Samsung 980 Pro lanseras nu som företagets snabbaste SSD någonsin. Med 980 Pro överger Samsung MLC-NAND men lyckas ändå ge bättre prestanda tack vare PCIe 4 och en ny avancerad kontroller.
Uppdatering: Artikeln publicerades 22 september 2020 och uppdaterades 9 februari 2021 med test av 2 TB-modellen.
Samsung varit herre på SSD-täppan i flera år. De senaste åren har företaget ändå halkat efter något. Anledningen är den strategi som de använt. Samsung har alltid använt en kraftfull kontroller och sedan separat sina enheter i två, där Pro-modellerna använder MLC-NAND och Evo-modellerna använder TLC-NAND.
Under många år fungerade detta väldigt bra och det gjorde att Samsung var en av få tillverkare som hade TLC-enheter som hade bra prestanda men ändå inte kostade supermycket. På senare tid har MLC-NAND blivit för dyrt och 3D-TLC har istället blivit standard även för de snabbaste enheterna på marknaden. Det har gjort att Samsungs mellanklass-enheter i EVO-serien har blivit företagets nya toppmodell och Pro-enheterna har fallit i glömska, då de helt enkelt inte längre är prisvärda. Detta har satt Samsung i en lite konstig situation, där enheten som är tänkt att vara deras mellanklassenhet (Evo) helt plötsligt är deras toppmodell. Andra tillverkare har då använt billigare kontrollerkretsar och börjat knipa åt sig marknadsandelar i mellanklassen.
Med nya 980-serien ser det ut som om Samsung tänker ändra på det genom att återigen släppa en PRO-modell. Denna gången använder man sig av 3D-TLC. För att göra enheten lite extra ”pro” har Samsung byggt en ny kontroller med stöd för PCIe 4.0 och därmed bättre prestanda. 980 Pro som vi testar idag ersätter alltså 970 Evo Plus som Samsungs toppmodell och lämnar det öppet för en ny långsammare och billigare Evo-modell i framtiden.
Specifikationer
| Lagringskapacitet | 500 GB | 1 TB | 2 TB |
|---|---|---|---|
| Kontroller | Samsung Elpis | Samsung Elpis | Samsung Elpis |
| Minnesteknik | TLC 6gen 256 Gbit V-NAND (136 layer Toggle 4.0) | TLC 6gen 256 Gbit V-NAND (136 layer Toggle 4.0) | TLC 6gen 512 Gbit V-NAND (136 layer Toggle 4.0) |
| Gränssnitt | PCI-Express 4.0 X4 NVMe 1.3 | PCI-Express 4.0 X4 NVMe 1.3 | PCI-Express 4.0 X4 NVMe 1.3 |
| DRAM cacheminne | 512 MB LPDDR4 | 1 GB LPDDR4 | 2 GB LPDDR4 |
| Sekventiell läshastighet | 6900 MB/s | 7000 MB/s | 7000 MB/s |
| Sekventiell skrivhastighet | 5000 MB/s | 5000 MB/s | 5100 MB/s |
| Slumpmässig läshastighet vid 4K | 800 000 IOPS (QD32 4 Threads), 22 000 IOPS (QD1) | 1 000 000 IOPS (QD32 4 Threads), 22 000 IOPS (QD1) | 1 000 000 IOPS (QD32 4 Threads), 22 000 IOPS (QD1) |
| Slumpmässig skrivhastighet vid 4K | 1 000 000 IOPS (QD32 4 Threads), 60 000 IOPS (QD1) | 1 000 000 IOPS (QD32 4 Threads), 60 000 IOPS (QD1) | 1 000 000 IOPS (QD32 4 Threads), 60 000 IOPS (QD1) |
| Firmware | 1B2QGXA7 | 1B2QGXA7 | 2B2QGXA7 |
| Strömförbrukning - vila/aktiv | 0,035 / 5,9 W | 0,035 / 6,2 W | 0,035 / 6,1 W |
| MTBF | 1 500 000 Hours | 1 500 000 Hours | 1 500 000 Hours |
| Formfaktor | M.2 M-key | M.2 M-key | M.2 M-key |
| Garanti | 5 år (300 TBW) | 5 år (600 TBW) | 5 år (1200 TBW) |
| Närmaste konkurenter | WD SN850 | WD SN850 | WD SN850 |
När vi tittar igenom specifikationerna på 980 Pro står det klart att Samsungs nya SSD är ett riktigt monster. Sekventiell läshastighet ska nå upp till hela 7 000 megabyte per sekund (MB/s) och skrivning upp till 5 100. I praktiken kommer det inte att gå så fort men det är ändå väldigt höga siffror. Slumpmässig prestanda är lika imponerande och ska under rätt förhållanden kunna gå så högt som 1 000 000 IOPS. Återigen bör man ta dessa siffror med en stor nypa salt då de endast kan uppnås under väldigt specifika förhållanden. Det är dock intressant att se eftersom det ger en indikation på vilka resurser Samsungs nya kontroller har under huven.
Samsung Elpis
För att kunna gå över till PCIe 4.0 behövde Samsung utveckla en ny kontroller. Den nya kontrollern har fått namnet Elpis och kommer med en rad nyheter. Vi vet att den fortfarande använder sig av ett antal ARM Cortex-R kärnor men Samsung vill inte avslöja hur många kärnor det rör sig om. I vanlig ordning finns det sparsamt med information om själva kontrollern men Samsung listar några saker som gör Elpis överlägsen Phoenix. Förutom stöd för PCIe 4.0 4x, har den nya kontrollern möjligheten att hantera 128 IO-köer samtidigt. Det kan exempelvis jämföras med 32 hos Phoenix (970 Pro/Evo) och 8 hos UBX (950 Pro).
En annan nyhet är att Elpis är tillverkad med Samsungs åtta nanometer tillverkningsteknik, vilket är samma som Nvidias nya Ampere GPUer använder. En mindre tillverkningsteknik är nästan nödvändig för att inte strömförbrukningen ska skena iväg. Samsung har även monterat en nickel-baserad heatspreader över kontrollern för att minska risken för överhettning.
Modeller
I vanlig ordning släpper Samsung enheter från 250 gigabyte (GB) och uppåt. Det börjar bli allt mer ovanligt att släppa ~250 GB-versioner av snabba enheter då så små enheter blir begränsad av antalet NAND-enheter och därmed får svårt att leva upp till de höga prestandakrav som ställs på dem.
| Storlek | DRAM | SLC cache | Skrivprestanda TLC | TBW | NAND | Listpris |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 250 GB | 512 MB LPDDR4 | 4 + 45 GB | 500 MB/s | 150 TB | 8 x 256 Gbit | |
| 500 GB | 512 MB LPDDR4 | 4 + 90 GB | 1000 MB/s | 300 TB | 16 x 256 Gbit | |
| 1 TB | 1GB LPDDR4 | 6 + 108 GB | 2000 MB/s | 600 TB | 32 x 256 Gbit | |
| 2 TB | 2GB LPDDR4 | 6 + 216 GB | 2000 MB/s | 1200 TB | 32 x 512 Gbit |
Vid lansering fanns det endast modeller med 250 GB, 500 GB och 1 TB tillgängliga. I januari 2021 lanserades dock även 2 TB-versionen. Den största modellen kommer att använda Samsungs senaste 512 Gbit-NAND. Det betyder att den använder lika många NAND-enheter som 1 TB-modellen och det förklarar varför de har ungefär samma specifikationer.
Komponenter och design
Samsung 980 Pro bygger på samma design som tidigare och vi ser egentligen ingen större skillnad mellan dem. Precis som tidigare har Samsung valt att endast montera komponenterna på den ena sidan av kretskortet. Det gör att 980 Pro borde passa i alla datorer som har plats för en M.2 2280-SSD.
Förutom den nya kontrollern så kommer 980 Pro utrustad med sjätte generationens V-NAND 3D-TLC. Denna generation är Samsungs första minne med upp till 136 lager av Charge Trap Flash-celler. Den nya generationen ska även ge bättre prestanda i form av lägre latens för både skriv- och läs-operationer (ungefär 10 procent) och lägre strömförbrukning jämfört med förra generationen. Precis som tidigare använder Samsung en 2-plane design, vilket hjälper att hålla kostnaderna nere.
SLC-cache
Precis som alla andra TLC-enheter så använder sig Samsung av en SLC-cache för att öka prestandan hos sina enheter. SLC är betydligt snabbare än både TLC och MLC och att använda en del av enhetens lagringsutrymme som SLC för att öka enhetens prestanda har länge varit ett sätt att få TLC-NAND att vara gångbart rent prestandamässigt. Det är också det som har gjort att 970 Evo Plus i flera fall var snabbare än 970 Pro.
Flera tillverkare har valt att ha en mindre statisk cache som alltid finns tillgänglig (exempelvis Phison). Andra har byggt en dynamisk cache där storleken varierar beroende på hur mycket utrymme det finns ledigt (såsom Silicon Motion). Samsungs implementation kallas Intelligent TurboWrite och är en kombination av båda. Det finns alltid en mindre statisk cache men om det finns tillräckligt med ledigt utrymme så kan enheten dedikera mer av sin kapacitet till SLC. Det är ett försök att få det bästa av två världar.
| SSD | Samsung 980 Pro 250 GB | Samsung 980 Pro 500 GB | Samsung 980 Pro 1 TB | Samsung 980 Pro 2 TB |
|---|---|---|---|---|
| Skrivprestanda SLC | 2 700 MB/s | 5 000 MB/s | 5 000 MB/s | 5 100 MB/s |
| Skrivprestanda TLC | 500 MB/s | 1 000 MB/s | 2 000 MB/s | 2 000 MB/s |
| Fixed | 4 GB | 4 GB | 6 GB | 6 GB |
| Dynamic | 45 GB | 90 GB | 108 GB | 216 GB |
| Total | 49 GB | 94 GB | 114 GB | 222 GB |
980 Pro kommer med Intelligent Turbo Write 2.0 och nyheten är hur mycket extra utrymme som kan användas som SLC. Då den nya enheten är så mycket snabbare än tidigare, kommer cachen att fyllas snabbare och därför behövde Samsung utöka den. Nu kan exempelvis 1 TB-modellen ha en cache på upp till 114 GB och 2 TB-modellen får hela 222 GB. För 970 Evo Plus låg motsvarande värde på 36 GB. Den statiska cachen har dock inte ändrats och ligger kvar på 4 GB och 6 GB för både 1 TB- och 2 TB-modellerna. Resultatet borde vara att så länge enheten inte är full, kommer mer skrivningar att gå till SLC-cachen än tidigare. När utrymmet börjar ta slut kommer cachen vara lika stor som på förra generationen.
För att testa hur SLC-cachen fungerar i praktiken så kör vi en sekventiell skrivning till enheten och mäter prestanda varje sekund. Bilderna till vänster visar hur mycket data som totalt har skrivits efter X sekunder. Bilderna till höger visar hur prestanda utvecklar sig över tid.
2 TB-modellen lyckas skriva ungefär 225 GB, vilket stämmer bra överens med de 222 som specifikationen säger. 1 TB-modellen stannar på 114 GB och 500 GB-modellen kan skriva ungefär 96 GB. Alla dessa stämmer väldigt bra med det som Samsung angivit. Observera att dessa siffror endast gäller när enheten är tom. När du fyller upp den med mer data så kommer SLC-cachen att bli mindre.
En annan sak att notera är att 500 GB-modellen inte upplever något problem med värme i våra tester. 1 och 2 TB-modellerna blir däremot för varma efter att ha skrivit ungefär 300 GB. Då sjunker prestandan med ungefär 35 procent, tills att temperaturen sjunker något, varpå prestandan går upp igen. Våra testexemplar sitter på ett expansionskort i ett öppet chassi utan något extra luftflöde från fläktar. Det betyder att värme kan vara ett mindre problem i ett välventilerat chassi. I en laptop med dålig kylning kan detta bli ett betydligt större problem. De flesta användare brukar dock inte behöva skriva 300 GB på en gång, åtminstone inte särskilt ofta.
Prestanda
När det gäller prestanda är det ofta Samsung som sätter standarden med sina enheter. Enheterna är inte alltid billigast men när det gäller prestanda har konsumenter aldrig gjort dåliga val med Samsung-SSDer. 980 Pro är Samsung första försök med PCIe 4.0 och det var nog ingen som förväntade sig annat än att de nya enheterna skulle slå nya hastighetsrekord.
Om vi först tittar på 1 TB och 2 TB-modellerna så är det inget snack om att Samsung 980 Pro är den överlägset snabbaste M.2 SSD-enheten på planeten. Under vanlig klient-belastning är den nya enheten ungefär 10 procent snabbare än 970 Pro. Då ska vi komma ihåg att 970 Pro använder MLC-NAND. I workstation är det lite jämnare och det beror på att både 970 Evo Plus och 970 Pro (och flera andra) är snabbare än 980 Pro. Vi vet inte riktigt varför men vi misstänker att det har lite med hur den dynamiska SLC-cachen är utformad. I vårt andra workstation-test är däremot 980 Pro helt överlägsen. Den riktiga utklassningen kommer dock när vi tittar på filöverföringstester. 980 Pro utklassar alla andra enheter vi testat och hamnar högst upp med bred marginal i alla tester. Skillnaden mellan 1 TB och 2 TB är väldigt liten och båda enheterna presterar väldigt bra.
500 GB-modellen är givetvis något långsammare än storebrodern men vid klient-belastning är skillnaden faktiskt inte så stor. I workstation är det också lite tyngre och det beror primärt på mindre SLC-cache och sämre skrivprestanda till TLC. Här jämför vi dessutom med Intels Optane 900 480 GB, som är totalt överlägsen i dessa tester. Det kompenserar den för genom att generera helt galet bra resultat i filöverföringstester. Vi kan också enkelt jämföra med den andra PCIe 4.0-enheten vi testat tidigare (Gigabyte Aourus Gen4). Det är inget snack om vilken enhet som är snabbast. 980 Pro är utan tvekan den snabbaste SSD-enheten vi testat hittills.
Sammanfattning
Varje gång Samsung lanserar en ny SSD är intresset från marknaden och konsumenter stort. Anledningen är att Samsung sätter en ny standard för konkurrenterna att mäta sig mot. Med 980 Pro har Samsung gjort det igen. De nya enheterna kommer utrustade med företagets senaste 3D-TLC och en ny kontroller med stöd för PCIe 4.0. Förutom det har företaget vidareutvecklat sin cache-teknik, vilket gör att de nu kan ha en betydligt större SLC-cache. Det gör att Samsung 980 Pro sätter en helt ny standard för vilken typ av prestanda konsumenter kan få ut ur en M.2-enhet. Samsung 980 Pro är utan tvekan den snabbaste M.2-enheten vi någonsin testat, med bred marginal.
Som vanligt är inte allting guld och gröna skogar. Hög prestanda betyder också högre strömförbrukning och det betyder också mer värme. Samsung har dock vidtagit flera åtgärder för att minimera värmens påverkan. Det gör att väldigt få konsumenter kommer att stöta på problem med värme. Ett större problem är prissättningen. Om de listpriser som vi fått stämmer, kommer 980 Pro att bli en dyr historia. Samtidigt är enheten så mycket snabbare än alla andra att många nog är villiga att betala ett betydligt högre pris för att få den. Vi anser dock att det finns betydligt mer prisvärda enheter på marknaden som fortfarande ger riktigt bra prestanda. Vill du flytta filer i över 4 000 MB/s, då måste du köpa en Samsung 980 Pro.
Be the first to leave a review.
Be the first to leave a review.
Be the first to leave a review.
Priser ovan uppdateras så fort 980 Pro finns tillgänglig i butik.
Det var en bra och intressant artikel, men jag saknar att ni inte nämner något om “endurance” dvs. uthålligheten på minnescellerna. På Samsung 980 Pro 2TB modellen är detta satt 1200TBW dvs. till dubbelt så mycket som på 1TB modellens 600TBW. TBW=TeraBytes Written. Och för att få ett perspektiv hur mycket 600TBW är så motsvarar det förenklat uttryckt: ett vanligt kontorsarbete skriver c::a 30GB/dag (och varje dag i veckan med bara skrivningar, läsningar påverkar inte detta), så blir detta 20 480 dagar eller 56 år! Formeln (600 TBW x 1024) / 30 GB Så “endurance” kommer aldrig att bli ett… Läs hela »
Hej Flyfisherman.
Vi brukar inte nämna endurance eller TBW värdet om det inte ovanligt högt eller lågt. Dock skriver vi alltid ut det bland specifikationerna. Anledningen är, som du mycket riktigt påpekar, att det inte spelar någon roll för vanliga konsumenter. Ska du ha SSDn i en server med mycket skrivning så bör du titta på enterprise enheter istället och där brukar man istället prata om DWPD (drive writes per day). 980 Pro har 0,66 DWPD ungefär medans serverklassade enheter ofta har 1-5 DWPD.