【试用】不掉速黑科技揭秘，美光MX300固态硬盘

当前TLC颗粒已逐步取代MLC颗粒成为固态硬盘市场的主流，甚至在一些品牌中TLC颗粒也应用在中高端产品里，如这款美光MX300固态硬盘。不过TLC SSD普遍存在缓存空间不大，会逼迫主控将数据直接写入到TLC闪存中，导致写入速度大幅降低的问题。那么作为定位较高的美光MX300是否还会存在这个问题呢？

首先让我们看看美光MX300固态硬盘的硬件配置，在本次测试的这款美光MX300 750GB SSD上，它采用了来自MARVELL的 88SS1074主控芯片。这颗主控采用28nm CMOS工艺制造，四通道读写设计，可支持15nm的SLC/MLC/TLC，还支持对于TLC SSD来说比较重要的NANDEdge纠错和LPDC低密度奇偶校验技术，同时它还整合了DEVSLP低功耗技术以及AES-256加密技术。

值得一提的是，MARVELL 88SS1074支持3D堆栈闪存，而这款MX300也采用了美光3D TLC闪存。单颗Die的容量就可达到48GB，这不仅能提升SSD的性能，更能降低芯片占用面积，提高存储密度，降低成本。MX300 750GB PCB上一共板载8颗闪存芯片，每颗芯片容量为96GB，封装模式为每颗芯片两颗die。此外，MX300 750GB SSD还配备了美光1GB LPDDR3内存颗粒作缓存，用于存放FTL映射表。

▲PCB板正反面总计搭载8颗3D TLC闪存颗粒，此为美光32层堆叠3D NAND。

接下来我们采用基于Core i7-7700K处理器、Z270主板、GeForce GTX 1080显卡的平台对它进行了测试。首先我们还是通过大家最为熟悉的AS SSD软件测试了固态硬盘的基准性能。

从测试结果来看，美光MX300 750GB的连续读写速度都逼近500MB/s，同时高队列深度随机4KB读取性能也突破了90000IOPS。唯一有所不足的就是在QD1低队列深度下的随机4KB读取性能表现略有不足，传输速度只有22.42MB/s，即不到6000IOPS。

当测试文件提升到10GB后，我们惊讶地发现这款采用TLC颗粒的SATA SSD仍然没有出现掉速，其连续写入速度还是接近500MB/s。而大部分普通TLC SSD在使用大容量测试文件时，因为写入容量超出缓存容量，必须将数据直接写入到TLC闪存上，其写入速度都会出现大幅降速。这款美光MX300到底采用了什么黑科技？还是我们测了一个“假”的TLC SSD？

接下来在从顶级的英特尔750 NVMe MLC SSD向美光MX300 SSD写入24.5GB影音文件时，其平均写入速度仍可达到478.33MB/s，不到1分钟就可完成任务。这一成绩甚至优于一些NVMe TLC SSD，这些产品在执行类似大容量写入时，会由于缓存耗尽，写入速度降至400MB/s出头，甚至400MB/s以内。同时在随机小文件写入上，这款产品也有不错的表现，写入10.8GB《英雄联盟》游戏文件的平均速度达到100.48MB/s，普通TLC SSD在进行类似任务时，写入速度往往会跌入到100MB/s以内。

可以说美光MX300 SSD的表现，特别是写入性能上更像是一块MLC SSD，难道它采用的是MLC颗粒？答案显然是否定的，它的确用的是3D NAND TLC，而通过HD TUNE PRO 5.5全盘写入测试，答案一目了然。从HD TUNE PRO写入曲线图可以看到，原来MX300采用了全盘缓存技术，也就是美光所说的Dynamic Write Acceleration动态写入加速技术，将全部空白闪存都用来模拟成MLC颗粒（从写入速度衰落时间点推测）的工作模式，即每单元存入2bit数据。写入数据先存入到这些模拟MLC缓存中，在固态硬盘处于闲置工作状态时，再将数据存入以TLC模式工作的闪存中。但问题在于TLC颗粒每单元存入的是3bit数据。因此全盘空白闪存模拟为MLC颗粒后，缓存的容量只有可用容量的2/3，所以MX300的写入速度掉落点就在其可用容量的接近2/3处。

▲借助动态加速写入技术，在HD TUNE全盘写入测试中，MX300写入速度可以长时间保持在接近350MB/s，全部空白闪存均用于缓存，直至缓存写满，在其总容量的约2/3处才掉速，可以有效延长掉速时间。

也就是说如果MX300的可用容量被消耗掉2/3后，才会出现缓存写满的情况。此时如果主控继续向SSD写入数据，才会发生一边直接写入到TLC闪存颗粒，一边转移先前缓存数据到TLC闪存，大幅掉速的现象。这也就意味着在空盘初始状态下，MX300 750GB的缓存容量可达约750GB×2/3=500GB。因此在一般的文件写入、测试时普通用户很难看到它会掉速。显然相比普通TLC SSD采用2GB～10GB左右固定大小缓存的作法，这样的缓存机制更加聪明，也能带给用户更好的体验。

而在侧重读取性能的游戏应用中，美光MX300 SSD也有不错的表现——仅需12.15s就可完成《坦克世界》的启动；仅需7.6s就能完成《使命召唤：无限战争》的关卡载入，使得这些游戏大作的启动就像打开一款手机轻游戏一样快捷、方便。同时PCMark 8存储性能测试4919分的成绩也显示在日常消费级应用中，它也有较好的表现。如Adobe InDesign、After Effects的任务读写时间只比高端MLC SSD饥饿鲨VX500慢了0.6s～1.1s，差别并不大。

▲Crucial StorageExecutive的工具软件，可以对固态硬盘进行安全擦除、固件升级等维护工作。

此外，我们还测试了在长时间使用后的满盘（可用空间只剩约30GB）情况下，美光MX300 SSD的性能是否会出现掉速。而从测试来看，考虑到TLC颗粒的采用，厂商显然不会为固态硬盘设置积极的垃圾回收策略，因此掉速是肯定存在的。在使用10GB测试文件时，连续写入速度则会跌至285MB/s。不过方便的是，无需安全擦除，用户只需要通过快速格式化即可一键将SSD的性能恢复到初始状态。

值得一提的是，美光还提供了名为Crucial StorageExecutive的工具软件，可以对固态硬盘进行安全擦除、固件升级等维护工作。总得来看，通过采用与众不同的缓存机制，美光MX300 SSD可以大幅延长TLC SSD的掉速时间，提升用户体验效果，这类缓存优化技术值得在TLC SSD中进行大力推广。

产品资料

可选容量：275GB、525GB、750GB 

闪存颗粒：美光3D TLC NAND

传输接口：SATA 6Gbps

主控芯片：MARVELL 88SS1074

尺寸：2.5英寸，7mm厚度

耐久度 可写80TB(275GB)、可写160TB(525GB）、可写220TB（750GB）  

质保时间：3年

优点：写入性能不易出现掉速，综合性能表现较好。

缺点： 低队列深度随机4KB读取性能一般

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