Тест и обзор: Samsung SSD 850 EVO 120 GB и 1 TB с памятью 3D V-NAND

Страница 2: Samsung SSD 850 EVO | В деталях

Основной инновацией Samsung в накопителях 850 PRO/EVO является память 3D V-NAND. Но какое отношение 2D или 3D имеют к флэш-памяти? Дело в том, что у обычной флэш-памяти (2D) ячейки имеют "плоскую" структуру, они располагаются в одной плоскости. Если требуется большая ёмкость, то придётся либо уменьшать техпроцесс, либо увеличивать площадь чипа. Обе меры связаны со значительными затратами, а уменьшение техпроцесса рано или поздно приведёт к физическим ограничениям, поскольку ячейки будут столь близко располагаться друг к другу, что между ними начнется взаимодействие. Конечно, можно создать стек из нескольких 2D-кристаллов в одной упаковке, но и здесь можно быстро упереться в пределы возможного.

Подход к 3D-памяти совершенно иной. Здесь можно привести аналогию из жизни: в городе вместо одноэтажных домов разумно строить многоэтажки или даже небоскрёбы. Можно представить одну ячейку памяти в виде цилиндра, внешняя окружность является управляющим затвором, внутри от неё находится слой изолятора – в нём хранятся электроны, следовательно, информация. По центру цилиндра располагается канал из поликристаллического кремния. На иллюстрации выше (источник: Samsung) видна разница между 2D- и 3D-структурами.

На данный момент Samsung использует кристаллы с 32 слоями в стеке, а к 2017 году по прогнозам число слоев может увеличиться до 100. Технология производства Samsung по изготовлению памяти 3D V-NAND состоит из нескольких шагов, причём техпроцесс сравнительно старый. Например, память в 850 PRO производится по 40-нм техпроцессу. Но даже при таком техпроцессе Samsung смогла получить более высокую плотность хранения данных по сравнению с 1x-нм памятью 2D, показанной на примере выше (источник: Samsung).

В накопителе используется знакомая по 840 EVO технология TurboWrite. У данной технологии небольшая часть памяти выделяется под хранение одного бита на ячейку, а не трёх. Программирование 1-битовых ячеек выполняется быстрее, поэтому производительность записи будет выше. В данную область TurboWrite кэшируются все операции записи накопителя.

Из кэша данные переносятся в память TLC (3 бита на ячейку), кэш TurboWrite вновь готов получать новые данные. Кэш TurboWrite накопителя Samsung 850 EVO хорошо помогает, прежде всего, накопителям с меньшей ёмкостью, он положительно сказывается на последовательной скорости записи, как видно по таблице ниже.

В колонке "с кэшем" наш тест Iometer записал данные за пять секунд, "без кэша" ему потребовалось 60 секунд, скорость определяется по последним пяти секундам. Как можно видеть, 120-Гбайт и 1-Тбайт накопители дают одинаковую скорость записи при использовании кэша TurboWrite. Если кэш 120-Гбайт модели заполняется, то скорость записи существенно снижается. Но у 1-Тбайт накопителя разница невелика. Сама Samsung указывает следующую производительность с кэшем и без него:

Кэш TurboWrite является весьма полезным средством повышения производительности, но у него есть единственное ограничение эффективности – объём кэша. У "младшего" накопителя объём составляет 3 Гбайт, у "старших" моделей – от 6 до 12 Гбайт, но для ускорения повседневных нагрузок подобной ёмкости будет вполне достаточно.

Samsung дополняет линейку SSD 850 EVO улучшенной версией так называемого режима RAPID. В оперативной памяти компьютера с помощью программного обеспечения создаётся ещё один уровень кэширования. Наши предыдущие наблюдения показали сомнительность подобного решения, в тестах AS SSD или CrystalDiskMark выигрыш был заметен, но в повседневных сценариях мы не получали преимущества. Мы хотели протестировать новый режим RAPID, но наша система не смогла запуститься после активации RAPID. Для теста мы получили только бета-версию Samsung SSD Magician, поэтому существование подобных проблем совместимости вполне допустимо. Мы сообщили о нашей проблеме Samsung.