三星 980 PRO PCIe 4.0 NVMe SSD 評測

隨著更新的 AMD Ryzen 主板的發布，PCIe Gen4 SSD 緊隨其後並逐漸開始投放市場。 三星首次出現在這一類別中只是時間問題，他們今天已經做到了。 三星 980 PRO PCIe 4.0 NVMe SSD 是一款客戶端 SSD，採用該公司的 V-NAND 3 位 MLC 技術和新開發的內部 Elpis SSD 控制器。 該公司的首款 PCIe 4.0 驅動器專為高端 PC、工作站和遊戲機而設計，容量從 250GB 到 2TB 不等（儘管最大型號在本評論發佈時沒有發布日期）。

隨著更新的 AMD Ryzen 主板的發布，PCIe Gen4 SSD 緊隨其後並逐漸開始投放市場。 三星首次出現在這一類別中只是時間問題，他們今天已經做到了。 三星 980 PRO PCIe 4.0 NVMe SSD 是一款客戶端 SSD，採用該公司的 V-NAND 3 位 MLC 技術和新開發的內部 Elpis SSD 控制器。 該公司的首款 PCIe 4.0 驅動器專為高端 PC、工作站和遊戲機而設計，容量從 250GB 到 2TB 不等（儘管最大型號在本評論發佈時沒有發布日期）。

與我們評測過的其他幾個接口一樣，新的 PCIe Gen4 x4 NVMe 1.3 接口被引用以提供一些非常令人印象深刻的數字。 三星表示，980 Pro 可以達到前所未有的順序讀取 7GB/s 和順序寫入 5GB/s。 隨機讀取和寫入有可能達到吞吐量的百萬 IOPS 大關（Q32T16）。

儘管引用三星的這一表現非常令人興奮，但用戶需要一個兼容的系統才能達到這些數字。 此外，Xbox Series X 和 PS5 都將具有 PCIe 4.0 兼容性，適合那些希望充分利用下一代遊戲機的用戶。 鐵桿遊戲玩家肯定會在不久的將來尋找更多選擇（特別是 PS5，它表示支持 3^rd-方 NVMe PC 驅動器）。 也就是說，遊戲機使用定制硬件和組件，因此很難預測非專有驅動器在這些下一代遊戲機中的表現。

三星 980 Pro 有幾個重要且獨特的功能值得一提。 首先是新驅動器使用了該公司的第六代 V-NAND，三星稱其單元數比之前的 40x 層單堆棧結構增加了 9%。 這是由於其超過 100 層的導電模具堆疊。 其垂直穿孔的圓柱形孔（從上到下）形成均勻的 3D 電荷陷阱閃光 (CTF) 電池。 此外，第 6 代 NAND 採用“速度優化”電路設計，與第 5 代相比，數據傳輸速度明顯加快（即讀取時間小於 45μs，寫入時間小於 450μs）。 這使得性能提高 10% 或更多，功耗降低 15%。

980 Pro 還突出了新增強的智能 TurboWrite 2.0 技術，它提供了 5 倍以上的緩衝區大小（即 TurboWrite 區域）。 例如，1TB 型號的預分配 TurboWrite 區域為 6GB，可以額外分配 108GB 作為動態 SLC 緩衝區，總共 114GB。 這意味著 PCIe 4.0 接口在大工作負載下的速度性能不會下降。 此外，Intelligent TurboWrite 區域使用空閒容量：如果 SSD 的剩餘可用空間少於 324GB（1TB 型號），則 Intelligent TurboWrite 將無法完全運行，因此為了獲得最佳性能，請務必在驅動器中留出一點迴旋餘地。

新的三星硬盤還配備了一系列專注於保持涼爽和平穩運行的功能。 例如，其內置的高級熱控制解決方案允許驅動器在低溫下表現良好，而其動態熱防護 (DTG) 技術可主動幫助防止過熱。 此外，其散熱器具有集成的薄銅膜（以及新型 Elpis 控制器上的鎳塗層），這兩者都有助於在高負荷使用期間快速散熱。

對於數據可靠性，三星 980 Pro 的所有型號都具有高達 1,200TB 寫入（2TB 容量）的耐用性和 1.5 萬小時的 MTBF。 如下圖所示，三星認為 600TB 容量中的 1TBW 可以滿足 99.7% 用戶的需求。 

三星 SSD 5 Pro 提供 980 年保修，目前有售 1TB（229.99 美元）、500GB（149.99 美元）和 250GB（89.99 美元）容量. 我們將在本次評測中查看 1TB 型號。

三星 SSD 980 PRO 規格

三星 980 Pro 性能

試驗台

當我們遷移到測試更新的 NVME Gen4 SSD 時，我們的實驗室需要進行平台轉換以支持更新的接口。 聯想在 PCIe Gen4 支持方面走在了前列，包括前置 U.2 托架，而其他產品仍僅提供邊緣卡支持。 在我們的 Gen4 評論中，我們利用 聯想 ThinkSystem SR635 服務器，配備 AMD 7742 CPU 和 512GB 的 3200Mhz DDR4 內存。 NVMe 通過邊緣卡插槽中的 M.2 到 PCIe 適配卡進行本地測試，而 U.2 驅動器加載在前面。 使用的方法更好地反映了最終用戶的工作流程，以及虛擬化服務器提供的一致性、可擴展性和靈活性測試。 重點放在驅動器整個負載範圍內的驅動器延遲上，而不僅僅是最小的 QD1（隊列深度 1）級別。 我們這樣做是因為許多常見的消費者基準測試沒有充分捕獲最終用戶的工作負載配置文件。

SQL Server 性能

每個 SQL Server VM 都配置有兩個虛擬磁盤：100GB 卷用於啟動，500GB 卷用於數據庫和日誌文件。 從系統資源的角度來看，我們為每個虛擬機配置了 16 個 vCPU、64GB DRAM，並利用了 LSI Logic SAS SCSI 控制器。 雖然我們之前測試的 Sysbench 工作負載在存儲 I/O 和容量方面使平台飽和，但 SQL 測試正在尋找延遲性能。

此測試使用在 Windows Server 2014 R2012 來賓虛擬機上運行的 SQL Server 2，並由 Quest 的 Benchmark Factory for Databases 進行壓力測試。 存儲評論的 Microsoft SQL Server OLTP 測試協議 採用事務處理性能委員會基準 C (TPC-C) 的當前草案，這是一種在線事務處理基準，可模擬複雜應用程序環境中的活動。 TPC-C 基準比綜合性能基準更接近於衡量數據庫環境中存儲基礎設施的性能優勢和瓶頸。 我們用於本次審核的 SQL Server VM 的每個實例都使用 333GB（1,500 規模）的 SQL Server 數據庫，並測量 15,000 個虛擬用戶負載下的事務性能和延遲。

SQL Server 測試配置（每個虛擬機）

• 在Windows Server 2012 R2
• 存儲空間：分配 600GB，使用 500GB

• SQL Server 2014的

• 數據庫大小：1,500 規模
  • 虛擬客戶端負載：15,000
  • 內存緩衝區：48GB

• 測試時長：3 小時
  • 2.5 小時預處理
  • 30分鐘採樣期

對於我們的 SQL Server 事務基準測試，Samsung 980 Pro 發布了 3,160.3 TPS。   

接下來是延遲，三星 980 Pro 驅動器的延遲僅為 3.0 毫秒，這使其與其前身 970 Pro 一起位居排行榜首位。

VDBench 工作負載分析

在對存儲設備進行基準測試時，應用程序測試是最好的，綜合測試排在第二位。 雖然不能完美代表實際工作負載，但綜合測試確實有助於為具有可重複性因素的存儲設備建立基線，從而可以輕鬆地在競爭解決方案之間進行同類比較。 這些工作負載提供了一系列不同的測試配置文件，從“四個角”測試、常見的數據庫傳輸大小測試到來自不同 VDI 環境的跟踪捕獲。 所有這些測試都利用通用的 vdBench 工作負載生成器，以及一個腳本引擎來自動化和捕獲大型計算測試集群的結果。 這使我們能夠在各種存儲設備上重複相同的工作負載，包括閃存陣列和單個存儲設備。 我們針對這些基準測試的測試過程用數據填充整個驅動器表面，然後將驅動器部分分區為驅動器容量的 5%，以模擬驅動器如何響應應用程序工作負載。 這與使用 100% 的驅動器並使它們進入穩定狀態的全熵測試不同。 因此，這些數字將反映更高的持續寫入速度。 此外，由於 VDBench 在 Linux 中使用同步 I/O 而不是異步 I/O，因此我們收集的數據與規格表中發布的數據之間的某些性能數據會有所不同。 對消費者來說重要的部分是測試數據在相同測試條件下是可比較的，無論是 VDBench 與 VDBench、IOMeter 與 IOMeter，還是 FIO 與 FIO。

簡介：

• 4K 隨機讀取：100% 讀取，128 個線程，0-120% 重複率
• 4K 隨機寫入：100% 寫入，64 線程，0-120% iorate
• 64K 順序讀取：100% 讀取，16 線程，0-120% 迭代
• 64K 順序寫入：100% 寫入，8 個線程，0-120% 迭代

與此評論相比：

• 薩布倫特火箭 NVMe 固態硬盤 4.0 2TB
• 矽能 US70 PCIe 4.0 固態硬盤 1TB
• T-Force Cardea 陶瓷 C440 1TB

在 4K 隨機讀取中，三星 980 Pro 的性能表現最為出色，其峰值性能為 545,687 IOPS，延遲為 232.5µs，最後略有上升。

 

在 4K 寫入活動中，三星 980 Pro 以 383,099 IOPS 的峰值性能和 329.1µs 的延遲領先一英里。 下一個最好的驅動器僅達到 144K IOPS 和近 900µs 的延遲。

憑藉 64K 讀取順序性能，三星 980 Pro 繼續以 71,454µs 的速度達到 4.47 IOPS（或 441.5GB/s）的峰值，再次在測試驅動器中名列榜首。

在 64K 順序寫入中，我們再次看到新的三星驅動器與其他 PCIe Gen4 驅動器相比具有明顯更好的結果。 在這裡，峰值性能在 27µs 時達到 1.7K IOPS 標記 (583.1GB/s)（最後略有下降），這基本上是次佳驅動器速度的兩倍。

接下來，我們查看了我們的 VDI 基準測試，這些基準測試旨在進一步對驅動器徵稅。 在 Boot 中，三星 980 Pro 的峰值為 132,962 IOPS，延遲為 358.6µs，最後略有下降。 

查看我們的 VDI 初始登錄，980 Pro 在 65K IOPS 標記附近顯示出性能的大幅飆升，儘管它最終以 82,015 IOPS 的峰值和 361.8µs 的延遲持平，輕鬆佔據榜首。

在我們上次的 VDI Monday Login 測試中，980 Pro 的峰值 IOPS 為 23,814 IOPS 和 696.4µs 的延遲，這首次在排行榜上將其後退了一些。

結論

三星 SSD 980 Pro 是進入 PCIe Gen 4×4 市場的最新消費級 SSD，採用該公司的 V-NAND 3 位 MLC 技術、全新的 Elpis 控制器、向後兼容 PCIe 3.0 和 NVMe 1.3 支持. 980 Pro 的目標客戶是擁有高端機器的遊戲玩家和專業人士，以及希望利用最新最好的 SSD 技術的專業消費者。

新的三星 SSD 使用該公司的第六代 V-NAND，與之前的 40x 層單堆棧結構相比，三星提供的單元數增加了 9%。 SSD 還利用新增強的 Intelligent TurboWrite 2.0 技術，大大增加了驅動器緩衝區的大小。 就可靠性而言，它具有高達 1,200TB 寫入（對於 2TB 容量）的耐用性和所有型號的 1.5 萬小時的 MTBF。

在性能方面，亮點包括：545,687K 讀取 4 IOPS、383,099K 寫入 4 IOPS、4.47K 讀取 64GB/s 和 1.7K 寫入 64GB/s。 在我們的 VDI 克隆中，我們在啟動時看到 132,962 IOPS，在初始登錄時看到 82,015 IOPS，在星期一登錄時看到 23,814 IOPS。

三星 SSD 980 Pro 是我們迄今為止測試過的性能最佳的消費類硬盤，它在某些領域的數量是其競爭對手的兩倍多。 到目前為止，我們在 Gen4 類別中測試的競爭中最大的收穫是 Pro 的寫入性能，包括 64K 順序和 4K 隨機。 看看即將推出的 PlayStation 5 和 Xbox Series X/S 將如何處理非專有的 PCIe 4.0 驅動器將會很有趣，因為遊戲玩家將希望使用這樣的驅動器來壓縮遊戲負載。 當然，在 PC 領域，新的 AMD 系統正在推出，這將使創意人員和其他專業人士能夠充分利用該驅動器。

就定價而言，三星 980 Pro 1TB 型號的售價約為 230 美元（150GB/90GB 型號為 500 美元/250 美元），明顯高於 176TB Silicon Power US160 和 Sabrent Rocket 驅動器的 1 美元和 70 美元的價格標籤， 分別。 儘管價格差距很明顯，但在這種情況下，您肯定會得到您所支付的。 980 Pro 是一款必須購買的高級驅動器，當然值得多花 50 美元，尤其是對於擁有支持該技術的系統的發燒友來說。

亞馬遜的三星固態硬盤

參與 StorageReview

電子通訊 | YouTube | 播客 iTunes/Spotify | Instagram | Twitter | Facebook | RSS訂閱