关于江波龙P900 512G NVMe固态硬盘的性能分析和应用

江波龙（Longsys）1999年成立于深圳，根据官方介绍，其超过400名员工中有接近半数隶属研发设计团队，具备IC固件设计、晶圆封装的基板设计能力。2017年江波龙收购了美光子品牌Lexar雷克沙，加速进军海外市场，并与Marvell展开战略合作。江波龙同时还有ODM代工业务，为其他品牌提供从客制化固件设计到产品生产的全流程服务。6月初在台北电脑展期间，PCEVA拿到了江波龙的一款NVMe固态硬盘：FORESEE P900 512G。

江波龙FORESEE P900（以下简称P900）使用Marvell 88NV1160主控搭配美光B16A的自封片。B16A属于美光第二代64层堆叠3D TLC，单Die容量32GB（256Gb），闪存颗粒采用4Die封装，单个颗粒容量128GB。

88NV1160是Marvell推出的入门级NVMe固态硬盘主控，无外置DRAM缓存设置，支持HMB主机内存缓冲。由于简化了DRAM内存控制器，主控的针脚数量和体积都得到降低，同时也有助于获得更好的节能表现。

88NV1160内置双核ARMCortex R5架构的CPU，运行频率400Mhz。主控支持四通道、每通道四CE，使用PCIE 3.0 x2接口。

借助先进的NVMe协议，尤其是HMB主机内存缓冲特性，88NV1160有能力用中高端SATA固态硬盘级别的成本提供更高的性能表现。

通过HMB主机内存缓冲从主机DRAM读取LUT查找表（Look-up-Table）要比直接从NAND闪存读取更快，对于无外置DRAM缓存设计的入门级NVMe固态硬盘而言，使用HMB可以有效提升性能表现。

测试平台及信息识别

测试平台：

CPU：Intel Core i77700K@4.8Ghz（所有CPU节能特性关闭）

主板：华硕ROG STRIX Z270F Gaming

内存：影驰Gamer II DDR4 3000 8GB*2

硬盘：金士顿HyperX FURY 240G（系统盘）

江波龙P900 512G（FW:V2.4）

电源：海盗船RM750x

系统：Windows 10 Pro 1803,17134

驱动：系统默认stornvme

以下所有测试中均关闭ASPM电源管理。

CrystalDiskInfo信息识别：

江波龙开发了固态硬盘工具箱软件（尚未公开发布），可以识别接口连接速度、温度、健康度及容量使用率等状态。

基准测试

基准测试1：TxBENCH测试

江波龙P900 512G持续读写1500/1100MB/s的速度基本符合PCIE 3.0 x2固态硬盘的应有水平。

基准测试2：PCMark 7测试

PCMark 7存储评分5664，超越绝大多数SATA接口固态硬盘。

基准测试3：PCMark 8测试

PCMark 8存储评分5013。相比SATA固态硬盘，NVMe协议以及HMB主机内存缓冲给江波龙P900带来了不对称的先天优势。

基准测试4：SLC Cache测试

HDTach测试显示，江波龙P900 512G使用了全盘SLC算法，空盘条件下SLC缓存容量大约为160GB，其后有一段中间速度平台，最终盘内空白块用尽后进入边GC边写入的最恶劣工况。

基准测试5：HMB效果对比测试

Windows 10从2017年秋季开始支持HMB主机内存缓冲技术。在此之前的Windows 7、Windows 8.1等操作系统未获得更新支持。江波龙P900的预设最小HMB主机内存缓冲容量为8MB，理想主机内存缓冲容量为480MB。

在Windows 8.1下进行测试，与Windows10 1803进行对比可以发现，江波龙从HMB特性中获益最大的是4K随机读取性能。

如果说4K单线程读取31.877MB/s和46.506MB/s的1.46倍差距看起来还不够大，那么实际使用中混合读写下差距会进一步拉大：

PCMark 8存储测试成绩从4935到5013，显示出HMB对P900的意义非常重大。使用支持HMB特性的最新Windows 10系统可以充分发挥P900的最优性能。

江波龙同时也为Win 7系统用户研发了NVMe驱动程序，稍晚些时候我们会进行测试。

基础测试7：结合USB3.1转NVMe移动固态硬盘盒测试

雷电接口普及遥遥无期，USB3.1 Gen2是当前高速外设接口的理想选择。不满足于SATA3.0 的6Gbps瓶颈之后，USB转PCIE NVMe的桥接芯片被开发出来。

来自Jmicron智微的JMS583已经实用化，PCEVA通过淘宝买到了一款使用JMS583芯片的NVMe移动固态硬盘盒，结合低功耗的江波龙P900 512G进行了测试。

由于USB 3.1 Gen2的10Gbps带宽限制，JMS583芯片只需支持PCIE3.0 x2接口（理论带宽16Gbps），整个移动固态硬盘的持续读写速度在1GB/s左右。

JMS583支持Trim指令。由于使用芯片转接，江波龙P900的HMB主机缓冲特性在这里是无法启用的，不过为了数据安全考虑，移除移动固态硬盘之前还是应该首先安全删除（弹出）设备。

进阶测试

进阶测试项目1：随机读写理论测试

进阶测试项目2：4KB QD32 随机写入离散度测试，时间5000秒。

无文件系统下使用IOMeter进行128KQD32持续写入45分钟，空闲15分钟后改用4K QD32随机写入5000秒并每秒记录。

45分钟的128K QD32持续写入速度曲线基本可以分为四段，第一段是SLC缓存内写入，平均速度1011MB/s，大约写入了150GB数据。第二段为空白TLC闪存的直写，平均速度412MB/s，大约写入了66GB数据。至此，江波龙P90 512G中的空白闪存块用尽，进入第三阶段边GC边写入的恶劣工况，写入速度波动剧烈，平均速度190MB/s左右。第四阶段写入速度又开始回升并趋稳，平均393MB/s。

不带缓存的产品都是这类表现，说明该产品不适宜用到重负载的应用环境：

进阶测试项目3：PCMARK 8扩展存储测试之性能一致性部分（稳定态家用环境性能）

这个测试主要是给家用最恶劣环境下的性能参考（全盘不留任何剩余空间，禁用了Windows文件系统缓存跑纯RAW模式）。

总结：

P900 512G是江波龙为入门级市场打造的普及型NVMe固态硬盘，使用Marvell 88NV1160主控搭配自研固件，适配美光第二代64层堆叠3D TLC闪存，利用HMB主机内存缓冲技术在有限资源下实现了性能最大化。

除了这次测试的M.2 2280版本之外，P900还有设计尺寸仅有11.5mm*13mm的BGA SSD形态，用于支持二合一电脑、超薄笔记本、VR虚拟现实、智能汽车等应用。P900的性能介于有缓存的高端SATA固态硬盘与中高端有缓存NVMe固态硬盘之间，作为NVMe SSD的基础入门级产品，将逐渐替代SATA实现产品升级。

能够提供整体解决方案的固态硬盘供应商在大陆并不多，江波龙是其中少数积累成熟研发经验的企业。不同于现在很多甘做降级料件搬运工的贸易公司，对江波龙这类专心做方案、拥有自主知识产权的企业，我们当然乐于看到他们能有长足的进步。待到国产NAND规模化量产，他们会得到更多的资源，也将拥有跟国际一线品牌竞争的基础。