Тест и обзор: Samsung SSD 840 EVO на 120, 250 и 500 Гбайт

Опубликовано:
Михаил Обер

teaserКак можно догадаться по названию, накопитель Samsung SSD 840 EVO (lution) является дальнейшим улучшением 840 Basic. Но вместо полного обновления накопителей, Samsung оставила 840 Pro на high-end сегменте SSD, заменив только модель для массового рынка. Обновлённый накопитель получил новейшие технологии и функции, что должно повысить его привлекательность на рынке. В нашей статье мы как раз поговорим и о новых функциях, и о производительности.

Накопители Samsung SSD занимают на рынке особое положение, поскольку этот производитель единственный выпускает все компоненты для производства SSD: контроллер с прошивкой, кэш DRAM и флэш-память NAND. Другие производители, тот же Micron, обычно производят только память NAND, а контроллер приобретают на стороне. Преимущества собственного производства компонентов очевидны. Все подразделения компании могут тесно взаимодействовать друг с другом во время разработки и апробации, быстро решать возникающие проблемы.

Накопители Samsung SSD 840 Series EVO с новым дизайном - от оранжевого цвета производитель отказался

Наверное, по этой причине у Samsung получается быстро выпускать новые технологии на рынок. Накопителю Samsung SSD 840 Basic исполнился уже почти год, первый SSD с памятью TLC для потребительского рынка, в отличие от MLC, может хранить не два, а три бита на ячейку, что даёт более высокую плотность записи. И меньший уровень цены, что важно для конечных потребителей.

Примечание: мы немного изменили тестовую систему - теперь мы использует последнюю версию PCMark 7, устаревшую видеокарту 9600 GT мы заменили более свежей GTX 580. Так что результаты PCMark больше не совместимы с показателями, полученными в наших предыдущих тестах.

Технические спецификации приведены в следующей таблице:

Производитель и
модель

Samsung SSD 840 EVO 120 / 250 / 500 GB

MZ-7TE120BW / MZ-7TE250BW / MZ-7TE500BW

Розничная цена Н/Д
Сайт производителя www.samsung.com
Технические спецификации
Форм-фактор 2,5"
Ёмкость (информация производителя) 120 / 250 / 500 Гбайт
Ёмкость (после форматирования) 112 / 233 / 466 GiB
Варианты ёмкости 120 / 250 / 500 / 750 / 1000 Гбайт
Кэш-память 256 / 512 / 512 Мбайт LPDDR3
Контроллер Samsung MEX
Флэш-память TLC (Toggle, 19 нм)
Скорость чтения (информация производителя) 540 Мбайт/с
Скорость записи (информация производителя) 410 / 520 / 520 Мбайт/с
 
Гарантия производителя 3 года
Комплект поставки 3,5" крепление, кабель данных SATA, переходник SATA-USB (в комплекте Kit)

Плотность записи данных Samsung SSD 840 EVO впечатляет: благодаря памяти TLC мы получаем 128 Гбит на кристалл, с учетом восьми кристаллов на упаковку (чип) у 250-Гбайт накопителя мы получаем всего два чипа флэш-памяти.

Samsung SSD 840 EVO - первый SSD для потребительского сегмента с ёмкостью 1000 Гбайт - если не принимать во внимание специализированные решения в виде массива RAID 0 в одном корпусе и Crucial m500 на 960 Гбайт (тест и обзор), который всё же не дотягивает до магической планки. Конечно, высокого уровня плотности чипов самого по себе недостаточно для высокой ёмкости, контроллер тоже должен быть адаптирован. В данном случае Samsung по-прежнему опирается на процессор ARM Cortex-R4, реализованный в виде контроллера Samsung MEX уже на 400 МГц вместо "всего" 300 МГц у предшественника "MDX". Помимо возможности работы с большим объёмом флэш-памяти, новый контроллер получил в своё распоряжение больше кэша DRAM с большей частотой.

Всё от одного производителя: флэш-память, кэш DRAM, контроллер MEX

Алгоритмы работы с памятью реализованы самые современные, гарантирующее большое количество циклов записи ячеек. Когда на рынок выходила память MLC, то многие специалисты критически о ней высказывались, сомневаясь в долгосрочной надёжности. Существовало мнение, что SSD через довольно короткий промежуток эксплуатации может отказаться записывать данные. Но в данном отношении важнее не количество циклов записи у флэш-памяти, а механизмы работы контроллера, которые позволяют минимизировать так называемое усиление записи (write amplification). Дело в том, что количество данных, записываемых во флэш-память, за немногими исключениями значительно больше, чем объём информации, передаваемый от host-системы на SSD. К сожалению, на твердотельный накопитель нельзя записать один байт информации, запись ведётся только блоками определённого размера, например, 1 Мбайт. И если требуется сохранить несколько байт, то SSD придётся перезаписывать весь блок. Контроллер при этом считывает блок, изменяет в нём нужные байты, после чего записывать блок обратно в память. Подобный цикл так и называется: чтение-модификация-запись.

У 500-Гбайт накопителя (слева) плата по размеру больше.

Приведём некоторые числа: во внутренних тестах флэш-память в накопителях Samsung SSD 840 EVO выдержала 3700 циклов PE (программирование-стирание). Если вы каждый день будете записывать 20 Гбайт данных, что для типичных настольных компьютеров просто огромное количество данных, то с усилением записи 1 мы получим срок эксплуатации 130 лет. Конечно, данный промежуток прогнозируемый, но в реальности вы вряд ли столкнетесь с отказом записи на SSD MLC или SSD TLC.

Samsung также реализовала ещё одну функцию "Dynamic Thermal Guard", призванную продлить срок службы накопителя. Она включает троттлинг SSD в тех случаях, когда температура превышает определённый порок - Samsung указывает его на уровне 70 °C. В обычных условиях эксплуатации подобная ситуация вряд ли возникнет.


Но, наверное, самой интересной новой функцией можно назвать кэш TurboWrite. По него выделяется часть ячеек NAND, которые описываются как однобитовые. Режим можно назвать "псевдо-SLC", поскольку, несмотря на адресацию SLC, память по-прежнему остается TLC. Программирование второго и третьего бита в ячейке TLC выполняется значительно дольше, чем программирование (и проверка) одного бита, поэтому псевдо-SLC работает значительно быстрее (по чтению и по записи). Она располагается между флэш-памятью и кэшем DRAM, данные сначала поступают в кэш TurboWrite, после чего уже записываются в ячейки TLC. Размер кэша TurboWrite зависит от ёмкости накопителя: у 120- и 250-Гбайт он составляет 3 Гбайт, у 500-Гбайт - 6 Гбайт. У следующего варианта на 750 Гбайт - 9 Гбайт, а у 1000-Гбайт SSD - уже 12 Гбайт. Конечно, данная память отнимается от доступной ёмкости, и в случае TLC теряется в три раза больше ёмкости. Технология TurboWrite активна по умолчанию, она реализована аппаратно, отключить её невозможно.

Память TLC с ёмкостью 128 Гбит на кристалл, восемь кристаллов на упаковку - всё это снижает число чипов

Кэш-память TurboWrite приводит к тому, что получить надёжные результаты производительности записи не всегда получается. В частности, последовательная скорость записи "искажается", пока данные получается записывать в кэш SLC. Имейте это в виду при оценке результатов тестов ниже. Если тест записывает небольшие объёмы данных, которые умещаются в кэше TurboWrite, то результаты будут заметно выше, чем в случае переполнения кэша. Это объясняет и приведённые ниже результаты производителя:

Заявленная производительность Samsung SSD 840 Series
 840 Basic840 EVO
Ёмкость 120 GB 250 GB 500 GB 120 GB 250 GB 500+ GB
Скорость чтения (Мбайт/с) 530 540 540 540
Скорость записи (Мбайт/с) 130 250 330 410 520

Чтобы оценить реалистичную "чистую" производительность SSD 840 EVO, мы выполнили следующий тест. Сначала с помощью Iometer (QD 1, 512K) мы выполняли последовательную запись на диск в течение пяти секунд, измеряя среднюю скорость. Во время этого процесса кэш заполнялся не полностью, так что мы ожидали получить скорость записи на уровне заявленной производителем. Во втором тесте мы выполняли запись на протяжении 30 секунд, кэш в данном случае переполняется. Мы вновь измеряли результаты скорости записи, но теперь уже на протяжении последних пяти секунд теста.

Изучение влияния кэша TurboWrite
 С кэшемБез кэша
Ёмкость 120 GB 250 GB 500 GB 120 GB 250 GB 500 GB
Скорость записи (Мбайт/с) 394 527 492 137 270 440

Чем меньшую ёмкость имеет накопитель, тем большее преимущество обеспечивает TurboWrite. В случае "младшей" модели производительность записи падает фактически до уровня предшественника - а у 500-Гбайт накопителя скорость последовательной записи всё равно остаётся существенно выше даже без кэша, чем у модели той же ёмкости предыдущего поколения.

Также из приятных новаций отметим поддержку Samsung SSD 840 EVO и 840 Pro технологии Microsoft eDrive. Но для обоих накопителей данная функция будет предложена позже в виде обновления прошивки. Как обещает Samsung, обновление выйдет уже в этом году. Напомним, что функция eDrive позволяет осуществлять аппаратное шифрование на уровне SSD с помощью BitLocker - более детальное описание мы привели в тесте и обзоре Crucial m500, первого SSD потребительского класса с поддержкой eDrive.

Перейдём к оценке производительности 840 EVO в случае интенсивной нагрузки (без TRIM), которую мы выполняли на 250-Гбайт SSD. Мы протестировали накопитель в "чистом" состоянии в тесте HDTach, где получили 484 Мбайт/с по чтению и 271 Мбайт/с по записи. Через один час интенсивной нагрузки Iometer (случайная запись 4K, 64 QD) мы повторили тест HDTach. Команда TRIM на протяжении всего теста не выполнялась. Мы получили результаты 477 Мбайт/с по чтению и 33 Мбайт/с по записи. Как видим, отсутствие TRIM слабо повлияло на производительность чтения, но производительность записи значительно снизилась. Так что мы не рекомендуем устанавливать 840 EVO в системы без поддержки TRIM.

840evo 250 used


Программное обеспечение тоже улучшилось - в утилите Samsung SSD Magician появилась весьма интересная функция. Для ознакомления с базовыми функциями Magician мы рекомендуем ознакомиться с нашим обзором 840 Basic и 840 Pro. Новая функция получила название режима RAPID ("Real-time Accelerated Processing of I/O Data"). Часть памяти ПК используется в качестве кэша данных, который повышает скорость обмена информацией с SSD. Решение Samsung базируется на популярной утилите Dataplex NVELO - с той разницей, что сейчас уже оперативная память используется в роли кэша, а не SSD, а кэшируется уже не HDD, а SSD. Данный режим потребляет больше 1 Гбайт памяти, этот объём пользователь изменять не может. Но если другие приложения будут запрашивать память, то программное обеспечение освободить часть памяти, отводимой под кэш. Утилита запоминает, какие данные часто запрашиваются, и даже после перезагрузки загружает их в оперативную память. Для активации режима RAPID вам потребуется версия SSD Magician 4.2, которая выйдет в этом году.

Польза от данного сценария зависит от сценариев использования. Если вы часто работаете с какими-либо небольшими данными, то получите прирост скорости, так как память компьютера всё равно на несколько порядков быстрее SSD. Но если вы работаете с крупными файлами, либо массивы информации используются только один раз, то утилита практически бесполезна. Чтобы оценить прирост производительности в повседневных сценариях, мы протестировали Samsung SSD 840 Series EVO с активным режимом RAPID в PCMark 7:

pcmark7 total rapid

pcmark7 total rapid

И в режиме "чистой" производительности, и после активации режима RAPID накопители вышли на лидирующие позиции. Результаты можно легко объяснить, поскольку в повседневных сценариях в кэш объёмом 1 Гбайт входит большое количество операций ввода/вывода.


testsys

Аппаратное обеспечение

Программное обеспечение

Прочие настройки и примечания

Если не указано иное, все накопители тестировались на портах SATA 6 Гбит/с чипсета P67. Чтобы минимизировать случайные перепады производительности, мы отключили BIOS SpeedStep и все C-состояния, а также режим Turbo. Кроме того, мы отключили LPM (Link Power Management) через реестр.

За исключением пакета PCMark все тесты проводились, когда SSD использовался в качестве дополнительного накопителя. Для тестового прогона PCMark мы записывали на SSD заранее подготовленный образ, поскольку данный пакет может выполняться только в случае использования накопителя в качестве системного.


Iometer можно назвать универсальным тестом, который оценивает чистую производительность накопителя практически во всех мыслимых сценариях доступа. Последняя версия теста также получила возможность выбирать, какие данные использовать. В частности, интересны опции "Repeating bytes/повторяющиеся байты" и "Full random/полностью случайные". Первая опция всегда использует одни и те же повторяющиеся данные, поэтому контроллер может существенно сжимать данные. Сжатие данных выполняют далеко не все контроллеры, однако у некоторых контроллеров (того же SandForce) реализована "прозрачная" система сжатия, которая, в зависимости от используемых данных, позволяет увеличивать пропускную способность. Вторая опция создает буфер данных в 16 Мбайт с высокой энтропией, и сжатие таких данных очень сильно затруднено (если вообще возможно). Все это позволяет выполнять на контроллере со встроенной системой сжатия два тестовых прогона, один из которых оперирует полностью случайными данными ("Full random"). Прогоном по умолчанию является режим с повторяющимися байтами ("Repeating bytes"), что соответствует инструкциям производителя.

Для настольных систем характерна минимальная очередь запросов (глубина очередь команд, QD). Иногда она может ненамного повышаться, но всё равно остаётся в пределах однозначных значений. Тесты с глубиной очереди QD 32 позволяют SSD раскрыть свой потенциал в полной мере. Подобная глубина очереди команд возможна и в обычных ситуациях, но только в многопользовательском или серверном окружении.

Тест 4K задействует 8 млн. логических секторов по 512 байт; тест последовательного чтения/записи задействует почти полную ёмкость накопителя.

 iometer 4k read

Тест блоков 4K, чтение, глубина очереди QD=1

 iometer 4k write

Тест блоков 4K, запись, глубина очереди QD=1

 iometer 4k read 3

Тест блоков 4K, чтение, глубина очереди QD=3

 iometer 4k write 3

Тест блоков 4K, запись, глубина очереди QD=3

 iometer 4k read 32

Тест блоков 4K, чтение, глубина очереди QD=32

 iometer 4k write 32

Тест блоков 4K, запись, глубина очереди QD=32

 iometer seq read

Тест последовательного чтения, глубина очереди QD=1

 iometer seq write

Тест последовательной записи, глубина очереди QD=1

Из-за длительного времени проведения теста Iometer в нем записывается большое количество данных, кэш TurboWrite заполняется полностью, что приводит к существенно меньшей производительности записи. В частности это заметно на 120-Гбайт модели.


Тест AS SSD был разработан, как можно догадаться по названию, специально для SSD. Он использует полностью несжимаемые данные, поэтому данный тест относится к сценариям худшего случая для контроллеров с технологиями сжатия. Последовательный тест и тест блоков по 4K выполняются с единичной глубиной очереди. Опять же, для настольных систем тест 4K с единичной глубиной очереди QD 1 наиболее важен, а тест с глубиной QD 64 вновь демонстрирует максимальные возможности SSD (с активной NCQ).

as ssd 4k read 

Тест блоков 4K, чтение, глубина очереди QD=1

 as ssd 4k write

Тест блоков 4K, запись, глубина очереди QD=1

 as ssd 4k read 64

Тест блоков 4K, чтение, глубина очереди QD=64

 as ssd 4k write 64

Тест блоков 4K, запись, глубина очереди QD=64

 as ssd seq read

Тест последовательного чтения, глубина очереди QD=1

 as ssd seq write

Тест последовательной записи, глубина очереди QD=1

Накопители Samsung SSD 840 EVO, на первый взгляд, получают заметный прирост производительности, особенно это верно для моделей на 250 или 500 Гбайт, которые часто занимают первые места. Но к результатам следует подходить критически - в работу вмешивается технология TurboWrite, которая приводит к более высокой производительности.


Тест копирования данных, как можно догадаться по названию, показывает, с какой скоростью можно копировать данные. Мы выполняли тесты типичных сценариев: ISO (два больших файла), программы (много мелких файлов), игры (смесь мелких и крупных файлов).

as copy iso 

Тест копирования: ISO, Мбайт/с

 as copy programm

Тест копирования: программы, Мбайт/с

 as copy spiel

Тест копирования: игры, Мбайт/с

В тесте копирования технология TurboWrite тоже сказывается. Снижение результатов 120- и 250-Гбайт модели в профиле "Game" может быть связано с переполнением кэша TurboWrite, в результате чего контроллеру приходится писать напрямую в "медленную" память TLC.


PCMark 7 является прямым наследником старой версии, и, как можно догадаться по названию, он оптимизирован под операционную систему Windows 7. По сравнению с предшественником, тесты были разделены на различные категории, которые, кроме теста подсистемы накопителей, оценивают и другие компоненты системы (CPU, оперативную память, видеокарту). Если вам интересна детальная информация, то мы рекомендуем ознакомиться с документацией PCMark 7 Whitepaper (PDF).

К счастью, повторяемость результатов тестов существенно улучшилась по сравнению с предыдущей версией, и разброс результатов разных прогонов теперь не превышает 0,5%. Таким образом, мы можем точнее оценивать разницу по производительности между разными SSD, будучи уверенными, что она не возникла из-за погрешности.

 pcmark 7 total

Итоговый результат

 pcmark 7 storage

 pcmark 7 computation

 pcmark 7 creativity

 pcmark 7 entertainment

 pcmark 7 lightweight

 pcmark 7 productivity

В данном тесте Samsung SSD 840 EVO показал очень хорошую производительность, особенно по сравнению с предшественником.


Если посмотреть на результаты тестов, то возникает вопрос: зачем Samsung нужна линейка SSD 840 Pro после выхода новой 840 EVO, поскольку во многих тестах результаты очень близки, а 500-Гбайт модель 840 EVO часто обгоняет 840 Pro. Но первое впечатление обманчиво, так как накопители 840 EVO получают значительный прирост производительности от дополнительного кэша TurboWrite, который базируется на псевдо-SLC. Если запись данных выполняется в этот кэш, который составляет от трёх до 12 Гбайт в зависимости от модели, то производительность получается очень высокой. Впрочем, накопители 840 EVO часто оказываются быстрее предшественника ещё и по причине на треть более высокой тактовой частоты контроллера.

Насколько быстрее Samsung SSD 840 EVO в повседневной работе? Ответ во многом зависит от сценария использования. Если вы копируете/перемещаете большие объёмы данных, например, при монтаже видео, то TurboWrite не сможет вместить все данные, и производительность 840 EVO будет снижаться почти до уровня предшественника. Впрочем, в повседневных сценариях 840 EVO остаётся существенно быстрее предыдущего поколения, что видно по тем же результатам теста PCMark. Кроме того, чаще всего файлы, необходимые для повседневной работы, по объёму составляют не больше нескольких гигабайт, поэтому они полностью умещаются в кэше TurboWrite.

Samsung SSD 840 EVO Series

Что касается надёжности, то здесь следует сделать обычное заключение: пока нет информации о долгосрочной надёжности 840 EVO. Но, судя по предыдущим поколениям, накопители Samsung оказываются довольно надёжными, что в немалой степени связано с вовлечением Samsung в OEM-бизнес. Если компания начнёт выпускать накопители с дефектами, то от неё могут отвернуться крупные клиенты. В любом случае, существует вероятность, что у Samsung SSD 840 EVO могут возникнуть "младенческие" проблемы, связанные с новыми технологиями - тем же кэшированием TurboWrite. Всё же обеспечивать целостность нескольких уровней памяти (кэш DRAM, SLC-кэш и флэш-память TLC) далеко не тривиально.

Отметим и поддержку у Samsung SSD 840 EVO технологии eDrive, накопитель оказался второй моделью в нашей лаборатории после Crucial M500 (тест и обзор) с данной функцией. Утилита Samsung SSD Magician тоже весьма полезна, особенно в новой версии (4.2), поскольку режим RAPID заметно улучшает производительность SSD, добавляя в иерархию кэширования оперативную память ПК.

Накопители Samsung SSD 840 EVO Series нацелены на домашних пользователей и настольные системы. И для этого сценария EVO 840 можно назвать практически идеальным SSD. Также если вам нужен ёмкий SSD на 1000 Гбайт, то Samsung SSD 840 EVO сегодня является (почти) единственным вариантом, по крайней мере, по соотношению цена/производительность - только у Crucial M500 (тест и обзор) мы получаем схожую ёмкость, но всё равно на 40 Гбайт меньше. Цена семейства 840 (Basic) сегодня находится на уровне SanDisk Ultra Plus, хотя производительность заметно лучше.

Кстати, цена новых накопителей EVO пока не объявлена, но Samsung обещает её на уровне 840 Basic. Для профессионального сегмента Samsung по-прежнему будет продвигать семейство 840 Pro Series, которое остаётся одним из самых быстрых. К сожалению, только на 840 Pro вы получаете гарантию в пять лет, а на 840 EVO, как и на 840 Basic - всего три года. Так что накопители явно ориентированы на массовый рынок.

За хорошую производительность и разумное сочетание современных технологий новое семейство Samsung SSD 840 EVO Series получает нашу награду "Новая идея".

Hardwareluxx

Преимущества Samsung SSD 840 EVO Series:

Недостатки Samsung SSD 840 EVO Series: