【綜合簡測】2022年PCIe 4.0x4 入門型主控(HMB) 1TB NVMe TLC SSD效能大亂評 (圖多)

Day_knight

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繼前篇效能型PCIe 4.0x4 SSD後,本篇轉以入門款的PCIe 4.0x4 SSD
為測試基準,希望拋磚引玉讓預算有限的人能順利針對其需求挑出合用
的SSD。


2020~2021年初的入門款PCIe 4.0 SSD還有可能是採DRAM快取設計,不
過到了2022年多數入門款SSD大多採取HMB(主機記憶體緩衝技術),試圖
透過不自帶記憶體快取設計,降低成本,以擴大SSD的市佔率。

借用技嘉(Gigabye)的文宣圖,簡單介紹HMB的架構及作用。目前桌機或
是筆電環境中,部分是採DDR5架構,不少使用者始停留在DDR4環境,甚
至可能還有人在用DDR3記憶體,說真的,我也沒法確認採用DDR5架構的
環境整體的效能提升是否比DDR4或DDR3架構來得更明顯。
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受測產品及規格資料如下表,也許閱讀者會覺得較偏重於特定廠牌。在
此先說明原因,因為當初欲購買對應主控的它廠SSD時,不一定買得到。
僅以能取得品牌SSD為優先考量。測試改以聯芸MAP1202 Gen3x4 HMB架
構為基準,測試至2022年底市售能找到的HMB Gen4x4 SSD。有點開心的
事是在撰文時,看到包括IG5220或Phison E21主控陸遇有其它品牌廠商
推出對應的產品,可以讓這塊入門級市場更有活力些。
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若以第三方軟體Crystal DiskInfo監控運作溫度,即使在相同帶風扇的
SSD散熱器下,WD SN770的最高運作溫度是各家Gen4 SSD中最高的,相
對地採用聯芸MAP1602主控的SSD最高運作溫度不超過攝氏50度,也讓人
刮目相看。
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若以Crystal DiskInfo健康度掉1%的寫入量來看,同樣都是TCL NAND
的耐寫度差異性卻極大,或許各廠主控日後可以考慮再修正。這次E21T
的耐寫度表現意外的好太多,相對地,以往主控較耐寫的SMI SM2269XT
反倒表現的較不耐寫,慶幸的是提供測試的品牌廠商轉以提供使用年度
保固,不額外再要求以TBW作為二選一的保固條件,算是很負責任。
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測試環境簡述:

M/B: ASUS MAXIMUS Z790 Hero BIOS 1202
CPU: i7-13700K oc 5.4G
RAM: G.SKILL Trident Z5 RGB DDR5-6400 16Gx2
OS SSD: Samsung 990 PRO 2TB
測試碟: 各受測SSD (CPU專屬通道M.2插槽)
SSD散熱器: 原廠散熱器(片)或 RADIATOR HDM2280-FT 附渦輪扇固態硬碟散熱器
Case: Corsair Airflow 7000D
OS: Windows 11 Enterprise 22H2 64-bit
Driver: Windows Default NVMe Driver


以下測試分為幾個部分評比:循序讀寫、4K讀寫、應用軟體整合項目,
其中又會分為不可壓縮及壓縮環境兩個子項目,這樣合計拆分為八個測
試組別,第九個組別係考慮某些軟體提供混合環境。由於測試檔案圖檔
太多,均採Excel圖表整理。


(一)非壓縮環境,循序讀寫測試:

AIDA64 線性讀寫測試,設定檔案容量為8MB。
線性讀取平均速率以E21T表現最好,IG5220第二,SN770拿到第三名;
線性寫入的平均速率反倒是SN770些許贏過IG5220拿到第一名,E21T則
是落後到第三名。
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Anvils軟體裡,循序讀取以SN770最快,E21T受到主控的特性沒法有所
發揮,讀取速率反而是新一代主控最慢的;循序寫入反由IG5220超車贏
過SN770拿到第一名,SM2269XT的寫入速率落後其它主控一大截。
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AS SSD裡,1GB或10GB容量的循序讀取測試,小檔讀取速率是SM2269XT
險勝,大檔讀取速率由SN770險勝;寫入速率不論是大檔或小檔都是SN770
險勝其它主控而獲勝,沒有明顯的領先幅度。
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ATTO設定測試型態為Random模式,將64KB、64MB、256MB、512MB、1GB、
2GB、4GB、32GB的檔案容量各家的曲線直接貼出,讓各位一目瞭然。
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NetworkDLS - DiskMark採預設封包值64K進行測試。平均讀取速率是
SN770最快,E21T最慢;平均寫入速率最快反倒是E21T,IG5220最慢。
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HDTune循序讀取/寫入測試,讀取測試是E21T領先其它人獲勝,IG5220
些微差距落敗;寫入測試反倒是MAP1202整體表現較佳且沒什麼掉速。
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HDTune額外讀寫測試,分離出的循序讀寫隨機項目。讀取或測試都是以
E21T平均表現最好,其餘主控各有領先處。
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HDTach 8MB小檔讀取測試平均速率是E21T最快。
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HDTach-RW 8MB小檔平均讀取速率是E21T最快,平均寫入最快是IG5220;
32MB大檔讀取/寫入測試,還是E21T最快。
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Inhouse DiskBenchmark循序讀取是SN770最快,寫入速率是IG5220最快。
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Parkdale (Block 64K)的模式,循序讀取以SN770表現最好;循序寫入
反倒是E21T表現最快。
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Parkdale (Block 1M)的模式,循序讀取以SN770平均表現較佳;循序寫
入反倒是IG5220平均表現較佳,MAP1202起伏較大。
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Q8T1項目,Crystal Diskmark軟體裡,讀取速率以SN2269XT平均表現,
IG5220最弱;寫入速率以SN770平均表現較好,險勝IG5220,MAP1602在
這測試項目表現不佳。
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Q32T1測試項目

Crystal Diskmark的128K Q32T1讀取速率由SN770與SM2269XT並列第
一,E21T意外表現疲弱;寫入速率還是SN770平均表現較佳奪冠,IG5220
幾乎可以拿到第二名,MAP1602仍是最弱。
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ezIOmeter的循序讀取速率由SM2269XT以些微差距奪冠;以IG5236平均
表現最快,循序寫入速率是IG5220最快。
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TxBench循序讀取速率以SM2269XT平均表現最好;寫入測試以SN770平均
表現最佳。
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(二)壓縮環境,循序讀寫測試:

Anvils軟體裡,循序讀取速率大致分為兩群,領先群以E21T平均表現最
好,MA1602次之。非領先群則是SN770表現最好,惟與領先群還是存在
一定的差距幅度;循序寫入測試則是MA1602領先其它人取得冠軍,E21T
的表現十分不穩定,而SM2269XT落後其它同世代主控存在不小幅度。
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ATTO設定測試型態在00000000模式,從64KB、64MB、256MB、512MB、
1GB、2GB、4GB、32GB的檔案容量,各家的曲線直接貼出可以一目瞭然。
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HDTune檔案基準-循序讀寫測試。讀取測試以E21T最快;寫入測試則是
E21T平均表現較佳,SN770與IG522並列第二。
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Q8T1項目,Crystal Diskmark裡讀取速率表現很明顯,E21T取得絕對
領先,次領先群則是MAP1606贏過其它前輩;寫入速率由E21T及MAP1602
並列第一,SM2269XT仍然輸給其它競爭者。
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Q32T1測試項目

Crystal Diskmark的128K Q32T1讀取速率表現很明顯,E21T取得絕對
領先,次領先群是MAP1606贏過其它前輩;寫入速率以E21T平均表現較
佳,MAP1602起伏頗大,相對地SM2269XT仍然輸給其它競爭者。
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TxBench循序讀取速率以SM2269XT平均表現最快;循序寫入則是E21T平
均表現較佳。
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(三)非壓縮環境,非循序或非4K讀寫測試:

AIDA64 隨機讀寫測試,設定檔案容量為8MB。隨機讀取平均速率是E21T
最快、IG5220次之,SN770第三名;隨機寫入平均速率是IG5220最快,
SN770次之,SM2269XT第三名。E21T因為掉速嚴重,平均寫入表現很弱。
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HDTune額外讀寫測試,分離出的隨機讀寫項目。讀取測試都是E21T平均
表現最佳;寫入測試還是E21T整體表現最佳。
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HDTune隨機讀寫測試,讀取或寫入測試裡幾乎都是E21T領先其它人。
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Inhouse Diskbenchmark隨機測試,隨機讀取以MAP1602平均表現較佳;
隨機寫入則是SN770在大檔領先其它人。
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512B項目,AS SSD軟體裡設定檔案大小為1GB及10GB兩組,不論是1GB
容量或是10GB容量的讀取速率都是E21T最快,然而IG5220讀取速率都
慢於MAP1202;寫入測試的兩組環境理仍是E21T表現最好。
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32K讀取測試項目,SN770雖出現大檔降速,平均表現仍優於其它主控而
獲勝,IG5220及E21T表現弱於MAP1202。
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128K讀取測試項目,SN770雖出現大檔降速,平均表現仍優於其它主控而
獲勝,E21T表現弱於MAP1202。
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Q1T1測試項目,TxBench的隨機讀取測試以IG5220表現最佳,除了SN770
的其它主控均弱於MAP1202,E21T墊底;寫入測試仍是IG5220平均表現
較佳,SM2269XT陡降的幅度非常快。
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QD32測試項目
Parkdale (Block 64K)模式,讀取或寫入測試以E21T表現最好,IG5220
的表現有點讓人失望,若以延遲率觀察,讀取測試的E21T延遲最低;寫入
測試以SM2269XT表現較穩定,其它人或多或少都有延遲意外拉長的情況。
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Parkdale (Block 1M)模式,讀取或寫入測試都是以E21T平均表現最好。
若以延遲率觀察,讀取測試中的E21T延遲最低;寫入測試以SM2269XT表
現較穩定,其它人或多或少都有延遲意外拉長的情況。
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(四)壓縮環境,非循序或非4K讀寫測試:

32K讀取測試項目,Anvils軟體裡仍是E21T及MAP1602主控包辦前二名,
其餘PCIe 4.0x4主控均弱於PCIe 3.0x4的MAP1202。
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128K讀取測試項目,Anvils軟體裡仍是E21T及MAP1602主控包辦前二名,
其餘PCIe 4.0x4主控均弱於PCIe 3.0x4的MAP1202。
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Q1T1測試項目,TxBench的隨機讀取測試以E21T表現最佳,MAP1602跟
SM2269XT弱於MAP1202,SM2269XT還墊底;寫入測試轉由IG5220平均表
現較佳,SM2269XT陡降的幅度也讓人不太敢相信。
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(五)非壓縮環境,4K相關讀寫測試:

4K QD1項目

Anvils軟體裡,讀取測試項目以SN770平均表現較佳,贏過E21T而獲勝,
MA1620比較可惜的是大檔讀取會蠻明顯的降速;寫入測試出現翻轉結果,
E21T整體表現較其它人佳,SM2269XT獲得第二,SN770降為第三名。
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AS SSD軟體裡設定檔案大小為1GB及10GB兩組。不論是1GB或是10GB的讀
取速率是E21T最快,第二至第四名呈現互有領先;寫入速率測試裡還是
以E21T表現最快,其它主控則是各有領先之處。
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Crystal Diskmark軟體讀取速率由E21T、SN770及IG5220並列第一,然
而一共通點是大檔讀取都出現明顯掉速;寫入速率以E21T平均表現較佳,
SN770與MAP1602並列第二,IG5220的寫入速率表現不佳。
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TxBench裡,隨機讀取速率是E21T與SN770並列第一;寫入測試速率是
E21T一馬當先,IG5220落後其它人也比MAP1202慢。
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4K QD4項目

Anvils軟體的讀取速率,IG5220壓制其它後起之秀,平均表現較佳而獲
勝,MAP1602還是一樣出現大檔讀取會降速;寫入速率仍是E21T平均表現
較佳穩定,SN770與SM2269XT互有領先,MAP1602的大檔寫入降速仍是非
常地明顯。
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4K QD16項目

Anvils軟體的讀取速率可以看到IG5220將其它主控遠遠甩在後頭,無懸
念般獲勝,SN770及E21T表現比PCIe 3.0x4的MAP1202還弱;寫入速率
各家主控都出現大檔降速情況,整體以E21T降幅最少而獲勝,IG5220或
MAP1602在某些寫入測試還弱於MAP1202。
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4K Q32T1項目

ezIOmeter隨機讀取速率以E21T些微差距獲勝平均表現最好;隨機寫入
速率以SM2269XT平均表現最佳。
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TxBench的隨機讀取測試,多數主控均輸給了MAP1202,IG5220的讀取
速率明顯地落後;寫入測試是SN770表現最佳,IG5220的寫入仍然落後。
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4K Q32T16項目
Crystal Diskmark軟體讀取速率雖然是IG5220平均表現較佳,但是它掉
速的情況也很嚴重,第二名的SN770也同樣出現大檔掉速嚴重情況;寫入
速率一看更傻眼,全部的SSD在2GB以後就開始比賽誰跳水較快、較深。
最後是E21T平均表現較,不過大檔寫入是SN770稍微好一點。
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4K QD64項目

AS SSD軟體裡設定檔案大小為1GB及10GB兩組。1GB容量讀取速率結果是
IG5220表現最快、10GB測試讀取速率則是SM2269XT險勝奪冠;寫入測試
也發生了1GB容量由SN770獲勝,但是10GB容量為SM2269XT險勝之局。
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(六)壓縮環境,4K相關讀寫測試:

4K QD1項目

Anvils軟體裡,讀取速率結果讓人非常的訝異,多數的PCIe 4.0x4
HMB主控表現弱於PCIe 3.0x4的MAP1202主控,僅只有E21T或MAP1602A
主控贏過MAP1202取得前兩名;寫入測試情況稍微好一點,僅剩IG5220
表現最弱,其餘主控贏過MAP1202,前兩名仍是E21T及MAP1602包辦。
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Crystal Diskmark軟體讀取速率以E21T平均表現最佳,不過最後的大檔
讀取速率還輸給MAP1202,更遑論其它PCIe 4.0x4 HMB SSD幾乎是全倒
輸掉;寫入速率還是E21T,這回僅IG5220的寫入速率輸給MAP1202。
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HDTune檔案基準-隨機測試,讀取測試是以E21T表現最好,MAP1602為唯
二的超過MAP1202主控,其餘主控表現多弱於MAP1202,IG5220表現讓人
有點失望;寫入測試仍是E21T表現最佳,IG5220落後其它人一大截,並
比MAP1202表現還弱。
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TxBench軟體的隨機讀取或寫入測試都是E21T表現最快,IG5220的寫入
速率不盡理想。
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4K QD4項目

Anvils軟體的讀取測試,同樣地出現多數PCIe 4.0 x4 HMB主控皆輸給
MAP1202,前兩名還是E21T及MAP1602;寫入速率可以發現一個問題,
全數的HMB主控在大檔寫入時都會降速,部分甚至會降到僅剩三分之一的
速率,測試結果是E21T明顯領先其它人而獲勝。
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4K QD16項目

Anvils軟體的讀取測試同樣地多數PCIe 4.0 x4 HMB主控皆輸給MAP1202,
前兩名還是E21T及MAP1602;寫入速率同樣的問題再度發生,全數HMB主
控在大檔寫入時都會降速,部分甚至會降到僅剩三分之一的速率,測試
結果是E21T平均表現較佳,但大檔寫入似乎SN770有其亮眼處。
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4K Q32T1項目

HDTune檔案基準-隨機測試,讀取測試可以見到多數主控在大檔時表現
弱於MAP1202,IG5220落後其它人甚多,SN770是大檔讀取掉速嚴重;
寫入測試出現差異,SN770遠遠領先其它人,IG5220仍然表現低落。
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TxBench軟體,隨機讀取測試可見到多數主控在大檔時表現弱於MAP1202,
IG5220落後其它人甚多;寫入測試則是SN770遠遠領先其它人,IG5220
仍然表現低落。
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4K Q32T16項目

Crystal Diskmark軟體讀取速率可看到E21T睥睨其它競爭者,多數的
PCIe 4.0x4主控在4GB以上容量的讀取速率慘輸給MAP1202;寫入速率雖
然還是E21T平均表現較好,可惜的是它大檔寫入掉速的情況蠻嚴重的。
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(七)非壓縮環境,應用軟體整合測試:

AIDA64 Read Test Suite 1MB或8M環境,線性讀取速率都是E21T遙遙
領先其它人,但是第二名以後的名次變化其實蠻大的。
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Anvils的非壓縮環境,讀取分數可看出SN770在16GB容量以前多屬於冠
軍,在32GB容量因降速太嚴重拱手讓出冠軍給IG5220。寫入速率則是
E21T贏得多數的測試項目,差一點在32GB容量翻船輸給IG5220。加總後
的整體表現,SN770與E21T並列第一,SM2269XT與MAP1602並列第三名。
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AS SSD裡設定檔案大小為1GB及10GB兩組,Copy Benchmark測試項目,
PCIe 4.0x4 HMB主控應用上並未壓倒性贏過MAP1202。若以存取時間觀
察,IG5220的延遲時間普遍偏長。
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AS SSD的讀寫分數比較,1GB小檔讀取分數是IG5220最高分,大檔則是
由SM2269XT最高分;寫入分數小檔是SN770勝出,大檔寫入分數再度由
SM2269XT逆轉獲勝。總分數裡小檔是SN770險勝奪冠,大檔是SM2269XT
最高分。
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PCMark 7以IG5220最高分,SM2269XT最低分,其它細項測試請直接看圖。
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PCMark 8中的IG5220在總分及頻寬均為最佳,其它細項測試請直接看圖。
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PCMark 10系統碟測試,總得分與頻寬都是E21T最高,SN770次之。
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PCMark 10資料碟測試,總得分與頻寬都是SN770最高,SM2269XT次之。
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PCMark 10存取時間可以發覺系統碟時的差異不大,但是若當資料碟使
用時,SN770的存取時間明顯快於其它人。
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3DMark Storage測試,總得分與頻寬都是SN770最高,MAP1602次之。
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(八)壓縮環境,應用軟體整合測試:

AJA 設定影片格式為3840*2160 4K RED HD解析度,編碼為16bit RGB。
讀取速率SN770與SM2269XT並列第一,在這邊可以看到E21T落後其它同
代產品不少;寫入速率SN770與IG5220並列第一,E21T雖幸運脫離墊底
的慘況,轉交由MAP1602墊底,但是整體寫入表現不佳仍是事實。
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Anvils壓縮環境,讀取分數中E21T以極大的差距領先其它參賽者,寫入
分數中的E21T差距似乎有收斂。總分數前三名分別是E21T、MAP1602及SN770。
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(九)混合測試:

ATTO設定測試型態在Overlapped I/O、佇列深度4 (QD4)模式,從64KB、
64MB、256MB、512MB、1GB、2GB、4GB、32GB的檔案容量各家的曲線直
接貼出,讓各位一目瞭然。
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CrystalDiskMark隨機混合模式,以E21T平均表現最好。
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CrystalDiskMark隨機真實世界混合模式,SN770與MAP1602贏得較多勝利。
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HDTune檔案基準測試-循序讀寫測試結果。讀取測試以SN770平均表現較
佳;寫入測試是IG5220平均表現較佳,MAP1602起伏頗大。
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4K Q1T1項目

HDTune檔案基準-隨機讀寫測試,讀取測試分為兩群,SN770平均表現較
佳,E21T及SM2269XT分別為第二、第三名;寫入測試是E21T遙遙領先其
它競爭者,IG5220讀取速率慢於MAP1202。
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4K Q32T1項目

HDTune檔案基準-隨機讀寫測試,讀取測試顯示多數主控均低於MAP1202,
IG5220仍是最慢;寫入測試明顯地分為三群,SN770遠遠領先其它人,
IG5220落後於其它人甚多。
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測試至此,作個簡單的測試總表,依不同項目分類予以比較:
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以PCIe 3.0x4 HMB主控 (MAP1202)為測試基準,將所有的變數納入測試,
Phison E21T主控憑著壓縮時效能提升的特質,奪得了寶座,算是比較符
合PCIe 4.0x4 HMB該有的領先差距,SN770則是拿下第二名,也比PCIe
3.0x4 HMB快了將近60%的幅度,IG5220或是SMI SM2269XT顯然沒有發揮
其PCIe 4.0x4該有的優勢。
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若將所有的Burst排除於測試時,Phison E21T衰減的幅度略大於SN700,
幸運的是還保留寶座。IG5220或SM2269XT主控此時發現一現象,有沒有
Burst加速對其效能影響不大。
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如果將所有壓縮測試排除,Phsion E21主控的效能縮降低了約7%,SN770
主控效能提升約9%,SN770逆轉E21T而獲得總冠軍,IG5220及SM2269XT
的效能也有提升,相對地MAP1602效率卻是下滑,一來一往使得IG5220
變成第三名。
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最後將壓縮功能及Burst選項都拿掉,SN770領先Phison E21T的幅度擴
大,MAP1602與SM2269XT的效能略有下滑,但是IG5220的效能略有提升
得以保住第三名。
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整理資料撰稿過程中,已看到Gen5x4 SSD開始於零售通路出現,也許下
次的SSD系列測試就是Gen5世代的評比。


以上不專業之簡單測試到此結束,下台一鞠躬,一切的批評希望廠
商能見諒,本文不作筆戰用,若有指教歡迎大家一起來討論。
 
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