在去年 2021 月的 CES 5018 上，Phison PS18-E18 或 E4 作为 Gen18 SSD 控制器的下一代产品亮相。 在这篇评论中，我们将研究 Phison 的参考设计，以展示当 SSD 配备此控制器、最新固件和新的 Micron B47R Fortis Flash NAND 时 EXNUMX 可以做什么。 该封装是一个参考设计。 虽然不能直接出售，但它应该会影响那些利用 Phison 控制器的人。
群联 PS5018-E18 技术亮点
Phison 声称美光 B47R 有助于显着提高 E18 在队列深度 1 时的潜在随机读取性能输出。此外，E18 是市场上第一个在读取和写入性能方面均达到 7GB/s 的解决方案，加上 1百万 IOPS 用于随机读取和写入。
新 E18 的亮点包括从 28nm 到 12nm 的过渡，这有助于将整体性能比上一代提高 25%。 这种新的 12 纳米制造工艺还提高了电源效率并降低了热输出。
此外，它采用第四代LDPC（低密度奇偶校验）引擎，兼容 NVMe 1.4 和 PCIe Gen1、-2、-3 和 -4，同时支持 PCIe 4.0 x4L 和高达 8TB 的容量。
交付给我们的 Phison 设计参考 SSD 的一部分包括一个相当坚固的红色散热器，它可以帮助保持驱动器冷却，从而在繁重的工作负载期间维持速度。 决定使用此技术蓝图的公司可能不会选择将其 E18 驱动器与类似的东西捆绑在一起（因为通常不需要）。 也就是说，如果需要，您当然可以购买一个。 例如，Phison 出售一个可选的散热器，而 Corsair 则有一个水冷选项。 SSD 在没有大型散热器的情况下在笔记本电脑或外部外壳中运行得很好。
群联PS5018-E18规格
| 控制器 | PS5018-E18 |
| 技术节点 | 台积电12nm |
| 容量 | 最大：8TB |
| PCIe | |
| 速度和车道# | 第 4 代 x 4L |
| NVMe 修订版 | 1.4 |
| 其它 | 1.引导分区； 2.RPMB |
| NAND闪存 | |
| 渠道 ＃ | 上限：8 |
| CE# | 上限：32 |
| 速度 | 每个通道 1,600 MT/s |
| DRAM | DDR4 |
| 性能 | |
| 顺序 | 最大值：7400MB/s 读取
最大值：7000MB/s 写入 |
| 随机 | 最大值：1,000K IOPS
最大值：1,000K IOPS |
| 控制器功率（预估） | 3.0W |
| 处理器 | 32 位 ARM Cortex R5（三个 CPU） CoX处理器技术 |
| 外围接口 | GPIO、UART、ICE、I2C、SPI、SMBus |
| 数据可靠性 | 第 4 代 LDPC 引擎； 端到端数据路径保护； 智能ECC |
| 静态内存保护 | 内部 SRAM ECC/奇偶校验保护 |
| 安保防护 | 硬件）AES 128/256 位，SHA 160/256/512，RSA 4096 FW ) TCG & Opal 2.0, Pyrite, Sanitize 和 Crypto Erase |
| 温度 | 控制器：-40 ~ 125oC (Tj) |
| 其它 | 动态 SLC 缓存支持 |
群联E18性能
测试平台
随着我们开始测试更新的 NVMe Gen4 SSD，我们的实验室平台也需要进行调整以支持新的接口。联想在 PCIe Gen4 支持方面一直处于领先地位，甚至支持前置 U.2 插槽，而其他厂商目前仅提供边缘扩展卡支持。在我们的 Gen4 评测中，我们使用配备 AMD 7742 CPU 和 512GB 3200MHz DDR4 内存的联想 ThinkSystem SR635 服务器。对于 Blackmagic 的评测，我们使用联想 ThinkStation P620。
NVMe 通过边缘卡插槽中的 M.2 到 PCIe 适配卡进行本地测试，而 U.2 驱动器加载在前面。 使用的方法更好地反映了最终用户的工作流程，以及虚拟化服务器产品中的一致性、可扩展性和灵活性测试。 重点放在驱动器整个负载范围内的驱动器延迟上，而不仅仅是最小的 QD1（队列深度 1）级别。 我们这样做是因为许多常见的消费者基准测试没有充分捕获最终用户的工作负载配置文件。
VDBench 工作负载分析
在对存储设备进行基准测试时，应用程序测试是最好的，综合测试排在第二位。 虽然不能完美代表实际工作负载，但综合测试确实有助于为具有可重复性因素的存储设备建立基线，从而可以轻松地在竞争解决方案之间进行同类比较。 这些工作负载提供了一系列不同的测试配置文件，从“四个角”测试、常见的数据库传输大小测试到来自不同 VDI 环境的跟踪捕获。
所有这些测试都利用通用的 vdBench 工作负载生成器，以及一个脚本引擎来自动化和捕获大型计算测试集群的结果。 这使我们能够在各种存储设备上重复相同的工作负载，包括闪存阵列和单个存储设备。 我们的 QLC SSD 测试过程从安全擦除开始，然后我们将驱动器分区为驱动器容量的 1%，以模拟驱动器如何响应较小的应用程序工作负载。 这与使用 100% 的驱动器并使它们进入稳定状态的全熵测试不同。 因此，这些数字将反映更高的持续写入速度。
简介：
- 4K 随机读取：100% 读取，128 个线程，0-120% 重复率
- 4K 随机写入：100% 写入，64 线程，0-120% iorate
- 64K 顺序读取：100% 读取，16 线程，0-120% 迭代
- 64K 顺序写入：100% 写入，8 个线程，0-120% 迭代
可比
- 萨布伦特火箭 NVMe 固态硬盘 4.0 2TB
- Sabrent Rocket 4 Plus 固态硬盘
- 矽能 US70 PCIe 4.0 固态硬盘 1TB
- T-Force Cardea 陶瓷 C440 1TB
- XPG GAMMIX S70 固态硬盘
- 三星 980 Pro 1TB
- 三星 980 Pro 2TB
在 4K 随机读取中，Phison E18 以 578,628 IOPS 的峰值性能和 219.3µs 的延迟开局，在众多同类产品中名列前茅。
对于 4K 写入，Phison E18 以 568,665 IOPS 的峰值和 219.5µs 的延迟再次位居榜首（这次的差距很大）。
切换到顺序工作负载，我们查看我们的 64K 测试。 在读取方面，Phison E18 以 106,675 IOPS 或 6.67GB/s 的巨大峰值以及 298.3µs 的延迟继续其统治地位。
64K 写入讲述了一个类似的故事，因为 Phison E18 以 33,006 IOPS 或 2.06GB/s 的峰值得分和 169.9µs 的延迟再次以明显的优势夺得榜首。
接下来，我们查看了我们的 VDI 基准测试，这些基准测试旨在进一步对驱动器征税。 在 Boot 中，Phison E18 的峰值为 132,962 IOPS，延迟为 258.6µs，仅次于排名第二的三星 980 Pro 1TB。
对于 VDI 初始登录，Phison E18 的峰值约为 64,236，延迟为 462.9µs，然后性能出现了几个大峰值。 这个排名再次落后于三星 980 Pro 1TB。
VDI Monday Login 看到 Phison E18 的最高峰值性能为 41,251 IOPS，延迟为 236.9µs； 但是，在测试结束时它显着回落。
黑魔法
为了进一步测试 Phison E18，我们在 Lenovo ThinkStation P620 上运行了 Blackmagic Disk Speed Test。 在这里，E18 达到了令人印象深刻的 5.91GB/s 读取和 5.52GB/s 写入。 相比之下，三星 980 Pro 1TB 的读取速度为 5.14GB/s，写入速度为 2.85GB/s，而 2TB 型号的读取速度为 5.28GB/s，写入速度为 4.34GB/s。 此外，XPG GAMMIX S70 的读取速度为 4.75GB/s，写入速度为 4.92GB/s，而 Rocket 4 Plus 的读取速度为 5.3GB/s，写入速度为 5.9GB/s。
结语
总体而言，Phison PS5018-E18 控制器看起来是该公司的一款非常成功的产品。这款新控制器采用 8 通道设计，拥有 32 个通道单元 (CE)、台积电 12nm 制程工艺、第四代LDPC 引擎、PCIe 4.0 x4L 和 NVMe (1.4) 接口。Phison 还支持高达 8TB 的存储容量。此外，其加密功能也十分出色，例如硬件 AES (AES 128/256 位) 和 SHA (160/256/512)。
此性能评估属于参考设计。 这是一个旨在展示其潜力并供制造商作为品牌产品发布的版本。 Phison 已将他们的新控制器与美光 B47R NAND 及其最新固件配对，这将使基于 E18 的产品能够与现在和未来可用的其他优质产品竞争。
上面的性能图表清楚地显示了这一点，因为配备 Phison E18 的 SSD 在我们的大多数 VDBench 工作负载中都在竞争中脱颖而出，并在 Blackmagic 基准测试中拥有一流的数字。 可以说，这有点令人惊喜。
至于具体细节，我们的 VDBench 测试看到了 579K 读取 4K IOPS、569K 写入 4K IOPS、6.7K 读取 64GB/s 和 2.06K 写入 64GB/s 的令人印象深刻的亮点，所有这些都轻松击败了其他九个 Gen4我们与之抗衡的消费者驱动力。 在我们的 VDI 基准测试中，Phison SSD 的性能更好（尽管测试驱动器的结果更接近），启动时峰值为 133K IOPS，初始登录时为 64K IOPS，星期一登录时为 41K IOPS。 对于 Blackmagic，E18 为我们提供了 5.91GB/s 的读取速度和 5.52GB/s 的写入速度。
搭载 Phison PS5018-E18 主控、NAND 闪存和固件的固态硬盘最终会如何上市，目前还不得而知。但我们可以推测，像 Sabrent（他们已经使用 E18 主控）和 Corsair（他们之前使用过 E16 主控）这样的 Phison 铁杆厂商，将会再次采用这套组合。这也不难理解。这套组合应该能让他们立刻拥有一款性能强劲的旗舰产品，足以与三星 980 Pro和西部数据 SN850一较高下。希望我们不用等太久就能看到这些固态硬盘上市。
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