Обзор NVMe-накопителя Samsung 970 EVO Plus: плюсанули от души22.01.2019 18:00

Samsung уже долгое время выступает центровым игроком на рынке потребительских твердотельных накопителей. И превосходство южнокорейского производителя вполне закономерно: на протяжении нескольких последних лет он предлагает лучшие SSD для массового рынка, которые превосходят конкурирующие предложения как по производительности, так и по уровню поддержки и надёжности. Особенно явно своё технологическое превосходство Samsung смогла проявить с ростом популярности накопителей с интерфейсом NVMe. Став одним из первых производителей, разглядевших перспективность нового скоростного интерфейса, компания Samsung долгое время оставалась лидером в этом сегменте, предлагая пользователям лучшие SSD такого класса.

Однако, не чувствуя достойной конкуренции, в прошлом году Samsung несколько сбавила темп совершенствования своих продуктов, и майский анонс 970 EVO не стал очередной революцией, которую так ждали от компании пользователи. Эта модель лишь незначительно увеличила производительность по сравнению с «народным любимцем» 960 EVO, что открыло для конкурентов Samsung «окно возможностей». И они этим окном не преминули воспользоваться.

В качестве яркой иллюстрации к сказанному хочется привести цитату из нашей итоговой статьи про рынок SSD в прошлом году:»Если год назад эталоном потребительского NVMe SSD выступал Samsung 960 EVO, демонстрирующий принципиально лучшую производительность по сравнению с любым другим вариантом, то в 2018 году всё в корне изменилось. И даже несмотря на то, что южнокорейский производитель обновил своё основное предложение, выпустив усовершенствованный 970 EVO, сегодня лучшие по соотношению цены и производительности NVMe SSD нужно искать уже не в ассортименте Samsung. Сейчас существует уже по меньшей мере две альтернативных платформы, накопители на базе которых могут предложить как минимум не худшие потребительские качества».

Действительно, появившиеся во второй половине прошлого года WD Black NVMe SSD и ADATA Ultimate SX8200 смогли серьёзно пошатнуть гегемонию Samsung. Эти накопители предложили лучшее, чем Samsung 970 EVO, сочетание цены и производительности, что пусть и не подорвало продажи продукции южнокорейского производителя, но как минимум сильно уязвило его самолюбие. Поэтому нет ничего удивительного, что ответный шаг не заставил себя долго ждать: сегодня Samsung анонсирует модернизированный NVMe-накопитель, который должен стать новым фаворитом у энтузиастов — 970 EVO Plus. И хотя его название как бы намекает, что это лишь улучшенная версия 970 EVO, производитель обещает весьма заметный прогресс в производительности. В пресс-релизе про новинку пишут:»Благодаря комбинации новейшей технологии V-NAND и оптимизаций микропрограммы, 970 EVO Plus обеспечивает производительность при случайной записи на 57% выше, чем 970 EVO». И такой заметный рост одной из базовых характеристик заставляет поверить, что перед нами модель, которая действительно сможет стать новой иконой в сегменте потребительских NVMe SSD.

Выпуск Samsung 970 EVO Plus интересен и по ещё одной причине. Этот накопитель — один из первых, где нашла применение трёхмерная флеш-память с 96 слоями. Формально такие модели уже анонсировала Toshiba, но 970 EVO Plus — это куда более массовый продукт, на примере которого мы сможем проследить тенденцию — к чему приводит дальнейший рост структуры флеш-памяти в вертикальном измерении.

⇡#Технические характеристики

Если говорить коротко, то Samsung 970 EVO Plus — это перевыпуск хорошо знакомого 970 EVO, приуроченный к переезду на более плотную TLC 3D V-NAND пятого поколения с 96 слоями. В обычных 970 EVO использовалась 64-слойная память четвёртого поколения, но теперь у Samsung готова более прогрессивная начинка, которая с одной стороны имеет сниженную себестоимость, а с другой — обладает улучшенными характеристиками производительности и энергопотребления. Массовое производство 96-слойной памяти началось на предприятиях Samsung ещё в июле прошлого года, но теперь его объёмы и выход годных достиг таких масштабов, что производитель начал официально переводить на такую память свои актуальные накопители.

Но на самом деле 970 EVO Plus — уже не первый продукт Samsung, где используется флеш-память пятого поколения. Ещё с осени прошлого года на рынок поставляются небольшие партии Samsung 860 EVO, переведённые с 64-слойной на 96-слойную TLC 3D V-NAND, и если вы покупали такие накопители ближе к концу года, то вполне вероятно, что вам могла достаться версия с обновлённой памятью. Узнать об этом можно из развёрнутого модельного номера, приведённого на накопителе: если третий с конца символ — «B», значит перед вами — улучшенный вариант 860 EVO на базе памяти пятого поколения.

Впрочем, в случае с Samsung 860 EVO переезд на 96-слойную память почти ничего не поменял. Дело в том, что характеристики этого накопителя во многом ограничиваются контроллером и SATA-интерфейсом, поэтому для этой модели производитель решил не анонсировать смену начинки. Но вот в случае с NVMe-накопителем 970 EVO изменения получились действительно очень заметные.

Флеш-память пятого поколения получила обновлённый интерфейс Toggle DDR 4.0 с увеличенной на 40% пропускной способностью, а также сниженное с 1,8 до 1,2 В рабочее напряжение. Кроме того, в ней заметно уменьшились латентности: скорость записи в ячейки увеличилась примерно на 30%, а время отклика при чтении понизилась на 37% — до 50 мкс. Иными словами, применение новой 96-слойной памяти при условии должной оптимизации микропрограммы позволяет увеличить производительность накопителя, что и иллюстрирует Samsung 970 EVO Plus. В нём возросли все базовые характеристики быстродействия: как скорость линейной записи, так и производительность при случайных операциях, причём речь идёт о достаточно заметном прогрессе.

Однако при этом нужно понимать, что Samsung 970 EVO Plus остаётся близким родственником 970 EVO и оснащен абсолютно тем же восьмиканальным контроллером Phoenix с пятью ARM-ядрами, что и предшественник. Все же улучшения производительности обусловлены исключительно применением новой флеш-памяти и оптимизациями микропрограммы, необходимыми для выстраивания правильной работы с ней.

Здесь уместно напомнить, что 96-слойная TLC 3D V-NAND, которая спроектирована и выпускается компанией Samsung, коренным образом отличается от подобной памяти других производителей. Подход Samsung предполагает выращивание 96-слойных полупроводниковых кристаллов в рамках единого технологического процесса, в то время как прочие производители практикуют сборку 96-слойных кристаллов из пары 48-слойных заготовок. Именно такой инженерный подход южнокорейского производителя и позволил с одной стороны внедрить на данном этапе существенное число улучшений, а с другой — сохранить невысокую и удобную для современных SSD ёмкость кристаллов 256 Гбит. Поэтому построенные на 96-слойной памяти пятого поколения самсунговские SSD оказываются определённо лучше существующих и перспективных конкурирующих продуктов.

По крайней мере, их спецификации выглядят действительно многообещающе.

В первую очередь стоит заметить, что во всём, что не касается производительности, Samsung 970 EVO Plus повторяет характеристики своего предшественника. В частности, с переходом на новую память не последовало никаких изменений в условиях гарантии и задекларированном ресурсе. Гарантийный срок Samsung 970 EVO Plus составляет те же самые пять лет, а максимальный ресурс определён из расчёта возможности перезаписи трети ёмкости накопителя в день.

Сходство между 970 EVO Plus и 970 EVO касается в том числе и рекомендованных цен. Они для накопителей разных серий совершенно одинаковы, и в конечном итоге новые модели 970 EVO Plus вытеснят из продажи SSD предшествующего семейства, которые в настоящее время снимаются с производства.

Однако, как следует из приведённой таблицы, в модельном ряду Samsung 970 EVO Plus пока не предусмотрен накопитель с вместимостью 2 Тбайт, в то время как 970 EVO такого размера существует. Объясняется это тем, что Samsung ещё не успела наладить выпуск необходимых для увеличения ёмкости 512-гигабитных кристаллов TLC 3D V-NAND пятого поколения, и 2-терабайтная версия 970 EVO Plus будет выпущена позднее (в качестве предварительного временного ориентира называется апрель).

Что же касается увеличения производительности, то оно связано исключительно с изменениями характеристик флеш-памяти. Никаких хитростей в микропрограмме Samsung 970 EVO Plus нет, а технология SLC-кеширования Intellegent TurboWrite функционирует в этом SSD ровно так же, как и в 970 EVO. Быстрый кеш формируется из двух сегментов: статического, размером 3 или 6 Гбайт, и динамического, размер которого может быть в несколько раз больше. В то время как статический сегмент размещается в резервной области массива флеш-памяти, динамическая часть использует незанятую часть основного массива флеш-памяти, а потому её размер может варьироваться в зависимости от того, сколько свободного места есть на накопителе.

Проиллюстрировать работу Intellegent TurboWrite очень легко при помощи графиков скорости непрерывной последовательной записи на версии Samsung 970 EVO Plus различных ёмкостей (измерения проводились в наиболее выигрышной ситуации — на свободном SSD).

Размер SLC-кеша у 970 EVO Plus по сравнению с 970 EVO не изменился, но зато скорости явно выросли как при записи данных в SLC-режиме, так и при прямой записи в массив TLC-памяти. В скоростном режиме версии накопителя ёмкостью 500 Тбайт и выше теперь выдают предельные для интерфейса PCI Express 3.0×4 3,2–3,3 Гбайт/с, а при прямой записи в массив флеш-памяти в TLC-режиме быстродействие у терабайтной модели может достигать невероятных 1,7 Гбайт/с. Графики хорошо раскрывают тот факт, что производительность линейной записи у 970 EVO Plus действительно улучшилась на 35–50% в совершенно любых ситуациях.

Более того, если не выходить за пределы SLC-кеша, то Samsung 970 EVO Plus оказывается даже производительнее MLC-накопителя 970 PRO! И это означает, что новый массовый NVMe SSD компании Samsung можно смело объявить накопителем с самой быстрой в режиме записи TLC-памятью. Правда, отрыв от конкурирующих продуктов не слишком большой. Почти такую же скорость записи в массив флеш-памяти в TLC-режиме может предложить и WD Black NVMe на основе 64-слойной BiCS3-памяти производства SanDisk.

⇡#Внешний вид и внутреннее устройство

По внешнему виду Samsung 970 EVO Plus почти не отличается от своего предшественника. Новинка выполнена в форм-факторе M.2 2280 и имеет односторонний дизайн. На обеих поверхностях накопителя размещены традиционные наклейки. На оборотной стороне — специальная теплорассеивающая этикетка со слоем медной фольги, а на лицевой — информационный ярлык, на котором размещены подробные сведения о продукте, включая серийный номер, артикул, дату выпуска и ключ для сброса шифрования.

Если снять наклейки с накопителя, то можно убедиться в том, что Samsung 970 EVO Plus унаследовал компоновку печатной платы от 970 EVO. Разница лишь в номенклатуре установленных микросхем. Вот, например, как выглядит разоблачённая 500-гигабайтная версия 970 EVO Plus.

Проще всего узнаётся базовый контроллер Phoenix — он накрыт никелированной крышкой для облегчения отвода тепла. Рядом с ним расположена микросхема LPDDR4-памяти, которая используется для хранения копии таблицы трансляции адресов. Её ёмкость стандартна и определяется из расчёта 1 Мбайт на 1 Гбайт флеш-памяти. Массив же TLC 3D V-NAND набран двумя чипами, в каждом из которых находится 4, 8 или 16 полупроводниковых кристаллов в зависимости от вместимости SSD.

Например, для полутерабайтного накопителя используются микросхемы с 8 кристаллами флеш-памяти внутри, так как ёмкость 96-слойных чипов TLC 3D V-NAND пятого поколения, применяемых в 970 EVO Plus, составляет 256 Гбит. Таким образом, контроллер Phoenix в составе Samsung 970 EVO Plus 500 Гбайт может пользоваться двукратным чередованием устройств в каждом своём канале. По этой причине самым быстрым выриантом в серии 970 EVO является модель с объёмом 1 Тбайт.

Декларируемые объёмы представителей серии 970 EVO Plus кратны 250 Гбайт, а значит, пользователю доступен примерно 91 процент от общего объёма установленной флеш-памяти. Ещё около 2,5–4,5 процента ёмкости отдано под статический SLC-кеш, работающий в рамках технологии Intellegent TurboWrite. Остальное пространство используется контроллером под внутренние нужды — для сборки мусора, выравнивания износа и под резервный фонд.

⇡#Программное обеспечение

Массовые накопители компании Samsung традиционно снабжаются фирменной сервисной утилитой Magician, которая, начиная с версии 5.3, совместима в том числе и с 970 EVO Plus. Эту утилиту принято ставить примером того, каким ПО должны сопровождаться потребительские SSD, ведь предъявить какие-либо претензии к её функциональности или интерфейсу не так-то просто.

Samsung Magician 5.3 позволяет получить общую информацию о накопителе, режиме его работы, версии прошивки и объёме записанных данных. Также утилита даёт возможность ознакомиться с состоянием атрибутов, возвращаемых в S.M. A.R.T.

Программа позволяет провести оценочные тесты производительности накопителя и убедиться в его полной совместимости с системой, в которой он установлен.

С помощью Magician можно вручную отправить на накопитель пакет команд TRIM, а также скорректировать размер неразмеченного файловой системой пространства, переведя часть ёмкости SSD в дополнительную резервную зону.

Также через Magician выполняется управление имеющимися в Samsung 970 EVO Plus функциями аппаратного шифрования по алгоритму AES-256, которые совместимы с полным объёмом актуальных стандартов (включая Microsoft eDrive/ Encrypted Drive-IEEE1667 и TCG Opal). Кроме того, утилита позволяет создать загрузочную «флешку» для полного физического стирания данных при помощи команды Secure Erase.