Synergy加持，表现远超预期——Solidigm P41 Plus深入测试
两年前，SK海力士收购了英特尔的闪存及存储业务。大约一年后，2021年12月，Solidigm成立。Solidigm的名字分别以“solid-state” (固态)及“paradigm”（范式）组合而成，体现了Solidigm致力于创建固态存储新范式，以及革新存储行业的决心。
之后的一段时间内，Solidigm的产品线以继承自英特尔的企业级SSD为主，并在部分企业级SSD中引入了SK海力士的NAND介质，如D5-P5530。
这个月（2022年10月），Solidigm又有两件大事：一是英特尔SSD的技术支持和保修全面移交给Solidigm（包括之前售出的产品），二是Solidigm向国内消费市场推出自有品牌产品。其首款消费级SSD为Solidigm P41 Plus，定位于主流市场，价格段平易近人，1TB容量在电商平台上的定价为500多元。
Solidigm P41 Plus采用当前台式机、笔记本电脑流行的PCIe 4.0 M.2接口，提供大约4GB/s的顺序读取，和3GB/s左右的顺序写入性能。其规格明显超越了PCIe 3.0时代的产品，容量价格比又相当不错，是颇有竞争力的换代产品。
初识Solidigm P41 Plus
包装
Solidigm P41 Plus的包装风格简单明快。正面是清爽的蓝白配色，文字信息一目了然：Solidigm品牌、容量、最大读取速度、型号、接口。主图就是产品的局部特写，金色的覆铜是品牌logo。品牌和主图的部分看上去额外增加了UV工艺，立体感和光泽感不错，让包装显得有质感——这在零售市场上属于加分项。
背面主要是保修相关的信息，如质保5年，序列号等，以及2280规格的示意图。
包装内是塑壳包装和盘体，以及一本说明书。
盘体正面标签非常简洁，蓝白色块，品牌和型号。背面没有任何元件，PCB上印刷了各种认证的图案，标签则是序列号等信息。
盘体
整体上看，Solidigm P41 Plus采用的是无DRAM缓存设计，符合其高性价比的定位。对于2280规格的盘体而言，PCB空间非常宽裕，主控和闪存芯片分占PCB两端，这是对散热友好的设计，二者的发热不会互相影响。PCB的中间部分高调地用铜箔展现了Solidigm的商标形象，美观之外，也额外增加了一些散热效果。不过这种“费板”的设计也意味着2230、2242规格的SSD将有不同的布线方案。目前进入零售市场的P41 Plus只是2280规格，其余规格暂时只会供应OEM渠道。个人倒是非常期待2242这样的规格尽快出现在零售渠道中，以满足部分笔记本电脑用户升级从盘的需求。
Solidigm P41 Plus采用了慧荣SM2269XTF主控。这是一款支持PCIe 4.0的主控，采用12nm制造工艺，处理器核心为双核ARM R8，支持四个NAND Flash通道，每通道接口速度1600MT/s，支持3D TLC/QLC NAND Flash。从主控的规格看，这是定位于主流市场的产品。
PCB的另一端则是一颗NAND Flash，编号为29F08T4AOCQK2。从编号可知其为8Tb容量（QLC模式下），x8 die封装，144层 3D工艺。得益于领先的介质容量和高密度的封装，单芯片即实现了1TB的容量。
根据Solidigm提供的规格，1TB版本的P41 Plus的顺序读取性能为4125MB/s，顺序写入性能为2950MB/s，随机读为22.5万IOPS，随机写为52万IOPS。保修方面，1TB容量版本是5年保修或400TBW写入量。400TBW的耐久度承诺处于中游水平，低于高性能定位的1TB竞品，又高于许多入门级产品。
功耗
对于笔记本电脑用户非常关心的功耗问题，Solidigm的产品资料没有直接提供。但我们通过Smart Mon Tools软件可以读取到P41 Plus的功耗设置，其峰值功耗仅为4W，工作功耗为3W，这意味着不需要考虑它的散热问题，对笔记本电脑非常友好了。在北京秋季20℃左右的室温环境下，我们的实测过程中P41 Plus的工作温度只有60℃左右，最高66℃。另外，其空闲功耗为0.025W，待机为0.004W，有利于改善笔记本电脑的续航能力。
图注：SmartMonTools
整体而言，Solidigm P41 Plus用具有吸引力的价格和比较均衡的性能、功耗，让主流用户将系统盘的心理目标提升到1TB容量等级。
测试平台
我们对Solidigm P41 Plus的测试基于华硕ExpertCenter D900MD商用台式机作为硬件平台。
其核心配置为：
- i7 12700处理器
- 16GB DDR5 4800内存
- NVDIA RTX 3060显卡
华硕ExpertCenter D900MD提供了两个M.2插槽位置，其中靠近处理器部分的为PCIe 4.0 x4规格。我们将Solidigm P41 Plus安装在此处。
基准测试
我们用CrystalDiskMark进行顺序读写、随机读写的测试。采取两种设置（默认、NVMe）和两种文件大小（1GiB、64GiB）。
在CrystalDiskMark顺序读测试中，Solidigm P41 Plus的成绩约为4170MB/s，顺序写约为2977MB/s，略微超过官方资料的标称值（读4125MB/s、写2950MB/s）。
图注：CrystalDiskMark NVMe 1GiB数据块 NVMe设置
在NVMe设置下，队列和进程密集（Q32/T16），Solidigm P41 Plus直接就跑满了预计的IOPS，其中随机读达到22.95万IOPS，随机写达到53.43万IOPS，均超过了官方资料的标称值（读22.5万、写52万IOPS）。更能体现真实应用场景的混合读写（70%读，30%写）测试中，P41 Plus的随机性能接近20万IOPS，与随机读差异不大。这说明在负荷不大的应用中，P41 Plus的表现会非常稳定，基本上不会因为写干扰导致明显的延迟。
图注：CrystalDiskMark NVMe 1GiB数据块 NVMe设置
很显然，如此理想的成绩，展现的是SLC Cache内的实力。毕竟1GiB大小的测试文件对SLC Cache缓存没啥压力，除非是早期的PCIe 3.0 SSD的SLC Cache容量在10GB内的，否则一般不会“露怯”。为了初步挑战一下SLC Cache，我们随即将测试文件大小增加到64GiB，这样在测试盘上建立临时文件的行为会提前吃掉大量的缓存。需要指出的是，64GiB的文件容量超出了绝大多数用户所能涉足的应用范围，消费市场可以接触到的最大文件估计顶天也就是双层蓝光碟片的镜像，体积为50GB；至于专业人士，包括好奇宝宝们喜欢用来虐工作站的神图，NASA的8亿像素银河图片，容量是24.6GB（而已）。
将测试文件增大到64GiB后，Solidigm P41 Plus的顺序读写性能略有下降，随机读写性能变化比较明显。其中，随机读降为16.15万IOPS，随机写为10.72万IOPS。顺序写性能得分没有明显下降，说明SLC Cache容量还是比较大，而且经过一些回收，还有余量应付排在写入测试第一顺位的顺序写测试。但随着SLC Cache进一步被10次顺序写入消耗，对排在后段的随机写测试影响就很大。在后面更深入的测试中，我们可以通过CrystalDiskMark的“默认“设置，观察到读压力对垃圾回收的影响，进而影响到顺序写的成绩，还可以发现读写交替测试的TxBENCH在写项目上的波动更大。
图注：CrystalDiskMark NVMe 64GiB数据块 NVMe设置
系统测试
我们用PCMark 10存储性能测试来考察SSD在真实应用软件中的表现。Solidigm P41 Plus在完整系统盘项目得到了3100左右的分数，在PCIe 4.0 SSD中属于中游水平，足以击败PCIe 3.0时代的顶级产品，甚至不惧容量较小的PCIe 4.0 SSD顶流。
PCMark 10的完整系统盘测试涵盖了Windows 10启动，Adobe旗下专业软件（Acrobat、After Effects、Illustrator、Premiere Pro、Lightroom、Photoshop、InDesign），微软旗下办公软件（Excel、PowerPoint），以及游戏（Call of Duty Black Ops 4、OverWatch）的启动和使用，以及ISO文件、JPEG图片的拷贝，体现的是SSD在使用新媒体生产力软件和一般娱乐时的性能表现。由于这个测试涉及的富媒体内容较多，临时写入负担还是比较重的，较大容量、SLC Cache有优势的SSD更有利。
图注：PCMark10完整系统盘基准测试
至于PCMark 10的快速系统盘测试，则属于比较常规的表格和图片处理，负荷不高，P41 Plus可以获得3700分以上的成绩。
深入探究：SLC Cache容量
要进一步确定Solidigm P41 Plus的性能潜力，我们先搞清楚它的SLC Cache容量大小。我们用HD Tune Pro进行一次全盘写入。
图注：HD Tune Pro全盘写入曲线
从全盘写入的曲线看，Solidigm P41 Plus 1TB在接近130GB容量的时候发生了断崖式的掉速，由此可知空盘状态的SLC Cache容量为130GB左右。随后的缓外速度就是控制器和NAND Flash的真实速度了，大约为200MB/s。在三分之二容量处出现了一些小波动，随后速度又略有下降，但并不低于141MB/s。这个缓外速度低于中高档TLC SSD的水平（高档TLC SSD缓外速度可以达到1GB/s以上，中档TLC SSD缓外速度几百MB/s），高于多数QLC SSD（几十MB/s量级）的水平，甚至高于部分TLC SSD的水平。
随着SSD容量向1TB发展，SLC Cache容量也水涨船高，从早期的几GB，十几GB，几十GB，到现在上百GB，甚至全盘模拟（相当于几百GB）。达到百GB级后，日常应用已经很难超出SLC Cache的容量，毕竟多数电脑SSD的累积写入量除以工作时间，一般也就是一周100GB的水平。除非大量拷贝文件，否则日常应用很难触及现在主流SSD的缓外速度。当然，一旦不幸超出缓存，P41 Plus还有200MB/s的性能，尚可接受。至于那些只有几十MB/s的SSD，就得被客户吐槽“比机械盘还慢”了。
另外，少数SSD采取了非常激进的缓存回收策略，其表现是缓外部分的写入出现大量的毛刺，并反复出现几组爬坡再断崖跌落的“台地”。这种策略有利于提升平均写入速度，但主控和介质的负荷很大，日常的写入放大可能也会增加。Solidigm P41 Plus的缓外表现整体看比较“佛系”，线条平稳，波动很少。
我们还测试了不同容量占用下的SLC Cache，25%容量时大约50GB，50~75%时有40 GB左右。对于非重度应用，这样的SLC Cache容量足够大了，很难触发明显的掉速。大家可以留意一下自己SSD的写入量，普通用户日均也就是几十GB水平。
图注：HD Tune Pro 25%占用写入曲线
图注：HD Tune Pro 75%占用写入曲线
向75%容量占用的P41 Plus盘内互拷约140GB文件时，我们可以看到在大约40GB时掉速，然后释放缓存恢复写入速度，大约30GB后掉速。后程又出现了几次小规模的缓存释放。整个拷贝过程约10分钟，折合200多MB/s。
90%容量占用时，P41 Plus的SLC Cache容量还有22GB。这个比例近乎于全盘模拟了，属于要拼命的节奏。在写测试后段，P41 Plus出现了明显的缓存释放操作。
图注：HD Tune Pro 90%占用写入曲线
话说回来，10%剩余空间，对很多人而言是不是很紧张的感觉？但对1TB的盘而言，那也还有100GB啊。所以，我一直认为SSD的容量大才是王道，有容量才有状态。
趋近真实：脏盘测试
比较熟悉SSD的用户都知道SSD有“满盘掉速”的问题。其中主要原因有两个，一是因为SSD经过大量写入后，空白块消耗一空，如果没有及时进行垃圾回收操作，会严重影响SSD的读写性能；二是随着剩余空间减小，SSD的SLC Cache容量也会逐步减小，这在大容量甚至全盘模拟SLC Cache的SSD上表现会非常明显。
我们为Solidigm P41 Plus规划了4种容量状态：空盘、25%空间占用、50%空间占用、75%空间占用，并分别搭配Windows 11的默认驱动程序和Solidigm驱动程序，并叠加Solidigm Storage Tool中的主机托管缓存。
CDM使用64GiB数据，以及PCMark10的完整系统盘测试，空盘到50%容量时的测试成绩区别不大，75%开始出现明显差异。
图注：PCMark10完整系统盘基准测试 不同容量对比
CDM使用1GiB数据，以及PCMark10的快速系统盘测试，空盘到75%容量占用，顺序读写和随机读写成绩差别不大，混合读写测试略有差异。发现结果过于理想，我杠精附体，直接把空间填到90%，这才让PCMark快速系统盘测试的分数降到了3319分。
图注：PCMark10快速系统盘基准测试 不同容量对比
尤其值得一提的是，我们在P41 Plus的脏盘测试中发现，Solidigm驱动程序对性能的影响非常之巨大。接下来，我们会把驱动程序对性能的影响进一步展开。
性能劲升：Solidigm Synergy
Solidigm为P41 Plus配套了Solidigm Synergy软件，可以提升性能。Solidigm Synergy其实是由两部分组成，一是NVMe驱动程序，二是Solidigm Storage Tool软件。二者需要分别下载。
安装驱动程序后，Windows自带的“标准NVM Express控制器”会变为“Solidigm NVMe Storage Controller”。使用Solidigm的驱动程序，对随机写入性能影响比较明显。
对于负荷较小的1GiB文件尺寸，驱动有无的差异主要出现在浅队列的随机写（Q1T1）方面。有驱动之后，性能提升了23%。
图注：CrystalDiskMark NVMe 1GiB数据块 NVMe设置 空盘 无驱动
图注：CrystalDiskMark NVMe 1GiB数据块 NVMe设置 空盘 Synergy驱动
图注：CrystalDiskMark NVMe 1GiB数据块 NVMe设置 空盘 柱状图对比
而对于负荷较大的64GiB文件尺寸，驱动对随机性能的提升更加明显。譬如大队列的随机读性能提升38%，几乎接近理论上限。随机写性能的提升大概是50%的量级。另外，我们可以发现，在读和写测试中，可能是由于官方驱动程序更积极地使用了SLC Cache，这会导致在第三阶段的混合读写测试中顺序性能有所下降，但混合读写测试中的随机性能依旧保持了明显的优势。
图注：CrystalDiskMark NVMe 64GiB数据块 NVMe设置 空盘 无驱动
图注：CrystalDiskMark NVMe 64GiB数据块 NVMe设置 空盘 Synergy驱动
图注：CrystalDiskMark NVMe 64GiB数据块 NVMe设置 空盘 柱状图对比
对于预先填充了空间的“脏盘”，官方驱动的随机读写性能优势会进一步增大。在50%和75%空间占用量的情况下，随机写性能甚至出现了翻倍的情况。
图注：CrystalDiskMark NVMe 64GiB数据块 NVMe设置 随机读写 50%占用 各驱动状态对比
图注：CrystalDiskMark NVMe 64GiB数据块 NVMe设置 随机读写 不同占用 有无驱动对比
图注：CrystalDiskMark NVMe 64GiB数据块 NVMe设置 混合读写 不同占用 有无驱动对比
安装驱动程序后，还可以通过Solidigm Storage Tool打开“主机缓存托管功能”。这个功能可以根据进入缓存的数据使用频率而非先后顺序来决定回收策略。这个功能在基于随机数据的测试中对性能的影响不太明显，但在程序载入等测试中会比较有利。
在PCMark10的系统盘基准测试中，我们可以看不同驱动程序状态的分数有所差异，在剩余空间较小的情况下，主机托管缓存的效果开始体现。75%占用下，托管时的PCMark10分数是2513分，禁用托管后是2363分。
图注：PCMark10完整系统盘基准测试 空盘 不同驱动对比
图注：PCMark10完整系统盘基准测试 托管缓存
图注：PCMark10完整系统盘基准测试 未托管缓存
结语
如果您近期有置办电脑或者升级笔记本电脑SSD的打算，强烈推荐关注一下Solidigm P41 Plus。容量大，性价比高，发热量低。而且，经过我们恶狠狠地测试，确实没有特别明显的短板。包括后半辈子的表现，都还算比较稳定的。这足够让很多始乱终弃型SSD汗颜了。
凭借较大的SLC Cache容量，Solidigm P41 Plus在基准测试和系统测试中的表现都还算不错，胜任主流多媒体创作者、游戏玩家的需求。对于资深玩家津津乐道的“满盘掉速”问题，得益于较为宽裕的后程SLC Cache规划，以及神奇的Synergy套件的支持，P41 Plus起码可以稳定输出到七成容量占用。对于轻度办公和影音娱乐的用户，在P41 Plus剩余容量见红之前应该很难感知掉速问题。