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1简介

2024年的10月份，长江存储推出了旗下第一款采用QLC方案的PCIe4.0 OEM SSD - PC41Q。一年来，经过大量的品牌电脑装机应用和终端客户反馈，取得了良好的市场业绩和用户口碑。

时隔一年，长江存储再次推出了继任型号-PC42Q，该款产品对颗粒、固件进行了全面升级，采用了长江存储的第二代QLC颗粒X4-6080。该颗粒采用最新的®Xtacking®4.0架构，在可靠性、电荷保持能力、存储密度、能耗、速度等方面都进行了全面提升。在原厂NAND技术的突破助力下，PC42Q这款SSD产品相对上一代也迎来了巨大的提升。

长江存储正在通过快速迭代的QLC技术，重新定义QLC市场的标准，推动大容量QLC SSD的普及。

如果说PC41Q是长存QLC的“开山之作”，证明了其QLC技术的商业可用性，那么PC42Q则是 “成熟和完善之作”，它解决了QLC早期在性能和能效上的部分短板，使其综合体验更接近TLC SSD。

在如今存储供应紧张的市场环境下，在不影响终端用户使用体验的前提下，新一代QLC SSD PC42Q无疑会为用户带来更具性价比的选择。

本文对PC42Q 1TB从专业综合测试角度和用户测试角度两个维度对该产品进行解析。

2 产品特点

PC42Q是长江存储专为个人电脑推出的新一代PCIe 4.0 QLC消费级固态硬盘，顺序读取性能高达7,000MB/s, 实现饱和带宽，拥有出色的性能功耗比与产品可靠性，可满足大众用户、内容创作者的数据存储需求，是理想的高质价比存储解决方案。其产品特点体现在：

• 重新定义PCIe Gen 4.0 QLC SSD

PC42Q是长江存储推出的第二代PCIe 4.0 QLC商用消费级固态硬盘，凭借3,600MT/s的闪存接口速度，实现与TLC相媲美的性能。顺序读写分别为7,000MB/s、6,500MB/s，显著提升PC响应速度，游戏、办公、视频剪辑体验更流畅。

• 超低功耗，业界领先 

PC42Q性能功耗比业界领先，工作功耗（Active）低至4W，休眠模式（PS4）低至2mW。该特性可降低PC散热设计成本，延长PC续航时长、降低温度、减少噪音，为用户带来更好的使用体验。

• 更高可靠性 

PC42Q拥有行业领先的产品可靠性和数据保持能力，MTBF达200万小时，在寿命末期仍可提供与TLC相媲美的数据保持能力 据安全有保障，生命周期持久。

• 技术领先，稳定供应 

PC42Q采用基于长江存储晶栈®Xtacking®4.0技术打 造的最新一代QLC三维闪存芯片X4-6080，为客户提供更领先的技术与持续稳定供应。

长江存储 Xtacking创新技术

3 外观和结构

长江存储PC42Q的结构设计在轻薄设计、性能、功耗、散热和兼容性方面都表现出了科学的设计理念，体现在：

• 单面PCB设计：PC42Q采用单面PCB设计，背面没有任何元件，这种设计使得SSD非常薄，适合空间受限的设备如轻薄笔记本和迷你主机。这种设计也有助于降低发热量。

• 无缓存设计（DRAM Less方案）：PC42Q同样没有配备DDR，这有助于减少功耗。

• 散热设计：主控芯片采用镀镍设计，有助于提高散热效率。大面积的PCB敷铜走线不仅提高信号传输稳定性，也起到辅助散热的效果。

• 安装适配性：采用M.2接口，提供 2242和2280两种板型，适用于不同的使用空间，不仅适用于台式机，在空间狭小的笔记本、一体机等设备上也可以轻松安装。

• 耐久度：例如PC42Q 1TB的整体耐久度达到300TBW，平均无故障时长高达200小时。

  

长江存储PC42Q外观（上图为M.2 2242，下图为M.2 2280）

4 产品规格

PC42Q的官方产品规格如下：

PC42Q官方技术规格书

5 购买建议

长江存储PC42Q是对PC41Q的一次全面而务实的“颗粒换代”升级，核心是提升了QLC闪存的性能、能效和密度，巩固了其在高性价比大容量SSD市场的领先地位。

• 如果你在2024年购买了PC41Q：它依然是一块优秀的大容量SSD，无需担心。PC42Q的升级是正常的迭代。

• 如果你现在要新购大容量SSD：PC42Q是更优先的选择。它能带来更好的性能、更低的功耗和更新的技术”。

• 如何看待QLC：对于非高强度持续写入的日常使用、游戏存储、资料备份等场景，当前优质的QLC SSD（如PC42Q）已经完全足够可靠耐用，是性价比极高的选择。

6 eBird介绍

在本次测试中，采用了鸾起科技自主开发的eBird SSD专业测试套件，该套件与测试平台连接，负责调度管理测试用例的执行，以及配置相应的测试转卡。

eBird提供了全面的测试方案，覆盖从NVMe协议到系统应用级别，包括性能、功耗、稳定性、可靠性、模拟应用测试等。eBird适用于SSD研发、生产和企业验收阶段，整合了产品经验和常见问题，形成测试用例。

eBird兼容Windows、Linux和国产操作系统，模拟实际应用环境，确保测试结果的准确性，还能模拟各种掉电情况和盘状态组合，支持填盘和数据校验，确保测试全面性。

此外，eBird提供多种测试框架和接口，包括NVMe协议、应用层、整机掉电、PCIe Link和开发层级测试。它还包含协议覆盖测试、PCIe Link测试套件、NVMe应用测试、功耗测量和Trace打印功能，帮助用户深入分析和定位问题。

7 测试环境

在此次测试中，与eBird连接的测试平台和盘片信息如下：

8 性能测试

8.1CDM测试

Crystal Disk Mark（CDM）作为一款小巧轻便却功能强大的硬盘及固态存储设备性能基准测试工具，备受用户青睐。它以简洁高效的操作方式，能够让用户迅速且精准地测定磁盘的读写速度，无论是致力于系统优化、谨慎进行硬件选购，还是专注于故障排查，都有着不可忽视的重要价值，堪称存储设备性能评估的得力助手，在业内通常被简称为CDM。

在CDM的测试中，PC42Q 1TB版本的固态硬盘表现优秀，其连续顺序读取速度达到7074MB/s，超出了产品规格宣称的7000MB/s；而连续顺序写入速度达到了6682MB/s，也超过了产品规格宣称的6500MB/s。而随机读写的IOPS分别达到了1032k（4129MB/s）和1198k(4793MB/s)，远超过了产品规格宣称的900k。

CDM的实测结果表现了该款产品对消费级客户在参数指标上的诚意满满。

8.2 性能稳定性测试

CDM测试了PC42Q的最大性能，实际应用中，SSD的性能稳定性也很重要，我们使用eBird对PC42Q进行了性能稳定性测试，结果全部PASS。

8.3 性能压力测试

除了peak性能和稳定性外，我们还关注压力测试下SSD的性能表现，对PC42Q进行相关测试，结果PASS。

9PCIe测试

PCIe是SSD与Host主机的接口，其Link、reset、FLR等特性直接影响SSD的兼容性表现。PC42Q经过eBird提供的10个PCIe测试用例的测试，结果都为PASS。

10 NVMe测试

PCIe接口类型的SSD，其接口除了遵循PCIe协议外，基于PCIe协议之上还封装了一层专为SSD定制的协议，即NVMe协议。所以我们所提到的SSD协议测试，除了要对PCIe进行测试外，还要对NVMe协议进行测试，目的是考察验证该款产品对NVMe协议标准的遵从性，实现的正确性，异常处理的全面性等。

eBird将软件协议、硬件电气层面标准、用户业务场景结合起来进行测试，更贴近真实使用场景。eBird对PC42Q测试了近682项NVMe协议测试脚本，结果全部PASS。

11 SNIA测试

SNIA（Storage Networking Industry Association）是一个非营利组织，负责制定国际标准和规范。SNIA推广与数据存储、传输、基础设施优化、加速、格式化和保护相关的技术。下图是SNIA对数据格式、传输、保护等定义以及后续发展方向的研究。

SNIA为SSD提供了标准的性能测试方法。eBird提供了涵盖SNIA所述标准的测试套件。使用ebird提供的SNIA套件，对PC42Q做了SNIA测试，8个测试用例全部PASS：

11.1 IOPS

IOPS测试用于评估SSD的随机读写性能，覆盖了多种读/写混合比例（RW Mix）和块大小（Block Size, BS）的组合。测试需要在SNIA PTS（Performance Test Specification）规定的稳态（Steady State）条件下进行。达到稳态的方法是对整盘进行128K顺序写，填满盘2遍，然后再使用给定的Data Pattern进行IOPS测试。eBird提供的填充的数据不是全0或者全1，而是随机数据（Data Pattern为RAND）填充，这样可以避免具备全0/1检测功能的SSD对写入数据进行压缩而导致数据没有真正落盘。注意这里的随机数据写不是指随机写，随机写是指LBA的随机，随机数据是指每个LBA内数据内容的随机。

随机数据写≠随机写

IOPS测试通常包括7种读写混合比例（从100%读到100%写）和8种块大小（从0.5KB到1024KB）。在该项测试中，PC42Q顺利达到了稳态，测试结果为PASS。

11.2 Throughput

11.3 Latency

11.4 Write Saturation

从上面数据可见，PC42Q虽然是一款商用消费级产品，但在SNIA偏企业级的测试项目中的表现也是可圈可点。

12 QoS测试

QoS (Quality of service)：指在规定的时间内，以稳定一致的性能完成所有请求的能力。比较常见的SSD QoS量化指标是以99%或99.99%的可信度给出最大的响应的间。比如PC42Q的4K QD1 write的QoS(99%)指标是23us，表示总请求99%的IO延时在23us以内。可以使用QoS来描述IOPS性能稳定性。

PC42Q作为一款OEM商用产品，在办公，游戏等场景中的响应速度也是重要指标，我们对PC42Q在QD128和QD1下的4K读写分别进行了QoS测试，测试结果如下表。

13 Power测试

eBird可以测试SSD在不同的link状态、功耗状态、Block Size、读写比例下的功耗、电压和性能。Link状态包括L0S、L1，功耗状态包括PS0、PS1、PS2、PS3、PS4，读写比例主要关注R30W70、R50W50、R70W30，Block Size主要关注512、4K、128K。eBird对PC42Q在上述三类因素的典型组合下进行测试时，同时监控Voltage波动曲线。

功耗/电压/性能测试内容部分举例如下：

Power测试一共225个类似测试项目，PC42Q在该测试中全部PASS，结果如下。

这225个测试中，包括PCIe的L0s/L1s功耗测试、NVMe的PS0~PS4功耗测试、电压测试三类内容。

13.1 PCIe的L0s/L1s功耗测试

L0s和L1是PCIe电源管理中定义的两种链路状态，它们的全称如下：

• L0s（L0 Standby）：这是PCIe链路的一个低功耗状态，也称为L0待机状态。L0s允许PCIe设备在不传输数据时进入低功耗模式，同时能够快速恢复到全速工作状态L0。这种状态是单向的，意味着链路的一个方向可以独立于另一个方向进入L0s状态。

• L1（L1 ASPM）：这是PCIe链路的另一个低功耗状态，比L0s更加节能，但进入和退出L0状态的延时更长。L1状态是可选的，并且要求PCIe链路的两个方向都需要进入L1状态。在L1状态下，设备可以关闭一些电源以减少能耗，但仍然保持相对快速的恢复到L0状态的能力。

这两种状态是PCIe主动状态电源管理（ASPM）的一部分，旨在在设备不活跃时减少能耗，同时保持快速响应能力。eBird对下列组合场景进行了L0s/L1s测试，结果均为PASS。

13.2 NVMe的PS0~PS4功耗测试

SSD中的PS0到PS4是NVMe规范中定义的电源状态，它们分别代表不同的功耗和性能级别。eBird测试了在不同PS状态下不同的读写组合下PC42Q的功耗表现。测试结果均PASS。

13.3 电压测试

在SSD工作的过程中，其供电电压的稳定性至关重要，eBird对PC42Q在各典型IO场景下的供电电压做了监控测试，测试结果均PASS。

14 Data Path测试

DataPath不仅包括了IO的正常读写Path，也包括在Power Loss、Reset、Safe Power下的IO处理的Path。在不同的Path下，SSD都能够正确稳定的处理IO，是一款优秀的SSD产品应该达到的目标。PC42Q在eBird提供的DataPath测试中，共经历了28个测试用例，结果全部PASS。

……

15 Data Integrity测试

数据完整性测试是确保固态硬盘（SSD）上数据准确性和可靠性的关键步骤。这些测试对于维护数据的安全性和防止未经授权的数据访问至关重要。

SSD的数据完整性测试首先关注错误检测和校正机制的有效性。SSD通常配备错误校正码（ECC），这些代码能够检测并自动修复常见的数据损坏问题。测试过程中，会验证ECC是否正确实现并能有效地保护数据不受随机错误的影响。

测试还包括对数据写入和读取操作的验证。在数据写入SSD之后，测试会读取相同数据并与原始数据进行对比，以确保在写入过程中数据没有发生任何变化或损坏。此外，耐用性测试评估SSD在预期使用寿命内数据的稳定性，确保闪存单元的有限写入次数不会影响数据的完整性。

为了模拟真实世界的应用场景，数据完整性测试还包括电源故障模拟。在测试中，会模拟突然断电的情况，以检查SSD在这种异常情况下是否能够保护数据不受损失。同时，温度和环境测试确保了SSD在不同环境条件下的可靠性，包括极端温度和湿度条件。

SSD的数据完整性测试是一个全面的过程，涵盖了从错误检测和校正到长期稳定性的多个方面。这些测试不仅有助于识别和修复可能影响数据稳定性和可靠性的问题，而且对于维护用户信任和保护关键数据具有至关重要的作用。随着数据的重要性日益增加，数据完整性测试已成为SSD质量保证不可或缺的一部分。

eBird提供了一套全面的数据完整性测试方法，测试涵盖了顺序、随机、混合、小数据等。测试结果表明PC42Q在数据完整性方面非常优秀，用户完全不用担心存入数据的安全。几个测试用例集都顺利通过，结果如下。

16 RDT测试

eBird提供了根据JEDEC 219的workload开发的轻量级RDT测试用例。我们使用它对PC42Q进行了RDT测试，结果显示PASS。

17 结语

本次测评对PC42Q进行了性能、功耗、协议、延时、供电、数据完整性、压力、可靠性等方面的专业测试，累计使用测试用例上千个。

测试内容和结果汇总如下：

结果表明，PC42Q在各项测试中的表现十分优异，能够轻松应对大型 3A 游戏、专业内容创作等对存储性能要求极为苛刻的应用场景，充分彰显了PC42Q作为一款原厂高端商业级OEM SSD的过硬实力。我们期待PC42Q取得良好的客户评价和市场表现。

下一篇，我们将从用户体检角度对PC42Q进行测试，敬请期待。

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