三星新款 990 SSD 作為一款主流 PCIe Gen4 固態硬碟加入消費級產品線，它優先考慮能源效率和性價比而非極致速度。三星稱其為迄今為止能效最高的 SSD，聲稱其能源效率比同類產品提升高達 38%。 990 PRO2TB 型號的順序讀取速度為 7,250MB/s，順序寫入速度為 6,450MB/s，隨機 I/O 讀取速度最高可達 850K IOPS，隨機寫入速度最高可達 1,200K IOPS。 1TB 型號的效能略有下降，順序讀取速度為 7,150MB/s，隨機讀取速度為 700K IOPS，隨機寫入速度為 1,100K IOPS。硬碟提供 1TB 和 2TB 兩種容量，建議零售價分別為 269.99 美元和 529.99 美元。
這個名字需要簡單解釋一下。三星990系列已經包括了990 PRO、990 EVO和990 EVO Plus。這款名為「990」的產品現在作為入門級固態硬碟與它們並列，而不是開啟新的產品線。它採用三星自研控制器和V-NAND快閃記憶體（稍後會詳細介紹），採用無DRAM設計，並依靠主機記憶體緩衝。它的保固為三年，而PRO系列則為五年。在1TB和2TB容量下，它的寫入量分別為400TB和800TB。順序讀取速度與990 EVO Plus相同，皆為7,250MB/s，但低於990 PRO的7,450MB/s。隨機讀取速度為850萬IOPS，遠低於PRO的1,400萬IOPS。三星的賣點主要集中在兩個資料：順序寫入速度比 990 EVO 快 50% 以上，能源效率提升 38%；在三星內部測試中，2TB 讀取速度達到每瓦 1,6865MB/s，而 990 PRO 的讀取速度為每瓦 1,221MB/s。那些優先考慮極致速度的買家已經擁有三星第五代9100 PRO系列硬碟（我們曾在發佈時評測過該系列，之後又評測了8TB 版本），因此 990 的目標並非直接與這些硬碟競爭。
三星先前也曾走過這條路。其首款無DRAM的消費級NVMe固態硬碟980於2021年送測，但表現不佳。尤其是小容量版本，在我們的測試清單上墊底，這款硬碟也因此飽受實驗室同事的嘲諷。然而，自那以後，市場卻發生了翻天覆地的變化。人工智慧的快速發展消耗了大量的NAND和DRAM供應，組件價格不斷攀升，消費者普遍感受到了成本壓力。在這樣的環境下，一款具備穩定順序讀寫速度、低功耗和不錯容量的第四代固態硬碟，如果市場價格合適，就顯得頗具吸引力。
三星拒絕透露的一項具體規格是NAND快閃記憶體本身。評測指南中只列出了「三星V-NAND」。當我們直接詢問時，該公司表示無法透露官方規格以外的組件細節，並讓我們關注其額定性能和「最新的三星V-NAND技術」。因此，我們只能從字裡行間推斷，而這些字裡行間指向的是TLC而非QLC。耐久性規格是關鍵：三年保固下400TB和800TB的寫入量，相當於每年約133TB和267TB的寫入量，與990 PRO五年保固下600TB和1,200TB的年寫入量基本相同。最有可能的解釋是，這款硬碟使用了低等級的三星TLC V-NAND閃存，或採用了成本更低、保固期更短的方案，以降低硬碟的售價。令人費解的是，他們竟然對通常作為基礎規格的訊息如此諱莫如深。
我們評測的樣機是 2TB 型號（MZ-V9V2T0），是運行韌體 0B2QLXL7 的預生產樣品，我們對其進行了 fio、GDS 和 AI 模型負載測試，詳情如下。
三星 990 SSD 規格
| 規格 | 三星 990 1TB | 三星 990 2TB |
|---|---|---|
| 平台概述 | ||
| 介面 | PCIe 4.0 x4，NVMe 2.0（向下相容 PCIe 3.0） | |
| 外形 | M.2 2280 最大尺寸 80.15 x 22.15 x 2.38 (毫米) |
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| 控制器 | 三星內部控制器 | |
| NAND閃存 | 三星V-NAND | |
| 快取記憶體 | HMB（主機記憶體緩衝區），無DRAM | |
| 守則 | MZ-V9V1T0 | MZ-V9V2T0 |
| 性能 | ||
| 順序閱讀 | 高達 7,150MB/秒 | 高達 7,250MB/秒 |
| 順序寫入 | 高達 6,450MB/秒 | 高達 6,450MB/秒 |
| 隨機閱讀 | 高達700K IOPS | 高達850K IOPS |
| 隨機寫入 | 高達1,100K IOPS | 高達1,200K IOPS |
| 力量與耐力 | ||
| 活動功率（平均讀取） | 4.0W | 4.3W |
| 有功功率（平均寫入） | 3.7W | 3.8W |
| 空閒功耗（典型值） | 55mW PS3（APST開啟） 3mW PS4 (L1.2) |
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| 耐力（TBW） | 400TB | 800TB |
| 平均無故障時間 | 1.5萬小時 | |
| 保固 | 3年限 | |
| 產品特性 | ||
| 配套功能 | TRIM（需要作業系統支援） 垃圾收集 聰明 |
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| 數據保障及安全 | AES 256 位元全碟加密 TCG/Opal V2.0 加密磁碟機 (IEEE1667) |
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| 軟體 | 三星魔術師9.0 | |
| 建議零售價 | $269.99 | $529.99 |
三星 990 SSD 的設計與構造
三星 990 採用常見的 M.2 2280 規格，尺寸為 80.15 x 22.15 x 2.38 毫米。它採用單面設計，並且沒有配備獨立散熱片。這使其非常適合筆記型電腦、小型 PC 以及自帶 M.2 散熱的桌上型電腦主機板。整體結構簡潔，三星將控制器、NAND 快閃記憶體和相關電路都集中在 PCB 的一側。
正面標籤顯示了三星 990 的品牌標誌、2TB 容量、型號、韌體版本和電氣規格。由於沒有整合散熱片，散熱依賴系統氣流和用戶自行提供的 M.2 散熱片。
撕掉標籤後，可以看到三星自研的控制器緊鄰M.2接口，周圍環繞著電源組件。 NAND快閃記憶體位於電路板的另一端，中間留出了相當多的空白空間。由於這是一款無DRAM記憶體的固態硬碟，因此PCB板上沒有單獨的DRAM晶片。
硬碟背面大部分被監管標籤佔據，下方沒有任何活動元件。此外，由於990採用單面設計，因此更容易安裝在M.2插槽周圍空間有限的輕薄筆記型電腦和緊湊型系統中。
軟體方面，990 由三星 Magician 9.0 管理，涵蓋了基本功能：韌體更新、硬碟健康狀況和 SMART 監控、診斷掃描、基準測試和安全性擦除，以及硬碟 AES 256 位元加密功能的設定。由於 HMB 架構無需使用者調整，因此無需對 990 進行任何特定配置。建議在首次啟動時安裝 Magician 以保持韌體更新，而且 Magician 通常是一款功能強大的實用工具。
三星 990 效能
峰值合成性能
FIO 測試是一款靈活強大的基準測試工具，用於衡量儲存設備（包括 SSD 和 HDD）的效能。它會評估頻寬、IOPS 和延遲等指標，並分析不同工作負載（例如順序和隨機讀取/寫入操作）下的效能。此測試有助於評估儲存系統的峰值效能，因此可用於比較不同的設備或配置。我們測量了該測試的峰值突發性能，並將兩個 SSD 的工作負載限制在 10GB 以內。
峰值綜合效能：三星 990 的順序讀取速度為 7,177 MB/s，順序寫入速度為 6,070 MB/s，隨機讀取 IOPS 為 872K，隨機寫入 IOPS 為 1.08M，在 PCIe Gen4/Gen5 對比測試中排名靠後。與三星 990 Pro 相比，990 的順序讀取速度落後約 4%，順序寫入速度落後 15.7%，隨機讀取 IOPS 落後 37.7%，隨機寫入 IOPS 落後 23.0%。與速度最快的 Gen5 固態硬碟 SanDisk SN8100 相比，差距顯著擴大，990 的順序讀取速度低約 52%，順序寫入速度低約 57%，隨機讀取效能低約 62%，隨機寫入效能低約 50%。
| FIO 測試（MB/s/IOPS 越高越好） | 順序 128K 讀取 (1T/64Q) | 順序 128K 寫入 (1T/64Q) | 隨機 4K 讀取 (16T/32Q) | 隨機4K寫入（16T/32Q） |
|---|---|---|---|---|
| 閃迪 SN8100 | 15,000MB/s（平均延遲 0.56ms） | 14,100MB/s（平均延遲 0.59ms） | 2.312M IOPS（平均延遲 0.22ms） | 2.144M IOPS（平均延遲 0.24ms） |
| 金士頓FURY Renegade G5 | 14,600MB/s（平均延遲 0.57ms） | 14,100MB/s（平均延遲 0.59ms） | 2.028M IOPS（平均延遲 0.25ms） | 2.028M IOPS（平均延遲 0.25ms） |
| 三星9100 Pro | 14,600MB/s（平均延遲 0.57ms） | 13,300MB/s（平均延遲 0.63ms） | 2.734M IOPS（平均延遲 0.18ms） | 2.734M IOPS（平均延遲 0.19ms） |
| SK海力士白金P51 | 14,500MB/s（平均延遲 0.58ms） | 13,500 MB/s（平均延遲 0.62ms） | 2.369M IOPS（平均延遲 0.22ms） | 2.669M IOPS（平均延遲 0.19ms） |
| 關鍵T705 | 14,400MB/s（平均延遲 0.58ms） | 12,300MB/s（平均延遲 0.68ms） | 1.585M IOPS（平均延遲 0.32ms） | 2.703M IOPS（平均延遲 0.19ms） |
| 十銣科技 GE Pro 2TB | 13,900MB/s（平均延遲 0.60ms） | 12,800MB/s（平均延遲 0.65ms） | 2.585M IOPS（平均延遲 0.23ms） | 1.818M IOPS（平均延遲 0.28ms） |
| Lexar Professional NM1090 PRO | 13,800MB/s（平均延遲 0.61ms） | 13,600MB/s（平均延遲 0.62ms） | 2.251M IOPS（平均延遲 0.23ms） | 1.818M IOPS（平均延遲 0.28ms） |
| 十銣科技 GC Pro 2TB | 13,600MB/s（平均延遲 0.62ms） | 12,700MB/s（平均延遲 0.66ms） | 2.110M IOPS（平均延遲 0.24ms） | 1.686M IOPS（平均延遲 0.28ms） |
| PNY CS2150 | 10,400MB/s（平均延遲 0.80ms） | 8,801MB/s（平均延遲 0.95ms） | 1.379M IOPS（平均延遲 0.371ms） | 1.623M IOPS（平均延遲 0.32ms） |
| 海盜船 MP700 MICRO 4TB | 9,169MB/s（平均延遲 0.91ms） | 7,948MB/s（平均延遲 1.06ms） | 1.277M IOPS（平均延遲 0.40ms） | 1.540M IOPS（平均延遲 0.33ms） |
| 關鍵 P510 | 8,835MB/s（平均延遲 0.90 毫秒） | 9,961MB/s（平均延遲 0.80 毫秒） | 1.163M IOPS（平均延遲 0.44ms） | 1.196M IOPS（平均延遲 0.51ms） |
| 美光 3610 2TB | 6,839MB/s（平均延遲 1.23ms） | 9,673MB/s（平均延遲 0.87ms） | 1.523M IOPS（平均延遲 0.34ms） | 1.871M IOPS（平均延遲 0.27ms） |
| 三星990 Pro | 7,483MB/s（平均延遲 1.12ms） | 7,197MB/s（平均延遲 1.16ms） | 1.400M IOPS（平均延遲 0.36ms） | 1.403M IOPS（平均延遲 0.36ms） |
| 關鍵 P310 2TB | 7,197MB/s（平均延遲 1.16ms） | 6,376MB/s（平均延遲 1.31ms） | 1.163M IOPS（平均延遲 0.44ms） | 1.196M IOPS（平均延遲 0.43ms） |
| 三星 990 2TB | 7,177MB/s（平均延遲 1.17ms） | 6,070MB/s（平均延遲 1.38ms） | 872K IOPS（平均延遲 0.59ms） | 1.08M IOPS（平均延遲 0.47ms） |
| WD SN850X 2TB | 6,632MB/s（平均延遲 0.76ms） | 7,235MB/s（平均延遲 0.92ms） | 1.2M IOPS（平均延遲 0.43ms） | 825K IOPS（平均延遲 0.62ms） |
| 美光 2600 2TB | 5,702MB/s（平均延遲 1.47ms） | 6,612MB/s（平均延遲 1.27ms） | 1.11M IOPS（平均延遲 0.46ms） | 1.36M IOPS（平均延遲 0.38ms） |
法學碩士 (LLM) 平均載入時間
平均 LLM 載入時間測試評估了三種不同 LLM 的載入時間：DeepSeek R1 7B、Meta Llama 3.2 11B 和 DeepSeek R1 32B。每個模型測試 10 次，並計算平均載入時間。此測試衡量硬碟將大型語言模型 (LLM) 快速載入記憶體的能力。 LLM 載入時間對於人工智慧相關任務至關重要，尤其是在即時推理和處理大型資料集時。更快的載入速度使模型能夠更快地處理數據，從而提高人工智慧的反應速度並減少等待時間。
平均LLM加載時間：AI模型加載是三星990表現最差的測試項目，在所有三個工作負載測試中，該硬碟的成績都處於墊底或接近墊底的位置。其DeepSeek R1 7B測試耗時5.06秒，Meta Llama 3.2 11B Vision測試耗時7.61秒，DeepSeek R1 32B測試耗時7.86秒。與速度最快的硬碟SK海力士Platinum P51相比，三星990加載7B模型耗時約99%，載入11B Vision模型耗時約112%，載入32B模型耗時約88%。更有意思的是三星990 Pro，它與同系列的入門級產品一樣，在這些測試中排名墊底：990在7B負載測試中僅比Pro快約1%，但在11B Vision模型和32B模型測試中分別落後Pro 15%和8%。無論三星第四代硬碟在這種工作負載下效能下降，它們都會一起下降，因此升級到 Pro 版本對 AI 模型載入並沒有太大幫助。
| 法學碩士平均加載時間（越低越好） | DeepSeek R1 7B | Meta Llama 3.2 11B 視覺 | DeepSeek R1 32B |
|---|---|---|---|
| SK海力士白金P51 | 2.5481s | 3.5809s | 4.1790s |
| 閃迪 SN8100 | 2.5702s | 3.5856s | 4.2870s |
| 三星 9100 Pro 4TB | 2.6173s | 3.6017s | 4.3735s |
| PNY CS2150 | 2.8107s | 3.6820s | 4.8962s |
| 英睿達 T705 2TB | 2.8758s | 3.6312s | 5.1080s |
| 關鍵 P510 1TB | 2.8817s | 3.6631s | 5.0594s |
| 十銣科技 GE Pro 2TB | 2.9092s | 3.9136s | 4.8974s |
| 十銣科技 GC Pro 2TB | 2.9379s | 3.9267s | 4.8188s |
| WD SN850X 2TB | 3.0082s | 3.6543s | 5.4844s |
| 金士頓FURY Renegade G5 | 3.1843s | 4.8009s | 4.6523s |
| 關鍵 P310 2TB | 3.1889s | 3.7083s | 5.4844s |
| Lexar Professional NM1090 PRO | 3.2135s | 4.9504s | 7.2108s |
| 美光 2600 2TB | 3.3178s | 3.9174s | 5.9060s |
| 海盜船 MP700 MICRO 4TB | 3.4694s | 5.2106s | 5.3990s |
| 美光 3610 2TB | 3.5348s | 5.3853s | 5.5731s |
| 三星 990 2TB | 5.0645s | 7.6087s | 7.8619s |
| 三星 990 Pro 2TB | 5.1255s | 6.6051s | 7.3021s |
此測試平台進行的測試之一是 Magnum IO GPU 直接儲存 (GDS) 測試。 GDS 是 NVIDIA 開發的一項功能，它允許 GPU 在存取儲存在 NVMe 磁碟機或其他高速儲存裝置上的資料時繞過 CPU。 GDS 無需透過 CPU 和系統記憶體路由數據，即可實現 GPU 與儲存裝置之間的直接通信，從而顯著降低延遲並提高數據吞吐量。
GPU 直接儲存的工作原理
傳統上，當GPU處理儲存在NVMe磁碟機上的資料時，資料必須先經過CPU和系統記憶體才能到達GPU。由於CPU充當中間人，這個過程會造成效能瓶頸，增加延遲並消耗寶貴的系統資源。 GPU直接儲存（GPU Direct Storage）透過允許GPU直接透過PCIe匯流排存取儲存裝置中的數據，消除了這種低效率。這種直接路徑減少了資料傳輸的開銷，從而實現了更快、更有效率的資料傳輸。
人工智慧工作負載，尤其是涉及深度學習的工作負載，是高度資料密集的。訓練大型神經網路需要處理 TB 級的數據，資料傳輸中的任何延遲都可能導致 GPU 利用率不足和訓練時間更長。 GPU 直接儲存透過確保資料盡快傳輸到 GPU、最大限度地減少空閒時間並最大限度地提高運算效率來解決這一挑戰。
此外，GDS 對於涉及串流大型資料集的工作負載特別有利，例如視訊處理、自然語言處理或即時推理。透過減少對 CPU 的依賴，GDS 可以加速資料移動並釋放 CPU 資源用於其他任務，從而進一步增強整體系統效能。
隨著執行緒數的增加，讀取端的吞吐量穩定提升。在 1M 區塊大小下，三星 990 在單執行緒下的吞吐量為 2.27 GiB/s，在 64 個執行緒時達到峰值 2.89 GiB/s，然後在 128 個執行緒時穩定在 2.79 GiB/s。 128K 區塊大小的吞吐量曲線與之類似，從單線程的 1.21 GiB/s 提升至 128 個線程的 2.12 GiB/s，增幅約為 75%。 16K 區塊大小的吞吐量表現則有所不同。它在單線程時達到峰值（0.82 GiB/s），引入並發後急劇下降，並在 8 個線程後穩定在 0.3 GiB/s 左右。這種模式與小塊 I/O 的瓶頸在於單次操作的開銷而非原始頻寬相符。
延遲如預期般隨線程數增加而上升。在 100 萬線程時，平均延遲從單線程的 430 微秒增加到 128 個線程的 44.7 毫秒，大約增加了 1 倍，這反映了由於並發 GPUDirect Storage 線程增多而導致的隊列深度增加。 128K 和 16K 區塊大小也呈現相同的上升趨勢，在 128 執行緒時分別達到 7.4 毫秒和 6.2 毫秒。值得注意的是，16K 區塊大小的單執行緒延遲最低（18 微秒），這反映了其每次操作的有效負載較小，儘管其整體吞吐量上限最低。
寫入吞吐量隨資料區塊大小而變化。 1M 資料區塊大小的表現特別突出，單執行緒時為 0.32 GiB/s，在 8 個執行緒時達到峰值 3.89 GiB/s，之後隨著佇列開銷的增加略有下降，在 128 個執行緒時降至 3.63 GiB/s。 128K 和 16K 資料塊大小在整個執行緒範圍內保持穩定，無論並發數如何，都徘徊在 0.3 GiB/s 左右。這表明，在這些資料區塊大小下，寫入路徑的限制因素是每次 I/O 操作的開銷或控制器佇列，而不是頻寬。
寫入延遲的上升速度比讀取延遲更快，尤其是在 128K 區塊大小下，單執行緒延遲為 382 微秒，而 128 執行緒延遲則高達 51.0 毫秒，這是寫入和讀取測試中記錄到的最高值。 1M 區塊大小的延遲出現了一個異常的下降，單執行緒延遲為 3.06 毫秒，而四執行緒延遲為 1.03 毫秒，這可能是因為單執行緒運行尚未達到寫入路徑的飽和狀態，之後延遲穩定上升，128 執行緒延遲達到 34.4 毫秒。 16K 區塊大小的延遲表現最穩定，最終為 9.1 毫秒，是三種區塊大小中延遲最低的。
結語
三星 990 並非效能頂尖產品，測試資料也印證了這一點。在我們進行的所有 FIO 測試中，它都落後於 990 Pro，順序讀取 IOPS 差距僅為 4%，隨機讀取 IOPS 差距更是高達 38%，遠遜於同組最快的第四代和第五代固態硬碟。 AI 模型加載測試的結果也類似，990 和 990 Pro 並列墊底；990 在 DeepSeek R1 7B 負載測試中略勝 990 Pro 一籌，但在更大容量的模型測試中則落後 8% 到 15%。需要應對高負載工作負載並追求極致吞吐量的用戶，應該考慮三星產品線中的其他產品，例如第五代 9100 Pro。
話雖如此，如果將 990 與市面上速度最快的固態硬碟進行比較，那就忽略了這款硬碟的真正意義。這是一款主流的第四代固態硬碟，其設計理念是效率與性價比，而非追求極致的效能。與它的前代產品 990 EVO 相比，它的確是一次穩健的升級。順序寫入速度提升超過 50%，根據三星官方數據，能源效率提升了 38%，而順序讀取速度也與 990 EVO Plus 持平。三星並未透露 NAN 快閃記憶體的特定型號，但從耐用性測試來看，它採用的是性能可靠的 TLC 快閃記憶體，而非 QLC 快閃記憶體。
對於那些不需要第五代硬碟速度或專業級隨機I/O，而想要一款價格合理、可靠節能的第四代硬碟的用戶來說，990 是從 EVO 系列升級的明智之選。值得注意的是，升級到 990 Pro 並不會增加 AI 模型載入能力，因此兩者之間的選擇主要取決於隨機I/O和持續寫入效能，而非 AI 相關功能。 1TB 版本售價 269.99 美元，2TB 版本售價 529.99 美元，這樣的建議零售價更多地反映了當前的內存市場行情，而非硬碟的入門級定位，因此 990 的性價比最終將取決於實際售價。如果追求極致性能，它並非最佳選擇，但它能夠勝任其設計用途。
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