PCIe 3.0 x4 NVMe 規格設計,Zotac Sonix PCIE 480GB SSD 實測

PCIe 3.0 x4 NVMe 規格設計,Zotac Sonix PCIE 480GB SSD 實測

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下半年會有多款 PCIe 3.0 NVMe 固態硬碟上市,其中不乏採用台系控制器的產品,讓我們藉由 Zotac 這款 Sonix PCIE 480GB SSD,一睹台系設計方案的性能表現。Sonix 採用 Phison 控制器,標示最高存取性能達讀取 2600MB/s、寫入 1300MB/s,理論性能並不亞於市場先驅者。

在 Intel 首開先例之後,個人用高性能固態的發展走向,全聚焦在 PCIe 3.0 x4 NVMe 規格。Intel 與 Samsung 等先鋒的產品,大多從企業級產品線下放設計而來,成本乃至於售價是為門檻。不過另一造,台系控制器廠商也相當積極投入開發,將能帶來更為經濟實惠的設計方案。開發進度尤以 Phison 最快,如 Zotac 這款已經在特定市場上市的 Sonix PCIE 480GB SSD,便是個實際應用範例。

原生 PCIe 電路板設計,金屬外殼包覆強化散熱

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▲ Zotac Sonix PCIE 480GB SSD 配件包含快速安裝指南與 I/O 檔板配件。

Zotac 提供 Sonix PCIE 480GB SSD 測試樣品(產品料號 ZTSSD-PG3-480G-GE,以下簡稱為 Sonix),讓我們得以初次實際試驗 Phison 設計方案,外傳許久的 PCIe 3.0 x4 NVMe 規格設計控制器,究竟能帶來何等性能體驗。在效能實測階段,將和台灣極少數所能購買的同級產品,也就是 Intel SSD 750 400GB 進行概略比較。

首先就外觀設計、結構來看,Sonix 散熱處理層層包覆了產品,電路板正面附加金屬外蓋,至於反面則是加上縷空刻化品牌字樣的背板。這設計是噱頭或真有其效用,稍後拆解窺探便能略知一二,至少就視覺感面向來說不落人後。畢竟如 Intel SSD 750、Pioneer APS-SE1 等產品,也都加上了重裝散熱片處理,不像以往的 PCIe AHCI 產品那樣簡化。

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▲ 和一般 PCIe 產品不同的是,Sonix 加上了外蓋而非一體式的散熱片。

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▲ 背板縷空刻化 Zotac 品牌字樣,加強了外觀視覺感。

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▲ 提供半高(Low-Profile)檔板,方便小型化電腦系統組裝使用。

實際拆解結果或許可以這麼說,電路板正面附加的金屬外蓋,儘管開設了不少通風開孔,但並未與電路板上的重點元件接觸,確實是保護與視覺感作用較大。取下金屬外蓋之後電路板正面便一覽無遺,Sonix 是以原生 PCIe 電路板設計,並非用 M.2 模組搭配 PCIe 轉接板組成。這兩種方案各有具優缺點,前者易於加入斷電資料保護等功能設計,後者則是可以直接推出 M.2 版本。

近來有不少固態硬碟廠商,越來越注意高性能產品的散熱問題,特別是 PCIe 3.0 x4 NVMe 規格產品,過熱恐導致存取性能降低。基於這類考量,Zotac 在正面核心部位加上了鋁質散熱片,覆蓋住控制器與快閃記憶體等元件。至於背板也有著相同的輔助作用,產品組裝在快閃記憶體上黏貼導熱膠,藉以將熱量傳導至背板端,以期能夠全面性降低產品運作熱量。

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▲ 取下正面的外蓋可以發現別有洞天,Sonic 採用原生 PCIe 電路板設計。

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▲ 除了正面的鋁質散熱片,背板也是有和主要元件接觸,增加整體的散熱性。

採用 15nm 製程 MLC 顆粒,性能導向搭配組合

細看 Sonix 線路設計布局,總免不了讓人聯想到,這是套用 Phison 的公版設計。無論是或不是,電路板正面右半邊都格外引人注意,從預留的元件焊接腳位與型態來看,理應當是用於布建斷電資料保護(Power Lose Protection)功能所需元件的迴路。相對來說,玩家、個人用定位導向的 Sonix,並不具備這企業級產品普遍重視的功能設計。 

至於核心部位只占去電路板一半空間,正面線路布局除了主控制器,還得以布建 4 顆快閃記憶體,以及 1 顆動態隨機存取記憶體。電路板背面可布建的重點元件數量相同,有著另外 4 顆快閃記憶體,只是動態隨機存取記憶體焊接腳位空著。Zotac 將固態硬碟視為自家顯示卡等產品的延伸搭配選擇,僅提供效能玩家所需主流容量,故當前只有 480GB 單一選擇,但就線路布局來說要推出 TB 級容量也不成問題。

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▲ Sonix 正面主要元件集中在左半邊,右半邊可看出是其他附加功能的預留線路。

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▲ 背面線路布局和正面相仿,主要元件也都是集中在一個區域。

Sonix 所採用 Phison 設計方案,控制器表面打印型號為 PS5007-11,Phison 官方正式型號是 PS-5007-E7。這款 8 通道控制器,主要特點是採用 PCIe 3.0 x4 傳輸介面,相容 NVMe 1.2 通訊協定規範,能夠支援 1z 製程 SLC、MLC、TLC 與 3D 快閃記憶體,最高容量可達 2~4TB。特色功能方面,包含 End-to-End Data Path Protection 資料路徑正確性保護技術,以及 SmartECC 錯誤糾正機制。

至於總數 8 顆 Toshiba 製快閃記憶體,概略解析型號編碼原則,屬於 15nm 製程、MLC、Toggle Mode、4CE(16GB x 4 堆疊)、BGA 封裝規格。這配置正好填滿控制器所有的通道,總和裸晶圓數量 32 個,是當前常見的性能導向配置。而動態隨機存取記憶體部分,搭配顆粒規格為 DDR3L-1600,容量是中規中矩的 512MB,並未因控制器是 PCIe NVMe 規格而加大配置容量。

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▲ 所採用 Phison 控制器表面打印型號為 PS5007-11。

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▲ Toshiba 製快閃記憶體型號是 TH58TF69DFLBA8C。

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▲ Nanya 型號 NT5CC256M16DP-DI 動態隨機存取記憶體。

 

(下一頁還有:性能實測)

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sam
1.  sam (發表於 2016年7月06日 02:10)
比較兩款產品的controller
Phison PS-5007-E7 (8 通道)
Intel CH29AE41AB0(18 通道)

通道數有差,但SSD750出有一段時間了,是Server級下放
NVMe支援的版本跟製程也不一樣
控制器外,NAND Flash的世代也有差喔

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