体验两款NVMe新形态固态硬盘
对于普通用户而言，SATA接口的固态硬盘已经够用，然而SATA的带宽瓶颈对于追求更高性能的用户而言是一道魔咒。怎么办？采用PCI-E通道无疑是固态硬盘突破SATA 6Gbps“天花板”的好途径。从产品形态上看，台式机有适用于PCI-E标准扩展槽的高速固态硬盘产品；而笔记本用户则可以选择M.2接口高性能产品；在2015年，U.2接口的出现使得2.5英寸形态固态硬盘如虎添翼。硬件接口之外，针对PCI-E存储优化的NVMe标准堪称催化剂，软硬结合下固态硬盘纷纷跻身“2000MB/s俱乐部”—比如本文主角三星950PRO NVMe M.2 256GB及英特尔DC P3700 400GB U.2。
三星950PRO NVMe M.2 256GB产品参数
可用容量 238.5GB
闪存类型 40nm V-NAND TLC
缓存大小 512MB LPDDR3
接口规格 M.2接口（PCI-E 32Gb/s）
尺寸 80.15mmx22.15mmx2.38mm
质保年限 5年
参考售价 1999元
512MB LPDDR3缓存芯片同样为三星自家出品，用于存放FTL地址转换映射表。
闪存为两颗原厂三星40nm 32层 V-NAND颗粒（型号K9PKGY8S7A），属于三星第二代V-NAND，单颗容量128GB。
主控为三星UBX (编号S4LN058A01)，支持PCI-E 3.0 x4模式、NVMe 1.1标准及部分企业级特性，目前并没有太多这颗控制器的信息。
背面除了贴纸外没有其他部件
英特尔DC P3700 400GB U.2产品参数
可用容量 372.61GB
闪存类型 20nm HET e-MLC
缓存大小 未知
接口规格 U.2（PCI-E 32Gb/s）
尺寸 101mmx70mmx15mm
质保年限 5年
参考售价 待定
我们用英特尔Core i7 6700K处理器、Z170主板、8GB双通道DDR4 3200内存为主要配件搭建了测试平台。由于时间原因及产品定位差异（一款为消费级产品，另一款则面向企业用户，售价也不在一个层次），本文的两款固态硬盘在测试方法上有所不同，因而这并非是一次对比测试，而是希望让大家一窥这两种NVMe新形态固态硬盘的表现。
U.2接口，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PCI-E通道确保高速传输。
U.2板型的DC P3700 400GB SSD与普通SSD类似，但15mm的厚度令它要厚很多。
在服务器上使用U.2 SSD时，可通过购买额外的背板组件，将U.2 SSD直接插入服务器内。而在PC上使用U.2 SSD时，则需要专用的U.2连接线一它包括一个数据接口、电源接口，以及与主板连接的Mini-SAS HD接口。
消费级首秀：三星950PRO NVMe M.2 256GB
首先看三星950PRO NVMe M.2 256GB。和面向OEM市场的XP941和SM951不同，950PRO NVMe M.2是三星推出的首款消费级M.2固态硬盘。有了前两款OEM产品的积累，加上Skylake平台主板芯片组对M.2接口支持度已比较到位，这款消费级产品直接一步到位地采用了目前快的M.2 32Gbps接口，而且还支持NVMe1.1标准。虽然微软从Windows 8开始就已经集成了标准版NVMe驱动，可以直接识别NVMe 固态硬盘，但要完全发挥950PRO的性能还需到三星官网下载安装Samsung NVMe Driver，本次我们使用的是1.4.7.16版本。
PCMark得分实测
950PRO NVMe M.2 256GB拥有实测2075.52MB/s（AS SSD Benchmark）、2299.26MB/s(TxBENCH)的连续读取速度，在各大测试软件中的写入速度也在950MB/s上下。其Anvil's SSD总评分数突破8900分，Anvil's SSD随机4KB文件读取速度高达162K IOPS以上，随机4KB文件写入速度也超过80K IOPS—这样的成绩不仅远超所有SATA接口产品，在同容量M.2接口产品中更是旗舰水准。与基准测试结果类似，在实际应用体验中，这款SSD的表现同样出色。在从SSD读取38.9GB的游戏文件夹任务中，950PRO NVMe M.2 256GB的用时为32.27s，而写入该文件夹也只用了43.17s。在实际的程序应用中，如《坦克世界》游戏，其载入所用的时间为11.7s，表现可圈可点。
三星Magician软件功能较为丰富
利用Iometer软件，我们模拟出了用户长期使用后的脏盘状态，此时950PRO NVMe M.2 256GB的可用空间仅剩10.3GB。测试显示该硬盘的闲置垃圾回收效率一般，Anvil's SSD总评分数下降到了6926.7分，主要是在4K写入性能上有大幅衰减）。本文截稿前我们得知有玩家发现950PRO NVMe M.2在加强散热措施后可缓解掉速问题，条件所限，恕无法验证。日常使用中随着盘内文件日益复杂和臃肿，我们想完全恢复SSD的性能，需要通过快速格式化或在三星Magician软件中点击安全擦除（Windows8以上系统的trim为系统自动完成，无法使用Magician软件中的trim按钮）。欣慰的是，通过Magician的安全擦除功能，我们将950PRO NVMe M.2 256GB的性能瞬间恢复到了初始状态。
采用了三星第二代V-NAND（TLC闪存颗粒模拟MLC模式）的950PRO NVMe M.2具有5年的质保时间，256GB型号的大写入量为200TB，在消费级当中堪称出众。还记得MC在去年8月份对某款采用TLC颗粒的480GB固态硬盘进行了25天全天候全速写入测试，写入了127TB数据（超出了120TB的标称写入量）后该盘性能及稳定性依然良好。可见随着技术的发展，TLC颗粒的品质也已越来越完善。显然，作为我们消费者来说，没有必要盲目地歧视或妖魔化TLC颗粒，而更应根据固态硬盘的实际表现、售后服务与价格来进行理性选择。
企业级高速稳定：英特尔DC P3700 400GB U.2
面向企业用户，英特尔推出了体形小巧、支持热插拔的U.2板型DC P3700 2.5英寸SSD。其所用主控、闪存芯片与PCI-E板卡式产品相同，接口传输带宽也达到了PCI-E 3.0 x4即32Gb/s。唯一区别就是接口转换为U.2，PCB更小，只需一个2.5英寸的盒子即可容纳整块SSD。
采用型号为CH29AE41AB0的18通道NVMe主控芯片，其工作频率为400MHz，具体细节英特尔尚未公开；闪存颗粒为HET e-MLC，可承受写入量达到惊人的12119TB！要知道采用常规MLC闪存颗粒的普通固态硬盘可写入量一般仅在200TB以内。
在性能上，DC P3700 400GB U.2可谓生猛，其在基准软件测试中的连续读取速度突破2200MB/s(普通PCI-E SSD的速度也不过1000MB/s左右)。同时在随机4KB QD64高队列深写入测试中，DC P3700 400GB U.2的IOPS突破23万IOPS（常见的PCI-E SSD仅刚刚达到10万级）。老玩家不难发现，这款容量仅400GB的DC P3700性能已经达到了英特尔750 1.2TB固态硬盘的水准，它是怎么做到的？
首先，DC P3700 400GB U.2对NVMe提供了完美的支持。在往期的测试中我们也已讲到，NVMe技术标准大幅提升了存储系统一次多可执行命令的数量，达到大64K，而对比PCI-E固态盘采用的是常规的AHCI技术标准，一次大只能执行32条命令。因此这大幅提升了固态盘在高队列深度下的随机读写性能。其随机4KB高队列深度IOPS性能达到普通PCI-E固态盘的1.12～2.5倍。此外，18通道主控设计的写入性能非常恐怖，其在所有写入性能测试中的速度都远超普通PCI-E固态硬盘，在低队列深度下，DC P3700 400GB固态盘的随机4KB写入性能较对比普通PCI-E固态硬盘的领先幅度依然达到2.22倍之多，这意味着DC P3700固态盘显然非常适合进行写入密集型应用。同时NVMe产品的延迟的确得到了明显的降低，在AS SSD测试中，DC P3700 400GB固态盘的读写存取延迟只有普通PCI-E固态硬盘的40%左右，这也进一步提升了其随机写入性能。
脏盘状态下Anvil's Storage Utilities测试成绩几乎与初始成绩差别不大，正符合其企业级产品定位。
总体来看，DC P3700 400GB固态盘在基准测试中的表现非常抢眼，在PCMark8应用中它也表现出了强劲的性能，总评成绩5081。利用Iometer软件，我们模拟出了用户长期使用后的脏盘状态，欣喜地发现它在脏盘状态下Anvil's Storage Utilities测试成绩与初始成绩仅有6%的差别。在寿命方面，HET e-MLC带来12119TB可承受写入量，MTBF达到200万小时（承受每日17次全盘覆写、而且可以保证在这种工作强度下，正常工作5年）！至于LDPC纠错技术、掉电保护技术更是标配。对于这款尚未公布国内价格的企业级产品，普通用户唯一要考虑的或许是它目前868美元的参考售价。
结语
NVMe（Non-Volatile Memory Express，非易失性存储器标准）的好处是有目共睹的，该技术使得硬盘可经PCI-E总线与CPU直接进行数据交换，而不是传统的通过南桥控制器中转再连接CPU。在降低延迟的同时，磁盘性能获得了大幅度提升。相比面世多年的AHCI标准，NVMe标准可以带来多方面的性能提升，由此如上两种新形态固态硬盘
虽然在近期，NVMe还不至于“遍地开花”。但是在SATA 6Gbps和AHCI已经逐渐成为存储设备发展瓶颈的今天，相信更多采用PCI-E通道、NVMe标准的固态硬盘将会很快出现在我们眼前，助力消费级、企业级应用存储性能腾飞。
