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主控、快閃記憶體換芯!新款三星970EVO Plus效能實測:大為驚喜

2021-11-12 21:00:05

三星970EVO Plus,作為三星儲存在PCIe3.0時代的旗艦機型,當年它的誕生,直接將固態硬碟的絕對效能提升至3500MB/s的新高度,也引發了新一輪關於固態硬碟效能潛力的深挖和探索。

隨著PCIe4.0的全面普及,一代新人換舊人,970EVO Plus毫無疑問的被下放至主流市場,這本是正常的產品迭代,原以為三星970EVO Plus這個“舊瓶”不再可能在當下掀起波瀾,可世事難料。

近日據公開訊息,一代旗艦三星970EVO Plus,在毫無預警、價格不變的情況下,直接列裝了全新制程工藝的主控晶片、快閃記憶體顆粒等核心控制元件,在這個“酒香也怕巷子深”的全媒體時代,三星970EVO Plus,這一波“舊瓶換新酒”的操作,究竟意欲何為?三星970EVO Plus的“新酒”效能又有多少提升?

今天,不玩虛的,直接進行新舊三星970EVO Plus的效能對比,看看這波操作是良心還是黑心?

01 新舊三星970EVO Plus外觀對比

在效能評測之前,先來看看新版三星970EVO Plus都有哪些變化。

外觀方面,從正面的標識來看,大體延續了三星970EVO Plus的設計風格,保持了該系列設計的一致性,只是在產品PN碼、SN碼以及生產日期方面有著一些細微差異,如果不是深入研究,一般消費者很難從正面辨別新舊之間的差異;


三星970 EVO Plus NVMe M.2(1TB)電商報價¥1049¥1199正面(上舊下新)


背面(上舊下新)

較為明顯的差異存在於背面,新版三星970EVO Plus在其背面增加了三星儲存的logo標識,而舊版是不存在,同時基於新版背面的新佈局設計,其背面貼紙的各種認證和准入規格排序也存在一些差異,因而使用者在購買之時,可以根據三星970EVO Plus背面的設計佈局,輕鬆辨別新舊版本。

02 新舊三星970EVO Plus核心對比

核心部分則是此次更新的重點,此次三星970EVO Plus的“舊瓶裝新酒”,是一次全面的核心器件升級。


新舊三星970EVO Plus內部對比

主控晶片方面,舊版三星970EVO Plus採用當年行業領先的14nm製程工藝,Phoenix主控晶片,該晶片最高支援32佇列,8通道設計下,更是在當年創下3500MB/s的最大連續讀取效能,

而新版三星970EVO Plus則是採用了應用於PCIe4.0新旗艦三星980PRO裡的那顆“芯”——三星Elpis主控晶片,關於此款晶片,筆者在此前的三星980PRO中進行了深度解讀,在此轉述舊文。

Elpis源於希臘語,中文讀音“厄爾庇斯”,中文直譯則是“(希望)女神”,該主控採用三星自研的全新8nm製程工藝,全面支援PCIE4.0協定,同時能夠滿足下一代開發、計算等需求,新的Elpis主控支援128佇列並行工作,支援128個I/O佇列同步進行資料處理;


主控晶片存在差異(上為Phoenix 下為Elpis)

相較於上一代的Phoenix主控,佇列數(32佇列)提升了約400%,根據三星製程資料,單個佇列下,包含了超過64000命令集,這也就意味著三星Elpis主控內部的128個佇列,可以同步處理最高超過800萬個命令。

快閃記憶體顆粒方面,舊版三星970EVO Plus同樣是採用當年風靡行業的三星自研第五代V-NAND快閃記憶體顆粒,9x堆疊的TLC顆粒,在當年可謂是一騎絕塵,單顆儲存容量達到512GB,在當時大部分廠商還停留64層堆疊,滿足1TB儲存容量需要4顆顆粒的時代,三星970EVO Plus僅分佈了兩顆快閃記憶體,即完成1TB儲存容量的堆疊。


新舊三星970EVO Plus快閃記憶體對比

新版三星970EVO Plus的快閃記憶體顆粒,不僅在堆疊層數上實現了跨越,更是在快閃記憶體效能,延時表現等方面進行了突破。其內建了三星自研第六代V-NAND快閃記憶體顆粒,該快閃記憶體顆粒在製程工藝上,充分利用三星獨創的“通道孔蝕刻”技術,通過建立一個由100多個層組成的導電晶片堆疊,然後從上到下垂直穿孔,形成均勻的三維電荷阱快閃記憶體(CTF)單元,從而實現了,在9x層單堆疊結構基礎上增加了大約40%的儲存單元。

此外,為了進一步克服更高堆疊帶來的延遲和錯亂風險,三星在快閃記憶體結構內部採用了速度優化的電路設計,實現了更快的響應,根據測試第六代V-NAND寫入操作時間少於450微秒(μs),讀取操作時間少於45μs。

相較於第五代V-NAND,在效能提高了10%以上,功耗也降低了15%以上。

從主控晶片和快閃記憶體顆粒的換新來看,新版三星970EVO Plus實屬良心,熟悉三星產品的朋友,看到這裡應該已然知曉了,新版三星970EVO Plus的內部用料,就是旗艦機型三星980PRO的同款,新旗艦的核心控制元件應用於舊旗艦機型,那麼效能方面是否也會出現爆炸性增長呢?別急,下面將進行效能測試。

03 新舊三星970EVO Plus基準測試對比

此次對比測試,依舊將從使用者較為關心的基準測試、實際測試、高階測試三個大的維度進行綜合論證。

先來看基準測試,該測試場景下,主要是通過一系列的基準測試軟體,初步測試新舊三星970EVO Plus在連續效能、4K隨機、緩外效能以及綜合效能四個方向,進行基準評判。

連續效能方面,採用經典常用的CrystalDiskMark進行測試,該測試軟體可以自定義不同佇列深度,不同測試資料大小,快速直觀的展現固態硬碟的連續效能.


左為舊版 右為新版

在連續效能測試上,可以看到在連續讀取效能方面,受限於PCIe3.0協定的制約,即使是用上了更高頻寬更大IO的Elpis主控,也很難突破理論上3500MB/s的絕對效能;但是在連續寫入以及4K隨機方面,右側新版的三星970EVO Plus則有著明顯優勢,尤其是佇列深度更大的Q32T16下,幾乎實現了成倍的提升。

4K隨機基準測試上,採用易於觀察的AS SSD。


左為舊版 右為新版

在4K隨機效能上,和CrystalDiskMark測試幾乎保持一致,無論是4K總得分,還是在64佇列下的4K單項測試下,擁有更高製程內建更多佇列數的Elpis主控,展現了其效能優勢,超過600K IOPS的最大4K隨機讀取,以及超過648K IOPS的最大4K隨機寫入,全方位領先舊版三星970EVO Plus。

快取效能基準測試上,我們還是採用HD Tune Pro進行測試,該軟體是一款老牌的測試軟體,能夠通過自定義的方式,全面衡量硬碟的各項效能。


舊版三星970EVO Plus


新版三星970EVO Plus


三星980PRO

在快取測試中,可以看到隨著核心控制元件的全面換新,新版三星970EVO Plus內建的智慧TurboWrite機制也得到了更新和迭代,通過對比圖可以看到舊版三星970EVO Plus在大概40GB左右開始出現小幅降速,而新版三星970EVO Plus則在115GB左右才呈現降速趨勢。

聯絡此前三星980PRO的快取設計,我們可以發現,新版三星970EVO Plus和三星980PRO內建的智慧TurboWrite機制實際上是一致的,都屬於第二代智慧快取,而新版快取空間幾乎是舊版的3倍多,能夠讓使用者在更長的儲存空間內,享受到固態硬碟的巔峰極致效能。

綜合效能方面,採用新版PC Mark10專業版內建的完整系統磁碟測試,該測試能夠模擬正常系統的執行場景,通過程式的內部計算,將磁碟在真實系統環境下的表現以數值的形式展現出來,有著相當的參考價值。

舊版三星970EVO Plus

新版三星970EVO Plus

在該測試下,有三個數值值得參考,總得分上,新版三星970EVO Plus得到了2247分,對比舊版三星970EVO Plus的1689分,接近700分的提升,展現了在綜合的系統環境下新版三星970EVO Plus的效能優勢,至於在硬碟頻寬和平均存取時間維度上,新版三星970EVO Plus同樣憑藉著新主控和新顆粒在製程工藝和IO佇列上的優勢,取得了更好的成績。

通過簡單的連續測試、4K隨機、快取測試以及綜合測試的基準對比,我們能夠快速的一覽新版三星970EVO Plus在列裝了980PRO同款的核心控制元件後,在效能上的顯著優勢,這一波“舊瓶裝新酒”,現階段來看是良心的,是提升。

04 新舊三星970EVO Plus實際載入測試對比

下面,我們繼續將從實際載入測試,以及測試更加複雜的高階測試中,探尋新舊三星970EVO Plus的效能差異。

實際載入測試,顧名思義考驗固態硬碟在實際應用場景下載入程序的快慢,這也是區別固態硬碟效能好壞的重要一環。

在該項測試中,我們採用《最終幻想》自帶的遊戲載入測試軟體,分別安裝在新舊三星970EVO Plus之中,並對比二者在載入時長上的差異。

舊三星970EVO Plus載入時長

新三星970EVO Plus載入時長

在載入時長方面,可以看到新舊三星970EVO Plus雖然都很快的實現了載入,可二者還是存在一定差異,雖然差異僅存在不到1秒鐘,可畢竟只是同系列同協定下的新舊對比,再小的差異也能證明新版三星970EVO Plus在協定規格不變下,新核心元件帶來的效能躍遷。

最後,我們將進行測試更為複雜和高階的效能測試,從更深度的部分對比新舊970EVO Plus的效能差異性。

05 新舊三星970EVO Plus高階測試對比

高階測試中,將採用linux平臺上最具權威和最好用的FIO進行鍼對性測試。我們將自定義資料塊大小,從4KB一直到128KB,以及自定義佇列深度和執行緒,從單執行緒到多執行緒,從單佇列到多佇列進行深度測試。

該指令碼下的測試專案

該測試專案主要包含不同佇列深度不同執行緒設計下的連續測試,4K效能測試。


連續讀取頻寬測試(左舊右新)


連續寫入頻寬測試(左舊右新)

在連續效能測試中,新舊三星970EVO Plus差距並不存在明顯差異,基本都能達到連續讀取3500MB/s,連續寫入3200MB/s左右的峰值水準。


4K隨機讀取頻寬測試(左舊右新)


4K隨機寫入頻寬測試(左舊右新)

至於在4K隨機測試中,在PCIe3.0固有頻寬限制下,新版三星970EVO Plus在絕對IOPS方面還是有著相當優勢,無論是在隨機讀取還是隨機寫入方面,這得益於更先進位製程,能夠支援更多IO處理更多並行任務的那一顆Elpis主控,以及具有更快響應速度的第六代V-NAND顆粒。

06 關於舊瓶裝新酒的三星970EVO Plus

在連續幾天的集中測試後,總算是把新舊三星970EVO Plus從核心控制元件到實際效能,完成了全面的對比。

回顧此次全面換“芯”事件,實際上這樣的操作在行業內司空見慣,究其背後的原因,一方面是基於快閃記憶體顆粒、主控晶片等產品的更迭換代,使得此前的顆粒和主控沒有了足夠庫存,被動的需要用新的核心控制元件進行替代;另一方面,則是為了維繫經典型號,熱銷產品的市場知名度,主動的用新料替代舊物,延長熱門型號的銷售壽命。

然而,看似主動和被動之間,考驗的不僅僅是商業策略,更是體現著廠商對於使用者的誠心,和對於產品的負責。

同樣是全面換“芯”,在價格大體不變的情況下,三星970EVO Plus得到了新旗艦級別的主控晶片、快閃記憶體顆粒,以及隨之而來肉眼可見的效能提升,尤其是快取空間一舉提升了三倍多,卻從未以此進行大規模宣發,而是讓使用者自然感受和體驗到,這種不經意間的“良心”和“可靠”。

不得不說,作為行業領頭羊的三星儲存,在品牌調性和行銷策略上,確實更顯高階。

就在此文發稿之時,一年一度雙.11大促正如火如荼進行中,如果對於個人電腦缺少一塊PCIe3.0的SSD,全新升級的,擁有PCIe4.0旗艦級核心控制元件的三星970EVO Plus,或許是這個雙.11,最具價效比的產品了。


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