数据安全至上：英睿达P5 Plus固态硬盘中采用的RAIN技术分析

主控、闪存、DRAM缓存三大件全自产是原厂SSD的优势之一。进入PCIe 4.0时代后英睿达推出了P5 Plus系列，提供500GB、1TB和2TB三种容量型号，存储极客这次测试的是常用的1TB版本。

从P5到P5 Plus，并不是从PCIe 3.0升级到PCIe 4.0接口那么简单。英睿达P5 Plus还首次使用了美光全新RG架构NAND闪存取代了P5上的FG浮栅架构闪存。

RG NAND采用具有氮化硅 (SiN) 存储层的电荷陷阱单元，字线由钨金属代替原来堆叠的SiN薄膜。相比FG架构能够降低闪存单元间电容耦合问题，提高闪存可靠性。

RG架构的控制门从多晶硅更改为金属，可以使编程脉冲快速上升，支持single-pass编程写入算法，大幅提高了闪存写入速度。

作为原厂PCIe 4.0旗舰中价格最亲民的型号之一，英睿达P5 Plus不能说完全没有缺憾：6600MB/s的顺序读取速度比7000MB/s的大众水平低6%左右。美光的176层3D TLC闪存在很多PCIe 4.0 SSD当中都有应用，作为美光的“亲儿子”，P5 Plus并非实力不济而是侧重点有所不同。

美光在2015年收购了企业级主控研发公司Tidal Systems，从P5开始英睿达消费级SSD也开始用上美光自家主控芯片。P5 Plus则使用了支持PCIe 4.0的美光DM02A1主控，具备一项企业级高级数据保护技术：RAIN（redundant array of independent NAND）独立NAND冗余阵列，它可以极大地提升SSD可靠性，但会以牺牲少量性能作为代价。性能换稳定值不值呢？我们还是先从原理来看。

对于普通的SSD来说，用于纠错的ECC数据存储在闪存page的spare区域，处理不了整个page、整个block甚至是整个die发生故障的情况。尽管这类故障很罕见，不过一旦发生就是灾难级的，基本上没有挽救数据的希望。

RAIN的原理类似于RAID阵列，不同之处是组成阵列的不是单个硬盘，而是一个个闪存die（从晶圆上取下的小晶粒，一个闪存颗粒可封装多个NAND die）。

美光的RAIN就是为了实现企业级SSD安全性而生。由于家用SSD普遍使用SLC缓存而不适合组建RAID阵列，所以在SSD单体内实现RAID冗余保护的必要性就更高了。RAIN可以有7+1、15+1、127+1等多种组合方式，英睿达没有公布P5 Plus所用的规格，但我们不难计算出1TB容量的SSD内拥有16个512Gb容量的NAND闪存die。

如果采用15+1的RAID组，可以在标准7% OP预留空间内实现RAIN保护。由于SSD每次从闪存中读取的数据都有1/16是用于数据保护的冗余数据，所以顺序读写性能会同比例下降。P5 Plus用大约6%的顺序读取速度换来了数倍安全性提升，笔者认为还是很值的。

具体到实际使用环节，性能损失幅度会更小。存储极客对比测试了同样采用美光176层3D TLC闪存的英睿达P5 Plus和金士顿KC3000，后者使用的是群联PS5018-E18主控，顺序读取速度7400MB/s，而且我专门找了一块顶配4TB型号来对比，结果还是英睿达P5 Plus 1TB在PCMark 10完整系统盘基准测试当中取胜：

选取最能体现家用SSD使用方式的系统启动和游戏加载项目进行对比：KC3000更快的顺序读取速度没有转化成实用性能优势，反倒是英睿达P5 Plus在多数项目上取得了领先。

总结来说，英睿达P5 Plus虽然不以直观可见的顺序读取速度见长，但先进的176层堆叠RG架构闪存结合美光独家的RAIN独立NAND冗余阵列技术，为玩家提供了一个兼顾游戏性能和数据安全性的理想选择。