В этом году Samsung уже представила новые SSD 850 PRO, которые опираются на новую технологию флэш-памяти 3D V-NAND. Напомним, что отдельные ячейки памяти не просто располагаются на плоскости кристалла, а находятся друг на друге в цилиндрах, то есть мы получаем трёхмерную структуру. Данная технология даёт ряд преимуществ, которые с появлением нового семейства Samsung 850 EVO распространяются и на сегмент начально уровня. В наших тестах мы посмотрим, как новые SSD Samsung покажут себя по сравнению с конкурентами.
Большая скорость, существенно большее время хранения данных и меньшая себестоимость. Похоже, что Samsung с памятью 3D V-NAND удалось вместе сочетать три этих противоречивых фактора. В наших тестах Samsung SSD 850 PRO оказался одним из самых быстрых SATA SSD, кроме того, он обладает существенно лучшей надёжностью, чем предшественник на памяти 2D MLC, но при этом не стоит дороже. Для потребительского рынка проблем с надёжностью SSD не возникает, да и по производительности вряд ли имеет смысл выжимать последние мегабайты в секунду. Но вот низкая цена является важным критерием.
Здесь технология 3D V-NAND тоже показывает себя с лучшей стороны, поскольку из-за расположения ячеек памяти в стеке площадь чипа используется более эффективно, на кристалле можно располагать больше ячеек памяти. На данный момент Samsung использует 3D-память с 32 слоями. Каждая ячейка у 850 EVO хранит три бита информации, то есть можно говорить о технологии 3D TLC. В случае 850 PRO используется память 3D MLC, а для предшественника 840 EVO Samsung использовала классическую память 2D TLC. Остальной набор функций был унаследован у предшественника, в том числе кэш TurboWrite, позволяющий на непродолжительное время ускорять SSD.
Технические спецификации приведены в следующей таблице:
| Производитель и модель | Samsung SSD 850 EVO Series 120 GB / 1 TB |
|---|---|
| Розничная цена | 120 GB: 92,99 евро 250 GB: 138,99 евро 500 GB: 249,99 евро 1 TB: 462,99 евро |
| Сайт производителя | www.samsung.com |
| Технические спецификации | |
| Форм-фактор | 2,5" |
| Ёмкость (информация производителя) | 120 GB / 1 TB |
| Ёмкость (после форматирования) | 112 / 932 GiB |
| Другие варианты ёмкости | 120, 250, 500 GB, 1 TB |
| Кэш-память | 120 GB: 256 MB (LPDDR2) 250, 500 GB: 512 MB (LPDDR2) 1 TB: 1 GB (LPDDR2) |
| Контроллер | 120, 250, 500 GB: Samsung MGX 1 TB: Samsung MEX |
| Чипы памяти | Samsung 3D V-NAND (3 Bit, 32 Layer) |
| Скорость чтения (информация производителя) | 540 Мбайт/с (все варианты ёмкости) |
| Скорость записи (информация производителя) | 520 Мбайт/с (все варианты ёмкости) |
| Гарантия производителя | Пять лет |
| Комплект поставки | - |
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.
| С кэшем | Без кэша | |||
|---|---|---|---|---|
| Ёмкость | 120 GB | 1 TB | 120 GB | 1 TB |
| Последовательная скорость записи (Мбайт/с) | 425,78 | 456,03 | 144,49 | 456,61 |
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:
| С кэшем | Без кэша | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ёмкость (Гбайт) | 120 | 250 | 500 | 1 TB | 120 | 250 | 500 | 1 TB |
| Последовательная скорость записи (Мбайт/с) | 520 | 520 | 520 | 520 | 150 | 300 | 500 | 520 |
| Случайные операции 4K QD32 (IOPS) | 88k | 88k | 90k | 90k | 38k | 70k | 80k | 80k |
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.
Аппаратное обеспечение
- ASRock Z97 Extreme6 (BIOS 1.30)
- Intel Core i5-4570, 4x 3,20 ГГц
- 2x 4 Гбайт Kingston DDR3-1333
- NVIDIA GeForce 580 GTX
- Corsair Force LS (системный)
Программное обеспечение
- Microsoft Windows 8.1 Professional 64-Bit
- AS SSD Benchmark 1.7.4739.38088 (Скачать)
- Iometer 1.1.0 (Скачать)
- Futuremark PCMark 8 v2.0.228 (Скачать)
Прочие настройки и примечания
Если не указано иное, все накопители тестировались на портах SATA 6 Гбит/с чипсета Z97. 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.
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)
Iometer
Запись блоками 4K (QD 1)
Iometer
Чтение блоками 4K (QD 3)
Iometer
Запись блоками 4K (QD 3)
Iometer
Чтение блоками 4K (QD 32)
Iometer
Запись блоками 4K (QD 32)
Iometer
Последовательное чтение (QD 1)
Iometer
Последовательная запись (QD 1)
В данном тесте мы столкнулись с очень низкой производительностью последовательной записи 120-Гбайт версии 850 EVO. Причина кроется в кэше TurboWrite, который знаком нам ещё по 840 EVO: когда несколько гигабайт кэша заполняются, последовательная скорость записи существенно падает. У "младшей" версии накопителя падение оказывается более существенным, чем у 1-Тайт SSD, где разница с кэшем и без него невелика.
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)
AS SSD Benchmark
Запись блоками 4K (QD 1)
AS SSD Benchmark
Чтение блоками 4K (QD 64)
AS SSD Benchmark
Запись блоками 4K (QD 64)
AS SSD Benchmark
Последовательное чтение (QD 1)
AS SSD Benchmark
Последовательная запись (QD 1)
В тесте AS SSD накопитель Samsung SSD 850 EVO показал, в целом, хороший уровень 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 SSD Benchmark
Тест копирования - ISO
AS SSD Benchmark
Тест копирования - приложения
AS SSD Benchmark
Тест копирования - игры
При копировании данных Samsung SSD 850 EVO показал скорость выше среднего. На результаты 120-Гбайт модели влияет наличие кэша TurboWrite.
Синтетические тесты представляют собой экстремальные случаи. В повседневных условиях компьютер использует разные паттерны доступа, от небольших блоков данных до крупных последовательных передач. Мы симулировали подобную нагрузку с помощью записи паттерна во время использования системы. Мы записывали паттерн во время прогона тестового пакета PCMark 8, который включает в себя несколько приложений, каждое считывает и записывает определенное количество данных, как можно видеть по следующей таблице. Тестовые данные не являются сжимаемыми.
| Профиль приложения | Всего считано | Всего записано |
|---|---|---|
| Adobe Photoshop light | 313 MB | 2336 MB |
| Adobe Photoshop heavy | 468 MB | 5640 MB |
| Adobe Illustrator | 373 MB | 89 MB |
| Adobe InDesign | 401 MB | 624 MB |
| Adobe After Effects | 311 MB | 16 MB |
| Microsoft Word | 107 MB | 95 MB |
| Microsoft Excel | 73 MB | 15 MB |
| Microsoft PowerPoint | 83 MB | 21 MB |
| World of Warcraft | 390 MB | 5 MB |
| Battlefield 3 | 887 MB | 28 MB |
В отличие от предыдущего теста Futuremark PCMark 7 в новой версии было удалено сжатие во время бездействия (idle time compression), поэтому паттерн лучше соответствует реальным приложениям. Раньше мы публиковали результат PCMark в виде баллов, теперь мы перейдём к теоретической пропускной способности. Она рассчитывается путём деления объёма считанных и записанных данных (см. таблицу) на время обработки запросов. Более высокая пропускная способность означает, что время ожидания накопителя будет меньше, время отклика приложения тоже сокращается.
Futuremark PCMark 8
Storage - Общая производительность
Повседневная производительность Samsung 850 EVO оказывается очень хорошей, "старшая" модель уступает только (старому) Samsung 840 PRO и двум накопителям PCI Express. "Младшая" модель тоже показывает достойное место в рейтинге.
На предыдущем графике приводится пропускная способность накопителей при выполнении тестового прогона, состоящего из отдельных приложений. Мы продолжаем с двумя игровыми тестами, начиная со входа в игру, считывания сейва в Battlefield 3 и заканчивая игровым процессом.
Futuremark PCMark 8
Storage - Battlefield 3
Futuremark PCMark 8
Storage - World of Warcraft
Чтобы протестировать производительность накопителей в офисных приложениях, мы использовали PowerPoint, Excel и Word из пакета Microsoft Office. В данном случае открывался документ, редактировался, сохранялся, после чего приложение закрывалось.
Futuremark PCMark 8
Storage - Microsoft Powerpoint
Futuremark PCMark 8
Storage - Microsoft Excel
Futuremark PCMark 8
Storage - Microsoft Word
Офисные приложения не так требовательны к подсистеме хранения, чего не скажешь о программах Adobe. В частности, в тесте "Adobe Photoshop (Heavy)" записываются большие объёмы данных, открывается файл PSD, редактируется и сохраняется в разных форматах.
Futuremark PCMark 8
Storage - Adobe After Effects
Futuremark PCMark 8
Storage - Adobe Indesign
Futuremark PCMark 8
Storage - Adobe Illustrator
Futuremark PCMark 8
Storage - Adobe Photoshop (heavy)
Futuremark PCMark 8
Storage - Adobe Photoshop (light)
В отдельных тестовых дисциплинах мы получаем очень хорошие результаты, только в профиле Photoshop (heavy) "младшая" модель немного сдаёт позиции. Скорее всего, кэш TurboWrite заполняется, поэтому мы получаем падение последовательной производительности записи.
Тест PCMark 8 "Expanded Storage" состоит из двух частей, "Consistency test" (теста целостности) и "Adaptivity test" (теста адаптивности). Последний показывает, насколько хорошо подсистема хранения может адаптироваться к определенной нагрузке. Для нас интересен первый тест, показывающий потери производительности накопителя. Раньше мы для той же цели использовали стрессовую нагрузку HDTach и Iometer: мы измеряли последовательную производительность в новом состоянии SSD, затем накладывали экстремальную нагрузку Iometer, после чего производительность многих накопителей падала на 50% или даже сильнее. Данный тест позволяет оценить производительность в ситуации худшего случая.
Процедура PCMark 8 намного ближе к повседневным условиям: на первой фазе ёмкость накопителя заполняется два раза, второй проход гарантирует, что заполняется память, недоступная пользователю. На второй фазе (Degrade) накопитель восемь раз нагружается операциями случайной записи, первый проход занимает 10 минут, каждый последующий проход выполняется на пять минут дольше. После каждого прохода измеряется производительность. На третьей фазе (Steady State) выполняются ещё пять прогонов вместо 45-минутного прогона, параллельно измеряется производительность. На последней фазе (Recovery) измеряется производительность после периода бездействия в пять минут. Данное измерение повторяется пять раз, включая период бездействия, чтобы дать накопителю возможность восстановиться.
Следующие два графика показывают задержки доступа чтения или записи на разных фазах тестируемых накопителей. Мы не стали проводить большое количество тестов, а выбрали профиль "Photoshop Heavy", где считывается 468 Мбайт и записывается 5640 Мбайт. Конечно, и данный тест, и наши предыдущие тесты с HDTach и Iometer по-своему интересны, но для повседневных условий работы приведенные здесь результаты всё же более актуальны.
На следующей диаграмме показана пропускная способность, которую мы измеряли на предыдущих двух страницах. Она как раз высчитывалась во всех профилях.
К сожалению, Samsung не предоставила нам 250-Гбайт версию 850 EVO, поэтому сравнение с другими накопителями весьма ограниченное. По сравнению с 850 PRO линейка EVO показала намного худшие результаты, что можно было ожидать из-за трёхбитной памяти вместо двухбитной. По сравнению с Crucial MX100 оба варианта в любом состоянии показали меньшую задержку чтения, задержка при записи зависела от ёмкости, она была больше (120 Гбайт) или меньше (1 Тбайт). 500-Гбайт модель 850 EVO должна выступать где-то на уровне Crucial MX100. По теоретической скорости передачи, которая соответствует повседневной производительности, оба варианта 850 EVO показали очень приличный результат, сравнимый с Crucial MX100.
Накопитель MX100 от Crucial оказался весьма интересным сюрпризом на рынке, он сочетает хорошую производительность и великолепную цену, и пока что достойно конкурировать с ним не смог никто. Сможет ли с этим справиться линейка Samsung 850 EVO?
Сравнение двух накопителей интересно само по себе, поскольку они опираются на совершенно разные технологии: Crucial опирается на 2D MLC, Samsung – на 3D TLC. Конечно, технология влияет и на надёжность накопителя. Crucial указывает для всех вариантов ёмкости расчетную нагрузку записи (TBW) 72 Тбайт, Samsung для 850 EVO - 75 Тбайт для двух "младших" накопителей (120/250 Гбайт) и 150 Тбайт для двух "старших" (500 Гбайт/ 1 Тбайт). Так что Samsung считает свои модели более надёжными, хотя на практике подобная разница вряд ли имеет значение: в повседневных сценариях использования подобный объём вряд ли будет вообще записан на протяжении срока жизни SSD.
Не менее интересна и производительность, здесь мы наблюдаем два разных подхода. Samsung использовала дополнительный уровень кэша в виде TurboWrite, то есть специальную область в памяти ёмкостью от 3 до 12 Гбайт (в зависимости от ёмкости SSD), которая адресуется в режиме псевдо-SLC и позволяет SSD выдать очень высокий уровень производительности записи – пока кэш не заполнится. Затем данные будут перемещены в менее скоростную память TLC. Но ёмкость кэша TurboWrite оказывается достаточной, чтобы справиться с повседневной нагрузкой. Crucial подобной технологии не использует, но производительность SSD этой компании ненамного ниже, по крайней мере, это касается больших вариантов ёмкости. Чем меньше ёмкость SSD Samsung, тем больше выигрывает 850 EVO от кэша TurboWrite, обходя накопители Crucial MX100 такой же ёмкости.
| Samsung 850 EVO | Samsung 840 EVO | Crucial MX 100 | |
|---|---|---|---|
| 120 GB | 94 евро | 5,2 тыс. рублей 66,85 евро |
4,4 тыс. рублей 59,33 евро |
| 250 GB | 139 евро | 8,2 тыс. рублей 108,38 евро |
6,7 тыс. рублей 92,73 евро |
| 500 GB | 245 евро | 14,6 тыс. рублей 195,01 евро |
13,0 тыс. рублей 180,85 евро |
| 1 TB | 442 евро | 26,1 тыс. рублей 349,00 евро |
Н/Д |
Конечно, интересно сравнивать не только производительность, но и цены. К сожалению, линейка Samsung SSD 850 EVO ещё не появилась в России, поэтому мы будем опираться на европейские цены. В ближайшие недели цены в Европе должны снизиться, по мере насыщения рынка новыми моделями. Но предсказать точные цены мы не можем. Накопители 850 EVO опираются на более современную память и оказываются чуть быстрее линейки Crucial MX 100, но и цена намного выше. При подобной разнице в цене семейство 850 EVO теряет свою привлекательность, поскольку обычные пользователи вряд ли выиграют от инноваций 850 EVO, хотя пять лет гарантии Samsung вместо трёх имеют значение.
В ёмкостях 120 Гбайт и, возможно, 250 Гбайт линейка Samsung SSD 850 EVO оказывается весьма интересной из-за технологии TurboWrite. Модели с большей ёмкостью уже менее привлекательны – здесь вопрос персональных предпочтений и цены. Но Samsung предлагает максимальную ёмкость 1 Тбайт, а самый ёмкий MX100 можно купить только на 512 Гбайт. Здесь выбор очевиден.
Официальное объявление Samsung SSD 850 EVO состоялось сегодня, в следующем году появятся варианты с интерфейсами mSATA и M.2.
Преимущества Samsung SSD 850 EVO:
- Кэш TurboWrite ускоряет накопители, особенно "младшие" модели
- Поддерживает Microsoft eDrive (шифрование)
- Очень хорошая повседневная производительность
- Гарантия пять лет
Недостатки Samsung SSD 850 EVO:
- Потеря производительности под экстремальными нагрузками