970evoplus值得買嗎(970evo970plus)

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    隨著英特爾第12代酷睿的問世,nvme ssd全面進入pcie 4.0時代,但pcie 3.0 ssd并沒有失去價值。在新主控和新閃存技術的反饋下,
    pcie 3.0時代的經典旗艦產品性能得到了進一步提升。
    新技術回歸經典產品:
    980pro問世后,三星推出了980系列的無dram無緩存方案,但中間并沒有980evo的身影。事實上,“980evo”早已上市。
    它是970evo plus的新版本:采用了980pro的同系列eplis主控和同代v6 12x堆棧式tlc閃存。
    老版是5月出的,新版是6月出的。背面對比:三星ssd是新版本。
    但ssd的命名受到了產品營銷等多方面的影響。最終市場并沒有迎來980evo,而是新版本的970evo plus由內而外的改變。最直觀的就是鳳凰大師升級為elpis大師。
    新的主控制器跳過10nm,直接走向8nm工藝,成為目前工藝最先進的消費級ssd主控制器,對于減少過熱帶來的發熱和限速將有很大的幫助。
    在24度的室溫下,在關閉所有節能功能的情況下,新970evo plus 1tb的待機溫度為41度,而舊970evo plus 1tb的待機溫度比新的高5度左右。這是8nm新工藝帶來的變化之一。
    elpis master還用于pcie 4.0旗艦型號980pro,它支持更高的128個io隊列,是phoenix master的四倍。970evo plus的新版本將elpis與pcie 3.0 phy一起使用。
    除了不支持pcie 4.0接口,更智能的slc緩存算法和更精細的溫度控制算法全部保留,這也是pcie 4.0旗艦帶來的技術紅利。
    新舊三星970evo加1tb用iometer進行128kb qd32順序讀取滿負荷壓力測試,hwinfo64記錄。
    通過這個測試,可以看出970evo plus新舊版本在溫控算法上的差異。
    從數據分析可以看出,新版970evo plus的滿載溫度比老版低7度,性能更強。在600秒左右的測試過程中,新版本比舊版本多讀取303060mb數據,平均比舊版本快500mb/s以上。
    新款970evo plus的主控比老款發熱量更小,固件中的溫控算法更加智能,不會造成劇烈的速度波動,整體性能明顯比老款更好。
    大容量閃存的痛苦;
    如果三星970evo plus新版本全面升級,肯定會有很多網友反對。用512gb管芯替換256gb管芯導致slc緩存外寫速度下降,這是新970ep最大的痛點。
    這是大容量閃存發展道路上不可避免的陣痛期。下圖是970 evo plus新老版本對比,1 tb閃存顆粒,左邊是新版本,右邊是舊版本。
    一方面,由于主設備能夠管理的ce數量有限,大容量ssd需要使用更大的flash die。另一方面,更大的閃存管芯在成本上更有優勢,未來512gb管芯的ssd會越來越多。
    如果同樣采用v6 12x層堆棧式3d tlc nand閃存的新版970evo plus不能與pcie 4.0旗艦的980pro全面拉開價格差距,恐怕會讓玩家難以接受。
    從tech insights 2020年的一份報告可以看出,裝甲兵和sk海力士的512gb tlc單位容量成本遠低于256gb tlc。當時三星的92層3d tlc是個例外。
    512gb的成本和256gb差不多。但是,大的發展趨勢應該是明確的。高密度閃存可以增加ssd容量,降低每gb容量的價格。
    不過高密度閃存也有不足,同代閃存當中512gb die的寫入性能、讀取延遲通常都不如256gb die。以鎧俠bics3為例,256gb的讀取延遲為67us,
    512gb延遲增加到90us、256gb的編程延遲2.3ms,512gb增加到3.3ms,體現在測試成績上就是slc緩存外寫入速度降低和4k讀取速度下降。
    新版三星970ep是用12x層堆疊的512gb die更換上一代9x層堆疊256gb die,同時又有8nm elpis主控升級加持。最終在ssd層面上,
    讀取延遲這項直接關系到使用體驗的性能指標不但沒有劣化,反而得到了提升。
    上圖為三星970evo plus 1tb新舊對比,下圖為三星970evo plus 2tb新舊對比,左為新版,右為舊版。
    至于slc緩存外的寫入速度,以1tb容量為例, pcie 3.0主流級ssd每秒寫入數據量通常為0.0005倍全盤容量,pcie 3.0旗艦級通常為0.001倍全盤容量,
    pcie 4.0旗艦接近0.002倍全盤容量。
    新版970ep依然處于它所在定位的正常水平之上,只是固件的slc緩存釋放前置(slc緩存用完就開始釋放,而不是等空白塊全部用盡才開始),所以通過hdtune文件基準測試才會得出偏低的成績。
    同時我們也要看到,上面的slc緩存理論測試跟實際使用情況是有些脫節的。ssd作為系統盤很少會遇到一次寫入上百gb數據的情況,所以還是需要從實際應用出發去看待問題。
    pcmark 10完整系統盤基準測試:
    pcmark 10完整系統盤基準針對當代最新固態硬盤的廣泛測試,涵蓋了系統開機啟動、adobe設計套件應用、office辦公套件應用、圖片/iso文件拷貝復制、多個游戲加載過程等測試內容。
    測試需要至少80gb的硬盤空間,單次測試產生的寫入量達到204gb,復雜度超過了pcmark 8存儲測試。
    導出詳細測試數據后我們重點分析windows 10系統啟動、游戲加載、以及日常辦公部分的內容,這些都是pc系統盤最常見的工作負載。
    windows開機啟動過程是典型的io密集型工作,ssd會在很大程度上影響開機速度。通過對比不難發現,新版970evo plus的性能明顯優于舊版:
    游戲加載過程同樣有ssd的大量參與,pcmark 10完整系統盤基準中包含了戰地5、使命召喚15和守望先鋒三個游戲的加載過程,
    對比可發現很多信息:1.老版970evo plus 2tb的性能略低于老版970evo plus 1tb,
    在容量提升的同時性能略有降低;2.新版970evo plus 2tb的性能和新版970evo plus 1tb相比基本一致,還略有提高;3.新版970evo plus整體優于老版本。
    adobe設計軟件的測試項目分成了加載和應用兩部分,加載部分和游戲項目的情況類似,都是新版比舊版快,新版2tb容量沒有舊版的性能問題,速度比1tb容量更快。
    adboe設計軟件的應用部分出現一個小小的意外,在印刷和數字媒體排版軟件indesign使用過程中,老版970evo plus比新版更快,
    其他項目如photoshop輕負載/重負載、illustrator應用、affter effects應用,都是新版比舊版快。
    slc緩存深入測試:
    上面的pcmark 10完整系統盤基準測試是在空盤條件下進行的。由于新版970evo plus擁有比舊版大2.7到2.85倍的slc緩存容量,或許有朋友會質疑空盤測試的說服力。
    接下來我們就詳細分析elpis主控下新版970evo plus的slc緩存策略。
    新版970evo plus 1tb空盤時的slc緩存容量為114gb,而舊款1tb是42gb。
    50%半盤容量測試:
    測試的第一步是使用iometer生成不可壓縮數據,向970evo plus填充一半空間,
    休息過后新舊兩個版本970evo plus 1tb的crystaldiskmark測速都能恢復到和空盤時相同的水平(左新版,右舊版):
    半盤狀態下新版970evo plus 1tb的可用slc緩存容量依然是114gb。
    舊版當然也沒有變化,仍然是42gb:
    70%空間使用率測試:
    繼續利用iometer向盤內填充更多不可壓縮數據,直至全盤空間使用率達到70%的高占用水平。空閑休息使slc緩存自動釋放,crystaldiskmark測速同空盤時基本一致(左新版,右舊版):
    70%空間使用率狀態下新版970evo plus 1tb的可用slc緩存容量變為67gb左右,仍然大于舊版的42gb。
    80%空間使用率測試:
    繼續增加難度,使用iometer將盤內空間使用率推高到80%的水平,此時盤內剩余空間為186gb左右。在這種近滿盤狀態下新版970evo plus 1tb的slc緩存釋放策略更加積極,
    crystaldiskmark的一些測試項目成績開始受到緩存釋放的影響,但整體上依然優于舊版表現。
    80%空間使用率狀態下新版970evo plus 1tb的可用slc緩存容量變為6gb左右,容量同舊版持平。
    80%及更高空間使用率下無論是新版還是舊版,都已經變為固定slc緩存模式。此時新版970evo plus 1tb在寫入速度上的劣勢應該是徹底展現出來了。
    那么實際應用性能會有怎樣的變化呢?我們還是使用pcmark 10完整系統盤基準測試來驗證:總成績上來看新版依然比舊版高。
    下面導出詳細測試數據進行分析。
    新版970evo plus 1tb在盤內空間使用率超過80%后,系統啟動性能會出現下滑,但依然比舊版快:
    對于新版三星970evo plus 1tb來說,截止到70%空間占用率時,游戲加載性能以及adobe設計軟件啟動性能依然同空盤時一致。在達到80%空間占用率后,新版970evo plus的性能下滑,
    但同舊版相比基本仍在同等水平上。
    adobe設計軟件使用過程中,新版970evo plus 1tb在空間使用率達到80%之后,同舊版相比互有勝負。
    簡單總結一下,盤內空間使用率在80%以下時,新版970evo plus全面領先于舊版;盤內空間使用率大于80%時,新版和舊版的性能表現幾乎不分上下。
    以上都是1tb容量下的對比,2tb型號的情況相對簡單一些。新版970evo plus 2tb的緩存容量更大,而且緩存外寫入速度也和舊版一樣,甚至更高一些。
    slc緩存技術的發展:
    三星840evo首創用tlc模擬slc來提升ssd爆發性能的turbowrite技術,slc緩存現在已經成為幾乎所有消費級固態硬盤的標配特性。從其發展歷史來看,
    基本可以分為固定slc緩存、全盤slc緩存、動態slc緩存等若干階段。固定slc緩存的算法最為簡單,僅使用op預留空間的閃存空白塊模擬slc,閃存磨損均衡也較為容易,但緩存容量較小,爆發力不足。
    在固定slc緩存之后又流行起了全盤slc緩存,這是一種激進的緩存策略:將ssd內全部閃存空白位置用于模擬slc供寫入使用,優點是緩存容量最大化,
    缺陷是緩存用完后的性能懲罰嚴重:ssd需要邊釋放邊寫入新數據,性能一致性不好。
    動態slc緩存介于二者之間,它可以超過op預留空間范圍去借用用戶空間,但固件主動限制了slc緩存的總容量,以避免后期出現嚴重性能懲罰。
    比如鎧俠rd20以及大部分群聯公版固件的1tb容量nvme固態硬盤最大slc緩存容量限制為24gb、舊版三星970evo plus 1tb的最大slc緩存容量限制為42gb。
    從980pro開始,三星推出了緩存容量更大的turbowrite 2.0技術,1tb型號可以提供超過100gb的slc緩存,在提升爆發寫入性能的同時還通過算法優化減少了速度波動,使得使用體驗更加順滑。
    隨著elpis主控的應用,turbowrite 2.0也進入到新版970evo plus當中。
    總結:
    新版970evo plus在主控和閃存兩端都應用了源自980pro的新技術。盡管新版出于產品定位需要而采用了512gb die,slc緩存外寫入速度略有遺憾,但從整體上來看,
    新版970evo plus 1tb在實際應用中的表現比舊版產品更好。如果對存儲空間的需求較高,選擇2tb容量的新版970evo plus可以徹底打消你的全部疑慮。

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