Seagate Nytro 1551 企業級 SSD 固態硬碟評測:SandForce 重出江湖精彩可期?

如果你的 SSD 資歷有五年以上,那麼你應該還記得四、五年前依然赫赫有名的「SandForce」控制器。台製 SSD 控制器開始稱霸市場之前,在那洋貨控制器互相廝殺的年代,SandForce 這家連自己工廠都沒有的控制器廠商,靠著壓縮技術與超低寫入放大(Write Amplification)值等優勢,成為市場中不可忽視的重量級角色。

然而在歷經 LSI、Avago(今 Broadcom 前身),乃至現在的 Seagate 收購後,SandForce 便從市場上消失了身影,沉寂了近五年之久。如果你搜尋 SandForce 的獨門技術「DuraWrite」,你會發現上一次提到 DuraWrite 的宣傳影片,已經是近六年前的 Kingston 金士頓 SSD 廣告宣傳影片了。如今在經過 Seagate 多年的整併、研發之後,正式推出了全系列 Nytro 企業級 SSD,從廣泛應用的 SATA、NVMe、到企業常見的 SAS 等都能見到其身影,並且在資訊展上預告了 Ironwolf、Barracuda 等消費性 SSD 產品即將上市的訊息。

身為極早投入儲存裝置的先驅者,Seagate 在整合了 SandForce 的技術後會推出什麼樣的產品?就讓我們先從這顆 Seagate Nytro 1551 企業級 SSD 固態硬碟出發,來認識一下 Seagate 所描繪的 SSD 未來吧!

Seagate Nytro 1551 SSD 硬體設計與技術

這次測試的 Seagate Nytro 1551 SSD 完整型號為 XA960ME10083,後面的「83」代表這是搭載 Seagate Secure 技術的 SED(Self-Encrypting Drive)自我加密碟,擁有不需要透過系統就可直接將自己完整加密的能力。而型號前面的「ME」以及產品名稱的「1551」則代表這顆 SSD 擁有比另一個型號「1351」更好的耐久度,包括三倍的使用耐久度與兩倍多的寫入總位元組。而在 Seagate 的分類上,1551 是企業級 SATA SSD 的「主流耐久度」分類,而 1351 則是「低負載耐久度」。至於 MTBF 則都是同樣的 2,000,000 小時,與市場主流商品的數值相同。

溫馨提醒:所有儲存裝置的「規格」都是原廠設定、實驗室測試的結果,並代表每台儲存裝置都能有同樣的表現,畢竟我也遇過買了四顆「高階」Ironwolf Pro 卻全部開封就陣亡的情況,所以儲存裝置買更好的系列表示會有更高的保障機會,但不代表絕對不會壞掉。因此勤加備份,才是確保資料安全的不二法則。

不再標示「SandForce」的控制器

我們都知道 Seagate 併購了 SandForce,也使用了來自 SandForce 的 DuraWrite 技術來降低寫入放大的比例並提升 SSD 顆粒壽命。然而 Seagate 雖把 SandForce 的技術名稱保留下來,甚至連當初 LSI 以 SandForce 控制器為基礎打造的 SSD「Nytro」名號給帶進來。

但畢竟以單一品牌經營來說,讓大家記住「Seagate SSD」才是最重要的事項,因此現在 Seagate 從文宣到 SSD 內部都已看不到 SandForce 的字樣,打開 SSD 蓋子並清除那滿滿的散熱膏之後,看到的就是這顆裸裝打著 Seagate Logo 的控制器晶片,整顆 SSD 在寫入時的壓縮(DuraWrite)與加密(SED)都靠它處理

DuraWrite 技術提升 SSD 顆粒壽命

根據 Seagate 給出的資料,Nytra SSD 都支援源自 SandForce 的 DuraWrite 技術,會在資料從電腦系統寫入 SSD 時對資料進行壓縮,因此實際寫入 SSD 的資料最高可縮減至一半,也就是電腦要求寫入 1GB 的資料,但 SSD 卻在寫入時進行壓縮,最後只對記憶體顆粒寫入無損壓縮後的 500MB 資料。藉由這種做法,可以有效降低對記憶體顆粒寫入的頻率密集度,並同時加快資料寫入的速度。

基於 DuraWrite 技術,SandForce 當初得以宣稱其將寫入放大比壓低到傲笑市場的「0.5」(Intel 端出的數字為「1.1」),對於寫入耐久度大幅下降的 TLC 顆粒來說,無疑是拯救 SSD 壽命大幅折損的救星。無奈 SandForce 在 TLC 即將橫掃市場時,就先行退隱江湖,因此我們暫時無從得知 DuraWrite 到底對現行的 SSD 產品壽命到底有多大的幫助,但從 Seagate 放出在大型資料中心的測試數據,以及 Seagate 敢開出比同等級 Intel 企業用 SSD S3520 高出三倍的使用耐久度(硬碟每日寫入次數)來看,我想 Seagate 應該對這個技術非常有自信才是。

號稱「絕對只用」Toshiba 顆粒

我們都知道記憶體顆粒對 SSD 的品質與效能都有很大影響,Seagate 當然也知道這件事。對於 Seagate 使用什麼顆粒的問題,我得到的答案是「Seagate 絕對只用 Toshiba 顆粒」。在得到這答案的同時,我還順便聽了一大串關於那些廉價 SSD 所用顆粒的八卦…反正電子零件這種東西,就是很單純的一分錢一分貨:你要好東西,就是要花錢。至於 Toshiba 顆粒品質如何?看看蘋果也都用 Toshiba 顆粒,我想應該是真的很不錯吧?

Seagate Nytro 1551 SSD 採用的是 Toshiba 的 128GB 3D TLC 顆粒,這算是目前的主流規格了。正面用了八顆,後面則是空空如也,根據 Seagate 的規格表來看,Seagate Nytro 1551 SSD 最高提供 3.84TB 的容量,至於用的會不會還是一樣的顆粒,這我就不得而知了,因為從現在板子的面積來看似乎是不夠放的,而且 3.84TB 的 IOPS 不增反降且不提供 SED 型號,所以可能真的會因為容量而有所犧牲也說不定。

內裝極重視散熱

前面說過,這顆 Seagate Nytro 1551 SSD 主打的就是企業應用,不管是使用的 DuraWrite 技術或是硬體設計本身,都是以耐久度為優先考量。其實這並不奇怪,現在的 SSD 早已能滿足 SATAIII 介面的頻寬,除非用上 SAS 或是 NVMe 介面,否則在 SATAIII 上比較 SSD 效能已經沒有太大意義…誰能在 TLC 顆粒上做出不一樣的耐久度,才是能在市場上爭霸的關鍵。

先前在評論蘋果電腦的硬體設計時,我就有說過:硬體設計是影響耐久度的關鍵,其中散熱就是相當重要的元素。在 Seagate Nytro 1551 SSD 中,他的 SSD 控制器同時要做自我加密與資料壓縮,先天上就需要負擔更多的工作。而企業級 SSD 普遍被用於大量磁碟密集使用的機房環境,對於散熱的要求比個人使用還要高上許多。

因此 Seagate Nytro 1551 SSD 本身並不只用個普通的金屬殼包覆,他的鋁合金外殼不僅比較厚實,而且還針對需要散熱的部分開出沒有塗層的部分,好讓散熱膏可以與金屬殼接觸來幫助散熱。而 SSD 本身也像是不用錢一樣,在控制器、DRAM 之上都塗了滿~滿的散熱膏來幫助散熱。

不過從這個量來看…我反而比較懷疑這樣會不會塗太多…雖然看起來是很爽,但以前我的 MacBook Pro 我都會因為原廠塗太多而重塗,所以這個我自己也是重新塗過一遍了,反正為了拍照我已經把整片電路板都給清乾淨了,所以就順勢重新塗過囉~

NAS 與 ThunderBolt 3 外接效能測試

這次 Seagate Nytro 1551 SSD 測試出現了非常有趣的情況:有時候寫入比讀取快。

通常來說,過去不管是大檔或小檔案測試,都是讀取比寫入快上許多的結果,也就是從 SSD 讀取回電腦的速度會遠比從電腦寫到 SSD 去還要快上許多。但這次測試卻是完全反過來的情況,但使用軟體(AJA)測試時,卻又是讀取比寫入快的結果。所以我在想,會不會是因為 DuraWrite 壓縮了檔案,使得寫入的速度變得比讀取還快呢?也就是說壓縮後寫入的這個過程,比解壓縮後讀回更省時間?

我不確定實際影響的因素是什麼,但這次測試不管是對 NAS 讀寫(10G 網路)、或是 ThunderBolt 外接盒讀寫,無論大小檔都是一樣的結果。這部分我會再跟 Seagate 研究看看究竟是什麼原因所致,再來跟大家分享。現在我們就先看看測試結果吧!測試用的設備如下:

電腦:MacBook Pro 13 吋 Touch Bar 2017(3.5Ghz i7 雙核心、16GB RAM、1TB SSD)
網路卡:AKiTiO ThunderBolt 3 10G 網路卡
ThunderBolt 外接盒:AKiTiO Thunder3 Quad mini 迷你戰艦 3
NAS:Synology DS3617xs + Synology 原廠 10G 卡 E10G17-F2
網路設備:UniFi XG-16 Switch + UniFi SFP+ 頭(ON3 光纖線)+ AMP Cat6 3M 原廠線

NAS 10G 網路環境傳輸

在測試之前,我先用內建的硬碟效能測試一下,在 Basic 設定、EXT4 的情況下跑出如下成績:

寫入效能只有 399MB/s,遠比原廠公布的數字(原廠數字讀寫都是 500MB/s 以上)還低。不過這並不奇怪,就算是用 AJA 測試,也可以透過更改寫入檔案設定,讓跑出來的數字誤差達 30% 以上。所以這數字我通常都是看看就好,畢竟是測試軟體的數據,在我看來實在無法與真實應用來做對比。所以我還是一樣用 time cp 指令,來複製一些我日常會複製的檔案來測試一番。這次測試的檔案有兩組:

大檔案:ssni-394.mp4、5.36GB,就是一支紳士片

小檔案:「陳寗手機」資料夾、4.46GB、2227 個檔案,都是 iPhone 拍的照片 JPG

大檔案傳輸

上面兩組測試分別是上面的由電腦複製到 NAS(寫入),以及下面的由 NAS 讀回電腦(讀取)。可以看到兩者分別耗時 15.297 秒與 19.975 秒,換算下來大約是寫入 358.8MB/s、讀取 274.8MB/s。這個數字非常奇怪,因為根據 2013 年 DuraWrite 技術的介紹中提到,mp4 這種已經壓縮過的檔案並無法享受到 DuraWrite 壓縮後寫入的優勢,但卻仍出現了寫入比讀取快的情況,真的非常奇怪。

另外得提醒各位,這個複製的時間包含了檔案開始複製的等待時間,因此換算下來無法達到 500MB/s 以上也不是什麼奇怪的事情。要看到很快的速度,請看下面的 ThunderBolt 3 測試。

小檔案傳輸

小檔案傳輸時間如上,換算下來大約是寫入 188.8MB/s 與讀取 172MB/s,一樣呈現出寫入比讀取快的情況。

ThunderBolt 3 傳輸

ThunderBolt 3 測試用了 AKiTiO 的迷你戰艦,是一款可以插入四顆 2.5 吋硬碟的磁碟陣列盒,先前我有開箱過,請見:https://ningselect.com/9621/30/

我用 AJA 測速,調整出最好的結果如上,依然跑不到 Seagate 標示的 536MB/s,這對過去測試 Seagate 硬碟總能測出超過原廠數據的我來說,實在有點小失落啊…不過我已經習慣動輒 2000MB/s 起跳的讀取速度了,所以對於這種落差一些些的數據已經無感了,反正對我來說都一樣慢…

但如果以斤斤計較的角度來看,Seagate Nytro 1551 SSD 似乎真的跑不出原廠提示的速度,其寫入速度也與原廠標示相差甚遠,這會是新控制器邏輯帶來的影響嗎?這就有待我再跟 Seagate 釐清一下了,包括前面提到的寫入比讀取速度快的情況,都是這顆 SSD 讓人費解的問題。

大檔案傳輸

要解放 SSD 速度,終究還是得靠 ThunderBolt 來幫忙。實測出來的結果為寫入 492.4MB/s,讀取 527MB/s,總算沒有再次出現寫入比讀取速度快的情況了,且實測數字也與原廠規格相近了許多。

小檔案傳輸

但是到了小檔案傳輸,就在次出現寫入比讀取速度快的情況,而且兩者耗時相差高達約 30%。實測數據為寫入 521MB/s、讀取 365.8MB/s。小檔案寫入速度在寫入時出現了令人驚奇的「521MB/s」,幾乎等於原廠開出的寫入速度規格。這情況不管是我過去測試 SSD、硬碟都從來沒出現過,小檔讀寫速度遠比大檔慢已是硬碟測試的常識,但卻出現這種神奇的情況,或許又是 DuraWrite 技術發威吧?

總而言之,這次測試出現了與過往經驗截然不同的結果,除了 ThunderBolt 3 大檔案測試之外,都是出現寫入比讀取快的情形,甚至在 ThunderBolt 3 小檔案傳輸時出現了更扯的「小檔寫入比大檔快」的神秘現象。至於為什麼會這樣?這就請留待我再跟 Seagate 研究吧!

結論:是值得砸大錢買的好物嗎?

Seagate Nytro 1551 SSD 並不是一般消費性的 SSD,他的價格是目前常見主流品牌的兩倍多,對廉價雜牌而言,甚至可以高到三倍以上。以我這次測試的 960GB 容量來說,Amazon 要價 269 美元,在中國大陸更是要價 3699 人民幣,不管從哪個市場來看(台灣尚未公佈價格),Seagate Nytro 1551 SSD 都可說是 SATAIII SSD 中的天龍國產品。

但到底為什麼我們需要企業級 SSD?我想在開始討論 Seagate Nytro 1551 SSD 之前,先來談談「企業級產品」的效益以及工作穩定的重要性。

目前台灣消費市場比較少見到企業級 SSD 的行銷案,比較常見的還是企業級的硬碟,因此我們用企業級硬碟的價格為例。通常企業級硬碟價格也是在自家品牌入門硬碟的 1.5~2 倍左右,例如 Seagate Ironwolf 4TB 的市場賣價大約在 NT$3690 左右,而企業級 EXOS 4TB 則要價 NT$7290 左右,價格約莫就是在兩倍上下。這樣的價格換來什麼呢?答案就是更高的耐用度、更高的穩定性、以及該品牌的最新技術。通常來說,追求穩定性極緻的資料中心、企業伺服器等都應該會優先採用企業級的產品,當然也是有像 BackBlaze 那種總是用 Seagate 桌上型硬碟 Barracuda 來追求低成本的廠商,但以穩定性來說,多數廠商還是會以企業級產品為主。

Seagate Nytro 1551 SSD 就是這樣的產品,在追求高速讀取的全 SSD 伺服器、或全 SSD NAS 上,為求穩定與安全性而使用企業級 SSD 並非什麼奇怪的事情,光是為了滿足客戶、使用者或主管的要求並且避開風險,這多出了一兩倍價格…坦白說,從企業的角度來說還真的不多。

當然你可能會想:那為什麼我會需要一顆企業級的 SSD?我只是個人用而已欸!

對於這件事,我的想法是

個人用,不代表不需要追求穩定與安全。
試想一下,你今天在趕論文趕報告,結果電腦突然就掛了(Mac 曾經就有因為 SSD 掛而整台電腦當掉的災情),你作何感想?你今天想要把電腦裡剛拍好的照片抓出來備份,結果 SSD 就掛了,全部照片化為烏有,你有何想法?
現在我們每個人都極度倚賴資訊科技,儲存在電腦上的重要資訊、需要用電腦處理的重要工作也越來越多,你說多花個幾千塊買一份安心、買一份穩定,難道真的不值得嗎?當然,我們如果要確保資料安全,利用 NAS、雲端服務勤做備份才是上上之選,但對於當前的工作穩定性,我想其重要性也並不亞於資料儲存的重要性。如果你能理解 NAS 應該要買更穩定的硬碟來儲存資料,那麼在電腦上用顆更穩、更安全的 SSD 又有何不可呢?
再回到 Seagate Nytro 1551 SSD,坦白說我拿到這顆 SSD 也不過近兩個月的時間,還真無法說這顆 SSD 是不是真的那麼穩定,值得花那麼多錢購買。但就我而言,Seagate Nytro 1551 SSD 就是 Seagate 推出的企業級產品,基於過去對 EXOS 企業級、Ironwolf Pro 的信任,我對 Seagate Nytro 1551 SSD 也是同樣帶有極高信任感的,且那些經過大型資料中心測試所得出的數據,也同樣讓人安心不少。
但是我們仍必須面對 Seagate Nytro 1551 SSD 採用非市場主流控制器的事實,以及在實測過程中呈現出來的特殊表現。當然這些都不見得會成為無法讓我們信任的理由,但在真要下手購買前,還是得審慎思考一下這些特性。
至少,光是要面對朋友聽到你買超高價 Seagate SSD 時可能發出的呲笑聲,就是個很大的挑戰。
Seagate Nytro 1551 SSD 並不是 Seagate 唯一的 SSD 產品,而是 Seagate 佈局快閃儲存市場的開端。目前 Seagate 官網已能看到消費性儲存的 Barracuda、FireCuda SSD ,以及可用於 NAS 等重視儲存與長時間運作穩定性的 Ironwolf SSD,未來 Seagate 循著硬碟模式推出 SSD 產品的前景確實精彩可期,我個人也非常期待 Ironwolf SSD 在 NAS 上運行的表現。至於這顆 Seagate Nytro 1551 SSD 是否值得購買?
根據我得到的內線消息,Seagate Ironwolf SSD 價格或許也不會便宜到哪去,所以屆時應該就會變成跟當初 Ironwolf 剛推出時的情況一樣:加點錢就能升級企業級,唯一需要考慮的,就是你的口袋有多深,對資料安全與工作穩定的要求有多高了。最後再次提醒:
千萬不要以為高階硬碟/SSD 就絕對萬無一失,我團購中出現 Ironwolf Pro 四顆新品故障的例子仍殷鑑不遠,勤加備份,才是確保資料安全的不二法門!
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