作為新興的儲存媒介，固態(tài)硬碟（Solid State Drive，SSD）這個名稱在業(yè)界與市場上都已不再陌生，具有高效能、低功耗、高耐受度及體積輕薄等特性，甫上市便成為眾所關(guān)注的焦點。然而在實際應(yīng)用上，除了企業(yè)用（Enterprise）的產(chǎn)品線已開始逐漸普及之外，SSD對一般民眾而言仍是屬于尚在觀望階段的一項產(chǎn)品。而會令消費者望之卻步的理由，不外乎就是價格與品質(zhì)。SSD以快閃記憶體（NAND Flash）作為儲存媒介，售價因此受其單價的波動牽制而居高不下，更遑論主要使用型態(tài)為SLC（Single-Level Cell），成本更是相對高昂；此外，SSD這類產(chǎn)品本身的品質(zhì)可靠度與使用壽命始終啟人疑竇，平均故障間隔（MTBF）的不確定性使消費者不愿以更高的代價購買一個產(chǎn)品壽命存疑又故障率較高的產(chǎn)品。

為了確認大眾對SSD的品質(zhì)疑慮是否其來有自，百佳泰（Allion Test Labs, Inc）特別揀選市面上知名品牌的SSD產(chǎn)品進行實際測試，以了解這些產(chǎn)品在真實的使用情境中，是否真的出現(xiàn)品質(zhì)或效能表現(xiàn)上的問題風(fēng)險，百佳泰并將其測試結(jié)果加以比較并進行解讀分析，希望能以客觀中立的角度將現(xiàn)象呈現(xiàn)，以供相關(guān)廠商在產(chǎn)品開發(fā)時、以及消費者在選購時的參考之用。

在此次的測試實驗中，我們一共挑選了八顆知名品牌的SSD，包括Corsair、Crucial、Kingston、SanDisk、Intel、OCZ、WDC等國際大廠所出產(chǎn)的產(chǎn)品，其中Corsair包括兩款不同型號的產(chǎn)品。在測試方法上，則根據(jù)過去的經(jīng)驗，從四個指標來檢視SSD的整體表現(xiàn)，分別包括可靠度（Reliability）、效能評估（Performance Evaluation）、效能穩(wěn)定度（Performance Stability）、效能退化（Performance Degradation），并在各個指標中以實際測試所得出的結(jié)果進行三級分的評量，以A為優(yōu)良、B為次之、C為不佳。

根據(jù)下表可以看出較終的評量結(jié)果，在八顆產(chǎn)品中以Intel與OCZ的這兩顆產(chǎn)品擁有較佳的品質(zhì)，Corsair P128/ R120與KINGSTON的SSD則是表現(xiàn)較不佳的產(chǎn)品。如何得到這樣的測試結(jié)果呢？請見以下的測試評估分析。

評估指標一：SSD的可靠度（Reliability）

衡量SSD可靠度的方式主要在觀察是否會有資料錯誤或漏失（Data Corruption/ Data Error/ Data Loss）的情形。作為一個以儲存為目的性的產(chǎn)品，其首重要務(wù)便是能正確儲存并保存資料，SSD也不外于此。在不同的使用情境、不同的溫濕度環(huán)境與不穩(wěn)定的電源狀態(tài)下，對其資料保存能力都是挑戰(zhàn)。一旦資料發(fā)生儲存錯誤或檔案損毀、遺失的情形，對使用者來說損失可能難以估計。因此，SSD的可靠度便成為本次測試實驗中的第一個評估指標。

在可靠度的評估指標中，又分為三個面向，分別是SSD的外觀規(guī)格（Surface of SSD）、SSD的讀取狀態(tài)（SSD Status）以及資料完整度（Data Integrity）。在實際的測試實驗中，前兩個面向都沒有發(fā)現(xiàn)到明顯的異常狀況，外觀規(guī)格不僅多能符合規(guī)范，在與其他電腦相連接時，也都能從電腦主機端讀取到該SSD裝置。不過在資料完整度部分，除了KINGSTON、Intel和OCZ能正確保存所有資料外，有過半數(shù)的產(chǎn)品、也就是五顆SSD都出現(xiàn)錯誤的情形，也就是說在執(zhí)行讀取資料并寫入到SSD的動作之后，SSD中資料發(fā)生錯誤而與原始檔案不符。

評估指標二：效能評估（Performance Evaluation）

SSD眾所皆知的一大優(yōu)點便是宣稱資料能高速傳輸，因此在此我們便運用效能診斷工具，來模擬出不同的使用情境，并執(zhí)行實際的評估測試。此次選擇的是16K與64K兩種大小的檔案來進行隨機（Random）與持續(xù)（Sequential）讀寫的測試，其中16K的檔案比較符合使用者一般存取的普通檔案大小，而64K則偏向影音媒體檔案的大小。此項測試的主要目的是在了解受測SSD在讀寫不同檔案時，其效能有如何的表現(xiàn)變化，其評估數(shù)字是以一百回的測試結(jié)果加以平均所得出。

從上面的測試結(jié)果圖可以看出，八顆SSD的表現(xiàn)各不相同，其中以Crucial、Intel和OCZ的表現(xiàn)較佳，而KINGSTON和SanDisk的表現(xiàn)則較差。在64K持續(xù)讀取時，七顆SSD的速度旗鼓相當(dāng)，僅有SanDisk的效能表現(xiàn)落后，99.24MB/s的速度僅達到其余七顆平均水準的一半；在64K持續(xù)寫入時，以O(shè)CZ的SSD效能明顯領(lǐng)先群雄，而SanDisk的產(chǎn)品則同樣墊后。至于在16K隨機讀取時，僅有Crucial與Intel的兩顆SSD能分別達到181.99MB/s與204.38MB/s的表現(xiàn)，其余均落在70MB/s以下，并又以SanDisk的效能為較差；而在16K隨機寫入時，包括Corsair的R120和Intel、WDC的產(chǎn)品能有超過100MB/s的速度，SanDisk則只有11.62MB/s的成績。較后，再比較這八顆SSD的平均讀寫效能，則有Crucial、Intel與OCZ能達到60MB/s以上的表現(xiàn)，而KINGSTON則以32.6MB/s敬陪末座。

從這樣的數(shù)據(jù)可以看出，除了SanDisk的產(chǎn)品相較之下整體均略遜一籌外，其他品牌的SSD在不同使用情境下，也各自有極為不同的表現(xiàn)結(jié)果。舉例來說，Crucial的SSD在隨機16K讀取測試中，有第二佳的效能表現(xiàn)，但在隨機16K寫入測試中，卻成了所有SSD中的第五名，也就是說，它在處理讀取與寫入時的速度落差，相較于其他產(chǎn)品來的大，這樣的差異不僅使用者可以明顯感受的到，也代表著該產(chǎn)品必須再加強控制晶片對讀寫動作的運算處理。

評估指標三：效能穩(wěn)定度（Performance Stability）

第三個評量SSD表現(xiàn)的指標則是SSD的效能穩(wěn)定度，也就是說，SSD在執(zhí)行每次讀寫任務(wù)時，是否都能維持相同或接近的表現(xiàn)水準，尤其是在經(jīng)過長時間、大范圍與動態(tài)使用的狀態(tài)下，更特別容易見到SSD產(chǎn)生效能不穩(wěn)定的情形。SSD的表現(xiàn)若能維持穩(wěn)定，不但符合使用者期待，也同時能保障相應(yīng)裝置像是系統(tǒng)端的運作使用。

為了得到更準確可靠的結(jié)果，我們分別從效能的常態(tài)分布情形（Performance Distribution）、極端值之落差（High/ Low Gap）和標準變異數(shù)與離散程度（Standard Deviation over mean）三個面向來評估。

效能常態(tài)分布情形（Performance Normal Distribution）

所謂的常態(tài)分布，是指在所有統(tǒng)計資料中，數(shù)據(jù)落在標準變異數(shù)（亦即標準差，σ）之間的范圍比例。而在此所謂的效能常態(tài)分布，指的就是所有測試結(jié)果的效能表現(xiàn)落點情形。若是每回合的測試結(jié)果距離平均數(shù)（μ）越接近與集中，代表效能越穩(wěn)定；倘若每回合測試結(jié)果距離平均數(shù)越遠而發(fā)散，則代表其效能表現(xiàn)的落差較大而相對不穩(wěn)定。以下圖Crucial C300與Corsair P128兩臺受測SSD為例，藍色線段圖形代表每次測試回合的結(jié)果分布情形，桃紅線段代表測試結(jié)果的累進情形，從圖中就可看出Crucial的效能穩(wěn)定度較Corsair來的高（兩條線段圖形都較為陡峭），實際的測試狀況是，Crucial有93.8%的測試數(shù)據(jù)落在平均效能正負10%的范圍之內(nèi)，相較之下Corsair則只有48%落在其平均效能的正負10%范圍。

至于在所有的受測SSD中，則以O(shè)CZ的產(chǎn)品表現(xiàn)較佳，不僅有98.1%的測試結(jié)果落在平均效能的正負10%范圍，并且也沒有超出正負20%范圍的異常狀況。從下圖便可看出OCZ的效能表現(xiàn)的穩(wěn)定程度，深藍色線段代表每一回合的測試結(jié)果，所有測試結(jié)果都顯示OCZ的讀寫效能落在紅色線段范圍（正負10%）內(nèi)，并且明顯接近淺藍色線段（平均值），足見其效能表現(xiàn)每次都維持在一定的水準；相較之下，右邊Corsair的結(jié)果圖則可明顯看出差距，線段的劇烈波動代表著每次效能表現(xiàn)的差距極大，并不斷出現(xiàn)超出正負20%范圍的情形。總歸而言，檢視所有受測SSD的效能穩(wěn)定度測試結(jié)果，除了OCZ的產(chǎn)品外，其余七臺都出現(xiàn)程度不等的穩(wěn)定性的問題。

極端值落差（High/ Low Gap over mean）

極端值落差指的是同一顆SSD較好與較差的表現(xiàn)差距，當(dāng)差距越大，也就代表著穩(wěn)定性的不足。此次的評估標準是比較各顆SSD測試結(jié)果中領(lǐng)先群（效能表現(xiàn)前10%）與落后群（效能表現(xiàn)后10%）的平均值差距，來看出其穩(wěn)定度上的不同。比較的方式包括絕對落差與相對落差，絕對落差指的就是領(lǐng)先群與落后群實際的數(shù)據(jù)差距，相對落差指的則是考慮了SSD平均效能大小的因素后，計算出數(shù)據(jù)差距所占整體平均效能的比例，也就是數(shù)據(jù)差距除以整體平均效能的百分比。

在實際的測試結(jié)果中，尤以Intel與OCZ的兩顆SSD表現(xiàn)為較好。Intel的領(lǐng)先群與落后群之絕對落差為12.1MB/s，而占整體平均效能比例的相對落差則是16.2%；OCZ的絕對落差更是僅有4.6MB/s，相對落差則為7%。除此之外，其余六顆SSD都有落差值過大的問題，以Corsair P128為例，絕對落差為26.4MB/s，但相對落差則達到了整體平均效能的55%，也就是說在泰半的測試回合中，該顆SSD都有效能表現(xiàn)落差過大的問題。

標準變異數(shù)與離散程度（Standard Deviation over mean）

此處我們再度采取應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)的方法，來了解SSD效能表現(xiàn)的離散程度，也就是看所有測試結(jié)果距離平均數(shù)的分布情形。舉例來說，在SanDisk受測SSD的測試結(jié)果中，效能平均數(shù)（μ）為47.2MB/s，標準變異數(shù)（σ）為3.2，至于其離散程度（σ/μ）則為7%，也就是說多數(shù)測試回合的數(shù)據(jù)均落在其平均數(shù)正負3.2MB/s的范圍內(nèi)，且這樣的差距范圍僅占整體效能平均數(shù)的7%；而KINGSTON的效能平均數(shù)為32.6MB/，標準變異數(shù)為4.6，離散程度則達到14%，因此SanDisk的表現(xiàn)明顯優(yōu)于KINGSTON。

在所有的受測SSD中，除了Corsair的兩顆SSD與KINGSTON的SSD以外，在這個項目都能有符合期待的表現(xiàn)，離散程度都落在2%到10%之間。

評估指標四：效能退化（Performance Degradation）

所謂效能退化指的是SSD隨著使用時間增長、與使用次數(shù)的增加、尚余儲存空間減少等等因素，而導(dǎo)致效能的逐漸下滑。主要原因是由于若SSD控制晶片的TRIM與Garbage Collection設(shè)計未臻理想，無法適當(dāng)?shù)幕厥湛捎玫目臻g，產(chǎn)品本身便無法讓資料有更大的空間可平均抹寫于SSD的各個儲存區(qū)塊（Wear Leveling），另外當(dāng)SSD沒有預(yù)留足夠的備用空間（Space Provisioning）供運作滿載或資料量接近飽和時使用，也會產(chǎn)生效能退化的狀況。

效能退化的情況主要有兩種，一種是SSD的效能表現(xiàn)從開始使用后每況愈下，右圖便是這種情形的示意圖，在這個范例中，桃紅線段為SSD的各回合效能，規(guī)律的藍色折線則是剩余容量的多寡，除了一開始能有高達200MB/s的速率外，從第20回的使用后便僅能達到75MB/s左右的速率。另一種情形則是隨著SSD中剩余儲存空間的減少，速率也跟著下降，而當(dāng)SSD中的儲存空間重新被釋放時，速率又會再度回到較佳的表現(xiàn)水準。

在此次的測試實驗中，KINGSTON與SanDisk都出現(xiàn)明顯的效能退化，并且都是屬于第二種情況。附圖便是SanDisk受測SSD在不同測試回合的效能變化圖，可以明顯看出，SanDisk G3的效能高低（深藍線段）隨著剩余空間的多寡（淺紫折線）而有規(guī)律的起落除此之外，其余SSD都沒有顯著效能退化的情形出現(xiàn)，整體的效能也未出現(xiàn)異常狀況。

較后必須一提的是，Corsair R120這臺受測品在測試過程中便出現(xiàn)故障（malfunction），無法完成全部回合的測試，因此在可靠度、效能穩(wěn)定度和效能退化程度上都被評為不佳。

全面驗證  打造SSD黃金品質(zhì)

從前面的幾項測試，可以發(fā)現(xiàn)到盡管同樣是SSD、同樣標榜著高效能，在表現(xiàn)上卻極為不同。以此次所設(shè)計的四項評估指標、共十三項標準觀之，眾品牌的SSD的表現(xiàn)可說是大相徑庭，也發(fā)現(xiàn)到許多不同程度的問題，這些問題對于SSD這項產(chǎn)品本身而言都是至關(guān)重要，必須加以改進與補強的，而這似乎也代表著這些品牌制造商對自家產(chǎn)品在前端的設(shè)計驗證階段，還需更下功夫。

SSD在現(xiàn)下的諸多科技產(chǎn)品中，仍是屬于較年輕新式的一種產(chǎn)品型態(tài)，由于其設(shè)計架構(gòu)的復(fù)雜性，任何一個環(huán)節(jié)都有可能影響到SSD的產(chǎn)品效能表現(xiàn)、可靠度、穩(wěn)定度等。再加上SSD的產(chǎn)品樣貌多變，可以內(nèi)嵌于筆電之中、可以是外接的行動式消費性電子商品、更可以應(yīng)用在企業(yè)級的儲存使用、或是應(yīng)用于軍事用途，這些不同的用途都有各不相同的性能訴求，也就更需要合適的測試，來確保每個SSD產(chǎn)品表現(xiàn)是否能確實符合其使用目的性。根據(jù)百佳泰累積至今十?dāng)?shù)年的專業(yè)測試諮詢經(jīng)驗，我們歸納出四個足以左右SSD品質(zhì)與效能的關(guān)鍵，分別是控制晶片（Controller）、快閃記憶體（NAND Flash）、連接介面（Interface）和與應(yīng)用面（Application）的結(jié)合，這幾個關(guān)鍵都分別能以不同的驗證方式，找出產(chǎn)品問題的癥結(jié)點，并進而確保SSD的良好品質(zhì)。

市面上眾多品牌讓人眼花撩亂，雖然選擇眾多，但也使消費者不知如何正確選購合適的產(chǎn)品。百佳泰便希冀以本篇文章，用較宏觀的角度，指出目前一般消費者可能并未注意到的SSD品質(zhì)問題，同時也希望這樣的測試結(jié)果，能提供廠商作為未來修正與研發(fā)的參考，讓這項產(chǎn)品的技術(shù)持續(xù)精進，消費者也才更能享受更高品質(zhì)的產(chǎn)品。

（本文由測試服務(wù)暨諮詢顧問公司百佳泰Allion Test Labs, Inc提供）

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