三言兩語說透設計模式的藝術-單例模式
寫在前面單例模式是一種常用的軟件設計模式，它所創建的對象只有一個實例，且該實例易于被外界訪問。單例對象由于只有一個實例，所以它可以方便地被系統中的其他對象共享，從而減少
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近日，國內知名行業技術社區SSD Fans對憶聯消費級SSD AM541進行了深度評測，從一系列測試結果來看，憶聯AM541在性能、壓力、可靠性等測試環節均表現出優異成績, 充分彰顯了其作為一款高端存儲產品的過硬實力。
SSD Fans是國內最具影響力的SSD行業技術社區。其核心團隊成員均由SSD行業資深技術專家構成，在固件開發、驅動開發、硬件邏輯開發和SSD測試等技術方面均有著深厚的經驗和技術功底，并一同組建了最為完善的國內SSD社交網絡。
本文內容摘選自SSD Fans官方發布
憶聯作為存儲行業內的知名大廠，相信很多讀者并不陌生，它的產品系列涵蓋了消費級SSD、企業級SSD、數據中心級SSD及嵌入式存儲。此次評測的方案為憶聯消費級PCIe 4.0 SSD，型號為AM541，評測容量為1TB。
AM541配備了4個通道的NAND接口，前端帶寬接近PCIe Gen4滿速，同時內置了高容量SRAM及IO加速模塊，使其性能達到業界領先水平，可輕松應對多應用場景，為用戶提供卓越存儲體驗。
在讀寫速度方面，AM541 1TB固態硬盤順序讀取速度高達7000MB/s，順序寫入速度也達到了5600MB/s，達到了業內領先水平。這樣的讀寫速率，能夠充分滿足消費級用戶對存儲性能的需求。
1 簡介
1.1 產品規格
先給出官方的AM541的產品規格，如下：
● 尺寸規格：采用M.2 2280和2242的規格設計，小巧的外形尺寸使其能夠方便地安裝在各種支持M.2接口的設備中，如臺式電腦主板、筆記本電腦等，適應不同用戶的硬件升級和安裝需求。
● 正面設計：整體風格簡約大氣，正面覆蓋著典雅的標簽貼紙，貼紙質感細膩，視覺效果大氣且充滿科技感。貼紙上左上角有憶聯的Logo——Union Memory，同時標明了SSD型號 “AM541”及容量，增強了品牌和產品的辨識度。
● 背面設計：背面沒有貼NAND，整個版面都有覆銅，這種設計有利于在極致性能下的散熱。
1.2 架構
● 主控芯片：采用最新的PCIe 4.0 SSD主控，能夠高效地管理和傳輸數據，充分發揮PCIe 4.0接口的帶寬優勢，實現高速的數據讀寫。
● 閃存顆粒：采用了業內廣受好評的3D NAND架構和最新閃存顆粒，接口速率達到了2400MT/s，4個通道下可以保證主控與NAND的接口速度大于前端接口PCIe4.0的速度。基于兩片晶圓直接鍵合的制造工藝，大幅增加了垂直通道的數量，實現了更高的存儲密度，并集成了多種前沿技術，進一步提高了速度、性能和能效。在該特性的加持下，AM541發揮出極致的PCIe Gen4性能。
2 測試工具
測試工具采用了鸞起科技開發的eBird SSD專業測試套件。eBird提供了全面的測試方案，覆蓋從NVMe協議到系統應用級別，包括性能、功耗、穩定性、可靠性、模擬應用測試等。其支持多端口獨立測試，兼容Windows、Linux和國產操作系統，能模擬實際應用環境及掉電情況和盤狀態組合，支持填盤和數據校驗，確保測試準確性和全面性。
3 技術解析
AM541作為憶聯旗下PCIe 4.0固態硬盤的旗艦產品，憑借卓越的技術架構，成為存儲領域的耀眼新星。它采用業界領先的3D NAND架構和最新閃存顆粒，以先進的技術手段，深度挖掘并全面釋放閃存的潛在性能。
在設計方面，AM541采用了無緩DRAM-Less設計，獲得了超高的能效比，搭配智能SLC緩存機制，猶如為數據傳輸搭建了一條高速通道，在使用體驗上與有緩DRAM-Base的SSD無異。
優良的設計能夠顯著提升固態硬盤的讀寫速度，使數據在存儲與讀取之間實現快速流轉，同時也大幅增強了數據交互的效率。無論是面對高負載的運算任務，還是多任務并行的復雜作業場景，AM541皆能輕松應對，響應迅速且精準，讓用戶在使用過程中倍感從容，全無后顧之憂。
4 CDM性能測試
4.1 性能測試
CrystalDiskMark（CDM）作為一款小巧輕便卻功能強大的硬盤及固態存儲設備性能基準測試工具，備受用戶青睞。它以簡潔高效的操作方式，能夠讓用戶迅速且精準地測定磁盤的讀寫速度，無論是致力于系統優化、謹慎進行硬件選購，還是專注于故障排查，都有著不可忽視的重要價值，堪稱存儲設備性能評估的得力助手，在業內通常被簡稱為CDM。
在CDM的嚴苛測試考驗之下，AM541 1TB版本的固態硬盤表現優秀，其連續順序讀取速度達到7143MB/s，超出了產品規格宣稱的7000MB/s；而連續順序寫入速度達到了6037MB/s，也超過了產品規格宣稱的5600MB/s。而隨機讀寫的IOPS分別達到了988k（3954MB/s）和878k(3512MB/s)，遠超過了產品規格宣稱的800k。CDM的實測結果表現了該款產品對消費級客戶在參數指標上的誠意滿滿。
AMD平臺測試結果 INTEL平臺測試結果
在低隊列測試方面（Q1T1），基于INTEL的平臺，讀寫分別達到了88.84MB/s和483.75MB/s，這在同類Dram-Less的Gen4 SSD中表現優秀、實力出眾。Q1T1指標對于日常的消費級體驗最有意義，因為普通消費者大部分使用場景都是這種低隊列的應用。
測試人員對CDM的默認配置及一些自定義CDM配置場景進行了測試，配置列表如下：
CDM測試配置
128K_SEQ_Write_Q4_NJ16
128K_SEQ_Read_Q4_NJ16
128K_SEQ_Write_Q128_NJ8
128K_SEQ_Read_Q128_NJ8
128K_SEQ_Write_Q128_NJ1
128K_SEQ_Read_Q128_NJ1
128K_SEQ_Write_Q512_NJ8
128K_SEQ_Read_Q512_NJ8
128K_SEQ_Write_Q512_NJ1
128K_SEQ_Read_Q512_NJ1
256K_SEQ_Write_Q64_NJ8
256K_SEQ_Read_Q64_NJ8
256K_SEQ_Write_Q64_NJ1
256K_SEQ_Read_Q64_NJ1
4K_Rand_Write_Q512_NJ1
4K_Rand_Read_Q512_NJ1
4K_Rand_Write_Q512_NJ8
4K_Rand_Read_Q512_NJ8
使用以上CDM配置，對AM541進行了測試。測試結果表明在這些配置條件下，AM541均表現出了極佳的性能表現。這些測試配置實際上代表了客戶在使用SSD時可能碰到的各類讀寫場景，良好的結果也反映出AM541足以支撐客戶獲得良好的使用體驗。測試結果展示如下：
4.2 對比測試
將AM541與國際一線友商的同類PCIe Gen4 SSD產品進行了對比。結果如下：
AM541測試結果 友商產品測試結果
從結果可以看到，在順序讀寫和隨機讀寫上AM541全面優于友商，尤其在低隊列隨機讀寫以及Peak順序讀寫性能方面，更是全面領先。這無疑是AM541產品力的重要體現。
5 壓力測試
一款產品的性能優勢如果經受不住長時間壓力的考驗，那么這種優勢是不長久的。能夠保持長期的優秀才是一款產品所要追尋的目標。
為了驗證AM541在各類壓力場景下的表現，評測遵循JEDEC 219標準，對其進行了為期24小時的嚴苛壓力測試，測試結果全部通過。
6 SNIA測試
SNIA（Storage Networking Industry Association）是一個非營利組織，負責制定國際標準和規范。SNIA推廣與數據存儲、傳輸、基礎設施優化、加速、格式化和保護相關的技術。下圖是SNIA對數據格式、傳輸、保護等定義以及后續發展方向的研究。
SNIA為SSD提供了標準的性能測試方法。eBird提供了涵蓋SNIA所述標準的測試套件。使用ebird提供的SNIA套件，對AM541做了SNIA測試，結果匯總如下：
SNIA IOPS測試用于評估SSD的隨機讀寫性能，覆蓋了多種讀/寫混合比例（RW Mix）和塊大小（Block Size, BS）的組合。IOPS測試總體信息如下：
測試需要在SNIA PTS（Performance Test Specification）規定的穩態（Steady State）條件下進行。達到穩態的方法是對整盤進行128K順序寫，填滿盤2遍，然后再使用給定的Data Pattern進行IOPS測試。填充的數據不能是全0或者全1，而應該用隨機數據（Data Pattern為RAND）填充，避免一些SSD具備全0/1檢測功能導致的結果失真。注意這里的隨機數據寫不是指隨機寫，隨機寫是指LBA的隨機，隨機數據是指每個LBA內數據內容的隨機。
隨機數據寫≠隨機寫
IOPS測試通常包括7種讀寫混合比例（從100%讀到100%寫）和8種塊大小（從0.5KB到1024KB）。
所有的測試都進行了6輪，以確定結果的一致性和穩定性，測試結果如下：
用表格的形式列出結果：
在不同的塊大小和不同的讀寫比例的隨機混合讀寫測試模式下，IOPS結果統計如下表。橫向看，在相同讀寫比例下，隨著塊大小的增加，IOPS的下降趨勢非常平穩。縱向看，在相同的塊大小下，不同讀寫比例下的總IOPS性能的比例關系也符合理論結果。可見AM541在混合隨機讀寫性能調試方面是下足了功夫的。
使用eBird自帶的數據分析軟件，將不同讀寫比例及塊大小下的IOPS結果進行3D展示，更能展現性能過度的平穩性。
7 DataIntegrity測試
數據完整性測試是確保固態硬盤（SSD）上數據準確性和可靠性的關鍵步驟。這些測試對于維護數據的安全性和防止未經授權的數據訪問至關重要。
SSD的數據完整性測試首先關注錯誤檢測和校正機制的有效性。SSD通常配備錯誤校正碼（ECC），這些代碼能夠檢測并自動修復常見的數據損壞問題。測試過程中，會驗證ECC是否正確實現并能有效地保護數據不受隨機錯誤的影響。
測試還包括對數據寫入和讀取操作的驗證。在數據寫入SSD之后，測試會讀取相同數據并與原始數據進行對比，以確保在寫入過程中數據沒有發生任何變化或損壞。此外，耐用性測試評估SSD在預期使用壽命內數據的穩定性，確保閃存單元的有限寫入次數不會影響數據的完整性。
為了模擬真實世界的應用場景，數據完整性測試還包括電源故障模擬。在測試中，會模擬突然斷電的情況，以檢查SSD在這種異常情況下是否能夠保護數據不受損失。同時，溫度和環境測試確保了SSD在不同環境條件下的可靠性，包括極端溫度和濕度條件。
SSD的數據完整性測試是一個全面的過程，涵蓋了從錯誤檢測和校正到長期穩定性的多個方面。這些測試不僅有助于識別和修復可能影響數據穩定性和可靠性的問題，而且對于維護用戶信任和保護關鍵數據具有至關重要的作用。隨著數據的重要性日益增加，數據完整性測試已成為SSD質量保證不可或缺的一部分。
eBird提供了一套全面的數據完整性測試方法，測試涵蓋了順序、隨機、混合、小數據等。測試結果表明AM541在數據完整性方面非常優秀，用戶完全不用擔心存入數據的安全。幾個測試用例集都順利通過，結果如下。
8 游戲測試
本輪游戲測試的主機配置如下：
配置
型號
Motherboard
ASUS PRIME X870-P WIFI
CPU/GPU
AMD R9 9950X
GPU
NVIDIA 4080 S
Memory
32GB
OS
Windows 11 Pro 23H2
在測試游戲方面，選擇了《FF14：SHADOWBRINGERS》和《黑神話悟空》，該游戲能在測試結果中直接獲取到場景加載時間的游戲，通過場景加載時間觀察這款SSD的游戲性能。本次2款游戲的測試分辨率均為1920*1080，游戲畫質為最高（MAXIMUM），所取參數為Total Loading Times。
8.1 FF14：SHADOWBRINGERS
《FF14：SHADOWBRINGERS》這款游戲的加載時間僅用了7.445s，可以說在喝一口水的功夫游戲就加載好了，對于游戲玩家而言無疑大大提升了使用感受，而且這個數據在一眾市面上能購買到的Gen4產品中也是比較優秀的。
8.2 黑神話悟空
隨后也測試了年度大熱的《黑神話悟空》，采用秒表計時的方式記錄游戲啟動時間和游戲過程中的幀率情況。由于黑神話悟空沒有benchmark，所以測試者采用了秒表計時，從雙擊游戲圖標啟動到進入游戲共花時間34秒，比PCIe 3.0的速度快了40%以上，大大提高了游戲體驗。相對一種帶DDR的Gen4產品也毫不遜色。
9 結語
對AM541進行了全方位的性能測試后，其卓越表現符合憶聯一直以來對SSD產品精益求精精神的貫徹和傳承。測試人員在CDM、SNIA、Stress、游戲等場景下對AM541進行了深入探究，對其IOPS（每秒輸入輸出操作次數）等關鍵指標展開測試。結果表明，AM541在各項測試中的表現均十分優異，充分彰顯了其作為一款高端存儲產品的過硬實力。
無論是在不同存儲狀態下對性能穩定性的嚴格考驗，還是基于SNIA標準對各項關鍵指標的精細評估，AM541都以出色的表現達到了極高的水準。其強大的性能與可靠的品質，使其能夠輕松應對大型 3A 游戲、專業內容創作等對存儲性能要求極為苛刻的應用場景。AM541無疑為當下Gen4 SSD市場注入了新的活力，為用戶的數字生活提供了更加豐富的選擇。
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