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Análise do SSD Samsung SM951-NVMe M.2

by Lyle Smith

Projetado para notebooks e estações de trabalho ultrafinos, o Samsung SM951-NVMe é o primeiro M.2 NVMe PCIe da indústria a chegar ao mercado. A Samsung tem oferecido um Versão PCIe 3.0 baseada em AHCI de sua linha SM951 há vários meses. Com esta nova edição NVMe altamente antecipada, a Samsung está adicionando uma unidade poderosa e bem-vinda ao seu portfólio SSD de qualidade, reforçando ao mesmo tempo seu domínio no mercado de memória flash. A Samsung também indicou que incorporará sua tecnologia 3D V-NAND ao SM951-NVMe em algum momento no futuro, o que aumentará ainda mais a densidade da unidade, além de ajudá-la a ter um desempenho ainda melhor.


Projetado para notebooks e estações de trabalho ultrafinos, o Samsung SM951-NVMe é o primeiro M.2 NVMe PCIe da indústria a chegar ao mercado. A Samsung tem oferecido um Versão PCIe 3.0 baseada em AHCI de sua linha SM951 há vários meses. Com esta nova edição NVMe altamente antecipada, a Samsung está adicionando uma unidade poderosa e bem-vinda ao seu portfólio SSD de qualidade, reforçando ao mesmo tempo seu domínio no mercado de memória flash. A Samsung também indicou que incorporará sua tecnologia 3D V-NAND ao SM951-NVMe em algum momento no futuro, o que aumentará ainda mais a densidade da unidade, além de ajudá-la a ter um desempenho ainda melhor.

Como a nova unidade da Samsung usa o protocolo NVMe, ela traz várias melhorias de desempenho. Como tal, olhando para o seu desempenho potencial, o novo SM951-NVMe é cotado para atingir velocidades de leitura e gravação de dados sequenciais de até 2,260 MB/s e 1,600 MB/s, respectivamente. Esses números são um pouco melhores do que a versão PCIe 3.0, que divulgou um máximo de 2,150 MB/s de leitura e 1,500 MB/s de leitura para o modelo de 512 GB. Olhando para suas especificações de operações de leitura aleatória, a Samsung indica que o SM951-NVMe pode processar 300,000 IOPS, o que é mais que o dobro da velocidade da taxa de 130,000 IOPS da versão PCIe. Ambos os modelos estão equipados com a tecnologia de controlador UBX 3-Core da Samsung. Embora o SM951-NVMe seja um enorme haymaker na coluna de desempenho, a espessura da unidade é de aproximadamente 3.73 milímetros ao equipar chips em ambos os lados da placa e pesa menos de 7 gramas. Este minúsculo SSD provavelmente será um grande aumento no desempenho em qualquer cenário para quem deseja atualizar seus notebooks ou PCs ultrafinos com um slot M.2.

Como seu equivalente baseado em AHCI, o SM951-NVMe usa o modo de espera de baixa potência L1.2, permitindo que todos os circuitos de alta velocidade sejam desligados quando o computador host estiver no modo de suspensão ou hibernação. Como resultado, o consumo geral de energia do SM951-NVMe é significativamente reduzido para menos de 2 mW.

O Samsung SM951-NVMe vem em capacidades de 512 GB, 256 GB e 128 GB. Estaremos olhando para a unidade de 256 GB para esta análise.

Especificações do Samsung SM951-NVMe M.2 SSD

  • Capacidades: 128 GB (MZVP128HDGM), 256 GB (MZVPV256HDGL), 512 GB (MZVP512HDGL)
  • Fator de Forma: M.2
  • Interface: PCIe Gen3 8Gb/s x4
  • Bytes por setor: 512 bytes
  • Seq. Ler:
    • 256/512 GB – até 2,150 MB/s
    • 128 GB – até 2,000 MB/s
  • Gravação sequencial:
    • 512 GB – até 1,550 MB/s
    • 256 GB – até 1,260 MB/s
    • 128 GB – até 650 MB/s
  • Leitura aleatória: até 300K IOPS (todas as capacidades)
  • Gravação Aleatória:
    • 256 GB/512 GB – até 100 IOPS
    • 128GB – Até 83K IOPS
  • Confiabilidade:
    • UBER: < 1 setor por 1015 bits lidos
    • MTBF: 1.5 milhões de horas
  • Recursos
    • Interface PCIe Gen3 8Gb/s até 4 vias
    • Compatível com PCIe Base Specification Rev.3.0
    • Compatível com a especificação NVMe Express Rev.1.1a
    • Modos de economia de energia:
    • Apoio APST
    • Compatível com o modo L1.2
    • Admin de suporte e conjunto de comandos NVM
    • Proteção de dados ponta a ponta
    • RoHS Compliant
    • Suporta até 1 Namespaces
    • Suporta até 8 filas de E/S
    • Suporta até 16K entradas de Fila para cada Fila I/I

Concepção e construção

O SSD Samsung SM951-NVMe M.2 é um SSD muito menor de 2.5 polegadas e oferece uma espessura de menos de 4 mm. Ele parece praticamente idêntico aos seus irmãos, sem nenhum invólucro, o que deixa seus componentes expostos e vulneráveis ​​a danos. Como resultado, os usuários devem ter cuidado ao transportar o dispositivo.

A parte frontal da unidade vem com um adesivo que cobre parcialmente os chips NAND. Isso exibe várias informações pertencentes à unidade, incluindo o número do modelo e as certificações. O lado oposto dos conectores possui um entalhe de chave M para denotar compatibilidade PCIe x4 e SATA. Todas as capacidades usam o controlador Samsung UBX 3-Core e Samsung 16nm MLC NAND.

Benchmarks sintéticos do consumidor

Todos os benchmarks de SSD do consumidor são conduzidos com o StorageReview Estação de trabalho HP Z620.

Estaremos comparando o Samsung SM951-NVMe com as seguintes unidades nesta análise:

Em nosso primeiro teste, medimos o desempenho sequencial de 2 MB do Samsung SM951-NVMe, que registrou impressionantes 1,820.4 MB/s de leitura e 1,191.9 MB/s de gravação. Embora a unidade tenha melhor atividade de leitura em comparação com o modelo PCIe, ela registrou um desempenho de gravação mais fraco.

Ao observar o desempenho de transferência aleatória de 2 MB, o Samsung SM951-NVMe registrou novamente uma atividade impressionante de leitura e gravação que mediu 1,417.9 MB/s e 1,076.1 MB/s, respectivamente. O modelo PCIe mediu 1,337.6 MB/s de leitura e 1,080.9 MB/s e gravação.

Movendo-se para transferências aleatórias menores de 4k (carga de trabalho de throughput), o Samsung SM951-NVMe mediu 13,497.5 IOPS de leitura e 44,510.5 IOPS de gravação superando facilmente seus irmãos PCIe, que registraram 9,800.2 IOPS para atividade de leitura e 34,836.6 IOPS para atividade de gravação.

Nosso próximo benchmark mediu as unidades Samsung SM951 em MB/s usando o mesmo tamanho de arquivo. Aqui, o Samsung SM951-NVMe apresentou desempenho de leitura e gravação de 52.72 MB/s e 173.87 MB/s, respectivamente, ocupando facilmente o primeiro lugar em ambas as colunas. Sua contraparte PCIe registrou 38.28 MB/s de leitura e 136.08 MB/s de gravação.

Ao observar a latência média de gravação, o SM951-NVMe continuou seu domínio com um tempo de resposta médio impressionante e latência de pico de 0.0221ms e 0.5787ms, respectivamente.

Em nosso próximo teste, mudamos para uma carga de trabalho aleatória de 4K com 100% de atividade de gravação que escala de 1QD a 64QD. Aqui, o Samsung SM951-NVMe passou de 44,899.38 IOPS para impressionantes 92,690.58 IOPS. Isso foi quase 20,000 a mais de taxa de transferência do que o modelo PCIe.

Passando para a atividade de leitura, medimos o SM951-NVMe com uma faixa de 13,492.97 IOPS em QD1, com um pico de incríveis 183,971.64 IOPS nas profundidades da fila do terminal.

Nossa última série de benchmarks sintéticos compara os discos rígidos em uma série de cargas de trabalho mistas de servidor com uma profundidade de fila variando de 1 a 128. Cada um de nossos testes de perfil de servidor tem uma forte preferência em relação à atividade de leitura, variando de 67% lido com nosso perfil de banco de dados para 100% lido em nosso perfil de servidor web.

O primeiro é o nosso perfil de banco de dados, que consiste em uma mistura de carga de trabalho de 67% de leitura e 33% de gravação centrada principalmente em tamanhos de transferência de 8K. Nesse rastreamento, registramos o Samsung-NVMe com uma faixa de 10,818.31 IOPS a impressionantes 108,711.27 IOPS nas profundidades da fila do terminal, o que foi mais de 30,000 IOPS a mais que a versão PCIe.

O próximo perfil analisa um servidor da web, com 80% de carga de trabalho de leitura e 20% de gravação distribuída em vários tamanhos de transferência, variando de 512 bytes a 64 KB. Aqui, o Samsung SM951-NVMe teve uma taxa de transferência inicial de 9,802.45 IOPS e 93,649.20 IOPS em 128QD, mais uma vez dominando a tabela de classificação com resultados impressionantes.

Nosso perfil de servidor de arquivos é somente leitura com tamanhos de transferência de 512 bytes a 512 KB. A unidade Samsung NVMe manteve seu desempenho impressionante ao registrar um QD1 de 10,224.05 IOPS e um QD128 de 83,059.73 IOPS.

O último perfil analisa a atividade da estação de trabalho, com uma mistura de 20% de gravação e 80% de leitura usando transferências de 8K. Nesse cenário, o SM951-NVMe ofereceu, sem surpresa, uma faixa dominante de 10,242.97 IOPS a 118,275.84 IOPS.

Benchmarks do consumidor no mundo real

Para o consumidor médio, tentar traduzir velocidades aleatórias de gravação de 4K em uma situação cotidiana é bastante difícil. Ajuda ao comparar as unidades em todas as configurações possíveis, mas não funciona exatamente em um uso diário mais rápido ou em melhores tempos de carregamento do jogo. Por esse motivo, recorremos aos rastreamentos do StorageMark 2010, que incluem rastreamentos HTPC, produtividade e jogos para ajudar os leitores a descobrir como uma unidade pode ser classificada nessas condições.

O primeiro teste da vida real é nosso cenário HTPC. Neste teste, incluímos: reproduzir um filme HD 720P no Media Player Classic, um filme SD 480P reproduzido no VLC, três filmes baixados simultaneamente pelo iTunes e um fluxo HDTV 1080i sendo gravado pelo Windows Media Center em um período de 15 minutos. Taxas de IOps e MB/s mais altas com tempos de latência mais baixos são preferidas. Nesse rastreamento, registramos 2,986 MB sendo gravados no drive e 1,924 MB sendo lidos.

Em nosso perfil HTPC, o SM951-NVMe registrou uma velocidade média de 1,210.13 MB/s, 26,291 IOPS e 0.296 ms de latência média; no entanto, a versão PCIe do SM951 apresentou números ligeiramente melhores.

Nosso segundo teste real abrange a atividade do disco em um cenário de produtividade. Para todos os efeitos, este teste mostra o desempenho do drive sob atividade diária normal para a maioria dos usuários. Este teste inclui: um período de três horas operando em um ambiente de produtividade de escritório com Vista de 32 bits executando Outlook 2007 conectado a um servidor Exchange, navegação na Web usando Chrome e IE8, edição de arquivos no Office 2007, visualização de PDFs no Adobe Reader e uma hora de reprodução de música local com duas horas adicionais de música online via Pandora. Nesse rastreamento, registramos 4,830 MB sendo gravados no drive e 2,758 MB sendo lidos.

Em nosso rastreamento de produtividade, o SM951-NVMe postou resultados ligeiramente abaixo de seus irmãos PCIe mais uma vez, com 29,131.29 IOPS, 920.66 MB/s e 0.258 ms de latência média.

Nosso terceiro teste da vida real cobre a atividade do disco em um ambiente de jogo. Ao contrário do rastreamento HTPC ou produtividade, este depende muito do desempenho de leitura de uma unidade. Para fornecer uma divisão simples das porcentagens de leitura/gravação, o teste HTPC é de 64% de gravação, 36% de leitura, o teste de produtividade é de 59% de gravação e 41% de leitura, enquanto o rastreamento de jogos é de 6% de gravação e 94% de leitura. O teste consiste em um sistema Windows 7 Ultimate de 64 bits pré-configurado com Steam, com Grand Theft Auto 4, Left 4 Dead 2 e Mass Effect 2 já baixados e instalados. O rastreamento captura a atividade de leitura pesada de cada carregamento do jogo desde o início, bem como as texturas à medida que o jogo avança. Nesse rastreamento, registramos 426 MB sendo gravados na unidade e 7,235 MB sendo lidos.

Em nosso rastreamento de jogos de leitura intensiva, o Samsung SM951-NVMe ostentava impressionantes 1,443.14 MB/s, 29,652.25 IOPS e uma latência média de apenas 0.208 ms, a última que era melhor que a versão PCIe.

Conclusão

O tão esperado SSD Samsung SM951-NVMe M.2 PCIe é uma unidade notável, nos impressionando com uma taxa de transferência incrível durante nossos testes de benchmarking. A própria unidade vem em capacidades de até 512 GB; no entanto, como o modelo PCIe, gostaríamos de ver a Samsung oferecer um modelo de 1 TB além das capacidades disponíveis. Sob o capô, o SM951-NVMe está equipado com 16nm NAND, bem como o mesmo controlador Samsung UBX 3-Core de seus irmãos. Este hardware é cuidadosamente armazenado dentro de um minúsculo fator de forma M.2 que pesa menos de sete gramas, permitindo que os entusiastas atualizem seus notebooks ultrafinos compatíveis de uma forma bastante substancial. A Samsung também projetou o SM951-NVMe com o modo de espera L1.2 de baixo consumo de energia e extremamente eficiente em termos de energia, que permite que todos os seus circuitos de alta velocidade sejam desligados quando o computador host está no modo de suspensão ou hibernação.

Ao mergulhar em seu desempenho, o SM951-NVMe apresentou excelentes resultados gerais, que foram destacados por nossos benchmarks sintéticos de consumo. Para resumir, nosso teste de transferência sequencial de 2 MB mostrou o SM951-NVMe com leitura de 1,820.4 MB/s e gravação de 1,191.9 MB/s, enquanto nossa carga de trabalho aleatória registrou atividade de leitura e gravação em 1,417.9 MB/s e 1,076.1 MB/ s, respectivamente. Passando para nossos benchmarks menores de transferência aleatória de 4k em QD1, o Samsung SM951 postou uma incrível leitura de 13,497.5 IOPS e gravação de 44,510.5 IOPS, que superou facilmente seus comparáveis. A disparidade entre os dois modelos SM951 realmente apareceu durante as cargas de trabalho mistas de nosso servidor (com uma profundidade de fila variando de 1 a 128), onde o SM951-NVMe registrou velocidades que foram de longe as mais rápidas que já vimos para uma unidade de consumidor, superando todas as outras unidades por uma margem significativa. As coisas desaceleraram um pouco quando passamos por nossos benchmarks do mundo real, no entanto, com a versão PCIe tendo resultados um pouco melhores em todas as nossas cargas de trabalho, com exceção da latência durante nosso rastreamento de jogo. No entanto, os números que medimos da unidade NVMe durante os testes do mundo real ainda eram incrivelmente impressionantes.

Como o Windows 8.1 possui suporte NVMe integrado, colocar o SM951 em funcionamento foi um processo contínuo, embora a Samsung não ofereça nenhum suporte de driver específico; simplesmente conectamos o drive e ele estava pronto para testar. No entanto, as coisas podem ser um pouco mais complicadas ao usar versões anteriores dos sistemas operacionais Windows. No geral, esta unidade certamente tem muito a oferecer e é sem dúvida uma das unidades M.2 mais rápidas que a indústria tem a oferecer; no entanto, esse desempenho tem um preço premium. Dito isto, como há uma seleção muito limitada de opções M.2 no mercado de SSD (especialmente as de desempenho notavelmente alto, como o SM951-NVMe), muitos usuários avançados acharão esta versão muito empolgante, com o StorageReview entre eles.

Vantagens

  • A interface NVMe permite um desempenho incrível
  • Fator de forma pequeno
  • Baixo consumo de energia

Desvantagens

  • A capacidade máxima é de apenas 512 GB

Concluindo!

O Samsung SM951-NVMe é um SSD M.2 muito poderoso que será atraente para OEMs que desejam construir laptops e estações de trabalho de alto desempenho.

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