Análise do SSD Samsung 980 PRO PCIe 4.0 NVMe

Com o lançamento das novas placas-mãe AMD Ryzen, os SSDs PCIe Gen4 seguiram o exemplo e gradualmente começaram a chegar ao mercado. Era apenas uma questão de tempo até que a Samsung fizesse sua primeira aparição nesta categoria, o que eles fizeram hoje. O Samsung 980 PRO PCIe 4.0 NVMe SSD é um SSD cliente que apresenta a tecnologia V-NAND 3bit MLC da empresa e um controlador Elpis SSD interno recém-desenvolvido. A primeira unidade PCIe 4.0 da empresa foi projetada para PCs, estações de trabalho e consoles de jogos de última geração e está disponível em capacidades que variam de 250 GB a 2 TB (embora o modelo maior não tenha uma data de lançamento na publicação desta análise).

Com o lançamento das novas placas-mãe AMD Ryzen, os SSDs PCIe Gen4 seguiram o exemplo e gradualmente começaram a chegar ao mercado. Era apenas uma questão de tempo até que a Samsung fizesse sua primeira aparição nesta categoria, o que eles fizeram hoje. O Samsung 980 PRO PCIe 4.0 NVMe SSD é um SSD cliente que apresenta a tecnologia V-NAND 3bit MLC da empresa e um controlador Elpis SSD interno recém-desenvolvido. A primeira unidade PCIe 4.0 da empresa foi projetada para PCs, estações de trabalho e consoles de jogos de última geração e está disponível em capacidades que variam de 250 GB a 2 TB (embora o modelo maior não tenha uma data de lançamento na publicação desta análise).

Como os poucos que analisamos, a nova interface PCIe Gen4 x4 NVMe 1.3 é cotada para fornecer alguns números impressionantes. A Samsung indica que o 980 Pro pode atingir até 7 GB/s sem precedentes em leitura sequencial e 5 GB/s em gravação sequencial. As leituras e gravações aleatórias têm o potencial de atingir a marca de um milhão de IOPS na taxa de transferência (em Q32T16).

Embora esse desempenho cotado da Samsung seja muito empolgante, os usuários precisarão de um sistema compatível para atingir esses números. Além disso, tanto o Xbox Series X quanto o PS5 terão compatibilidade com PCIe 4.0 para aqueles que desejam o máximo de seu console de próxima geração. Os jogadores hardcore certamente procurarão mais opções em um futuro próximo (especificamente o PS5, que indica suporte para 3^rdunidades de PC NVMe de terceiros). Dito isso, os consoles usam hardware e componentes personalizados, por isso é realmente difícil prever como as unidades não proprietárias funcionarão nesses consoles de última geração.

Existem alguns recursos importantes e exclusivos do Samsung 980 Pro que vale a pena mencionar. A primeira é que a nova unidade usa o V-NAND de sexta geração da empresa, que a Samsung afirma ter um aumento de 40% em células em relação à estrutura de pilha única de camada 9x anterior. Isso se deve à sua pilha de moldes eletricamente condutiva de mais de 100 camadas. Seus orifícios cilíndricos perfurantes verticalmente (de cima para baixo) criam células flash de armadilha de carga 3D (CTF) uniformes. Além disso, o NAND de 6ª geração usa um design de circuito “otimizado para velocidade”, que se traduz em velocidades de transferência de dados visivelmente mais rápidas em comparação com a 5ª geração (ou seja, menos de 45μs para leituras e menos de 450μs para gravações). Isso permite uma melhoria de 10% ou mais no desempenho e uma redução de 15% no consumo de energia.

O 980 Pro também é destacado pela tecnologia Intelligent TurboWrite 2.0 recém-aprimorada, que oferece mais de 5 vezes o tamanho do buffer (ou seja, a região TurboWrite). Por exemplo, a região TurboWrite pré-alocada do modelo de 1 TB é de 6 GB e pode alocar 108 GB adicionais como um buffer SLC dinâmico para um total de 114 GB. Isso significa que a velocidade da interface PCIe 4.0 sob grandes cargas de trabalho não diminuirá no desempenho. Além disso, a região do Intelligent TurboWrite usa capacidade ociosa: se o SSD tiver menos de 324 GB de espaço livre restante (modelo de 1 TB), o Intelligent TurboWrite não funcionará totalmente, portanto, para obter o melhor desempenho, certifique-se de deixar um pouco de espaço na unidade.

A nova unidade da Samsung também está equipada com uma variedade de recursos focados em mantê-la refrigerada e funcionando sem problemas. Por exemplo, suas soluções avançadas de controle térmico permitem que o drive funcione bem em temperaturas frias, enquanto sua tecnologia Dynamic Thermal Guard (DTG) ajuda proativamente a evitar o superaquecimento. Além disso, seu dissipador de calor apresenta um filme fino de cobre integrado (e um revestimento de níquel no novo controlador Elpis), ambos promovendo uma rápida dissipação de calor durante o uso em cargas de trabalho pesadas.

Para confiabilidade de dados, o Samsung 980 Pro é especificado com resistência de até 1,200 TB de gravação (capacidade de 2 TB) e um MTBF de 1.5 milhão de horas para todos os modelos. Como visto abaixo, a Samsung calculou que os 600 TBW disponíveis na capacidade de 1 TB atenderão às necessidades de 99.7% dos usuários. 

Apoiado por uma garantia de 5 anos, o Samsung SSD 980 Pro está atualmente disponível em Capacidades de 1 TB (US$ 229.99), 500 GB (US$ 149.99) e 250 GB (US$ 89.99). Estaremos olhando para o modelo de 1 TB nesta revisão.

Especificações do Samsung SSD 980 PRO

Desempenho do Samsung 980 Pro

Mesa de teste

À medida que migramos para testar SSDs NVME Gen4 mais recentes, foi necessária uma mudança de plataforma em nosso laboratório para oferecer suporte à interface mais recente. A Lenovo está na frente do pacote com suporte a PCIe Gen4, incluindo até as baias U.2 de montagem frontal, enquanto outras ainda oferecem apenas suporte a placas de ponta. Em nossas análises do Gen4, aproveitamos o Servidor Lenovo Think System SR635, equipado com uma CPU AMD 7742 e 512 GB de memória DDR3200 de 4 MHz. O NVMe é testado nativamente por meio de uma placa adaptadora M.2 para PCIe no slot de placa de borda, enquanto as unidades U.2 são carregadas na frente. A metodologia usada reflete melhor o fluxo de trabalho do usuário final com as ofertas de teste de consistência, escalabilidade e flexibilidade em um servidor virtualizado. Um grande foco é colocado na latência da unidade em toda a faixa de carga da unidade, não apenas nos menores níveis de QD1 (Queue-Depth 1). Fazemos isso porque muitos dos benchmarks comuns do consumidor não capturam adequadamente os perfis de carga de trabalho do usuário final.

Desempenho do SQL Server

Cada VM do SQL Server é configurada com dois vDisks: volume de 100 GB para inicialização e um volume de 500 GB para o banco de dados e arquivos de log. Do ponto de vista dos recursos do sistema, configuramos cada VM com 16 vCPUs, 64 GB de DRAM e aproveitamos o controlador LSI Logic SAS SCSI. Embora nossas cargas de trabalho Sysbench testadas anteriormente tenham saturado a plataforma tanto em E/S de armazenamento quanto em capacidade, o teste de SQL procura desempenho de latência.

Este teste usa o SQL Server 2014 em execução em VMs convidadas do Windows Server 2012 R2 e é enfatizado pelo Benchmark Factory para bancos de dados da Quest. StorageReview's Protocolo de teste OLTP do Microsoft SQL Server emprega o rascunho atual do Benchmark C (TPC-C) do Transaction Processing Performance Council, um benchmark de processamento de transações on-line que simula as atividades encontradas em ambientes de aplicativos complexos. O benchmark TPC-C chega mais perto do que os benchmarks sintéticos de desempenho para medir os pontos fortes de desempenho e os gargalos da infraestrutura de armazenamento em ambientes de banco de dados. Cada instância de nossa VM SQL Server para esta revisão usa um banco de dados SQL Server de 333 GB (escala 1,500) e mede o desempenho transacional e a latência sob uma carga de 15,000 usuários virtuais.

Configuração de teste do SQL Server (por VM)

• Windows Server 2012 R2
• Ocupação de armazenamento: 600 GB alocados, 500 GB usados

• SQL Server 2014

• Tamanho do banco de dados: escala 1,500
  • Carga de cliente virtual: 15,000
  • Memória RAM: 48 GB

• Duração do teste: 3 horas
  • 2.5 horas de pré-condicionamento
  • período de amostra de 30 minutos

Para nosso benchmark transacional do SQL Server, o Samsung 980 Pro postou 3,160.3 TPS.   

Passando para a latência, a unidade Samsung 980 Pro registrou apenas 3.0 ms, o que a colocou no topo da tabela de classificação ao lado de seu antecessor, o 970 Pro.

Análise de Carga de Trabalho do VDBench

Quando se trata de dispositivos de armazenamento de comparação, o teste de aplicativo é o melhor e o teste sintético vem em segundo lugar. Embora não seja uma representação perfeita das cargas de trabalho reais, os testes sintéticos ajudam a estabelecer a linha de base dos dispositivos de armazenamento com um fator de repetibilidade que facilita a comparação entre soluções concorrentes. Essas cargas de trabalho oferecem uma variedade de perfis de teste diferentes, desde testes de "quatro cantos", testes comuns de tamanho de transferência de banco de dados até capturas de rastreamento de diferentes ambientes VDI. Todos esses testes utilizam o gerador de carga de trabalho vdBench comum, com um mecanismo de script para automatizar e capturar resultados em um grande cluster de teste de computação. Isso nos permite repetir as mesmas cargas de trabalho em uma ampla variedade de dispositivos de armazenamento, incluindo arrays flash e dispositivos de armazenamento individuais. Nosso processo de teste para esses benchmarks preenche toda a superfície da unidade com dados e, em seguida, particiona uma seção da unidade igual a 5% da capacidade da unidade para simular como a unidade pode responder às cargas de trabalho do aplicativo. Isso é diferente dos testes de entropia total que usam 100% da unidade e os levam a um estado estável. Como resultado, esses números refletirão velocidades de gravação sustentadas mais altas. Além disso, como o VDBench opera com E/S síncrona no Linux versus E/S assíncrona, alguns dos dados de desempenho serão diferentes entre os dados que coletamos e os publicados nas folhas de especificações. A parte importante para o consumidor, porém, é que os dados de teste são comparáveis ​​nas mesmas condições de teste, seja VDBench versus VDBench, IOMeter versus IOMeter ou FIO versus FIO.

perfis:

• Leitura aleatória em 4K: 100% de leitura, 128 threads, 0-120% de atualização
• Gravação aleatória em 4K: 100% de gravação, 64 threads, 0-120% de atualização
• Leitura sequencial de 64K: 100% de leitura, 16 threads, 0-120% iorado
• Gravação sequencial de 64K: 100% gravação, 8 threads, 0-120% iorado

Comparável para esta revisão:

• Sabrent Rocket NVMe SSD 4.0 2 TB
• Silicon Power US70 PCIe 4.0 SSD 1 TB
• T-Force Cardea Ceramic C440 1 TB

Na leitura aleatória de 4K, o Samsung 980 Pro teve o melhor desempenho por uma ampla margem, registrando um desempenho máximo de 545,687 IOPS com uma latência de 232.5 µs antes de um leve pico no final.

 

Na atividade de gravação em 4K, o Samsung 980 Pro estava muito à frente com desempenho máximo de 383,099 IOPS e latência de 329.1 µs. A próxima melhor unidade atingiu apenas 144K IOPS e quase 900µs de latência.

Com desempenho sequencial de leitura de 64K, o Samsung 980 Pro atingiu o pico de 71,454 IOPS (ou 4.47 GB/s) com 441.5 µs para o primeiro lugar novamente entre as unidades testadas.

Em gravações sequenciais de 64K, vimos novamente a nova unidade Samsung com resultados significativamente melhores em comparação com as outras unidades PCIe Gen4. Aqui, o desempenho máximo atingiu a marca de 27K IOPS (1.7 GB/s) a 583.1 µs (antes de cair ligeiramente no final), o que foi essencialmente o dobro da velocidade do segundo melhor disco.

Em seguida, analisamos nossos benchmarks de VDI, que são projetados para sobrecarregar ainda mais as unidades. Na inicialização, o Samsung 980 Pro atingiu o pico de 132,962 IOPS com uma latência de 358.6 µs antes de cair ligeiramente no final. 

Olhando para o nosso VDI Initial Login, o 980 Pro mostrou um grande aumento no desempenho em torno da marca de 65K IOPS, embora tenha se nivelado no final com um pico de 82,015 IOPS e uma latência de 361.8 µs, ocupando facilmente o primeiro lugar.

Em nosso último teste, VDI Monday Login, o 980 Pro apresentou um pico de IOPS de 23,814 IOPS e 696.4 µs de latência, o que o colocou de volta na tabela de classificação pela primeira vez.

Conclusão

O Samsung SSD 980 Pro é o mais recente SSD de nível de consumidor a atingir o mercado PCIe Gen 4 × 4, apresentando a tecnologia V-NAND 3bit MLC da empresa, um novo controlador Elpis, compatibilidade com versões anteriores do PCIe 3.0 e suporte NVMe 1.3 . O 980 Pro é direcionado a jogadores e profissionais com máquinas de última geração, bem como a consumidores que buscam aproveitar o que há de melhor e mais recente em tecnologia SSD.

O novo SSD da Samsung usa o V-NAND de sexta geração da empresa, que a Samsung oferece um aumento de 40% em células em relação à estrutura anterior de pilha única de 9x camadas. O SSD também aproveita a tecnologia Intelligent TurboWrite 2.0 recém-aprimorada, que aumenta consideravelmente o tamanho do buffer da unidade. No que diz respeito à confiabilidade, apresenta resistência de até 1,200 TB de gravação (para a capacidade de 2 TB) e um MTBF de 1.5 milhão de horas para todos os modelos.

Para desempenho, os destaques incluíram: 545,687 IOPS na leitura de 4K, 383,099 IOPS na gravação de 4K, 4.47 GB/s na leitura de 64 K e 1.7 GB/s na gravação de 64 K. Em nosso VDI Clone, vimos 132,962 IOPS na inicialização, 82,015 IOPS no login inicial e 23,814 IOPS no login na segunda-feira.

O Samsung SSD 980 Pro é a unidade de consumo de melhor desempenho que testamos até o momento, mais do que dobrou o número de seus concorrentes em algumas áreas. O maior ganho em relação à concorrência que testamos até agora na categoria Gen4 é o desempenho de gravação do Pro, tanto em 64K sequencial quanto em 4K aleatório. Será interessante ver como o próximo PlayStation 5 e o Xbox Series X/S também lidarão com unidades PCIe 4.0 não proprietárias, já que os jogadores vão querer esmagar as cargas de jogos com uma unidade como esta. É claro que no mundo do PC, novos sistemas AMD estão sendo lançados, permitindo que criativos e outros profissionais aproveitem ao máximo a unidade.

No que diz respeito ao preço, o modelo Samsung 980 Pro de 1 TB sai por aproximadamente US $ 230 (e US $ 150 / US $ 90 para os modelos de 500 GB / 250 GB), o que é visivelmente mais do que os preços de US $ 176 e US $ 160 para o Silicon Power US1 de 70 TB e a unidade Sabrent Rocket. , respectivamente. Embora a diferença de preço seja perceptível, você definitivamente obtém o que paga neste caso. O 980 Pro é uma unidade premium de compra obrigatória e certamente vale a pena gastar ~ $ 50 extras, especialmente se for para entusiastas que possuem um sistema que suporta a tecnologia.

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