三星980 Pro M.2 NVMe SSD评测:重新定义Gen4性能

您在寻找最好的SSD吗?别再看了。三星980 Pro拥有NAND固态硬盘中最快的性能,这使得其他NVMe SSD看起来很慢。

优点

  • 无与伦比的PCIe Gen4性能
  • AES 256位加密
  • 黑色PCB
  • 软件包
  • 5年保修

缺点

  • 总写入数据量等级平均水平
  • 昂贵

三星的980 Pro将结合快速的PCIe 4.0接口,新的控制器和闪存,重新定义公司的产品线,甚至可能重新定义整个高性能市场,所有这些功能都可以在许多类型的应用中提供出色的性能。鉴于该驱动器的额定速度高达7/5 GBps的顺序读/写吞吐量和100万个IOP,这并不奇怪。

该公司的旗舰Pro系列SSD首次没有配备2位MLC闪存。相反,980 Pro使用三星最新的3位TLC闪存来降低成本,从根本上使其成为更经济的970 Evo Plus系列的高端产品。但是,凭借强大的引擎PCIe 4.0 x4 NVMe控制器,980 Pro仍可为游戏玩家和生产者确保高效且响应迅速的性能以及AES 256位安全性。

除了比上一代970 Pro的持续写入速度慢之外,三星的980 Pro是我们投入的最快的基于闪存的SSD。980 Pro证明,即使三星不再在设计中使用2位MLC闪存,其最新的1xx层V6 V-NAND 3位TLC仍可扩展到新的高度,并为台式机带来令人印象深刻的性能。

三星980 Pro是您在构建具有高端性能的高端游戏机或办公机时可获得的SSD。980 Pro的价格也没有比基于Phison E16的SSD(例如希捷的FireCuda 520或Sabrent的Rocket NVMe 4.0)贵太多,因此价格方面,它与其他生产级的硬盘也具有惊人的竞争力。

技术指标

产品 980 PRO 250GB 980 PRO 500GB 980 PRO 1TB 980 PRO 2TB
价钱  $ 89.99  $ 149.99  $ 229.99 待定
容量(用户/原始) 250GB / 256GB 500GB / 512GB 1000GB / 1024GB 2000GB / 2048GB
构成因素 M.2 2280 M.2 2280 M.2 2280 M.2 2280
接口/协议 PCIe 4.0 x4 / NVMe 1.3c PCIe 4.0 x4 / NVMe 1.3c PCIe 4.0 x4 / NVMe 1.3c PCIe 4.0 x4 / NVMe 1.3c
控制器 三星Elpis 三星Elpis 三星Elpis 三星Elpis
动态随机存取存储器 LPDDR4 LPDDR4 LPDDR4 LPDDR4
记忆 三星1xxL V-NAND TLC 三星1xxL V-NAND TLC 三星1xxL V-NAND TLC 三星1xxL V-NAND TLC
顺序读取 6,400 MB /秒 6,900 MB /秒 7,000 MBps 待定
顺序写 2,700 MBps 5,000 MBps 5,000 MBps 待定
随机读取-QD1 22,000 IOPS 22,000 IOPS 22,000 IOPS 待定
随机写入-QD1 60,000 IOPS 60,000 IOPS 60,000 IOPS 待定
峰值随机读取 500,000 IOPS 800,000 IOPS 1,000,000 IOPS 待定
峰值随机写入 600,000 IOPS 1,000,000 IOPS 1,000,000 IOPS 待定
安全 AES 256位FDE; TCG Opal V2.0;IEEE1667 AES 256位FDE; TCG Opal V2.0;IEEE1667 AES 256位FDE; TCG Opal V2.0;IEEE1667 AES 256位FDE; TCG Opal V2.0;IEEE1667
总写入数据量(TBW) 150 TB 300 TB 600 TB 1200 TB
保证 5年 5年 5年 5年
零件号 MZ-V8P250BW MZ-V8P500BW MZ-V8P1T0BW MZ-V8P2T0BW

三星980 Pro的容量范围从250GB到1TB,但与上一代970 Pro不同,980 Pro将带回2TB的容量。不幸的是,三星要到2020年末才会发布2TB型号。正如三星旗舰SSD所期望的那样,每个容量都比竞争对手的驱动器高出许多。价格范围从250GB容量的90美元到1TB型号的230美元不等,后者具有最高的每GB价格。

该公司将980 Pro评为最高连续读取/写入高达7/5 GBps的峰值连续速度,以及超过一百万次随机读取/写入IOPS的峰值。但是,与970 Pro相比,这些性能指标在设备的整个容量上并不一致,因此,较大的驱动器要比速度较慢的驱动器快。

980 Pro-智能TurboWrite 2.0
容量 默认 智能 TurboWrite 在TurboWrite之后
250GB 4GB 45GB 49GB 2,700 MBps 500 MBps
500GB 4GB 90GB 94GB 5,000 MBps 1,000 MB /秒
1TB 6GB 108GB 114GB 5,000 MBps 2,000 MBps
970 EVO Plus-智能TurboWrite 1.0
容量 默认 智能 TurboWrite 在TurboWrite之后
250GB 4GB 9GB 13GB 2,300 MBps 400 MB /秒
500GB 4GB 18GB 22GB 3200 MBps 900 MB /秒
1TB 6GB 36GB 42GB 3,300 MBps 1,700 MBps
2TB 6GB 36GB 42GB 3,300 MBps 1,700 MBps

三星980 Pro具有Intelligent TurboWrite 2.0,可实现快速突发性能,但是正如我们在所有SLC缓存机制中所看到的那样,在缓存填满后,三星的直接到TLC的写入速度要慢得多。三星的Intelligent TurboWrite 2.0在97O EVO Plus的实现基础上进行了改进,因此最终用户可以更快地写入更长的时间。

不仅TurboWrite之后的持续性能全面提高,而且三星大大提高了TurboWrite缓存的容量。三星保留了相同的静态4GB / 6GB默认高速缓存值,但通过将动态高速缓存的容量扩展到最大五倍来调整了动态高速缓存。

总写入字节数和保修等级
产品 250GB 500GB 1TB 2TB
980专业版 150 TB 300 TB 600 TB 1,200 TB
970专业版 300 TB 600 TB 1,200 TB 不适用
保证 5年 5年 5年 5年

即使采用了新的TurboWrite 2.0实现,低密度奇偶校验(LDPC)ECC和9%的超额配置,三星仍然由于TLC闪存而降低了980 Pro的总写入数据量等级。

保修期方面与970 EVO Plus相同,都是五年。

这不仅让我们感到失望,也让已经在论坛上表达了悲伤的潜在买家感到失望。不过,此更改是三星的一项有计划的举措。根据三星对超过661,000个NVMe SSD的统计,该公司表示99%的用户在五年内写入了156 TB的数据,而99.7%的用户写入了不到600 TB的数据。

此外,与市场上的大多数固态硬盘不同,三星980 Pro支持AES 256位硬件加速加密,该加密是TCG Opal V2.0和IEEE1667兼容的,可保护静态数据。它通过Format NVM命令和加密擦除功能以及SMART数据报告和Trim支持安全擦除。

软件和附件


从驱动器监控到基准测试和安全配置,Samsung Magician在SSD工具箱设计和功能方面均处于市场领先地位。该公司还通过该公司调整的自定义驱动程序支持NVMe SSD。对于需要将现有数据迁移到新的三星SSD的用户,该公司提供了其三星数据迁移软件,可以轻松地对其进行克隆。

近距离观察

总体而言,三星的980 Pro似乎已经过大修并扩大了970 EVO Plus。980 Pro采用M.2 2280尺寸,并具有优质的黑色PCB和组件。不过,顶部标签上的SKU编号不符合980 Pro的美学要求。该公司可以很容易地将这些标记以及合规信息放在背面。

凭借980 Pro的占地面积小和强大的性能,该设备肯定会产生热量。为了保持其凉爽,该公司继续在设备的背面使用铜制散热器,以在繁重的工作负载时吸收热负荷。此外,该控制器还具有镍涂层,三星称该涂层可将冷却性能提高约7%。

该驱动器还支持活动状态电源管理(ASPM),自主电源状态转换(APST)和L1.2超低功耗模式,以调节总体功耗,并进一步完善了动态热保护(DTG)技术,使您可以写更长的时间而不会降低设备的速度。

新的固态硬盘控制器被称为Elpis,尺寸为16.5 x 16.5mm,具有基于DRAM的多核Arm架构,该架构基于三星的8nm制造工艺节点。虽然上一代的Phoenix使用了五个Arm Cortex R5内核,但三星尚未指定该新控制器使用哪种类型的内核或多少内核。三星也没有指定频道数,尽管它可能是八频道设计。

但是,三星确实提到了控制器的IO处理能力方面的其他一些有趣之处。该公司指出,新的PCIe 4.0 x4 NVMe 1.3c控制器可以本地处理多达128个并发I / O队列,而以前的PCIe 3.0控制器上只有32个队列,因此延迟响应配置文件更具响应性。

980 Pro利用DRAM缓存其FTL元数据,为此,该公司为SSD配备了LPDDR4。这些DRAM IC的接口频率高达1866 MHz,仅需1.1V即可运行。250GB和500GB型号配备512MB DRAM,而1TB和2TB分别接收1GB和2GB。

多年来,三星一直引领NAND设计,该公司的V-NAND是首款投入批量生产的垂直通道3D电荷陷阱闪存。三星的1xx层V6 V-NAND TLC是该公司迄今为止最精致的闪存-它将层数扩展到新的高度,并且功耗比V5闪存少15%。

尽管尚未证实,但据报道,三星的V6 V-NAND具有多达136层的功能,比970 EVO Plus的92层增加了40%。与竞争类型的3D闪存不同,三星无需使用多堆栈设计即可实现如此高的层数。相反,该公司使用其独特的通道孔蚀刻技术来增强单个堆栈中的可扩展性。该公司表示,通过坚持单一堆叠设计,可以保持高质量的生产并获得良好的良率,而不会出现堆叠通道孔未对准的风险。

980 Pro的PCB上只有两个NAND封装,适用于所有容量。250GB至1TB的980 Pro具有256Gb的管芯,而2TB型号(如果有)将具有512Gb的管芯。这意味着1TB和2TB型号总共具有32个管芯,以实现最佳的交错和峰值性能。为了提高性能,三星的V-NAND每个裸片具有两个平面(裸片访问的独立区域),以进一步交织。

像SK hynix和Micron这样的竞争对手现在都采用四平面设计,这使平行度提高了一倍,但这增加了整体外围电路,进而占用了宝贵的裸片空间。为了克服裸片空间的限制,大多数公司使用或正在过渡到单元下外围(PUC)或CMOS下阵列(CUA)技术。

NAND闪存 三星V6 V-NAND SK海力士4D NAND 美光 Kioxia BiCS4
层数 1xx升 128升 96升 96升
每个单元的位数 3位/ TLC 3位/ TLC 3位/ TLC 3位/ TLC
芯片密度(Gb) 512 512 512 512
模具面积(mm ^ 2) 101.6 63.2 81.8 86
比特密度(Gb / mm ^ 2) 5 8.1 6.3 6

通过将额外的外围设备,页面缓冲器和其他选择电路置于单元阵列而不是其边界之下,公司可以提高每个晶圆的位密度。缺少此设计组件,三星的V6 V-NAND在位密度方面受到影响。三星的下一代V7 V-NAND将很可能同时实现多堆栈和Cell Over Periphery(COP)概念以进行改进。

当前的设计将两个16kB平面单元阵列中的每一个分成两个具有偶/奇感测的8kB子平面,以在有限的空间预算下实现更快的性能。结合增强型位线预充电方案,耦合电容最小化技术,渐进式Vth窗口方案和随机预脉冲感测方案等其他一些修改,三星的V6 V-NAND TLC对两者的响应速度都提高了10%在上一代闪存中读取和编程请求。新闪存的读/写速度分别降至45/450微秒(820/82 MBps)。

尽管该公司未指定闪存与控制器连接的确切速度,但三星指定闪存以1.2V的电源电压以Toggle DDR 4.0速度运行,该速度范围从800 MTps到1,400 MTps。这很可能与SK hynix的128层TLC的速度为1,200 MTps。

结论

三星的新型SSD往往会带来主导市场的同类最佳性能,而980 Pro也不例外-在漫长等待该公司的首款PCIe 4.0 SSD之后,980 Pro重新定义了高端SSD存储。该公司全新的,功能强大的Gen4 Elpis NVMe SSD控制器从头开始构建,并与其最新精制的V-NAND配对,从而将Samsung 980 Pro推向了SSD市场的高端。这个毁灭性的组合在PCIe 4.0总线上可提供高达7/5 GBps的顺序读/写吞吐量和100万IOPS。

但是,三星980 Pro并非没有竞争或过错。英特尔的Optane SSD 905P和三星的较旧的970 Pro都可以在更长的时间内以更快的速度写入。不过,三星在持续的工作量方面确实具有隐藏的优势。该公司力求找到合适的平衡点,以使980 Pro成为生产者最佳的整体驱动器,这需要确保TurboWrite缓存完全满后,该驱动器将提供领先的性能。

相比之下,由Silicon Motion的SM2262EN控制器驱动的竞争性SSD,甚至采用Phison的E16 NVMe SSD控制器的PCIe 4.0固态硬盘,在缓存已满后,性能都会下降。这些控制器也没有那么高效。

Phison为其草率打造的E16 SSD控制器在很大程度上依赖于现有设计,因此,除了比PCIe 3.0更快的顺序性能之外,没有太多创新。尽管该公司在随机工作负载上略微提高了顺序速度并提高了性能,但E16在某些领域落后于PCIe 3.0竞争对手。

因此,无论是否使用TurboWrite,三星都将980 Pro调整为具有快速顺序性能。960 Pro还提供了令人难以置信的随机读取性能:QD为1时,我们达到了22KIOPS。980Pro还提供了我们从基于闪存的SSD中看到的最快的响应时间(不过,英特尔的Optane是另一回事)。

SSD制造商试图平衡一些关键功能,例如价格,容量,性能和保修。在存储方面,长期保修可以带来高质量,而优质的定价则更能说明这一点。多年来,三星的Pro系列SSD注重质量胜于成本,多年来通过优质的定价策略树立了公司的声誉,效果非常好。

980 Pro标志着公司定价策略的转变。三星并没有专注于在功能或性能上做到“仅是”最好,而是这次也关注价格。对Pro系列更具竞争性价格的新关注也表明,我们还将看到其整个产品组合也转移到更具成本竞争力的位置。

在发布时,1TB 980 Pro的价格仅为229.99美元,比其前代产品便宜得多。与更具成本效益的Adata XPG SX8200 Pro或SK hynix Gold P31相比,这仍然是一个溢价。但是,它也比上一代1TB 970便宜120美元,并且仅比任何基于Phison E16的SSD贵。

我们也看不到我们习惯使用三星高级硬盘的长期10年保修或更高的耐用性等级。尽管980 Pro为大多数用户提供了足够的性能,但引擎盖下的TLC却没有那么耐用-该驱动器的耐用性是上一代970 Pro的一半。这是较低价格点的不幸折衷。您必须以两倍于上一代970 Pro续航能力的容量来购买980 Pro,或者如果购买希捷FireCuda 520或Corsair MP600,则要购买具有耐用性等级更高的由Phison供电的SSD。在相似的容量点上寻求更高的耐久性。

根据三星的使用情况分析,较低的续航时间对大多数客户而言并不重要。但可以肯定的是,仍然有许多客户正在寻求具有更高耐用性等级的SSD。三星可能认为这些客户可以将其转换为企业驱动器,但是续航能力的下降实际上可能反而损害了该公司的“ Pro”品牌形象。

Phison的下一代E18 NVMe控制器指日可待,它的耐用性应该是三星980 Pro的三倍。下一波E18控制器的速度也应比上一代模型快得多,从而为激烈的比赛打下基础。

三星可能还需要填补一些小漏洞,但是980 Pro仍然是一款出色的固态硬盘,在其竞争的各个方面都堪称一流。它具有先进的散热设计和制造工艺,因此快速,高效并且在大多数使用情况下都能保持凉爽。如果您要寻找用于构建的顶级PCIe 4.0 SSD,则可能无需再寻找-三星980 Pro是执行此任务的最佳SSD。

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