整合旗下品牌資源
Western Digital 的 WD 成為品牌名稱，如同目前 HGST 和 SanDisk 的品牌地位，此次推出的 WD Black NVMe SSD，是繼 WD Black PCIe SSD 之後第二款黑標 SSD。按照旗下品牌策略，理應有同等效能的 SanDisk Extreme PRO M.2 NVMe 3D SSD 同時問世，但目前台灣僅引進 WD 品牌版本。幸好這並不構成問題，2 款產品說是互為姊妹版本還太生疏，其實就是同卵雙胞胎。
WD Black NVMe SSD 除了可預期的用料架構全面翻新之外，外觀部分則是改採黑色防焊漆，與品牌等級一致；容量推出 250GB、500GB、1TB 版本，以本次測試的 1TB 而言，格式化 NTFS 的可用空間為 931.51GB，而按照容量版本效能差異，筆者建議購買 500GB 以上。
▲Western Digital WD Black NVMe SSD 外包裝與前代相同，但是 PCIe 字樣變更為 NVMe，想要購買的讀者可別挑錯了。
▲外盒背部直接開個透明視窗確認內容物，並同時宣傳自家 SSD 與傳統硬碟的組合。
▲廠商送測容量版本為 1TB。
▲盒裝包含 1 個 M.2 2280 SSD 以及技術支援與保固說明。
Western Digital WD Black NVMe SSD 規格
- 產品型號：WDS100T2X0C-00L350
- 外觀形式：M.2 M key 2280
- 介面速度：PCIe 3.0 x4 NVMe
- 容量：1TB
- 寫入壽命：600TBW
- 電源需求：3.3V/2.8A
- 其它：1750000hrs MTTF
自家控制器與自家顆粒
第一款 WD Black PCIe SSD 採用 Marvell 88SS1093 控制器，而今天測試的這款 WD Black NVMe SSD 則是改採自家多年設計的 8 通道控制器，由於 SanDisk 和 Toshiba 的淵源，使得這款控制器只需要針對 BiSC 系列 3D 堆疊快閃記憶體最佳化，不需要像其它第三方控制器同時支援大多數主流顆粒，因此在相容性、效能、成本均有優勢。
Western Digital 並沒有完全開放這款控制器的所有資訊，只知道採用 28nm 製程，內部擁有 3 個處理器核心，並採用硬體加速方式允許資料快速通過控制器直達快閃記憶體，減少處理延遲和耗電量。後端快閃記憶體支援 8 通道組合方式，並且需要額外的記憶體顆粒放置 FTL 表單或是做為快取之用。
內部演算法 nCache 升級至 3.0 版本，相較一般 SLC 快取使用完畢之後，控制器會將 SLC 快取內部資料搬移至 TLC 形式儲存區，再持續將資料寫入 SLC 快取，nCache 3.0 在 SLC 快取用罄之後，控制器直接將資料寫入 TLC 儲存區。2 種作法有好有壞，前者能夠維持高速寫入較長的時間，但是需要犧牲一些快閃記憶體寫入壽命和控制器效能資源，後者作業流程比較簡單，卻更依賴快閃記憶體 TLC 真實寫入速度。以之後的效能測試看來，nCache 3.0 無非是較佳的選擇。
▲Western Digital WD Black NVMe SSD 防焊漆改為黑色，外觀形式同樣為 M.2 M key 2280，對外界面為 PCIe 3.0 x4。
▲所有版本均為單面上料，產品本體厚度 2.38mm。
▲撕下規格貼紙之後，可以觀察到控制晶片位於電路板中央，除了方便 8 通道快閃記憶體佈線之外，也有利用電路板本身銅箔散熱的意味。
▲自家設計的 8 通道快閃記憶體控制器，內含 3 個處理器核心，採用 nCache 3.0 寫入演算法，並支援多層 LDPC 偵除錯、耗損平均、壞塊管理、背景垃圾收集。
WD Black NVMe SSD 1TB 容量版本安排 2 顆 SanDisk 512GB 快閃記憶體封裝，按照廠商關係來看，應是使用 Toshiba 64 層 3D 堆疊 BiSC3 TLC 紀錄形式顆粒，內部架構如何安排則沒有公開資料可以參考。從控制器支援 8 通道推測，單一封裝應該支援 4 通道。1TB 版本搭上 SK hynix H5AN8G6NAFR-UHC DDR4-2400 1GB，理應作為放置 FTL 與快取之用。
▲SanDisk 512GB 快閃記憶體顆粒，1TB 版本共安裝 2 顆。
▲WD Black NVMe SSD 1TB 選擇使用 SK hynix DDR4 1GB，而非較為省電但效能較低的 LPDDR3。
WD Black NVMe SSD 共推出 250GB、500GB、1TB 版本，相對 Extreme PRO M.2 NVMe 3D SSD 目前僅有 500GB 和 1TB。各版本的 MTTF 時間均為 175 萬小時，相較它廠多了一些，總寫入量依據容量不同，分別為 200TBW、300TBW、600TBW，5 年保固換算下來約為 0.45DWPD、0.56DWPD、0.56DWPD 每日寫入量。
▲WD Black NVMe SSD 各種容量版本規格與效能差異。
▲CrystalDiskInfo 偵測的 WD Black NVMe SSD 1TB 相關訊息，室溫 24℃ 待機溫度為 43℃，採用 NVMe 1.3 規範。
SSD Dashboard 管理軟體
Western Digital 旗下 SSD 均使用 SSD Dashboard 公用程式管理，相信大家並不陌生，旗下另外 1 個品牌 SanDisk 也是利用同款程式換個外皮；若是使用者從原本的儲存系統升級，官方網站也提供 WD 版 Acronis True Image 可供使用。SSD Dashboard 首頁顯示 SSD 狀況，包含分割區以及使用率、剩餘壽命評估、運作溫度，另外還包含介面速度，避免使用者安裝至錯誤的 M.2 插槽而不自知，無法完整發揮產品效能。
▲SSD Dashboard 首頁提供 SSD 狀態，右下角顯示目前 SSD 所使用的頻寬類型。
▲效能分頁提供即時 SSD 讀寫速度資訊與 IOPS。
效能分頁並非提供效能測試功能，而是即時提供 SSD 的讀寫頻寬資訊，亦可切換至 IOPS 統計圖表。工具頁面包含韌體更新以及 Erase Drive 功能，Erase Drive 更細分為僅消除 FTL 映射表的 Secure Erase，以及確實完整抹除快閃記憶體顆粒的 Santize，只是這 2 個功能均無法在 Windows 環境使用，需要額外建立 USB 開機媒體。（註：此款 SSD 搭配軟體僅支援 Secure Erase）
▲工具頁面提供韌體更新。
▲Windows 作業環境無法進行相關抹除作業，因而需要建立 USB 開機媒體。
▲S.M.A.R.T. 提供快速與長程測試，用來評估 SSD健康狀況是否正常。
▲說明分頁提供建立報告功能，供廠商分析並給予使用者技術支援。
（下一頁：上機實測與探究真實寫入速度）
寫入速度達 2800MB/s 和 1450MB/s
借測版本為 WD Black NVMe SSD 1TB，型號為 WDS100T2X0C-00L350，為本系列的最大容量版本。由於 SSD 讀寫效能很大一部分受到平行化程度影響，因此可以預期 1TB 版本的讀寫效能為該系列頂級表現，較為速食的 CrystalDiskMark 6.0.0 1GB 存取空間顯現出如此特性，循序讀取來到 3404.8MB/s，寫入也有 2861.5MB/s，均超越廠商規格數值。
▲CrystalDiskMark 循序讀寫表現強勁，均超越原廠規格數值。
AS SSD Benchmark 則是受惠於新版 SSD 設計影響，各方面表現提升幅度相當大，最後的總分達 4846，為前一代的 2 倍有餘，也比其它 TLC NVMe SSD 的 3000 多分高出 1 節。探究細部差異，WD Black NVMe SSD 1TB 在循序寫入和 4K-64Thrd 表現不錯，4K-64Thrd 的 IOPS 讀寫表現也是可圈可點。
▲AS SSD Benchmark 總分達 4846，是我們近期 SSD 測試的排名首位。
▲AS SSD Benchmark 各種子項目的 IOPS 表現，4K 讀取項目不到 10000IOPS。
▲AS SSD Compression-Benchmark 顯示該控制器傳輸速度不會受到資料可壓縮度影響，但在寫入曲線部分較容易上下震盪。
以傳輸不同大小區塊進行測試的 ATTO Disk Benchmark 而言，Overlapped I/O 模式並將佇列深度調整為 8，大約從 256KB 區塊之後即可達高速區間，最高讀寫速度分別為 3412MB/s 和 2857MB/s。Neither 模式則是要到 8MB 區塊之後，才有 3000MB/s 和 2800MB/s 以上的表現，讀寫最快為 3197MB/s 和 2871MB/s。
▲ATTO Disk Benchmark Overlapped I/O 子項目測試並將佇列深度改為 8，最高速同樣突破 3400MB/s 和 2800MB/s。
▲ATTO Disk Benchmark Neither 模式最高讀寫傳輸速度來到 3197MB/s 和 2871MB/s。
近日 Microsoft 推送新版本 Windows 10 1803，對於我們的 SSD 測試有著小小變化，Anvil's Storage Utilities 以及上述 AS SSD Benchmark 測試時不必再進入裝置管理員勾選「關閉裝置的 Windows 寫入快取緩衝區排清」，即可跑出最佳速度。WD Black NVMe SSD 在 Anvil's Storage Utilities 總分為 14912.02，同樣比近期其它 TLC NVMe SSD 表現為佳。
▲Anvil's Storage Utilities 獲取 14912.03 分數，寫入速度幫了不少忙。
綜合性比較測試選擇 PCMark 8 的 Storage 子項目，WD Black NVMe SSD 在此獲得 5084 分，頻寬部分則為 564.14MB/s，甚至比 Samsung 970 EVO 2TB 版本高上許多，大約等同於 Plextor M9Pe 系列 512GB 版本。以 HD Tune Pro 探究 SLC 快取區間大小，大約是 10GB～11GB 之間，之後的真實寫入速度為約為 1250MB/s；而 IOMeter 測出來的快閃記憶體真實寫入速度約為 1450MB/s～1500MB/s 之間。
▲PCMark 8 Storage 頻寬約為 564.14MB/s，可以追上這項目的佼佼者 Plextor M9Pe。
▲WD Black NVMe SSD 1TB 版本的 SLC 快取約在 10GB～11GB 之間，寫入速度達 2800MB/s，之後的寫入速度由 HD Tune Pro 量測約為 1250MB/s。
▲IOMeter 設定為 64KB、100％ 循序寫入，量測到快閃記憶體真實寫入速度約為 1450MB/s～1500MB/s。
寫入一致性效能請出可程式化程度相當高的 IOMeter，首先利用它針對 SSD 可用空間寫入 2 次以上，使其達到穩定態，接著再以寫入 4KB 100％ 隨機條件，量測 3 小時寫入 IOPS 變化，以每 5 分鐘紀錄 1 次數值。溫度表現部分，測試途中可達 72℃，因而出現過熱降速情形（建議運作溫度為 0℃～70℃），建議使用者要貼上導熱墊或是散熱片。
▲IOMeter 寫入一致性呈現往下遞減情形。
▲寫入一致性每 5 分鐘的詳細記錄。
▲劇烈操駕測試狀況，未貼附散熱片可達 72℃。
▲IOMeter 寫入一致性測試結束前約莫 30 分鐘，溫度降至 60℃。
▲4K 隨機 70％ 寫入、30％ 讀取測試項目，IOPS 表現最好的佇列深度區間為 32～16384，最高可突破 20 萬 IOPS，更少或是更多均呈現效能下滑現象。
▲4K 隨機 70％ 寫入、30％ 讀取測試，每種佇列深度 IOPS 表現詳細資料。
零售市場最佳化的雪恥之作
WD Black NVMe SSD 1TB 在多項測試當中贏過目前市面絕大多數的 NVMe SSD，超越 Samsung 960 EVO 自然是小蛋糕 1 塊，絕大部分針對消費市場的測試也名列前茅，惟有隨機讀寫 4K 部分，比目前新款 TLC SSD 部分略低，寫入一致性或許是受到針對消費市場應用調校影響，測試終末曲線斜率為負值。
以測試結果而言，目前 WD Black NVMe SSD 1TB 接近多數消費者心中理想的表現，特別是快閃記憶體進入 TLC 時代之後，大家似乎對於用完 SLC 快取之後寫入速度相當恐懼，但這款繳出 1475MB/s 的好成績，對比舊時代 MLC 不惶多讓。未來則是希望透過韌體更新，能夠把 4K 隨機讀寫表現再往上提升。依據不同容量，台灣地區 250GB 建議售價為新台幣 3,799 元，500GB 以及 1TB 則分別為新台幣 7,099 元和 12,799 元。
廠商資訊
Western Digital https://www.wdc.com/zh-tw/
產品資訊
WD Black NVMe SSD https://www.wdc.com/zh-tw/products/internal-ssd/wd-black-nvme-ssd.html
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測試平台
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- 處理器：Intel Core i7-8700K
- 散熱器：Cooler Master X6
- 主機板：ASRock Z370 Taichi
- 記憶體：Team T-FORCE NIGHT HAWK DDR4 3200 16GB Kit @2666MHz
- 系統碟：Transcend MTS800 256GB
- 作業系統：Microsoft Windows 10 Pro 64bit 1803
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