近十年來，我們一直在審查便攜式驅動器。 在那段時間裡，我們看到了從硬盤到閃存的市場轉變。 同時，我們看到便攜式 SSD 的工作負載變得更加密集。 經常看到便攜式 SSD 綁在數碼相機的一側，或者永遠幫助科學家在現場實時處理數據。 但問題是，在決定使用此類驅動器時，供應商僅在數據表上顯示突發性能。 因此，我們著手對流行品牌的當前便攜式 SSD 系列進行測試，以了解它們在嚴重壓力下的表現如何。
近十年來，我們一直在審查便攜式驅動器。 在那段時間裡，我們看到了從硬盤到閃存的市場轉變。 同時，我們看到便攜式 SSD 的工作負載變得更加密集。 經常看到便攜式 SSD 綁在數碼相機的一側，或者永遠幫助科學家在現場實時處理數據。 但問題是，在決定使用此類驅動器時，供應商僅在數據表上顯示突發性能。 因此，我們著手對流行品牌的當前便攜式 SSD 系列進行測試，以了解它們在嚴重壓力下的表現如何。
便攜式固態硬盤的現狀
便攜式 SSD 驅動器專為家庭使用和外出使用而設計。 它們比便攜式硬盤驅動器 (HDD) 更快、更耐用且更小，因為它們沒有活動部件。 對於那些尋求多功能解決方案的人來說，它們是正確的選擇，尤其是不影響存儲容量或高速的更通用的 USB-C 驅動器。
從表面上看，這些設備的性能令人興奮，品牌引用了三星 X2.8 等 Thunderbolt SSD 高達 5GB/s 的令人印象深刻的數字。 但也有主流產品，我們最近回顧了 SanDisk 的最新產品。 SanDisk 升級了 Extreme 和 Extreme Pro 便攜式固態硬盤 通過將上一代型號的數據傳輸速度提高一倍。 這 至尊便攜固態硬盤 現在通過通用 USB-C 端口達到 1.05GB/s 的讀取速度和 1GB/s 的寫入速度。
同時，Extreme Pro 模型（閃迪產品頁面) 能夠達到 2,000MB/s 的讀寫傳輸速率。 這要歸功於 USB 3.2 Gen2x2 接口數據速率。 撇開令人困惑的名字不談，這個界面增加了第二條通道，理論性能或多或少翻了一番。
由於這些令人印象深刻的性能配置文件，高性能 SSD 非常適合經常拍攝圖像或 4K 視頻內容並需要額外空間來卸載數據的攝影師、攝像師和重負荷用戶。 此外，如果需要編輯多機位鏡頭、8K 視頻、更高質量的編解碼器或遊戲，建議讀/寫速度大於 1GB/s。
此時您可能會認為，要找到滿足專業應用程序性能要求的驅動器可能會很棘手。 由於 SSD 價格的下降，您可以以低於預期的價格獲得具有大量存儲容量的快速外置驅動器。 然而，成本在這裡並不是真正的問題。
有性能需求的用戶還有另一個嚴重的擔憂。 長時間傳輸數據時，這些驅動器會變得非常熱。 由於熱量的原因，性能將急劇下降，因為驅動器會自我保護以節流。 發生這種情況時，用戶很快就會明白實際的持續性能會很快偏離驅動器數據表上宣傳的統計數據。
熱量會破壞便攜式 SSD 的性能
便攜式 SSD 經測試可在可接受的環境溫度範圍內運行（通常為 0º C – 25º C）。 在此測試溫度範圍的較高端的環境中，驅動器的溫度升高到接近其內部運行極限的邊緣是正常的。
由於便攜式 SSD 通常沒有風扇主動冷卻，因此用於被動冷卻的便攜式 SSD 設計至關重要。 該設備的外殼起到冷卻表面的作用，將熱量從外殼內的 NAND 和控制器傳遞到外面的冷空氣中。 但是，如果周圍環境的溫度很高，驅動器將無法釋放足夠的熱量以保持在其工作溫度範圍內。
如果 SSD 驅動器在很長一段時間內傳輸大文件或多個文件，驅動器溫度升高也是正常的。 大文件傳輸可能需要更長的時間才能完成，並且比小文件傳輸需要更多的能量。 在短時間內完成的大量文件傳輸可以產生類似的能量。 在這些操作期間，驅動器的內部溫度升高，並且驅動器將通過驅動器的外部釋放更多的熱量。
便攜式 SSD 外殼的材料，有時還有熱同步，也很關鍵。 金屬比塑料材料吸收更多的熱量，並在以更快的速度使用時釋放熱量。 因此，金屬驅動器可能比以相同方式使用的塑料材料製成的驅動器更熱。 不過，這是設計使然，因為金屬會從驅動器吸收更多熱量。
熱量導致 SSD 熱節流
由於 SSD 變熱，大多數 SSD 控制器都包含一個內部熱傳感器警報。 如果溫度過高，驅動器的固件將限制性能並降低傳輸速率，以防止它們變得太熱並損壞設備本身。 這稱為熱節流。 SSD 溫度與用於通過接口傳輸數據的功率相關，在沒有 SSD 溫度傳感器的情況下，它可以潛在地用作溫度的代理。
與其他電子行業一樣，工程師正在設計 SSD 以處理更多芯片、更多通道、更多內核和更多控制器。 也就是說，他們正在設計 SSD 以承擔更高級別的處理能力。 不幸的是，熱節流最有可能發生在便攜式 SSD 正在努力工作時，恰恰是用戶想要最高性能的時候。 如果應用程序或軟件不能使驅動器正常工作，則不太可能發生熱節流，但此時它對性能的影響最不可接受。
持續的便攜式 SSD 性能
評估這些設備的持續性能和熱管理是我們基準測試過程的重要組成部分。 將數據移動到便攜式 SSD 時，用戶最不想看到的是傳輸速率達到 USB 2.0 速度。
為了確定被測便攜式 SSD 驅動器是否存在嚴重的性能下降問題，我們對 SSD 進行了預處理。 我們通過應用工作負載將其從初始的開箱即用狀態轉移到設備實際性能所在的狀態來做到這一點。 這個過程是最耗時的，因為它需要多次向驅動器應用工作負載。 每次都需要測量SSD的性能，觀察其變化情況。 我們用隨機和順序工作負載對驅動器進行了預處理。
考慮中的每個 SSD 都是 1TB 級 SSD。 所有這些 SSD 都是來自主要供應商的現代產品。 雖然這不是 SSD 的詳盡列表，但它是全面的，尤其是在根據市場份額進行評估時。
USB 型號：
- 閃迪至尊極速移動硬盤 1TB（USB 3.2 Gen2x2）
- 威剛 SE900G 1TB (USB 3.2 Gen2x2)
- Crucial 英睿達 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 便攜式 1TB（USB 3.2 Gen2x2）
所有 USB 設備都通過我們的 Lenovo ThinkStation P520 和 Orico USB 3.2 Gen2x2 附加適配器進行了測試，以支持更新的接口。
迅雷型號：
- LaCie Rugged SSD Pro 1TB (TB3)
- 三星 X5 1TB (TB3)
應用於驅動器組的第一個測試是我們的 4K 隨機寫入預處理測試。 這將應用 6 小時，以使每個驅動器達到其穩態性能指標。 在預處理曲線中，每個驅動器都以我們認為的“突發”或最快傳輸速率開始，然後慢慢下降到其最終穩態數。 我們使用 FIO 工作負載生成器以 360 個 1 分鐘的間隔應用工作負載，圖表上的每個點代表該 1 分鐘的間隔。
在這張圖表上，我們可以看到當我們接近穩態時的直接峰值性能和性能的平穩性。 我們注意到，SanDisk Extreme Pro 在隨機工作負載預處理期間與大多數同行相比沒有性能一致性問題。 儘管負載很重，但 SanDisk Extreme Pro 在初始階段期間和之後仍保持穩定的性能數字。 在測試序列的後期，穩態性能逐漸下降而不是節流。
該圖表顯示了在每個單獨的寫入測試期間根據該測試開始時已用的總寫入時間實現的傳輸速率。 在寫入的前 1.5 小時內，傳輸率穩定在 94,800 IOPS 左右。 1.5 小時過去後，速率降至 43,000 IOPS 左右，在 21,000 小時測試結束前達到近 XNUMX IOPS。
需要注意的重要一點是，這些數字在預處理過程中從未顯著增加。 SanDisk Extreme Pro 硬盤在測試的兩個顯著階段中保持了持續的性能。 值得一提的還有 LaCie Rugged SSD Pro 和 Seagate FireCuda Portable。 這些設備在穩態期間也表現非常好，但在整個預調節過程中不如 SanDisk Extreme Pro。
除了這兩個品牌，在持續性能測試下，大多數其他便攜式 SSD 驅動器都不能說相同。 例如，三星 X5、三星 T7 和 Crucial X8 的數字很有趣，因為這些驅動器在持續工作負載期間的性能持續變化很大，從而無法在穩定測試階段保持一致的性能。
切換到我們的穩態順序工作負載，我們使用 FIO 轉移到 128K 傳輸大小，保持我們在 360K 隨機工作負載中使用的相同 1 4 分鐘間隔長度。 我們看到每個驅動器都能夠保持更高的性能，而不是在隨機工作負載中發現的快速下降。 隨著大數據速率的發揮，這是熱管理髮揮關鍵作用的另一個領域。 在此測試中，所有驅動器都變熱了，有些比其他的稍微多一些。 為了更好地查看兩種驅動器類型之間的數據，我們將兩個 Thunderbolt 3 驅動器與 USB 3.2 Gen2x2 型號分開繪製。 Thunderbolt 驅動器的可變性太大，無法與 USB SSD 疊加。
基於 Thunderbolt 的三星 X5 以最高的突發速度開始了我們的順序寫入測試，但它在開始其不穩定的性能配置文件之前僅持續了幾分鐘。 其次是 Seagate FireCuda Portable，它提供了超過 1.9GB/s 的速度大約 45 分鐘，然後下降到大約 1.54GB/s。
SanDisk Extreme Pro 以第三名起步，但在 6 小時的測試期間保持了最高的性能配置文件，幾乎沒有超過其 1.79GB/s 的寫入速度。 在工作負載底部，三星 T7 的性能最低，約為 240MB/s，這在其在 4K 隨機工作負載中的位置也不足為奇。
在每個 SSD 完成 6 小時的寫入工作負載後，它處於穩定狀態以測量其最終各自的寫入，然後進行讀取測試。 測試應該在預處理階段之後不間斷地執行，以避免可能影響測試結果的後台垃圾收集。 此性能測試的結果可用於描述實際 SSD 性能，可用於將此設備與其他設備以及供應商引用的理論限制進行比較。
繼續看穩態數據，SanDisk Extreme Pro (1TB) 在 1.86MB 連續讀取速度為 1.78GB/s，寫入速度為 2GB/s。 在這裡，SanDisk Extreme Pro 的讀取性能僅次於基於 Thunderbolt 的三星 X5 和 LaCie Rugged SSD Pro。
在穩態順序寫入性能方面，SanDisk Extreme Pro 遙遙領先，大多數都從其規格表數據中大幅下滑。 在我們的穩態隨機測試中，SanDisk Extreme Pro (1TB) 的讀取 IOPS 為 105,770 IOPS，寫入 IOPS 為 19,372 IOPS，在讀取方面排名第三，僅次於 Thunderbolt SSD。
結論
外部 SSD 驅動器最模糊的方面之一是在繁重的工作負載期間的持續寫入性能。 影響其速度的因素包括熱節流和內置的固件上限，以避免過熱或其他類似情況。 在研究了我們的一些頂級便攜式 SSD 選項並測試了九個最有希望的候選者之後，我們發現去年更新的 SanDisk Extreme Pro v2 是一個很好的整體選擇。
得益於其熱管理解決方案，SanDisk Extreme Pro v2 提供了優於同類產品的容量和持續性能的最佳組合。 用戶不必擔心它產生的熱量。 該設備的外殼溫度雖然溫暖，但在我們的整個測試過程中從未達到過高的溫度。 但最重要的是，在高溫下，該設備能夠保持較高的持續性能。
真正將便攜式 SSD 發揮到極致的創意專業人士和其他人應該注意這些數據。 驅動器包裝盒上的速度突出了最佳情況。 正如我們在重負載下看到的那樣，SSD 的工程設計變得至關重要。 這比任何其他驅動器規格（包括接口）都更真實。 在我們的測試中，SanDisk Extreme Pro v2 在提供一致、持續的性能方面表現非常出色。
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