NAND扩容 PCIe40 SSD如何扩容PS5存储？致态TiPro7000实操指南

发布时间 : 2024-10-12

作者 : 小编

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PCIe40 SSD如何扩容PS5存储？致态TiPro7000实操指南

早在去年，索尼PS5便正式开放了存储器拓展限制，用户可以根据需求，自由的进行PS5存储容量的拓展。实际上，索尼这一举动，只是为了弥补和掩盖PS5原生存储器不到1TB容量的尴尬。但此举在另一个维度上，推动了高端PCIe4.0 SSD存储器的消费需求，毕竟作为主机党，不到1TB的容量，很难满足动辄百GB以上主机大作的存储需求。

PS5扩容

根据官方文档披露，PS5扩容所用的存储器需要满足以下几个硬性要求，首先便是性能和协议上，需要支持PCIe4.0协议且连续读取性能不低于5500MB/s；

其次便是尺寸方面，需要满足标准的2230到22110尺寸的M.2接口，其他诸如U2/AIC接口SSD无法安装；

最后，还有一个不算是硬性规定但依旧需要关注的要求，即基于PS5主机不支持HMB机制，部分采用DRAMless方案PCIe4.0固态硬盘装载后，可能会出现性能下降、甚至不能识别等风险。

PS5扩容存储需求

总结官方文档需求，可以看到PS5对于扩容硬盘有着相当的尺寸和性能需求，那么笔者今天就以长江存储致态TiPro7000固态硬盘为例，为大家实操如何实现PS5的存储扩容，并以实测和试玩的方式，验证扩容后PS5是否因存储器变化出现性能、画面等维度的缺失。

旗舰PCIe4.0 SSD

01 PS5扩展为何选择长江存储致态TiPro7000

关于长江存储致态TiPro7000固态硬盘，这是由长江存储研发的首款全面支持PCIe4.0协议的旗舰级固态硬盘，该硬盘无论是在核心控件还是性能表现方面，都堪称一流，可以说是目前首屈一指的旗舰固态。

其中值得一提的是，长江存储致态TiPro7000固态硬盘内置的晶栈Xtacking® 2.0架构了。关于该架构，笔者早前进行了深度解读，在此引述一段旧文，晶栈Xtacking® 2.0架构归根结底便是有了更快的传输速度、更高的存储密度以及更灵活的开发周期。

核心的晶栈Xtacking® 2.0架构

性能上，晶栈Xtacking® 2.0的制造原理是在两片独立的晶圆上，分别加工外围电路和存储单元，这样的话，可以在逻辑工艺上有着更多的自主选择性，从而让NAND获取更高的I/O接口速度及更多的操作功能，从闪存制造的源头上，进行了性能优化，为后续主控的性能调配奠定基础。

存储密度上，在传统3D NAND架构中，外围电路约占芯片面积20~30%，晶栈Xtacking® 2.0技术创新的将外围电路置于存储单元之上，从而实现比传统3D NAND更高的存储密度，芯片面积可减少约25%，同等面积基础上，晶栈Xtacking® 2.0架构能够提供更多的存储单元。

性能测试

02 PS5扩展前性能实测

在实操扩容之前，我们需要针对长江存储致态TiPro7000固态硬盘进行性能测试，一方面是为了验证其性能是否满足PS5官方对于扩容SSD的性能需求，另一方面则是为了扩容后进行前后性能的比对。

测试部分，我们采用CrystalDiskMark进行连续性能测试，简单验证和记录长江存储致态TiPro7000固态硬盘的连续性能。

CrystalDiskMark测试

通过测试结果可以看到，长江存储致态TiPro7000固态硬盘最大连续读取速度达到了惊人的7400MB/s，远远超出官方文档建议的5500MB/s的准入标准，在性能方面足以满足PS5的硬性要求。

03 PS5扩容安装步骤

进入正式扩容环节，我们需要准备一些辅助工具，一套螺丝刀工具，以及长江存储致态TiPro7000固态硬盘产品。

实际上PS5扩容步骤十分简单，几乎没有难度，进入PS5官网，根据操作步骤慢慢来即可。

第一步，我们需要将PS5放到，并保持光驱面朝向我们，PS徽章朝下的状态。

第二步，右手轻轻撬动PS5主机左上角卡扣处，并用左手固定住主机，随着右手的动作，轻轻朝右边一推，听到“咔嚓”一声，PS5外壳即能取下。

M.2卡槽区块

取下外壳后，接下来的工作就简单了。我们可以看到在PS5下方有一个形似M.2卡槽的区块，选择适合的螺丝刀进行下一步操作。

拧开保护盖

第三步，自然是将区块上的螺丝拧开，揭开保护盖，熟悉的M.2卡槽便映入眼帘了。观察卡槽可以发现，PS5其实支持从2230到22110等五种类型M.2固态产品，拧开2280上的螺丝，这个时候注意，螺丝下的螺诠极易滑落出来，我们拧开螺丝后，一定要保护好螺诠。

内置螺丝

保护螺诠

最后，我们把带有散热片的长江存储致态TiPro7000固态硬盘安装在2280卡槽内，拧紧螺丝，得益于标准规格的设计，长江存储致态TiPro7000固态硬盘能够稳稳当当的，固定在卡槽内，不会出现脱落；而可拆卸式散热器的设计，让长江存储致态TiPro7000固态硬盘能够在PS5密封的环境下时刻保持巅峰性能。

稳固安装

完成安装后，我们开启PS5进入系统。

04 PS5扩展后识别操作

和电脑不一样的是，安装完新硬盘后，PS5会强制的进行一次格式化处理，并通过内置的测速软件对新硬盘进行性能测试，因而普通玩家在安装硬盘前，一定要进行原始数据的备份。

格式化选择

性能测试

完成测试

点击确认格式化后，PS5便自动进行性能测速。通过测速，可以看到长江存储致态TiPro7000固态硬盘在PS5内的最大连续读取速度达到了6350MB/s，根据笔者经验，由于PS5测速软件在队列IO设置上的差异，大部分固态硬盘的测试性能都低于PC上的结果。

但相较于PS5入门级别的5500MB/s，长江存储致态TiPro7000固态硬盘高达6350MB/s连续性能，也足以应对PS5对于游戏存储的需求了。

系统识别

点击OK后，正式进入PS5内部，找到存储选项，可以看到系统已经完成对长江存储致态TiPro7000固态硬盘的识别。到这里，PS5的拓展安装环节算是正式结束了。

05 扩容后长江存储致态TiPro7000性能实测

完成了安装，自然要进行下体验和测试了。

在体验测试环节，我们将从理论拷贝和实际试玩两个环节进行，理论拷贝顾名思义，我们将存储在PS5内置的游戏文件，拷贝至拓展的长江存储致态TiPro7000固态硬盘，以考察该SSD的性能表现；实际试玩，则是直接在长江存储致态TiPro7000固态硬盘上启动PS5游戏，考验是否会出现存储位置的差异引发画面、性能的偏差或花屏。

拷贝性能测试

性能测试部分，我们将33GB左右的游戏文件，拷贝至长江存储致态TiPro7000固态硬盘中，通过GIF图可以看到，几乎不到25秒时间，即完成了33GB文件的拷贝和写入，平均速度差不多保持在1.32GB/s，相对于理论性能有所差异，但在实际体验上，还是令人满意的。

理论拷贝令人满意

这样的效能表现，能够满足众多主机用户，进行游戏数据的拷贝和扩容。

完成数据拷贝测试后，我们直接回到PS5主机桌面，点击游戏进入实操模式。

06 扩容后长江存储致态TiPro7000试玩表现

我们打开PS5上热卖的《最终幻想》系列游戏，通过游戏试玩可以发现，无论是在游戏开场的载入部分，还是游戏中的过场动画，几乎都没任何卡顿出现，非常流畅的向前推进，丝毫没有因为游戏本体存储器的改变，而出现游戏加载问题，或是延迟反馈等现象。

游戏试玩

经过半小时的试玩，在画面更为丰富的大场景，以及更讲求细节存在大量数据贴图的场景部分，整体游戏依旧十分稳定，并没有出现诸如画面撕裂，或是因数据传输引发素材花屏等极端问题出现。

没有画面撕裂

这也验证了长江存储致态TiPro7000固态硬盘在性能和规格上的领先，能够满足甚至替代PS5内置存储器，为广大主机玩家提供更大容量、更强性能的存储体验。

流畅闯关

07 PS5扩容推动PCIe4.0 SSD需求大涨

PS5扩容需求，在很大程度上，提振了PCIe4.0 SSD的出货表现，相较于PC平台上的各种不利因素，诸如平台兼容、持有成本等，更具消费潜力和规格统一的主机玩家，可能将会是旗舰PCIe4.0 SSD产品的主要消费群体。

长江存储致态TiPro7000固态硬盘，作为一款定位旗舰的高端SSD，通过此次的实操测试，展示了其在主机市场的性能表现，有理由相信，当越来越多的主机玩家开始进行存储扩容的时候，长江存储致态TiPro7000固态硬盘必将成为他们不可忽略的产品选择。

SSD新范式｜NAND的扩容之路（六）：用什么治愈SSD的“精神内耗”

在《NAND的扩容之路（五）：掀起你的“盖头”来》中，我们已经发现SSD的病根之一是本位主义，黑箱操作徒增许多无用功。让更高层次的主机和操作系统来管理SSD的读写操作的组织会更有效率。至于NAND Flash介质在随机写入这个问题上的顽疾，能不能治呢？

答案是能。我们不但要给SSD换脑，还得把它干活的习惯给削顺溜了。

顺序写入：ZNS SSD的治本之道

ZNS的优势，基于一个根本性的前提：顺序写入。如何让随机写入变成顺序写入呢？依靠缓存吗？确实，缓存依旧是重要的一环，但重点是写入指令的重新排列。

对NVMe有所了解的人可能会意识到：调整写入指令的顺序好像并不是新鲜事物啊。在NVMe规范中，控制器可以以任意顺序执行队列中的命令，这个特点也是NVMe相对ATA可以支持超长队列（64K）以提升吞吐量的一项优势。但对于ZNS这类分区存储方案，写入指令顺序的组织工作是由主机来完成的，此时SSD控制器接收指令队列再横插一脚调整写入指令排序就可能破坏顺序写入。因此，ZNS规范引入了新的Zone Append命令。执行命令时，设备控制器在指定的Zone内写入数据，写入位置由自动变化的指向器确定，并且数据的有效写入位置通过命令完成信息反馈给主机。

上图展示了常规写入和Zone Append的差异。假设主机计划写入数据A (4KB)、B(8KB) 和 C(16KB)。使用常规写入命令时，如果需要确保都写在一个Zone内，每个指令队列深度必须为1（否则可能会被NVMe的队列重排序破坏），完成一个操作才能发出下一个写入请求。因此数据的实际排列顺序与发布时相同，并且多产生两次指令时延。使用Zone Append写入操作，主机可以同时发出所有三个写请求，控制器可以重新排序指令（譬如图中C先于B写入），全部指令完成后，反馈位置信息。简单说，主机负责分类（以实现分区）需要写入的数据，Zone Append以符合NVMe优势的方式，以及较小的延迟代价，确保计划内的数据被连续写入指定的Zone。

分析了ZNS SSD的写操作，我们又可以发现ZNS SSD的一个特点：写入操作以某Zone为基准，具体位置以指向器确定。擦除的时候，也是以Zone为单位擦除。这就意味着地址管理的颗粒度比传统SSD以页为单位的要粗得多，这将大大减少FTL表的容量。传统SSD如果采用4KB页尺寸，1GB SSD容量需要占用1MB的FTL缓存。对于大容量的SSD，缓存的容量将非常可观的，譬如我们之前拆解了7.68TB容量的Solidigm D7-P5520，其缓存容量达到了10GB，已经相当于一台普通消费类电脑的内存容量。如果配置多块SSD，缓存的消耗就可以与整台服务器的总内存容量匹敌了——这将是相当可观的成本。而ZNS SSD的一个典型的Zone大小可以达到几百MB，譬如256MB，整个SSD只有几千个Zone需要映射，这FTL开销基本可以忽略不计。

独立的SSD类型

以Open-Chanel和ZNS为代表的SSD开辟了一种新的产品形态，可以称为分区SSD。而以往的SSD则可以称为块式SSD。前者将专注于数据中心市场，暂时不会进入消费类市场。

Open-Chanel SSD的开发难度比较大，因此支持者少，迭代速度也较慢，随着已有硬件设备逐步达到使用寿命，很有可能因后继无人而逐步退出市场。相对而言，ZNS SSD的标准化程度高，支持者也比较多，包括来自硬件厂商的直接支持。

我们总结一下ZNS SSD的优点：

减少写入放大

理论上趋近于1，相当于SSD的耐久度提升了数倍（传统SSD的写入放大为3~10倍）。

减少预留空间

因为不再需要进行后台的垃圾回收，操作系统自身也可以预测SSD的响应——数据存储的具体位置对于主机而言是可知的，指令队列是可知的，是否需要、可以进行Zone擦除也是可知的。这为SSD增加了10~30%的自由容量，相当于一次介质的变革了。

减少SSD的缓存成本

因为FTL开销大大减小。SSD控制器自己留着点儿写缓存就可以了，理论上可以集成在控制器内部，不必外接DRAM或者向主机借用。

时延减小、吞吐量增加

随机写入被规范为顺序写入，写入吞吐量趋近于介质带宽。另外，随机读操作也尽量凑在有限的块当中了，也有利于减少读操作时延。只要新的软件正确使用Zone Append之类的新指令，指令队列也可以交给控制器酌情重组。

结语

分区SSD的工作方式尤其适应多任务、多租户的数据中心应用。以ZNS SSD为代表的新形态产品将在数据中心市场日益受到重视。

由于ZNS SSD明显增加了随机性能和耐久度，还降低了成本（增加有效容量、减少缓存），这使得QLC SSD的弱点得以弥补。预计QLC介质会乘着ZNS的东风扩大在数据中心市场的占有率，从而实现本系列开篇之初预测的占据半壁江山的预言，并且这些基础性的工作，为将来的PLC SSD规模性替换HDD等全新场景打下坚实的基础。

*文中涉及的其他名称及商标属于各自所有者资产

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Solidigm对非Solidigm产品的优化可能无法达到对Solidigm编译器或其他产品的优化程度。

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在不同情况下，您的成本和结果可能会不同。

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顺序写入：ZNS SSD的治本之道

独立的SSD类型

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