三星SSD 860 QVO 1 TB和4 TB:第一个消费者SATA QLC(1部分)

第1部分 >> 第2 部分 >> 第3部分

每单元四位(QLC)的NAND闪存的推出仍在继续,见证了首款采用三星QLC NAND的消费类SATA SSD。 新款860 QVO提升了三星非常成功的SSD产品系列的“入门级”标准。 与之前的预算提案(例如750 EVO和通常的850)不同,860 QVO正在为批量生产做准备,并准备在市场上站稳脚跟。



三星860 QVO


三星860 QVO是新SATA SSD系列中的第一款型号,由于QLC NAND的密度增加,甚至可以在不使用TLC的情况下击败无DRAM固态硬盘的价格。此外,860 QVO配备了全尺寸LPDDR4 DRAM缓存。



三星的SATA消费类产品线现在包括860 QVO,860 EVO和860 PRO。 所有860均使用基于Samsung MJX SSD控制器及其64层3D NAND的通用硬件平台,产品的主要区别在于一个闪存单元中存储的位数。



制造商将860 QVO记录电阻额定值指定为0.3“每天的磁盘记录”(DWPD)。 即使对于1 TB的磁盘,这也意味着每天300 GB的记录,这超出了大多数用户的需求。 最小型号(1 TB)的价格定为150美元,而4 TB模型的价格定为600美元,每GB成本在整个范围内都是相同的。 但是应该注意的是,鉴于我们最近看到的TLC SSD创纪录的销售量,860 QVO的初始MSRP并不那么激进。

MLC与TLC与QLC:为什么Q很重要


860 PRO中使用的“两位” MLC目前在消费者固态驱动器中非常少见,并且在现代企业SSD中几乎完全不存在,因为它已被860 EVO中使用的三位TLC取代。 随着每个单元中存储的位数的增加,由于需要更高的精度来区分电压电平,因此写入性能和耐用性会下降,电压电平现在在QLC NAND上高达16。
尽管控制器的增强和其他NAND工艺的改进(尤其是从平面NAND到3D NAND的过渡)使TLC克服了与MLC相比几乎所有的缺点,但QLC NAND技术并没有取得如此成功。 早期的QLC NAND样本只能承受数百个写入/擦除周期,这会产生需要非常谨慎的工作负载的光盘,最终会将QLC视为一次写入和一次读取介质(WORM-一次写入,阅读很多)。 当QLC可以批量生产时,情况就发生了变化,而且很明显QLC NAND具有足够的耐用性,可以用作通用存储。

英特尔和美光科技是第一批推出QLC NAND的公司-首先是美光科技5210 ION的企业SATA SSD,然后是英特尔660p和Crucial P1 M.2 NVMe消费类固态硬盘。 660p和P1这两种驱动器均在消费类SSD市场中引入了QLC NAND,但与NVMe驱动器一样,但就价格而言,它们属于SATA SSD的高端市场。 但是,如上所述,考虑到TLC的创纪录销售,860 QVO的MSRP入门价格并不是特别激进。 这些销售不仅与假期有关-闪存价格总体上在下降,因为每个制造商的批量生产都具有64层NAND,并且PC和智能手机的销售正在放缓。 同时,有传言说QLC NAND的获利能力很低,真实成本接近TLC的成本,与“便宜” GB的差距不超过25%。



与更常见的TLC NAND相比,QLC NAND的两个主要缺点是记录的速度和持久性。 这两个问题可以通过整体上使用更多的NAND来解决,这可以在多个NAND矩阵之间并行分配记录。 这种(有希望的)价格降低使QLC NAND成为大容量SSD的最佳选择。 因此,860 QVO产品线的起始容量为1 TB。 有了这个容量,860 QVO只需要8个QLC NAND芯片,但它只能支持80 MB / s的记录速度。 这意味着860 QVO上的SLC写缓存比TLC上更为重要。 在高速缓存中操作时,860 QVO可以在随机或顺序记录期间使SATA通道饱和。 缓存的功能与860 EVO SLC缓存的功能几乎相同,并且容量从磁盘相对满时的最小6 GB到1 TB型号的42 GB或2 TB和4 TB型号的78 GB不等。 英特尔和Crucial消费类QLC还具有可变大小的SLC缓存,但是在最大缓存大小方面有明显的限制,并且在驱动器需要额外空间之前有缓存存储策略。 与竞争对手不同的是,860 QVO似乎采用了更标准的方法,在停机期间积极清除缓存,以为将来的突发写入活动做准备。

从SLC缓存运行时860 QVO的性能指标与其他主流SATA SSD大致相同。 填充高速缓存后,性能将显着下降,这在顺序记录中尤为明显。 功耗也可与其他最近的三星SATA SSD媲美:1 TB型号需要2 W多一点的功率,而大型型号在记录期间需要3 W多一点的功率。 2TB和4TB型号具有几乎相同的性能和额定功率,这表明2TB QLC足以填充MJX控制器的所有NAND通道。
860 QVO的保修期和耐用性等级是另一个明显使用QLC NAND的负面影响的领域。 860 QVO的保修期为三年,这是低成本SSD的典型保修期,少于860 EVO和PRO的5年保修期。 使用寿命是根据360次全磁盘重写或0.3年DWPD(3年保修)计算得出的。 这可以与目前市场上一些便宜的TLC光盘相媲美,就记录的字节总数而言,860 QVO等级比Intel 660p和Crucial P1高约80%,尽管这些NVMe QLC驱动器提供了五年保修。



860 QVO机箱的设计与三星最近推出的其他SATA SSD相同,但漆成深灰色,而不是传统的黑色。 从内部看,1TB 860 QVO显示了如今超大的2.5英寸驱动器外形的可笑性。 PCB具有三个大型BGA芯片:DRAM,一个控制器和八个8 TB 1Q QLC的堆栈。 机箱背面有空的安装座,您可以在其中放置另一个NAND封装。 三星通常将多达16层的NAND封装在一起,因此即使使用相同的小型电路板也可以实现4 TB的QVO-但是DRAM的放置正变得越来越重要。 三星声称他们目前的MJX控制器支持高达8 TB的驱动器,但是显然,对如此大容量的消费类SSD并不是特别有需求。 如果将两个印刷电路板折叠成15毫米厚的驱动器,则2.5英寸的外形尺寸本身可以容纳至少16 TB甚至32 TB。 这些功能可以在企业产品中证明自己,但是SSD的消费市场可能不会再有几代人看到这种功能了。

三星尚未发布适用于M.2的M60 860 QVO版本,但是在有需求的情况下这很有可能。 它们甚至可能甚至可以在单面80 mm M.2卡上容纳4TB 860 QVO。



与市场上现有的SATA SSD相比,860 QVO的初始MSRP看起来不算什么。 例如,目前860 EVO的千兆字节价格为13美分,而容量为1 TB和2 TB的QVO价格为15美分。 三星目前在4TB SATA SSD领域没有竞争对手,因此其4TB 860 EVO的GB明显更高,这使860 QVO看起来更便宜。 要成为消费市场上真正强大的竞争对手,QVO 860磁盘上的1 GB成本应不超过13美分,并且随着闪存价格的持续下降以​​及QLC产品的获利能力的提高,在接下来的几个月内可以克服这一限制。

关于测试的注意事项:意外磁盘故障


三星为我们提供了1 TB和4 TB 860 QVO样本。 测试1 TB模型的过程很顺利,但是4TB 860 QVO遇到了问题,导致驱动器从系统界面中消失。 这些问题在热插拔存储中最为明显,这是我们SATA SSD测试过程的常见部分。 在启动过程中,主板还难以识别4 TB磁盘,因此某些系统上的加载会无限期停止。

应该注意的是,我们的测试模式相当复杂,有时我们会遇到磁盘故障。 确实会发生故障,但只有某些故障是特定于特定驱动器的。
结果,这些问题似乎不适用于860 QVO或QLC NAND的使用,并且在几个主机系统上的4TB 860 EVO和4TB 860 PRO上均被检测到,但在任何较小的主机系统上均未出现。 860秒。 另外,3.84 TB的860 DCT和4 TB的850 EVO也可以正常工作,因此,这对于4 TB SSD来说通常不是问题。 我们仍在与三星合作,以确定4TB驱动器这些问题的严重程度和性质,目前尚不清楚是否存在一般的兼容性问题,或者我们的测试过程是否导致了导致硬件故障的固件错误。

由于这些问题,我们尚未提供4 TB驱动器的一些测试结果。 尽管性能和价格都很高,但在不了解问题的本质之前,我不推荐任何4TB 860系列SSD。

争取领导力


尽管ADATA宣布了SU630,但市场上还没有其他消费类QLC SATASSD。SU630的体积非常小。 Intel 660p和Crucial P1是目前唯一可用的QLC SSD,但它们是针对NVMe市场而设计的。 860 QVO的大部分竞争都将落在具有TLC NAND的SATA SSD上,包括具有无DRAM控制器的入门级型号(例如东芝TR200),以及更流行的型号如860 EVO,Crucial MX500和WD Blue。 几乎所有SATA SSD产品线都具有1 TB级型号,但2 TB型号仍然相对较少,并且尚未宣布4 TB竞争对手。 当其他QLC驱动器出现时,这种情况很有可能会改变,甚至今年2 TB TLC驱动器也变得越来越普遍。



满磁盘已满:SLC缓存测试


该测试在新清洁的磁盘上运行,并以32个队列的深度顺序记录128 KB来填充该磁盘,并记录每个1 GB段的写入速度。 此测试不是用户通常使用磁盘的指标,但是它使我们可以观察磁盘填充后行为的变化。 这可以让我们估计每个SLC写入缓存的大小,并了解在实际情况下使用会导致在缓存已满后导致数据记录的极少数情况下仍能保持多少性能。 三星官方规格:



我们的结果显示如下:

三星860 QVO 1TB


三星860 QVO 4TB


三星850 PRO 1TB


三星860 EVO 1TB


三星860 EVO 4TB


英特尔SSD 660p 1TB


至关重要的MX300 2050GB


关键MX500 1TB


至关重要的P1 1000GB


东芝TR200 960GB


WD黑色7200RPM 1TB


WD蓝色1TB 3D NAND

QVO Samsung 860完全按照规范用完了SLC缓存,对于1 TB型号为42 GB,对于4 TB为78 GB。 之后,两个设备都非常缓慢,并且非常稳定,直到测试结束。





当SLC缓存耗尽时,1 TB 860 QVO顺序写入速度会急剧下降,但是在这种情况下,4 TB型号能够支持两倍的写入速度,并且领先于硬盘驱动器和某些较慢的TLC。

BAPCo SYSmark 2018


BAPCo的SYSmark 2018是基于应用程序的基准,它使用实际应用程序重现业务用户的活动,并确定性能,创造力和响应性指标。 结果反映了总体系统性能,并针对参考系统进行了校准,参考系统的性能在每种情况下均定义为1000。 例如,如果评估为2000,则表示被测系统的速度是参考系统的两倍。

SYSmark分数基于用户看到的应用程序的总响应时间,不仅包括存储延迟,还包括处理器花费的时间。 这意味着可以增加多少驱动器改进点是有限制的,因为SSD仅在整个测试持续时间的一小部分中使用。 这与我们的ATSB测试有很大的不同,在ATSB测试中,仅显示磁盘工作负载,并且磁盘空闲时间减少到25 ms。



在使用SYSmark测试SSD时,我们使用了与其他SSD测试不同的系统。 该机器经过调整,可以测量系统的整体功耗,而不仅仅是驱动功率。







在执行复杂的计算任务时,QVO 860不会落后于其他驱动器,即使在根据I / O速度进行的测试中,QVO 860仍领先于无DRAM TLC驱动器,并且不落后于Crucial MX500。

能源消耗


SYSmark基准测试可以测量和测量系统的总体功耗(显示器除外)。 我们用于SYSmark的测试系统在闲置时消耗约26瓦,并且在性能测试期间测得的峰值功率值超过60瓦。 SATA SSD很少消耗超过5瓦的功率,并且在空闲时-几分之一瓦,此外,SSD在空闲状态下花费了大部分测试时间。 这意味着能源使用将不可避免地非常接近。 与我们的台式机系统相比,典型的笔记本电脑系统在能源效率方面进行了更好的优化,因此SSD消耗将占总消耗量的更多,并且SSD之间的性能差异将更加明显。



在SYSmark期间,三星860 QVO的功耗没有发现任何问题,因为它的功耗略低于常规的SATA TLC驱动器。

AnandTech驱逐舰


驱逐舰是一个非常漫长的测试,针对非常密集的I / O重复重复访问操作。 与实际使用情况一样,驱动器有时会中断,以允许后台垃圾回收和缓存清除,但是停机时间限制为25毫秒,因此运行测试无需花费整整一周的时间。 我们的AnandTech Storage Bench(ATSB)测试不包括运行会产生工作负载的实际应用程序,因此测试结果对新测试台的CPU和RAM性能的变化几乎不敏感,但是切换到较新版本的Windows和更新的驱动程序可能会改变结果。



我们通过报告平均磁盘吞吐量,平均I / O延迟以及测试期间磁盘使用的总能量来评估此测试的性能。

TB级的三星860 QVO在Destroyer上不是很出色,显示出的平均数据传输速率略低于不带DRAM的TLC。 相比之下,英特尔和美光NVMe QLC驱动器仅比860 EVO和MX500慢。



QLC驱动器在延迟方面的表现甚至比带宽测试还要差。 在第99个百分位上绘制时尤其值得注意。 1TB 860 QVO在平均延迟和第99个百分位数延迟方面均排名最后,并且所有三个QLC驱动器的第99个百分位数延迟都比无DRAM TLC差。



860 QVO的平均读写延迟仅比无DRAM TLC SSD的平均读写延迟稍差。 NVMe QLC驱动器的读取延迟比SATA主流驱动器稍快,但平均写入延迟却滞后。



不过,在测试记录延迟的第99个百分位数时,QVO 860并非排在最后,甚至比无DRAM TLC驱动器还要好得多。 但是,所有QLC驱动器都比常规TLC SATA驱动器差很多。



由于性能不佳,需要长时间进行长时间测试,因此与大多数SATA驱动器相比,与Destroyer一起使用时,所有QLC驱动器消耗的功率都不足为奇。 无DRAM的东芝TR200是一个令人印象深刻的例外,尽管其整体性能较差,但还是非常有效。

阿南德重型


我们的重型驱动器测试提供的记录负载比驱逐舰要大得多,但时间要短得多。 测试中的条目数不足以填满驱动器,因此性能永远不会下降到稳定状态。 该测试更能说明日常使用情况,尤其受峰值驱动器性能影响。 该测试运行两次,一次在新清洁的磁盘上,一次在磁盘上连续记录后进行。



在密集录制测试中,三星860 QVO均无法与传统TLC驱动器相提并论,但它们均超过了无DRAM TLC驱动器。 在空磁盘上进行测试时,英特尔和美光NVMe + QLC驱动器的工作性能要好得多,但在充满时,它们也落后于主要的TLC SSD。





三星860 QVO的延迟比传统的TLC驱动器差得多,并且第99个百分位的延迟甚至比无DRAM的TLC SSD还要差。 但是,当测试在完整驱动器上运行时,三星QLC驱动器的性能比Intel / Micron QLC稍好。





与传统的TLC驱动器相比,三星860的QVO的平均读取延迟仅稍有损失,但平均写入延迟至少要差两倍。





860 QVO的第99个百分位中的读写延迟率很差。但是至少它们没有东芝TR200所显示的可怕的QoS记录问题,并且比在完整的Crucial P1驱动器上记录更好。



在重载测试期间,三星860 QVO的功耗比其他SATA驱动器大得多,并且几乎总是比NVMe QLC驱动器多。

Anandtech灯


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 .



当驱动器已满时,860 QVO读取延迟的第99个百分数是一个痛处,但至少像其他两个QLC驱动器一样,写入延迟并没有失控。



在Light测试期间,所有QLC驱动器比TLC驱动器消耗更多的功率,尤其是当它们装满并需要做更多后台工作时。

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, 为我们为您发明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)。

VPS(KVM)E5-2650 v4(6核)10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps至1月1日免费,如果您支付六个月的费用,则可以在此处订购。

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-CN434562/


All Articles