全方位升级！解开三星840 EVO写入性能暴涨之谜

  三星在韩国首尔2013固态硬盘全球会议上发布了新一代的840 Evo固态硬盘，主要取代目前主流的840系列SSD。新发布的840 Evo容量增了750GB、1TB两个型号，此前840系列最大容量是500GB。

  另外840 Evo的写入速度明显比当前的840要快很多，以120GB为例，写入速度从130MB/s提高到了410MB/s，这一写入速度甚至要比很多MLC闪存的SSD还要快。此外840 Evo还增加了多项原先840不支持的功能，比如256位AES加密等，那么840 Evo是怎么样才能做到的，它的容量和速度提升有什么原因吗？

  首先来看容量，840 Evo最大的变化是新增了750GB和1TB容量，这很容易让人联想到之前美光M500发布时新增的1TB容量，实际上二者实现超大容量SSD的原因也是相同的都使用了128Gb NAND闪存。

  目前NAND的制程工艺普遍是20nm级别，三星此前的840 Pro和840使用的都是21nm工艺，跟IMFT的20nm NAND类似，每个die容量都是64Gb，单片NAND容量则是32GB。三星840 Evo的制程工艺略有升级，新闻中只说使用的是Anvanced 10nm Class工艺，但实际上现在最先进的也只是美光刚刚试产的16nm NAND，三星的10nm级别工艺还是更接近20nm的优化版，考虑到三星与东芝同属Toggle NAND阵营，在没资料辅佐的情况下我们也假定840 Evo使用的是19nm Toggle NAND。

  此前Intel和美光合资的IMFT晶圆厂已经量产了20nm 128Gb NAND闪存，美光已经在M500系列SSD上使用了这种闪存。由于单颗die容量从之前的64Gb增加到128Gb，这在某种程度上预示着现有的SSD不要增加NAND数量就能使容量翻倍，这样正反两面16颗NAND布置的SSD就能实现1024GB的总量了，这在64Gb NAND上是做不到的。

  128Gb NAND的加入提升了840 Evo的最大容量，这是显而易见的变化。不过具体来看，120GB型号的应该还是会接着使用64Gb NAND闪存，因为若使用128Gb NAND，那么整个SSD上只需要4颗闪存芯片了，这在某种程度上预示着主控的8通道性能会有大量的损失，考虑到120GB的840 Evo读写性能还是增强了，说明它不可能是4通道的，这个型号的840 Evo应该会接着使用64Gb闪存，250GB、500GB及750GB、1TB的会使用新的NAND。

  一般来说，制程工艺升级之后，NAND的性能是会有下降的，但是这个性能损失能够最终靠其他方式弥补。三星840 Evo使用了更先进的工艺，不过它的读写速度及IOPS反倒更强了，性能直追MLC闪存的840 Pro系列。

  与840 Pro、840使用的MDX主控相比，MEX依然是三核心Cortex-R4架构，不过运行频率从300MHz提高到了400MHz。主控相当于SSD的大脑，其工作速度越快，理论上性能也会越强，这应该是840 Evo SSD写入速度大提升的原因之一。

  同样是TLC NAND闪存颗粒，提升的秘密在哪里呢？据三星介绍，840 EVO系列加入了一个高性能缓冲“TurboWrite”，可以在空闲的时候将其中的数据传给硬盘。

  SLC、MLC、TLC分别是单层、双层和三层闪存单元，TLC的写入是最耗时的，所以三星就加了这么个缓冲，本质还是TLC，但工作在SLC模式下。这就等于把TLC当作SLC来用，性能自然可以大幅度提高，但仅仅是外部与缓冲器之间而已，缓冲器与硬盘之间还是老样子。

  TurboWrite缓冲器的容量依型号而不同，比如1TB里划分出来了36GB，但是按照TLC、SLC的对应关系，实际能缓冲的数据量最多为12GB。

  当然，1TB型号的写入性能本来就不错，这个缓冲的影响并不大，关键在低容量型号上。120/250GB里都划出来了9GB TLC，等同于3GB SLC。

  从理论上讲，如果这3GB的缓冲区写满了，继续写入的话性能就会跌到普通水平，但这个要到实测中才能验证了。

  用过SSD之后，消费者普通都会认可SSD带来的好处，我们对SSD的诉求不外乎容量更大、速度更快、价格更低，随着128Gb NAND闪存的SSD大量出现，容量更高这一点上M500及现在的840 Evo已经实现，840 Evo顺便也把速度提高到了840 Pro的水平，前两点要求能够说是已经实现了。

  TLC闪存原本最主要的优势是成本低，不过初期上市的840 SSD售价不算低，现在120GB的价格也维持在了600元左右，相比低价版的MLC闪存并没有太大优势，而且目前只有三星一家量产TLC闪存，竞争压力明显不足。

  总的来说，三星840 Evo的出现为们带来了容量更大、速度更快的SSD，剩下的核心问题是840 Evo的价格能否突破人们的心理线元，相比传统硬盘依然还是不容易让人接受。