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三星 980 Pro M.2 NVMe SSD 评测:重新定义 Gen4 性能(更新)

    1645972208

    我们的判决

    三星的 2TB 980 Pro 提供了一些我们从 Gen4 SSD 中看到的最快性能。尽管价格昂贵,但三星的 980 Pro 对于那些正在寻找最好的 SSD 之一的人来说是一个不错的选择。

    为了

    响应式 PCIe Gen4 性能
    持续写入速度
    基于硬件的 AES 256 位加密
    美观
    软件包
    5年质保

    反对

    平均耐力等级
    昂贵
    TurboWrite SLC 缓存不如竞争对手大
    没有 4TB 选项

    2021 年 2 月 17 日更新:我们在第 4 页更新了这篇文章,对 2TB 三星 980 Pro M.2 NVMe SSD 进行了新测试。

    2020 年 9 月 22 日发表的原始评论:

    三星的 980 Pro 将重新定义公司的产品线,甚至可能重新定义整个高性能市场,结合了快速的 PCIe 4.0 接口与新的控制器和闪存,所有这些都在许多类型的应用程序中提供了残酷的性能. 考虑到该驱动器的额定速度高达 7/5 GBps 的顺序读/写吞吐量和 100 万次 IOP,这并不令人惊讶。

    该公司的旗舰 Pro 系列 SSD 首次不配备 2 位 MLC 闪存。相反,980 Pro 使用三星最新的 3 位 TLC 闪存来降低成本,本质上使其成为更经济的 970 Evo Plus 系列的高端进化。但是,凭借非常强大的 PCIe 4.0 x4 NVMe 控制器,980 Pro 仍然为游戏玩家和专业消费者确保高效和响应性能以及 AES 256 位安全性。

    除了比上一代 970 Pro 更慢的持续写入速度之外,三星的 980 Pro 是我们接触过的最快的基于闪存的 SSD。980 Pro 证明,尽管三星在设计中不再使用 2 位 MLC 闪存,但其最新的 1xx 层 V6 V-NAND 3 位 TLC 可扩展到新的高度,并带来令人印象深刻的性能。 

    如果您正在构建具有尖端性能的高端游戏或工作机器,三星的 980 Pro 是您可以使用的 SSD。980 Pro 的成本也不比基于 Phison E16 的 SSD 贵太多,比如 Seagate 的 FireCuda 520 或 Sabrent 的 Rocket NVMe 4.0,这也使得它在结账时与其他专业级驱动器具有惊人的竞争力。

    规格

    Product980 PRO 250GB980 PRO 500GB980 PRO 1TB980 PRO 2TB 定价容量(用户/原始) 外形尺寸 接口/协议控制器 DRAM 内存 顺序读取 顺序写入 随机读取 – QD1 随机写入 – QD1 峰值随机读取 峰值随机写入 安全耐用性 (TBW) 保修部件号

     89.99 美元
     149.99 美元
     229.99 美元
     429.99 美元

    250GB / 256GB
    500GB / 512GB
    1000GB / 1024GB
    2000GB / 2048GB

    M.2 2280
    M.2 2280
    M.2 2280
    M.2 2280

    PCIe 4.0 x4 / NVMe 1.3c
    PCIe 4.0 x4 / NVMe 1.3c
    PCIe 4.0 x4 / NVMe 1.3c
    PCIe 4.0 x4 / NVMe 1.3c

    三星Elpis
    三星Elpis
    三星Elpis
    三星Elpis

    LPDDR4
    LPDDR4
    LPDDR4
    LPDDR4

    三星 1xxL V-NAND TLC
    三星 1xxL V-NAND TLC
    三星 1xxL V-NAND TLC
    三星 1xxL V-NAND TLC

    6,400 MBps
    6,900 MBps
    7,000 MBps
    7,000 MBps

    2,700 MBps
    5,000 MBps
    5,000 MBps
    5,100 MBps

    22,000 IOPS
    22,000 IOPS
    22,000 IOPS
    22,000 IOPS

    60,000 IOPS
    60,000 IOPS
    60,000 IOPS
    60,000 IOPS

    500,000 IOPS
    800,000 IOPS
    1,000,000 IOPS
    1,000,000 IOPS

    600,000 IOPS
    1,000,000 IOPS
    1,000,000 IOPS
    1,000,000 IOPS

    AES 256 位 FDE;TCG蛋白石V2.0;IEEE1667
    AES 256 位 FDE;TCG蛋白石V2.0;IEEE1667
    AES 256 位 FDE;TCG蛋白石V2.0;IEEE1667
    AES 256 位 FDE;TCG蛋白石V2.0;IEEE1667

    150 TB
    300 TB
    600 TB
    1200 TB

    5年
    5年
    5年
    5年

    MZ-V8P250BW
    MZ-V8P500BW
    MZ-V8P1T0BW
    MZ-V8P2T0BW

    三星 980 Pro 的容量从 250GB 到 1TB 不等,但与上一代 970 Pro 不同,980 Pro 将带回 2TB 容量点。不幸的是,三星要到 2020 年底才会发布 2TB 型号。正如三星旗舰 SSD 所期望的那样,每种容量都比竞争对手的驱动器高。价格从 250GB 容量的 90 美元到 1TB 型号的 230 美元不等,后者的每 GB 价格最高。

    该公司将 980 Pro 评为最高 7/5 GBps 读/写和超过 100 万次随机读/写 IOPS 的峰值顺序速度。然而,这些性能数据在设备容量上并不一致,就像它们在 970 Pro 上一样,因此较大的驱动器比速度较慢的驱动器更快。

    980 Pro – Intelligent TurboWrite 2.0 容量DefaultIntelligentTotalTurboWriteAfter TurboWrite

    250GB
    4GB
    45GB
    49GB
    2,700 MBps
    500 MBps

    500GB
    4GB
    90GB
    94GB
    5,000 MBps
    1,000 MBps

    1TB
    6GB
    108GB
    114GB
    5,000 MBps
    2,000 MBps

    970 EVO Plus – 智能 TurboWrite 1.0 容量DefaultIntelligentTotalTurboWriteAfter TurboWrite

    250GB
    4GB
    9GB
    13GB
    2,300 MBps
    400 MBps

    500GB
    4GB
    18GB
    22GB
    3,200 MBps
    900 MBps

    1TB
    6GB
    36GB
    42GB
    3,300 MBps
    1,700 MBps

    2TB
    6GB
    36GB
    42GB
    3,300 MBps
    1,700 MBps

    三星的 980 Pro 具有智能 TurboWrite 2.0 以实现快速突发性能,但正如我们在所有 SLC 缓存机制中看到的那样,在缓存填满后,三星的直接 TLC 写入速度要慢得多。三星的智能 TurboWrite 2.0 改进了 97O EVO Plus 的实施,因此最终用户可以更快地写入更长的时间。 

    不仅持续的 TurboWrite 后性能全面更高,而且三星显着增加了 TurboWrite 缓存的容量。三星保留了相同的静态 4GB/6GB 默认缓存值,但调整了动态缓存,将其容量扩大到高达五倍。 

    总写入字节数和保修评级 产品250GB500GB1TB2TB 980 Pro 970 Pro 保修

    150 TB
    300 TB
    600 TB
    1,200 TB

    300 TB
    600 TB
    1,200 TB
    不适用

    5年
    5年
    5年
    5年

    即使采用新的 TurboWrite 2.0 实施、低密度奇偶校验 (LDPC) ECC 和 9% 的过度配置,由于 TLC 闪存,三星仍然拉低了 980 Pro 的耐用性等级,与 970 EVO Plus 相同五年保修期。

    这有点令人失望,不仅对我们来说,而且对已经在论坛上表达了一些悲痛的潜在买家来说也是如此。不过,这一变化是三星经过深思熟虑的举动。根据三星对超过 661,000 个 NVMe SSD 的统计,该公司表示,99% 的用户在五年内写入高达 156 TB 的数据,99.7% 的用户写入不到 600 TB。   

    此外,与市场上大多数 SSD 不同,三星 980 Pro 支持 AES 256 位硬件加速加密,符合 TCG Opal V2.0 和 IEEE1667 标准,可保护静态数据。它支持通过格式化 NVM 命令和加密擦除功能进行安全擦除,以及 SMART 数据报告和修剪。 

    软件和配件 

    从驱动器监控到基准测试和安全配置,Samsung Magician 在 SSD Toolbox 设计和功能方面均处于市场领先地位。该公司还通过公司调整的自定义驱动程序支持 NVMe SSD。对于那些需要将现有数据迁移到新的三星 SSD 的人,该公司提供了三星数据迁移软件来轻松克隆它。 

    仔细观察 

    总体而言,三星的 980 Pro 看起来是经过大修和放大的 970 EVO Plus。980 Pro 采用 M.2 2280 外形尺寸,采用优质黑色 PCB 和组件。不过,顶部贴纸上的 SKU 编号与 980 Pro 的美学吸引力相去甚远。该公司本可以轻松地将这些标记与合规信息一起放置在背面。 

    凭借 980 Pro 的小尺寸和强大的性能,该设备势必会产生一些热量。为了帮助保持凉爽,该公司继续在设备背面使用铜散热器,以帮助吸收繁重工作负载时的热负载。此外,该控制器具有镍涂层,三星称其可将冷却性能提高约 7%。

    该驱动器还支持主动状态电源管理 (ASPM)、自主电源状态转换 (APST) 和 L1.2 超低功耗模式以调节整体功耗,以及进一步改进动态热保护 (DTG) 技术,允许您在不降低设备速度的情况下写更长时间。 

    这款名为 Elpis 的新型 SSD 控制器尺寸为 16.5 x 16.5mm,采用基于 DRAM 的多核 Arm 架构,基于三星的 8nm 制造工艺节点。虽然上一代 Phoenix 利用了 5 个 Arm Cortex R5 内核,但三星并未具体说明为这款新控制器提供动力的内核类型或数量。三星也没有指定通道数,尽管它可能是八通道设计。

    然而,三星确实提到了控制器的 IO 处理能力上的其他一些有趣的点。该公司表示,新的 PCIe 4.0 x4 NVMe 1.3c 控制器可以本地处理多达 128 个并发 I/O 队列,而之前的 PCIe 3.0 控制器上的队列为 32 个,从而导致响应更灵敏的延迟配置文件。

    980 Pro 利用 DRAM 缓存其 FTL 元数据,为此,该公司为 SSD 配备了 LPDDR4。这些 DRAM IC 的接口频率高达 1866 MHz,工作电压低至 1.1V。250GB 和 500GB 型号配备 512MB DRAM,而 1TB 和 2TB 分别配备 1GB 和 2GB。

    多年来,三星在 NAND 设计方面一直处于领先地位,该公司的 V-NAND 是第一款量产的垂直通道 3D 电荷陷阱闪存。三星的 1xx 层 V6 V-NAND TLC 是该公司迄今为止最精致的闪存 – 它将层数提升到新的高度,并且比 V5 闪存消耗的功率低 15%。 

    尽管尚未证实,但据报道三星的 V6 V-NAND 具有多达 136 层,比 970 EVO Plus 的 92 层数量增加了 40%。与竞争类型的 3D 闪存不同,三星不需要使用多堆栈设计来实现如此高的层数。相反,该公司使用其独特的通道孔蚀刻技术来增强单个堆栈内的可扩展性。该公司表示,通过坚持单堆叠设计,它可以保持高质量的生产并实现良好的产量,而不会出现堆叠通道孔错位的风险。 

    980 Pro 的 PCB 上只有两个 NAND 封装,适用于所有容量。250GB 至 1TB 980 Pro 配备 256Gb 裸片,而 2TB 型号(如果可用)将配备 512Gb 裸片。这意味着 1TB 和 2TB 型号共有 32 个芯片,以实现最佳的交错和峰值性能特性。为了提高性能,三星的 V-NAND 每个芯片具有两个平面(芯片访问的独立区域),用于进一步交错。

    SK hynix 和 Micron 等竞争对手现在采用四平面设计,可将并行度提高一倍,但这会增加整体外围电路,从而占用宝贵的芯片空间。为了克服芯片空间限制,大多数公司使用或正在过渡到外围单元下 (PUC) 或 CMOS 下阵列 (CUA) 技术。

    NAND FlashSamsung V6 V-NANDSK hynix 4D NANDMicronKioxia BiCS4

    层数
    1xxL
    128L
    96L
    96L

    每个单元的位数
    3位/薄层色谱
    3位/薄层色谱
    3位/薄层色谱
    3位/薄层色谱

    芯片密度 (Gb)
    512
    512
    512
    512

    模具面积 (mm^2)
    101.6
    63.2
    81.8
    86

    位密度 (Gb/mm^2)
    5
    8.1
    6.3
    6

    通过在单元阵列而不是其边界下放置额外的外围设备、页面缓冲器和其他选择电路,公司可以提高每个晶片的位密度。由于缺乏这种设计组件,三星的 V6 V-NAND 在位密度方面受到了影响。三星的下一代 V7 V-NAND 很可能会同时实现多堆栈和外围单元 (COP) 概念以进行改进。

    当前的设计将两个 16kB 平面单元阵列中的每一个拆分为两个 8kB 子平面,具有偶数/奇数感应功能,以在有限的空间预算下实现更快的性能。这与其他一些修改(如增强的位线预充电方案、耦合电容最小化技术、渐进式 Vth 窗口方案和随机预脉冲感应方案)相结合,使三星的 V6 V-NAND TLC 对两者的响应速度提高了 10%上一代闪存的读取和编程请求。新闪存的读写速度分别低至 45/450 微秒 (820/82 MBps)。

    尽管该公司没有具体说明闪存与控制器接口的确切速度,但三星指定闪存以 Toggle DDR 4.0 速度运行,其范围从 800 MTps 到 1,400 MTps,电源电压为 1.2V。这很可能与 SK hynix 的 128 层 TLC 的速度相匹配,即 1,200 MTps。

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