案播放（Media Playback）、因特網(wǎng)瀏覽（Internet Browsing）、防病毒軟件（Antivirus Software）、檔案復(fù)制/刪除（File Copy/Delete）、系統(tǒng)備份/還原（System Backup/Recovery）…等許多不同的測(cè)試，能夠協(xié)助廠商徹底了解SSD在各個(gè)不同任務(wù)時(shí)的優(yōu)劣表現(xiàn)，幫助在產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)增強(qiáng)與改進(jìn)，以臻完美。

2. CrystalDiskMark

除了模擬不同使用情況下的測(cè)試之外，另一個(gè)我們?cè)诖私榻B的則是運(yùn)用效能診斷工具進(jìn)行隨機(jī)（Random）與持續(xù)（Sequential）讀寫(xiě)的測(cè)試。本次選定的是CrystalDiskMark測(cè)試工具的1024K持續(xù)讀寫(xiě)和4KQD1（Queue Depth）隨機(jī)讀寫(xiě)測(cè)試，測(cè)試SSD在單純處理大檔案時(shí)和小檔案時(shí)的表現(xiàn)，做為一個(gè)綜合的評(píng)比，其評(píng)比的原始數(shù)據(jù)是來(lái)自于每顆SSD各五次測(cè)試結(jié)果的平均值。

表四：CrystalDiskMark的原始數(shù)據(jù)一覽表

根據(jù)上表的數(shù)據(jù)顯示出表現(xiàn)最佳的是F硬盤(pán)，排名最后的則是J硬盤(pán)。

表五：Performance Evaluation Test Result測(cè)試結(jié)果比較表-CrystalDiskMark、Windows 7 x64 SP1

從表五的比較圖標(biāo)可以看出，平均來(lái)說(shuō)，SSD在處理1024K時(shí)的連續(xù)讀寫(xiě)速度都明顯大于4K隨機(jī)讀寫(xiě)測(cè)試，幾乎都多達(dá)四倍快速。雖然一般來(lái)說(shuō)通常儲(chǔ)存媒介在讀取數(shù)據(jù)的速率會(huì)優(yōu)于寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)的速率，不過(guò)我們發(fā)現(xiàn)到F硬盤(pán)在處理1024K檔案時(shí)，讀取與寫(xiě)入都有極為相近的速度，然而，盡管F硬盤(pán)整體比較之下是速度最快的硬盤(pán)，但在處理小檔案4K時(shí)表現(xiàn)不甚理想，因此，若要優(yōu)化F硬盤(pán)的效能，便可加強(qiáng)在小檔案讀寫(xiě)能力，以臻更優(yōu)異的整體表現(xiàn)。

同時(shí)我們觀察到，這11顆SSD在1024K檔案連續(xù)讀取時(shí)的表現(xiàn)上，因?yàn)槭轻槍?duì)大檔案的讀取所以整體的速度較接近，從最慢的D硬盤(pán)470MB/s到最快的C硬盤(pán)535 MB/s差距不大；但連續(xù)寫(xiě)入速度差距幅度卻明顯從F硬盤(pán)的473 MB/s驟降至C硬盤(pán)的135 MB/s，速度差了3.5倍。而其中最需要注意的是C硬盤(pán)，因?yàn)樗?024K檔案連續(xù)讀取時(shí)速度最快，達(dá)到535MB/s，但是連續(xù)寫(xiě)入速度時(shí)卻反而變成最慢的135 MB/s，速度差了將近四倍，如此大的差距顯示出產(chǎn)品本身的不穩(wěn)定性，這些都是SSD在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)時(shí)所需要注意且克服的部分。

表六：4K Random Read/Write QD1測(cè)試結(jié)果比較表-CrystalDiskMark、Windows 7 x64 SP1

透過(guò)表六細(xì)看這11顆SSD在4K檔案隨機(jī)讀寫(xiě)表現(xiàn)上，可以明顯地看出硬盤(pán)I在4K隨機(jī)寫(xiě)入速度明顯慢于其他SSD，也代表著該產(chǎn)品必須再加強(qiáng)控制芯片對(duì)讀寫(xiě)動(dòng)作的運(yùn)算處理，確保質(zhì)量的可靠度。

3. Allion Power Consumption Test

由于SSD硬盤(pán)采用NAND Flash（閃存）作為儲(chǔ)存媒介，在無(wú)須傳統(tǒng)硬盤(pán)的機(jī)械式盤(pán)片與馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)之下，相較于傳統(tǒng)硬盤(pán)，SSD不但可防震耐撞，其所標(biāo)榜的省電也是SSD一大特色之一。因此除了效能表現(xiàn)測(cè)試之外，百佳泰本次也針對(duì)功耗表現(xiàn)這個(gè)項(xiàng)目挑選兩款工具來(lái)測(cè)試這11顆SSD，以下是采用我們獨(dú)家開(kāi)發(fā)的Allion Power Consumption Test測(cè)試工具，檢視他們通電時(shí)的瞬間功耗量、不同檔案大小讀寫(xiě)時(shí)所需的瓦數(shù)和待機(jī)或休眠等不同電力狀態(tài)下的耗電量，綜合分析不同使用情境時(shí)的耗電表現(xiàn)。

表七：Allion Power Consumption Test的原始數(shù)據(jù)一覽表

在Allion Power Consumption Test里面，詳加細(xì)分為16種不同的測(cè)項(xiàng)，除了有SSD通電瞬間的瞬間最大功耗量（Maximum start Watt）還有64K檔案連續(xù)讀寫(xiě)耗電量、4K檔案隨機(jī)讀寫(xiě)耗電量，以及在閑置、待機(jī)、休眠時(shí)的不同耗電量。不過(guò)部分受測(cè)產(chǎn)品例如A、C、D、E四顆硬盤(pán)在某些測(cè)項(xiàng)表現(xiàn)上并不支持此功能，因此無(wú)法得出數(shù)據(jù)。而在Allion Power Consumption Test中，以F硬盤(pán)的表現(xiàn)最好，而D硬盤(pán)的表現(xiàn)最差。

表八：Maximum Start Power測(cè)試結(jié)果比較表

為了打造流暢的使用者經(jīng)驗(yàn)提供更新穎的技術(shù)，超輕薄短小的筆記本電腦例如Ultrabook紛紛采取SSD做為新一代儲(chǔ)存媒介。對(duì)于筆記本電腦或是平板電腦這些行動(dòng)裝置來(lái)說(shuō)，越長(zhǎng)的待機(jī)時(shí)間對(duì)使用者而言就越為方便，SSD在提供高效能之際也必須得維持低功耗，因此優(yōu)秀的節(jié)電能力也影響著使用者的使用經(jīng)驗(yàn)。如表八所示，在Allion Power Consumption Test的首個(gè)測(cè)項(xiàng)就是通電時(shí)的瞬間最大耗功量（Maximum start power），F(xiàn)硬盤(pán)以1119mW成為此測(cè)項(xiàng)的冠軍，第二次之則為A硬盤(pán)的1167mW；而表現(xiàn)最差的則為D硬盤(pán)的2428mW和G的2853mW。由比較圖標(biāo)可以發(fā)現(xiàn)G硬盤(pán)的耗電量為F的2.5倍，如此顯著的差異，代表部分廠商的產(chǎn)品在節(jié)電能力上仍有長(zhǎng)足的進(jìn)步空間、廠商必須在維持穩(wěn)定的功耗表現(xiàn)時(shí)必須同時(shí)考慮到節(jié)電裝置的設(shè)計(jì)，才能有效滿(mǎn)足行動(dòng)需求。

又從不同檔案大小（如表九和表十）讀寫(xiě)角度來(lái)看的話，平均來(lái)說(shuō)SSD在處理大檔案時(shí)所需耗電量比處理小檔案時(shí)大，執(zhí)行64K檔案連續(xù)讀寫(xiě)平均值分別是2381mW和2734mW；處理4K檔案隨機(jī)讀寫(xiě)平均則是1934mW和2406mW，顯示了SSD內(nèi)部controller的設(shè)計(jì)方式會(huì)影響在SSD在讀取不同檔案大小的耗電量，因此廠商在開(kāi)發(fā)的時(shí)候更得注意各個(gè)細(xì)節(jié)。因此雖然SSD標(biāo)榜具有高速與低功耗優(yōu)勢(shì)，實(shí)際的測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果上而言，卻仍有相當(dāng)大的發(fā)展空間。不管是連接接口、控制芯片到閃存的設(shè)計(jì)上，任何一個(gè)細(xì)節(jié)都會(huì)影響到SSD整體的性能表現(xiàn)。

表九：64K Sequential Read/Write (mW)測(cè)試結(jié)果比較表

表十：4K Random Read/Write (mW)測(cè)試結(jié)果比較表

綜觀以上兩大類(lèi)效能表現(xiàn)和功耗表現(xiàn)的測(cè)試，百佳泰以專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室角度分析部分廠商在開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)SSD時(shí)，已經(jīng)越來(lái)越可以讓硬盤(pán)在高速運(yùn)作（例如：64K檔案讀寫(xiě)）的同時(shí)降低更多的功耗，例如硬盤(pán)F，不只跑得快也更省電了。雖然本次只針對(duì)以上兩大類(lèi)表現(xiàn)做測(cè)試，但包含效能衰退、耐受性、穩(wěn)定度、兼容性…等幾個(gè)重要指標(biāo)，都是在打造SSD時(shí)不能忽略的重點(diǎn)。尤其是SSD在隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)、讀寫(xiě)次數(shù)增加之后，造成效能退化或是可用儲(chǔ)存空間減少，都會(huì)影響到SSD整體的表現(xiàn)。因此我們建議廠商采取多面面俱到和客制化的測(cè)試計(jì)劃，找出癥結(jié)點(diǎn)，才能讓自家的SSD能在市場(chǎng)上脫穎而出。

事實(shí)上，對(duì)于PC產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，2011年真是動(dòng)蕩不安的一年，不論是桌面電腦或筆記本電腦市場(chǎng)皆受到平板電腦的崛起，產(chǎn)生重大的影響，造成年成長(zhǎng)率下滑。根據(jù)資策會(huì)統(tǒng)計(jì)，2011年全球PC產(chǎn)品年成長(zhǎng)率僅5.1％，這迫使PC產(chǎn)業(yè)陣營(yíng)必須做出改變與突破。因此，沉寂多時(shí)的PC產(chǎn)業(yè)龍頭Intel終于準(zhǔn)備出擊，投注總額達(dá)3億美元的資金與資源，在CES上以「運(yùn)算時(shí)代，創(chuàng)新紀(jì)元」（A New Era in Computing）為標(biāo)語(yǔ)，主導(dǎo)業(yè)界研發(fā)相關(guān)的創(chuàng)新規(guī)格，并協(xié)助業(yè)者以主流價(jià)位推出量產(chǎn)產(chǎn)品，推動(dòng)所謂的新一代筆記本電腦Ultrabook（見(jiàn)下圖）。

?輕、薄、短、小的Ultrabook

根據(jù)市調(diào)機(jī)構(gòu)IHS iSuppli的預(yù)測(cè)（見(jiàn)上圖），Ultrabook從2011年開(kāi)始上市時(shí)，在筆記本電腦市場(chǎng)的市占率還不到2％；但隨著其快速的普及與增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)Ultrabook的市占率將在2015年突破40％。由此觀之，未來(lái)Ultrabook將挾其強(qiáng)大的功能與輕薄特色，重返筆記本電腦戰(zhàn)場(chǎng)，與行動(dòng)裝置平臺(tái)的平板電腦一決高下。接下來(lái)，我們就來(lái)看看Ultrabook到底有何特色能讓PC產(chǎn)業(yè)陣營(yíng)視為年度秘密武器。

首先，Intel將在CES公布新一代的Ivy Bridge處理器，其采用22奈米制程設(shè)計(jì)，以提升晶體管密度且降低平臺(tái)的耗電量，增加快速開(kāi)機(jī)技術(shù)（Rapid Start），讓筆電能像平板電腦一樣，從休眠狀態(tài)中能立即開(kāi)機(jī)運(yùn)作先前暫停的作業(yè)，甚至是在休眠的同時(shí)也能實(shí)時(shí)更新內(nèi)容（Smart Connect）。該技術(shù)之原理是將整個(gè)系統(tǒng)暫存到閃存中，才能如此快速喚醒休眠狀態(tài)的系統(tǒng)。另外，增強(qiáng)固態(tài)硬盤(pán)SSD讀取/寫(xiě)入功能（Smart Response），將存取的檔案與應(yīng)用程序傳送到SSD以提升效能與存取容量。上述應(yīng)用功能皆出現(xiàn)在Ultrabook中，使其達(dá)成下列特色：

• 造型輕薄：根據(jù)Intel的定義，Ultrabook的厚度不到2.1公分甚至更薄，重量將與平板電腦一樣重。采用低功耗的CPU，功能與安全性將更勝平板電腦。相關(guān)零組件與散熱模塊也將薄型化，以符合輕薄的特色。
• 快速的開(kāi)機(jī)速度：主板上嵌入閃存，達(dá)到快速啟動(dòng)的功能，使系統(tǒng)能更快從休眠模式中恢復(fù)運(yùn)作，平均1.5秒就能重新啟動(dòng)，進(jìn)而節(jié)省開(kāi)機(jī)的時(shí)間與耗能。
• 迅速的連網(wǎng)能力：未來(lái)Ultrabook只需2.5秒即可快速連上網(wǎng)絡(luò)。
• 長(zhǎng)效的電池續(xù)航力：延長(zhǎng)休眠待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)50天，用戶(hù)的字典里將沒(méi)有「關(guān)機(jī)」兩個(gè)字。

在服務(wù)與應(yīng)用層面，Intel在CES上宣布Ultrabook將增加許多新功能，包括：

加入NFC（Near Field Communication）行動(dòng)付款機(jī)制、觸控屏幕、支持多種語(yǔ)音識(shí)別的自然聲控以及動(dòng)態(tài)感測(cè)（motion sensor）的遠(yuǎn)程控制等。這些新功能將大大地豐富Ultrabook的人機(jī)互動(dòng)接口與用戶(hù)經(jīng)驗(yàn)，以先進(jìn)的觸控、聲控或體感操作技術(shù)，并融合用戶(hù)口音的語(yǔ)音技術(shù)等特點(diǎn)，讓使用者以自然且直覺(jué)的方式來(lái)操作Ultrabook。未來(lái)，Ultrabook將整合過(guò)去PC、筆記本電腦，甚至是平板電腦等優(yōu)勢(shì)，全面性地增加產(chǎn)品效能，更符合創(chuàng)新時(shí)代的使用者需求。

事實(shí)上，超輕薄的概念并不是近期才興起的概念，早在2003年，SONY就曾推出輕薄筆電，爾后許多廠商也陸續(xù)推出輕薄筆電；然而，卡在成本與價(jià)格無(wú)法親民的因素，產(chǎn)品難以打入消費(fèi)市場(chǎng)而慘遭滑鐵爐。直到2008年Apple推出Macbook Air后，才憑借著特制的SSD硬盤(pán)、精小的主板與零組件以及更長(zhǎng)效的電池，讓一體成型的Macbook Air成為輕薄筆電的代名詞。有鑒于此，為了與Apple推出的平板電腦與Macbook相抗衡，如今PC產(chǎn)業(yè)所推出的Ultrabook打破了過(guò)往消費(fèi)者對(duì)筆記本電腦總是沉甸甸的迷思，非常符合市場(chǎng)需求。此外在軟件方面，Ultrabook在Intel與軟件龍頭Microsoft的合作之下（俗稱(chēng)Wintel架構(gòu)），擁有超過(guò)400萬(wàn)個(gè)搭配應(yīng)用程序的Windows系統(tǒng)。因此，各家品牌廠商看準(zhǔn)這波新的商業(yè)模式，相繼在2012年推出Ultrabook，正式進(jìn)軍Ultrabook市場(chǎng)。Wintel的策略聯(lián)盟是否能逆轉(zhuǎn)勝，捍衛(wèi)筆記本電腦市場(chǎng)，身負(fù)重任的Ultrabook將成為PC產(chǎn)業(yè)的秘密武器。

眾星拱月：Ultrabook的相關(guān)零組件應(yīng)用，SSD功不可沒(méi)

除了Ultrabook，CES另外幾個(gè)重頭戲即是Windows 8、固態(tài)硬盤(pán)SSD以及 Ivy Bridge可支持的USB 3.0接口。首先，Microsoft除了宣布此次是最后一次參展CES外，預(yù)計(jì)在2012年第三季推出的Windows 8操作系統(tǒng)也將在CES試水溫。Windows 8具有省電訴求與觸碰接口支持，會(huì)場(chǎng)中Microsoft并將呈現(xiàn)其完整功能與用戶(hù)接口（Metro UI），其設(shè)計(jì)呼應(yīng)Ultrabook的整體訴求并可望與采用觸控式面板的Ultrabook結(jié)合。其次，USB 3.0傳輸速度較2.0接口提高10倍，更能完成Ultrabook輕薄、省電、快速的科技使命。

最后，根據(jù)IHS iSuppli的預(yù)測(cè)，2012除了是Ultrabook的起飛元年外，也將帶動(dòng)SSD的需求成長(zhǎng)；尤其，價(jià)格趨于穩(wěn)定的SSD將取代傳統(tǒng)硬盤(pán)以增加閃存效能，成為Ultrabook標(biāo)準(zhǔn)搭載配備。為了讓Ultrabook更符合輕、薄概念，傳統(tǒng)上舍棄光驅(qū)的設(shè)計(jì)雖然能讓產(chǎn)品符合設(shè)計(jì)，但依舊無(wú)法舍棄硬盤(pán)等組件。因此，在Wintel的架構(gòu)下，欲達(dá)到超輕薄設(shè)計(jì)，就必須克服大型儲(chǔ)存媒體的薄型化設(shè)計(jì)。而日趨成熟的SSD即是在標(biāo)準(zhǔn)閃存的組件基礎(chǔ)上，建構(gòu)新一代的低功耗讀/寫(xiě)機(jī)制與儲(chǔ)存系統(tǒng)；此外，SSD的模塊占用主機(jī)空間小，不到傳統(tǒng)硬盤(pán)的1/6就能輕松地讓儲(chǔ)存容量與效能提升，目前已成為Ultrabook的重要搭載設(shè)計(jì)?？偠灾?，未來(lái)的筆記本電腦趨勢(shì)將會(huì)逐漸淘汰舊有的儲(chǔ)存方式如硬盤(pán)機(jī)與光驅(qū)，而相關(guān)零組件SSD、USB 3.0以及藍(lán)牙?將取而代之成為概念應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)更高速的傳輸可能。

根據(jù)資策會(huì)產(chǎn)業(yè)情報(bào)研究所表示，2012年所有的行動(dòng)運(yùn)算裝置將提供隨時(shí)連網(wǎng)的功能，單純的「硬件銷(xiāo)售」大戰(zhàn)將轉(zhuǎn)變成硬件、操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序以及附加內(nèi)容匯流的「服務(wù)銷(xiāo)售」競(jìng)爭(zhēng)。因此，綜觀這場(chǎng)PC產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變所推出的Ultrabook，包含許多測(cè)試與認(rèn)證項(xiàng)目，例如Windows 8、Wi-Fi、USB 3.0、SSD及藍(lán)牙?。百佳泰在這些領(lǐng)域的測(cè)試認(rèn)證專(zhuān)業(yè)上已布局多年，開(kāi)發(fā)一系列對(duì)于Windows 8、Wi-Fi、USB 3.0、SSD及藍(lán)牙?的專(zhuān)業(yè)測(cè)試解決方案。未來(lái)，面對(duì)傾巢而出的Ultrabook，我們認(rèn)為還有許多的驗(yàn)證與改善空間，特別是在軟、硬件的兼容性測(cè)試、Windows 8 Metro UI接口與SSD上，才能讓使用者享受到更優(yōu)質(zhì)的Ultrabook魅力與功能。尤其，各品牌廠商的標(biāo)準(zhǔn)配備不盡相同，在細(xì)節(jié)處都盡量做出差異化，這時(shí)更需要一個(gè)第三方的實(shí)驗(yàn)室來(lái)提供專(zhuān)業(yè)的客制化測(cè)試驗(yàn)證與認(rèn)證評(píng)比，讓不同廠牌的Ultrabook擁有最優(yōu)質(zhì)的效能表現(xiàn)與使用經(jīng)驗(yàn)。