Kai perteklinė sparta leidžia nesidairyti į kompromisus: 960 EVO ir 960 Pro iš „Samsung“

„Samsung 960-oji“ šeima iš arčiau

Apie šiandien mūsų testuojamos produkcijos dėžutes ir joje randamus priedus nėra tikslo daugžodžiauti – nieko per daug išskirtinio, jei šį aspektą lyginsime su „Plextor M8PeY“. 960 EVO ir 960 Pro įpakavimai kur kas labiau panašūs už 950 EVO/Pro. Pagrindinis skiriamasis bruožas – kitokios spalvos juosta iš abiejų dėžutės pusių. „Samsung“ 960 Pro įvardija, kaip „sekančios kartos profesionalaus lygio spartą ir ištvermę“, kai 960 Pro apdovanotas mažiaus saldžiais žodžiais – tiesiog „atrask naujos kartos spartą“. Gamintojas dešiniajame viršutiniame kampe nurodo SSD kaupiklių talpą, o kitoje pusėje – suteikiamo garantinio aptarnavimo trukmę. Kiekvienam į plastikinį dėkliuką paguldytum kaupikliui priklauso daili knygutė – gidas.

 

960 EVO naudoja trečios kartos 48 sluoksnių TLC V-NAND atmintį, kurios gamybos kaštai yra gerokai mažesni už tiek pat sluoksnių turinčius MLC V-NAND lustus, sutinkamus 960 Pro serijos kaupikliuose. Skirtingai nei 250 TB modelis, abu didžiausios talpos 960 EVO naudoja ne 128 Gbit, o 256 Gbit talpos šerdis, tačiau tik stambiausias modelis pasižymi dvigubai didesniu šerdžių skaičiumi – 16 vietoje 8. Nepaisant talpos dizaino skirtumų visa trijulė ant montažinės plokštės turi po 2 NAND lustus.

Samsung 960 EVO talpos konfigūracijos
Talpa	250 GB	500 GB	1 TB
NAND lustų skaičius	2
Šerdžių skaičius	8		16
Šerdies talpa	128 Gbit	256 Gbit

Maža smulkmena ta, kad 960 Pro savininkas gauna šiek tiek daugiau naudojamos vietos. Nors daugelyje katalogų 960 Pro nurodomi kaip 1 TB ir 2 TB kaupikliai, reali talpa (po formatavimo) siekia 1024 GB ir 2048 GB. Visų trijų talpų kaupikliai ant montažinės plokštės turi po 4 NAND lustus. Talpos skirtumus apsprendžia tik lustuose esantis šerdžių skaičius, nes kiekvienos talpa identiška – 256 Gbit. Vietos taupymo ant montažinės plokštės sumetimais (tam, kad 4 NAND lustai tilptų vienoje 80 mm ilgio montažinės plokštės pusėje) „Samsung“ turėjo integruoti DRAM atmintį į V-NAND atmintį, o 2 TB modelyje dalis spartinančiosios atminties „pakišta“ po valdikliu. „Samsung“ informuoja, kad tai pirmasis kartas, kada jų „Package on Package“ gamybos metodas buvo panaudotas „consumer“ klasės produkte, tačiau pamiršo, kad PoP jau anksčiau buvo panaudotas mažesnės talpos 750 EVO kaupikliuose.

960 Pro (viršuje) ir 960 EVO (apačioje)

 

„Nuogas“ 960 EVO (kairėje) ir „nuogas“ 960 Pro (dešinėje)

Tiek 960 EVO, tiek 960 Pro dalinasi tuo pačiu bendru aštuonių kanalų „Polaris“ valdikliu. Galima tik taktinio dažnio variacija, tačiau „Samsung“ tokios informacijos patvirtinusi nėra. Tai penkis ARM branduolius turintis valdiklis, kurio keturi branduoliai skirti celių valdymui, o penktasis optimizuoja darbą tarp pačio valdiklio ir kompiuterio „host“ adapterio. Lyginant su tribranduoliu UBX valdikliu, kuris buvo integruojamas į 950 Pro, tai yra nemažas atnaujinimas.

Samsung 960 Pro talpos konfigūracijos
Talpa	512 GB	1024 GB	2048 GB
NAND lustų skaičius	4
Šerdžių skaičius	4	8	16
Šerdies talpa	256 Gbit

Vis tik atskira 1866 MHz LPDDR3 mikroschema ant 960 EVO montažinių plokščių nėra esminis skirtumas tarp šios ir 960 Pro serijų. Pastaroji neturi rašymo operacijas pagreitinančios pseudo-SLC kešavimo technologijos – visa informacija keliauja tiesiai į MLC celes. Senesnės kartos 850 EVO kaupikliuose esanti „TurboWrite“ kešavimo sistema 960 EVO kaupikliuose buvo pervadinta į „Intelligent TurboWrite“. Tai galima susieti su pakitusia pačia kešavimo sistema, kuri dabar sudaryta ne tik iš statinės, bet ir dinaminės dalies. Priklausomai nuo kaupiklio talpos, statinis kešas siekia 4, 5 arba 6 GB, o dinaminis jau priklauso nuo to, kiek vartotojas SSD kaupiklyje palieka laisvos vietos. Maksimalus jo kiekis mažiausiai talpiame 960 EVO – 9 GB, vidutinės talpos – 17 GB, stambiausiame 1 TB modelyje – 36 GB. 960 EVO modeliai tarp savęs skiriasi ne tik pSLC kešo dydžiu, bet ir įrašymo greičiu, kuomet buferis išsenka. Labiausiai dėl to nukenčia 250 GB variantas, kuris priverstas sumažinti linijinę spartą nuo 1500 MB/s iki 300 MB/s. 500 GB modelio praradimas taip pat siekia 1200 MB/s, tačiau kaupiklis gali pasiekti teorinę SATA sąsajai būdingą 600 MB/s spartą. Talpiausio modelio praradimai siekia tik 700 MB/s – jis tebesiūlo labai solidžius 1200 MB/s.

Samsung 960 EVO šeimos specifikacijos
Talpa	250 GB	500 GB	1 TB
Valdiklis	Samsung Polaris
NAND atmintis	Samsung TLC V-NAND
Protokolas	NVMe 1.2
Sąsaja	PCIe 3.0 x4
Formatas	M.2 2280
Spartinančioji DRAM atmintis	512 MB		1024 MB
pSLC kešavimo sistema	+
pSLC kešo dydis	13 GB	22 GB	42 GB
Maksimalus linijinis skaitymas	3200 MB/s
Maksimalus linijinis rašymas	1500 MB/s	1800 MB/s	1900 MB/s
Maksimalus linijinis rašymas išsekus pSLC kešui	300 MB/s	600 MB/s	1200 MB/s
Maksimalus atsitiktinių 4 kb blokų skaitymas (QD=32)	330 000 IOPS		380 000 IOPS
Maksimalus atsitiktinių 4 kb blokų rašymas (QD=32)	300 000 IOPS	330 000 IOPS	360 000 IOPS
AES-256	+
Ištvermė	100 TB	200 TB	400 TB

Visi iki vieno gamintojai turi galvosūkį, kaip kuo ilgiau prailginti maksimalią NVMe kaupiklio spartą prieš jam perkaistant. Spėjome pamatyti jau skirtingus būdus: Ant „ADATA SX8000“ kaupiklio sumontuoto „Silicon Motion SM2260“ valdiklio paviršius buvo padengtas plonyčiu vario sluoksniu, o „Plextor M8PeY“ netgi turėjo itin masyvų radiatorių. „Samsung“ sprendimas dar kitoks. Siekdami neatimti iš kompaktiškų 960 EVO/Pro fizinio lygio suderinamumo su nešiojamais kompiuteriais, „Samsung“ ant kitos pusės PCB, nei yra „Polaris“ valdiklis, esančiame lipduke integravo ploną iš vario pagamintą filmutę. Pasak gamintojo, tai pagerina šilumos išsklaidymą net 30 %, nors didžioji dalis laurų, dėl didesnio atsparumo perkaitimui lyginant su pirmtakais, atitenka ne patobulintai „Dynamic Thermal Guard“ technologijai, o pagerinimams, susijusiems su energijos naudojimo efektyvumu. Palyginimui, 512 GB talpos 950 Pro maksimaliu greičiu galėjo vykdyti nuskaitymą 63 sekundes, rašymą – 65 sekundes. Identiškos talpos 960 Pro tų pačių atliekamų užduočių trukmė padidėja iki 95 ir 147 sekundžių. Prie net 2-3 kartus išaugusių duomenų apdorojimo prisidėjo ir didesni linijiniai greičiai.

 

Neišsekus kešui, rašymo spartos skirtumai tarp skirtingos talpos 960 EVO nėra dideli (kinta 1500 MB/s – 1900 MB/s ribose), tačiau 960 Pro modeliuose jie išvis neegzistuoja. Nepriklausomai nuo talpos, visi trys modeliai pasižymi 2100 MB/s siekiančia linijine rašymo sparta. Maksimali skaitymo sparta – 3500 MB/s – 300 MB/s didesnė už 960 EVO. Tarp savęs 960 Pro serijos nariai žymiau išsiskiria tik IOPS sparta: 1 TB ir 2 TB modeliai skaitant 4 KB blokus geba pasiekti 440 000 IOPS vietoje 330 000 IOPS, kurie būdingi 512 GB modeliui. Rašant tuos pačius blokus talpesnieji turi 30 000 IOPS pranašumą prieš tą patį 512 GB modelį. Sumažinus užklausų skaičių nuo 32 iki 1, IOPS palyginimas tarp 960 EVO ir 960 Pro nėra įmanomas, nes „Samsung“ nepateikia reikalingos informacijos apie EVO kaupiklius.

Tiek 960 EVO, tiek 960 Pro aparatiniu lygiu palaiko AES-256 šifravimą bei TCG Opal saugumo gaires, tačiau daugiau „neatitikimų“ randame vertindami SSD kaupiklių atsparumą duomenų kiekiams. Skirtumas tarp 1 TB modelių, kuriuos mes šiandien ir testuosime, siekia 400 TB. Savaime suprantama, tai padiktavo naudojamos V-NAND atminties tipo skirtumai. 960 EVO 3D TLC lustai linkę dėvėtis gerokai greičiau. Palyginus „Samsung“ 3D MLC (V-NAND) atmintį su konkurentų ištverme, pavyzdžiui 1 TB talpos „ADATA SX8000“, kuris naudoja „Micron“ pagamintus 3D MLC lustus, Pietų Korėjos gigantas turi 160 TB (800 TB vs 640 TB) siekiantį pranašumą. Tiesą pasakius, persvara, nors ir nedidelė, „Samsung“ pusėje atsiranda atlikus palyginimą ir su įprastais 15 nm „Toshiba“ 2D MLC NAND lustais, kurie buvo integruoti į „Plextor M8PeY“ kaupiklį. Sulig didėjančia talpa 960 EVO ištvermės lygis didėja geometrine progresija, tačiau tai nevyksta su 960 Pro kaupikliais. 2 TB modelis pasižymi „tik“ 1200 TB ištverme. Patys „Samsung“ nepateikia tikslaus paaiškinimo, kodėl 2 TB modelio ištvermė nepadvigubėjo (nepasiekė 1600 TB) lyginant su 1 TB variantu.

Samsung 960 Pro šeimos specifikacijos
Talpa	512 GB	1 TB	2 TB
Valdiklis	Samsung Polaris
NAND atmintis	Samsung MLC V-NAND
Protokolas	NVMe 1.2
Sąsaja	PCIe 3.0 x4
Formatas	M.2 2280
Spartinančioji DRAM atmintis	512 MB	1 GB	2 GB
pSLC kešavimo sistema	–
Maksimalus linijinis skaitymas	3500 MB/s
Maksimalus linijinis rašymas	2100 MB/s
Maksimalus atsitiktinių 4 kb blokų skaitymas (QD=1)	14 000 IOPS
Maksimalus atsitiktinių 4 kb blokų rašymas (QD=1)	50 000 IOPS
Maksimalus atsitiktinių 4 kb blokų skaitymas (QD=32)	330 000 IOPS	440 000 IOPS
Maksimalus atsitiktinių 4 kb blokų rašymas (QD=32)	330 000 IOPS	360 000 IOPS
AES-256	+
Ištvermė	400 TB	800 TB	1200 TB