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Test du SSD Samsung 980 PRO PCIe 4.0 : un esprit d'espoir
par
Billy Tallis
le 22 septembre 2020 11 h 20 HNE
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Samsung
V-NAND
M.2
NVMe
CCM 3D
PCIe 4.0
980 PRO
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Samsung 980 Pro
Test de PCIe 4.0
Effets de la taille du cache
Banc de rangement AnandTech
Performances d'E/S aléatoires
Performances d'E/S séquentielles
Performances de lecture/écriture mixtes
Gestion de l'alimentation
Conclusion : étagère supérieure, pas de drame
C'est peut-être un peu plus tard que prévu, mais le premier SSD grand public de Samsung à prendre en charge PCIe 4.0 est là. Le Samsung 980 PRO a été présenté pour la première fois au CES en janvier, mais nous n'avons rien entendu de plus jusqu'à ce que des fuites commencent à apparaître vers la fin de l'été. Maintenant, le 980 PRO est prêt à lancer une nouvelle vague de versions de SSD PCIe 4.0. Ces nouveaux changements sont les changements les plus importants apportés à la gamme de SSD PRO de Samsung depuis le lancement de son premier lecteur NVMe.
Le SSD Samsung 980 PRO PCIe 4.0
Alors que nous marchons vers un monde où PCIe 4.0 va commencer à être proposé à la grande majorité des consommateurs dans tous les segments de l'informatique, le mouvement est en marche afin de permettre la prise en charge de ces nouvelles normes. Des avantages tels que l'augmentation de la vitesse de pointe ou la diminution de la consommation d'énergie sont des spécifications vitales évidentes que PCIe 4.0 apporte à la table. La première offre PCIe 4.0 x4 de Samsung pour les consommateurs est le 980 PRO, une série de disques M.2 avec des capacités allant jusqu'à 2,0 To.
Ces nouveaux disques sont dotés des dernières innovations en matière de conception de contrôleurs de Samsung, mais marquent également le passage des cellules 2 bits aux cellules 3 bits pour la gamme de disques Pro. Cela crée des changements pour une capacité accrue et une diminution des coûts, et en raison de la technologie de contrôleur de Samsung, l'endurance théorique inférieure à laquelle nous pourrions nous attendre avec TLC est toujours couverte par la garantie. La gamme de disques de stockage Pro de Samsung a toujours été conçue pour impressionner, étant toujours aux échelons supérieurs pour les performances du marché. C'est ce que nous sommes ici pour tester dans cette revue.
Spécifications du SSD Samsung 980 PRO
Capacité
250 Go
500 Go
1 To
2 To
Interface
PCIe 4x4, NVMe 1.3c
Facteur de forme
M.2 2280 simple face
Manette
Samsung Elpis
NAND
Samsung 128L 3D TLC
DRAM LPDDR4
512 Mo
1 Go
2 Go
Taille du cache SLCWrite
Min
4 GO
4 GO
6 Go
À déterminer
Max
49 Go
94 Go
114 Go
Lecture séquentielle
6400 Mo/s
6900 Mo/s
7000 Mo/s
Écriture séquentielle
SLC
2700 Mo/s
5000 Mo/s
5000 Mo/s
CCM
500 Mo/s
1000 Mo/s
2000 Mo/s
Lecture aléatoire IOPS (4 Ko)
QD1
22k
22k
22k
Max
500k
800k
1000k
Ecriture aléatoire IOPS (4 Ko)
QD1
60k
60k
60k
Max
600k
1000k
1000k
Puissance active
Lire
5,0 W
5,9 W
6,2 W
Écrivez
3,9 W
5,4 W
5,7 W
Puissance au ralenti
APST
35 mW
L1.2
5 mW
Ecrire Endurance
150 To 0,3 DWPD
300 To 0,3 DWPD
600 To 0,3 DWPD
1200 To0,3 DWPD
garantie
5 années
Lancer le PDSF
89,99 $ (36 ¢/Go)
149,99 $ (30 ¢/Go)
229,99 $ (23 ¢/Go)
À déterminer
Aujourd'hui, nous testons les modèles 250 Go et 1 To, représentant le minimum et le maximum actuels de l'offre. Le modèle 2 To devrait être commercialisé à une date ultérieure, avec ses spécifications respectives.
Deux vagues de stockage PCIe 4.0 : Wave One
AMD a lancé la transition vers PCIe 4.0 l'année dernière avec la sortie de sa famille de processeurs Zen 2. Cela a commencé la première phase des SSD PCIe 4.0, en commençant par Phison.
Phison était le seul fournisseur de contrôleurs SSD prêt avec une solution PCIe 4.0 à l'époque ; son contrôleur E16 est depuis plus d'un an sur le marché la seule option pour les SSD PCIe 4.0 grand public. Ont été rapportés
beaucoup à ce sujet
également. Mais le Phison E16 était une conception un peu précipitée, avec un minimum de modifications apportées à leur contrôleur E12 très réussi pour permettre la prise en charge de PCIe 4.0. Cela a laissé à l'E16 quelques lacunes notables : il n'offre qu'un peu plus de bande passante de pointe fournie par la mise à niveau vers PCIe 4.0, et les performances supplémentaires s'accompagnent d'une consommation d'énergie supplémentaire. Le reste de l'industrie SSD a décidé de ralentir un peu la transition PCIe 4.0, en préparant des conceptions de contrôleurs plus matures à fabriquer sur des nœuds de processus plus petits qui peuvent fournir l'efficacité nécessaire pour utiliser la pleine vitesse d'un lien PCIe 4.0 x4 tout en restant dans les contraintes thermiques et de puissance d'un variateur M.2.
Tous les principaux acteurs du marché des contrôleurs SSD se sont préparés à cette deuxième vague de disques Gen4, mais Samsung fait le premier pas dans ce cycle. Le 980 PRO présente le nouveau contrôleur Samsung Elpis, construit sur leur processus 8 nm et conçu pour doubler les performances de pointe offertes par les SSD PCIe Gen3.
Wave Two démarre avec Samsung
En plus du nouveau contrôleur Elpis, le 980 PRO introduit une nouvelle génération de mémoire flash 3D NAND de Samsung. Officiellement, Samsung ne divulgue pas le nombre de couches, mais ils ont affirmé que c'était 40 % de plus que leur génération précédente qui était de 92L, donc cela devrait être 128L 3D NAND. Samsung n'est pas le premier à commercialiser la NAND 128L (SK hynix de moins d'un mois), mais cela montre que le nombre de couches augmente et que la capacité devrait l'être aussi.
Historiquement, la gamme de SSD PRO utilise certaines des NAND les plus rapides et les plus durables de Samsung - c'est ce qui donne aux produits le nom PRO. Cette fois-ci, Samsung change les choses pour aider à élargir sa base de clients de la gamme Pro - Samsung abandonne l'utilisation de la mémoire à deux bits par cellule (MLC) qui a été la marque de fabrique des gammes de produits PRO, et avec le 980 PRO, Samsung passe enfin à une mémoire flash NAND à trois bits par cellule (TLC). Ce changement n'est pas sans précédent : Samsung a été presque complètement seul dans son utilisation continue de la NAND MLC 2 bits. En comparaison, le reste de l'industrie SSD (grand public et entreprise) est passé du MLC au TLC, même sur les conceptions de pointe.
Le raisonnement historique pour choisir MLC NAND plutôt que TLC NAND s'est toujours réduit à deux facteurs principaux : MLC a tendance à être plus rapide et a une endurance d'écriture plus élevée. TLC NAND peut être plus lent que MLC NAND en général, mais cela ne signifie pas que les SSD TLC doivent être plus lents que les SSD MLC. Les avantages en termes de performances de MLC NAND pour une utilisation grand public ont été considérablement réduits par l'adoption universelle de la mise en cache d'écriture SLC sur les SSD TLC et la tendance vers des caches SLC plus grands. À moins qu'un utilisateur n'aille bien au-delà du cache SLC, un lecteur TLC avec un cache SLC est nettement plus préférable du point de vue de la capacité qu'un lecteur MLC.
L'endurance en écriture a toujours été un problème important à surveiller, mais l'industrie du SSD a réussi à empêcher qu'elle ne devienne un problème sérieux pour les consommateurs. L'amélioration de la correction des erreurs et les avantages fondamentaux de la NAND 3D par rapport à l'ancienne NAND planaire ont aidé, mais le facteur le plus important a été la croissance des capacités d'entraînement. L'endurance totale en écriture d'un SSD évolue à peu près linéairement avec sa capacité : un disque de 2 To peut gérer environ deux fois plus de To d'écritures sur sa durée de vie qu'un disque de 1 To. Cependant, les besoins de stockage des consommateurs n'augmentent pas de la même manière que les besoins de stockage des entreprises. Lorsqu'un consommateur passe d'un lecteur de 512 Go à 1 To ou 2 To, la majeure partie de la capacité supplémentaire qui est utilisée est destinée à des données relativement statiques : des photos, des vidéos et des jeux qui ne sont pas très souvent modifiés, et certainement pas plusieurs fois par jour.
L'utilisation de TLC par le 980 PRO au lieu de MLC est peut-être la fin d'une ère pour les SSD, mais cela ne signifie pas nécessairement que le lecteur ne mérite pas le nom "PRO" ; le 980 PRO est toujours très clairement dans le haut de gamme du marché grand public.
À bien des égards, ce lecteur aurait pu facilement être étiqueté 980 EVO en remplacement du 970 EVO Plus. Parallèlement au passage à TLC NAND, Samsung a réduit de moitié les cotes d'endurance en écriture à 0,3 DWPD et a réduit les capacités utilisables aux niveaux TLC/EVO typiques de 250/500/1000 Go au lieu de 256/512/1024 Go. TLC signifie que le 980 PRO repose désormais sur la mise en cache SLC pour ses vitesses d'écriture maximales, et les performances d'écriture chuteront considérablement si le cache SLC est rempli. Cependant, Samsung a compensé cela en configurant le 980 PRO pour utiliser des tailles de cache SLC nettement plus grandes que leurs précédents disques EVO, et c'est ce qui lui donnera le nom Pro plus qu'autre chose. Les PDSF sont également maintenant beaucoup plus bas et comparables à autres SSD PCIe 4 basés sur TLC.
La disposition et l'apparence de base des SSD M.2 NVMe de Samsung ont peu changé au fil des ans, même si les composants ont été mis à niveau. Le contrôleur Elpis est leur deuxième à comporter un dissipateur thermique en métal sur le boîtier du contrôleur. Il s'agit de la troisième génération de disques à utiliser une feuille de cuivre dans l'étiquette à l'arrière du disque comme dissipateur thermique supplémentaire.
Après la prise en charge de PCIe 4 et le processus fab 8 nm, la prochaine caractéristique la plus importante du nouveau Samsung Elpis est sa prise en charge de 128 files d'attente IO, contre 32 dans le contrôleur Phoenix précédent. Le cas d'utilisation le plus courant pour plusieurs files d'attente d'E/S sur un SSD NVMe est que le système d'exploitation attribue une file d'attente par cœur de processeur, de sorte qu'aucune synchronisation de cœur à cœur n'est requise pour que le logiciel soumette de nouvelles commandes d'E/S au SSD. Maintenant que le nombre de cœurs de processeur a bien dépassé 32, il est logique que Samsung prenne en charge davantage de files d'attente, d'autant plus que ces contrôleurs NVMe sont également utilisés dans les SSD NVMe d'entrée de gamme pour les entreprises et les centres de données de Samsung.
Historique du contrôleur SSD Samsung client/consommateur PCIe
Nom de code
Elpis
Phénix
Polaris
UBX
UAX
Numéro d'article
S4LV003
S4LR020
S4LP077
S4LN058
S4LN053
Interface hôte
p>PCIe 4.0 x4
PCIe 3.0x4
PCIe 3.0x4
PCIe 3.0x4
PCIe 2.0x4
Prise en charge du protocole
NVMe 1.3c
NVMe 1.3
NVMe 1.2
NVMe 1.1 (ou AHCI)
AHCI
Nombre de files d'attente d'E/S
128
32
7
8
1
Taille maximale de la file d'attente
16384 (par file d'attente)
32
Processus de fabrication
8 nm
14 nm
?
?
?
Prise en charge de la DRAM
LPDDR4
LPDDR4
LPDDR3
LPDDR3
LPDDR2
Produits de consommation au détail
980 PRO
970 PRO970 EVO970 EVO Plus
960 PRO960 EVO
950 PRO
(Rien)
Client OEMProduits
PM9A1
SM981PM981
SM961PM961
SM951PM951
XP941
Le protocole NVMe n'a ajouté aucune fonctionnalité indispensable depuis la version 1.1 utilisée par le 950 PRO, mais Samsung a maintenu la conformité avec les versions ultérieures et a mis en œuvre certaines des nouvelles fonctionnalités optionnelles. Le 980 PRO n'annonce pas la conformité avec la dernière spécification NVMe 1.4 et revendique plutôt la conformité avec la version 1.3c, mais cela n'a pratiquement aucun impact pratique.
Cet avis
Pour l'examen d'aujourd'hui, nous nous concentrons spécifiquement sur les SSD grand public haut de gamme. Les entraînements auxquels il faut prêter attention sont :
Samsung 970 Pro (64L MLC)
Samsung 970 Evo (64L TLC)
Samsung 970 Evo Plus (92L TLC)
Tout disque Phison E16 à PCIe 4.0, tel que Seagate FireCuda 520 (96L TLC)
Tout disque Phison E12 à PCIe 3.0, tel que Seagate FireCuda 510 (64L TLC)
Tout lecteur Silicon Motion SM2262 PCIe 3.0, tel que Kingston KC2500
Autres produits phares : WD Black SN750, Intel Optane 905P, SK hynix Gold P31
Nous allons également ajouter un disque d'entreprise PCIe 3.0 x8, le Samsung PM1725a. Le PM1725a est un choix intéressant car il s'agit d'un SSD d'entreprise haut de gamme de 6,4 To qui date de quelques années. Il a autant de bande passante PCIe que les nouveaux SSD PCIe 4.0 x4, mais le PM1725a est adapté aux cas d'utilisation d'entreprise : son manque de mise en cache SLC nuit aux performances d'écriture de pointe, mais son débit de lecture est toujours impressionnant à plus de 6 Go/s pour séquentiel et plus de 1 million d'IOPS pour les lectures aléatoires. L'inconvénient est qu'il peut nécessiter plus de 20 watts pour offrir ce genre de performances. Nous verrons si le passage de PCIe 3.0x8 à PCIe4.0x4 en vaut la peine.
Comme toujours, des comparaisons avec d'autres disques peuvent être faites à l'aide de notre outil Bench.
Test de PCIe 4.0
Samsung 980 Pro
Test de PCIe 4.0
Effets de la taille du cache
Banc de rangement AnandTech
Performances d'E/S aléatoires
Performances d'E/S séquentielles
Performances de lecture/écriture mixtes
Gestion de l'alimentation
Conclusion : étagère supérieure, pas de drame
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jeremyshaw
- Mardi 22 septembre 2020 -
relier
Compte tenu de la vitesse à laquelle le TLC était épuisé lorsque le cache SLC était épuisé (et travaillait sans aucun doute à vider le cache SLC dans TLC), je me demande à quel point le mode TLC natif du SSD pourrait être plus rapide?
Répondre
Billy Tallis
- Mardi 22 septembre 2020 -
relier
Leur présentation ISSCC 2019 sur la puce 512 Gbit 128L (qui sera utilisée dans le 2 To 980 PRO) revendique une vitesse d'écriture de 82 Mo/s par puce. Le 1 To 980 PRO utilise un total de 32 matrices de 256 Gbit, et s'il s'agit de la même vitesse, cela reviendrait à 2624 Mo/s. Cela suggère donc que le processus de remplissage total du lecteur est à peine ralenti par la danse de la mise en cache SLC, et un lecteur de centre de données utilisant cette NAND et ce contrôleur pourrait atteindre presque le double du débit d'écriture pour lequel le DCT actuel de 960 Go 983 est évalué.
Répondre
Système75
- Mercredi 23 septembre 2020 -
relier
Pourquoi ne testez-vous plus les performances d'un SSD entièrement rempli comme vous le faisiez auparavant dans AnandTech Storage Bench - Heavy ? Les performances d'un lecteur 980 pro vide ne sont pas ce que son consommateur cible veut savoir.
Répondre
alyarbe
- Mardi 22 septembre 2020 -
relier
merci pour les souvenirs Samsung, mais je suis sorti
Répondre
nandnandnand
- Mardi 22 septembre 2020 -
relier
L'Esprit d'Espérance est-il mort ?
Répondre
Hyoyeon
- Mardi 22 septembre 2020 -
relier
Ce SK Hynix P31 pourrait devenir mon nouveau disque préféré.
Répondre
Hérisson
- Mardi 22 septembre 2020 -
relier
Pas assez. Le P31 est une valeur incroyable, mais je n'ai pas encore trouvé de disque à latence inférieure à un Samsung. Le P31 serre les talons et surprend même dans certains tests, mais il est toujours très insuffisant dans de nombreuses situations sensibles à la latence où il est facilement surclassé par le 970 EVO Plus et supérieur. En avoir pour son argent.
https://www.storagereview.com/review/sk-hynix-gold...
https://www.storagereview.com/review/sk-hynix-gold...
Répondre
lmcd
- Mardi 22 septembre 2020 -
relier
Pour l'utilisation d'un ordinateur portable, cette latence n'en vaut même pas la peine. Je suis optimiste que la mise à niveau d'un 970 EVO (ne vous inquiétez pas, c'est principalement pour une mise à niveau de capacité) aidera mon Ryzen 2700U inefficace à tenir un peu plus longtemps lorsqu'il est hors du chargeur.
Répondre
MikeMurphy
- Mardi 22 septembre 2020 -
relier
Le P31 fonctionne admirablement et le fait en consommant très peu d'énergie et en produisant très peu de chaleur. Il ne surpasse pas les disques Samsung dans toutes les mesures, mais à ce prix et à ce budget d'alimentation, ce n'est pas nécessaire.
Répondre
Samus
- Mercredi 23 septembre 2020 -
relier
Si Hynix voulait augmenter la consommation de chaleur et d'énergie, rien ne les empêche d'utiliser le contrôleur à une fréquence plus élevée pour réduire la latence causée par la surcharge de traitement. Mais ils se rendent compte que cela n'est pas nécessaire pour le moment car ils ont un produit qui est leader dans une classe dans laquelle il ne concourt même pas.
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