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冬瓜哥的PC机上唯独它9年没换!

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    发表于 2021-3-15 15:41:52 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    本帖最后由 sky 于 2021-3-15 15:41 编辑

    冬瓜哥2010年配了一台游戏PC机,买了个中型机箱,当时并没有考虑太多。初始是i7 2600平台,GTX580显卡。2年前升到了i7 9700k平台+双2080tiSLI。关于冬瓜哥是怎么改造水冷,以及在一个中型狭小的机箱里塞进了3个240冷排和双ATX电源,然后稳定超频的故事,后续有机会再讲。

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    今天先讲讲硬盘的事情。看上图右侧。该机箱是背部走线,但是明显感觉背部空间不够用的。因为我装了太多硬盘了,所以线缆乱七八糟没法弄了。是不是从没见过把3.5寸机械硬盘放到背线区的?这款硬盘是薄款,刚好放进去,这也为水冷改造腾出了空间。它的旁边是一块我已经用了9年的SSD:Intel SSD 520 Series。可以这么说,这机箱里,除了这个SSD之外,就只有光驱电源SATA线没换过了。
    这块SSD用高速度不拖沓,支撑了我日常爽快的鼠标操作,各种双击右击绝不卡顿。真正做到了操作无等待。虽然现在的SSD应该快它许多了,但是冬瓜哥依然钟情于它,够用,稳定。

    转眼间已经9年了。当年的MLC,如今已经进化了两代了,TLC -> QLC。下一步马上就要PLC了(每Cell五位元)。这发展速度真是让人瞠目结舌。另外,硬盘形态也开始日新月异,从早期的传统SATA,到现在的mSATA,SATADOM,M.2 NVMe,让人眼花缭乱。最兴奋的是,容量从百GB级别上到了TB级别,再也不愁海量数据的保存和访问了。

    冬瓜哥真的要考虑升级一下现有的硬盘了,与其在本就狭小的机箱里放五六块早期的120G,250G的SSD,不如直接替换成1TB或者干脆2TB的,而且是占空间更小的M.2的一小条,再也不用维护那凌乱的线缆了。

    另外,在性能指标方面,不追求过高的IOPS和吞吐量,而更看重迟,尤其是对桌面应用。过高的IOPS其实对消费类产品意义不大,因为桌面类应用的并发度根本从源头上是上不去的,只在启动计算机时启动风暴状态下,高并发可能管点用处,但是基本上日常办公电脑都处于待机—开机---待机循环中。而大吞吐量,只在拷贝大量数据时候管点用处,一般往移动硬盘或者NAS上拷贝,100MB/s速度已经是到顶了,你弄个900MB/s的速度其实没有实际意义,除非你已经开始玩企业级高并发应用了。

    真正有意义的,就是延迟,也就是单个I/O请求的完成速度,这个冬瓜哥在其它文章中不止一次提到了。对于桌面类应用,Intel的统计数据显示,多数桌面类应用的I/O并发度连4都达不到,多徘徊在1~3之间,如下图所示。

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    此时,那些采用测试软件多线程高并发测出来的IOPS和MB/s,变的毫无意义。而Intel的Optane产品就是延迟杀手,读延迟接近DDR RAM,写延迟也远优于NAND Flash,苦奈Optane太贵。

    SSD市场厂家众多,尤其是消费类产品,各大电商平台上的产品水很深,所以选择一线大厂的产品准没错,而且必须是那种在Flash介质领域有自主研发产品的引领业界的大厂。Intel无疑首先纳入考虑范围。

    记得Intel在去年底公布了一款即将上市的消费类产品:Intel 670p SSD。听闻最近这款产品终于要上市了。

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    670p使用与144层QLC 3D NAND,代表了目前领先的工艺水平。Intel的QLC技术具备高性能、大容量、高质量和高可靠性等优势。创新的浮动栅极架构拥有紧密、对称的层结构,结合CuA(CMOSunder Array, 阵列下CMOS技术),没有Cell开销。此外,这种动态架构改变了Cell配置,以满足用户对存储容量和性能的需求。该技术使高性价比的大容量存储成为现实,并有助于加快固态盘的普及。

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    在这种逐块架构中,Intel通过虚拟层将每个平台分开,每个平台都可以作为SLC或QLC进行操作。为了更有效地进行块擦除,可以擦除单个亚单元而无需接触存储在其他亚单元上的数据。这种方法极大地改善了垃圾回收过程,并显着提高了QoS。


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    另外,Intel还实施了一项新的独立多平面读取操作(IMPRO)技术,通过将四个平面分成两个可以异步读取的双平面组,从而使读IOPS增加了一倍,从而使SSD可以同时从TLC和QLC进行读取。IMPRO的异步特性会产生噪声耦合,为了减轻这种影响,英特尔配置了电荷泵,字线/位线调节器和压降(LDO)调节器,以驱动每个平面组中的单独负载。

    此外,为了解决QLC技术的敏感性并减少首次写入的损失,该闪存具有4-16多轮编程算法和1-2-6-6格雷码设计。通过四级动态启动技术对Cell进行优化,该技术首先将Cell编程为4级状态,然后从单元中读取数据,再将单元编程为最终的16级状态。

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    Intel SSD 670p的2TB版配备了16个Intel 144层QLCNANDDie,每8个Die一个封装。这些Die通过4个通道连接到主控,每通道速率高达1200 MTps。而Intel该系列上一代产品的通道速率为667 MTps。

    将来,PLC产品则可能会与机械硬盘的市场前线越来越接近,虽然PLC闪存的耐久度会比现有QLC低,但Intel认为其浮栅闪存工艺会为新技术奠定坚实的基础。英特尔声称每Cell 5位的PLC闪存将在2022年开始取代硬盘驱动器,但我觉得这个过程可能有待观察。

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    Intel SSD 670p使用定制的Silicon Motion的SM2265控制器,这是该公司最新的NVMe SSD控制器之一,专门针对与Intel最新的144层3D QLC NAND配合使用而进行了优化。SM2265利用两个ArmCortex R5 CPU内核进行I / O处理,并与单个2GbNanya DDR3L-1866 DRAM芯片接口以缓冲FTL元数据。

    令冬瓜哥眼前一亮的是,Intel针对低队列深度的请求进行了调整和调优,并且还针对混合读/写工作负载进行了调优。SSD 670p可以提供高达3.5 / 2.7 GBps的顺序读/写吞吐量,并在队列深度为1的情况下最高到20,000 / 54,000随机读/写IOPS,这个指标已经够味了。在256队列深度处,最高性能达到了310,000 / 340,000随机读/写IOPS。

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    最后,Intel SSD 670p还具有全局损耗均衡功能,并支持强大的LDPC纠错功能,端到端数据路径保护以及DRAM ECC和SRAM ECC,以提高数据可靠性。这些技术使该产品可以提供五年保修。每512GB容量670p的写入耐久度等级为185TBW,但出厂时的预留空间仅为7%,也证明了其出色的垃圾回收策略和算法经验。

    目前,Intel 670p SSD已经上架电商平台,不过冬瓜哥看了一下,还处于预售状态,相信没多久就会大量铺货。

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    RISCV作者优文
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