三星 SSD 980 評測

by 亞當·阿姆斯特朗 on 2021 年 3 月 9 日

今天，三星發表了另一款面向客戶端的固態硬碟—三星SSD 980。雖然這個名字可能會讓人有些困惑，因為該公司通常會為同一款硬碟推出PRO和EVO兩個版本，目前就有一款980 PRO。這款全新的980沒有後續名稱，是該公司首款無DRAM快取的用戶端固態硬碟。

沒有 DRAM 的 SSD 聽起來像是存儲緩慢的秘訣，這通常是這種情況。如果潛在買家正在尋找具有成本效益的驅動器而不是真正擔心性能，這很好。然而，三星往往在 SSD 的性能部門佔據主導地位，三星正在採取措施確保 980 也不例外。

儘管該驅動器沒有 DRAM，但它仍然具有高達 3.5GB/s 的讀取速度和 2.0 萬次 IOPS 的吞吐量。這是通過利用主機內存緩衝區技術直接鏈接到主機處理器的 DRAM 來實現的。將其與公司的第六代 V-NAND、TurboWrite XNUMX 相結合，這將使該驅動器的性能比普通的無 DRAM SSD 好得多。

這款硬碟雖然主要面向日常PC用戶，但遊戲玩家也可能會愛上它。它不僅價格實惠，而且配合三星Magician 6.3軟體，用戶可以進入“全功率模式”，讓980硬碟持續以最佳性能運行，確保遊戲流暢運行。動態散熱保護技術、鍍鎳控制器和散熱片標籤有效防止硬碟過熱。

三星SSD 980提供五年保固，採用M.2接口，250GB版本建議零售價50美元，500GB版本為70美元，1TB版本為130美元。本次評測我們將同時測試500GB和1TB兩種版本。

三星SSD 980規格

使用應用	客戶端電腦
介面	PCIe Gen 3.0 x4，NVMe 1.4
硬件資訊
容量	250GB	500GB	1TB
控制器	三星內部控制器
NAND閃存	三星 V-NAND 3bit MLC
尺寸	最大 80.15 x 最大 22.15 x 最大 2.38（毫米）
外形	M.2 (2280)
性能（最多。）
順序閱讀	2,900 MB / s的	3,100 MB / s的	3,500 MB / s的
順序寫入	1,300 MB / s的	2,600 MB / s的	3,000 MB / s的
QD 1 線程 1
跑了。讀	17K IOPS	17K IOPS	17K IOPS
跑了。寫	53K IOPS	54K IOPS	54K IOPS
QD 32 線程 16
跑了。讀	230K IOPS	400K IOPS	500K IOPS
跑了。寫	320K IOPS	470K IOPS	480K IOPS
功耗（最多）
空閒（ASPT 開啟）	45mW
活躍（平均）
閱讀	3.7W	4.3W	4.5W
寫	3.2W¯¯	4.2W¯¯	4.6W¯¯
L1.2模式	5毫瓦
可靠性
溫度。
操作	0°C至70℃，
非工作	-40°C到85°C
濕度	5％到95％非冷凝
休克	非工作	1,500G（重力），持續時間：0.5ms，3軸
振動	非工作	20~2,000Hz, 20G
平均無故障時間	1.5萬小時
保固
TBW	150TB	300TB	600TB
期	5年限
配套功能	TRIM（需要操作系統支持）、垃圾收集、SMART
數據保障及安全	AES 256 位全盤加密，TCG/Opal V2.0，加密驅動器 (IEEE1667)

三星 SSD 980 性能

試驗台

這些測試中使用的測試平台是戴爾 PowerEdge R740xd伺服器。我們透過伺服器內部的戴爾 H730P RAID 卡來測量 SATA 效能，但為了排除 RAID 卡快取的影響，我們將該卡設定為 HBA 模式。 NVMe 則透過 M.2 轉 PCIe 轉接器卡進行原生測試。這種方法能夠更好地反映最終用戶的工作流程，並兼顧虛擬化伺服器產品的一致性、可擴展性和靈活性測試。

重點放在驅動器整個負載範圍內的驅動器延遲上，而不僅僅是最小的 QD1（隊列深度 1）級別。我們這樣做是因為許多常見的消費者基準測試沒有充分捕獲最終用戶的工作負載配置文件。

SideFX 的胡迪尼

Houdini 測試專門用於評估與 CGI 渲染相關的存儲性能。此應用程序的測試台是我們在實驗室中使用的具有雙 Intel 740 CPU 和 6130GB DRAM 的核心 Dell PowerEdge R64xd 服務器類型的變體。在這種情況下，我們安裝了運行裸機的 Ubuntu 桌面 (ubuntu-16.04.3-desktop-amd64)。基準測試的輸出以秒為單位來衡量，越少越好。

Maelstrom 演示代表了渲染管線的一部分，它通過演示其有效使用交換文件作為擴展內存形式的能力來突出存儲的性能。測試不會寫出結果數據或處理點，以隔離延遲對底層存儲組件的影響。測試本身由五個階段組成，我們將其中三個階段作為基準測試的一部分運行，如下所示：

從磁盤加載打包點。這是從磁盤讀取的時間。這是單線程的，可能會限制整體吞吐量。
將點解壓縮到一個平面數組中，以便對其進行處理。如果這些點不依賴於其他點，則可以調整工作集以保留在核心中。這一步是多線程的。
（未運行）處理點。
將它們重新打包成適合存儲回磁盤的分桶塊。這一步是多線程的。
（未運行）將分桶塊寫回磁盤。

在這裡，我們看到 1TB 三星 SSD 980 達到 2,784.947 秒，500GB 版本達到 4,144.171。這將 500GB 版本放在最底部，將 1TB 版本放在中間。

SQL Server 性能

每個 SQL Server VM 都配置有兩個虛擬磁盤：100GB 卷用於啟動，500GB 卷用於數據庫和日誌文件。從系統資源的角度來看，我們為每個虛擬機配置了 16 個 vCPU、64GB DRAM，並利用了 LSI Logic SAS SCSI 控制器。雖然我們之前測試的 Sysbench 工作負載在存儲 I/O 和容量方面使平台飽和，但 SQL 測試正在尋找延遲性能。

此測試使用執行在 Windows Server 2012 R2 用戶虛擬機器上的 SQL Server 2014，並由 Quest 的資料庫基準測試工具進行壓力測試。 StorageReview 的Microsoft SQL Server OLTP 測試協定採用事務處理效能委員會 (TPPC) 基準測試 C (TPC-C) 的最新草案，TPC-C 是一款線上事務處理基準測試工具，可模擬複雜應用程式環境中的活動。

TPC-C 基準比綜合性能基準更接近於衡量數據庫環境中存儲基礎設施的性能優勢和瓶頸。我們用於本次審核的 SQL Server VM 的每個實例都使用 333GB（1,500 規模）的 SQL Server 數據庫，並測量 15,000 個虛擬用戶負載下的事務性能和延遲。

SQL Server 測試配置（每個虛擬機）

在Windows Server 2012 R2
存儲空間：分配 600GB，使用 500GB

SQL Server 2014的

數據庫大小：1,500 規模

- 虛擬客戶端負載：15,000
- 內存緩衝區：48GB

測試時長：3 小時

- 2.5 小時預處理
- 30分鐘採樣期

500GB 對於 SQL Server 來說太小了，但三星 SSD 980 1TB 有 99ms，遠低於其他產品。

VDBench 工作負載分析

在對存儲設備進行基準測試時，應用程序測試是最好的，綜合測試排在第二位。雖然不能完美代表實際工作負載，但綜合測試確實有助於為具有可重複性因素的存儲設備建立基線，從而可以輕鬆地在競爭解決方案之間進行同類比較。這些工作負載提供了一系列不同的測試配置文件，從“四個角”測試、常見的數據庫傳輸大小測試到來自不同 VDI 環境的跟踪捕獲。

所有這些測試都利用通用的 vdBench 工作負載生成器，以及一個腳本引擎來自動化和捕獲大型計算測試集群的結果。這使我們能夠在各種存儲設備上重複相同的工作負載，包括閃存陣列和單個存儲設備。我們針對這些基準測試的測試過程用數據填充整個驅動器表面，然後將驅動器部分分區為驅動器容量的 5%，以模擬驅動器如何響應應用程序工作負載。這不同於使用 100% 的驅動器並使它們進入穩定狀態的全熵測試。因此，這些數字將反映更高的持續寫入速度。

簡介：

4K 隨機讀取：100% 讀取，128 個線程，0-120% 重複率
4K 隨機寫入：100% 寫入，64 線程，0-120% iorate
64K 順序讀取：100% 讀取，16 線程，0-120% 迭代
64K 順序寫入：100% 寫入，8 個線程，0-120% 迭代

本次審查的可比性：

首先是隨機 4K 讀取。在這裡，1TB 以 363,791 IOPS 的峰值和 351µs 的延遲排在第七位。 500GB 三星 SSD 980 以 228,583 IOPS 的峰值和 506µs 的延遲排在最後。

4K 隨機寫入的 1TB 980 峰值為 49,151 IOPS，延遲為 642µs，排名最後，500GB 以 51,923 IOPS 的峰值和 2.3ms 的延遲排名第八，然後有所下降。

切換到順序，三星 SSD 980 1TB 以 34,447 IOPS 或 2.2GB/s 的峰值排名第六，464K 讀取延遲為 64µs。 500GB 排在最後，峰值為 23,923 IOPS 或 1.5GB/s，延遲為 667µs。

64K 順序寫入看到 1TB 版本的 980 在 4,200 毫秒的延遲下達到約 263 IOPS 或約 2MB/s 的峰值，然後下降了很多，排在第八位。 500GB 的峰值為 3,122 IOPS 或 195MB/s，延遲為 5.1ms。

接下來，我們查看了我們的 VDI 基準測試，這些基準測試旨在進一步對驅動器徵稅。在這裡你可以明顯地看到所有這些驅動器都在掙扎，儘管這是意料之中的，因為它們只關注價格點和讀取性能。這些測試包括啟動、初始登錄和星期一登錄。也就是說，Boot 測試顯示 1TB 版本的 980 以 67,535 IOPS 的峰值和 516µs 的延遲排名第七。 500GB 版本的峰值為 48,652 IOPS，延遲為 684µs。

對於 VDI 初始登錄，980 1TTB 的峰值為 15,479 IOPS，延遲為 2 毫秒，排名第八，500GB 以 12,491 IOPS 的峰值和 2.5 毫秒的延遲排在最後。

最後，在 Monday Login 中，三星 SSD 980 獲得第八名 (1TB) 和最後一名 (500GB)，峰值和延遲分別為 16,450 IOPS 和延遲分別為 970µs 和 13,096 IOPS 和 1.21ms。

黑魔法

為了進一步測試三星 SSD 980，我們在聯想 ThinkStation P620上運行了 Blackmagic Disk Speed Test 。

在這裡，我們看到 980 的 2.55TB 讀取速度為 2.34GB/s，寫入速度為 1GB/s，2.36GB 的讀取速度為 1.81GB/s，寫入速度為 500GB/s。

黑魔法
雲端硬碟	閱讀	寫
三星固態硬盤 980 1TB	2.55GB /秒	2.34GB /秒
三星SSD 980 500GB	2.36GB /秒	1.81GB /秒
三星970 PRO	2.63GB /秒	2.53GB /秒
三星 970 EVO Plus 1TB	2.32GB /秒	1.98GB /秒
WD_黑色 1TB	2.88GB /秒	2.34GB /秒
關鍵 P5 2TB	1.49GB /秒	1.23GB /秒
關鍵 P2 2TB	1.47GB /秒	1.52GB /秒
SK 海力士 P31 1TB	2.42GB /秒	2.67GB /秒
Sabrent Gen3 火箭 2TB	2.53GB /秒	2.63GB /秒

結語

三星 SSD 980 是該公司最新的 PCIe Gen3 驅動器，它有一點變化，這是三星首款沒有 DRAM 的客戶端驅動器。此 M.2 SSD 不是板載 DRAM，而是使用 HMB 訪問主機處理器的 DRAM，從而允許它引用諸如 3.5GB/s 和 500K IOPS 吞吐量等數字。該驅動器的容量為 250GB、500GB 和 1TB。最重要的是，980 在發佈時非常實惠。

看看我們看到的性能，對於三星來說，這款驅動器有點令人失望，但需要注意。任何經常排在第八名和最後一名的東西在性能部門都不是很出色。但是，該驅動器已針對其他帶有 DRAM 的 SSD 進行了測試，建議零售價與某些現有驅動器的市場價格大致相同。為了進行測試，我們運行了 Application Workload Analysis、VDBench 和 Blackmagic，並測試了 1TB 版本和 500GB 版本。

在 Applications Workload Analysis 中，該驅動器以 99 毫秒在 SQL Server 上排在最後。在 SideFX 的 Houdini 中，1TB 驅動器在 2,785 秒內放置在中間附近。 500GB 再次耗時 4,144 秒。 VDBench 看到 1TB 驅動器在 364K 讀取時達到 4K IOPS，在 49K 寫入時達到 4K IOPS，在 2.2K 讀取時達到 64GB/s，在 263K 寫入時達到 64MB/s，在 VDI 啟動時達到 68K IOPS，在初始登錄時達到 15K IOPS，週一達到 16K IOPS登錄。

對於 500GB 版本，我們看到 229K 讀取時為 4K IOPS，52K 寫入時為 4K IOPS，1.5K 讀取時為 64GB/s，195K 寫入時為 64MB/s，啟動時為 49K IOPS，初始登錄時為 12K IOPS，週一為 13K IOPS登錄。延遲經常超過 1 毫秒。最後，Blackmagic 看到 1TB 版本達到 2.6GB/s 讀取和 2.3GB/s 寫入，而 500GB 達到 2.4GB/s 讀取和 1.8GB/s 寫入。

三星 SSD 980 是一款無 DRAM 的客戶端 SSD，它試圖通過一些創造性的技巧來避免移除 DRAM 導致的性能下降。但最終，該驅動器在許多操作系統和基準測試中仍然比現有的 PCIe Gen3 同類產品慢。最終，性能導致此驅動器令人失望，直到價格大幅下降以使其成為更有價值的遊戲。

亞馬遜上的三星 SSD