Тест и обзор: Samsung SSD 850 PRO 128 GB - 1 TB

Опубликовано:

teaserСемейство Samsung SSD 840 PRO присутствует на рынке уже два года, и по результатам наших тестов накопители постоянно оказываются в лидерах – хотя за упомянутый период появилось немало других high-end SSD. Даже сегодня 840 PRO способен побороться за лидирующие позиции, но Samsung приготовила нового лидера - SSD 850 PRO. Но в данном случае развитие не только эволюционное, так как Samsung впервые использовала память 3D V-NAND в SSD потребительского уровня. В отличие от памяти MLC NAND, новый тип памяти обещает быть более надёжным и быстрым, а также обеспечивает более высокий уровень плотности хранения данных.

Самые большие инновации у Samsung связаны с используемой флэш-памятью. Совсем недавно мы подчеркивали технологическое лидерство Crucial, у которой накопители Crucial MX100 используют 16-нм память MLC NAND с плотностью 256 Гбит на кристалл, но у Samsung мы получили более радикальные изменения. В прошлом году появилось первое семейство Samsung SSD 840 EVO с памятью TLC NAND (3 бита на ячейку), которое получило нашу награду. У новой линейки Samsung SSD 850 PRO технология флэш-памяти претерпела фундаментальные изменения.

Samsung PRO 850 ёмкостью от 128 Гбайт до 1 Тбайт

Все типы флэш-памяти SLC, MLC или TLC обладают одним общим свойством: ячейки двумерные, то есть расположены на плоскости кристалла. И для увеличения ёмкости памяти необходимо увеличивать площадь кристалла. Конечно, сегодня производители устанавливают "бутерброды" из нескольких кристаллов памяти, что позволяет наращивать чипы по высоте, а не только по площади. Но и здесь не все гладко, поскольку у кристаллов в подобном стеке снижается качество сигналов. В случае Samsung ячейки памяти 3D V-NAND уже являются трёхмерными, они представляют собой концентрические цилиндры и могут составляться в стек намного проще.

Технические спецификации приведены в следующей таблице:

Производитель и модель Samsung SSD 850 PRO
Розничная цена 1 TB: 729 евро
512 GB: 469 евро
256 GB: 239 евро
128 GB: 140 евро
Сайт производителя www.samsung.com
Технические спецификации  
Форм-фактор 2,5"
Ёмкость (информация производителя) 128, 256, 512 GB, 1 TB
Ёмкость (после форматирования) 119, 238, 477, 954 GiB
Другие варианты ёмкости 128, 256, 512 GB, 1 TB
Кэш-память 128GB: 256MB (LPDDR2)
256-512 GB: 512MB (LPDDR2)
1TB: 1GB (LPDDR2)
Контроллер Samsung MEX
Чипы памяти 3D V-NAND
Скорость чтения (информация производителя) 550 Мбайт/с
Скорость записи (информация производителя) 520 Мбайт/с (128 GB: 470 Мбайт/с)
   
Гарантия производителя Десять лет
Комплект поставки -

Сначала мы рассмотрим технологию новой флэш-памяти 3D V-NAND, после чего перейдём к тестам нового семейства 850 Pro от Samsung.


Чтобы разобрать технологию 3D V-NAND, сначала позвольте напомнить, как работают классические ячейки флэш-памяти. На следующей иллюстрации показано строение ячейки флэш-памяти: кроме управляющих электродов в ячейке используется так называемый плавающий затвор, который электрически изолирован. На этом плавающем затворе хранятся данные в виде электронов, которые проходят через туннели в слое изолятора и накапливаются на затворе. Уйти с плавающего затвора сами по себе они не могут из-за изоляции. Чтобы удалить электроны из плавающего затвора, требуется довольно высокое напряжение (около 20 В).

Транзистор с плавающим затвором

Количество хранящихся электронов (то есть заряд) соответствует хранимой информации. В одноуровневых ячейках (SLC) различают два состояния, а именно чистое (0) и запрограммированное (1). В 2-битной ячейке уже четыре состояния (00, 01, 10 и 11), а в 3-битной (TLC) – целых восемь состояний. Различать состояния друг от друга довольно сложно, что напрямую сказывается на надёжности ячеек. Всё же электроны через туннели утекают сквозь изолирующий слой. В результате измерение оставшегося заряда становится менее точным, разница между разными состояниями становится меньше (с увеличением числа этих состояний), увеличивается вероятность появления ошибки, ячейку уже не получается использовать.

Впрочем, на надёжность влияют не только число состояний, но и размер структур, из которых состоят ячейки. Чем меньше будет размер структур, тем тоньше будут слои изоляции, тем быстрее будут изнашиваться ячейки. В самом начале 50-нм память MLC могла выдерживать до 10 000 циклов программирования, память с 20-нм техпроцессом уже выдерживает около 3 000 циклов. Впрочем, производители компенсируют подобное уменьшение числа циклов лучшими алгоритмами балансировки износа и коррекции ошибок, они в этом хорошо преуспели, так что в реальности надёжность накопителей существенно не снижается.

Четыре разных варианта Samsung SSD 850 PRO и их внутреннее строение

Конечно, рано или поздно мы подойдём к физическому пределу, когда структуры ячеек станут настолько мелкими, что соседние ячейки начнут влиять друг на друга. 16-нм память MLC у Crucial MX100, вероятно, находится на пограничном уровне соответствующего предела. У ячеек 3D V-NAND мы получаем радикальные изменения по раскладке слоев. Вместо плоского двумерного дизайна мы получаем концентрические цилиндры 3D V-NAND. Внешний управляющий затвор окружает слой нитрида кремния, который сохраняет заряд, таким образом, отпадает необходимость в использовании плавающего затвора. Подобная технология называется зарядной ловушкой (charge trap), она также применяется и в случае планарных чипов NAND. Наконец, есть внутренний слой кремния, содержащий контакты истока и стока. Компактные трёхмерные ячейки располагаются в стеке друг над другом, что и обеспечивает трехмерный дизайн.

3D V-NAND в накопителе 850 PRO от Samsung состоит из 32 слоев. Для сравнения, в случае наслаивания кристаллов 16 слоев уже считаются значительным уровнем. Samsung сдержала обещание и удвоила плотность памяти по сравнению с классической 20-нм MLC NAND, а также увеличила скорость записи. Из-за более высокой производительности 3D V-NAND даже 128-Гбайт модель накопителя Samsung PRO 850 обеспечивает высокую последовательную скорость записи, максимальная производительность достигается уже с 256-Гбайт накопителем.

Samsung SSD 850 PRO
Производительность128 GB256 GB512 GB1 TB
Последовательное чтение, Мбайт/с 550 550 550 550
Последовательная запись, Мбайт/с 470 520 520 520
Чтение 4K (QD 1) [IOPS] 10.000 10.000 10.000 10.000
Запись 4K (QD 1) [IOPS] 36.000 36.000 36.000 36.000
Чтение 4K (QD 32) [IOPS] 100.000 100.000 100.000 100.000
Запись 4K (QD 32) [IOPS] 90.000 90.000 90.000 90.000

Приятно видеть, что в сфере флэш-памяти мы получаем инновации на аппаратном уровне. Что касается остальных компонентов накопителя, то внутри используется контроллер Samsung MEX собственной разработки, знакомый нам по моделям Samsung SSD 840 EVO. Конечно, для 850 PRO используется версия контроллера, адаптированная под память 3D V-NAND. Контроллер поддерживает экономичную память DDR2 RAM, "младшая" модель на 128 Гбайт поставляется с кэшем на 256 Мбайт, у моделей на 256 и 512 Гбайт кэш составляет 512 Мбайт. У топовой модели на 1 Тбайт кэш увеличен до гигабайта.

По остальным спецификациям Samsung в случае 850 PRO не сэкономила: накопитель поддерживает 256-битное шифрование AES и TCG Opal 2.0 или Microsoft eDrive – то есть накопитель обеспечивает шифрование "на лету" без потери производительности, если используется совместимая операционная система. Аппаратное шифрование поддерживается Microsoft BitLocker начиная с версии Windows 8, в ранних версиях ОС или SSD без поддержки eDrive шифрование выполняется программно, что приводит к потере 10-20% производительности.

Из одного источника: контролер, кэш-память и 3D V-NAND от Samsung

Что касается надёжности Samsung SSD 850 PRO, то причин переживать нет. Судя по спецификациям, накопитель рассчитан на запись 40 Гбайт данных ежедневно. Данное значение указано независимо от ёмкости, так что более ёмкие модели 850 PRO наверняка выдержат больше. Для сравнения, накопители Intel SSD 730 Series также позиционируются на high-end сегмент для энтузиастов, у них для 240-Гбайт версии заявлено 50 Гбайт в день, а для 480-Гбайт версии – 70 Гбайт в день. Дополняет комплект поставки гарантия в десять лет, даже на пять лет больше, чем в high-end сегменте.

Перед тем, как мы перейдём к привычным тестам, позвольте рассмотреть производительность Samsung SSD 850 PRO под интенсивной нагрузкой. Сначала мы провели тест HDTach на накопителе в новом состоянии, чтобы определить штатную производительность. Затем мы запустили Iometer и выполнили тест записи до полного заполнения накопителя, мы использовали блоки 4К и случайную запись с глубиной 64. Мы проводили данный тест с 512- и 256-Гбайт версиями Samsung SSD 850 PRO. В случае 256-Гбайт версии мы также оценили эффект от дополнительной избыточности 20%. Результаты всех тестов сведены в следующую таблицу. Мы привели средние значения, для более подробного результата в виде скриншота HDTach нажмите на значение.

Samsung SSD 850 PRO - тест стрессовой нагрузки
МодельНовыйПосле стрессовой нагрузки
 ЧтениеЗаписьЧтениеЗапись
512 GB 488 Мбайт/с 462,9 Мбайт/с 487,4 Мбайт/с 92,3 Мбайт/с
256 GB 488,4 Мбайт/с 460,6 Мбайт/с 487,5 Мбайт/с 94,2 Мбайт/с
256 GB + 20% OP 487,8 Мбайт/с 236,8 Мбайт/с

Скорость записи снижается существенно, но мы видели результаты и хуже, и лучше. Следует отметить, что скорость чтения после стрессового теста снижалась не так значительно. У большинства накопителей после данного теста мы получаем существенное снижение скорости чтения, но у Samsung SSD 850 PRO она оставалась довольно высокой – хороший результат. Результат средней скорости записи в тестах с дополнительной избыточностью следует воспринимать с осторожностью, поскольку HDTach тестирует полную ёмкость. Последняя часть ёмкости, в которой скорость постоянная, недоступна пользователю. Но результат с дополнительной избыточностью всё равно значительно лучше, кривая начинается с уровня 100 Мбайт/с, а не 50 Мбайт/с. В любом случае, для повседневных сценариев дополнительная избыточность не требуется, эта опция интересна только для серверов, где очень значительна нагрузка записи.


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

Чтение блоками 4K (QD 1)

Мбайт/с
Больше - лучше

Iometer

Запись блоками 4K (QD 1)

Мбайт/с
Больше - лучше

Iometer

Чтение блоками 4K (QD 3)

Мбайт/с
Больше - лучше

Iometer

Запись блоками 4K (QD 3)

Мбайт/с
Больше - лучше

Iometer

Чтение блоками 4K (QD 32)

Мбайт/с
Больше - лучше

Iometer

Запись блоками 4K (QD 32)

Мбайт/с
Больше - лучше

Iometer

Последовательное чтение (QD 1)

Мбайт/с
Больше - лучше

Iometer

Последовательная запись (QD 1)

Мбайт/с
Больше - лучше

Здесь Samsung SSD 850 PRO показал себя с лучшей стороны. В частности, нас впечатлила скорость чтения при малой глубине очереди запросов.


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 Benchmark

Чтение блоками 4K (QD 1)

Мбайт/с
Больше - лучше

AS SSD Benchmark

Запись блоками 4K (QD 1)

Мбайт/с
Больше - лучше

AS SSD Benchmark

Чтение блоками 4K (QD 64)

Мбайт/с
Больше - лучше

AS SSD Benchmark

Запись блоками 4K (QD 64)

Мбайт/с
Больше - лучше

AS SSD Benchmark

Последовательное чтение (QD 1)

Мбайт/с
Больше - лучше

AS SSD Benchmark

Последовательная запись (QD 1)

Мбайт/с
Больше - лучше

И здесь Samsung SSD 850 PRO показал свои сильные стороны. Только "младшая" модель на 128 Гбайт оказалась чуть медленнее в операциях последовательной записи, но результат все равно весьма хороший.


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 SSD Benchmark

Тест копирования - ISO

Мбайт/с
Больше - лучше

AS SSD Benchmark

Тест копирования - приложения

Мбайт/с
Больше - лучше

AS SSD Benchmark

Тест копирования - игры

Мбайт/с
Больше - лучше

По копированию данных Samsung SSD 850 PRO тоже выходит в лидеры. Накопители Samsung SSD 840 EVO и Toshiba Q вряд ли имеет смысл сравнивать напрямую, так как они не всегда показывают максимальную производительность. Накопителю Samsung SSD 840 EVO достичь высокой производительности помогает SLC-кэш, у Toshiba Q мы получаем максимальную производительность, пока половина накопителя не заполнится.


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

Общая производительность

Баллы
Больше - лучше

PCMark 7

Storage

Баллы
Больше - лучше

PCMark 7

Lightweight

Баллы
Больше - лучше

PCMark 7

Productivity

Баллы
Больше - лучше

PCMark 7

Entertainment

Баллы
Больше - лучше

PCMark 7

Creativity

Баллы
Больше - лучше

PCMark 7

Computation

Баллы
Больше - лучше

Samsung SSD 850 PRO обеспечивает отличную производительность в повседневных приложениях.


Если вам нужен самый быстрый SATA SSD, то сегодня им стал SSD 850 PRO от Samsung. Производительность находится на высоком уровне, даже "младшая" 128-Гбайт модель показывает себя с лучшей стороны. Для увеличения производительности SSD 850 PRO Samsung не стала прибегать к таким трюкам, как SLC-кэш или пвседо-SLC режим, накопитель сам по себе обеспечивает высокую пропускную способность.

Samsung SSD 850 PRO – новый high-end накопитель

Причина роста производительности связана, в том числе, и с новой памятью 3D V-NAND, SSD 850 PRO стал первым твердотельным накопителем в потребительском сегменте с поддержкой такой памяти. Данный тип памяти сопровождается не только высокой производительность, но и высокой надёжностью: Samsung для Samsung SSD 850 PRO указывает нагрузку записи до 40 Гбайт в день.

Что касается надёжности и совместимости, то здесь по поводу Samsung SSD 850 PRO вряд ли возникнут опасения. Samsung использовала проверенный временем контроллер MEX, а также производит все компоненты самостоятельно. Кроме того, компания получает немалый опыт и от своего OEM-бизнеса. Samsung более чем уверена в качестве 850 PRO, поскольку даёт гарантию десять лет. В high-end сегменте SSD ранее была распространена гарантия пять лет.

Текущие цены
 Samsung SSD 850 PROCrucial M550Intel SSD 730 Series
128 GB 140 евро от 3,2 тыс. рублей
от 73,11 евро
-
256 GB 239 евро от 5,2 тыс. рублей
от 121,46 евро
от 7,6 тыс. рублей
от 166,94 евро
512 GB 469 евро от 11,1 тыс. рублей
от 221,26 евро
от 14,4 тыс. рублей
от 329 евро
1 TB 729 евро от 17,5 тыс. рублей
от 385,44 евро
-

Конечно, Samsung SSD 850 PRO не будет продаваться по ценам Crucial M550. Накопители должны выйти на рынок в середине июля, мы указали рекомендованную розничную цену. Она должна немного снизиться, но дешёвыми SSD Samsung 850 PRO всё равно не будут. Впрочем, в данном случае доплата показалась нам вполне справедливой, поскольку за дополнительную плату вы немало и получите. Samsung SSD 850 PRO получает наши рекомендации в полной мере.

Преимущества Samsung SSD 850 PRO:

Недостатки  Samsung SSD 850 PRO: