三星SM951 256GB评估

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[部分标签=1. Introduction]

NVMe获得性能冠军

三星sm951-256gb-nvme-ssd-自定义pc-review-5几周前,我有机会回顾 三星SM951 512GB AHCI PCIe SSD。在 审查中,我注意到三星最初告诉我们SM951 would feature the NVMe 协议,但在今年早些时候发布时,仅在支持AHCI协议的情况下可用。事实证明,三星SM951实际上是 既可以用AHCI也可以用NVMe制造,但是不幸的是,对于那些寻找NVMe SM951的人来说,三星’最初的生产限于 AHCI drives.

虽然AHCI版本的Samsung SM951仍然是最快的客户端SSD之一,’经过测试,NVMe协议’的软件堆栈明显更适合SSD,因此有望 提供明显更好的性能。幸运的是,三星已经开始推出第一批NVMe SM951,他们最近与我们联系并提供了样品供我们结帐。

三星SM951 NVMe 技术指标

制造商 三星 三星 三星
模型 SM951 NVMe SM951 NVMe SM951 NVMe
型号编号 MZVPV128HDGL-00000 MZVPV256HDGL-00000 MZVPV512HDGL-00000
构成因素 M.2 2280 M.2 2280 M.2 2280
容量 128GB 256GB 512GB
控制者 三星UBX(S4LN058A01) 三星UBX(S4LN058A01) 三星UBX(S4LN058A01)
与非 三星16nm切换模式MLC 三星16nm切换模式MLC 三星16nm切换模式MLC
记忆体缓存 256MB LPDDR2 512MB LPDDR2 512MB LPDDR2
顺序读取 2,000MB /秒 2,150MB /秒 2,150MB /秒
顺序写 650MB /秒 1,260MB /秒 1,550MB /秒
4K随机读取 30万 30万 30万
4K随机写入 83,000 100,000 100,000
接口 个人电脑Ie 3.0 x4 NVMe 个人电脑Ie 3.0 x4 NVMe 个人电脑Ie 3.0 x4 NVMe
保证 不适用 不适用 不适用

三星SM951 NVMe will be 可用容量为128GB,256GB和512GB。驱动器会来 采用M.2 2280尺寸,并且本身支持PCIe Gen 3 x4接口以及 NVMe协议。就像AHCI Samsung SM951 SSD一样,NVMe Samsung SM951仅适用于OEM。

三星SM951 NVMe’的板载组件与Samsung SM951 AHCI相同,因此我们’重新看三星’的内部UBX控制器与三星16nm切换模式MLC配对。三星有望改用更新的3D V-NAND和更高的容量,但目前尚无官方时间表。

顺序读/写性能比 what we saw with SM951 AHCI SSD的规格,具有高达2,150MB / s的顺序读取和1,550MB / s的顺序写入性能。 4K随机读取性能额定高达300,000 IOPS 而更高容量的4K随机写入性能最高可达100,000 IOPS。

让’仔细看看!

[部分标签=2. A Closer Look]

仔细看看 三星SM951 256GB NVMe

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以来 三星SM951 NVMe SSD不是’t目前可用于零售,我们的样品随 只不过是光驱而已。

我们收到了三星SM951 256GB NVMe SSD。经过快速检查,看起来三星SM951 NVMe SSD与我们之前审查过的三星SM951 AHCI SSD几乎完全相同,唯一的不同是标签和固件。

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三星SM951 NVMe上的控制器是Samsung UBX控制器(型号S4LN058A01)。

三星-sm951-256gb-nvme-ssd-custom-pc-review-10三星-sm951-256gb-nvme-ssd-自定义PC审查9

尽管我们以前认为三星会在板上使用其19nm Toggle Mode MLC NAND的某些变体 三星SM951,’s实际上(令人惊讶地)使用三星16nm切换模式MLC。 技术见解 之所以能够解决这个问题  “…扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),能量色散X射线光谱(TEM-EDS),电子能量损失光谱(TEM-EELS)和扩展电阻分布图(SRP)分析”。以前,我们错误地认为三星通过直接转向3D V-NAND而跳过了16nm NAND,但似乎他们的16nm工艺仍然存在,并且可以为三星SM951 SSD和Galaxy S6智能手机提供NAND。

三星SM951 256GB NVMe板载一个512MB三星LPDDR2 DRAM模块,用于DRAM缓冲区。

[部分标签= 3。测试设置,驱动器信息,软件]

测试设置

系统 Cyber​​PowerPC Gamer Xtreme 4200
中央处理器 英特尔酷睿i7-4770K
母板 华硕Z87-A
记忆 金士顿HyperX Genesis 16GB DDR3 2133MHz
图形 英特尔HD4600显卡
存储 OCZ Vertex 4 256GB
电源供应 海盗船HX650
案件 HSPC高速技术站
光驱 华硕OEM DVD驱动器
操作系统 视窗 8.1 64位 & CentOS的7

特别感谢 Cyber​​PowerPC金斯顿, OCZ存储解决方案 and HSPC 赞助我们的测试台!

 

闪迪 M.2至PCIe x4适配器

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We’d也要感谢SanDisk为我们提供M.2到PCIe x4适配器进行测试。

 

三星魔术师

三星SM951 256GB NVMe

魔术师三星sm951-nvme-256gb-pcie-ssd-custom-pc-review

虽然我们通常利用Crystal Disk Info提供有关SSD的信息,但不幸的是,三星SM951 NVMe与以下产品不兼容: 软件。实际上,我测试过的几乎没有东西与SM951 NVMe兼容 including Samsung’自己的魔术师软件。我可以从驱动器中获取的唯一信息是固件版本,对于我们的驱动器,固件版本为BXW7。

正在启动 the 三星SM951 256GB NVMe SSD

正在启动 三星不但推出了具有NVMe和AHCI两种口味的SM951,这一事实说明了没有附加驱动程序的NVMe驱动器一直是SSD行业关注的问题。在NVMe开发的早期,尚不清楚驱动器是否需要安装其他驱动程序才能启动,但似乎驱动程序已正式包含在Windows 8.1和最新的Linux Kernels(3.3或更高版本)中。

那些具有支持UEFI引导的较新主板的主机将是 能够通过引导将其操作系统安装在NVMe驱动器上 via UEFI. We’我们一定会在以后的文章中详细介绍AHCI与NVMe。

[部分标签= 4。 ATTO磁盘基准/ AS SSD /水晶磁盘标记]

三星SM951 256GB NVMe Performance

ATTO磁盘基准测试v2.46

ATTO Disk Benchmark是行业之一’用于测试磁盘读写速度的最古老,最受欢迎的基准测试。该基准测试允许使用预定义的块大小进行读写测试,并且使我们对不同大小的文件的读写速度有了一个很好的了解。大多数SSD制造商在宣传SSD时更喜欢使用此基准,因为它使用可压缩数据进行测试,这往往会产生最佳性能。

atto磁盘基准三星sm951-nvme-256gb-pcie-ssd-custom-pc-review

绩效分析

三星SM951 256GB NVMe的额定连续读取速度为2,150MB / s,连续写入速度为1,260 MB / s。不幸的是,我们只能实现最大1,628MB / s的连续读取,我认为这是 由于Windows中的驱动程序限制。另一方面,顺序写入性能没有’令人失望,因为我们的驾车能力达到了 1,283MB/s.

 

AS SSD基准

AS SSD是非常常用的基准,用于衡量SSD在顺序,4K,4K QD64和延迟方面的性能。使用100%不可压缩的数据运行测试。 AS SSD还根据驱动器的整体性能在测试结束时输出最终分数。

此外,我们还运行AS SSD’的压缩基准测试使用 可压缩性不同的数据。当数据可压缩时,某些SSD(例如基于SandForce的SSD)往往会表现出明显更好的性能。

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绩效分析

AS SSD的性能也令人印象深刻,尤其是4K高队列深度读取速度高达1GB / s。三星SM951 NVMe的得分也达到了2,520,甚至比我们在三星SM951 AHCI上看到的2,150得分还要高。就是说,由于驱动程序的限制,顺序读取性能再一次不足。

 

水晶磁盘标记3.0.1 x64

Crystal Disk Mark是另一个流行的基准,它使我们能够测量顺序读取/写入速度以及随机读取/写入速度。使用此基准测试,可以使用随机填充(不可压缩的数据)和0填充(可压缩的数据)运行测试。实际上,在典型的计算机使用场景中,要传输的数据将包含不可压缩和可压缩数据的混合物。

水晶磁盘标记三星sm951-nvme-256gb-pcie-ssd-custom-pc-review

绩效分析

Crystal Disk Mark结果反映了我们’在其余的测试中一直看到。再次,在较高的队列深度下,具有很高的4K随机读取性能。

[部分标签=5. PC Mark 7 / PC Mark 8]

三星SM951 256GB NVMe Performance

个人电脑 Mark 7存储基准

个人电脑 Mark 7存储基准测试是基于跟踪的基准测试,可在许多不同的现实世界环境(例如游戏,多媒体编辑等)下评估SSD。PCMark 7使用的工作量相对较小, 代表典型的主流客户端存储子系统工作负载。

截至2015年6月,我们’我们还更改了比较表,以使用PC Mark 7原始二级存储得分。原始分数可以减少测试之间的空闲时间,从而更有效地突出显示驱动器之间的性能差异。

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绩效分析

在PC Mark 7中,三星SM951 NVMe速度非常快,但是AHCI版本略胜一筹。也就是说,我们’重新考虑使用非常早期的NVMe驱动程序的较小容量的NVMe驱动器,因此它’这里不是苹果与苹果的比较。

 

个人电脑 Mark 8扩展存储基准

随着PC Mark 8 2.0.228的引入,Futuremark增加了扩展存储基准的选项,该基准的目的是使任何存储系统达到其绝对极限。的 new PC Mark 8 扩展的存储基准可以解决 24 hours to run and for our purposes, we’将使用一致性测试来衡量 存储系统的性能一致性,降级趋势和恢复速度。

一致性测试

有关一致性测试的详细信息,请参见《 PC Mark 8技术指南》。 这里。为了 更简化的版本,测试基本上是将近24小时的五阶段基准– three of which we’将在下面的结果中进行报告。

  • 相 1是设计用于“dirty”具有随机数据的驱动器。整个驱动器填充了两倍的驱动器容量。
  • 相 2 is a degrade phase where the drive is hammered with tons of random data followed by a performance test run. This is done 8 times.
  • 第3阶段是稳态阶段,在该阶段中,驱动器再次受到大量随机数据的锤击,然后进行性能测试。这完成了5次。
  • 相 4 is the recovery phase where the drive is given 5 minutes to rest followed by a performance test run. This is done 5 times.
  • 相 5 is the clean up phase where the drive is simply secure erased.

pc-mark-8扩展了存储基准带宽-三星sm951-256gb-nvme-ssd-custom-pc-review

绩效分析

三星SM951 AHCI速度很快,但NVMe版本 真的让那个人感到羞耻。在PC Mark 8中’作为扩展的存储基准,三星SM951 NVMe在所有领域均能以出色的表现胜过其AHCI同类产品。与PC Mark 7中发现的轻量工作负载相比,NVMe看起来确实在重负载中表现出色。

[部分标签=6. FIO – FOB]

三星SM951 256GB NVMe Performance

菲奥(Flexible I/O Tester)

FIO代表Flexible I / O Tester,基本上就是它的名字所说的–灵活的I / O测试器/ I / O工作负载生成器。而所有基准测试工具’以前使用过的出色,易于使用的基准测试工具可提供良好的SSD性能快照,但它们确实缺乏很多通用性,尤其是对于更复杂和更深入的操作(例如自定义队列深度,块大小,测试运行时间,等。以下测试可能与典型的消费者使用情况无关,但它们确实有助于我们更深入地了解每个单独的产品’他们的优点和缺点’重新推向极限。

菲奥–FOB(开箱即用)测试

当固态硬盘是全新的 F刷新 OB牛,他们’通常,它们的性能可以达到或超过其标称的速度,但是与传统硬盘不同,SSD的性能随着使用时间的增长而逐渐下降。这是因为虽然SSD是新的,但SSD上的所有位都是空的,因此可以立即对其进行编程。但是,一旦数据被编程,即使’在文件系统中删除后,实际数据仍将在NAND本身上保持编程状态,除非某种 垃圾收集 例程来擦除数据。不幸的是,为了将新数据写入“dirty”NAND,NAND首先需要经过一个擦除周期来擦除旧数据,然后才能发生编程周期来对新数据进行编程,这可能比简单的编程周期要花费更多的时间。因为这仅在将新数据写入SSD时发生,’通常,读取时性能下降较少,而写入时性能下降较多。

对于我们的FOB测试,我们在SSD上运行安全擦除,然后在不进行任何预处理的情况下运行每个测试。这将为我们提供SSD能够提供的最高性能水平,并且一​​旦SSD进入使用状态,就可能再也看不到它了。

我们的测试将包括1,2,4,8,16,32,64,128,256队列深度的4K读取测试,4K写入测试和4K 70/30混合读/写测试。我们之所以’我们还包括了4K 70/30读/写混合测试,这仅仅是因为大多数现实世界的工作负载总是介于0%写入和100%写入之间,而不是一个或另一个。由于客户使用量大得多,因此我们’将使用70/30读/写混合。

对于一般的客户端使用,性能将介于1-4的队列深度之间,而服务器和其他企业应用程序将很容易看到32或更大的队列深度。

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Fio-4k随机写入三星sm951-256gb-nvme-ssd-自定义PC审查

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绩效分析

当我们 ’在以前的基准测试中已经看到了出色的性能,但没有什么比像AHCI那样清楚地显示NVMe的优势了 our 4K 开箱即用的测试结果。

在之前的测试中 三星SM951 512GB AHCI SSD能够实现可观的〜181,000 IOPS 4K随机读取,但是由于NVMe,低容量的三星SM951 256GB NVMe SSD能够以令人难以置信的〜324,000 IOPS随机读取实现几乎两倍的性能。此外,三星SM951 256GB NVMe SSD还能够在4K随机写入中超越其AHCI兄弟,尽管它可以’差别不大。

[部分标签=7. FIO – Steady State]

三星SM951 256GB NVMe Performance

菲奥–稳态测试

长时间使用固态硬盘后,它将达到“steady state”性能降到最低水平。 FOB状态是“best case scenario”提高SSD性能“steady state”将是你最糟糕的。 在这里,我们运行的是刚刚在FOB状态下完成的一组完全相同的基准测试;除了这次,我们’通过填充驱动器的100%来对驱动器进行预处理’s的LBA具有两个顺序传递的128k数据,然后在进行实际测试之前使用4K随机数据将驱动器锤击六个小时。

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ss-4k随机写入三星sm951-256gb-nvme-ssd-custom-pc-review

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绩效分析

在稳定状态下,三星SM951 NVMe的表现也非常出色,尤其是在 队列深度工作负载 驱动器性能达到不到300,000 IOPS。原来4K随机写入性能’在10,000 IOPS范围内几乎没有什么可比的,但仍然设法击败了我们测试的每个客户端SATA SSD。三星SM951 NVMe确实比AHCI硬盘慢一些,但是我们的NVMe硬盘容量较小,这使得它的比较有点不公平。

[部分标签=”8. FIO –4K随机写入一致性”]

三星SM951 256GB NVMe Performance

FIO4K随机写入一致性 Testing

使用FIO进行测试的另一个好处是运行一致性测试的灵活性,这是考虑将来SSD时最重要的指标之一。查看我们的基准测试结果,例如ATTO磁盘基准测试和Crystal磁盘基准测试,我们可以看到,实际上每个顶级SSD都能够在FOB状态下使SATA 6Gb / s饱和。但是,这些SSD真正与众不同的是,即使在长时间使用后,它们也可以保持一定水平的性能。

对于我们的一致性测试,我们使用了一种相当标准的方法,该方法包括使用顺序的128k数据填充75%的容量以及两次填充100%的容量,然后进行实际的测试本身,该测试仅在队列深度处运行4K随机写入32。通过每秒记录IOPS持续2000秒,我们’能够很好地了解驱动器相对较新,何时使用时可以预期的性能’走向稳定状态,以及何时’实际上处于稳定状态。

绩效分析

在75%和100%填充时的4K随机写入一致性非常好,这与我们在AHCI驱动器中看到的相似。 同样,AHCI驱动器的性能确实好一些,但最有可能是由于我们收到的更高容量的样本。

[部分标签=”9. FIO –4K随机写入延迟”]

三星SM951 256GB NVMe Performance

FIO4K随机写入延迟 Testing

另一个指标’在固态硬盘中,变得越来越重要的是尽管负载很重,但仍可以保持较低的延迟。即使SSD具有超高和超一致的IOPS性能,即使延迟很高,用户仍然会觉得驱动器很慢。理想情况下,即使在繁重的工作负载下,SATA SSD也应始终具有50ms以下的延迟。

对于延迟测试,我们’我们将使用与IOPS一致性测试完全相同的测试参数,除了不是每秒记录一次IOPS,我们’将记录延迟。

绩效分析

就像Samsung SM951 AHCI一样,Samsung SM951 NVMe在这里的表现也很好,延迟保持在10毫秒以下。

[部分标签=”10. FIO – 128K Random Write”]

三星SM951 256GB NVMe Performance

菲奥128K随机写入一致性测试

除了测试4K随机写入一致性外,我们’ll还测试了128K随机写入一致性,以查看SSD在遇到较大的文件传输时能够将自身保持在性能水平的能力。

测试方法与我们对4K随机写入一致性的测试非常相似。我们用 这是一种相当标准的方法,其中包括先后用连续的128k数据填充75%的容量和100%的容量两次,然后进行实际测试,然后以队列深度32进行128K随机写入。持续2000秒’能够很好地了解驱动器相对较新,何时使用时可以预期的性能’走向稳定状态,以及何时’实际上处于稳定状态。

绩效分析

写入128K时,三星SM951 NVMe驱动器的性能确实优于竞争对手。 100%填充时,驱动器的性能非常快,但是没有’性能在500MB / s到1GB / s之间的一致性。但是,一旦我们将驱动器填充减小到75%,给驱动器留出一些交换空间,性能便保持在非常一致的状态。 1GB / s对于客户端SSD来说是非常惊人的。

[部分标签=11. Conclusion]

三星SM951 256GB NVMe Conclusions

三星sm951-256gb-nvme-ssd-自定义pc-review-4由于三星SM951 NVMe SSD是第一个NVMe SSD I’我曾经有过测试的机会,’不能确定我的表现如何’d在看。经过测试三星SM951 AHCI,我认为那里’d 性能有所改善,但结果实在让我震惊。

NVMe SSD的性能 显着快于AHCI版SSD。 NVMe的4K随机读取性能特别快,达到324,000 IOPS,几乎是AHCI版本的SSD的两倍。对于单个控制器客户端SSD,这是闻所未闻的。根据任务的不同,NVMe驱动器在重负载下也可以明显更快,这在以下情况中尤为明显: 我们的PC Mark 8测试以及我们的128K随机写入性能一致性 testing.

我确实要提到Windows 8.1附带的NVMe驱动程序仍然没有’还没有完全优化,所以我’m confident that we’随着更新的NVMe驱动程序的发布,我们将看到更好的性能。英特尔确实为其英特尔750系列SSD发布了特殊的NVMe驱动程序,但是它’目前仅与750系列SSD兼容。在Linux中,似乎可以更好地优化NVMe驱动程序以充分利用NVMe。这可能是由于以下事实:企业市场将看到最大的NVMe性能提升,并且大部分市场使用Linux。

就像AHCI Samsung SM951一样,NVMe Samsung SM951仅适用于 OEM代工 顾客。在线快速搜索没有得出该驱动器的结果,但是随着生产的进行,’我可能很快就会出现在各种在线电子零售商中。也就是说,如果您确实购买了其中一个驱动器,请确保驱动器型号为 MZVPVxxxHDGL-00000而不是 MZHPVxxxHDGL-00000(其中xxx代表驱动器的容量) – 128, 256, or 512). MZVPVxxxHDGL-00000是NVMe驱动器,而 MZHPVxxxHDGL-00000是AHCI驱动器。虽然驱动器在技术上支持 both protocols, you can’只需简单地刷新固件即可将驱动器转换为使用其他协议。

总的来说’三星SM951 AHCI和NVMe版本都给我留下了深刻的印象,并且选择了NVMe版本显然是可行的选择。随着闪存峰会的临近,希望我们’在接下来的几个月中,将会看到更多的NVMe驱动器和固件支持。在此之前,请继续关注。

CPCR金

提供的样本: 三星半导体

可用性:仅OEM

10条评论

  1. 我认为您在类型编号中犯了一个错误,因为它不会退出它,这应该是d MZVPVxxxHDGL-00000,其中XXX = 128 25或512检查您输入的图片上的错字!

  2. 您如何将SSD安装到主板上?我没’t aware if the z87’s是否具有m.2端口。我在文章中缺少什么吗?

  3. 在我们能找到具有支持端到端速度能力的本机Nvme SSD,BIOS,主板和操作系统(Win 10)的笔记本电脑上,会有人大为猜测吗?

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