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。
SSD拆解示範圖 (來源:Belkasoft)
“咦? 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NAND與NOR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層)
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)數”與”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 = 32GB之Flash,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 = 32GB的Flash,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”將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
與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
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
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USB2.0,USB3.0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階 (0,1) |
4階 (00~11) |
8階 (000~111) |
單位面積容量 |
100% |
200% |
300% |
寫入次數 |
1~10萬 |
3k~5k |
500~1000 |
同製程下寫入速度 |
極快 |
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MLC或TLC,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”的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
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
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
吊卡背面
喔喔喔,Made in Taiwan當然是要支持一下的啦
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
側面具有吊飾孔
背面則具有滑蓋
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。
接頭上刻有標檢局檢驗的標章
廠商預設以FAT32格式化,可用容量為59.9GB
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
原廠預設(FAT32格式化)之測試結果
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
改用只有USB2.0的Macbook Air Late 2010測試。以USB2.0的水準而言,表現令人滿意
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層(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的…)。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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