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性能再提升:三星980PRO 2TB散热片版评测

2022-01-10 12:26:51来源:中存储
导读: 三星ssd 980PRO散热片版就是因PS5的M.2 SSD扩展而生,当然它也同样适用于台式电脑以及一些高端游戏本。

习惯了三星黑色调包装盒,第一次看到980PRO散热片版后感觉眼前一亮:这个配色跟索尼PS5外包装简直太像了。在某种意义上来说,980PRO散热片版就是因PS5的M.2 SSD扩展而生,当然它也同样适用于台式电脑以及一些高端游戏本。

性能再提升:三星980PRO 2TB散热片版评测

红色方块曾是SATA时代PRO系列高端产品的标志性元素,再次出现在了三星980PRO散热片上。

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配备散热器的三星980PRO尺寸为80 x 24 x 8.6毫米,符合索尼PS5对M.2 SSD总厚度不超过11.25毫米的限制,同时也满足PCI-SIG D8规格中厚度不超过8.8毫米的要求。

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拆解散热片需要使用1.5mm规格的五角星螺丝刀。需要注意的是拆卸散热片会令SSD失去保修,不建议玩家尝试。

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拆卸散热片后可以看到,三星在主控、闪存、DRAM缓存以及电源管理芯片上方都布置了独立的导热垫。在靠近M.2接口的位置还有平衡垫高处理,确保了所有导热垫都能和芯片紧密接触。ELPIS主控依然使用镀镍处理,能够增强散热能力。

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PCB背面的铜箔复合标签被取消,取而代之的是更加高效的一体式导热垫。对于主控后方的位置则使用绝热材料垫平。在NVMe固态硬盘当中,主控是主要发热源,而闪存是耐温相对较低的元件,尽量隔绝二者之间的热量传输通道,对于延长SSD全速工作时间可以起到积极的作用。

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下图是普通版980PRO背面的照片,可以看到复合散热标签同样主动避开了主控后方位置。这是一种科学而有效的特殊设计。

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测试平台及信息识别

测试平台:

CPU:AMD Ryzen 7 5800X(开启PBO)

主板:AMD X570

内存:DDR4 3000 8GB*2

硬盘:浦科特M6Pro 128GB(系统盘)

三星980PRO with Heatsink

系统:Windows 11

驱动:系统默认stornvme

CrystalDiskInfo能够识别NVMe固态硬盘的传输模式和标准SMART健康信息,但对于APST节能、Maximum Payload Size这类信息则需要使用smartmontools和HWiNFO64进行识别。

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我们测试的这款980PRO散热片版2021年11月出厂,搭载3B2QGXA7固件,近期三星为980PRO提供了4B2QGXA7更新,可以通过三星魔术师管理软件进行升级。我们将在下面的测试中对比两版固件之间的变化。

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基准测试:

基准测试1:理论带宽测试

理论带宽测试的目的是为了快速验证固态硬盘是否能达到它标称的性能指标,这里使用CrystalDiskMark 6.0.2,将顺序读写测试改为队列深度128,随机读写测试改为16个测试线程,队列深度32。三星980PRO with Heatsink 2TB的实测顺序读写性能为7000.2/5232.4 MB/s,4K随机读写4339.8/4428.8 MB/s,可换算为1084950/1107200 IOPS,均达到并超过标称值。

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对比3B2QGXA7和4B2QGXA7两版固件可以发现,新固件的顺序读取速度略有下滑,但4K随机读写IOPS得到显著增强。

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基准测试2:PCMark10完整系统盘基准测试

PCMark 10完整系统盘基准针对当代最新固态硬盘的广泛测试,涵盖了系统开机启动、Adobe设计套件应用、Office办公套件应用、图片/ISO文件拷贝复制、多个游戏加载过程等测试内容。测试需要至少80GB的硬盘空间,单次测试产生的写入量达到204GB,复杂度超过了PCMark 8存储测试。

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通过对比来看,4B2QGXA7的综合性能更强。导出并分析PCMark 10完整系统盘基准测试成绩,新固件在开启软件时响应速度更快:

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基准测试3:节能和待机温度测试

这个测试将分为默认有散热片和拆卸散热片后两种情况进行,并加入APST自动电源管理和ASPM节能影响测试。

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以下测试均在在室温25度条件下进行。三星980PRO散热片板可以提供两个温度读数,默认显示的综合温度比较接近闪存温度,需要通过HWiNFO64或其他测试软件检测的温度2则是主控温度。

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在带有散热片的情况下,三星980PRO散热片板无论是否开启节能特性,待机温度都很低,说明主控发热量控制出色。在关闭节能特性的情况下,散热片可以为SSD主控降温11度左右。

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在开启节能的条件下,PCMark 10完整系统盘基准测试成绩未有明显变化,说明主控在进出各种电源状态时的效率很高,开启节能后对使用性能影响较小。

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进阶测试:

进阶测试项目1:温度压力测试

温度压力测试是在关闭所有节能特性、25度室温的条件下进行,同样是分为有/无散热片进行测试。首先来看拆除散热片后的三星980PRO with Heatsink:满载测试开始仅6秒,主控温度达到70度,随即开始出现限速动作。整个测试过程中主控温度最高达到94度,而闪存温度仅有62度。主控温度限制了性能的进一步发挥。

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接下来是默认带有散热片的三星980PRO with Heatsink:依然是主控过热诱发限速,不过这一次速度控制更加平滑,一直到140秒之后主控温度达到70度,方才有比较明显的限速动作。满载测试持续进行了20分钟,读取速度依然保持在5200MB/s左右,相比无散热片的情况,性能得到了更多地释放。

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进阶测试项目2:SLC缓存测试

三星980PRO使用了全新的TurboWrite 2.0智能SLC缓存算法,可用写入缓存容量相比过去提升5倍。HDTune文件基准提供了一个SLC缓存容量的简易测定方法,确认了空盘状态下980PRO 2TB散热片版拥有大约225GB的写入缓存。由于测试方法的原因,HDTune文件基准测得的读写速度可能与理论最大带宽有一定差距(队列深度不够)。

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利用IOMeter向盘内填充932GB的不可压缩数据后,HDTune文件基准测试显示,三星980PRO 2TB散热片版依然具备大约225GB的写入缓存。

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CrystalDiskMark半盘测试结果同空盘时相比基本不变:

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PCMark 10完整系统盘基准测试的成绩有小幅下滑,这和动态SLC缓存算法有关。SLC缓存能够快速吸纳新写入的数据,但需要在合适的时机再将释放为TLC形态。出于磨损均衡和写入放大率等方面的考虑,SSD通常不会在空闲时立刻释放全部SLC缓存,这就使得在3DMark 10完整系统盘测试这类单次写入数据量较大的测试当中,有可能会出现需要半途强制释放缓存的情况,从而影响到最终的测试成绩。

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我们通过YK003C USB测试仪和雷电3移动硬盘盒测量三星980PRO散热片版的实时功耗,以便分析不同状态下SSD的内部工作情况。

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首先是向雷电3硬盘盒当中的三星980PRO散热片版 2TB拷贝了一个30GB大小的文件,YK003C的监测表明,三星980PRO散热片版在处理完SLC写入之后并没有释放缓存的动作(若干次小幅功耗波动是Windows写入缓存【基于DRAM】的小量写入造成)。功耗很快就恢复至空闲状态的1.88瓦左右。于是我们又进行了一次300GB范围的HDTune文件基准测试:结果显示当前可用SLC容量相比空盘时减少了30GB,证实了缓存未在空闲时自动释放。

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分析不同测试阶段的功耗信息:HDTune写入测试过程,在SLC缓存内时功耗约为5.56瓦。

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HDTune文件写入过程,超出SLC缓存外的TLC直写阶段,功耗提升至6.89瓦:

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HDTune文件读取过程,在SLC缓存内功耗约为5.17瓦:

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HDTune文件读取过程,在TLC范围内功耗约为5.59瓦

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在持续时间较短的4K随机测试结束后,三星980PRO散热片版 2TB的功耗并没有立刻恢复到空闲待机水平,而是在5.21瓦左右维持了大约110秒。这个时候主控正在悄悄执行SLC缓存释放等后台任务。

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在三星980PRO散热片版的功耗读数再次恢复至1.89瓦空闲水平之后,重复运行HDTune文件基准,可以看到SLC缓存的容量已经恢复满了:

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简单总结一下,三星TurboWrite 2.0的智能缓存技术不会无条件地执行空闲缓存释放,而是选择在条件允许的情况下继续让新近写入的数据依旧保持在SLC状态。这样如果程序再次读取这部分数据,就能够获得性能加成。延缓释放并不是懒惰消极,而是由主控根据盘内闪存空间使用情况择机进行缓存释放,或者在缓存一次性用满之后,一遇空闲即刻释放。对于家用电脑系统盘读多写少的使用环境,延缓释放策略有利于降低写入放率,减少闪存磨损,总体来看利大于弊。

进阶测试项目3:PCMARK 10盘性能一致性测试(稳定态家用环境性能)

盘性能一致性测试是PCMark 10中一个仅针对专业用户的极苛刻测试,相当于PCMark 8中的扩展存储测试,只是不需要删除分区进行。该测试会对固态硬盘产生大量写入,最小23TB,最大可达到SSD容量的三倍,所以只有耐久度指标较高的高端固态硬盘才会进行这项测试。

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从测试来看,最近的4B2QGXA7固件还改进了重负载使用条件下的性能。

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总结:

普通版本的三星980PRO本身就具备非常优秀的发热控制能力,拥有镀镍主控、包含铜箔层的复合散热标签等高效散热设计。三星980PRO散热片版则进一步增强了在重负载使用条件下的性能表现,适用于台式机、PS5主机以及有充足安装空间的个别笔记本电脑使用。

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