Seagate FireCuda 540 PCIe 5.0 M.2 SSD 最大特色就是【高耐用性(TBW, Total Bytes Written)】，適合影片剪輯、存取大量遊戲檔案、大數據分析、雲端存儲系統或虛擬機器。所以，高耐用性 SSD 不僅可確保長期穩定的效能表現，同時也降低磁碟損壞造成資料遺失的風險。
這篇文章使用 Iometer 測速軟體，針對 Seagate FireCuda 540 PCIe 5.0 M.2 SSD 在不同佇列深度(QD, Queue Depth)的讀寫效能進行測試。從結果可觀察到循序讀寫(Sequential Read/Write) 與隨機讀寫(Random Read/Write)的數據，與 Seagate 官方宣稱的效能一致。入手 Seagate FireCuda 540 PCIe 5.0 M.2 SSD 的原因：
高耐用性
高達 10,000 MB/s 讀寫效能
三年資料救援服務(Rescue Data Recovery Services)
五年有限保固
Seagate FireCuda 540 的測試工具與方法
Seagate FireCuda SSD 系列：官網
Seagate 支援中心：FireCuda 540 SSD
產品功能：FireCuda 540 Gen 5 PCIe SSD
產品註冊：點我
硬碟快速診斷工具：SeaTools、DiscWizard
Seagate FireCuda SSD 文件：規格表、使用手冊
Seagate FireCuda 540 型號
| 型號 | 容量 | 有限保固 | 救援服務 | 耐用性 |
|---|---|---|---|---|
| ZP2000GM3A004 | 2 TB | 5 年 | 3 年 | 2,000 TBW |
| ZP1000GM3A004 | 1 TB | 5 年 | 3 年 | 1,000 TBW |
Seagate FireCuda 540 規格
| 容量 | 循序讀取速度 | 循序寫入速度 | 隨機讀取速度 | 隨機寫入速度 |
|---|---|---|---|---|
| 2 TB | 10,000 MB/s | 10,000 MB/s | 1,490K IOPS | 1,500K IOPS |
| 1 TB | 9,500 MB/s | 8,500 MB/s | 1,300K IOPS | 1,500K IOPS |
Seagate FireCuda 540 1TB 硬體
| 零件 | 規格 |
|---|---|
| 控制晶片 | Phison PS5026-E26 |
| NAND flash | Micron 232 layers 3D TLC B58R FortisFlash |
| DRAM cache*註1 | 2GB, Hynix H9HCNNNBKUMLXR-NEE |
| 型號 | TM8FF1001T0C129 |
| 外觀尺寸 | M.2 2280 |
註1：【DRAM cache】可以參考 – DRAM cache 運作原理
測試工具
| 品名 | 型號/規格 |
|---|---|
| 工作站系統 | Supermicro SYS-751A-I |
| CPU | Intel Xeon Silver 4410T 2.70 GHz (Dual CPU) |
| 主機板 | Supermicro X13DAI-T |
| 記憶體 | Hynix 16GB DDR5 4800MHz *4 |
| M.2 SSD 散熱方式 | Asus Hyper M.2 x16 Gen5 Card |
| 測試軟體 | Iometer |
| 作業系統 | Windows 11 專業版 |
測試方法
| 軟體設定 | 詳細內容 |
|---|---|
| SSD 格式化 | NTFS 檔案系統 |
| 叢集大小 | 預設值 – 4KB |
| Iometer 循序讀寫資料大小 | 256KiB |
| Iometer 隨機讀寫資料大小 | 4KiB |
| 佇列深度(QD, Queue Depth) | 1 – 256 |
| Worker(也就是 Thread)*註2 | 1 |
| 測試時間 | 300 秒 |
| 【讀取：寫入】比例 | 【100%：0%】 【75%：25%】 【50%：50%】 【25%：75%】 【0%：100%】 |
註2：Iometer Worker 的數量取決於系統上的 CPU 個數，通常每個 Worker 只分配給一個磁碟執行；也就是一個 Worker(Thread, 執行緒)只會針對一個磁碟進行讀寫測試。【Iometer 操作說明】可以參考 – Iometer軟體介紹
如何確定 SSD 運作在 PCIe Gen5 的速度？
使用 CrystalDiskInfo 可以檢查 SSD 的運作速度：
【傳輸模式：PCIe 5.0 x4 | PCIe 5.0 x4】
紅色：代表目前運作的模式
紫色：代表可支援的模式
平均讀寫速度數據
以下的兩張圖，可以看到在不同 QD 值下，以不同【讀寫比例】進行 300 秒測試的平均速度數據。
圖例說明
| 測試結果 | 讀取比例 | 寫入比例 |
|---|---|---|
| 深藍色 | 100% | 0% |
| 綠色 | 75% | 25% |
| 黃色 | 50% | 50% |
| 粉紅色 | 25% | 75% |
| 水藍色 | 0% | 100% |
循序讀寫(Sequential Read/Write)
雖然官方並沒有提到效能數據是在什麼佇列深度 (QD, Queue Depth) 與執行緒 (Thread)條件下所得到的結果，不過，但即使我們使用不同的資料大小(256KiB)、單一執行緒 (Thread=1)與佇列深度 (QD, Queue Depth)，還是可以得到與官方宣稱相近的效能數據。
| 類別 | 測試數據 | 官方數據(1TB版本) |
|---|---|---|
| 循序讀取(100% Read) | 9,432.5 MB/s (QD=32, Thread=1) | 9,500 MB/s |
| 循序寫入(100% Write) | 8,681.2 MB/s (QD=4, Thread=1) | 8,500 MB/s |
隨機讀寫(Random Read/Write)
SSD 的 IOPS(Input/Output Operations Per Second) 表示每秒讀取和寫入資料的速度，測試結果與官方宣稱的效能數據存在很大的差距，原因在於官方使用 8 執行緒 (Thread=8)進行隨機讀寫的測試。
執行緒數量增加，CPU 的負擔越吃重，軟體程式也更難開發維護，相對的效能也會比較好。所以，適合程式開發、網站伺服器或資料庫等用途的族群。
至於一般電腦使用者所使用的軟體，還是以單執行緒為主。
| 類別 | 測試數據 | 官方數據(1TB版本) |
|---|---|---|
| 隨機讀取(100% Read) | 177,518.2 IOPS (QD=64, Thread=1) | 1,300,000 IOPS (QD=32, Thread=8) |
| 隨機寫入(100% Write) | 86,361.7 IOPS (QD=16, Thread=1) | 1,500,000 IOPS (QD=32, Thread=8) |
即時讀寫速度數據
這個章節可看到在不同 QD 值下，以不同【讀寫比例】進行 300 秒測試的即時速度變化現象。
圖例說明
| 測試結果 | 讀取比例 | 寫入比例 |
|---|---|---|
| 綠色 | 100% | 0% |
| 橘色 | 75% | 25% |
| 黃色 | 50% | 50% |
| 藍色 | 25% | 75% |
| 褐色 | 0% | 100% |
即時循序讀寫(Sequential Read/Write)
即時隨機讀寫(Random Read/Write)
Seagate FireCuda 540 特殊功能
平均故障間隔 (MTBF, Mean time between failures)
180 萬小時；簡單講就是在一批硬碟中，發生故障的平均間隔時間為 180 萬小時。
高耐用性 (TBW, Total Bytes Written)
在 SSD 壽命剩餘超過 1% 時，可寫入總位元組數為 1,000TB (ZP1000GM3A004) 與 2,000TB (ZP2000GM3A004) 。
支援第 4 代 LDPC (Low Density Parity Check)
LDPC 是一種錯誤更正碼演算法 (ECC algorithm)，用於讀取 FireCuda 540 SSD 資料過程中，偵測到資料錯誤時可將錯誤更正，確保資料完整性。
支援 Trim 功能
SSD 無法將資料覆寫到已存在資料的 NAND flash block 中，所以當資料被刪除時，作業系統會透過 Trim 指令通知 SSD 哪些 NAND flash block 可以被清除，讓 SSD 能夠更有效率管理可用空間，提高效能。
硬體過熱保護機制 (Thermal Throttling)
| 項目 | 溫度門檻值 |
|---|---|
| 保護機制啟動 | SMART 讀取到高於攝氏 85 度 |
| DRAM 保護機制啟動 | 攝氏 88 度 |
| 控制晶片保護機制啟動 | 攝氏 115 度 |
| 回復正常運作狀態 | SMART 讀取到低於攝氏 77 度 |
| 讀取溫度間隔時間 | 0.5 秒 |
唯讀模式 (Read Only Mode – End of Life)
排除無法再被寫入的 NAND flash block 後，當 SMART 讀取到可使用空間小於 5% 的硬碟容量時，SSD 會發出嚴重警告的訊息通知作業系統，然後會進入唯讀模式，避免更多存放在 NAND flash 的資料因【寫入】的動作造成遺失。
– 註：NAND Flash 寫入行為的特點在於它的不可覆寫性，必須先擦除區塊才能進行寫入操作。
提供資料救援服務 (Rescue Data Recovery Services)
Rescue Data Recovery Services 是 Seagate 提供的一項免費資料還原服務，當 SSD 意外損壞、故障、病毒攻擊或人為操作失誤導致資料無法存取時，這項服務能夠幫助用戶進行資料恢復。
– 註：即使 Seagate 資料救援服務的成功率大於 90%，還是會建議養成定期做資料備份的習慣。免費版資料備份軟體，能滿足大部分使用著的需求：
| 軟體名稱 | 優點 | 缺點 | 連結 |
|---|---|---|---|
| Ashampoo Backup Pro | 雲端空間 | 還原時間長 | 使用心得 |
| MiniTool ShadowMaker | 備份還原速度快、 支援工作站 | 僅英文版本 | 使用心得 |
| Paragon Hard Disk Manager | Windows / Linux / macOS RAID / Storage Space | 僅英文版本 | 使用心得 |
| Hasleo Backup Suite Free | 備份、還原速度極快 | 公司資料不明 | 使用心得 |
| EaseUS Todo Backup | 操作流程順暢 | 免費版限制多 | 使用心得 |
Seagate FireCuda 540 常見問題
Q1：DRAM cache 與 SLC cache 有什麼差異？
A1：Seagate FireCuda 540 PCIe Gen5 M.2 SSD 支援 DRAM cache。
– DRAM cache：有一顆實體的 DRAM 顆粒設計在 SSD 上面，資料可以暫存在 DRAM 提高寫入速度。
– SLC cache：在 SSD 的 NAND Flash 中劃分出部分空間，資料可以暫存在這個緩存空間。雖然可以提高寫入速度，但是效能還是比 DRAM cache 差。
Q2：如何解讀 Iometer 測試數據？
A2：官方循序讀寫與隨機讀寫的數據都是以【100% Read】或【100% Write】的前提進行測試。所以，這些數據能代表控制晶片、韌體、NAND flash 可提供的極限讀寫結果。
– 當實際在使用電腦時，大多是不同比例【讀取】與【寫入】的混和混和情況在傳輸資料。
Q3：不同電腦平台的測試數據會一樣嗎？
A3：會存在差距！
– AMD 平台測試結果與 Intel 平台(本文)就有很大的差距。參考：PCIe 5.0 SSD效能揭密
– 每家廠商在提供官方效能數據時，都會加上警語：
十銓：傳輸速度會依據測試硬體及軟體條件的不同而有所差異，數據僅供參考。
Micron：系統差異將會影響到測量結果。
Seagate：效能會因 SSD 的韌體版本、系統硬體和組態而有所差異。
WD：實際效能可能會因主機裝置、使用狀況、硬碟容量和其他因素而異。
Samsung：Intelligent Turbo Write 僅在特定的數據傳輸大小內運行。效能可能會因 SSD 的韌體、系統硬體和配置以及其他因素而異。
Q4：TBW 跟 DWPD有什麼差異？
A4：兩者都用來評估 SSD 的耐用度。
– TBW（Total Bytes Written）
定義是總寫入資料量的上限，重點在於整體壽命。
以 1 TB (ZP1000GM3A004)為範例：
DWPD = 1000 TBW / (5年 * 365 天 * 1 TB) = 0.548
1 TB SSD * 0.548 = 548 GB
所以，每天寫入資料量小於548 GB，都在 5 年有限保固的範圍內。
– DWPD（Drive Writes Per Day）
定義是每天允許的寫入量，重點在於日常使用強度。
Q5：PCIe Gen 5 SSD 需要裝散熱器嗎？
A5：安裝散熱器是基本要求。
Q6：Seagate FireCuda 540 是否適用於筆記型電腦？
A6：因為需要加裝散熱器才能發揮應有的效能，所以比較適合桌機。
至於筆記型電腦，需要自行判斷是否有足夠空間安裝散熱器，風流是否能將高溫吹出。
Seagate FireCuda 540 PCIe 5.0 M.2 SSD 值得買嗎？
Seagate FireCuda 540 PCIe 5.0 M.2 SSD 最大特色就是【高耐用性(TBW, Total Bytes Written)】，同時在資料讀寫效能面也毫不遜色，的確是款兼具高耐用度與效能的高階 PCIe 5.0 M.2 SSD。
