高稳定性低功耗的存储方案 长江存储PE321企业级固态硬盘测评

除了常见的消费级SSD产品，在企业级领域，长江存储其实也有着丰富的产品布局。比如长江存储曾经推出的SE005企业级SATA固态硬盘就是针对云存储、云计算、数据中心、流媒体类服务器设计的启动盘和数据盘。随着传输总线技术、闪存颗粒制造技术的进步，长江存储也相应地带来了采用PCIe 4.0接口的PE310企业级PCIe 4.0 NVMe 固态硬盘、PE321企业级PCIe 4.0 NVMe固态硬盘。其中PE310是长江存储首款采用晶栈®Xtacking®2.0 技术的PCIe 4.0企业级固态硬盘，PE321则拥有更先进的技术规格，更高的速度指标，可广泛应用于企业IT、运营商、互联网、金融、智能制造各行业的高性能计算、人工智能、大数据、CDN等核心存储场景之中。接下来，就让我们通过对PE321企业级PCIe 4.0 NVMe固态硬盘的测试，来看看长江存储企业级产品的性能表现到底如何，是否能满足专业用户的需求。

提供读取密集型和读写混合型两种方案

长江存储PE321企业级PCIe 4.0 NVMe固态硬盘解析

▲长江存储PE321企业级PCIe 4.0 NVMe固态硬盘采用U.2接口，支持PCIe 4.0 x4标准。

从外观上来看，长江存储PE321企业级PCIe 4.0 NVMe固态硬盘有着厚实的金属外壳，正面与背面都采用密集的凹凸格栅纹理设计，能有效增加外壳的散热面积。SSD采用U.2接口，支持NVMe 1.4协议，具有高性能、低功耗、低延时、高可靠性等特性。U.2接口有点类似常见的SATA接口，但在设计上，U.2接口却要复杂不少。它的造型非常别致，触点部分可以分为六组，包括通道0和参考时钟0、通道1～3（行业SAS第三、第四个端口共用，同时也提供参考时钟1和边带）、边带、SATA/SAS第一个端口、SAS第二个端口、控制和电源部分等六个部分。这六个部分不但包含了之前的SAS接口、SATA接口的特征以保证向下兼容，还加入了PCIe通道确保高速传输。这也使得U.2 SSD不仅延续了SATA SSD体形小巧的优点，还能支持PCIe 4.0 x4传输标准，其理论传输带宽可达8GB/s。

▲长江存储PE321企业级PCIe 4.0 NVMe固态硬盘主要技术规格

同时，PE321提供读取密集型和读写混合型两种方案，应对不同的负载。其中1.92TB、3.84TB、7.68TB容量的产品用于读取密集型业务，1.6TB、3.2TB、6.4TB容量的产品则主要用于读写混合型业务。容量稍小、用于读写混合负载的产品是因为占用了更多的OP预留空间进行垃圾回收、磨损平衡，可以减少写入放大，使得SSD在进行写入应用时具有更高的使用寿命。更值得一提的是，PE321企业级PCIe 4.0 NVMe固态硬盘的性能指标很不错，其最大顺序读写速度分别为7400MB/s、7000MB/s，最大随机读写性能达到1750K IOPS、640K IOPS，均处于行业领先水平。

▲晶栈®Xtacking2.0®闪存技术架构

而让长江存储PE321企业级PCIe 4.0 NVMe固态硬盘拥有突出性能的关键，就在于该产品采用了基于晶栈®Xtacking2.0®技术的长江存储第三代3D TLC闪存芯片。相比传统3D NAND闪存架构，Xtacking架构可在一片晶圆上独立加工负责数据I/O及记忆单元操作的外围电路。这样的加工方式有利于选择合适的先进逻辑工艺，以让NAND闪存获得更高的I/O接口速度与更多的操作功能，存储单元则在另一片晶圆上被独立加工。当两片晶圆各自完工后，通过创新的Xtacking技术，只需一个处理步骤就可通过数十亿根金属VIA（垂直互联通道）将二者键合接通电路。此外Xtacking技术可充分利用存储单元和外围电路的独立加工优势，实现了并行、模块化的产品设计及制造，产品开发时间可缩短三个月，生产周期可缩短20%，从而大幅缩短3D闪存的上市时间。

在这些技术的加持下，长江存储第三代3D闪存颗粒在容量与性能上都有重大升级。其每颗裸芯片的存储容量达到512Gb，而其第二代闪存每颗裸芯片的存储容量只有256Gb。同时，第三代3D颗粒的闪存IO接口也从之前的ONFI 4.0升级到了ONFI 4.2，这也让闪存的IO接口速度从800MT/s大幅提升到1.6GT/s。这也是长江存储PE321企业级PCIe 4.0 NVMe固态硬盘标称最高速度可达7400MB/s的关键原因。

▲长江存储PE321企业级PCIe 4.0 NVMe固态硬盘 6.4TB内部结构，正反两面总计配备16颗闪存、10颗内存芯片作缓存，以及一颗PCIe 4.0 SSD主控芯片、一颗用于掉电保护的大容量电容，每颗芯片都贴有导热胶。

本次我们将对其中的6.4TB产品进行测试，拆开这款产品，可以看到它与普通SSD明显不同。由于测试中的这款SSD拥有高达6.4TB的超大容量，因此为了承载更多的闪存芯片，它内部的PCB采用了双面设计，其中PCB正面板载了多达8颗闪存颗粒、5颗内存芯片（用作缓存）。PCB背面也板载了8颗闪存芯片、5颗内存芯片，以及一颗SSD主控、一颗用于掉电保护设计的大容量电容。每颗芯片上都贴有导热胶，以让芯片能通过导热胶与金属外壳实现快速的热量传导。去掉导热胶，可以看到，闪存芯片上的编号为YMNA9TC1B1JF6C，显示这是基于晶栈®Xtacking2.0®技术的长江存储第三代3D TLC闪存芯片。

▲编号为YMNA9TC1B1JF6C的长江存储第三代3D TLC闪存芯片

高品质闪存芯片的使用也赋予了长江存储PE321企业级PCIe 4.0 NVMe固态硬盘优秀的耐久度，其读写混合型产品可以支持多达3个DWPD（每日全盘写入次数），并提供长达5年的免费质保时间。而一般家用消费级SSD的DWPD指标只有0.3左右，企业级 QLC SSD的DWPD在0.4～0.6左右。那么在性能上，长江存储PE321企业级PCIe 4.0 NVMe固态硬盘是否也能带来让人满意的表现呢？

测试平台

• 主板：ROG CROSSHAIR X870E HERO
• 处理器：锐龙9 9950X
• 内存：芝奇Trident Z5 Royal Neo皇家戟DDR5 6000 CL28 32GB套装
• 硬盘：长江存储PE321企业级PCIe 4.0 NVMe固态硬盘6.4TB
• 显卡：GeForce RTX 4080 Super
• 电源：ROG THOR 1200W
• 操作系统：Windows 11

顺序写入速度、随机读写性能都超越标称规格

▲长江存储PE321企业级PCIe 4.0 NVMe固态硬盘6.4TB基准性能，以MB/s显示。

▲长江存储PE321企业级PCIe 4.0 NVMe固态硬盘6.4TB基准性能，以IOPS显示。

首先从CrystalDiskMark 8.0.5基准测试来看，长江存储PE321企业级PCIe 4.0 NVMe固态硬盘6.4TB的顺序读写速度表现很不错。其顺序读取速度达到7312.38MB/s，非常接近标称的7400MB/s，而顺序写入速度则达到7164.38MB/s，超过7000MB/s的标称规格。在随机读写性能上也有很不错的测试结果，SSD的随机4K@Q32T16读写性能分别可达1776K IOPS、1450K IOPS，均超过SSD标称的最大1750K IOPS、640K IOPS，特别是随机写入性能更是远远超越官方规格，这表明该产品在服务器应用中将可能有优异的表现。

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