前言

大家好,我是噩梦飘雷~

去年11月的时候,趁着海康存储C4000首发的机会,我花了600元入手了这条1T的旗舰级PCIe4.0无缓SSD,当时的性能测试让我非常惊喜,无论是顺序读写还是4K随机读写都表现极其优秀,并且TBW高达1800TB,当时我就感叹,国产旗舰SSD真的支棱起来了。

疯狂的SSD:旗舰PCIe4.0 SSD海康存储C4000 硬核测试,内有彩蛋!

但是,万万没想到,时间才过去了几个月,SSD的价格降得这么快,前段时间看到站内推送消息,海康官方也出手了,2T版的海康C4000在拼多多海康存储官方旗舰店上只要638元就能入手!还有老哥叠加各种优惠600元出头就入手了,真是恐怖如斯……

由于实际测试过1T版的海康C4000,对这条SSD的温度和性能表现特别满意。经过反复思量,我想着2T的SSD无论是给主力机当游戏仓库盘,还是给NAS作为PT下载盘都能用得上,再说也想收藏一条国产232层TLC颗粒的SSD,于是在上个月实在没忍住剁手下了一单。没想到这次海康官方旗舰店也出手了,直接把价格拉到了刀刀见红的层面,着实让人想不到。

当然,固态降价对消费者肯定是好事儿,这两天入手了一台华硕的AS6704T,这台NAS可以插4条M.2固态硬盘,于是我一个没注意又入了一根平仓- -!

那么本次就再来对这条2T的海康C4000进行一次完整的测试,再次和大家一起看看国产之光到底有多香!

由于本文中涉及到一些相关知识科普,字数被扩展到了6000字左右,建议有兴趣的朋友先三连收藏再看,或者直接点击目录跳转到感兴趣的部分阅读即可。

外观简介

那么按照惯例,我们还是先来看一下海康存储C4000 2T版的外观吧。

外包装盒和1T版本基本一致,左上角有2048GB的容量标识,同时盒子正面醒目地标明了自身PCIe4.0 x4满速盘的身份。这里厂商在包装盒上标的7000MB/s的速度还是太保守了,经过实际测试,这块SSD的顺序读取速度能达到7400MB/s以上。

包装盒的背面有方便抽取的纤维拉环,并且注明了这块SSD的保修时间为5年。其实个人感觉在这里应该把3600TB的TBW也给标出来,毕竟这个数据真的是碾压同行。

打开包装,就可以看到海康C4000本体安静躺在海绵里。2T版本的包装里是标配金属散热装甲的,弥补了我入手1T版时没收到散热装甲的遗憾。

包装配件请点如下,包含SSD本体,散热装甲,两条导热垫,一包螺丝和说明书。

海康存储C4000 2T为单面颗粒NVMe SSD,正面标签标有海康存储的logo。这个标签是石墨烯材质的,有辅助散热的作用,最好不要撕下来。

背面没有电子元件,这种单面颗粒的设计可以使SSD的发热部位集中在一面,更有利于硬盘散热,并且在笔记本电脑或者小主机等设备中使用时,也方便我们使用导热垫将SSD的发热直接导出到设备外壳上。同时,这种单面布局也方便DIY移动硬盘盒的安装,毕竟部分M.2硬盘盒不支持双面贴颗粒的硬盘。

EVA配色风格的金属散热装甲是真的很好看,内部有散热鳍片设计,兼顾了颜值和散热效率。

将海康C4000和散热装甲组装在一起,越看越好看,比一些主板上自带的散热片要美观多了。

相关知识介绍

用电吹风加热后可以把导热贴无损撕下来,我们可以看到,海康存储C4000 2T版和1T版本一样,依然采用了没有外置DRAM的HMB方案,PCB板上只有一枚联芸1602主控芯片,搭配两枚单颗1T容量的国产NAND闪存颗粒。

但是PCB板上还有两个空余的颗粒焊位,莫非后面还要出4TB超大容量的版本?在这儿先期待一波。

闪存颗粒特写如下图:

最近大家对长存232层颗粒讨论的很热烈,我手上这条海康存储C4000 2T使用的NAND颗粒料号为YMC开头,在网上没有搜到封装厂。为了解除疑惑,找业内的朋友问了一下,说是C4000用的这批颗粒应该是长存旗下的工厂封装的,目前还未进行宣传。

由于长存官方还未发布新闻,所以该信息准确性存疑,有什么新消息的话我会补充在评论区里。不过考虑到海康控股联芸和长存的合作关系(互相提供主控/颗粒),想来颗粒的质量应该还是比较靠谱的。

主控特写如下图,还是熟悉的联芸1602,旗舰级PCIe4.0无缓方案:

鉴于有许多朋友依旧对SSD的有缓(DRAM)方案和无缓(DRAM-Less)方案不太了解,这里简单再为大家介绍一下吧。

通常我们所说的SSD的缓存,实际上包含两个概念:DRAM缓存和SLC缓存(SLC Cache),有些新手同学会把二者的概念搞混,甚至以为外置DRAM是为了给数据读写提供缓存的,这可就乱了套了。

1.DRAM缓存

外置DRAM缓存是用来存储FTL闪存映射表的,在通电后可以记录存储数据存放在NAND闪存颗粒中何处位置,有利于闪存颗粒快速读取、检索和更新更新数据。

在固态硬盘中,闪存颗粒无法如同机械硬盘或者傲腾的3D Xpoint一样,直接进行数据的覆盖和写入,对于已经写入过数据的部位,需要先擦除之前写入的数据,然后才能写入新数据;在这个过程中,擦除——再写入的操作会消耗闪存颗粒寿命。

为了能够更方便的调用和修改分布在不同block上的数据信息,更好的排查和监控闪存块的寿命情况,延长SSD的使用寿命,业界便引入了逻辑地址LAB和实际物理地址PBA之间相互转换的概念和机制,也即FTL闪存映射表。

大家可以把FTL闪存映射表想象成一本书的目录,有了这个目录,当我们想要对存储的数据进行操作时,就能快速找到其在闪存颗粒中对应的存放位置。

外置缓存方案通常采用我们在内存条中使用的DRAM颗粒,特点是读写速度快、延迟低,和SSD容量的比例大致在1:1000左右,即1T的SSD配备1G的DRAM缓存。

具体到我们实际使用的场景中,可以理解为,我们在使用SSD时读写的数据,并不会写入到外置DRAM缓存中,外置DRAM缓存的作用只是存储FTL闪存映射表,仅对一块SSD的随机读写性能有加成,但是对顺序读写时的极限速度并没有什么影响。

在一些较老旧的SSD中会使用初代DRAM-Less方案,由于没有外置DRAM缓存,会将FTL闪存映射表存放在SSD的主控和NAND闪存颗粒中,这种情况下,由于NAND闪存颗粒本身的读写速度要比DRAM颗粒慢得多,所以会极大地影响SSD随机读写性能,所以这种方案现在基本已经被淘汰了。

而目前主流SSD厂商都在推广没有外置缓存的HMB(Host Memory Buffer,主机内存缓冲)方案。HMB虽然也是一种无缓(DRAM-Less)技术,但是得益于Windows对HMB技术的支持,最新的HMB无缓SSD方案可以使用我们的一小部分电脑内存容量(最大64MB)来存储FTL闪存映射表。

由于电脑中的内存同样使用了DRAM颗粒,同样拥有读写速度快和延迟低的特点,所以使用了HMB方案的SSD在没有外置DRAM缓存颗粒的情况下,也可以发挥出和有缓SSD近似的随机读写性能。

在使用HMB技术的情况下,SSD厂商可以减少DRAM颗粒的相关成本,同时大幅度降低整块SSD的功耗和发热。而在用户这里,则可以获得更低的售价、更低的温度、无差异的顺序读写速度以及近似有缓SSD的随机读写性能,性价比更高——至于损失的那点随机读写性能和大一些的读写延迟,实际在家用消费级使用场景中是几乎体验不出区别的,并没有必要在意。

而海康存储C4000使用的联芸1602主控就使用了HMB方案。联芸1602是国产主控制造商联芸科技的新发布的第三代PCIe(NVMe)主控,采用4通道无外置缓存设计,无需DRAM缓存就能释放满血PCIe 4.0性能,并且在功耗方面做得相当不错,发热控制的特别棒。

同时,海康C4000 2T版本使用的是国产232层TLC颗粒,采用全球独家的Xtacking 3.0架构,单颗芯片接口速度2400MT/s,技术指标已经达到世界顶级水平。

并且随着上游闪存厂商最近疯狂出货,使用232层国产顶级TLC闪存颗粒的SSD越来越多,价格也真的是香得离谱。

2.SLC 缓存

目前市面上在售的消费级NAND SSD中,SLC颗粒与MLC颗粒基本已经绝迹,厂商们大多使用TLC或者QLC颗粒。QLC颗粒太过拉胯,这里我们略过不提,先来说说前三种颗粒:

  1. SLC颗粒在1个储存单位中存放1个单位的数据,速度快寿命长,目前在消费级市场中已经基本绝迹;

  2. MLC在1个储存单位中存放2个单位的数据,速度一般寿命一般,由于成本因素,目前也基本买不到全新的MLC固态硬盘了。

  3. TLC在1个储存单位中存放3个单位,速度慢寿命短,但是成本便宜得多,这也是目前主流厂商都在使用的颗粒类型。

那么为了解决TLC颗粒读写速度慢的劣势,厂商会在消费级SSD中划分出一定的存储空间,以3:1的比例用TLC来模拟SLC的运行方式,从而在一定程度上提升读写速度,而这个模拟出的SLC空间,就被成为SLC缓存(SLC Cache)。

不同的SSD厂商划分的SLC缓存容量也不同,在这个模拟出的SLC缓存空间中进行文件写入时,基本能够达到SLC闪存的速度。但是在SLC Cache耗尽时,则会体现出TLC颗粒真实的读写速度。

不过我们在家用环境中,一般不会有太大容量的数据写入,基本都会在SLC缓存范围内使用。以这块海康存储C4000 2T为例,空盘状态下SLC缓存高达360GB,正常家用场景中基本没机会观察到缓外降速的现象。

而这也是我们平时所说的缓内速度和缓外速度之分,这个“缓”,指的是模拟SLC缓存,而非外置DRAM缓存。

目前主流厂商基本大多会采用动态SLC Cache方案,也即随着硬盘剩余空间越来越少,SLC缓存的容量也会随之变化。调校比较激进的厂商甚至能调用SSD的一级预留空间,达成满盘不失缓的效果,让我们用户一直都能享受到SSD的极限读写性能。

参数解析

海康存储C4000使用了国产主控+国产NAND颗粒,可以说是纯国产血统的SSD了,妥妥的国货之光。而在读写性能方面,这块硬盘也达到了目前旗舰级PCIe4.0 NVMe SSD的水平。

官方宣称海康C4000 2T版连续读取速度可达7450MB/s,顺序写入速度最高可达6750MB/s,公布的具体规格参数如下:

这里我们需要重点看一下这块硬盘的IOPS和TBW参数。

IOPS可以视为硬盘的每秒随机读写文件的次数,基本理解为我们平时常测的4K随机读写性能。

一般来说,IOPS的数值越高,代表硬盘随机读写性能越强,商用SSD的门槛在67K左右,而海康存储C4000 2T在该项目上已经达到了商用标准,比较适合跑数据库或者运算类存储。

TBW是指该固态硬盘理论寿命内所对应的总写入数据量。虽然TBW并不代表固态硬盘的写入寿命极限,但是现在硬盘厂商都比较保守,将TBW作为保修的标准之一,超过该数值后即使SSD还能继续使用,也会失去质保。与此同时,超过硬盘的保修年限,也会失去质保。我们可以这个质保政策理解为买车时,同时按公里数与使用年限来保修的概念。

大部分SSD厂商给2T容量的消费级SSD规定的TBW一般在1200TB至1800TB之间:

而海康存储C4000 2T版本的TBW直接高达3600TB,这个数据就直接傲视群雄了。

超高的TBW意味着厂商对SSD的质量与寿命有充足的自信,同时也意味着这块SSD适合大容量、长时间读写等高强度场景下使用——反正有厂商质保政策托底,咱们可劲造就是了。

了解了官方的性能指标,接下来我们来进行跑分实测吧。

测试平台

平台1:

CPU:intel i5-13600K

主板:技嘉B760M小雕WiFi

内存:博德斯曼 DDR5-6400 16GB X2

SSD:雷克沙NM800 Pro 1T、海康存储C4000 2T

显卡:UHD730

系统:Windows 11 Professional Edition

平台2:

CPU:AMD Ryzen 7 5600X

主板:ASUS B550 XE

内存:英睿达铂胜 DDR4-3600 8GB X2

SSD:傲腾900P 480G

显卡:ASUS TUF RTX3090

系统:Windows 10 Professional Edition X64 21H2

注:由于intel平台对PCIe MPS(有效载荷)的256字节限制,读取速度上限在7100MB/s左右,而AMD锐龙平台的CPU可以支持512字节MPS,能够支持超过7400MB/s的顺序读取速度,但是4K随机读写IOPS则略逊于英特尔平台。

所以本文主要以intel i5-13600K平台进行测试,同时使用AMD 5600X平台测试顺序读写速度

空盘性能测试

首先在Windows11的管理界面中查看一下,海康C4000 2T的容量显示为1907.7G。

在Windows系统中显示的硬盘容量与官方标称的数值不同是正常现象,一般来说,厂商宣传的SSD容量是以10进制计算的GB为单位,而Windows中的硬盘容量单位虽然也叫GB,但实质为2进制的GiB。正是由于二进制与十进制计算方式的区别,使得在Windows中显示的容量少于厂商宣称的数值。

以海康C4000 2T为例,厂商宣称该盘容量为2048GB,那么在Windows中显示的容量大约为2048*1000³÷1024³≈1907,与Windows11磁盘管理器中显示的空间基本一致。

1.CrystalDiskInfo

首先用CrystalDiskInfo看一下这块硬盘的SMART信息,可以看到硬盘本身为NVMe1.4标准,同时支持TRIM技术。通电时间为0,读写数据均为0,通电次数为1次,崭崭新。

2.CrystalDiskMark

接下来我们用CrystalDiskMark来进行测试。在AMD 5600X平台测试中,海康威视C4000 2T的顺序读取速度为7443MB/s,顺序写入速度为6671MB/s,这数据与官方宣传的速度相差无几,差的那点性能基本可以看做是测试误差。

由于在AMD平台无法发挥海康C4000 2T的随机读写性能,所以接下来换到i5-13600k平台,可以看到4K随机读取速度达到了89MB/s,也是相当优秀的成绩了。另外,同时附上IOPS和延迟跑分结果。

3.AS SSD Benchmark

CrystalDiskMark默认显示的是多次跑分的最高成绩,AS SSD Benchmark与CrystalDiskMark使用的测试算法略有不同,以10进制测试并以2进制输出结果,且显示的是平均成绩,所以正常情况下AS SSD Benchmark的测试结果无论如何都会比CrystalDiskMark低一些,不过还是很有参考价值。

在这项测试中,海康存储C4000 2T在AMD 5600X平台中的顺序读取速度为6261MB/S,顺序写入速度为55575MB/s,同样是旗舰级PCIe4.0 NVMe固态硬盘的水平。

同样,因为AMD 5600X测试随机读写表现不正常,所以换成i5-13600K平台中再次测试,4K随机读取速度为91MB/S,也是市面上PCIe4.0 SSD的T1梯队水平。

4.ATTO

ATTO磁盘基准测试的结果如下图所示,可以看到当文件大小在128KB以上时候,海康存储C4000 2T已经能维持在顺序读写均在6000MB/S以上的稳态了。

5.Urwtest

Urwtest也是一款用来测试SSD和U盘软件,其主要作用是用来检测容量是否虚标。不过在测试时,这款软件会使用随机模式QD1深度,随机往SSD里面以2GB数据块大小为单位写入并且反馈即时的写入速度,写满了盘之后可以进行一次数据校验,校验的过程就是随机读取的过程,而校验的结果就是数据完整性的检测,所以我们也可以用它来检测SSD的写入性能。

用Urwtest全盘写入完成后,计算出了平均写入速度:1523.53MB/s,写完后校验读取一次全盘,计算出一个平均的读取速度:2725MB/s。

这里多说一句,之所以Urwtest的读取速度结果没有CDM等软件高,应该还是因为QD1的队列深度没有发挥SSD的全部性能的缘故,挺正常的。

6.TxBENCH

之前在测试海康存储C4000 1T版本时,用肉眼看Urwtest实时数据来估算SLC缓存的方法太傻了,这一次进行了改进。

因为已经知道这款SSD的SLC缓存空间挺大,且HD Tune在写入200G以上时会出现错误,所以这里就懒得使用HD Tune再跑一次没啥用的200G写入了,直接使用TxBENCH在RAW格式下,对海康C4000 2T进行全盘顺序写入和读取的测试,并通过CSV记录表格生成读写情况的图表。

可以看到,海康C4000 2T的全盘顺序写入为典型的三段式,空盘情况下SLC缓存空间为360GB左右,缓内写入速度在5700MB/s左右,出缓后的TLC直写速度维持在2500MB/s上下,并在写入1270GB左右时进入了最后边进行垃圾回收边写入的阶段,速度为900MB/s左右。

由此可见,这块SSD并没有采用性能及可靠性较差的全盘SLC模拟方案,而是使用了动态SLC缓存方案。空盘360GB的SLC缓存足够普通家用用户使用了,毕竟没多少人会天天搞几百G的数据来回腾挪- -!

全盘读取的速度就比较稳定了,基本可以看作标准的一条直线,读取速度为5900MB/s。

7.3DMark

接下来用3DMark运行存储基准测试,分数为3657,具体数据详见下图:

满盘性能测试

为了测试海康存储 C4000 2T在接近满盘时的性能表现,这里我用IOmeter中的伪随机数据将其填充到95%占用的状态。

1.CrystalDiskMark

在这种接近满盘的状态下,使用CrystalDiskMark的8G大文件测试会给硬盘更大的压力。在AMD 5600X平台下,海康C4000 2T的顺序读取速度为7405MB/s,顺序写入速度为6487MB/s,依然维持在和空盘几乎相同的水平,并没有发现满盘失缓的迹象。

同时,在i5-13600K平台中,海康C4000 2T的4K随机读取速度依然为91MB/s,也没有发现掉速的痕迹。

2.AS SSD Benchmark

同样,这里使用AS SSD Benchmark中压力更大的10G文件测试来观察接近满盘时的读写性能。在AMD 5600X平台下,顺序读取速度为6300MB/s,顺序写入速度为5921MB/s,与空盘相比基本没变化。

在i5-13600K平台中,海康C4000 2T的4K随机读取速度为77MB/s,略有下降。

3.HD Tune

为了探究在这种接近满盘情况下,海康C4000 2T的SLC缓存究竟还有多少,这里祭出HD Tune对剩余的95.34GB空间进行了完全填充写入,测试表现如下:

可以看到,在接近满盘的情况下,顺序读取速度依然维持在了5000MB/s左右,并且基本稳定保持在近似直线。

同时,顺序写入的速度虽然有些波动,但是缓内速度依然在5000MB/s左右上下浮动,并在写入到78GB左右时出缓。

同时,在Windows中用真实文件对剩余空间进行填满,也HD Tune测试结果的预期一致:

通过这个测试结果,我们可以计算一下海康C4000 2T的SLC缓存方案了。

78*3-93.34约等于140GB,从这就可以看出来,这块SSD为了保障满盘时的使用体验,大胆地把一级预留空间也拿出来作为SLC缓存使用了。

为啥这么说呢?这里再为大家科普一个小知识。

一般来说,我们购买标称1024GB的SSD,在电脑中显示是954GB左右。硬盘厂商会宣称,这是进制不同,厂商按照10进制计算容量(GB),而微软使用2进制计算容量(GiB),由于计算与显示方式不同产生的区别,标称容量乘以93%就大约是你在win下看见的容量。

其实厂商在生产这种消费级2T SSD时,确实是按2048GiB的容量进行生产的。但是为了均衡磨损和延长SSD寿命,会预留一部分用户不可操作的隐藏空间(OP空间),而OP空间一般有三层,第一层OP空间的容量在7%左右。

按照这个算法,海康C4000 2T的原始容量为2048GiB,扣除7%的一级OP空间(141GiB左右)后正好为Windows中显示的1907GB(GiB)容量。

在95%占用的情况下,141GiB一级OP空间+剩余容量93.34GiB=234.34GiB,将这个数值以3:1的比例转化,即为我们在测试中发现的78G左右的SLC缓存。

所以说,在使用这块SSD时,我们不必担心占用容量大造成性能下降的问题。即使是满盘状态下,SLC缓存都能量大管饱。

4.3DMark

言归正传,接下来使用3DMark进行了存储基准测试,分数为2884分,详细结果如下图所示:

温度情况

通过HWiNFO识别,海康C4000 2T有两个温度传感器,推测主控和颗粒各有一个:

通过AIDA64识别,温度墙给的有点激进,可以看出厂商对性能的追求较高:

不过实际这块NVMe SSD的发热还是控制得很好的,室温20℃左右,开放式无风道测试平台中,在给海康C4000安装原厂散热装甲的情况下,使用HWiNFO每秒对TxBENCH全盘写入测试过程中的温度进行记录,全过程表现如下:

全盘顺序写入测试作为负载相对较大的使用场景,在测试过程中,这块硬盘的主控温度始终没有超过70℃,并且颗粒温度被稳稳地压在了50℃以下,表现极佳,HMB无缓方案的温度优势一览无余。

根据这个测试结果,HMB无缓盘在笔记本电脑、迷你小主机等内部散热空间狭窄的设备中具有先天优势,不仅发热低,而且单面颗粒的布局还使得我们可以通过导热垫将SSD的热量导出到设备外壳上,特别适合此类设备使用。

寿命情况

经过一阵测试蹂躏,海康C4000的写入量达到了18T,SSD健康状态依然为100%。考虑到这块SSD的TBW为3600,基本可以放心随意折腾了,反正质保时间有5年,真出点啥问题还能续杯不是~

总结

海康存储 C4000 2T版这块PCIe4.0 SSD在性能方面妥妥的属于旗舰级PCIe4.0阵营,顺序读写速度分别高达7450MB、6750MB/s,并且实测数据与官方标注相差无几,处于目前PCIe 4.0 SSD的第一梯队。缓内4K随机读取的速度也在90MB/s左右,并不弱于国外一线大厂HMB SSD的数据,也适合应用在数据库或者运算类存储中。

同时,海康存储 C4000 2T版单面PCB布局,使用了国产主控和纯国产的232层TLC颗粒,性能追平了国外一线品牌,妥妥的国货之光!反正我个人就是为了收藏一块使用232层国产颗粒的SSD才入手的这块SSD。

另外,由于采用了HMB无缓方案,海康存储 C4000 2T版的发热较小,功耗较低,适合笔记本、硬盘盒、游戏主机等温度敏感型设备使用,用来改装升级挺好的——一次性把C盘扩容到2T后,应该不会再担心C盘空间不够用了吧?

最后总结一下,作为一块纯国产的旗舰级PCIe4.0 NVMe SSD,海康存储C4000 2T版目前在拼多多上的价格只有638,太香了!这价格放在一年前,想都不敢想。

如果想要更加方便保险的质保服务的话,还可以去京东自营渠道入手,价格也没贵多少,5年质保和3600TBW足以让人完全放心。

以上就是今天为大家分享的全部内容啦,感谢大家看到这里。如果本文对您有帮助的话,期待大家能来个关注收藏点赞三连,您的支持是我持续更新的最大动力!

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噩梦飘雷

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