強化效能、更臻穩定,Plextor M9P(G) Plus 與 M9P(GN) Plus M.2 NVMe SSD 測試 許多人把目光投射在 PCIe 4.0 身上,但你是否想過 PCIe 3.0 其實還沒完全發揮拳腳在連續讀寫速度表像之外,更應該注重實際應用效能,Plextor 近日推出 M9P Plus 系列,換裝資料中心級控制器與 96 層 3D 堆疊快閃記憶體,同時強化韌體設計提升性能。

市場主流 PCIe Gen3

AMD 第三代 Ryzen 桌上型處理器開啟了消費市場對於 PCIe 4.0 的需求,縱使 PCIe 4.0 對於顯示卡效能並沒有多大的幫助,卻能夠以雙倍頻寬優勢提升 SSD 循序讀寫速度。目前 PCIe 4.0 消費級零售市場僅有第三代 Ryzen 桌上型處理器以及 X570 晶片組主機板支援,競爭對手 Intel 還需要數個產品世代過後才會導入,更注重能源效率的行動產品也沒有聽到風聲。

PCIe 4.0 NVMe SSD 產品目前以 Phison PS5016-E16 turnkey 一站式解決方案產品為主,各家廠商向 Phison 購買 SSD 之後,再以散熱片、造型、價格、售後服務……等加強產品區隔性。由於市場定位緣故,PCIe Gen4 產品要價不斐,對於其餘 PCIe Gen3 市場消費者而言,不如挑 1款高效能的 PCIe 3.0 NVMe SSD 更實在。

Plextor 近期推出 M9P Plus 系列 NVMe SSD,並推出 AIC、M.2 2280 含散熱片、M.2 2280 不含散熱片等 3 種版本,最重要的 SSD 控制器還是採用舶來品 Marvell 產品。Marvell 相較 Phison 解決方案,更依賴廠商是否有能力調整韌體,這次 Plextor 繼續接下挑戰,並以 Fast Pre-load 預載技術再次提升整體表現。

這篇評測主角為Plextor M9P(G) Plus 1TB以及M9P(GN) Plus 1TB,均為M.2 2280形式版本,左方M9P(G) Plus為加裝散熱片版本,因此外包裝紙盒特地挖空,讓消費者可以看到SSD本體。

紙盒包裝背面印製各容量版本的讀寫效能數據,以及硬體安裝需求。

包裝內容物除了SSD本體,另外還有1張保固說明書,並持續附贈M.2螺絲。

Plextor M9P(G) Plus 規格

  • 產品型號:PX-1TM9PG+
  • 外觀形式:M.2 2280
  • 介面速度:PCIe 3.0 x4 NVMe
  • 容量:1TB
  • 寫入壽命:640TB
  • 電源需求:3.3V/2.5A
  • 其它:1500000hrs MTBF

Plextor M9P(GN) Plus 規格

  • 產品型號:PX-1TM9PGN+
  • 外觀形式:M.2 2280
  • 介面速度:PCIe 3.0 x4 NVMe
  • 容量:1TB
  • 寫入壽命:640TB
  • 電源需求:3.3V/2.5A
  • 其它:1500000hrs MTBF

強化散熱設計

M.2 2280 外觀形式的產品,能夠安裝於桌上型電腦以及筆記型電腦、小型、迷你型主機等多方位應用場合,Plextor M9P Plus 系列同樣推出具備散熱片的 M9P(G) Plus 以及單純僅有 M.2 2280 NVMe SSD 本體的 M9P(GN) Plus,玩家可以依據實際安裝場合選擇不同產品。

值得一提的是,M9P(G) Plus 散熱片設計大幅度改善,前輩 M9Pe(G) 採用 1 片鋁薄片沖壓塑型,M9P(G) Plus 則改用鋁擠製程,散熱片厚度、表面積均大幅增加,可以提供更好的散熱效果,Plextor 也沒忘記替這片黑色噴砂表面處理的散熱片,印製自家商標圖案。

M9P Plus系列推出具備散熱片的M9P(G) Plus,以及僅有SSD本體的M9P(GN) Plus,玩家能夠依據安裝空間自行選擇。

由於M9P(G) Plus正面安排黑色噴砂散熱片,因此型號規格貼紙位於背面,M9P(GN) Plus則是位於SSD正面。

型號規格貼紙近照,M9P(G) Plus和M9P(GN) Plus僅有散熱片與否的差異,因此雙方規格十分接近,均需3.3V/2.5A電源供應。

M9P(G) Plus大幅度強化散熱片設計,採用鋁擠製程提供不少的鰭片數量,並透過切削方式增添3道造型斜槓,表面再印製Plextor商標圖案。

M9P(G) Plus散熱片採用2件式,SSD正面安裝散熱片,背面則是固定用金屬片。

不出意外,M9P(G) Plus散熱片內部透過1片導熱墊傳遞運作廢熱,完整覆蓋控制器、記憶體、快閃記憶體。

品牌不變、規格提升

由於 Marvell SSD 控制器進入門檻較高,廠商須具備一定的調校能力,目前市面絕大多數 NVMe SSD 都已改用台系產品,如 Phison、Silicon Motion、Realtek……等。Plextor 仍舊挾著獨門研發實力,M9P Plus 系列採用 Marvell 的控制器,採用資料中心等級的 88SS1092,前一世代 M9Pe 系列則是採用 88SS1093。

M9P(G) Plus以及M9P(GN) Plus均採用單面上料設計。

M9P(G) Plus以及M9P(GN) Plus電路板背面均未安排零件,因此M9P(GN) Plus厚度可以壓在2.30mm,相容迷你型電腦主機或是超薄型筆記型電腦。

M9P Plus全系列均採用88SS1092,Marvell預計的目標市場為資料中心、工作站等應用環境。

88SS1092 和 88SS1093 帳面規格大致相同,雙方對外連接介面均採用 PCIe 3.0 x4,對內支援 8 通道快閃記憶體讀寫,單通道支援 8CE,並可達 533MT/s 介面傳輸率;處理器核心採用 Arm Cortex-R5 三核心,最高運作頻率達 500MHz。不同的是,88SS1092 的目標是資料中心市場,考量到可能搭配大容量快閃記憶體空間,因此最大 DRAM 動態記憶體容量可達 8GB,而 88SS1093 則是 2GB。

M9P(G) Plus和M9P(GN) Plus 1TB容量版本,搭載Nanya NT6CL256M32AM-H1 LPDDR3L-1866 8Gb動態記憶體,作為快取緩衝與加速FTL操作之用,512GB和256GB容量版本則是改採4Gb動態記憶體。

另一方面,88SS1092 採用 TSMC 28nm HPC+ 製程製造,相較追求高效能的 HPM 製程、追求低功耗的 LP 製程,HPC+ 兼顧效能與能源利用效率,採用不同的滲透方式製造 High K 閘級,降低漏電流現象;相對 HPC 製程而言,HPC+ 效能增加 15%、漏電率降低 25%。用白話文說明,就是 88SS1092 更為省電,運作時也更為涼爽。

配合近期的快閃記憶體潮流,M9P Plus 系列也轉進使用 KIOXIA BiSC4 96 層 3D 堆疊 TLC 快閃記憶體,並使用 KIOXIA 原廠已封裝、測試完畢的顆粒,而非自行購置晶圓、晶粒再封裝的版本。M9P Plus 系列 1TB 容量使用 2 顆 TH58LJT2T24BAEF,單顆容量 512GB,並具備 4 通道讀寫介面。

M9P Plus系列1TB容量使用2顆TH58LJT2T24BAEF快閃記憶體封裝顆粒,單顆容量512GB,並具備4通道,2顆正好填滿88SS1092 8通道。

Fast Pre-load 多筆資料同步存取

以循序讀寫而言,M9P Plus 512GB 和 1TB 容量版本帳面表現相同,分別為 3400MB/s 和 2200MB/s,256GB 則為 3400MB/s 和 1700MB/s;4K 隨機讀寫也呈現同樣的趨勢,512GB 與 1TB 容量版本分別為 34 萬 IOPS 和 32 萬 IOPS,256GB 版本則均為 30 萬。M9P Plus 小容量 256GB 版本與 M9Pe 256GB 相互比較,進步幅度相當不錯,循序讀寫分別提升 13.3% 和 70%,4K 隨機讀寫則是 66.6% 和 87.5%。

箇中變化原因,除了可以歸類到細部硬體規格提升,一方面 Plextor 另行導入 Fast Pre-load 技術,過往 SSD 控制器一筆筆資料依序抓取,M9P Plus 系列則能夠同步抓取多個資料,讓低容量版本效能提升許多,而 Plextor 一向較為積極的垃圾回收作業,能夠確保長時間使用的效能。

M9P(G) Plus不同容量版本的規格比較表。

M9P(GN) Plus不同容量版本的規格比較表。

M9P Plus 由 Plextor 提供 5 年保固,256GB、512GB、1TB 各容量的耐寫量分別為 160TBW、320TBW、640TBW,計入 5 年保固之後,各款的 DWPD 數值約在 0.34 左右。M9P Plus 工作溫度範圍為 0℃~70℃,Plextor 亦加入 Dynamic Thermal Throttling 動態溫控調頻技術,讓 SSD 始終維持在能夠承受的範圍之內。

無論是M9P(G) Plus或是M9P(GN) Plus 1TB容量版本,其可用容量均約為953.87GB左右。

M9P(G) Plus具備散熱片,因此Windows 10桌面待機時的溫度為37℃,並可透過CrystalDiskMark觀察到韌體使用1.01版本,以及支援NVMe 1.3。(室溫24℃)

M9P(GN) Plus僅有SSD本體,並未額外安裝散熱片,Windows 10桌面待機溫度為39℃。

Windows 作業系統下的 SSD 公用程式,Plextor 安排 Plextool NVMe 軟體,從官方網站下載並解壓縮之後即可使用。Plextool NVMe 軟體主要分為 4 個頁面:Drive Status、SMART Details、Secure Format、Drive Information。

Drive Status 顯示 SSD 整體概要,包含使用/未使用空間容量、健康度、連接介面版本、溫度等資訊,SMART Details 為 SSD 所回報的 S.M.A.R.T. 數值,Secure Format 則是負責快速清除 SSD 資料。與它廠較為不同的是 Drive Information 頁面,分別提供相當詳細的 controller 控制器與 namespace 命名空間資訊。

Plextool NVMe公用程式負責擷取與顯示Plextor NVMe SSD的相關資訊,首頁Drive Status顯示SSD大致狀況。

Drive Information頁面顯示controller資訊,甚至表列不同電源狀態的耗電量。

Drive Information頁面的namespace資訊,消費級產品通常1個SSD實體內部僅有1個namaspace。

真實應用表現升級

PCIe Gen3單通道單向最大頻寬為8GT/s,在速度的競爭上自然不比PCIe Gen4的16GT/s,不過真實世界應用卻甚少遇到循序讀寫,反而是以零散檔案存取為主,此時只要SSD硬體、韌體搭配得宜,表現不見得比PCIe Gen4 SSD還要差。

效能測試按照往例由淺入深,M9P(G) Plus 1TB和M9P(GN) Plus 1TB容量版本於CrystalDiskMark 6.0.0版測試,循序讀取分別為3133.72MB/s、3232.41MB/s,循序寫入為2113.19MB/s、2117.84MB/s。4K隨機佇列深度32、16條執行緒測試項目,雙方讀取表現均相當接近38萬IOPS,寫入則是30萬IOPS出頭。

M9P(G) Plus 1TB於CrystalDiskMark循序讀寫表現分別為3133.72MB/s和2113.19MB/s。

M9P(GN) Plus 1TB於CrystalDiskMark循序讀寫表現分別為3232.41MB/s和2117.84MB/s。

M9P(G) Plus 1TB於CrystalDiskMark 4K隨機佇列深度32、16條執行緒測試項目,讀取表現將近38萬IOPS,寫入則為30萬IOPS。

M9P(GN) Plus 1TB表現與M9P(G) Plus 1TB一致,CrystalDiskMark 4K隨機佇列深度32、16條執行緒測試,讀取也是將近38萬IOPS,寫入則是30萬IOPS。

AS SSD Benchamark測試程式,M9P(G) Plus 1TB獲得3248分、M9P(GN) Plus 1TB獲得3292分,雙方循序讀寫均接近3000MB/s和1900MB/s,4K-64Thrd讀寫則大約是23萬IOPS和28萬IOPS。當然,Marvell控制器速度不受傳輸資料壓縮度影響,AS SSD Compression-Benchamark讀寫速度曲線較為平直。

M9P(G) Plus 1TB於AS SSD Benchamark獲得3248分,循序讀寫分別為2946.02MB/s和1886.86MB/s。

M9P(GN) Plus 1TB於AS SSD Benchamark獲得3292分,循序讀寫分別為2956.56MB/s和1894.04MB/s。

將AS SSD Benchamark介面切換至IOPS,M9P(G) Plus 1TB 4K-64Thrd讀取約為23萬IOPS,寫入則將近28萬IOPS。

M9P(GN) Plus 1TB 4K-64Thrd讀取表現同樣約為23萬IOPS,寫入則達28萬6千IOPS左右。

Marvell SSD控制器速度不受傳輸資料可壓縮度影響,因此M9P(G) Plus 1TB、M9P(GN) Plus 1TB雙方讀寫曲線均表現平穩。

M9P(G) Plus 1TB和M9P(GN) Plus 1TB於Anvil's Storage Utilities獲得相近的分數,M9P(G) Plus 1TB為13632.17分、M9P(GN) Plus 1TB則是13719.92分,均以寫入占比7500分~7600分,略多於讀取6000分。透過不同傳輸區塊大小進行測試的ATTO Disk Benchmark,雙方最大讀取速度大致上出現在16KB~4MB,最快可達3.22GB/s,最高IO/s表現則是出現於2KB~16KB之間。

M9P(G) Plus 1TB於Anvil's Storage Utilities獲得13632.17分。

M9P(GN) Plus 1TB於Anvil's Storage Utilities獲得13719.92分,以寫入部分占比略高。

ATTO Disk Benchmark傳輸區塊大小16KB~4MB,為M9P(G) Plus 1TB的高速讀取區間,最快可達3.22GB/s。

M9P(GN) Plus 1TB於ATTO Disk Benchmark的表現與M9P(G) Plus 1TB一致,高速讀取區間同樣是16KB~4MB,最快也是3.22GB/s。

M9P(G) Plus 1TB於ATTO Disk Benchmark較高的 IO/s表現,出現在傳輸區塊大小2KB~16KB之間。

同樣地,M9P(GN) Plus 1TB於ATTO Disk Benchmark傳輸區塊大小2KB~16KB,擁有較佳的IO/s效能。

透過 PCMark 10 的 Storage 測試項目,模擬真實世界多種應用,讓使用者確實得知換裝這些高速儲存裝置,對於日常電腦工作有多大的用處,在此選用 Full System Drive Benchmark 和 Data Drive Benchmark,分別針對系統碟、資料碟應用情境進行測試。無論是 M9P(G) Plus 1TB 或是 M9P(GN) 1TB,Full System Drive Benchmark 均可提供超過 450MB/s 頻寬和 60μs 存取延遲,表現相當不錯,Data Drive Benchmark 則可提供 750MB/s 以上頻寬表現。

針對系統碟應用環境,M9P(G) Plus 1TB於PCMark 10Full System Drive Benchmark提供458.28MB/s頻寬、存取延遲為60μs。(點圖放大)

M9P(GN) 1TB於PCMark 10Full System Drive Benchmark的存取頻寬為460.12MB/s、延遲為60μs。(點圖放大)

若是把M9P(G) Plus 1TB作為資料碟使用,則Data Drive Benchmark測試項目頻寬可達755.56MB/s、延遲近一步縮減至31μs。(點圖放大)

M9P(GN) 1TB於Data Drive Benchmark頻寬表現達751.41MB/s,存取延遲同樣是31μs。(點圖放大)

M9P Plus 系列導入 SLC 快取寫入加速技術,並使用動態 SLC 快取空間分配方式,依照目前剩餘容量,調整 TLC 模擬 SLC 寫入的空間大小。若是為空碟狀態,M9P(G) Plus 1TB 和 M9P(GN) Plus 1TB 的 SLC 快取空間約為 54GB~56GB 左右,此時 SLC 快取寫入速度約為 1900MB/s,範圍以外 TLC 寫入速度約為 560MB/s。

M9P(G) Plus 1TB和M9P(GN) Plus 1TB的SLC快取空間約為54GB~56GB,另外也可以觀察到讀取曲線微幅上下跳動,這是由於M9P Plus採用較為積極的垃圾回收策略。

若是透過 IOMeter 量測 SLC 快取空間寫入速度,則因採用 raw 空碟測試,少了檔案系統轉換,寫入速度稍微增加一些。M9P(G) Plus 1TB 和 M9P(GN) Plus 1TB SLC 快取的寫入速度約為 2120MB/s,範圍以外寫入速度約為 570MB/s。

透過IOMeter量測SLC快取空間寫入速度,M9P(G) Plus 1TB和M9P(GN) Plus 1TB均約為2120MB/s。

M9P(G) Plus 1TB和M9P(GN) Plus 1TB SLC快取空間範圍以外,IOMeter能夠量測到570MB/s左右的寫入速度。

效能測試最後重頭戲為寫入一致性測試,在此使用 IOMeter 做為測試軟體,測試腳本為 4K 100% 隨機寫入 3 小時,每 5 分鐘輸出 1 次 IOPS 數值並統計。測試正式開始之前,M9P(G) Plus 1TB 和 M9P(GN) Plus 1TB 均預先寫入容量 2 倍以上的資料,以便讓 SSD 快速進入穩定狀態。

M9P(G) Plus 1TB和M9P(GN) Plus 1TB IOMeter 3小時4K 100%隨機寫入效能折線圖,長久使用約可提供20000IOPS的寫入效能。

依據測試結果,這 2 款同根生的 SSD 產品表現一致,約 30 分鐘之後即可提供穩定的 20000IOPS 寫入效能,並維持至 3 小時測試結束,表示 M9P(G) Plus 1TB和M9P(GN) Plus 1TB 在極限操作狀態,仍然可以提供穩定的效能。

M9P(G) Plus 1TB 寫入一致性效能測試詳細數據。

M9P(GN) Plus 1TB 寫入一致性效能測試詳細數據。

IOMeter 4K 100%隨機寫入一致性效能測試途中,M9P(G) Plus 1TB由於具備散熱片,溫度是較低的60℃,而沒有散熱片的的M9P(GN) Plus 1TB則是63℃。(室溫24℃)

佇列深度與IOPS效能對應,M9P(G) Plus 1TB和M9P(GN) Plus 1TB均於深度32之後到達最佳表現。

IOMeter 4K 隨機 70% 讀取、30% 寫入,M9P(G) Plus 1TB 於不同佇列深度測試的 IOPS 效能資料。

IOMeter 4K 隨機 70% 讀取、30% 寫入,M9P(GN) Plus 1TB 於不同佇列深度測試的 IOPS 效能資料。

多樣彈性選擇、小容量同享高效能

M9P Plus 系列除了本篇測試的 M9P(G) Plus 散熱片版本、M9P(GN) Plus 無散熱片版本,另外還有 1 款採用 AIC 介面卡形式的 M9P(Y) Plus,具備更大的流線型散熱片與 RGB LED 燈光特效,各款均具備 256GB、512GB、1TB 容量版本,讓玩家能夠從外觀形式、容量需求下手,選擇最適合自己的產品。

這次 M9P Plus 系列的效能表現,由新款硬體作為後盾,Plextor 韌體研發技術作為利刃,透過 Fast Pre-load 同時存取多筆資料,讓小容量與大容量的效能差異大幅度縮小,M9P Plus 256GB 相對於上一代 M9Pe 256GB 進步不少,對比它牌小容量版本也是如此,預算有限的玩家更能夠安心選購。

 

產品資訊

Plextor M9P(G) Plus

Plextor M9P(GN) Plus

測試平台

  • 處理器:Intel Core i9-9900K
  • 主機板:Asus ROG Maximus XI Extreme
  • 記憶體:Kingston HyperX Fury DDR4 RGB DDR4-3466 8GB x 2 @DDR4-2666
  • 系統碟:Plextor M9Pe(G) 512GB
  • 電源供應器:Seasonic Platinum SS-1000XP
  • 作業系統:Microsoft Windows 10 Pro 64bit 1909

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