Samsung SSD 970 PRO Testbericht

by Adam Armstrong on 24. April 2018

Samsung Electronics America, Inc. hat die dritte Generation seiner beliebten M.2 NVMe SSDs vorgestellt. Erneut kommen die leistungsstarke 970 PRO und die 970 EVO mit höherer Kapazität auf den Markt . Wie schon die Vorgängermodelle setzt die 970 neue Maßstäbe in Sachen Performance mit Lesegeschwindigkeiten von 3.5 GB/s, Schreibgeschwindigkeiten von 2.7 GB/s und bis zu 500 IOPS (Lesen und Schreiben). Diese Leistung ist ideal für ambitionierte Hobbyanwender und Technikbegeisterte sowie für alle, die mit 3D- und 4K-Grafik, High-End-Spielen und Datenanalyse arbeiten.

Das Samsung 970 PRO nutzt das 2-Bit-MLC-V-NAND des Unternehmens und ist mit dem brandneuen Phoenix-Controller ausgestattet. Der Controller trägt dazu bei, dass das Laufwerk Leistung und Zuverlässigkeit erreicht. Der Phoenix-Controller ist mit Nickel beschichtet, um die Wärme schneller abzuleiten. Diese V-NAND-Generation bietet außerdem fast 50 % mehr Ausdauer mit bis zu 1,200 TBW. Das Laufwerk wird sowohl mit einer Kapazität von 512 GB als auch mit 1 TB angeboten und sein kleiner M.2-Formfaktor bietet ihm viel Flexibilität hinsichtlich der Einsatzorte: Desktop, Notebooks, Ultrabooks usw.

Die Samsung SSD 970 PRO wird mit einer eingeschränkten 5-Jahres-Garantie geliefert und hat einen UVP von 329.99 $ für die 512 GB und 629.99 $ für die 1 TB.

Samsung SSD 970 PRO-Spezifikationen

Formfaktor	M.2 2280
Kapazität	512GB	1TB
Controller	Samsung Phoenix-Controller
NAND-	Flash-Speicher Samsung V-NAND 2bit MLC
Interface	PCIe-Gen 3.0×4, NVMe 1.3
Leistung
Sequenzielles Lesen	3,500MB / s
Sequenzielles Schreiben	2,300MB / s	2,700MB / s
Zufälliges Lesen von QD 32 Thread 4	370 Börsengänge	500K IOPS
Zufälliges Schreiben von QD 32 Thread 4	500K IOPS
Energieverbrauch
Leerlauf	30mW
Aktives Lesen	5.2mW
Aktives Schreiben	5.2mW	5.7mW
DEVSLP La.3-Modus	5mW
Zuverlässigkeit
Umgebungstemperaturbereich	0 ° C ° C bis 70
Nichtbetriebstemperatur	-45 85 ° C auf ° C
Luftfeuchtigkeit	5% bis 95%
Dämpfer	1,500 G (Schwerkraft), Dauer: 0.5 ms, 3 Achsen
Vibration	20~2,000Hz, 20G
MTBF	1.5 Millionen Stunden
Garantie	5 Jahre, begrenzt
Abmessungen	Max. 80.15 x Max. 22.15 x Max. 2.38 (mm)

Leistung

Testbed

Die in diesen Tests verwendete Testplattform ist ein Dell PowerEdge R740xd Server. Die SAS- und SATA-Performance wird über eine Dell H730P RAID-Karte in diesem Server gemessen. Um den Einfluss des RAID-Karten-Caches zu eliminieren, wird die Karte jedoch ausschließlich im HBA-Modus betrieben. NVMe wird nativ über eine M.2-zu-PCIe-Adapterkarte getestet. Die gewählte Methodik bildet den Workflow von Endbenutzern besser ab und bietet Konsistenz, Skalierbarkeit und Flexibilität in virtualisierten Servern. Ein besonderer Fokus liegt auf der Laufwerkslatenz über den gesamten Lastbereich, nicht nur bei minimaler Warteschlangenlänge (QD1). Dies ist notwendig, da viele gängige Benchmarks für Endverbraucher die Arbeitslastprofile von Endbenutzern nicht adäquat abbilden.

Houdini von SideFX

Der Houdini-Test wurde speziell zur Bewertung der Speicherleistung im Zusammenhang mit CGI-Rendering entwickelt. Als Testumgebung dient eine Variante des Dell PowerEdge R740xd -Servers, den wir auch im Labor verwenden, ausgestattet mit zwei Intel 6130-Prozessoren und 64 GB Arbeitsspeicher. In diesem Fall wurde Ubuntu Desktop (ubuntu-16.04.3-desktop-amd64) direkt auf dem System installiert. Die Benchmark-Leistung wird in Sekunden gemessen; je kürzer die Laufzeit, desto besser.

Die Maelstrom-Demo stellt einen Abschnitt der Rendering-Pipeline dar, der die Leistungsfähigkeiten des Speichers hervorhebt, indem er seine Fähigkeit demonstriert, die Auslagerungsdatei effektiv als eine Form von Erweiterungsspeicher zu nutzen. Der Test schreibt die Ergebnisdaten nicht aus und verarbeitet die Punkte nicht, um den Wandzeiteffekt der Latenzauswirkungen auf die zugrunde liegende Speicherkomponente zu isolieren. Der Test selbst besteht aus fünf Phasen, von denen wir drei im Rahmen des Benchmarks durchführen:

Lädt gepackte Punkte von der Festplatte. Dies ist die Zeit zum Lesen von der Festplatte. Hierbei handelt es sich um Single-Threaded, was den Gesamtdurchsatz einschränken kann.
Entpackt die Punkte in ein einzelnes flaches Array, damit sie verarbeitet werden können. Wenn die Punkte nicht von anderen Punkten abhängig sind, kann der Arbeitssatz so angepasst werden, dass er im Kern bleibt. Dieser Schritt ist multithreaded.
(Nicht ausführen) Verarbeiten Sie die Punkte.
Packt sie in Bucket-Blöcke um, die für die Speicherung auf der Festplatte geeignet sind. Dieser Schritt ist multithreaded.
(Nicht ausgeführt) Schreiben Sie die in Buckets unterteilten Blöcke zurück auf die Festplatte.

Betrachtet man die Leistung der Renderzeit (wobei weniger besser ist), hatte das Samsung 970 PRO mit 2,477.2 Sekunden die beste Nicht-Optane-Zeit.

SQL Server-Leistung

Wir verwenden eine schlanke virtualisierte SQL Server-Instanz, um angemessen darzustellen, was ein Anwendungsentwickler auf einer lokalen Workstation verwenden würde. Der Test ähnelt dem, den wir auf Speicher-Arrays und Unternehmenslaufwerken durchführen, wurde jedoch reduziert, um eine bessere Annäherung an das Verhalten des Endbenutzers zu erhalten. Der Workload basiert auf dem aktuellen Entwurf des Benchmark C (TPC-C) des Transaction Processing Performance Council, einem Online-Transaktionsverarbeitungs-Benchmark, der die Aktivitäten in komplexen Anwendungsumgebungen simuliert.

Die schlanke SQL Server-VM ist mit drei vDisks konfiguriert: 100-GB-Volume für den Start, ein 350-GB-Volume für die Datenbank und Protokolldateien und ein 150-GB-Volume für die Datenbanksicherung, die wir nach jedem Lauf wiederherstellen. Aus Sicht der Systemressourcen konfigurieren wir jede VM mit 16 vCPUs, 32 GB DRAM und nutzen den LSI Logic SAS SCSI-Controller. Dieser Test verwendet SQL Server 2014, das auf Windows Server 2012 R2-Gast-VMs ausgeführt wird, und wird durch Dells Benchmark Factory für Datenbanken belastet.

SQL Server-Testkonfiguration (pro VM)

Windows Server 2012 R2
Speicherbedarf: 600 GB zugewiesen, 500 GB genutzt
SQL Server 2014
- Datenbankgröße: Maßstab 1,500
- Virtuelle Client-Auslastung: 15,000
- RAM-Puffer: 24 GB
Testdauer: 3 Stunden
- 2.5 Stunden Vorkonditionierung
- 30-minütiger Probezeitraum

Bei der Betrachtung der SQL Server-Ausgabe landete das Samsung 970 PRO mit 3,158.5 TPS im oberen Mittelfeld, interessanterweise unter dem 970 EVO.

Bei der durchschnittlichen Latenz erreichte der 970 PRO eine Latenz von 6 ms und belegte damit den fünften Platz.

VDBench-Workload-Analyse

Auch für unsere VDBench-Tests ist zu beachten, dass wir das 512-GB-Sample des 970 PRO getestet haben, bei dem wir in der Vergangenheit bei Samsung festgestellt haben, dass die unteren Kapazitäten tendenziell nicht so gut abschneiden. Bei der Ransom 4K-Spitzenleseleistung erzielte der 970 PRO eine Spitzenleistung von 376 IOPS und eine Latenz von 338 μs und belegte damit den dritten Platz.

Beim 4K-Zufallsschreiben hatte der 970 PRO mit 330,181 IOPS und einer Latenz von 376 μs die beste Gesamtleistung.

Als wir zur sequentiellen Leistung übergingen, haben wir uns zunächst den 64K-Lese-Benchmark angesehen. Hier liegt die 970 PRO mit 22,154 IOPS oder 1.4 GB/s und einer Latenz von 710 μs mehr oder weniger auf dem vierten Platz.

Bei 64K Write konnte sich die 970 PRO mit einer Spitzenleistung von 24,232 IOPS bzw. 1.5GB/s und einer Latenz von 653μs erneut an die Spitze setzen.

Als nächstes haben wir uns unsere VDI-Benchmarks angesehen, die darauf ausgelegt sind, die Laufwerke noch stärker zu belasten. Zu diesen Tests gehören Boot, Erstanmeldung und Montagsanmeldung. Beim Boot-Test belegte der 970 PRO mit 97,191 IOPS und einer Latenz von 342 μs den dritten Platz.

Beim VDI Initial Login konnte sich die 970 PRO mit 56,699 IOPS und einer Latenz von 527μs den Spitzenplatz sichern.

Beim abschließenden VDI Monday Login belegte die 970 PRO erneut den Spitzenplatz mit einer Spitzenleistung von 53,843 IOPS und einer Latenz von 295μs.

Fazit

Die Samsung 970 PRO ist die M.2 NVMe SSD der dritten Generation des Unternehmens. Der Antrieb verspricht gegenüber der Vorgängergeneration höhere Leistungsversprechen sowie eine bessere Ausdauer. Sein neuer, vernickelter Phoenix-Controller steigert die Leistung und der 2-Bit-MLC-V-NAND der neuesten Generation des Unternehmens hat die Ausdauer um fast 50 % gesteigert. Das Laufwerk ist in zwei Kapazitäten erhältlich, 512 GB und 1 TB, und richtet sich an Profis und Technikbegeisterte.

Bezüglich der Leistung ist anzumerken, dass wir das kleinere 512-GB-Modell hatten. In früheren Tests konnten wir einen deutlichen Leistungsabfall bei Proben mit geringerer Kapazität feststellen. Hier wies die 970 PRO keineswegs eine schlechte Leistung auf, sondern war tatsächlich die Spitzenreiterin in Houdini (nicht Optane mit 2,477.2 Sekunden), 4K-Schreibvorgängen (330 IOPS), 64K-Schreibvorgängen (1.5 GB/s) und VDI Erstanmeldung (57 IOPS) und VDI-Montagsanmeldung (fast 54 IOPS). In den anderen Benchmarks wurde eine durchschnittliche oder höhere Leistung erzielt, z. B. 3,158.5 TPS in SQL Server mit einer durchschnittlichen Latenz von 6 ms und VDBench-Leistungen von 4K-Lesevorgängen (376 IOPS), 64 Lesevorgängen (1.4 GB/s) und VDI-Boot (97 IOPS). .

Auch hier zeigte das Samsung 970 PRO eine starke Leistung (Top-Performer in der Hälfte unserer Benchmarks), aber es schien, als würde es wie die Vorgängermodelle dominieren. Es könnte sich hierbei eher um ein Wahrnehmungsproblem handeln oder um die Tatsache, dass wir eine kleinere Stichprobengröße hatten, die unserer Meinung nach in der Vergangenheit zu einer geringeren Leistung bei Samsung-Geräten geführt hat.