近十年来，我们一直在审查便携式驱动器。 在那段时间里，我们看到了从硬盘到闪存的市场转变。 同时，我们看到便携式 SSD 的工作负载变得更加密集。 经常看到便携式 SSD 绑在数码相机的一侧，或者永远帮助科学家在现场实时处理数据。 但问题是，在决定使用此类驱动器时，供应商仅在数据表上显示突发性能。 因此，我们着手对流行品牌的当前便携式 SSD 系列进行测试，以了解它们在严重压力下的表现如何。
近十年来，我们一直在审查便携式驱动器。 在那段时间里，我们看到了从硬盘到闪存的市场转变。 同时，我们看到便携式 SSD 的工作负载变得更加密集。 经常看到便携式 SSD 绑在数码相机的一侧，或者永远帮助科学家在现场实时处理数据。 但问题是，在决定使用此类驱动器时，供应商仅在数据表上显示突发性能。 因此，我们着手对流行品牌的当前便携式 SSD 系列进行测试，以了解它们在严重压力下的表现如何。
便携式固态硬盘的现状
便携式 SSD 驱动器专为家庭使用和外出使用而设计。 它们比便携式硬盘驱动器 (HDD) 更快、更耐用且更小，因为它们没有活动部件。 对于那些寻求多功能解决方案的人来说，它们是正确的选择，尤其是不影响存储容量或高速的更通用的 USB-C 驱动器。
从表面上看，这些设备的性能令人兴奋，品牌引用了三星 X2.8 等 Thunderbolt SSD 高达 5GB/s 的令人印象深刻的数字。 但也有主流产品，我们最近回顾了 SanDisk 的最新产品。 SanDisk 升级了 Extreme 和 Extreme Pro 便携式固态硬盘 通过将上一代型号的数据传输速度提高一倍。 这 极端便携式SSD 现在通过通用 USB-C 端口达到 1.05GB/s 的读取速度和 1GB/s 的写入速度。
同时，Extreme Pro 模型（闪迪产品页面) 能够达到 2,000MB/s 的读写传输速率。 这要归功于 USB 3.2 Gen2x2 接口数据速率。 撇开令人困惑的名字不谈，这个界面增加了第二条通道，理论性能或多或少翻了一番。
由于这些令人印象深刻的性能配置文件，高性能 SSD 非常适合经常拍摄图像或 4K 视频内容并需要额外空间来卸载数据的摄影师、摄像师和重负荷用户。 此外，如果需要编辑多机位镜头、8K 视频、更高质量的编解码器或游戏，建议读/写速度大于 1GB/s。
此时您可能会认为，要找到满足专业应用程序性能要求的驱动器可能会很棘手。 由于 SSD 价格的下降，您可以以低于预期的价格获得具有大量存储容量的快速外置驱动器。 然而，成本在这里并不是真正的问题。
有性能需求的用户还有另一个严重的担忧。 长时间传输数据时，这些驱动器会变得非常热。 由于热量的原因，性能将急剧下降，因为驱动器会自我保护以节流。 发生这种情况时，用户很快就会明白实际的持续性能会很快偏离驱动器数据表上宣传的统计数据。
热量会破坏便携式 SSD 的性能
便携式 SSD 经测试可在可接受的环境温度范围内运行（通常为 0º C – 25º C）。 在此测试温度范围的较高端的环境中，驱动器的温度升高到接近其内部运行极限的边缘是正常的。
由于便携式 SSD 通常没有风扇主动冷却，因此用于被动冷却的便携式 SSD 设计至关重要。 该设备的外壳起到冷却表面的作用，将热量从外壳内的 NAND 和控制器传递到外面的冷空气中。 但是，如果周围环境的温度很高，驱动器将无法释放足够的热量以保持在其工作温度范围内。
如果 SSD 驱动器在很长一段时间内传输大文件或多个文件，驱动器温度升高也是正常的。 大文件传输可能需要更长的时间才能完成，并且比小文件传输需要更多的能量。 在短时间内完成的大量文件传输可以产生类似的能量。 在这些操作期间，驱动器的内部温度升高，并且驱动器将通过驱动器的外部释放更多的热量。
便携式 SSD 外壳的材料以及有时热同步也很关键。 金属比塑料材料吸收更多的热量，并在以更快的速度使用时释放热量。 因此，金属驱动器可能比以相同方式使用的塑料材料制成的驱动器更热。 不过，这是设计使然，因为金属会从驱动器吸收更多热量。
热量导致 SSD 热节流
由于 SSD 变热，大多数 SSD 控制器都包含一个内部热传感器警报。 如果温度过高，驱动器的固件将限制性能并降低传输速率，以防止它们变得太热并损坏设备本身。 这称为热节流。 SSD 温度与用于通过接口传输数据的功率相关，在没有 SSD 温度传感器的情况下，它可以潜在地用作温度的代理。
与其他电子行业一样，工程师正在设计 SSD 以处理更多芯片、更多通道、更多内核和更多控制器。 也就是说，他们正在设计 SSD 以承担更高级别的处理能力。 不幸的是，热节流最有可能发生在便携式 SSD 正在努力工作时，恰恰是用户想要最高性能的时候。 如果应用程序或软件不能使驱动器正常工作，则不太可能发生热节流，但此时它对性能的影响最不可接受。
持续的便携式 SSD 性能
评估这些设备的持续性能和热管理是我们基准测试过程的重要组成部分。 将数据移动到便携式 SSD 时，用户最不想看到的是传输速率达到 USB 2.0 速度。
为了确定被测便携式 SSD 驱动器是否存在严重的性能下降问题，我们对 SSD 进行了预处理。 我们通过应用工作负载将其从初始的开箱即用状态转移到设备实际性能所在的状态来做到这一点。 这个过程是最耗时的，因为它需要多次向驱动器应用工作负载。 每次都需要测量SSD的性能，观察其变化情况。 我们用随机和顺序工作负载对驱动器进行了预处理。
考虑中的每个 SSD 都是 1TB 级 SSD。 所有这些 SSD 都是来自主要供应商的现代产品。 虽然这不是 SSD 的详尽列表，但它是全面的，尤其是在根据市场份额进行评估时。
USB 型号：
- 闪迪至尊极速移动硬盘 1TB（USB 3.2 Gen2x2）
- 威刚 SE900G 1TB (USB 3.2 Gen2x2)
- Crucial 英睿达 X8 1TB（USB 3.2 Gen2）
- LaCie Rugged SSD 1TB（USB 3.2 Gen2）
- 三星 T7 Touch 1TB（USB 3.2 Gen2）
- 希捷 FireCuda 便携式 1TB（USB 3.2 Gen2x2）
所有 USB 设备都通过我们的 Lenovo ThinkStation P520 和 Orico USB 3.2 Gen2x2 附加适配器进行了测试，以支持更新的接口。
迅雷型号：
- LaCie Rugged SSD Pro 1TB (TB3)
- 三星 X5 1TB (TB3)
应用于驱动器组的第一个测试是我们的 4K 随机写入预处理测试。 这将应用 6 小时，以使每个驱动器达到其稳态性能指标。 在预处理曲线中，每个驱动器都以我们认为的“突发”或最快传输速率开始，然后慢慢下降到其最终稳态数。 我们使用 FIO 工作负载生成器以 360 个 1 分钟的间隔应用工作负载，图表上的每个点代表该 1 分钟的间隔。
在这张图表上，我们可以看到当我们接近稳态时的直接峰值性能和性能的平稳性。 我们注意到，SanDisk Extreme Pro 在随机工作负载预处理期间与大多数同行相比没有性能一致性问题。 尽管负载很重，但 SanDisk Extreme Pro 在初始阶段期间和之后仍保持稳定的性能数字。 在测试序列的后期，稳态性能逐渐下降而不是节流。
该图表显示了在每个单独的写入测试期间根据该测试开始时已用的总写入时间实现的传输速率。 在写入的前 1.5 小时内，传输率稳定在 94,800 IOPS 左右。 1.5 小时过去后，速率降至 43,000 IOPS 左右，在 21,000 小时测试结束前达到近 XNUMX IOPS。
需要注意的重要一点是，这些数字在预处理过程中从未显着增加。 SanDisk Extreme Pro 硬盘在测试的两个显着阶段中保持了持续的性能。 值得一提的还有 LaCie Rugged SSD Pro 和 Seagate FireCuda Portable。 这些设备在稳态期间也表现非常好，但在整个预调节过程中不如 SanDisk Extreme Pro。
除了这两个品牌，在持续性能测试下，大多数其他便携式 SSD 驱动器都不能说相同。 例如，三星 X5、三星 T7 和 Crucial X8 的数字很有趣，因为这些驱动器在持续工作负载期间的性能持续变化很大，从而无法在稳定测试阶段保持一致的性能。
切换到我们的稳态顺序工作负载，我们使用 FIO 转移到 128K 传输大小，保持我们在 360K 随机工作负载中使用的相同 1 4 分钟间隔长度。 我们看到每个驱动器都能够保持更高的性能，而不是在随机工作负载中发现的快速下降。 随着大数据速率的发挥，这是热管理发挥关键作用的另一个领域。 在此测试中，所有驱动器都变热了，有些比其他的稍微多一些。 为了更好地查看两种驱动器类型之间的数据，我们将两个 Thunderbolt 3 驱动器与 USB 3.2 Gen2x2 型号分开绘制。 Thunderbolt 驱动器的可变性太大，无法与 USB SSD 叠加。
基于 Thunderbolt 的三星 X5 以最高的突发速度开始了我们的顺序写入测试，但它在开始其不稳定的性能配置文件之前仅持续了几分钟。 其次是 Seagate FireCuda Portable，它提供了超过 1.9GB/s 的速度大约 45 分钟，然后下降到大约 1.54GB/s。
SanDisk Extreme Pro 以第三名起步，但在 6 小时的测试期间保持了最高的性能配置文件，几乎没有超过其 1.79GB/s 的写入速度。 在工作负载底部，三星 T7 的性能最低，约为 240MB/s，这在其在 4K 随机工作负载中的位置也不足为奇。
在每个 SSD 完成 6 小时的写入工作负载后，它处于稳定状态以测量其最终各自的写入，然后进行读取测试。 测试应该在预处理阶段之后不间断地执行，以避免可能影响测试结果的后台垃圾收集。 此性能测试的结果可用于描述实际 SSD 性能，可用于将此设备与其他设备以及供应商引用的理论限制进行比较。
继续看稳态数据，SanDisk Extreme Pro (1TB) 在 1.86MB 连续读取速度为 1.78GB/s，写入速度为 2GB/s。 在这里，SanDisk Extreme Pro 的读取性能仅次于基于 Thunderbolt 的三星 X5 和 LaCie Rugged SSD Pro。
在稳态顺序写入性能方面，SanDisk Extreme Pro 遥遥领先，大多数都从其规格表数据中大幅下滑。 在我们的稳态随机测试中，SanDisk Extreme Pro (1TB) 的读取 IOPS 为 105,770 IOPS，写入 IOPS 为 19,372 IOPS，在读取方面排名第三，仅次于 Thunderbolt SSD。
结语
外部 SSD 驱动器最模糊的方面之一是在繁重的工作负载期间的持续写入性能。 影响其速度的因素包括热节流和内置的固件上限，以避免过热或其他类似情况。 在研究了我们的一些顶级便携式 SSD 选项并测试了九个最有希望的候选者之后，我们发现去年更新的 SanDisk Extreme Pro v2 是一个很好的整体选择。
得益于其热管理解决方案，SanDisk Extreme Pro v2 提供了优于同类产品的容量和持续性能的最佳组合。 用户不必担心它产生的热量。 该设备的外壳温度虽然温暖，但在我们的整个测试过程中从未达到过高的温度。 但最重要的是，在高温下，该设备能够保持较高的持续性能。
真正将便携式 SSD 发挥到极致的创意专业人士和其他人应该注意这些数据。 驱动器包装盒上的速度突出了最佳情况。 正如我们在重负载下看到的那样，SSD 的工程设计变得至关重要。 这比任何其他驱动器规格（包括接口）都更真实。 在我们的测试中，SanDisk Extreme Pro v2 在提供一致、持续的性能方面表现非常出色。
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