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速度提升100%!三星980pro告诉你pcie 4.0到底有多快
2024-05-10 19:14    6968 

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!

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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。

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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。

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。

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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!

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,可能有些爱玩系统的用户有疑问了:为何不进行系统对比测试呢?实际上,在不止一篇文章中我们提到过,ssd对于系统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系统大作了。如果你选择pcie4.0 ssd来做系统盘,体验只会更好。

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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!

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