凤凰城 标题:三星970 EVO驱动器评估(500 GB和1 TB)



尽管不可能将新的三星970 EVO命名为消费类SSD产品中的顶级产品,但是得益于其最新的3D TLC NAND闪存和自带的SSD控制器,970 EVO几乎具有其同事的所有特征,名称中带有“ PRO”代码前缀,但显然要少得多钱。

  1. 凤凰升起
  2. AnandTech路测-毁灭者
  3. AnandTech路测-重型
  4. AnandTech路测-轻
  5. 随机阅读测试
  6. 顺序读取性能
  7. 混合随机表现
  8. 电源管理
  9. 闲置时的能量测量
  10. 最后


凤凰升起


三星宣布了两个新的SSD堆栈:970 EVO和970 PRO。 新型三星970 EVO本质上是新一代定制NVMe SSD的流行TLC版本,而970 PRO使用MLC NAND闪存构建。 从我们的角度来看,几乎每个口袋都可以使用的970 EVO被认为是公司更有趣的产品。

原则上,可以基于几个月前针对OEM的Samsung PM981来猜测开发方向向量970 EVO。 很显然,960 EVO将被替换为驱动器,其中将48层3D-TLC替换为64层TLC,将Samsung Polaris控制器替换为Phoenix控制器。 在对PM981进行测试期间(去年11月),这种组合打破了960 PRO创下的所有记录,因此我们非常期待970 EVO。

三星并未发现新Phoenix控制器的架构的所有细节,但是,与其早期的NVMe控制器一样,该控制器配备了PCIe 3.0 x4接口,并包括用于访问NAND闪存的8个通道。 像Polaris控制器一样,Phoenix一次将五个内核与ARM体系结构结合在一起,并且其中一个专门分配给主机使用。 如您所知,该控制器提供了非常高的性能,并用于企业SSD的顶级产品-Z-SSD SZ985。 三星3D TLC NAND性能低于Z-NAND,但这不是由于控制器本身的瓶颈。 970 EVO支持NVMe 1.3规范中的一些最新功能,旨在满足所有期望并成为SSD的顶级联盟。

许多SSD制造商已放弃在其SSD系列中使用MLC NAND,而转向使用64层3D-NAND。 事实证明,三星970 PRO将仅与少数同类产品竞争,而970 EVO将能够承受大多数品牌制造商的旗舰SSD。 此外,由于提供5年保修和50%的续航能力,因此970 EVO旗舰产品也将达到要求。 好吧,屋顶毡是一个重大打击,对于所有跟随三星EVO驱动器“发展”的人们来说,屋顶毡都是一个惊喜。



三星970 EVO-是多种驱动器,容量从250 GB到2 TB不等。 仅针对便宜版本的EVO TLC驱动器会释放2 TB的可用空间,而对于PRO系列则不会释放2 TB的可用空间。 这种容量为2 TB的型号将是唯一的970 EVO型号,该型号将使用具有64层组织的512千兆位TLC晶体和较小驱动器中的256千兆位驱动器。 所使用的TLC 3D V-NAND内核尺寸的增加会降低并行度,因此,容量较小的驱动器在这里胜出。

512 GB的晶体使三星可以轻松地在单面M.2 2280尺寸卡上放置2 TB闪存,从而绕开了昂贵的DRAM。 回想一下,三星有两个原因可以提前达到2TB的里程碑:向具有256 Gb晶体容量的第三代2位V-NAND过渡以及在单个芯片中最多可以堆叠16个此类晶体的能力。



三星Phoenix控制器上覆盖着一层分布有镍涂层的热分布铜板,在970 EVO中,驱动器背面的标签上有一层铜箔,该解决方案是在960年代推出的; 这就是所有的散热措施。 三星声称970具有更高的节流散热上限。



970 EVO和970 PRO将于2018年5月7日开始销售。

在这篇评测中,500 GB和1 TB的Samsung 970 EVO将与以下产品抗衡:

  • 三星的上一代高质量NVMe SSD 960 EVO和960 PRO。
  • PM981,OEM SSD,具有与970 EVO相同的控制器。 PM981作为单独的驱动器尚未正式零售,但已交付给OEM几个月。
  • Western Digital WD Black 3D NAND,这是第一个带有WDC集成的NVMe SSD控制器的驱动器,并带有自己的NVMe 3D-NAND SSD驱动器。
  • 英特尔SSD 760p,一款中端NVMe SSD,具有Silicon Motion的SM2262控制器和英特尔的64层3D-TLC。

此外,还将测试一些“较旧”的NVMe SSD,一些SATA和Intel Optade SSD 900P(英特尔的超高级驱动器)。 三星970 PRO即将通过测试,并且也包括在本评论中。



感谢您协助测试:

  • 英特尔-至强E3 1240 v5处理器
  • 华擎是E3V5 Performance Gaming / OC主板。
  • G.SKILL-DDR4-2400 RAM。
  • Corsair-RM750电源,Carbide 200R机箱,Hydro H60处理器的水冷系统。
  • Quarch是XLC可编程电源和配件。
  • StarTech-RK2236BKF 22U机架。


AnandTech路测-毁灭者


驱逐舰是一个非常漫长的测试,它显示了SSD在大量I / O密集型工作负载下的行为。 驱逐舰已成为Anandtech测试套件不可或缺的一部分,已有近两年的时间了,它旨在通过加载系统以寻找具有最佳性能的SSD来“摧毁所有温室条件”。 与实际情况一样,驱动器有时间休息,以便清除收集的垃圾收集并清理缓存,只有停机时间减少到25 ms,因此一周之内没有得到结果。 AnandTech Storage Bench(ATSB)测试不包含生成工作负载的实际应用程序的启动,因此,性能不会随CPU和RAM性能的变化而改变很多,但是过渡到较新版本的Windows和新驱动程序可能会影响“画面”测试。

此测试的性能等级取决于平均驱动器吞吐量,平均I / O延迟以及测试期间驱动器消耗的总能量。

蓝线是PM981,OEM版本970 EVO。
橙色线条-970 EVO。



毁灭者上三星970 EVO的平均数据传输速度无法达到三星PM981和960 EVO的OEM性能。 所有TLC驱动器均低于三星基于MLC的早期NVMe驱动器。 无可争议的领导者是英特尔Optane SSD。 至于Western Digital WD Black,它提供的性能与970 EVO差不多。





根据平均延迟和p99(第99个百分位数)的结果,970 EVO的延迟并不比PM981差很多,但是有了这样的指标,它的延迟超过了其先前的960 EVO。 WD Black显示出非常好的平均延迟和p99结果。





有一个定义明确的平均读取延迟指标范围,该指标定义了市场上的高端NVMe细分市场。 970 EVO在此类别的其他驱动器中并不出色。 尽管970 EVO略优于其前身,但平均记录延迟指标改变了画面,但仍达不到PM981的结果。





根据第99个百分位的读写延迟估计,970 EVO再次低于PM981,但不足以谈论任何严重问题。 WD Black是唯一具有小于1毫秒读取延迟的闪存SSD。



在此之前,我们无法测量《毁灭者》中三星PM981的功耗,因此这是我们首次测试三星Phoenix控制器的功耗。 情况并不顺利:970 EVO的功耗是WD Black的两倍,尽管事实证明这两个驱动器在“毁灭者”测试中表现出大致相同的性能水平。 在能源效率方面,970 EVO没有竞争力。

AnandTech路测-重型


与“驱逐舰”不同,我们的“重载”测试旨在演示SSD在重负载下的操作,但是与之前的测试不同,它不需要花费很多时间。 重载测试期间的记录数据总量不会填满磁盘,这不会使SSD进入稳定状态; 在高峰期,驱动器性能会显着影响测试结果。 有关重载测试的详细数据可以在AnandTech的相应文章中找到。 此测试运行两次,一次在完全清洁的驱动器上,一次在连续记录填充驱动器后进行。



在重载测试的第一轮运行中,三星970 EVO与三星PM981表现出相似的结果,其中1 TB型号显示的空磁盘性能比完整驱动器差。 这类似于在开始测试之前以安全擦除模式删除信息的过程。 像许多光盘一样,970 EVO似乎在“说谎”清洁的结束时间。 在开始重载测试之前再增加10分钟的停机时间,使我们能够在未来获得此处显示的结果-清洁后,所有驱动器的暂停时间都将更长(每次清洁后至少两分钟启动所有其他磁盘的测试)。

如果您不考虑这种“奇怪的行为”,则三星970 EVO即将为重载测试创造记录。 1 TB型号的空驱动器性能比Optane高,尽管该驱动器上的平均数据传输速率并不比其他TLC驱动器高很多。 500 GB型号的速度要慢得多,并且其全态性能与Intel SSD 760p相差无几。





嗯,三星970 EVO的平均延迟和p99与竞争产品相匹配,除了在空的1TB 970 EVO驱动器上表现特别出色之外。





高端NVMe SSD通常具有970 EVO的平均写入延迟,但是1TB 970 EVO的平均读取延迟却出奇的短。 在两个不同容量(500 GB和1 TB)的驱动器中,我们都观察到空驱动器和完整驱动器的性能指标之间存在很大差距。





可以肯定地说,970 EVO的两个测试容量的读取延迟指示器(第99个百分位数)对于空驱动器和完整驱动器而言都是完全不同的。 在读取延迟方面,500 GB型号不占据首位。 但是,如果不是WD Black具有性能损失最小的特性,那么容量为1TB的970 EVO将会获得不错的成绩。 对第99个百分位970 EVO记录延迟的估计不错,但与竞争对手相距不远,并且500 GB型号的结果要比1 TB型号或具有相同容量的MLC驱动器差。



500 GB 970 EVO演示了在1 TB模型中,三星Phoenix控制器的能源效率相对较差,在空驱动器上运行测试时,功耗等于优质SATA驱动器的功耗。

AnandTech路测-轻


我们对轻型硬盘的测试比“毁灭者”或“重型”测试具有相对更多的连续会话和更短的队列深度,这是最短的测试。 它主要基于不太依赖驱动器性能的应用程序,因此其结果很可能反映了应用程序启动和下载文件的时间。 该测试可以视为日常使用中所有小延迟的总和,但是如果停机时间减少到25毫秒,则只需不到半小时即可完成测试。 可在AnandTech的相应文章中找到有关Light测试的详细信息。 与ATSB重载测试的情况一样,此测试运行两次:在已完全清洁的驱动器上,以及在对驱动器进行连续记录之后。



三星970 EVO在Light测试中的最高性能比三星960 PRO的平均数据传输速率高出创纪录的6%。 在全磁盘上运行测试时,由于970 EVO是此细分市场中的一个基于TLC的驱动器,因此970 EVO的性能要比大多数顶级驱动器高。





970 EVO的平均延迟和Light测试期间的延迟的99%的结果更好,与三星以前的高端SSD相比,970 EVO有了一点改进。





三星970 EVO在平均读写延迟方面是其他SSD的领导者。





三星970 EVO是第一个在100 µs以下显示99%百分数写入延迟的光盘,无论Light测试是否在完整的光盘上运行。 在测试完整驱动器时,三星970 EVO优于960 EVO,但是500 GB型号还有很多改进之处。



三星970 EVO的功耗略高于PM981,使970 EVO几乎成为基于闪存的固态驱动器中的最后一个。 与性能指标相比,970 EVO的功耗完全独立于已满或空磁盘的测试。

随机阅读测试


我们的第一个随机读取性能测试使用了非常短的突发操作,一次又一次执行。 驱动器在此类“突发”之间具有足够的停机时间,以提供20%的总循环时间,因此无法进行热调节。 每个数据包的大小为32 MB,可从16 GB磁盘范围的4 KB随机块中读取。 数据总量为1 GB。



对于随机读取操作,三星970 EVO是TLC NAND闪存设备中最好的产品。 在这场比赛中,英特尔SSD 760p仍然领先三星970 EVO几个百分点。

我们的阅读性能测试与2015年的测试类似:检查队列深度从1到32,QD1,QD2和QD4的平均性能和能效确定主要测试得分。 每个队列深度检查一分钟或32 GB的传输数据,速度更快。 检查队列的深度后,驱动器最多关闭一分钟以进行冷却,因此热量积聚不会影响队列的较大深度。 单独的读取操作仍适用于4kB块,并且覆盖了驱动器的64 GB间隔。



在更长的测试中,随机读取性能指标使Samsung 970 EVO成为最快的TLC SSD驱动器,而Samsung的MLC驱动器可提供高达20%的更高性能。



与任何高性能SSD相比,Samsung 970 EVO和其PM981的能效最低,同时随机读取。 970 EVO的功耗超过2.5瓦,而三星的上一代中档驱动器的规格非常相似,不到2瓦。

随机阅读测试。 图表






































扩展970 EVO的性能几乎与扩展960 EVO的性能相同,但是970 EVO在随机读取测试期间会消耗更多功率。

随机写入性能


计划用于随机数据写入的性能测试与读取测试类似,但是现在每个数据包只有4 MB,总记录长度为128 MB。 4 KB的随机写入操作分布在驱动器的16 GB范围内,并且不排队就一次发出。



与PM981相比,带有随机记录的Samsung 970 EVO的性能“不佳”,尤其是对于1TB型号。 同时,由于快速的SLC缓存,英特尔和WD驱动器也成为赢家。

与读取测试一样,我们恒定的4 KB随机写入测试可持续长达1分钟,即每个队列深度最多32 GB,覆盖了64 GB的磁盘范围。 在队列的深度之间,该驱动器还具有最多1分钟的停机时间,这使得可以不断覆盖高速缓存并避免过热。



通过更长的写入测试,1TB PM981表现出最佳性能,1TB 970 EVO慢了约12%,这一结果与三星的上一代产品相当。 500GB 970 EVO比其竞争对手PM981稍慢。



与WD Black和东芝XG5相比,具有随机记录功能的970 EVO的能效指示器都远远不够。

随机写入性能。 图表






































随机记录1TB 970 EVO的性能-队列深度为8及以上时,略大于1.5 GB / s。 容量为500 GB的970 EVO开始使用SLC缓存,并且在QD4之后显示不一致。 1TB PM981的性能加速比970 EVO快得多,最高可达到1.8 GB / s。 512 GB PM981的行为与500 GB时的970 EVO非常相似。

顺序读取性能


我们的第一个顺序读取性能测试使用128 MB短突发,这些突发作为128 KB块无队列执行。 对于从包含16 GB数据的磁盘读取的1 GB数据,该测试对八个突发的平均性能进行了测试。 每个突发之间的驱动器停机时间足以使总占空比达到20%。



三星PM981创下了连续录制性能的新记录,但三星970 EVO与该指示器不完全匹配。 与960 EVO相比,970 EVO表现出明显更好的结果,但仍未超过最新一代的MLC驱动器。

顺序读取测试使用的队列深度为1到32,而性能和功耗则按QD1,QD2和QD4的平均值计算。 从包含64 GB数据的磁盘中检查每个队列深度一分钟或32 GB(更快)。



在长时间的顺序读取测试中,Samsung 970 EVO提供了比Samsung PM981高的性能,显然,Samsung已大大改善了固件。 因此,根据该测试的结果,970 EVO是最快的TLC驱动器,并且1 TB型号甚至可以绕开容量为1 TB的960 PRO MLC。



1TB 970 EVO在顺序读取测试中比任何其他经过测试的M.2尺寸驱动器消耗的功率更多,但是它显示出相当不错的性能,这就是为什么它获得了很高的能效等级的原因。 容量为500 GB的970 EVO在此测试中处于中间位置。
顺序读取性能。 图表






































三星970 EVO这两款新产品都是在长时间的顺序读取过程测试中具有一致性能和功耗的驱动器。 这是它们比WD Black和Toshiba XG5等驱动器的优势,这些驱动器在高队列深度下显示出良好的性能。

顺序写性能


顺序写入性能测试与之前的测试类似-顺序读取测试。 每个数据包以在QD1中发布的128 KB操作的形式写入128 MB数据,总共1 GB的数据写入包含16 GB数据的磁盘。



顺序记录性能,三星970 EVO处于领先地位,而500 GB型号显示了创纪录的2.5 GB / s。 WD Black仅略微落后于970 EVO。

连续顺序写入测试的结构与顺序读取测试相同,但数据传输方向除外。 队列的深度从1到32不等,并且每个深度检查一分钟或32 GB,之后会预留一分钟的停机时间以正确开发垃圾收集技术,这种中断使驱动器冷却。 该测试仅限于64 GB的驱动器范围。



经过长时间的连续写入测试,1TB 970 EVO甚至包括1TB PM981都落后于所有竞争对手。 与512 GB PM981相比,500 GB型号由于具有较小的容量和较小的SLC缓存,仍显示最佳结果。



970 EVO和PM981在顺序记录测试中的能效几乎处于同一水平。 1 TB型号稍逊于WD Black和960 PRO,而500 GB型号已经大大落后于容量相似的MLC驱动器。

顺序写入性能。 图表






































在PM981之前的顺序写入测试中,170 TB 970 EVO的性能优于QD1,但在队列深度稍低的情况下,它表现出一点优势。

混合随机表现


混合随机读写测试由10%增量的混合组成,从纯读到纯写。 每种混合最多可测试1分钟,即32 GB的传输数据。 测试以4的队列深度进行,并且限制在64 GB的驱动器范围内。 驱动器在两次混合之间处于闲置状态最多一分钟,因此总占空比为50%。



在混合随机I / O测试中,三星970 EVO的结果比OEM PM981差,但1 TB型号仍位居榜首,而970 EVO 500 GB仅略微落后于960 PRO MLC。



在能效方面,三星970 EVO优于PM981,这在性能上不能说。 对于TLC驱动器,最好的MLC驱动器的能效指标似乎几乎无法达到,除了WD Black之外,该驱动器位居第三,其结果比970 EVO好26%。

混合随机性能。 图表






































测试开始时,三星970 EVO性能稍有下降(添加记录时),而在其余测试过程中,该性能开始提高。 在测试的最后阶段,PM981在随机记录下表现出更好的性能,并且胜过Samsung 970 EVO。

混合顺序表现


与之前的I / O测试不同,我们的混合顺序读取和写入测试执行大小为128 KB的顺序调用(而不是在随机位置进行4 KB),并且也以队列深度1进行。测试混合的范围没有改变,时序和限制数据传输与上述相同。



三星970 EVO在混合顺序I / O测试期间创下了记录,其1 TB型号领先于Intel Optane SSD和WD Black。 500 GB模型明显较慢,但效果很好。 两种型号均绕过PM981。



1 TB三星970 EVO通过混合顺序I / O测试在能效方面排名第二,理所当然是WD Black。 与PM981相比,970 EVO的性能提高等于效率提高。

混合顺序性能。 图表






































三星970 EVO性能会随着混合顺序I / O测试而波动。 在测试结束时,1TB 970 EVO的性能有所提高。

电源管理


在现实世界中,主驱动器加载模式在大多数情况下会使SSD处于不活动状态。 这意味着在本综述前面介绍的有功功率测量仅显示了使用电池电源时如何确定驱动器质量的一部分。 在轻载应用中,SSD的能效取决于它在待机模式下可以节省多少电量。

对于许多NVMe固态驱动器来说,电源管理并非不重要。 事实证明,M.2 SSD在很小的空间中可以存储大量电能。 例如,驱动器通常在高温和散热不良的情况下工作,它们位于台式PC主板上的图形处理器下方或通风不良的笔记本电脑中的“犁”中。



支持NVMe 1.3的Samsung 970 EVO优于支持NVMe 1.2的PM981和960。 970 EVO支持主机控制的热量管理。 在待机模式下,970 EVO不执行后台任务,例如垃圾回收。



闲置时的能量测量


当SATA电源管理关闭时,将测试SATA SSD,以测量其活动待机消耗,然后评估深度待机消耗和唤醒延迟。 与任何台式机系统一样,我们的测试平台无法启动最深的非活动状态DevSleep(最低功耗模式)。

NVMe SSD的空闲状态消耗管理比SATA SSD复杂得多。 NVMe SSD具有各种空闲状态;它们的能耗水平和组件返回活动状态时发生的延迟互不相同。 WD Black支持APST(独立电源状态更改)技术。

我们通过两种方式来衡量不活动消费。 主动等待是典型的台式PC的工作,该台式PC不使用任何高级PCIe或NVMe节能功能,并且驱动器可以立即处理新命令。 待机功耗是在电源状态L1.2 PCIe处于打开状态且启用NVMe APST的情况下测量的。





970 EVO的有功空闲功率比前几代三星驱动器高20%,但待机功耗与大多数其他高端NVMe驱动器相同。



970 EVO的唤醒延迟比其前任产品高出两倍以上,并且比三星PM981高得多。 970 EVO延迟约为14 ms,因此超出了三星PM981所需的8 ms,以“退出”最深的睡眠状态。

最后


三星970 EVO和三星较早的NVMe驱动器(零售)之间的差异与性能或功耗无关。 970 EVO的直接竞争对手是第二代Western Digital WD Black SSD。 今年,三星面临两个挑战:改进其已经一流的NVMe SSD,并保持其领先地位。 如您所见,竞争对手处于戒备状态,并步其后尘。 三星的3D-NAND不再是唯一的,而是具有竞争优势。 我们最终遇到了其他NVMe控制器,这些控制器还可以实现高水平的性能,并配有合适的NAND。

三星970 EVO将与其他品牌的最新高端SSD(消费者)竞争。 与往年不同,三星并非始终在性能表中占据首位。 尽管如此,我们预计今年市场上不会出现完全超过970 EVO的产品。 在大多数情况下,与PM981 OEM驱动器的性能相比,970 EVO的性能令我们感到失望。



英特尔SSD 750是第一个为NVMe提供显着性能优势的驱动器。 很快,它被三星950 PRO所遮盖,三星950 PRO由于更好地优化了用户负载,在“现实世界”中表现出更好的性能。 得益于显着改进的第二代NVMe控制器,960 PRO和960 EVO进一步提高了生产率。 970 EVO提供了另一代-新一代控制器和NAND。 对于顺序读取,我们仍然受到PCIe 3x4吞吐量的限制。 三星的3D-NAND密度正在增加,但这并不能显着提高性能或提高能效。 所有这些都迫使三星做出妥协,例如EVO 970,牺牲了能效,只是略微提高了性能。 几乎每个消费者都可以宣称960 PRO和960 EVO已经足够快。 简而言之,970 EVO无法产生令人赞叹的效果。 新型Western Digital WD Black的速度不及三星驱动器,但其神奇的能源效率是其独特的优势,使其在“高端”市场领域中独树一帜。



由于固态高端驱动器的性能不再以疯狂的速度增长,因此消费者会考虑是否真的需要高端驱动器七次。 NVMe SSD市场不再分为三星的高端驱动器和其他制造商的失败尝试。 NVMe SSD的市场份额已经较低:它们更接近SATA SSD,但性能要好得多。 消费者可以找到比970 EVO更快,更便宜的驱动器。

2 TB NVMe的选择不多,您必须承认,以849美元的价格购买970 EVO比以1299美元的价格购买960 PRO更赚钱。 容量高达1TB的选件-适用于每种口味和颜色。 似乎大多数产品的建议零售价都等于或略低于970 EVO。

西部数据WD Black当前符合970 EVO的定价政策,WD的价格可能随时下降。 为了追求低价,NVMe驱动器的性能并不比好的SATA驱动器好。 诸如Intel 760p之类的驱动器仍然显示出出色的性能,甚至价格便宜的NVMe MyDigitalSSD SBX(比970 EVO便宜20-30%)也胜过任何SATA。 当今市场上有大量的NVMe选择,三星970 EVO跻身领导者之列。

感谢您与我们在一起。 你喜欢我们的文章吗? 想看更多有趣的资料吗? 通过下订单或将其推荐给您的朋友来支持我们,为我们为您开发的入门级​​服务器的独特模拟,为Habr用户提供30%的折扣: 关于VPS(KVM)E5-2650 v4(6核)的全部真相10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps从$ 20还是如何划分服务器? (RAID1和RAID10提供选件,最多24个内核和最大40GB DDR4)。

戴尔R730xd便宜2倍?在荷兰和美国,我们有2台Intel Dodeca-Core Xeon E5-2650v4 128GB DDR4 6x480GB SSD 1Gbps 100电视(249美元起) 阅读有关如何构建基础架构大厦的信息。 使用价格为9000欧元的Dell R730xd E5-2650 v4服务器的上等课程?

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN411971/


All Articles