以SandForce主控搶佔高階市場，詳測Intel SSD 520 Series固態硬碟

[著者:oiko]

稍微有關心SSD技術的使用者都知道，主控晶片與韌體的演算法，對SSD重要性其實不亞於flash記憶體的好壞。在目前SSD市場中，如果要說哪一家主控晶片最受擁護，那毫無疑問的是Sandforce。它的效能不錯，不但大廠愛用它製作出高階產品，而且靠著寫入資料壓縮特色，對flash晶片也降低不少寫入負荷，某些「鋌而走險」的廠商也看上這個特性，也愛用它搭配品質較差的flash記憶體，製作出價格較低的經濟型產品。

不過在此之前，SSD市場的兩大廠商Micron（Crucial）與Intel，仍然有它們自己的堅持。例如「Intel牌」的主控晶片，便在自家產品連續使用三代（X25-M、X25-M G2、320 Series），內部搭配flash所採用的半導體製程，也從古早50nm延伸至目前主流的25nm。而Micron在這兩年推出C300與C400（m4）系列產品，以中階價格提供高階效能的高性價比目標，也儼然成為Marvell主控晶片的最佳代言人。不過隨著Intel發布SSD 520與SSD 330系列後，也正式宣佈跟進Sandforce主控晶片的潮流，而獲得規模這麼大的客戶，也宣告Sandforce版圖又再擴大一步。

▼這次要介紹的SSD 520系列，是被Intel歸類在「消費級最佳性能」的500家族當中，簡單來說就是中高階定位，當然價格也不低。

Intel SSD 520系列的產品定位

目前Intel將旗下SSD產品依照市場與價格，做了一個簡單的家族分類。700家族與900家族被歸類在企業級市場，這2個產品家族特別講求穩定性與可靠性，資料寫入的耐久度也比消費級產品大，多半是大公司負擔關鍵任務的高性能伺服器，才比較適合採用700家族與900家族的SSD產品。而500家族與300家族則是與一般使用者息息相關的「消費級」產品，簡單來說500家族的效能比較高，價格也比較貴，比較適合一般講求高效能的玩家，而300家族就以較低的價格，與較高性價比當作產品特色。

Intel SSD 產品系列的官方定位

▼跟其他搭配SandForce主控晶片的廠商相同，Intel SSD 520也是採用常見的SF2281主控晶片，主要還是得靠內部韌體的調校來做出差異性。

flash年輕了，主控晶片也不能太老

如同前面所說的，既然Intel自己也有設計、生產SSD主控晶片，那為什麼選在這個時候拋棄舊主控，而選擇目前市場上極為普遍的Sandforce解決方案呢？要做出產品差異性會不會更難？筆者認為，最主要是Intel自家的主控晶片過舊，撇除掉效能因素不講，目前flash記憶體製程越來越先進，但並非百利無一害，當半導體製程微縮後，會對flash記憶體帶來2個主要缺點，第1個是抹除循環（P/E Cycle）的降低，這會直接帶來寫入壽命減少的特性，第2個則是在資料存取時，flash內部的出錯率會增加，主控晶片必要具備更強的ECC糾錯能力，才能避免演算系統的崩潰與資料遺失。

Intel自家主控晶片在設計時，目標是搭配當時主流50nm製程的flash，之後經過一次小改版後（內部主要架構仍然相同），搭配新一代34nm的flash記憶體，做出X25-M G2的經典產品。不過目前flash到了25nm世代，P/E Cycle與內部出錯率已經不能跟50nm世代同日而語，Intel主控晶片除了效能規格過舊以外，對flash記憶體的ECC糾錯能力，恐怕也跟不太上目前的現實了。要迎合目前時代的需求，Intel要嘛新設計一個主控晶片，要嘛就直接學其他SSD廠商，採用目前市場主流的主控晶片與解決方案，進行新產品的開發。

▼SSD 520在Intel內部的研發代號是「Cherryville」，這個字樣也跟著印在SSD的電路板上。

Intel轉進Sandforce主控晶片的理由

不過事實上讓我們看到，目前Intel在SSD消費級市場中，仍然沒有推出新的自家主控晶片，反而先後採用Marvell（510系列）與Sandforce（330與520系列）的產品。筆者認為，這可能是目前SSD主控晶片廠商的技術已十分先進，如果Intel再自己花費研發出功能、效能類似的主控晶片，經濟層面上可能不划算，直接購買目前其他廠商的現成品，付出的資源反而較低。

所以我們看到Intel在SSD 510系列開始採用Marvell的主控晶片，但實際上產品的風評並不佳，主要是被直接拿來跟相同主控晶片Crucial m4比較，SSD 510的效能明顯較差、但價格又貴。事實上Marvell主控晶片在販售時，並不會提供所謂「公版」的韌體，只提供一些最基本的內部代碼，韌體部份要交給各家廠商自行研發。而Intel普遍被認為是一家硬體實力優於軟體的公司，SSD 510系列因為韌體寫得不夠好，而導致效能落後的結果，似乎可以被理解。

如果說大型企業也有小圈圈，那Intel一定跟Micron與LSI在同一個圈子裡。日前Sandforce已經被LSI收購，現在算是LSI的子公司，而跟LSI「感情濃厚」的Intel，開始在SSD採用Sandforce主控晶片，我們也無須驚訝了。加上LSI與Marvell算是競爭關係，SSD 510系列有機會變成Intel搭Marvell主控晶片的絕響。同理可推，同在一個小圈子的Micron，無論Marvell主控的m4系列現在賣多好，這些都不重要了，未來Micron捨棄Marvell主控晶片，而「叛逃」到Sandforce陣營，筆者認為發生的機率也不低，不妨拭目以待。

Intel SSD 520系列官方規格表

▼這是將SSD外殼拆開後，60GB、240GB、480GB容量的電路板正面，可以看到60GB缺了8顆flash顆粒。在flash顆粒數較少，傳輸通道數也跟著減少的情況下，我們可以預期60GB型號的效能，會比不上其他大容量型號，而且電路板顏色也跟其他兩者不同。（點選看大圖）

▼在電路板背面的元件就大略相同了，60GB型號至少有8顆flash顆粒，企圖在低容量也能保持一定水準的傳輸效能。（點選看大圖）

▼這是60GB、240GB、480GB容量內部的flash顆粒特寫，從型號判別它們都是同一家族的ccMLC（Client Compute MLC）記憶體顆粒，它是目前Intel最高階的消費級MLC記憶體，可抹寫次數（P/E Cycle）達到5000次，而且可支援效能較高的同步傳輸模式。ccMLC顆粒如果再往上，就是P/E達到10000次的企業級的eMLC（Enterprise MLC）顆粒，也是目前Intel最高階的MLC flash產品。（點選看大圖）

Intel SSD 520內部採用的flash規格

軟體也成賣點

Intel早在上一代產品X25-M G2之後，官方就開始提供SSD應用程式「Intel SSD Toolbox」。它將許多SSD經常會使用到的功能，例如手動Trim清除垃圾、Secure Erase資料完全抹除、以及韌體更新等等，全部整合在一個軟體當中，並提供簡單易用的程式介面，讓使用者可以簡單對SSD執行維護工作。即使對非Intel SSD而言，便利性與實用性都不低，目前就有網友將它破解成其他SSD也可使用的版本，當然Intel原廠並不推薦，也不保證Intel SSD Toolbox對它牌的相容性。

其他廠商採用Sandforce主控晶片的SSD產品，在軟硬體方面不一定能跟Intel RST（快速儲存）技術完美相容。不過Intel SSD 520並沒有這個問題，因為在韌體部份，Intel並不是將Sandforce公版韌體「原封不動」的直接拿來用，相信Intel在韌體開發也付出了一點心力，讓SSD在實際上能夠跟其他Intel產品與技術，得到良好相容性。

而根據其他媒體轉述Intel官方說法，早在一年半前Intel就已跟Sandforce取得合作關係，而且在一年前已開發出實際樣品。到這裡為止，Intel的Sandforce產品時間表，跟其他SSD廠商相比並不晚，只是為求謹慎，花了近一年時間進行產品測試與驗證，希望不會重蹈其他Sandforce SSD不穩定的覆轍，產品也直到今年才正式發表。

▼原廠提供的SSD Toolbox多功能軟體，也是Intel SSD賣點之一，而且它跟Intel RST（快速儲存）技術有良好的相容性，如果再跟其他Intel平台與產品做「一條鞭」式的搭配，確實可以達到原廠保證的相容性。

▼Intel SSD Toolbox軟體內建Optimizer最佳化功能，它會向SSD發送一次Trim指令，清除不需要的垃圾，增加效能表現與壽命。

▼跟稍早上市的SSD 320、SSD 510系列一樣，SSD 520系列仍然沿用髮絲紋金屬外殼，質感看起來不錯。先拆下螺絲，拿掉最上方的黑色膠框後，SSD的本體厚度就只剩7mm，讓它有機會可以裝進X220i等輕薄機型內。

測試平台配備

▼240G的容量是60G的4倍，flash組成的傳輸通道數也更多，實際線性寫入速度也達到3倍，算是符合預期的效能。但480GB因為flash顆粒數與240GB相同，加上容量越大會更加重SSD內部FTL（Flash Transalation Layer）的工作負擔，以目前Sandforce主控晶片與韌體演算法，480GB（flash實際容量512GB）型號的效能，反而不如240GB型號，是一個正常現象。

▼以CrystalDiskMark測試也得到相近結果，240GB寫入效能大約是60GB容量的3倍，但是480GB的寫入效能卻大幅滑落，尤其是隨機寫入的速度不到240GB的一半。由此可見，SSD並非容量越高，效能就一定越強，主要還是得取決於主控晶片能力，與韌體演算的架構。

▼在反應實際使用體驗的PCMark Vantage當中，3種容量之間的效能差異，並沒有前2項測試這麼大。而240GB容量的型號，分數也順利突破50000分，已經可以被歸類在中高階的效能水準。

▼PCMark 7的Storage測試並對SSD進一步最佳化，SSD 520的3種容量都得到5000以上高分，符合目前主流SSD效能。

▼Windows 7內建的Windows Experience Index分數，是最容易取得的測試方法，而且也算是Windows官方的標準與認可，具有一定參考價值。除了60GB型號因為效能差一截，在主要硬碟項目只獲得7.8分以外，240GB與480GB都拿到滿分7.9分。特別值得關注的是，在AS SSD與CrystalDiskMark這些純理論測試項目中，480GB的效能明顯落後240GB，但在Windows Experience Index當中兩者都拿到滿分，也許是Windows 7覺得它們的效能都是頂級，而且已足夠日常使用。

除了性價比，其他無可挑剔

從以上效能測試可以得知，在所有Sandforce主控晶片的SSD產品中，Intel SSD 520效能會是數一數二好，這歸功於搭配同步傳輸架構的flash顆粒，再加上Intel在韌體部份，也有對針對自家顆粒最佳化的空間。如果範圍再放大，以目前市場上所有SSD來看，Intel SSD 520的效能大概只算是中上水準，畢竟還有Plextor M3P與OCZ Vertex 4等Marvell主控產品排在前面。不過Intel強調的產品穩定性與相容性，以及採用等級較高、壽命較長的ccMLC顆粒，都是它的優勢所在。

另外值得一提的現象是，小容量SSD因為flash顆粒較少，內部傳輸通道數量不如大容量型號，實際效能會比較慢，這是可以被理解的事情。但容量大到一定程度後，會對SSD內部的FTL帶來更大尋址壓力，實際上也看到SSD 520 480GB的實測成績，反而落後給240GB一段距離。根據官方規格表記載的數據，240GB機種的隨機讀寫效能最好，180GB則次之，再往下則是480GB、120GB、最後吊車尾的是60GB。在這個系列當中，如果消費者想要挑一顆效能最強的產品，240GB就是首選了，要是預算稍微再少一點，180GB的效能也不會差太多，都值得優先考慮。

在價格部份，正巧最近一個月遇上SSD大降價，許多產品都突然變得很便宜，就以最炙手可熱的Crucial m4來說，它的效能跟Intel SSD 520在同一等級，目前128GB容量的實售價已經跌破4千元，但是Intel SSD 520 120GB機種卻還在5,600元左右，乍看之下性價比就小輸一截。如果Intel能夠對當前市場狀況再敏感一點，適時調整產品價格的話，相信會得到更多消費者的選擇。