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速度提升100%!三星980PRO告诉你PCIe 4.0到底有多快

2021-01-15 11:27:08 来源: 搜狐网

  近年来固态硬盘发展迅猛,NVMe M.2 SSD性能直逼PCIe 3.0 x4总线极致性能,4GB/s的带宽在高端SSD面前日渐紧张。2019年台北电脑展,AMD锐龙三代处理器和X570主板集体亮相,也正式开启了大家对于PCIe 4.0极致性能的探索。

  第三代锐龙是业内首款支持PCIe 4.0的处理器,内置24条PCIe 4.0通道,16条用于显卡连接,剩下8条中4条用于与X570芯片组通信、4条提供给NVMe固态硬盘。同时,与第三代锐龙绝配的X570主板可提供12条PCIe 4.0通道,充分满足高速存储的需求。就目前来说,在售的X570芯片组一般都配备了双PCIe 4.0×4 设计,用户可以挑选两款同样的PCIe 4.0 SSD组建RAID0,享受10GB/s级别的传输速度,这对于专业级用户来讲,绝对是能大幅提升工作效率的升级方案。

  今天,我们就要给大家带来全新一代PCIe 4.0主控的NVMe M.2 SSD:三星980PRO。想必大家都很想知道这款产品性能到底如何,那就别转眼,耐心阅读下面的内容吧!

  三星SSD时代,一路升级,一路创新

  今年4月29日,三星存储产品官方微博发布文章,介绍了三星SSD的发展历程。官方指出,2005年三星SSD研发成功,2006年三星电子实现了SSD商业化,从此进入了SSD的新时代。

  得益于三星自研NAND Flash技术与主控研发实力,从SATA3.0时代起始,三星品牌存储便一直在产品体验和技术创新两个维度进行深耕。首发830系列打开市场,到技惊四座的840EVO更是开启了三星SATA3.0时代的荣耀之路,此后850EVO,860EVO,750EVO纷至沓来,凭借着三星品牌存储业界唯一的端到端集成化技术,确立了SATA3.0时代的霸主地位。

  而在大家都开始关注NVMeM.2的时候,三星存储再次展现了作为老牌大厂的技术沉淀和深厚底蕴,几乎是一年一脚印的,接连发布了950PRO,960PRO/EVO,970PRO/EVO,以及具有时代意义的970EVO Plus等诸多产品。到今年,三星发布980PRO NVMe M.2 SSD,12年的时间里,三星电子将SSD存储容量扩增1000倍,开启了超高容量超强性能的半导体时代。

  主控优势明显,三星Elpis开启极致性能

  这些在市场和消费者使用中留下深刻印象的产品,靠的是三星的主控实力和原厂闪存的优秀品质。在主控方面,MCX主控、MDX主控、MEX主控,MGX主控,到MFX主控,用在三星SATA3.0 SSD系列,性能逐渐增强,也越来符合玩家的需求。其中,MCX是200MHz的三核ARM 9,缓存容量256MB;MDX的则换成300MHz的三核Coretex-R4处理器,缓存容量512MB;MEX则是把频率提升至400MHz,并且加入了TurboWrite技术的支持,缓存容量1GB,MGX是一个双核主控,优化了低容量下的随机性能;而MFX可能是一颗4通道主控,比前几代主控性能都强。

  从960PRO/EVO开始,选用三星 Polaris(北极星) 控制器,PCIe Gen3 x4接口,采用5核心CPU内核ARM架构,支持NVMe 1.2,采用镀镍散热片,支持最高64层V-NAND,,是推动M.2高性能标准的领跑者。后来三星SSD开始使用Phoenix(凤凰) 控制器,采用PCIe Gen3 x4接口,并包含八个用于NAND闪存访问的通道,有五个CPU内核,其中一个专用于主机侧通信,支持NVMe 1.3协议,并且采用镀镍散热片,支持最新的9x层V-NAND颗粒。就连三星P、Z两个企业级产品线也同时使用该主控。Phoenix主控支持AES 256-bit 加密(Class 0)TCG/Opal IEEE1667 (加密驱动器)功能;支持自动TRIM功能;自动垃圾回收算法等功能已写入固件中;最高读写3500MB+,最高4K性能660K IOPS+,性能强悍。这也是三星NVMe M.2 SSD一直领先竞品的重要原因。

  到今年9月,三星980PRO正式发布,带来了更高性能的PCIe 4.0协议的全新主控Elpis,开启三星旗舰级SSD新篇章。Elpis源于希腊语,可以直译为希望女神”,足见三星对于产品实力的自信,坚信这款产品能够达到更高性能,满足用户的全新期待。

  三星Elpis主控采用三星自研的全新8nm制程工艺,全面支持PCIe 4.0协议,支持128队列并行工作,支持128个I/O队列同步进行数据处理,还能够满足下一代开发、计算等需求。相比前面提到的Phoenix主控,队列数(32队列)提升了约400%,根据三星提供的数据,单个队列下,包含了超过64000命令集,这也就意味着三星Elpis主控内部的128个队列,可以同步处理最高超过800万个命令。这样的性能,足以满足绝大部分用户,最为严苛的数据存储需求,同时也将满足PCIe4.0时代下大家对于固态硬盘主控性能需求。

  闪存实力不容小觑,第六代性能更强

  除了主控,三星闪存的实力也是有目共睹的。三星在闪存颗粒技术方面一直处于行业领先水准,正是基于闪存颗粒研发上的巨大优势。从2013年首次推出3D堆叠即三星V-NAND技术开始,三星在3D堆叠技术上的研发和应用,便一直领跑全球,直到2018年应用在三星970EVO Plus产品上的第五代9x层V-NAND技术,三星在3D堆叠上实现了5次技术迭代,从初代的32层V-NAND,到五代9x层,三星品牌存储固态硬盘的单die容量实现了倍增,性能也实现了翻倍;

  三星980PRO发布,选用的则是三星全新的第六代V-NAND TLC闪存颗粒。这颗闪存充分利用三星独创的“通道孔蚀刻”技术,通过建立一个由100多个层组成的导电晶片堆栈,从上到下垂直穿孔,形成均匀的三维电荷阱闪存(CTF)单元,从而实现在9x层单堆栈结构基础上增加了大约40%的存储单元。同时,三星还进行了更优化的电路设计,使其能够实现比第五代V-NAND更快的数据传输速度,而写入操作的时间少于450微秒(μs),读取操作的时间少于45μs,实现了真正意义上的速度提升的同时,降低功耗。

  PCIe4.0加持,用性能数据证明实力

  或许大家在看到这次三星980PRO的主控和闪存时,已经认定它的性能不简单了。到底实际传输表现如何呢?还得用数据来说话。

  三星980PRO产品参数

  容量/规格1TB/2280

  接口M.2

  协议支持PCIe 4.0 X 4 、NVMe1.3协议

  主控三星Elpis主控

  闪存三星第六代V-NAND TLC闪存颗粒

  缓存6GB的默认缓存

  标称速度读取7000MB/s

  写入 5000MB/s

  特色功能三星SSD魔术师管理软件

  动态散热保护

  智能TurboWrite 技术,实现高达108GB的动态智能缓存

  支持TRIM、S.M.A.R.T、自动垃圾回收算法以及AES 256-bit加密

  可靠性150万小时

  电压/温度3.3 V ± 5 % 允许电压/0-70℃运行温度

  质保期限5年有限保修或600 TBW 有限保修

  测试平台

  处理器AMD锐龙9 5950X

  主板华硕ROG CROSSHAIR VIII DARK HERO

  显卡华硕ROG STRIX RTX 3090 O24G-GAMING

  内存美商海盗船复仇者 LPX DDR4 4266 8GB×2

  系统盘三星960PRO 1TB

  参测硬盘三星980PRO 1TB

  散热器NZXT X73

  电源华硕雷神1200W

  操作系统Windows10 64bit 2004专业版

  11月5日刚刚解禁的锐龙5000系列大幅提升了频率与IPC,而这对于SSD的性能发挥相当有优势。ROG CROSSHAIR VIII DARK HERO提供两个PCIe Gen4X4 M.2 SSD插槽,搭配高频率内存,确保PCIe 4.0 SSD在使用过程中始终保持极致性能输出。

  基准测试

  得益于PCIE4.0带宽上的升级,在AS SSD测试中,三星980PRO 1TB NVMe M.2 SSD的4K随机性能得到了很大的提升。从成绩中,我们看到最大随机读取的IOPS值达到了668917 IOPS,最大随机写入值则达到了843004 IOPS,4K随机读取达到21492 IOPS,4K随机写入达到53111 IOPS,总分达到8735,高性能看得见。

  在CrystalDiskMark测试中,三星980PRO的表现更是没让大家失望,最大连续读取性能达到7128.6 MB/s,最大连续写入速度则达到了5182 MB/s,圆满完成标称速度。从这个成绩来看,三星980PRO才算是真正发挥出了PCIe 4.0接口的完整性能。

  稳定性测试

  在前文参数介绍中提到,三星980PRO采用了智能TurboWrite 2.0技术,在之前的SSD基础上进行了优化升级,可自动识别用户的工作负载,并指定合适的SLC缓冲区,也就是说TurboWrite2.0能够智能的识别用户当前的存储工作负载,根据负载的不同,动态调整高性能SLC写入缓冲区配比;在缓存容量方面,相较于初代的TurboWrite机制,提供了高达5倍的缓冲区容量,正是前面说到的6GB默认缓存+108GB动态智能缓存。而缓存最大的作用就是保证SSD在大容量文件传输时不掉速。在这里选择HD Tune Pro进行了详细测试。

  从测试结果来看,在0-114GB的TurboWrite2.0写入区间内,三星980PRO的写入速度保持在4000MB/s以上,当TurboWrite2.0缓冲区使用完毕,写入速度出现了下降,维持在1500MB/s左右。而在整个过程中,读取速度则一直维持在5500MB/s左右。对于大部分用户来说,一次拷贝114GB文件的次数并不是很多,使用980PRO就能一直维持在很高的写入速度,而真正感受到效率的提升。另外,我们也知道SLC闪存价格较贵,通过模拟SLC来提速的形式,降低了成本,对用户来说,并不需要用昂贵的价格就能享受极致的速度,相信大家都是很乐意的。

  为了更加具有说服力,不如我们再进行一项实际拷贝测试。在这里选择了一个包含4737个文件总容量达到549GB的文件夹以及一个包含一个58.5GB大文件的文件夹进行了检验。

  从测试结果来看,在拷贝58.5GB文件时,因为还在缓存区使用范围内,三星980PRO表现出了4392MB/s的平均速度;而在应对549GB大容量文件时,三星980PRO在前期传输速度相当快,逐渐慢下来之后,也达到了1747MB/s的平均写入速度。这样的表现绝对是SSD市场的佼佼者。

  三星SSD魔术师管理软件,随时监测

  如果你想随时监测三星980PRO的运行状态,三星SSD魔术师管理软件就是个相当好用的东西。通过这个软件,用户可以方便的查看固态硬盘的型号,温度、固件、接口等关键信息,同时三星Magician还内置了性能测试软件,方便用户掌握固态硬盘产品的具体性能。

  我们知道,PCIe 4.0在带来更高的性能上限的同时,也带来了过高的功耗,而温度,恰恰是影响固态性能的一个方面,温度过高可能会导致掉速甚至掉盘。目前有的品牌采用大体积的散热片来改善这一问题,但是980PRO虽然并没有搭配散热片,也能实现0~70℃下稳定运行。但是,因为机箱环境过于拥挤,每个配件都会产生热量,就会让SSD的稳定很快达到临界值。所以,通过三星Magician随时掌握SSD的稳定,以便做出应急措施,可以说是为用户考虑得很周到了。

  对比看实力,三星980PRO性能卓越

  没有对比就没有说服力。在这里选择三款PCIe3.0 1TB SSD(三星960PRO、三星970EVO PLUS、WD BLACK SN750),三款PCIe4.0 1TB SSD(影驰HOF Pro、美商海盗船MP600、三星980PRO)进行了多项测试对比,一起来看看对比结果吧!

  三星960PRO三星970 EVO PLUSWD BLACK SN750影驰HOF Pro美商海盗船MP600三星980PRO

  传输协议PCIe 3.0

  NVMe 1.2PCIe 3.0

  NVMe 1.3PCIe 3.0

  NVMe 1.3PCIe 4.0

  NVMe 1.3PCIe 4.0

  NVMe 1.3PCIe 4.0

  NVMe 1.3

  主控三星Polaris三星Polaris闪迪20-82-00700-A1群联PS5016-E16群联PS5016-E16三星Elpis

  容量1TB1TB1TB1TB1TB1TB

  测试

  环境PCIe 4.0

  M.2接口PCIe 4.0

  M.2接口PCIe 4.0

  M.2接口PCIe 4.0

  M.2接口PCIe 4.0

  M.2接口PCIe 4.0

  M.2接口

  AS SSD测试文件大小统一设置为10GB,即是说:持续读写测试,AS SSD会先以16MB大小为单位,持续向受测分区写入生成1个达到10GB大小的文件,然后再以同样的16MB为单位读取,最后算出平均成绩而给出结果。

  4K随机单队列深度测试,软件会以512KB的单位生成10GB大小的SSD测试文件,然后在这个文件的LBA地址范围内以4KB单位大小进行随机写入及读取测试,直到跑遍这个范围为止,最后同样计算平均成绩给出结果。

  4K随机64队列深度测试,SSD评测软件则会生成64个16MB大小的测试文件,然后同时以4KB为单位,同时在这64个文件中进行写入和读取测试,最后依然以平均成绩为结果。

  Fastcopy测试文件单个大容量文件:58.5GB

  大容量零散文件:549GB

  AE加载文件从测试盘中加载一个工程文件为95.6MB的视频文件

  AE渲染文件渲染并输出存储一个包含多种特效的视频,渲染时长13秒,文件总大小1.37GB

  在AS SSD软件测试(10GB文件写入量设置)下,三星980PRO的4K随机性能遥遥领先。可能有人发现PCIe3.0 SSD的性能表现也相当不错,这就充分说明PCIe 4.0 X 4通道,更能让SSD的性能发挥到极致。在相同的环境下,三星980PRO 4K随机写入超过845K IOPS,相比旗舰级PCIe3.0 SSD速度提升了接近50%,相比第一代PCIe 4.0主控SSD竟也接近50%。(PS:这里可能存在测试平台的差异)4K随机读取超过666K IOPS,在PCIe3.0基础上提升了54.5%,比第一代PCIe 4.0主控性能提升了43.2%。

  在CDM连续读写测试中,PCIe 4.0 SSD的性能优势体现得相当明显了。选用三星全新PCIe 4.0 主控Elpis的三星980PRO 最大读取速度达到7132MB/s,最大写入速度也高达5198MB/s;相比第一代PCIe 4.0主控SSD,读取速度提升了42.3%,写入速度提升了21.6%;相比PCIe3.0 SSD,读取速度提升超过一倍,写入速度则提升超过60%,这就充分体现了PCIe4.0的速度优势。

  在实际拷贝测试中,在这里进行了软件测试和专业软件应用检测。在Fastcopy测试中,三星980PRO 的性能优势体现得相当明显。在拷贝单个大容量文件时,由于并未超过动态缓存容量,平均传输速度达到了4392MB/s,而写入大量零散文件时,平均速度也高达1747MB/s,相比其他PCIe 4.0 SSD的传输速度提升幅度相当大,更不用说与PCIe3.0 SSD之间的差距了。

  而在AE文件加载测试中,PCIe4.0 SSD与PCIe3.0 SSD时间差距很大。在整个加载过程中,因为文件并不是很大,三星980PRO的进度条几乎是刚出现就消失了;其他PCIe4.0 的表现也相当不错;但是相比PCIe3.0 SSD,进度条确实存在时间够久的。

  在AE渲染测试中,三星980PRO的性能领先幅度更大了。仅仅渲染了13秒的视频文件,第一代PCIe4.0主控SSD与三星980PRO之间最大相差40秒,如果渲染时长更长的话,相信用户的感受是相当明显的。与PCIe 3.0 SSD之间,速度差距超过50%,充分体现了三星全新一代PCIe4.0主控的实力。

  看到这里,可能有些爱玩游戏的用户有疑问了:为何不进行游戏对比测试呢?实际上,在不止一篇文章中我们提到过,SSD对于游戏运行的影响并没有非常大,并且旗舰级PCIe3.0 SSD的性能就已经足够大家相当流畅地体验目前热门的游戏大作了。如果你选择PCIe4.0 SSD来做游戏盘,体验只会更好。

  总结:全新Elpis主控,带来最具竞争力的存储解决方案

  AMD第三代锐龙打开了大家对PCIe4.0 SSD的第一印象。在B550和X570主板上,提供了用于NVMe的PCIe4.0×4直连,在单条NVMe的情况下,存储不必为了跑满速而去抢占显卡的通道。同时,芯片组的通信带宽同样也升级到了PCIe4.0×4,可以提供16GB/s的带宽,能更好的满足多个高速设备同时工作时的带宽需求。三星980PRO在搭配AMD 锐龙5000平台下,整个测试中表现出了强劲的性能优势。

  选择AMD第三代锐龙与三星980PRO搭档,可以为专业创意工作者提供顶级的生产力工具。首先,第三代锐龙处理器在多线程性能方面的表现非常强劲,已经成为目前专业创意工作者的首选平台,高性能的处理器搭配读写更快的PCIe4.0 NVMe SSD,可以极大的加快工程素材的拷贝和载入时间,明显改善使用体验和工作效率。尤其是在应对大型文件时,使用三星980PRO就能够极大的减少素材的相互拷贝和载入时间,更方便,更好的完成以前要用多块机械硬盘阵列才能完成的事情,极大的简化工作流程,提高工作效率。

  当然,因为速度表现几乎可以用恐怖来形容,三星980PRO更能成为全方位的数据存储解决方案,而这一切都得益于三星在主控与闪存技术、制程工艺、极致性能以及缓存机制方面的不断优化与改进。可以说,这一次全新的Elpis的升级是一次革命性的突破。如果你想要打造一套高性能生产力平台,挑选AMD锐龙5000+三星980PRO,不会让你失望的!(转载)



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