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相信對隨身碟的速度有些要求的人都和我有相同的經驗:用不著也沒預算購買貴森森的極速產品,無奈坊間隨身碟百百種,規格又不清不楚,除了當勇者購買之外實難一探究竟。對於這樣的狀況,網路上的開箱文自然有所幫助,但廠商也會與時俱進-對過於划算的產品進行成本控制,下場便是平平是同款,長得一樣裡子卻差多了。因此,想買到好產品有時還真需要點運氣。這次則在網路資訊輔以店員介紹之下敗入大容量隨身碟。至於成效如何? 一起來看看吧!

文章內容一覽

固態硬碟(SSD)架構完全解析 (晶片封裝、控制器特性詳解)

隨身碟的演進

影響隨身碟品質之要素 (SLC/MLC/TLC特性詳解)

SP Blaze B20 64GB USB3.0 隨身碟開箱與測試

 

固態硬碟(SSD) (高速)隨身碟的始祖

在進行開箱之前,讓我們先來看看隨身碟是怎麼工作的,進而得知影響每次開箱人品的要素有哪些。

Complete_SSD controller.png   

SSD拆解示範圖 (來源:Belkasoft)

? 這篇文章不是要講隨身碟嗎是的,您沒看錯,實際上隨身碟有個架構相近的老大哥,那就是近日很夯的固態硬碟(Solid State Drive,簡稱SSD)。由於固態硬碟電路板面積較大,晶片可各司其職,用來類推USB隨身碟的工作原理可說是再適合不過。以下將對固態硬碟的組成元件進行解析:

 

FLASH (快閃記憶體)

SSD/隨身碟實際儲存資料的場所。大略分為NANDNOR二類,前者廣泛使用於隨身碟、SSD,後者則應用於紀錄BIOS、韌體等一般人較少接觸之領域。

其中,一塊塊黑色的物體稱為封裝成品,內部依照對容量需求可堆疊多個NAND Flash裸晶片。單個封裝成品中具備的裸晶片數稱為CE (Chip-Enabled),舉例如下:

單顆64GB的封裝成品

= 32GB * 2CE (32GB的裸晶片疊兩層後封裝)

= 16GB * 4CE (16GB的裸晶片疊四層後封裝)

= 8GB * 8CE (8GB的裸晶片疊八層後封裝)

須注意的是,以上三種組合雖然容量相同,但效能將不一致(畢竟裸晶不同,數量也不同)。此外,由於裸晶在工作時會產熱,故CE無法無限制的往上增加。目前已量產的產品中最高為16CE (裸晶堆疊16)

 

SSD Controller (固態硬碟控制器)

若將快閃記憶體比喻為馬匹,控制器則可說是馬鞍。該晶片便是負責控制旗下的快閃記憶體。控制器能力依照通道(Channel)單通道串聯之晶圓數(Chip-Enabled, CE)”區分。舉例如下:

控制器Marvell 88SS9187應用於Plextor M6 Pro等高效能SSD,規格為8通道,每條通道支援4CE。故其支援之最大裸晶數為:

8(通道) * 4 (CE) = 32CE

假使廠商使用單顆16GB*2CE = 32GBFlash,則最佳配置即為:

每條通道配置兩顆Flash (合計2*2CE = 4CE)

單條通道控制之容量為 (16GB*2CE)*2 = 64GB

控制器有8條通道,故總容量為8通道 * 64(GB/通道) = 512GB

其中,當通道與CE數有所衝突時,應以通道數達到最大值為優先,方可達到最高效能。舉例如下:

廠商同樣使用控制器”Marvell 88SS9187”與單顆16GB*2CE = 32GBFlash,但組成之固態硬碟為256GB,則有兩種方式

方法一:

只使用4條通道,每條通道配置兩顆Flash

容量為4通道 * [(16GB*2CE)*2] = 256GB

方法二:

使用8條通道,每條通道僅配置一顆Flash

容量為8通道 * [(16GB*2CE)*1] = 256GB

預期效能測試結果:方法二 > 方法一

俗話說好馬配好鞍,好的控制器搭配品質良好的快閃記憶體(Flash)才可造就優秀的產品

 

DRAM (Dynamic Random Access Memory,動態隨機存取記憶體)

就是我們常用的記憶體顆粒,依照控制器(Controller)的規格,有些需要DRAM作為暫存空間,有些則不必(通常改用Flash的冗餘空間做暫存)。是否需要DRAM與控制器設計有關,與效能則無正向關係

 

SATA (Serial Advanced Technology Attachment,序列式ATA)

為固態硬碟與硬碟至今最盛行的介面。基本上各位撇開上述文字,可直接將控制器想像為Flash資料流轉換為SATA介面的晶片。這樣的概念將會在下文相當受用。

 

USB3.0隨身碟的演進

初代產品根本就是SSD

USB2.0不同,USB3.0開發之初可說是篳路藍縷,原因便在於這是個高速介面,在剛推出時不但授權費高昂,單一快閃記憶體的效能也尚未到使用USB3.0的價值。更慘的是連隨身碟用的控制器都還沒生出來啊!! 因此就出現了以下的過渡產品

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Super Talent USB3 Express RC8 拆解圖 (來源:Hot3c,本人已對原圖修改)

早期的USB 3.0極速隨身碟就是長這個樣子與其說是隨身碟,不如說是由固態硬碟土炮出來的玩意。此類產品效能肯定破表,但一來價格突破天際(可高達數萬…),二來將成堆晶片塞入小小的隨身碟中便會有發熱的惡果,使用一段時間後甚至會過熱斷線,因而在高整合度的方案出現後逐漸退居小眾市場。

 

現行產品的樣貌

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一般隨身碟的拆解圖 (來源:Electroviees,本人已對原圖修改)

在經過高貴又熱情的陣痛期後,USB3.0隨身碟終於發展到正常隨身碟該有的樣子,便是由”USB快閃碟控制器(USB Flash Drive Controller)與快閃記憶體(Flash)封裝成品構成。至於你說為何USB2.0沒有這段歷史? 麥鬧啦~ USB2.0推出當年又沒有SSD,速度也不夠快,因此一推出就是以此類控制器為主囉。

 

影響隨身碟品質的要素

閱畢上方文章之後,相信各位對隨身碟(與固態硬碟)的構成有相當程度的認識。以下本人便列述影響隨身碟表現的要素給各位參考:

隨身碟使用的介面

基於NAND Flash讀取速度普遍大於寫入的特性,USB3.0隨身碟就算再爛,連續讀取速度也常能超過35MB/sec,而這數字也是USB2.0介面的極限。是故,本人在此強烈建議各位應購買採用USB3.0介面的產品。而就算您的電腦只有USB2.0USB3.0隨身碟採用的控制器較新,通常也能發揮較好的表現。

 

快閃記憶體 – SLC/MLC/TLC ?

NAND Flash最基本的單位稱為”cell (單元)”,目前在網路上廣泛討論的SLC/MLC/TLC (包括近日很夯的iPhone 6 64GB採用何種Flash的議題…),便是以一個”cell”可儲存幾個位元的資料進行分類。詳述如下:

SLC = Single-Level Cell (單階儲存單元),一個cell儲存1 bit(位元)的資料

MLC = Multi-Level Cell (多階儲存單元),一個cell儲存2 bits

TLC = Triple-Level Cell (三階儲存單元),一個cell儲存3 bits

 

SLC

MLC

TLC

儲存位元

1bit

2bit

3bit

電位階層數

(二進位排列組合)

2

(0,1)

4

(00~11)

8

(000~111)

單位面積容量

100%

200%

300%

寫入次數

1~10

3k~5k

500~1000

同製程下寫入速度

極快

較慢

成本

最高

中等

最低

考量到隨身碟售價低廉,使用的晶片通常為MLCTLC,僅有少數產品會使用到SLC (若有用到廠商通常會主打此賣點)。須注意的是,體質仍是影響快閃記憶體表現的一大要素,因此烙賽SLC效能可能比調教得宜的TLC還差

 

控制器的素質

好馬配好鞍的理論在剛才已經提過了。在此須注意到的是,USB隨身碟控制器通常只到2通道,與SSD控制器可多達10通道的差異極大。原因無外乎體積的限制。至於控制器的實際性能就得看各廠商的調教,對於我們而言就只能當勇者試試看了

 

以下,請見開箱

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採用吊卡包裝。SP全名為Silicon Power,中文名稱為廣穎。在品牌更換新商標之後,也在包裝上採用年輕人的圖片,讓整體形象變得更為討喜

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該產品獲得台灣精品與金點設計獎不過對我來說比較重要的是USB3.0和終身保固XD

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吊卡背面

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喔喔喔,Made in Taiwan當然是要支持一下的啦

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隨身碟正面,採用菱格紋設計。同品牌還有另一隻長得頗像的USB 2.0 隨身碟,型號為SP U03,可別搞錯了

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側面具有吊飾孔

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背面則具有滑蓋

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往下壓並往前推即可將USB插頭推出

較可惜的是滑蓋位於大拇指容易觸及的位置,造成本人在準備插入電腦時會發生誤按而讓插頭縮回的狀況雖然不是每次都會這樣,但的確是個缺點。若是將推蓋改成側邊或擺在後面一點的位置可能會好些。

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接頭上刻有標檢局檢驗的標章

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廠商預設以FAT32格式化,可用容量為59.9GB

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通電時會亮紅色指示燈,讀寫時則會閃爍

 

測試結果

使用Microsoft Surface Pro做為測試平台

CPU: Core i5 3317U

RAM: 4GB DDR III

HDD: 128GB SSD

SP B20 64GB FAT32 Bench Small.PNG   

原廠預設(FAT32格式化)之測試結果

SP B20 64GB exFAT Bench small.PNG   

自行格式化至exFAT後之測試結果

連續讀取居然驟降20MB/sec,不知是怎麼回事? 好在其他項目都差不多

SP B20 64G at USB2.0.png   

改用只有USB2.0Macbook Air Late 2010測試。以USB2.0的水準而言,表現令人滿意

SP B20 64GB ChipGenius.PNG   

利用ChipGenius辨識得到以下資訊:

晶片供應商:SMI (Silicon Motion Technology Corporation,慧榮科技)

晶片零件編號:SM3267ABS – ISP 140711-1AB

快閃ID代碼:8984643C – Intel – 2CE / 單通道 [MLC]

由以上資訊可知,這支隨身碟的內部架構為:

採用SMI (慧榮科技)生產之SM3267ABS控制器

快閃記憶體為Intel生產的MLC顆粒,裸晶堆疊2(2CE),因隨身碟容量為64GB,推測裸晶為32GB (32*2=64)

配置為單通道,代表內部的封裝成品(Flash)只有一顆

 

結論

本隨身碟於光華商場以699台幣購入。老實說以這樣的售價與表現,SP B20可說是物有所值,甚至是物超所值(相信同級產品中很難找到寫入達55MB/sec…)。不過正如文中所言,廠商隨時可能對旗下的產品做成本控制或調整,因此若您需要一隻大容量、速度快,又夠便宜的隨身碟,本人在此時給予強烈推薦,及早購買以免向隅

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本次的開箱分享到此結束,感謝收看。若您有相關疑問或心得也歡迎於文末回覆、分享喔~

 


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MEDGAZER

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留言列表 (2)

發表留言
  • Arden
  • 請問,你為何可以將 64GB 隨身碟 格式化成 FAT32?
    超過 32GB 只能用 NTFS 或 exfat.
  • 感謝您的回覆與提問!!
    FAT32磁碟分割最大容量可支援到2TB喔
    您提到"超過32GB只能用NTFS 或exFAT“可能是源於作業系統的限制
    如Windows2000, XP等作業系統自帶的分割工具只能創建不超過32GB的FAT32分割
    若使用spfdisk指令或第三方分割工具便可解決此問題
    以上,希望對您有幫助

    MEDGAZER 於 2016/01/09 15:47 回覆

  • Sherlock
  • 優質文值得一推。
  • 感謝您的回覆與鼓勵!!
    也歡迎您日後常來本部落格逛逛喔~

    MEDGAZER 於 2016/12/27 23:49 回覆