固態(tài)硬盤大評比

在2010年底，百佳泰（Allion Test Labs, Inc）針對當時已上市的固態(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)測試評鑒報告”這篇文章，并獲得網(wǎng)友與其它讀者們的熱烈回響，為了更進一步讓消費者了解近期的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)時品質(zhì)把關(guān)的注意事項，我們于2011年上半年再度針對市面上能取得到的相近容量與價位水準的SSD產(chǎn)品，進行專業(yè)的測試驗證分析，并將測試結(jié)果報告公開提供給所有讀者參考。

為求本測試評鑒的公開與公平性，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. 儲存容量標示為250GB或256GB之產(chǎn)品。

3. 在相同購買管道上，價格水位落在美金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：采用完全相同的計算機系統(tǒng)與受測SSD相接進行測試。

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隨機讀取效能、16K隨機寫入效能、4K隨機讀取效能與4K隨機寫入效能。

4. 相同測試檔案：采用相同的多種格式檔案與受測SSD進行讀寫測試。

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

評估指針

1. 可靠度（Reliability）

2. 效能評估（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)果評估可以簡單整理如附表二，其中有四顆SSD在較多評估項目中都擁有良好的表現(xiàn)，至于如何得到這樣的結(jié)果呢？詳細的內(nèi)容請見文中的測試評估分析：

評估指針一：可靠度（Reliability）

這個評估指針的目的在于觀察SSD在讀取與寫入資料的過程中，是否會出現(xiàn)資料存取錯誤的情形，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誤的狀況。正如我們在前一次的評鑒報告中所提過的，SSD作為以儲存為用途的媒介，最重要的便是能否達到正確儲存并保存資料內(nèi)容的使命，任何的檔案毀損漏失，對產(chǎn)品本身都是致命的傷害，也很可能對使用者造成難以彌補的錯誤。因此，可靠度這一項評估指針可以說是SSD必須通過的基本關(guān)卡。

在實際的測試中，我們會先檢視SSD的外觀規(guī)格是否接能符合規(guī)范、并被計算機主機端正確讀取，接著，并會透過實際的讀寫以及比對測試，來確認受測SSD在功能上能否讀寫資料、以及讀寫的內(nèi)容是否正確，在這個測試情境中，我們運用的是百佳泰研發(fā)的”Allion SSD Stress Pro Tool”這套工具來作自動化的測試執(zhí)行與結(jié)果觀察比對。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。

評估指針二：效能評估（Performance Evaluation）

誠如我們所知，高速傳輸始終是SSD 標榜的一大特色，因此在這個階段我們便試圖仿真出實際的使用情境，來觀察這些受測SSD在處理不同大小型態(tài)的檔案時，會產(chǎn)生怎樣的效能表現(xiàn)，同時，更將這樣的結(jié)果與這些SSD各自宣稱的效能加以比較，來確認他們的實際效能是否能真實符合所宣稱的數(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估仿真測試工具，來進行前述所提到七個測試情境。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，因此在同樣進行完整七天測試的條件下，所測得的讀寫次數(shù)會因該SSD讀寫效能的快慢而有差異，讀寫效能越佳越快的SSD會記錄到較多的讀寫次數(shù)；反之則會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)來作計算，以示公允。

以上是這八顆受測SSD在七個測試情境的平均數(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（64K檔案讀寫）都比處理較小檔案時（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儲存媒介在讀取資料的速率通常會比寫入資料時的速率來的快，不過Samsung的這顆SSD卻在不論執(zhí)行64K、16K、與4K大小的檔案時，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的則是Patriot的SSD，雖然在64K檔案讀取與寫入時都還有160~170MB/s左右，但處理16K與4K時則大幅降到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)品外包裝所標示的”最高讀取/寫入速度”進行比較。我們在這里選擇的是這七個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小時中，受測SSD是否能夠達到他們所宣稱的效能。（由于我們在此使用的是”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)讀取與寫入時兩種測試情境都達到所宣稱的效能，而OCZ也是唯一一顆在實際測試中能達到所宣稱”讀取”效能的SSD。整體而言，在讀取效能部分，雖僅有OCZ達到宣稱效能，其余七顆SSD也至少能達到83%至97%的宣稱效能；至于在寫入效能部分，則有六顆SSD能達到各自所宣稱的寫入效能，其余兩顆也能達到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能達到宣稱的水準；而在寫入效能部分，則是有其中四顆SSD能達到宣稱效能，另外半數(shù)則不能達到。

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

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

第三個評估指針主要在評量SSD的效能表現(xiàn)是否穩(wěn)定，意即SSD在執(zhí)行多次的讀寫動作時，是否皆能維持相近的表現(xiàn)水準，尤其是當經(jīng)過長時間持續(xù)、動態(tài)使用與完整使用所有儲存區(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。在這個評估指針中，我們分別運用統(tǒng)計學(xué)的三種衡量面向來進行分析，并設(shè)定評估標準如下：

· 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)）落點都需落在平均效能的正負10%之內(nèi)，低于95%即為不合乎標準。

· 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%則為不合乎標準。

· 標準變異數(shù)離散程度（Standard Deviation Over Mean）：

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

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

和我們前一篇測試報告相同，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)落點情形。若是所有測試結(jié)果的落點距離平均數(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)果的落點距離平均數(shù)越遠越發(fā)散，則代表每次效能表現(xiàn)的落差較大而相對的不穩(wěn)定。此次我們設(shè)定以95%以上測試結(jié)果都需落在平均值的正負10%內(nèi)才是達到要求的標準。

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)定的標準：其95%的測試結(jié)果均落在平均效能的正負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10%的落差之內(nèi)。

若實際觀察落點的分布圖（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（藍點所示）均落在正負10%（綠色線段范圍）區(qū)間內(nèi)；至于圖C的落點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，同樣也是評估效能穩(wěn)定度的重要指針之一，當兩者差距越小時，代表每次SSD執(zhí)行任務(wù)時都能有相近的表現(xiàn)；反之當差距越大時，便代表著SSD的穩(wěn)定性越不足。此次我們設(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%才是符合標準。

同樣以整體讀寫效能測試（Read/ Write Performance）為例，共有四顆SSD能符合標準，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。未達標準的四顆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落差比較而非絕對落差比較，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)了極為不同的評量結(jié)果（10.49%與21.64%）。

（三）標準變異數(shù)離散程度（Standard Deviation Over Mean）

第三個效能穩(wěn)定度的衡量面向則為標準變異數(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。此次我們設(shè)定SSD所有測試結(jié)果的離散程度必須小于10%才是符合標準。

為求前后一致，這里我們再次以整體讀寫效能測試（Read/ Write Performance）為例，總共有五顆SSD能符合標準，同樣以O(shè)CZ的表現(xiàn)最佳，其標準變異數(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未能達到此項所要求的標準。

上述三個衡量面向均是以整體讀寫效能測試作為實例來說明，若將實際的七個測試情境

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

評估指針四：效能退化（Performance Degradation）

最后一個也是不可忽略的一個評估指針，便是效能退化。效能退化代表著SSD在經(jīng)過使用與耗損后，隨著使用時間與次數(shù)的增加、或是剩余儲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)計或備用空間（Space Provisioning）不足有關(guān)。在這項指針中，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)果的落點情形，可以顯著地看出這顆SSD在最初幾回合的能達到約80~90MB/s的效能，隨后便降到70MB/s左右的水準；圖E則是呈現(xiàn)最初回合（桃紅線段）與最終回合（深藍線段）的平均效能，透過這個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位且相同容量的SSD產(chǎn)品，但在各個不同測試情境與項目的表現(xiàn)上仍有迥異的表現(xiàn)，足見在現(xiàn)階段，各個廠商對SSD產(chǎn)品設(shè)計驗證的熟悉度與專業(yè)度還有所不同、也仍有許多在產(chǎn)品設(shè)計與整合上必須加強與改進的部分。而正因為整體環(huán)境對于SSD的前端開發(fā)未臻成熟，目前對SSD產(chǎn)品進行全面性的驗證動作更是至關(guān)重要。

百佳泰作為領(lǐng)先業(yè)界的專業(yè)測試驗證機構(gòu)，也針對SSD產(chǎn)品本身的特性與架構(gòu)，歸納整理出完整的關(guān)鍵驗證要點，透過圖F可以見得，對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）也是一項必須關(guān)注的課題。至于在實際的驗證重點上，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)測試驗證、確保品質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。

作為一項仍屬新穎的儲存產(chǎn)品，SSD尚有長足的開發(fā)進步空間，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。本篇測試評鑒報告僅以百佳泰的測試能力，提供部分的評估指針，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，讓所有消費者得以更無后顧之憂的擁抱SSD產(chǎn)品。

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