Review de SSD: Samsung 960 Evo de 500 GB pe noul protocol NVMe

Știu că așteptați asta de multă vreme: un review de SSD pe NVMe, nu pe SATA. Am testat un Samsung 960 Evo. Este rapid. Mind-blowing de rapid, cum s-ar zice.

Ca să avem un pic de context, unitățile conectate pe SATA sunt limitate la un transfer maxim de 600 MB/s. Atât poate SATA, iar în practică vitezele se învârt pe la 550-560 MB/s.

NVMe (Non-Volatile Memory Express) conectează unitățile de stocare direct în PCI Express-ul calculatorului, de unde datele pot fi accesate și transferate cu viteze foarte mari. Nu există o limită clară, ci performanța unui astfel de SSD depinde mai degrabă de tipul memoriei și a controllerului. Cel testat de mine citește cu peste 3300 MB/s și scrie cu 1800 MB/s, de exemplu, și nici măcar nu-i vârful de gamă al Samsung (acela fiind 960 Pro, dacă nu mă înșel). NVMe-ul este încă în tinerețe, protocolul se dezvoltă, PCI Express se dezvoltă și el, deși nu are rost să vorbim nici măcar de limite teoretice.

Specificații Samsung 960 Evo:

• format M.2 tip 2280, protocol NVMe 1.2, PCI-Express x4
• disponibil în capacitate de 250 GB, 500 GB și 1000 GB
• viteze oficiale 3200 MB/s citire și 1.800 MB/s scriere, 330.000 IOPS scriere și citire
• memorie V-NAND 3D TLC Samsung
• controller Samsung Polaris
• MTBF 1,5 milioane ore
• Total Bytes Written 200 TB
• 3 ani garanție

Preț: cel testat de mine, de 500 GB, costă în jur de 1.240 lei la PC Garage și eMAG. Prin comparație, un SSD Samsung pe protocol SATA costă cam 850 de lei și este și de zece ori mai lent. Atenție că aveți nevoie de port tip M.2 compatibil NVMe pentru a-l utiliza.

Există și seria 960 Pro, care-i și mai performantă.

CUM ARATĂ

SSD-ul este de tip M.2, un factor de formă gândit inițial de laptopuri, dar preluat acum și de plăcile de bază moderne. Eu l-am testat pe o placă de bază Asus Z170 Premium, de exemplu.

Tipul 2280 spune că placa are lățimea standard de 22 mm și lungimea de 80 mm, din nou uzuală. Astfel de lucruri se specifică pentru că pot există și plăci mai mici, precum 2240. Atenție că în format M.2 se pot implementa atât memorii SATA, cât și memorii NVMe. Atenție ce cumpărați și ce compatibilitate oferă PC-ul vostru.

Unitatea nu necesită alimentare separată, luând tot ce are nevoie de la portul M.2 pe care este conectată.

TEHNOLOGIA

Despre NVMe v-am spus mai sus și nu am mai multe de adăugat. Unitatea de stocare este conectată direct la PCI-Express-ul calculatorului prin acel port M.2, iar conexiunea PCI-Express este foarte rapidă, de unde și vitezele mari pe care le poate atinge și rata mare de input/output per second (IOPS).

960 Evo are o memorie de tip 3D NAND TLC. Ei spun V-NAND, vertical NAND, la ceea ce alții numesc 3D, dar ideea este aceeași: celulele de memorie nu sunt așezate doar în plan, ci și vertical, ca niște cutii puse atât una lângă alta cât și una deasupra celeilalte. NAND este un tip de astfel de memorie electronică. TLC înseamnă Triple Level Cell, adică fiecare celulă poate stoca 3 biți, spre deosebire de alte tehnologii ce stochează un singur bit sau doi biți în fiecare celulă.

Densitatea mai mare a memoriei înseamnă că se pot produce SSD-uri de 1, 2 și chiar 4 TB, chiar dacă viteza de acces scade. Cât de performantă este această memorie are mai degrabă legătură cu controllerul folosit și anumite funcții implementate în el.

Controllerul este un Samsung Polaris, dezvoltat chiar de ei:

• are un procesor cu 5 nuclee;
• integrează o tehnologie numită TurboWrite prin care o parte din SSD este utilizată pentru accelerarea scrierii. În cazul unității de 500 GB, acest buffer numit SLC cache are minim 4 GB și poate aloca dinamic încă 18 GB din memoria liberă. Vitezele mari de care v-am spus inițial se obțin utilizând acest cache TurboWrite; după ce acesta se umple, viteza scade mult, dar tot rămâne mai mare decât orice poate oferi un SSD tip SATA.
• buffer RAM pentru accelerarea suplimentară a transferurilor. Memoria pe acest Samsung este de 512 MB, iar unitatea de 1000 GB are un buffer RAM de 1 GB.
• funcții TRIM, Garbage Collection și altele pentru a se asigura de ștergerea corectă și de scrierea corectă a datelor.

Fiabilitatea este una uzuală: 3 ani garanție, un mean time between failure de 1,5 milioane de ore și un total bytes written de 200 TB. Mi-ar fi plăcut 5 ani ca la seria 850 Evo tip SATA.

Memoriile “înghesuite” în formatul M.2 se încălzesc destul de mult, temperaturi de 70 de grade fiind uzuale atunci când operează la performanță maximă. Ca și majoritatea SSD-urilor, și acest 960 Evo implementează un mecanism de limitare a performanței atunci când se încălzește prea tare. Asta nu-i ceva foarte deranjant, throttling-ul intervine doar pentru câteva secunde.

Rețineți și că unitățile NVMe necesită un driver. Windows 10 include default unul, cred că și Windows 7. Situația nu-i diferită față de SATA, care are un alt driver, doar că ne-am obișnuit cu faptul că-i inclus în orice sistem de operare și deci nu ne gândim la asta. Ce vreau să zic este altceva: deși Windows include un driver default, ar fi bine să utilizați driverul produs de fabricantul unității SSD, care știe mai bine cum să o acceseze. Eu am testat folosind driverul Samsung, ultima variantă disponibilă pe site.

REZULTATELE TESTELOR

Cum testez: folosesc o placă de bază Asus Z170 Premium, procesor Core i5-6600 Skylake, 32 GB memorie RAM, Windows 10 cu toate update-urile la zi. Toate programele consumatoare de resurse sunt oprite, conexiunea la Internet este dezactivată. Pentru transferul de fișiere folosesc un disc virtual în memoria RAM (de asta am 32 GB) și comanda robocopy /e /j /nfl /np. Pentru teste sintetice folosesc programele numite în review, iar testele variabile le fac cu IOmeter cu configurație proprie.

Iată un tabel cu cifrele oficiale Samsung din broșura produsului și ce-am obținut eu în teste:

Unitățile mai mari sunt mai rapide, fiind avantajate de paralelismul memoriei suplimentare.

TRANSFER DE FIȘIERE

Am testat folosind următoarele pachete:

• un film de aproximativ 9,01 GB într-un singur fișier.
• folder cu fotografii, 3,47 GB în 631 fișiere.
• folder cu diverse cărți și alte documente, 5,2 GB în 13.725 fișiere organizate în 6.771 foldere.

Acestea solicită SSD-ul și cache-ul său în diverse moduri. De exemplu, transferul de fotografii folosește din plin mecanismul de caching TurboWrite și de aceea rezultatele sunt foarte bune, în timp ce un transfer secvențial de durată va satura acest mecanism și ulterior viteza va scădea. Rezultatele sunt următoarele:

Rezultatele sunt mult mai impresionante când le punem în context față de alte SSD-uri de tip SATA. Această comparație o veți vedea doar acum, la primul test cu un NVMe, ca reper. Pe viitor, vom compara NVMe-urile între ele. Iată viteza medie de transfer pentru toți cei 17 GB copiați pe SSD, vorbim de mai mult de 1 GB pe secundă:

Și timpul total de transfer, scriere+citire, care arată mult mai bine ce se întâmplă. Durează doar 28 de secunde să scriu 17 GB pe SSD și apoi să-i copiez de acolo în altă unitate:

PCMARK 8

PCMark 8 de la Futuremark este un program de benchmark ce include și testarea stocării interne. Face asta simulând, timp de vreo două ore, tot felul de operațiuni în programe cunoscute de tip office sau editare și chiar și jocuri, un test care măsoară foarte bine performanța real-world a SSD-ului.

Nu obține viteze maxime, dar prezintă un scor de performanță reală ce uneori are mai multă relevantă decât testele sintetice pe care le fac ulterior.

TESTE SINTETICE

Aici rulez diverse scenarii, folosind un program numit IOmeter pentru a solicita la maxim unitatea SSD în diverse moduri.

Primul teste este cel de scriere și citire secvențială. Într-un scenariu folosesc blocuri de diverse dimensiuni, scrise și citite la rând și cât mai rapid posibil în memorie. Observați că performanța cea mai bună se obține cu blocuri de 32 kB până la 1 MB, apoi terminarea cache-ului TurboWrite reduce viteza.

Dacă variez Queue Depth-ul (gândiți-vă la asta ca la o coadă de instrucțiuni, solicitând din mai multe părți SSD-ul), observați că performanța cea mai bună se obține până la un QD 8, ceea ce este o veste bună. De obicei, aplicațiile și sistemul de operare nu solicită un SSD dincolo de scenarii de tipul QD 4.

Întrucât SSD-urile de tip NVMe nu sunt limitate la QD 32, am testat până la QD 128 pentru că pur și simplu iubesc SSD-urile!

Citirea și scrierea aleatoare (random) se face folosind blocuri mici de 4 kB. Viteza nu-i așa importantă aici, dar iat-o oricum mai jos:

Contează mai mult cifra IOPS atinsă, adică numărul de operațiuni de scriere-citire pe secundă. Sistemul de operare face de obicei acest lucru, citind fișiere mărunte din diverse părți ale memoriei. Iată cum variază IOPS-ul în funcție de QD și de accesare single-thread sau multi-thread cu toate cele 4 nuclee ale procesorului trăgând de SSD:

Față de alte SSD-uri pe SATA, iată IOPS-ul maxim:

Tot din toate testele făcute, iată cum se compară vitezele maxime atinse față de alte SSD-uri:

Tehnologia NVMe a reprezentat un salt foarte mare în față, după cum vedeți. Diferența de preț este de vreo 40%, performanța crește însă mult mai mult.

PROGRAME DE TESTARE

Aici prezint rezultatele obținute cu diverse programe freeware de testare, unele pe care le puteți folosi și voi acasă pentru a testa unitățile voastre.

CrystalDiskMark:

Anvil Storage:

HD Tune:

Puteți vedea cum scrierea se plafonează la 600 MB/s, exact cum zice și Samsung, după epuizarea cache-ului TurboWrite.