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64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

天极网硬件频道 2017-12-12 17:12 我要吐槽

  【天极网DIY硬件频道】对于三星最新的64层3D V-NAND技术我们并不陌生,在之前已经在三星移动固态硬盘T5上有所体现,但这款专门针对桌面PC打造的驱动器—850 SSD还是首次在市场亮相。三星声称其64层TLC V-NAND比前几代速度更快、更可靠,因此将该产品推向市场。

  三星新推出的64层V-NAND在垂直结构中每个单元存储三个数位,通常被称为3D TLC NAND。每个256Gbit芯片大约有853亿个单元。该新款芯片与三星上一代48层NAND具有相同的256Gbit容量,但芯片体积更小,这意味着它可以将更多的数据打包到更小的空间中,从而有效的降低成本。

  三星在这方便也做了一些性能上的调整。新芯片具有1Gb / s的数据传输速率,比上一代产品提高了25%。该公司还将页编程时间(即编程NAND单元所花费的时间)缩短到500微秒。这样使产品速度比其48层V-NAND快1.5倍,并且产品的可靠性也提高了20%。

  新款120GB 850并不是850 Pro或850 EVO产品线的替代产品。这款850 SSD是三星750 EVO(三星专门为系统集成商和OEM市场设计的产品)的更新换代产品。750 EVO可提供与新850相似的性能,但其采用的是较旧的2D NAND。

  现在750仍然在广泛使用,但是其价格通常与流行的850 EVO差不多。和850一样,三星 750 EVO也是以120GB容量产品在中国首发。三星后来又推出了250GB500GB 750 EVO,并在全球发售。如果三星将850推广到全球市场,可能会看到更高容量的850产品。三星850还可以取代我们大多数人从未听说过的真正入门级的650 SSD。

  下面我们就来看下三星850的详细规格:

规格

三星 850 (120GB)

容量 (标称容量 / 可用容量)

128GB / 120GB

外型

2.5-英寸 7mm

接口 / 协议

SATA 6Gbps / AHCI

控制器

三星 MGX控制器

DRAM

256 MB LPDDR3

NAND

三星 64- 3bit MLC (TLC) V-NAND

顺序读取

540 MB/s

顺序写入

520 MB/s

随机读取

70,000 IOPS

随机写入

88,000 IOPS

加密

AES 256-bit

耐用性

75 TBW

产品编号

MZ-7LN120BW

质保期

3-

  新款850采用850 EVO系列的MGX控制器,但我们认为可能会有固件升级。新款850和850 EVO都具有相同的540/520 MB/s顺序读取/写入规格。与EVO的94,000 IOPS相比,850的随机读取性能略低,仅有70,000 IOPS。两款型号都拥有相同的“高达”88000随机写入IOPS评级。

  特点

  新款850不具备TCG Opal 或微软的eDrive加密功能。该驱动器有一个PSID,这是用户需要执行加密擦除的二十位数字代码。750 EVO、850 EVO和Pro系列都有加密擦除功能,但旧版650系列不支持该功能。

  该款850采用了64层V-NAND硬盘还支持三星的Magician管理软件及快速模式RAM缓存功能。

  定价、保修和耐用性

  三星850目前只有120GB的MZ-7LN120型号。该硬盘提供三年保修,但该型号产品的耐用性可能是75 TBW。

  这是850系列中第一款提供三年保修期的硬盘,而不是五年或十年保修期。

  配件和软件

  三星为每个渠道SSD都提供了Magician管理软件。三星的产品页面也表明,850通过Magician软件支持快速模式(Rapid Mode)。快速模式使用个人计算机系统内存(RAM)来缓存存储流量。这种方式可有效提高缓存数据请求的性能,并减少了对NAND的磨损。

  包装

  三星并没有在零售包装上列出更多的产品细节。该公司甚至没有在包装盒的前面列出硬盘的型号。在包装盒背面,我们发现“V-NAND SSD 850”和“3年有限保修”用明显字体标出。但并没有给出性能和耐用性信息。

  在包装盒内,我们发现了装有塑料外壳的850 SSD固态硬盘以及一个通用三星固态硬盘手册。

  近观

  从表面上看,850看起来和850 EVO完全一样。我们也可以看到驱动器背面的PSID号码。

  内部结构

  三星设法将所有三个主要组件都安装在了PCB的一侧。三星网站列出的控制器为MGX,与850 EVO相同。该驱动器并未像750 EVO那样使用PoP(封装体叠层,Package on Package)技术。该技术将控制器和DRAM融合在同一封装中,但是这也额外增加了设计的成本。

  产品比较

  三星长期以来一直在128GB级别产品中占据着统治地位。三星850 EVO和850 Pro固态硬盘于2014年7月上市,其他公司还没有赶上三星已有三年历史的技术。事实是,他们永远不会。

  对于128GB级SSD许多公司都不在去生产,因为闪存制造商已经放弃了低容量NAND芯片。增加SSD容量(同时降低价格)的愿望已经将芯片容量不断推高至256Gbit、384Gbit和512Gbit。这些密度更高的芯片会导致器件级别的并行性降低,从而影响SSD的性能。如采用512Gbit的芯片,只需要两颗芯片就可以制造出128GB的SSD!这仅仅是你小指甲大小的两片硅片,密度更高的芯片即将到来。

  三星现拥有三款128GB级固态硬盘,分别是我们正在测试的新款850 120GB、850 EVO 120GB和750 EVO 120GB。三星很早以前就已经停产了850 Pro 128GB。你仍然可以通过一些有旧货的零售商来购买,但价格几乎和850 Pro 256GB一样高了。我们的测试结果中没有对比采用850 Pro,但是包含了850 EVO和750 EVO两款产品。

  Adata早前推出了一款128GB SSD,并在2016年12月向我们送来了SU800系列产品。它采用配备SMI SM2258控制器的Micron 384Gbit 3D TLC NAND。我们至今还尚未对这款七彩虹SL300进行评述测试。三星的闪存被广泛认为是业界最好的,但三星公司并不将其出售给第三方SSD制造商。七彩虹发现了一个巧妙的方式获得并将三星NAND用到其SSD中—他们使用了UFS封装的三星闪存。我们通常可以在手机中找到这种类型的NAND,但封装上的引脚允许其他公司与该闪存进行接口。

  对于2017年2月发布的 SanDisk Z410 120GB和东芝TL100 120GB都是业界首创的无DRAM SSD。这些驱动器带有你不想听到的三个词:无DRAM、SATA和2D TLC NAND。

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  顺序读取性能

  如需更深入地了解我们的存储测试过程,请参阅“我们如何测试HDD和SSD”。

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

  

  更快的NAND可以填补由于大容量NAND芯片降低的并行性而留下的空白。当我们提高了队列深度时,顺序读取性能折线图显示了一致的性能。在QD2性能上新款850 处于850 EVO和750 EVO 120GB驱动器之间。

  顺序写入性能

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

  

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

  我们测试中的所有产品都使用每单元3bit(TLC)闪存。由于对SLC缓存依赖性,TLC NAND与低并行性的结合带来了很多变化。在使SLC缓存达到饱和之后,我们还要处理固有的低TLC速度。三星的V-NAND SSD历来都不会因为这些问题而造成严重的性能损失,但是120GB的SSD型号却能够抵消较大容量硬盘带来的影响。

  850的120GB此项性能不理想,是因为它与其大容量系列产品相比SLC缓冲区比较小。将128KB的连续数据写入SLC编程的缓冲区(容量大约3GB),吞吐量为475MB / s。一旦我们使这个较小的缓冲区饱和,流量会落到本地TLC NAND中,速度就会迅速下降到刚刚超过160 MB / s。增加队列深度不会提高性能,只会增加延迟。

  随机读取性能

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

  三星仍然成功地使850的QD1随机读取性能超过10,000 IOPS,并且随着我们增加工作量而很好地进行了扩展。其他公司的产品都无法通过128GB级SATA SSD达到10,000 IOPS的范围,并且大多数公司甚至都很难用较新的128GB级NVMe驱动器取得如此高的成绩。这使得我们很难匹配一个能与其竞争的128GB级SSD。

  随机写入性能

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

 

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

 

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

  三星的SLC缓存也提供了较高的随机写入性能。这三款三星TLC 120GB硬盘的得分远高于竞争产品。850和850 EVO在低队列深度上的性能几乎相同。

  80% 混合顺序工作负载

  我们将在这里详细描述我们的混合工作负载测试,并在此描述我们的稳态测试。

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

 

  三星的SATA固态硬盘在每年的销售市场中都占据着主导地位。即使是小容量硬盘,这些硬盘也可以在它参与的竞争中脱颖而出。

  80% 混合随机工作负载

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

  在测试结果最重要的部分,850可以轻松地取代850 EVO。850的低QD性能相当于老化但仍然占主导地位的850 EVO。对于我们大多数人来说,4KB混合随机工作负载测试展示了SSD产品所带来的所有用户体验,这个强大的性能应该延续到应用程序,我们将在稍后的实验中进行测试。

  顺序稳态

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

 

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

  这些低成本产品不是为重写入环境下的工作站使用而设计的。我们确实能看到,三星的TLC V-NAND SSD大大优于竞争产品。

  随机稳态

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

 

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

  采用新型64层V-NAND的850,其稳定性与三星的TLC相比差一些,但它确实可以提供相同的平均性能和更高的脉冲性能。我们可以将这种更高的脉冲性能归因于芯片增加的数据传输速度。

  PCMark 8实际软件性能测试

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

 

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

 

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

 

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

 

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

    

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

 

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

 

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

 

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

 

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

  新款850的表现与850 EVO和750 EVO旗鼓相当。三星EVO固态硬盘在相当一段时间里一直保持领先于竞争对手的产品,这使得三星一直在存储产品线上一直领先于其他公司。在一些测试中,850跑赢了其他三星硬盘,但在另一些测试中则略有下滑。

  应用存储带宽

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

  当以平均跑分的形式呈现结果时,我们可以很容易地看到两个不同的性能层次。三星固态硬盘比其他产品具有100 MB / s的优势。 850是三星固态硬盘中速度最慢的,但是性能增量非常的小,以至于在正常使用情况下无法区分。.

  PCMark 8高级工作负载性能

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

     中度工作负载带宽
    MB/s -- 数值越大越好

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

  近年来,即使是不经常使用电脑用户也可以轻松地填充相对较小的启动盘。随着不再需要磁盘的可下载游戏的增多,操作系统和Office软件的容量也在不断增加。只要下载一两个游戏就可以轻松填满一个小驱动器。该测试用数据填充驱动器以测试驱动器已满时的性能。

  看到这三款三星SSD的性能超越同类其他产品,用户应该不会感到意外。新款850在测试的恢复部分落在了850 EVO的后面。三款三星SSD在测试的重度负载方面没有太大的区别,但还是850跑赢了其他两款三星SSD。

  总执行时间

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

 

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

 

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

  三款三星SSD在执行时间测试期间都可归入自己的高性能阶层。我们还可以发现配备3D V-NAND的850及850 EVO与基于平面(2D)NAND的750 EVO之间的区别。

  磁盘繁忙时间

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

  新款850最不适合执行同样的任务。三星最新的闪存比上一代的48层V-NAND要快得多。相对于850 EVO中的32层V-NAND来说,它更具优势。

  响应测试

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

 

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测  

  三星的固态硬盘是唯一能够在BAPCo的SYSmark 2014 SE响应测试上超过1000分的SATA硬盘。三星OEM硬盘在以业务为中心的主流台式机上将初始基本分数设置为1,000分。三星仍处于SATA SSD排行榜的首位,考虑到许多入门级NVMe SSD未能达到同样的成绩,这个位置更加令人印象深刻。

  笔记本电脑电池续航时间

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

 

64层TLC V-NAND加持 三星850 SSD评测

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  结论

  能够为全新的三星850 SSD写出第一篇评测足以让我们真正了解128GB级驱动器,但这并不是说我们推荐低容量的SSD。128GB和256GB级SSD之间的价格差异通常非常小,这意味着购买较小容量的驱动器,每千兆字节需要支付更多的费用。

  我们在新蛋网找到了一个很好的例子。850 EVO 120GB的零售价为100美元,而850 EVO 250GB仅售114美元。这意味着用户为120GB硬盘支付的价格是每GB 0.83美元,而250GB SSD仅为0.45美元。

  虽然三星850不会让两种容量间如此大的价格差异再次发生。而且目前这个系列只有一种容量的产品,但我们并不期望这种状况持续很长时间。三星并没有特意着力区分32层和48层850 EVO固态硬盘,但我们认为,850可能是一种将64层V-NAND产品区分开来的分水岭。在更大容量的产品中,至少在某些条件下,最快的V-NAND可以提供比其前身更好的性能。

  了解850在三星产品线中的位置能够让我们了解更多关于驱动器的信息,以及接下来的驱动器发展方向,所以我们联系了三星美国以求了解更多信息。但他们建议我们与三星中国联系,因为三星中国负责新产品推出事宜。虽然这并非遥不可及,由于不知道850的市场地位,我们无法准确告诉大家,是否美国和欧洲的用户可以对这个产品系列保持期待。小容量64GB固态硬盘仍然在中国市场销售,因此128GB固态硬盘仍然很受欢迎。

  5月份,有传言说三星可能会从其产品中删除标明MLC(Pro)和TLC(EVO)固态硬盘之间差异的“PRO/ EVO”品牌,因为三星所有新产品都将使用每单元3bit的 TLCNAND。NVMe集成商列表中980和970 SSD的出现为传言增加了一些可信度,但是我们也在SATA集成商列表中发现了未发布的860 EVO。这又与不再生产PRO/ EVO的传言不符。

  三星850最终应该在其他市场出售,而且可能会通过第三方卖家出现在新蛋网和亚马逊上。120GB硬盘可以提供与我们在850 EVO中看到的相同的性能,但是它仅附带三年保修,而不是五年保修。即使我们不知道三星公司目前的固态硬盘产品发展方向,但从850 120GB也可以预见三星的未来。

 

三星 850 (120GB)

优点

l 三星SATA(高)性能

l 低成本

l 支持Magician和快速模式( Rapid Mode

l 一致的性能

缺点

l  获得渠道有限

l  单一和较低的容量(在撰写本文时)

l  850 EVO相比,保修年限缩水

结论

850只有三年的保修期,所以它是850 EVO的降级版,但这并不意味着它是650750 EVO的替代品。850的性能对于128GB级别SSD是非常高的,但这是三星SSD本身高性能基础上所发挥的优势。

 

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