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Parte 3E a introdução do flash NAND com quatro bits por célula (QLC) continua, testemunha o primeiro SSD SATA do consumidor com o Samsung QLC NAND. O novo 860 QVO eleva o nível "básico" da família de produtos SSD de grande sucesso da Samsung. Diferentemente das propostas orçamentárias anteriores, como o 750 EVO e o habitual 850, o 860 QVO está se preparando para a produção em massa e está pronto para conquistar uma posição no mercado.
Samsung 860 QVO
O Samsung 860 QVO é o primeiro modelo da nova série SSD SATA que pode até superar os preços de unidades de estado sólido sem DRAM sem TLC devido ao aumento da densidade do QLC NAND, e o 860 QVO também possui um cache LPDDR4 DRAM em tamanho real.
A linha de produtos de consumo SATA da Samsung agora consiste em 860 QVO, 860 EVO e 860 PRO. Todos os 860s usam uma plataforma de hardware comum, baseada no controlador SSD MJX da Samsung e em seu NAND 3D de 64 camadas, e os produtos diferem principalmente no número de bits armazenados em uma célula de memória flash.
O fabricante atribui uma classificação de resistência de gravação 860 QVO equivalente a 0,3 "gravação de disco por dia" (DWPD). Mesmo para 1 TB de disco, isso significa 300 GB de gravação diariamente, o que vai além das necessidades da maioria dos usuários. O preço é fixado em US $ 150 para o modelo menor (1 TB) e US $ 600 no modelo de 4 TB. O custo por GB é o mesmo para toda a faixa. Mas deve-se notar que o preço sugerido para o 860 QVO não é tão agressivo, dadas as vendas recorde que vimos recentemente com os SSDs de TLC.
MLC vs. TLC vs. QLC: Por que o Q importa
Atualmente, o MLC de "dois bits" usado no 860 PRO é bastante raro entre as unidades de estado sólido de consumo e está quase completamente ausente nos SSDs corporativos modernos, uma vez que foi amplamente substituído pelo TLC de três bits usado no 860 EVO. Com cada aumento no número de bits armazenados em cada célula, o desempenho e a resistência de gravação diminuem à medida que é necessária mais precisão para distinguir entre os níveis de tensão, que agora são 16 no QLC NAND.
Embora as melhorias do controlador e outras melhorias do processo NAND (especialmente a transição do NAND 3D para o 3D planar) tenham permitido ao TLC superar quase todas as suas deficiências em comparação com o MLC, a tecnologia QLC NAND não esperava esse sucesso. As primeiras amostras do QLC NAND podiam suportar apenas algumas centenas de ciclos de gravação / apagamento, o que criaria discos que exigem uma carga de trabalho muito cuidadosa, o que acabaria por considerar o QLC como um meio de gravação única e leitura única (WORM - write-once, ler muitos). Quando o QLC estava pronto para a produção em massa, a imagem mudou e ficou claro que o QLC NAND teria resistência suficiente para ser usado como armazenamento de uso geral.
A Intel e a Micron foram as primeiras a começar a enviar seus QLC NANDs - primeiro nos SSDs SATA corporativos do Micron 5210 ION e depois nas unidades de estado sólido Intel 660p e Crucial P1 M.2 NVMe. As duas unidades - 660p e P1 - introduziram o QLC NAND no mercado de SSDs para consumidores, mas, como as unidades NVMe, mas em termos de preço, estavam no segmento premium do SSD SATA. No entanto, como mencionado acima, os preços iniciais do MSRP para o 860 QVO não são particularmente agressivos, considerando as vendas recordes da TLC. Essas vendas estão associadas não apenas à temporada de festas - os preços da memória flash estão caindo em geral, porque cada fabricante possui NAND de 64 camadas na produção em série, e as vendas de PCs e smartphones estão diminuindo. Enquanto isso, há rumores de que a lucratividade do QLC NAND foi muito baixa, e o custo real está próximo ao custo do TLC, e não corresponde à "redução no preço" do GB em 25%.
As duas principais desvantagens do QLC NAND em comparação com o TLC NAND mais comum são a velocidade e a resistência da gravação. Ambos os problemas podem ser resolvidos usando mais NAND como um todo, o que permite a distribuição paralela do registro entre várias matrizes NAND. Essa redução (esperançosa) de preço faz do QLC NAND a melhor escolha entre os SSDs de alta capacidade. Como resultado, a linha de produtos 860 QVO começa em 1 TB. Com essa capacidade, apenas 8 matrizes QLC NAND são necessárias para o 860 QVO, mas ele suporta apenas gravações a 80 MB / s. Isso significa que o cache de gravação do SLC no 860 QVO é ainda mais importante do que no TLC. Ao operar no cache, o 860 QVO pode saturar o canal SATA durante a gravação aleatória ou seqüencial. O cache funciona da mesma maneira que o cache do 860 EVO SLC e possui uma capacidade que varia de um mínimo de 6 GB quando o disco está relativamente cheio, a 42 GB no modelo de 1 TB ou 78 GB nos modelos de 2 TB e 4 TB. Os QLCs de consumidores da Intel e Crucial também têm um cache SLC de tamanho variável, mas com restrições visíveis no tamanho máximo do cache e uma política de armazenamento em cache até que a unidade precise de espaço adicional. Diferentemente de seus concorrentes, o 860 QVO parece adotar uma abordagem mais padrão de limpar agressivamente o cache durante o tempo de inatividade para se preparar para futuras explosões de atividade de gravação.
As métricas de desempenho do 860 QVO ao executar no cache do SLC são aproximadamente equivalentes a outros SSDs SATA convencionais. Após o preenchimento do cache, o desempenho diminui significativamente, o que é especialmente perceptível na gravação seqüencial. O consumo de energia também é comparável a outros SSDs Samsung SATA recentes: um modelo de 1 TB requer um pouco mais de 2 W e, para modelos maiores, um pouco mais de 3 W durante a gravação. Os modelos de 2 TB e 4 TB têm quase o mesmo desempenho e potência nominal, o que indica que o QLC de 2 TB é suficiente para preencher todos os canais NAND do controlador MJX.
Os períodos de garantia e as classificações de resistência do 860 QVO são outra área em que o impacto negativo do uso do QLC NAND é claramente evidente. O período de garantia para o 860 QVO é de três anos, o que é típico de SSDs de baixo custo, e isso é inferior à garantia de 5 anos que o 860 EVO e PRO têm. A vida útil é calculada com base em reescritas de 360 discos completos ou 0,3 DWPDs em uma garantia de 3 anos. Isso é comparável a alguns dos discos TLC mais baratos atualmente no mercado e, em termos do número total de bytes gravados, a classificação do 860 QVO é cerca de 80% maior que a Intel 660p e o Crucial P1, apesar do fato de que essas unidades NVMe QLC fornecem garantia de cinco anos.
O gabinete 860 QVO tem o mesmo design simples que os outros SSDs SATA recentes da Samsung, mas é pintado em cinza escuro em vez do preto tradicional. Por dentro, o 1TB 860 QVO mostra quão ridículo o fator de forma de unidade de 2,5 polegadas de tamanho grande parece agora. O PCB possui três chips BGA grandes: DRAM, um controlador e uma pilha de oito QLCs de 1 TB. Na parte de trás do estojo existem suportes vazios onde você pode colocar outro pacote NAND. A Samsung normalmente empacota até dezesseis camadas de NAND, então até 4 TB de QVO poderiam funcionar com a mesma pequena placa de circuito - mas o posicionamento da DRAM está se tornando uma questão mais importante. A Samsung afirma que seu atual controlador MJX suporta unidades de até 8 TB, mas é óbvio que os SSDs de consumo com capacidade tão alta não são particularmente procurados. O próprio formato de 2,5 polegadas pode acomodar pelo menos 16 TB ou até 32 TB, se as duas placas de circuito impresso forem dobradas em uma unidade de 15 mm de espessura. Esses recursos podem se provar em produtos corporativos, mas provavelmente o mercado consumidor de SSDs não verá essas ofertas por várias gerações.
A Samsung não anunciou uma versão do M60 860 QVO para M.2, mas isso é bem possível na presença de demanda. Eles provavelmente são capazes de acomodar o 4TB 860 QVO em um cartão M.2 de 80 mm de um lado.
O MSRP inicial para o 860 QVO não parece "muito" comparado aos SSDs SATA existentes no mercado. Por exemplo, o preço de um gigabyte para 860 EVO atualmente é de 13 centavos, contra 15 centavos de dólar QVO com capacidade de 1 TB e 2 TB. Atualmente, a Samsung não possui concorrentes no campo de SSDs SATA de 4 TB, portanto o GB no seu 4TB 860 EVO é significativamente maior, o que faz com que o 860 QVO pareça mais barato. Para se tornar um concorrente realmente forte no mercado consumidor, um gigabyte em um drive QVO 860 não deve custar mais de 13 centavos de dólar, e esse limite pode ser superado nos próximos meses, pois o preço da memória flash continua a cair e a lucratividade dos produtos QLC está aumentando.
Nota sobre nossos testes: falha acidental no disco
A Samsung nos forneceu amostras de 1 TB e 4 TB 860 QVO. O teste do modelo de 1 TB ocorreu sem problemas, mas o 4TB 860 QVO teve problemas que causaram o desaparecimento da unidade da interface do sistema. Esses problemas são mais perceptíveis no armazenamento com troca a quente, que é uma parte comum do procedimento de teste do SSD SATA. Também houve dificuldades em reconhecer um disco de 4 TB pela placa-mãe durante a inicialização, como resultado do carregamento em alguns sistemas interrompido indefinidamente.
Deve-se notar que nosso modo de teste é bastante complicado e, às vezes, ocorrem falhas no disco. Defeitos acontecem, mas apenas alguns deles são específicos para uma unidade específica.
Como resultado, esses problemas parecem não se aplicar ao 860 QVO ou ao seu uso do QLC NAND e foram detectados nos 4TB 860 EVO e 4TB 860 PRO em vários sistemas host, mas não ocorreram em nenhum dos sistemas menores. 860s. Além disso, 3,84 TB de 860 DCT e 4 TB de 850 EVOs também funcionaram sem problemas, portanto, esse não é um problema com os SSDs de 4 TB em geral. Ainda estamos trabalhando com a Samsung para determinar a extensão e a natureza desses problemas com unidades de 4 TB e ainda não está claro se há um problema geral de compatibilidade ou se nosso procedimento de teste causou um erro de firmware que causou uma falha de hardware.
Devido a esses problemas, ainda não fornecemos alguns resultados de teste para unidades de 4 TB. Apesar do desempenho e do preço, não posso recomendar nenhum dos SSDs da série 4TB 860 até entender a natureza dos problemas.
Corrida pela liderança
Ainda não existem outros SSDs QLC SATA para o consumidor no mercado, embora a ADATA tenha anunciado seu SU630, que terá um volume inexplicavelmente pequeno. Intel 660p e Crucial P1 são os únicos SSDs QLC atualmente disponíveis, mas foram projetados para o mercado NVMe. A maior parte da competição pelo 860 QVO cairá em SSDs SATA com TLC NAND, tanto no modelo básico com controladores sem DRAM (por exemplo, o Toshiba TR200), quanto em modelos mais populares como o 860 EVO, Crucial MX500 e WD Blue. Quase todas as linhas de produtos SSD SATA têm um modelo de classe de 1 TB, mas os modelos de 2 TB ainda são relativamente poucos e nenhum concorrente de 4 TB foi anunciado. Provavelmente, isso mudará quando outras unidades QLC aparecerem, e até mesmo unidades de 2 TB TLC este ano se tornaram mais comuns.
Disco cheio: teste de cache do SLC
Esse teste é executado em um disco recém-limpo e o preenche com gravação seqüencial de 128 KB a uma profundidade de 32 filas, registrando a velocidade de gravação de cada segmento de 1 GB. Este teste não é um indicador do uso usual do disco pelo consumidor, mas permite observar alterações no comportamento do disco à medida que ele é preenchido. Isso nos permite estimar o tamanho de cada cache de gravação do SLC e ter uma idéia de quanto desempenho resta nesses casos raros quando o uso em condições reais levará ao registro de dados depois que o cache estiver cheio. Especificações oficiais da Samsung:
Nossos resultados mostram o seguinte:
Samsung 860 QVO 1TB
Samsung 860 QVO 4TB
Samsung 850 PRO 1TB
Samsung 860 EVO 1TB
Samsung 860 EVO 4TB
Intel SSD 660p 1TB
Crucial MX300 2050GB
Crucial MX500 1TB
Crucial P1 1000GB
Toshiba TR200 960GB
WD Black 7200RPM 1TB
WD Blue 1TB 3D NANDO QVO Samsung 860 fica sem cache do SLC exatamente conforme a especificação, 42 GB para o modelo de 1 TB e 78 GB para 4 TB. Depois disso, ambos os dispositivos são muito lentos e muito estáveis até o final do teste.
A velocidade de gravação sequencial de 1 TB 860 QVO cai acentuadamente quando o cache do SLC está esgotado, mas o modelo de 4 TB é capaz de suportar o dobro da velocidade de gravação nessa situação e está à frente dos discos rígidos, mas também de alguns TLCs mais lentos.
BAPCo SYSmark 2018
O SYSmark 2018 da BAPCo é um benchmark baseado em aplicativos que usa aplicativos do mundo real para reproduzir a atividade dos usuários de negócios e determina os indicadores de desempenho, criatividade e capacidade de resposta. Os resultados refletem o desempenho geral do sistema e são calibrados com relação ao sistema de referência, cujo desempenho é definido como 1000 em cada um dos cenários. Uma avaliação de, digamos, 2000 significa que o sistema em teste é duas vezes mais rápido que o sistema de referência.
A pontuação do SYSmark é baseada no tempo total de resposta do aplicativo que o usuário vê, incluindo não apenas o atraso do armazenamento, mas também o tempo gasto pelo processador. Isso significa que há um limite de quanto a melhoria da unidade pode aumentar pontos, porque os SSDs são usados apenas por uma pequena fração da duração geral do teste. Essa é uma diferença significativa dos nossos testes ATSB, em que apenas a carga de trabalho do disco é exibida e o tempo ocioso do disco é reduzido para 25 ms.
Ao testar SSDs com o SYSmark, usamos um sistema diferente dos outros testes de SSD. Esta máquina está ajustada para medir o consumo geral de energia do sistema, não apenas a potência da unidade.
O QVO 860 não fica atrás de outras unidades no caso de tarefas complexas de computação e, mesmo em um teste dependendo da velocidade de E / S, o QVO 860 está à frente da unidade DRAMless TLC e não muito atrás da Crucial MX500.
Consumo de energia
O benchmark SYSmark mede e mede o consumo geral de energia do sistema, com exceção da tela. Nosso sistema de teste para SYSmark consome cerca de 26 watts quando ocioso e atinge valores de potência máxima de mais de 60 watts medidos durante o teste de desempenho. Os SSDs SATA raramente consomem mais de 5 watts e, quando ociosos - uma fração de watt, além disso, os SSDs passam a maior parte do tempo ocioso do teste. Isso significa que o uso de energia será inevitavelmente muito próximo. Um sistema laptop típico é melhor otimizado em termos de eficiência energética do que o nosso sistema desktop, portanto, o consumo de SSD será muito maior do que o total e a diferença no desempenho entre os SSDs será mais perceptível.
O consumo de energia do Samsung 860 QVO durante o SYSmark não revelou nenhum problema, pois consome um pouco menos do que as unidades SATA TLC comuns.
AnandTech Destroyer
O destruidor é um teste muito demorado que repete repetidamente operações de acesso para uso muito intensivo de E / S. Assim como no uso no mundo real, as unidades às vezes recebem uma pausa que permite a coleta de lixo em segundo plano e a limpeza do cache, mas o tempo de inatividade é limitado a 25 ms; portanto, a execução do teste não leva uma semana inteira. Nossos testes do AnandTech Storage Bench (ATSB) não incluem a execução de aplicativos reais que geraram cargas de trabalho; portanto, os resultados do teste são quase insensíveis às alterações no desempenho da CPU e da RAM do nosso novo banco de testes, mas a mudança para uma versão mais recente do Windows e drivers mais recentes podem alterar o resultado.
Avaliamos o desempenho neste teste relatando a taxa de transferência média do disco, a latência média de E / S e a energia total usada pelo disco durante o teste.
O terabyte Samsung 860 QVO não é muito bom no Destroyer, mostrando uma taxa média de transferência de dados um pouco menor que a de um TLC sem DRAM. Em comparação, as unidades Intel e Micron NVMe QLC são apenas um pouco mais lentas que as 860 EVO e MX500.
As unidades QLC tiveram desempenho ainda pior em latência do que no teste de largura de banda. Especialmente perceptível ao traçar o percentil 99. O 1TB 860 QVO ocupa o último lugar na latência média e no atraso do percentil 99, e todas as três unidades QLC têm um atraso no percentil 99 pior do que o TLC sem DRAM.
A latência média de leitura e gravação do 860 QVO é apenas um pouco pior que a do SSD DRAMless TLC. As unidades NVMe QLC são um pouco mais rápidas em latência de leitura que as unidades principais SATA, mas ficam em latência média de gravação.
No entanto, o QVO 860 não estava em último lugar ao testar o 99º percentil de atraso na gravação e desempenho ainda melhor do que o drive TLC sem DRAM. No entanto, todas as unidades QLC são muito piores que as unidades SATA TLC comuns.
Dado o baixo desempenho, que prolonga um longo teste por um período ainda mais longo, não surpreende que todas as unidades QLC consumam muito mais energia durante o uso com o Destroyer do que a maioria das unidades SATA. O Toshiba TR200 sem DRAM é uma exceção impressionante que consegue ser muito eficaz, apesar de seu fraco desempenho geral.
AnandTech Heavy
Nosso teste de unidade pesada oferece uma carga de gravação muito maior que o Destroyer, mas é muito mais curto no tempo. O número de entradas no teste não é suficiente para encher a unidade; portanto, o desempenho nunca cai para um estado estável. Este teste é muito mais indicativo do uso diário e é especialmente afetado pelo desempenho máximo da unidade. Este teste é executado duas vezes, uma vez em um disco recém-limpo e uma vez após o preenchimento do disco com gravação seqüencial.
Nenhum dos Samsung 860 QVO pode comparar com os drives TLC convencionais no teste intensivo de gravação, mas ambos superam o drive TLC sem DRAM. As unidades Intel e Micron NVMe + QLC funcionam muito melhor quando o teste é realizado em um disco vazio, mas, quando cheias, também ficam atrás dos principais SSDs de TLC.
O Samsung 860 QVO possui uma latência muito pior do que as unidades TLC convencionais, e o atraso do percentil 99 é ainda pior do que o SSD DRAMless TLC. No entanto, as unidades Samsung QLC tiveram um desempenho um pouco melhor que o Intel / Micron QLC quando o teste foi executado em uma unidade completa.
QVO Samsung 860 TLC-, , , .
99- 860 QVO . , , QoS , Toshiba TR200, , Crucial P1.
Samsung 860 QVO Heavy , SATA, , NVMe QLC.
AnandTech Light
Light , The Destroyer Heavy, . , , . , 25 . ATSB Heavy, , .
Samsung 860 QVO Light, , : 1TB 860 QVO TLC DRAMless .
99- 860 QVO , . , , , Intel / Micron QLC.
860 QVO TLC , , , TLC .
99- 860 QVO — , , , , - , QLC.
QLC , TLC Light, , .
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