最先进的闪存和固态硬盘成品的自动化测试方案

在固态硬盘的生产过程中，需要要经过Nandflash Testing（NT）闪存测试、Engineering Verification Testing（EVT）工程验证测试/Design Verification Testing(DVT)设计验证测试、Reliability Demonstration Testing(RDT)可靠性测试、High Temperature Testing(HTT）高温测试等等重要测试。这些测试能够有效的保证固态硬盘的最终性能和质量。但是由于这些测试相当复杂，需要价格不菲的先进的自动化测试设备，因此国内许多固态硬盘制造厂商都没有实现闪存测试和固态硬盘成品测试的自动化。我们今天来看看，目前最先进的闪存自动化测试和固态硬盘成品自动化测试方案。

在闪存测试方面，传统的人工测试存在一些问题：测试效率低下，浪费大量人力成本；有局限性，测试质量低下，只测试闪存读写功能；透明度低，只能用闪存厂家提供的测试软件。但是，先进的闪存自动化测试设备价格非常昂贵，动辄上千万，而且国外还不愿意卖给国内企业。因此，国内高端存储IC测试企业嘉合劲威一直致力于研发自己的闪存自动测试系统和设备。终于在2017年嘉合劲威推出了国内首台银芯1号闪存测试设备（F-T940）。银芯1号闪存测试设备获得了国家多项专利，能够自动放料、测试、收料，节约了大量的人工；插槽可更换，可测试所有制程的闪存；拥有O/S Test、DC Test、AC Test、Leakage test、R/W Test、Read&Write Test等多种项目的测试。银芯1号闪存测试设备是国内最先进的闪存自动化测试设备，它的测试质量和测试效率能够媲美国外闪存封测厂同类设备。银芯1号目前已经投入生产。嘉合劲威也面向业内企业客户推出了闪存自动化测试解决方案。

在固态硬盘成品测试方面，目前国内尚无固态硬盘成品自动化测试的方案。国内传统的固态硬盘成品测试，大大简化了固态硬盘测试流程，许多厂商仅仅只对固态硬盘进行RDT，无法保证固态硬盘的性能和质量，而且固态硬盘测试完全人工浪费了大量人力成本。爱德万测试（ADVANTEST）是日本的一家从半导体以及其配件测试系统开发、机电一体化业务的公司，是全球第一的ATE厂商。爱德万测试的MTP3000支持多协议多接口，支持SATA3.0、M.2、PCIe、U.2、AIC卡等，能够让各类固态硬盘在无CPU干预的情况下，直接进行EVT/DVT、RDT等等测试。它的优势是：支持多种测试同台，测试质量更高，缩短了固态硬盘打样到生产的时间，也保证了固态硬盘的性能和质量；支持各种固态硬盘，提高了固态硬盘测试的线上转化率；全自动化提升了固态硬盘测试效率，减少了人工成本。爱德万测试MTP3000无疑是全球领先的固态硬盘成品自动化测试解决方案之一。

目前国内固态硬盘生产的自动化程度还有待提高。工欲善其事必先利其器，只有鸟枪换炮，实现固态硬盘生产制造的升级，才能增加固态硬盘产能和保证固态硬盘的性能质量，进而才能增强国内消费者对国产固态硬盘的信赖，提升国产固态硬盘的核心竞争力。

原厂NAND的执念——浦科特 M9P PLUS 系列SSD评测

前言

经常关注SSD市场的朋友们可能都有一个共同的想法：现在的SSD门槛是真的低，以群联为代表几个大型解决方案提供厂商包办了很多新入行品牌的方案。不过出于成本方面考虑，这些新兴厂商很少有采用原厂NAND的。好一点的会采用群联自封NAND，差一点的就各种白片黑片降级片都上来了。毫无疑问我们平时市面上见到的几种NAND，原厂NAND的品质是最好的。不过目前除了像三星、东芝、Intel、镁光这些自己本身就生产NAND的厂商以外，很少还有坚持使用原厂NAND来生产制作SSD的了。浦科特就是这为数不多的厂商之一。 浦科特这次发布的新品型号是M9P Plus系列。可能有些朋友会感到意外，不应该是M10系列了么？这次M9P Plus相对M9Pe只是一个小小的升级，而真正的M10这个序列是要留给PCI-E 4.0时代的。 目前M9P Plus已经在京东开始预售，512GB版本预售价格669元，10元预售定金可以抵50元，实际到手629元

外观

熟悉浦科特的朋友们应该都知道浦科特的NVME产品M.2裸盘版，M.2带散热片版，AIC插卡版。这次我们的512GB样品是M.2裸盘版，正式型号为PX-512M9PGN+ M9P Plus的外包装和之前的M9P系列基本一样，都是那涡轮引擎的图案，只不过左下角M9P下面的“e”变成了Plus

这次的M9P Plus系列针对不同用户一共准备了三款容量，256GB/512GB/1TB。根据官标参数512GB和1TB版本的性能基本一致

从盘体外观上看最明显的区别是M9P Plus的PCB换成了黑色，没有了以前绿色PCB的那种廉价感

标签终于贴到了没有NAND的背面，此处好评。想想当初多少人为了散热宁可不要保修也要把正面标签撕掉，厂商也是会站在消费者角度考虑的嘛

M9P Plus系列相比M9Pe的一项升级便是将SSD的主控从MARVELL 88SS1093升级为88SS1092

88SS1092和1093一样都是三核心ARM架构SOC，参数也相仿。最主要的区别在于88SS1092是针对企业和数据中心设计的更专业向的主控，支持的外置DRAM容量也更大一些

NAND方面是本次M9P Plus的另一个升级，东芝新版的NAND印字很浅，大家可能有点看不清。闪存是东芝原厂TH58LJT1T24BAEF，这是一款96层堆叠的3D TLC NAND，单颗256GB 8通道2CE，相比M9Pe系列的64层NAND有了一定的进步

DRAM是来自南亚的512MB LPDDR3颗粒

1TB的样品是AIC插卡版，正式型号为PX-1TM9PY+

包装也是相同风格

散热片的外观也和M9PeY保持一致，仿佛一颗红色的子弹侧向射入散热鳍片之中

从PCB背面的布线我们也可以看得出来，AIC版和以前的型号一样都是M.2加转接卡来实现的

顶部的信仰灯和RGB灯条

PCB板的布局和M9PeY没有什么区别

虽然这个AIC插卡版，但根据以往的经验内部的盘体和零售版以GN为后缀的产品应该是一样的。1TB的盘变成了单面设计，这样增加了笔记本以及部分小型主板的兼容性

1TB版本的的NAND为TH58LJT2T24BAEF，一样是8通道2CE，只不过容量扩大了一倍。同时DRAM也增加到了1GB

闲置情况下是呼吸闪烁

读写状态下是流光滚动

性能简测

Crystal Disk Info识别M9P Plus的型号，只不过Plus变成了真正的“加号”

用Crystal Disk Mark 6.0.2进行性能的简单测试

和官方参数标记的一样，512GB和1TB版本在CDM测试成绩上并没有多大的不同

在给512G的盘装入400G数据之后，成绩也没有什么变化，不必担心用多了会掉速

使用HDTUNE测试一下两张盘的SLC Cache

512GB版本的Cache大约在28GB左右，而1TB版本的Cache大约在56G左右。细心的朋友可能会发现一个问题，在Cache写满之后的TLC NAND直写过程中，512GB版本比1TB版本还要高一些，这与我们以往见过的情况相左。具体情况会在下面的进阶测试中进一步说明

进阶测试

离散度 下面我们来看一下M9P Plus在稳定态下的表现

这是一个我们平时很少见到的曲线。M9P Plus在巨大压力之下居然还会在短时间内恢复性能，虽然恢复之后马上又被打压下去过一段时间再次恢复，就在这种反复的上下挣扎之中进入稳定态。而并不是我们看到其他很多SSD的在过渡阶段之后进入的那种平缓柔和的稳定态。 SSD的固件最重要的作用是合理协调主控与NAND资源，在保证数据可以安全写入的前提下资源像哪方倾斜是固件优化的重点。这种积极甚至可以说是激进的GC策略是浦科特固件的一大特色

1TB版本的曲线和512GB基本相同，只不过需要耗费更久的时间才能进入稳定状态

顺序写入这边也有着类似的情况，M9P Plus始终尝试这恢复性能，只不过在高压情况下一次次地被打压下来。

与此同时我们可以清楚的看到和上面HDTUNE测试同样出现的不寻常现象——512GB的TLC NAND直写比1TB高。 512GB的TLC NAND直写在600~700MB/S之间，而1TB的TLC NAND直写仅有500~600MB/S之间 这是因为512GB和1TB版本虽然NAND容量不同，但都采用了两颗8通道2CE的NAND FLASH。换句话说1TB版本的NAND的CH/CE总数并没有比512GB多。不仅如此，由于容量增大造成FTL表也跟着增长，这样反倒拖累了NAND直写速度。所以M9P Plus的1TB NAND直写要稍稍弱于512GB版本IOPS测试 这部分测试中请来了M9P Plus的同门师兄M9Pe

在测试线程数ThreadCount=1时，无论是4K读取还是写入M9P Plus和M9Pe成绩都差不多

但当测试线程数ThreadCount提升到4的时候，双方逐渐拉开了距离

当ThreadCount=8的时候差距更加明显

在上面的测试中可以发现M9P Plus在4K随机读取Q8T8的测试中有一个非常明显的下跌，下面这个图表会看得更清楚一些

不仅仅在Q8T8，在Q16T4和Q4T16这几种基本等效QD64的深度组合中都存在4K随机读取异常偏低的情况。写入方面表现正常

浦科特的出厂随机性能验证是以Q32T4为基准的，而在这个标准下M9P plus的随机性能的确可以达到出厂的标称值。我在以往的SSD评测中层反复提到过，以AS SSD 和CDM6.0X为代表的一些SSD快捷测试工具都是以Q8T8（QD64）作为默认设置的，很多SSD也在此方面进行了专门有针对性的“优化”，比如群联在这方面做的就多。浦科特在固件中并没有对Q8T8做针对性优化导致了M9P Plus在这些快捷测试工具中得分较低。 我对这些快捷测试工具的评判标准不做评价，但不可否认简单便捷的他们有着巨大的受众群体。没有针对这方面进行优化，会让这些群体认为你不行，这样是非常吃亏的。 在温度方面M9P Plus相比其师兄有了不小的进步，靠主板上那种单条的M.2散热片即可轻松压住。而AIC插卡版的M9PY+则更是非常凉快

总结

这次的M9P Plus在性能方面相对于M9Pe可以说是一个小小地升级，也怪不得型号仅仅是一个Plus而不是M10P，不过在其他细节方面的改变还是足够称道的：

全新的SLC Cache策略

SLC Cache容量偏小曾经的M9Pe系列的一个主要的槽点，而M9P Plus采用了动态Cache策略，缓存容量是M9Pe的数倍。当然这个缓存容量会随着可用空间的降低而逐渐减少，不过即使在470G的总空间占用400G的时候依然可以保持这10GB左右的缓存大小

更佳的温度控制

硬件上升级为东芝96Layer 3D NAND和Marvell 88SS1092主控之后，M9P Plus的运行温度得到了很大程度的改善。同为M.2版本在相同的环境下测试的结果领先M9Pe系列很多

掉电保护的另一种实现形式

关于这一点，我很难通过测试图表来直观的展现。现在的主流高性能SSD都配备有DRAM作为缓存来提高性能，但是DRAM的特性便是掉电即丢数据。为了解决这个问题，企业级产品通常会配备大容量电容器以便在意外掉电之后还能提供少量电力来供SSD将DRAM里的数据回写入NAND之中。而消费级往往没有这种硬件配备，特别是2280规格的M.2盘体上更是没有空间来做这些掉电保护电容。 浦科特的在固件做了一些处理来间接的实现这一功能，M9P Plus平时就会十分积极的将DRAM中的数据回写至NAND。这样虽然不能像硬件掉电保护系统那样做到100%万无一失，但也可以很大程度上为数据安全和数据完整性提供帮助。当然这种策略所带来的负面效应就是DRAM不能全心全意的为跑分而服务，这也是M9P Plus在跑分方面无法和部分群联主控产品相比的原因之一。不过数据安全和跑分哪个更重要，我相信大家心里都清楚吧 现在这个年代，还坚持使用原厂NAND做SSD的厂商不多见了。浦科特还能始终坚持他们的初心，仅凭这一点就是值得赞赏的。希望以后浦科特也能继续坚持原厂NAND，我们有理由期待基于PCIE4.0的M10P系列真正到来的那一天

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