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Análise do SSD Samsung 980 PRO PCIe 4.0: Um espírito de esperança
por
Billy Tallis
em 22 de setembro de 2020, 11h20 EST
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V-NAND
M.2
NVMe
3D TLC
PCIe 4.0
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Samsung 980 Pro
Testando PCIe 4.0
Efeitos do tamanho do cache
Banco de armazenamento AnandTech
Desempenho de IO aleatório
Desempenho IO sequencial
Desempenho misto de leitura / gravação
Gerenciamento de energia
Conclusão: prateleira superior, sem drama
Pode ser um pouco mais tarde do que o planejado originalmente, mas o primeiro SSD de consumidor da Samsung com suporte para PCIe 4.0 está aqui. O Samsung 980 PRO foi apresentado pela primeira vez na CES em janeiro, mas não ouvimos mais nada até que os vazamentos começaram a aparecer no final do verão. Agora, o 980 PRO está pronto para lançar uma nova onda de lançamentos de SSD PCIe 4.0. Essas novas mudanças são as mudanças mais significativas na linha de SSDs PRO da Samsung desde o lançamento de seu primeiro drive NVMe.
O SSD Samsung 980 PRO PCIe 4.0
Enquanto marchamos para um mundo onde o PCIe 4.0 começará a ser oferecido à grande maioria dos consumidores em todos os segmentos da computação, a mudança está acontecendo para permitir o suporte para esses novos padrões. Benefícios como maior velocidade de pico ou menor consumo de energia são especificações vitais óbvias que o PCIe 4.0 traz para a mesa e, portanto, ter produtos otimizados para acompanhá-lo sempre foi o caso, conforme as novas gerações superam o que foi dito. A primeira oferta PCIe 4.0 x4 da Samsung para consumidores é o 980 PRO, uma série de drives M.2 com capacidades de até 2,0 TB.
Essas novas unidades apresentam o que há de mais moderno em design de controlador da Samsung, mas também marcam a mudança de células de 2 bits para células de 3 bits para a linha Pro de unidades. Isso cria mudanças para aumentar a capacidade e diminuir o custo e, devido à tecnologia do controlador da Samsung, a resistência teórica mais baixa que poderíamos esperar com o TLC ainda é coberta pela garantia. A linha Pro de unidades de armazenamento da Samsung sempre foi projetada para impressionar, sempre estando nos escalões superiores em desempenho para o mercado. Isso é o que estamos aqui para testar nesta análise.
Especificações do SSD Samsung 980 PRO
Capacidade
250 GB
500 GB
1 TB
2 TB
Interface
PCIe 4 x4, NVMe 1.3c
Fator de forma
M.2 2280 de um lado
Controlador
Samsung Elpis
NAND
Samsung 128L 3D TLC
LPDDR4 DRAM
512 MB
1GB
2GB
SLCWrite Cache Size
Min
4GB
4GB
6 GB
TBD
Max
49 GB
94 GB
114 GB
Leitura Sequencial
6400 MB / s
6900 MB / s
7000 MB / s
Gravação Sequencial
SLC
2700 MB / s
5000 MB / s
5000 MB / s
TLC
500 MB / s
1000 MB / s
2000 MB / s
ReadIOPS aleatório (4kB)
QD1
22k
22k
22k
Max
500k
800k
1000k
WriteIOPS aleatório (4kB)
QD1
60k
60k
60k
Max
600k
1000k
1000k
Poder ativo
Leitura
5,0 W
5,9 W
6,2 W
Escrever
3,9 W
5,4 W
5,7 W
Potência ociosa
APST
35 mW
L1.2
5 mW
Escreva Endurance
150 TB0.3 DWPD
300 TB0.3 DWPD
600 TB0.3 DWPD
1200 TB0.3 DWPD
garantia
5 anos
Lançar MSRP
$ 89,99 (36 ¢ / GB)
$ 149,99 (30 ¢ / GB)
$ 229,99 (23 ¢ / GB)
TBD
Hoje estamos testando os modelos de 250 GB e 1 TB, que representam o mínimo e o máximo atuais do que é oferecido. O modelo de 2 TB está definido para chegar ao varejo em uma data posterior, junto com suas respectivas especificações.
Duas ondas de armazenamento PCIe 4.0: Onda um
A AMD deu início à transição para PCIe 4.0 no ano passado com o lançamento de sua família Zen 2 de CPUs. Isso deu início à primeira fase dos SSDs PCIe 4.0, começando com Phison.
Phison era o único fornecedor de controlador SSD pronto com uma solução PCIe 4.0 na época; sua controladora E16 está no mercado há mais de um ano como a única opção para SSDs PCIe 4.0 de consumidor. Foi reportado
muito sobre isso
também. Mas o Phison E16 tinha um design um pouco apressado, com um mínimo de alterações em seu controlador E12 de grande sucesso para permitir o suporte a PCIe 4.0. Isso deixou o E16 com algumas falhas notáveis: ele oferece apenas um pouco mais de largura de banda de pico fornecida pela atualização para PCIe 4.0, e o desempenho extra vem com muito consumo de energia extra. O resto da indústria de SSD decidiu levar a transição PCIe 4.0 um pouco mais devagar, preparando designs de controlador mais maduros para serem fabricados em nós de processo menores que podem fornecer a eficiência necessária para usar a velocidade total de um link PCIe 4.0 x4 enquanto permanece dentro as restrições térmicas e de energia de uma unidade M.2.
Todos os principais players no mercado de controladores SSD estão se preparando para esta segunda onda de drives Gen4, mas a Samsung está dando o primeiro passo nesta rodada. O 980 PRO apresenta o novo controlador Samsung Elpis, construído em seu processo de 8 nm e projetado para dobrar o desempenho de pico oferecido pelos SSDs PCIe Gen3.
Wave Two Começa com Samsung
Além do novo controlador Elpis, o 980 PRO apresenta uma nova geração de memória flash 3D NAND da Samsung. Oficialmente, a Samsung não está divulgando a contagem de camadas, mas alegou que é 40% a mais do que sua geração anterior, que era de 92L, então deveria ser 128L 3D NAND. A Samsung não é a primeira a comercializar com 128L NAND (SK hynix por menos de um mês), mas mostra que a contagem de camadas está aumentando e a capacidade também deve estar.
Historicamente, a linha PRO de SSDs usa alguns dos NANDs mais rápidos e duráveis da Samsung disponíveis - é isso que dá aos produtos o nome PRO. Desta vez, a Samsung está mudando as coisas para ajudar a expandir sua base de clientes da linha Pro - a Samsung está abandonando o uso da memória de dois bits por célula (MLC) que tem sido a marca registrada das linhas de produtos PRO, e com o 980 PRO, Samsung está finalmente mudando para a memória flash NAND de três bits por célula (TLC). Essa mudança não é sem precedentes: a Samsung tem estado quase completamente sozinha em seu uso contínuo do MLC NAND de 2 bits. Em comparação, o resto da indústria de SSD (consumidor e empresa) mudou de MLC para TLC, mesmo nos designs de ponta.
O raciocínio histórico para escolher MLC NAND em vez de TLC NAND sempre se resumiu a dois fatores principais: MLC tende a ser mais rápido e tem maior resistência de gravação. O TLC NAND pode ser mais lento do que o MLC NAND em geral, mas isso não significa que os TLC SSDs precisam ser mais lentos do que os MLC SSDs. As vantagens de desempenho do MLC NAND para uso do consumidor foram bastante reduzidas pela adoção universal do cache de gravação SLC em SSDs TLC e pela tendência de caches SLC maiores. A menos que um usuário vá muito além do cache SLC, um drive TLC com um cache SLC é notavelmente mais preferível do ponto de vista da capacidade do que um drive MLC.
A durabilidade da gravação sempre foi uma questão importante a ser observada, mas a indústria de SSDs evitou com sucesso que ela se tornasse um problema sério para os consumidores. A correção de erros aprimorada e as vantagens fundamentais do 3D NAND em relação ao NAND planar mais antigo ajudaram, mas o maior fator foi o crescimento das capacidades do drive. A resistência total de gravação de um SSD é quase linear com sua capacidade: uma unidade de 2 TB pode lidar com cerca de duas vezes mais TB de gravações em sua vida útil do que uma unidade de 1 TB. No entanto, as necessidades de armazenamento do consumidor não crescem da mesma forma que as necessidades de armazenamento corporativo. Quando um consumidor muda de uma unidade de 512 GB para 1 TB ou 2 TB, a maior parte da capacidade extra que é usada é para dados relativamente estáticos: fotos, vídeos e jogos que não são modificados com tanta frequência e certamente não várias vezes ao dia.
O uso do 980 PRO de TLC em vez de MLC pode ser o fim de uma era para SSDs, mas não significa necessariamente que a unidade não seja digna do nome "PRO"; o 980 PRO ainda está claramente no topo do mercado consumidor.
De muitas maneiras, esta unidade poderia facilmente ter sido rotulada como 980 EVO como uma substituição para o 970 EVO Plus. Junto com a mudança para TLC NAND, a Samsung cortou as classificações de resistência de gravação pela metade para 0,3 DWPD e reduziu as capacidades utilizáveis para os níveis TLC / EVO típicos de 250/500/1000 GB em vez de 256/512/1024 GB. TLC significa que o 980 PRO agora depende do cache SLC para suas velocidades máximas de gravação, e o desempenho de gravação cairá substancialmente se o cache SLC for preenchido. No entanto, a Samsung compensou isso configurando o 980 PRO para usar tamanhos de cache SLC substancialmente maiores do que seus drives EVO anteriores, e isso é o que lhe dará o nome Pro mais do que qualquer outra coisa. MSRPs agora também são muito mais baixos e comparáveis a outros SSDs PCIe 4 baseados em TLC.
O layout básico e a aparência dos SSDs M.2 NVMe da Samsung mudaram pouco ao longo dos anos, mesmo com os componentes sendo atualizados. O controlador Elpis é o segundo a apresentar um dissipador de calor de metal no pacote do controlador. Esta é a terceira geração de unidades que usam folha de cobre na etiqueta na parte traseira da unidade como um dissipador de calor adicional.
Após o suporte a PCIe 4 e o processo de fabricação de 8 nm, o próximo recurso mais importante do novo Samsung Elpis é o suporte para 128 filas de E / S, contra 32 no controlador Phoenix anterior. O caso de uso mais comum para várias filas IO em um SSD NVMe é o SO atribuir uma fila por núcleo da CPU, de forma que nenhuma sincronização núcleo a núcleo seja necessária para que o software envie novos comandos IO ao SSD. Agora que a contagem de núcleos de CPU cresceu muito além de 32, faz sentido para a Samsung suportar mais filas - especialmente porque esses controladores NVMe também são usados em SSDs NVMe corporativos e de datacenter de nível básico da Samsung.
Histórico do controlador SSD de cliente / consumidor PCIe da Samsung
Nome de código
Elpis
Fénix
Polaris
UBX
UAX
Número da peça
S4LV003
S4LR020
S4LP077
S4LN058
S4LN053
Interface de host
PCIe 4.0 x4
PCIe 3.0 x4
PCIe 3.0 x4
PCIe 3.0 x4
<p> PCIe 2.0 x4Suporte de protocolo
NVMe 1.3c
NVMe 1.3
NVMe 1.2
NVMe 1.1 (ou AHCI)
AHCI
Número de filas IO
128
32
7
8
1
Tamanho máximo da fila
16384 (por fila)
32
Processo de fabricação
8nm
14 nm
?
?
?
Suporte DRAM
LPDDR4
LPDDR4
LPDDR3
LPDDR3
LPDDR2
Produtos de consumo de varejo
980 PRO
970 PRO970 EVO970 EVO Plus
960 PRO960 EVO
950 PRO
(Nenhum)
Cliente OEMProducts
PM9A1
SM981PM981
SM961PM961
SM951PM951
XP941
O protocolo NVMe não adicionou nenhum dos principais recursos obrigatórios desde a versão 1.1 usada pelo 950 PRO, mas a Samsung manteve a conformidade com as versões posteriores e implementou alguns dos novos recursos opcionais. O 980 PRO não anuncia conformidade com a especificação NVMe 1.4 mais recente e, em vez disso, afirma conformidade com a versão 1.3c, mas basicamente não tem impacto prático.
Esta revisão
Para a análise de hoje, estamos focados especificamente em SSDs para consumidores de última geração. As motivações para prestar atenção são:
Samsung 970 Pro (64L MLC)
Samsung 970 Evo (64L TLC)
Samsung 970 Evo Plus (92L TLC)
Qualquer unidade Phison E16 em PCIe 4.0, como Seagate FireCuda 520 (96L TLC)
Qualquer unidade Phison E12 em PCIe 3.0, como Seagate FireCuda 510 (64L TLC)
Qualquer unidade Silicon Motion SM2262 PCIe 3.0, como Kingston KC2500
Outros carros-chefe: WD Black SN750, Intel Optane 905P, SK hynix Gold P31
Também vamos adicionar um drive corporativo PCIe 3.0 x8, o Samsung PM1725a. O PM1725a é uma escolha interessante, pois é um SSD corporativo high-end de 6,4 TB com alguns anos de idade. Ele tem tanta largura de banda PCIe quanto os novos SSDs PCIe 4.0 x4, mas o PM1725a é ajustado para casos de uso corporativos: sua falta de cache SLC prejudica o desempenho de gravação de pico, mas seu rendimento de leitura ainda é impressionante em mais de 6 GB / s para IOPS sequencial e acima de 1M para leituras aleatórias. A desvantagem é que ele pode exigir mais de 20 Watts para fornecer esse tipo de desempenho. Veremos se o salto do PCIe 3.0x8 para o PCIe4.0x4 por si só vale a pena.
Como sempre, as comparações com outros acionamentos podem ser feitas usando nossa ferramenta de bancada.
Testando PCIe 4.0
Samsung 980 Pro
Testando PCIe 4.0
Efeitos do tamanho do cache
Banco de armazenamento AnandTech
Desempenho de IO aleatório
Desempenho IO sequencial
Desempenho misto de leitura / gravação
Gerenciamento de energia
Conclusão: prateleira superior, sem drama
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Jersey
- Terça-feira, 22 de setembro de 2020 -
ligação
Dada a rapidez do TLC quando o cache SLC se exauria (e sem dúvida estava trabalhando para liberar o cache SLC no TLC), eu me pergunto o quão mais rápido o modo TLC nativo do SSD poderia ser.
Responder
Billy Tallis
- Terça-feira, 22 de setembro de 2020 -
ligação
Sua apresentação ISSCC 2019 sobre o dado de 512 Gbit 128L (que será usado no 2TB 980 PRO) afirma uma velocidade de gravação de 82 MB / s por dado. O 1TB 980 PRO está usando um total de 32 das matrizes de 256 Gbit, e se for a mesma velocidade, então isso funcionaria para 2624 MB / s. Isso sugere que o processo de preenchimento total da unidade mal é retardado pela dança do cache do SLC, e uma unidade de datacenter usando este NAND e controlador poderia atingir quase o dobro da taxa de transferência de gravação para a qual o atual 960GB 983 DCT está classificado.
Responder
System75
- Quarta-feira, 23 de setembro de 2020 -
ligação
Por que você não testa o desempenho de um SSD totalmente preenchido mais como costumava fazer no AnandTech Storage Bench - Heavy? O desempenho de um drive pro 980 vazio não é o que seu consumidor-alvo deseja saber.
Responder
aliarb
- Terça-feira, 22 de setembro de 2020 -
ligação
obrigado pelas memórias Samsung, mas estou fora
Responder
nandnandnand
- Terça-feira, 22 de setembro de 2020 -
ligação
O Espírito de Esperança está morto?
Responder
Hyoyeon
- Terça-feira, 22 de setembro de 2020 -
ligação
Esse SK Hynix P31 poderia se tornar meu novo disco favorito.
Responder
Hifihedgehog
- Terça-feira, 22 de setembro de 2020 -
ligação
Não exatamente. O P31 tem um valor incrível, mas ainda não encontrei uma unidade de latência mais baixa do que a Samsung. O P31 belisca no calcanhar e até surpreende em alguns testes, mas ainda fica muito aquém em muitas situações sensíveis à latência onde é facilmente superado pelo 970 EVO Plus e superior. Você recebe o que você paga.
https: //www.storagereview.com/review/sk-hynix-gold ...
https: //www.storagereview.com/review/sk-hynix-gold ...
Responder
lmcd
- Terça-feira, 22 de setembro de 2020 -
ligação
Para o uso de laptop, essa latência nem chega perto de valer a pena. Estou otimista de que a atualização de um 970 EVO (não se preocupe, é principalmente para uma atualização de capacidade) ajudará meu Ryzen 2700U ineficiente a aguentar um pouco mais quando desligar o carregador.
Responder
MikeMurphy
- Terça-feira, 22 de setembro de 2020 -
ligação
O P31 tem um desempenho admirável e consome muito pouca energia e produz muito pouco calor. Ele não supera os drives da Samsung em todas as métricas, mas a esse preço e orçamento de energia, não é necessário.
Responder
Samus
- Quarta-feira, 23 de setembro de 2020 -
ligação
Se a Hynix quisesse aumentar o consumo de calor e energia, nada os impedia de operar o controlador em uma frequência mais alta para reduzir a latência causada pela sobrecarga de processamento. Mas eles percebem que não há necessidade disso no momento, pois têm um produto que é líder em uma classe na qual nem mesmo compete.
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@nottheengineer Meus XM3s também têm o assobio. Também tenho um par de Drop Pandas e eles também têm.
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@dweekly Versão do vídeo também ... :) https://t.co/TTXfugi8bQ
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@IanCutress @Supercomputing Vendo como eu normalmente perco apostas de bife, vou apostar contra mim mesmo ... https://t.co/j4S5vw4Rgm
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@IanCutress A última vez que reconstruí o sistema, fiz primeiro uma máquina virtual do meu sistema anterior. Isso ajudou ... https://t.co/j7OqZFCWQ1
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