Подождите...Каталог
Компания Samsung, являясь одним из мировых лидеров в области цифровых технологий, выпускает практически все виды электронных устройств, какие только можно себе представить. Продукцией компании пользуются миллионы людей во всем мире. Неудивительно, что Samsung – ведущий производитель DRAM и флэш-памяти – является также крупнейшим игроком на рынке SSD. Их SSD серий EVO и PRO весьма популярны среди компаний-апгрейдеров, системных интеграторов и просто компьютерных энтузиастов. И сегодня мы рассмотрим SSD Samsung 980 Pro – высококлассный NVMe-накопитель формата M.2, в котором, помимо всего прочего, представлена поддержка интерфейса PCI-Express 4.0.
Все компоненты в составе 980 Pro произведены в Samsung: новый восьмиканальный контроллер Elpis, чипы флэш-памяти V-NAND v6, использующие от 110 до 136 слоев TLC, и чип DRAM – он обеспечивает 1 ГБ дискового пространства для mapping tables.
Samsung предлагает следующие опции емкости 980 Pro: 250 ГБ ($90), 500 ГБ ($135), 1 ТБ ($230) и 2 ТБ ($460). Ресурс этих дисков – 150, 300, 600 и 1200 TBW соответственно. Все диски 980 Pro снабжены пятилетней гарантией от Samsung.
| Спецификации SSD-накопителя Samsung 980 Pro (1 ТБ) | |
| Производитель | Samsung |
| Модель | MZ-V8P1T0BW |
| Емкость | 1000 ГБ (для использования доступно 931 ГБ); объем дополнительной резервной области (overprovisioning) – 24 ГБ |
| Контроллер | Samsung Elpis (S4LV003) |
| Флэш-память | Samsung 3D TLC V-NAND v6 110-136 слоев (K9DUGY8J5C-DCK0) |
| DRAM | 1x 1 ГБ Samsung LPDDR4 (K4F8E3D4HF-BGCH) |
| Ресурс | 600 TBW |
| Форм-фактор | M.2 2280 |
| Интерфейс | PCIe Gen 4 x4, NVMe 1.3c |
| ID устройства | Samsung SSD 980 PRO 1TB |
| Прошивка | 2B2QGXA7 |
| Гарантия | 5 лет |
| Цена | $215 (22 цента за гигабайт) |
Дисковый накопитель имеет формат M.2 2280: 22 мм в ширину и 80 мм в длину.
Хотя многие другие M.2 NVMe SSD передают данные через интерфейс PCI-Express 3.0 x4, диск Samsung 980 Pro подключается к хост-системе через более современный интерфейс PCI-Express 4.0 x4, который имеет вдвое большую теоретическую пропускную способность.
На печатной плате располагается контроллер, два чипа флэш-памяти и один чип DRAM; на другой стороне PCB ничего нет.
На обратной стороне SSD Samsung приклеен кусочек медной фольги, который по версии производителя называется "теплоотводящая наклейка для эффективного охлаждения чипов NAND". Хотя она вряд ли оказывает сколько-нибудь существенное влияние на температуру чипов в составе SSD, поскольку не обладает достаточной теплоемкостью вследствие своей малой массы. К тому же интенсивнее всего нагревается чип контроллера, а не флэш-память, так что назначение наклейки позиционируется неправильно.
Это новый контроллер Samsung под названием "Elpis", который поддерживает PCIe Gen 4. Он изготавливается на базе 8-нм техпроцесса в производственных цехах Samsung – как и графические чипы NVIDIA Ampere. По сравнению с предыдущими контроллерами Samsung Elpis может обрабатывать данные с гораздо большей глубиной очереди (128) за то же время (у Phoenix и UBX соответствующая глубина очереди – всего 8).
Два флэш-чипа представляют память Samsung TLC V-NAND v6, использующую от 110 до 136 слоев. Емкость каждого чипа – 512 ГБ.
Чип Samsung LPDDR4 обеспечивает контроллер быстрой DRAM-памятью объемом 1 ГБ для записи mapping tables.
| Тестовая конфигурация системы | |
| Процессор | AMD Ryzen 3 3300X @ 4.3 GHz Zen 2, 16 MB Cache |
| Материнская плата | ASUS Prime X570-Pro BIOS 2606 / AGESA 1.0.8.0 |
| Память | Zadak Spark RGB, 16 GB DDR4 @ 3200 MHz 16-18-18-38 |
| Видеокарта | EVGA GeForce RTX 2060 KO 6 GB |
| Корпус | DarkFlash DLX22 |
| Операционная система | Windows 10 Professional 64-bit Version 2004 (May 2020 Update) |
| Драйвера | AMD Chipset: 2.07.14.327 NVIDIA: 452.06 WHQL |
Синтетические тесты
1) Показания в тестах начинают сниматься после 20-секундного разогрева (начиная с 21-й секунды).
2) Перед каждым следующим тестом диск простаивает в течение 60 секунд в целях приведения его в нейтральное состояние с реорганизацией внутренних данных.
3) Все запросы на запись содержат случайные несжимаемые данные.
4) Кэш диска очищается перед каждым следующим тестом.
5) Формат M.2 тестируется с воздушным охлаждением, за исключением специальных тестов на производительность в нагретом состоянии.
Тестирование на реальных приложениях
1) Сразу после установки и начальной настройки создается образ диска.
2) Автоматические обновления операционной системы и всех приложений отключаются. Это гарантирует неизменность настроек диска для последующих обзоров.
3) Образ диска требует около 450 ГБ – размеры разделов переопределяются таким образом, чтобы заполнить все доступное дисковое пространство.
4) Диск на 80% заполняется случайными данными.
5) Разделы выравниваются.
6) Кэш диска очищается перед каждым следующим тестом.
7) В целях минимизации случайных отклонений каждый тест на реальном приложении прогоняется 12 раз с перезагрузкой перед каждым прогоном – чтобы свести к минимуму влияние дискового кэша – после чего результаты с наибольшими и наименьшими показателями выбрасываются, а по оставшимся десяти проводится итоговое осреднение.
8) Во всех тестах с реальными приложениями запускается сама программа, записи активности диска не используются.
Первая группа синтетических тестов показывает скорость случайного чтения и записи 4-килобайтных файлов. Мы тестировали диск при различной глубине очереди: от 1 до 128. Помимо случайного чтения и случайной записи, мы также провели тесты со смешанной нагрузкой, где в случайном порядке с равной вероятностью присутствовали запросы и на чтение, и на запись.
На диаграммах ниже для сравнения представлены результаты других дисков. Мы приводим здесь комбинированные показатели, полученные с учетом весовых коэффициентов, соответствующих глубине очереди, что позволяет лучше оценить диски применительно к реальной пользовательской нагрузке. Весовые коэффициенты были выбраны исходя из преобладания задач с небольшой глубиной очереди.
Далее мы рассмотрим пропускную способность, продемонстрированную диском при последовательном чтении и записи большого блока данных объемом 512 КБ. Как и в предыдущем примере, третий график показывает производительность диска при смешанной нагрузке со случайным равновероятным чередованием запросов на чтение и на запись.
Аналогично, на диаграммах ниже представлены результаты других дисков, полученные по той же формуле с теми же весовыми коэффициентами, что и комбинированные показатели скорости случайного чтения и записи.
В этом разделе мы более внимательно рассмотрим величину задержки, возникающей при чтении или записи данных на диск, что поможет нам оценить время, которое уходит на пропускание данных через операционную систему и контроллер SSD, исполнение запроса и выдачу подтверждения о его завершении в приложение, откуда был сделан запрос. Итоговые результаты, учитывающие 99% выборки (99-й перцентиль), показывают максимальную величину задержки (т.е. соответствуют худшему случаю), которую вы можете ожидать от этого диска при данной нагрузке. 99-й перцентиль был выбран из соображений исключения случайных показаний, заметно выпадающих из общего ряда, которые могли быть вызваны влиянием планировщика задач ОС и фоновыми процессами, занимающими часть рабочего времени CPU. Величина задержки – важный параметр для корпоративного сегмента, где большое значение имеет приоритизация трафика, но для энтузиастов это тоже значимый показатель. Здесь наша задача – определить «узкие места», обусловленные ограниченной производительностью контроллера и/или скоростью стирания данных из ячеек флэш-памяти.
В последнем синтетическом тесте мы рассмотрим смешанную производительность SSD при различном соотношении количества запросов на чтение и на запись. На горизонтальной оси крайняя левая точка соответствует 100% чтения (0% записи), крайняя правая – 100% записи (0% чтения), между ними располагаются все промежуточные соотношения. Показатели IOPS, соответствующие 99%-ным соотношениям, здесь особенно важны, поскольку работа с запросами только на чтение или только на запись встречается редко. Гораздо более типично, когда чтение «разбавляется» записью и наоборот – одной из причин этого является дисковый "шум", создаваемый операционной системой и фоновыми программами. Другие соотношения представляют интерес с точки зрения их соответствия различным сценариям нагрузки, встречающимся в реальных приложениях.
Во время копирования на диск игр из вашей Steam-библиотеки или других файлов большого объема (более 10 ГБ) вы могли заметить, что SSD начинает быстро, а затем скорость записи заметно падает. Причина в том, что у современных дисков есть кэш, который принимает данные со взрывной скоростью для улучшения общей производительности. В сравнительно редких сценариях объем записываемых данных оказывается настолько велик, что не помещается в кэш; тогда диск начинает записывать данные прямо во флэш-память и в то же время переносить туда данные из кэша, что проявляется как значительное снижение скорости записи. В целях повышения производительности у современных TLC-дисков выделенная под кэш часть емкости работает в режиме SLC. Данный тест позволяет определить размер такого SLC-кэша.
Это тест в точности соответствует описанному выше сценарию. Мы последовательно записываем на диск одним потоком одномегабайтные блоки данных, как при типовом копировании файлов, и измеряем скорость записи с частотой два раза в секунду. Перед этим тестом диск был полностью очищен, чтобы кэш был гарантированно пустым. Обратите внимание, что в этом тесте производится запись очень большого объема данных за очень короткое время – большинство пользователей вряд ли когда-нибудь будут это делать.
Стартовая скорость записи 4 ГБ/с выдерживается до того момента, когда на диске оказываются записанными 113 ГБ данных. Это момент заполнения SLC-кэша, после чего диск переходит в режим записи (в т.ч. данных из SLC-кэша) в память TLC, что сразу сказывается на скорости записи. Тем не менее, в этом режиме мы получаем скорость записи в районе 1.5 ГБ/с – это больше, чем у многих других TLC-дисков. Немного неожиданно, что чем больше заполняется диск, тем больше скорость записи. Любая, даже секундная пауза в процессе записи позволяет диску освободить часть SLC-кэша, поэтому после некоторого времени простоя скорость записи возвращается на первоначальный уровень, даже если диск частично заполнен.
Таким образом, при заполнении диска целиком мы получаем среднюю скорость записи 1.9 ГБ/с, и это лучший результат среди всех наших SSD на базе TLC. Но это все-таки на 300 МБ/с меньше, чем у диска последнего поколения Samsung 970 Pro, который использует флэш-память MLC.
Вследствие своей компактности и малой площади поверхности теплоотдачи диски формата M.2 не способны охлаждаться сами – обычно они охлаждаются пассивно за счет обтекания потоком окружающего воздуха. Все производители таких дисков в качестве защитной меры предусматривают термический троттлинг – резкое снижение пропускной способности SSD при его нагреве до определенной температуры.
В данном разделе мы посмотрим, имеет ли наш диск подобный механизм, до какой температуры он (диск) нагревается, и как это отражается на его производительности. Мы протестировали диск в типовом корпусе, причем слот M.2 располагался между процессором и видеокартой. На втором рисунке приведены результаты, полученные при непосредственном обдуве диска 120-мм вентилятором. По горизонтальной оси отложено время, синий график соответствует скорости передачи данных в МБ/с, красный – температуре в градусах Цельсия (измеренной с помощью SMART).
Эти результаты нельзя сравнивать с аналогичными результатами SSD 2019-го года, поскольку в этот раз мы использовали другой корпус и другой процессорный кулер, который создает воздушный поток вблизи сокета CPU.
В отличие от многих других SSD у Samsung 980 Pro – два датчика температуры: один регистрирует температуру контроллера (зеленый график), второй – температуру флэш-чипов (красный график).
Чтение:
Запись:
На рисунке выше показано распределение температуры в работающем SSD, снятое сразу по завершении процесса тестовой записи данных. В области наибольшего нагрева измеренное значение температуры составило 82 °C (встроенный датчик показал 86 °C).
В этом тесте мы измерили время загрузки ОС Windows 10 Pro – с момента запуска ядра до выполнения стартовых программ. Время отсчитывал внутренний таймер ядра ОС – это более точный способ измерения, чем с помощью секундомера.
Скорость виртуализации мы измеряли в VMWare Workstation. Контрольный интервал времени включал в себя время запуска виртуальной машины плюс время на создание снапшота плюс время на возврат к предыдущему снапшоту.
В этом тесте мы измеряли время распаковки архива Linux Kernel tar.gz в WinRAR с записью на тестируемый диск.
Когда выходит новая игра и вам не терпится поскорее начать играть, часто приходится ждать, пока предварительно загруженные из Steam-библиотеки данные будут распакованы и расшифрованы. Здесь мы измеряли время, которое занимает распаковка и установка 20-гигабайтной игры.
Было произведено копирование ISO-образа 64-разрядной Windows 10 в другую директорию на том же диске. Эта задача представляет собой типовой пример работы с большими файлами.
Мы загрузили в медиабиблиотеку Winamp каталог из тысячи треков посредством считывания тегов ID3.
Здесь приведено время, которое заняла установка Microsoft Office 2019 Professional. Установочные файлы находились на тестируемом диске.
Поиск данных по запросу – это важно. Мы запустили масштабный текстовый поиск по ключевым словам и замерили время с момента ввода запроса до вывода на экран всех результатов поиска.
Этот тест показывает время, которое требуется приложению Avast Antivirus на то, чтобы просканировать системную папку "System32". Мы провели сканирование с включенными опциями "full file scans" и "scan of all files", независимо от расширения файлов.
Мы применили стандартный вариант установки Apple iTunes по умолчанию. Установочные файлы находились на тестируемом диске.
Мы применили стандартный вариант установки Google Chrome по умолчанию. Установочные файлы находились на тестируемом диске.
Мы применили стандартный вариант установки Adobe Reader по умолчанию. Установочные файлы находились на тестируемом диске.
Мы измерили время, включающее в себя запуск Photoshop CC, загрузку 50-мегапиксельного фото, закрытие этого изображение и выход из приложения.
Серьезное редактирование фотографий в Photoshop может включать в себя большое количество перезаписей редактируемого файла на диск, хотя при этом происходит снижение исходного качества изображения. В данном тесте мы измеряли время, которое заняло открытие в Photoshop CC десяти 50-мегапиксельных фото одновременно и поочередное редактирование каждого из них. Редактирование каждого изображения включало в себя следующие операции: "crop", "move", "auto levels", "resize" и "save for the web".
Импортирование больших медиафайлов в Premiere Pro занимает довольно много времени, поскольку в этом случае создается медиакэш и для детектируемых пиковых импульсов вычисляется соответствующая форма аудиосигнала. В этом тесте мы измеряли время, потребовавшееся для импортирования 40 клипов с разрешением Full HD (6.5 ГБ).
В этом разделе мы подробно рассмотрим производительность накопителя при работе с базами данных на примере популярного сервера баз данных MySQL. Для этого теста мы создали восемь таблиц базы данных – по одной на каждый рабочий поток. Общий размер тестовой базы данных – 8 ГБ, что вдвое превышает объем буфера памяти InnoDB. Здесь мы поочередно запускали шесть вариантов рабочей нагрузки, отличавшихся друг от друга соотношением процессов чтения и записи. Приведенные графики минимальной и максимальной скорости обработки запросов соответствуют 5-му и 95-му перцентилям; таким образом, итоговые результаты не включают в себя значения, значительно отклоняющиеся от среднего.
На диаграмме ниже представлены средние (полученные по результатам всех проведенных тестов) показатели производительности различных SSD относительно производительности нашего сегодняшнего диска, принятой за 100%.
В дополнение к чисто техническим показателям производительности мы предлагаем вашему вниманию аналогичные данные, показывающие, насколько рентабелен тот или иной SSD в сравнении с 980 Pro. Обратите внимание, что емкость диска здесь не учитывается.
Если вы хотите получить как можно большую емкость за как можно меньшие деньги, то эти данные будут вам интересны.
Однотерабайтная модель SSD Samsung 980 Pro у интернет-продавцов в настоящее время стоит около $230.
Достоинства:
Недостатки:
Samsung – мировой лидер в производстве SSD: их диск 970 Pro с 2018 г. занимал первые позиции в классе «для энтузиастов», и вот теперь появился его свежий аналог. Диск 980 Pro представляет кардинальную смену парадигмы серии Samsung Pro. Ранее суффикс "Pro" подразумевал использование в соответствующих SSD флэш-памяти MLC. В MLC в одну ячейку памяти записывается два бита данных, это обеспечивает больший ресурс и большую скорость записи по сравнению с TLC, для которой – специально для компенсации этого недостатка – было придумано SLC-кэширование. Конечно, использовать MLC дороже, потому что она может вместить на треть меньше данных, чем TLC, и это обусловливало уникальную позицию Samsung 970 Pro на рынке. Переход с MLC на TLC также отражается на ресурсе, который теперь вдвое меньше, чем у 970 Pro, но все равно достаточно велик: 600 TBW – это больше, чем любой нормальный пользователь записывает на свой SSD в течение его многолетней эксплуатации.
Для обеспечения поддержки интерфейса PCI-Express 4-го поколения в полном объеме Samsung разработала новый контроллер и объединила его со своими же чипами флэш-памяти TLC 6-го поколения, которая носит название "V-NAND v6". Интерфейс PCI-Express 4.0 благодаря процессорам AMD Ryzen уже получил массовое распространение. Intel вводит поддержку PCIe 4.0 в свои процессоры Rocket Lake, что должно способствовать росту популярности SSD с PCIe 4.0. Вы также можете устанавливать эти диски в ноутбуки на процессорах Ice Lake или Tiger Lake, где они будут работать со 100%-ной эффективностью.
Недавно мы делали обзор диска ADATA XPG Gammix S50 Lite, который тоже поддерживает PCIe 4.0, но его 4-канальный контроллер несколько ограничивает пропускную способность нового интерфейса. У 980 Pro подобных ограничений нет. Благодаря 8-канальному контроллеру мы получаем потрясающую скорость передачи данных – до 7 ГБ/с при чтении и до 5 ГБ/с при записи. Скорости случайного ввода/вывода тоже высокие, хотя по этим показателям контроллер Samsung немного уступает Phison E18 у Corsair MP600 Pro и G2 у WD Black SN850. Скорость случайной записи 4-килобайтных файлов неожиданно оказалась низковатой – на уровне дисков с PCIe 3-го поколения. Результаты в реальных приложениях в целом хорошие, но не самые лучшие.
Производительность в реальных приложениях имеет более важное значение. Здесь 980 Pro в целом превосходит диски с PCIe 3.0 – в среднем на 5% по результатам всех наших тестов, что можно считать существенным достижением. Новый контроллер Phison E18, который используется в модели Corsair MP600 Pro, всего на 1% медленнее, чем у 980 Pro, а у WD Black SN850 – на 1% быстрее. Нас также особенно интересовал вопрос – на каком месте в итоге окажется диск предыдущего поколения 970 Pro, и, как показали наши бенчмарки, в части чистой производительности разница с 980 Pro небольшая. И я все-таки однозначно выбрал бы 980 Pro – если бы соотношение производительности и цены у него было как у 970 Pro. Также важно понимать, что при переходе с PCIe 3.0 на 4.0 производительность накопителя не «удваивается», как могут подумать неподготовленные пользователи. Потому что практически ни в одном приложении скорость последовательной передачи данных (которая «удваивается») не является определяющим фактором. Большинство приложений представляют собой смешанную нагрузку, включающую в себя случайный и последовательный ввод/вывод с небольшой глубиной очереди при общем объеме обрабатываемых данных порядка нескольких гигабайт. В тестах с приложениями мы каждый раз запускали саму программу, не обращаясь к записям активности диска, используя которые можно получить результат практически мгновенно. «Проигрывание» записи активности диска позволяет пропустить в ходе выполнения задачи тот этап, когда программа "думает", но при этом чистый дисковый ввод/вывод практически не используется. Кроме того, тесты с приложениями мы проводили на диске, заполненном на 80% емкости, что близко к реальным условиям эксплуатации SSD.
В части скорости последовательной записи Samsung 980 Pro – это лучший SSD с TLC, который мы когда-либо видели. Весь диск целиком заполняется со средней скоростью 1.9 ГБ/с – это близко к результату Samsung 970 Pro, у которого этот показатель составляет 2.2 ГБ/с – да, именно так, с этим тестом 970 Pro справляется быстрее, поскольку использует флэш-память MLC. Если мы посмотрим на график изменения темпа записи, то увидим резкий спад на отметке 113 ГБ, которая соответствует объему SLC-кэша. Диску 970 Pro SLC-кэш не нужен, и аналогичный график скорости записи у него аппроксимируется одной горизонтальной прямой линией, проходящей на уровне 2.2 ГБ/с. С другой стороны, 980 Pro начинает с 4 ГБ/с, что почти вдвое быстрее, но как только SLC-кэш заполняется, сбрасывает скорость до 1.5 ГБ/с. Объем кэша 113 ГБ – вполне приличный для 2020-21 гг, но я все-таки хотел бы, чтобы он был побольше – как у WD Black SN850 (277 ГБ). Конечно, приостановка записи позволяет тут же разгрузить SLC-кэш, поэтому после паузы, за время которой диск может привести себя в порядок, максимальная скорость записи снова становится доступной.
Тепловые показатели у Samsung 980 Pro в полном порядке. При этом контроллер – даже изготовленный на базе техпроцесса 8 нм – остается самым нагревающимся компонентом SSD. Под максимальной нагрузкой мы намерили температуру 82 °C, что сопоставимо с аналогичным показателем у WD Black SN850. За что здесь можно похвалить Samsung – это за точные показания встроенных термодатчиков, которые передаются в приложение; у других производителей соответствующие значения температуры часто занижены, что может ввести в заблуждение обозревателей, измеряющих температуру диска только с помощью ПО. Также хорошо, что Samsung снабдила свой диск двумя термодатчиками – один для контроллера, другой для флэш-памяти, что дает более развернутую картину теплового статуса дискового накопителя. Учитывая цену, я предположил бы здесь еще и наличие радиатора, тем более что этот SSD ориентирован на энтузиастов. Хотя с подавляющим большинством пользовательских сценариев 980 Pro хорошо справляется и без радиатора.
Однотерабайтный диск Samsung 980 Pro стоит $230 – это дорого. За эти деньги можно купить очень приличный двухтерабайтный M.2 NVMe SSD (с PCIe 3.0), просто не такой быстрый, как 980 Pro. Если у вас уже есть 970 Pro, то апгрейд нецелесообразен – прибавка к производительности будет мизерной. Я думаю, что Samsung зря не воспользовалась возможностью произвести сенсацию, которой стал бы выпуск диска с PCIe 4.0 на базе MLC. Основные конкуренты 980 Pro – это Corsair MP600 Pro и WD Black SN850, которые тоже используют TLC и стоят примерно столько же. Если бы я выбирал между этими тремя дисками, то предпочел бы WD Black SN850, но Samsung 980 Pro уступает ему совсем немного, и если вы найдете 980 Pro по цене ниже, чем у WD, то однозначно надо брать его. Глядя на результаты наших SSD в реальных приложениях, я задумался: а стоит ли почти двукратное увеличение стоимости диска той небольшой прибавки к производительности, которую мы в итоге получаем. С другой стороны, если видеокарты стоимостью более $1000 становятся нормой, то почему бы не потратить лишние $100 еще и на SSD, чтобы уж гарантированно максимизировать производительность своего компьютера.
Источник: www.techpowerup.com