Обзор накопителя Samsung 970 EVO: долгожданное обновление самого массового NVMe SSD

Samsung принято считать безоговорочным лидером на рынке потребительских твердотельных накопителей. Особенно если речь идёт про высокопроизводительные SSD с интерфейсом NVMe. Представленные южнокорейским гигантом более полутора лет назад модели 960 PRO и 960 EVO оказались настолько удачными с точки зрения потребительских характеристик, что в течение прошлого года сумели стать своего рода «золотым стандартом» SSD для производительных систем, не имевшим достойных альтернатив.

Но время не стоит на месте, и в 2018 году 960 PRO и 960 EVO уже не кажутся такими превосходными и блистательными, как раньше. Лидирующее положение флагманской модели Samsung активно оспаривает Intel со своими решениями, построенными на инновационной памяти 3D XPoint, а позиции массового 960 EVO активно и успешно атакуют новые модели SSD, выстроенные вокруг платформы Silicon Motion SM2262, например протестированный нами недавно Intel SSD 760p. Это значит, что, если Samsung хочет и дальше оставаться номером один среди производителей SSD, пришла пора заменить старые версии NVMe-накопителей чем-то получше.

Так и произошло. Три недели тому назад компанией Samsung на суд общественности был вынесен обновлённый модельный ряд продуктов с интерфейсом NVMe, а 7 мая стартовали их общемировые продажи. Новинок две: 970 PRO и 970 EVO. Как и раньше, первая, «профессиональная» модель представляет собой основанный на MLC 3D V-NAND дорогостоящий накопитель с максимальными показателями производительности, а вторая, «эволюционная» – использует TLC 3D V-NAND и предлагает некий компромисс между быстродействием и ценой, обеспечивая тем не менее весьма достойные показатели скоростей. Однако сразу же следует оговориться: флагманский Samsung 970 PRO конкурентом для Intel Optane SSD заведомо не является. Для этой роли в недрах лабораторий Samsung растят совсем другого бойца, с кодовым именем Z-SSD, но о нём мы поговорим в другой раз. Свежеанонсированный же 970 PRO – это всего-навсего преемник 960 PRO с улучшенными характеристиками, и он олицетворяет собой некий локальный максимум, который можно получить без крупномасштабного пересмотра технологий, то есть опираясь на привычную память типа NAND.

Непосредственной же темой этой статьи выступает не 970 PRO, а его младший собрат – 970 EVO. Лейтмотивом появления этого продукта, как и недавно вышедших SATA-накопителей Samsung 860 PRO и 860 EVO, стал переход южнокорейского производителя на повсеместное использование фирменной трёхмерной памяти четвёртого поколения. Однако говорить о 970 EVO как об ординарном обновлении 960 EVO за счёт замены прошлой версии флеш-памяти на 64-слойной TLC 3D V-NAND было бы неправомерно. На самом деле изменений гораздо больше, начиная с того, что в 970 EVO обосновался новый базовый контроллер, и заканчивая серьёзным увеличением разрешённого ресурса и сроков гарантии. В обширный список улучшений попал и рост показателей быстродействия. А это значит, что Samsung должна суметь отразить дерзкую атаку со стороны соперников, которые наконец научились создавать продукты, попадающие в одну весовую категорию с прошлым массовым NVMe-накопителем компании, 960 EVO.

Согласно видению Samsung, новый 970 EVO – это производительный накопитель, который лучше любого другого SSD подойдёт для подавляющего большинства игровых и рабочих систем. И в этом обзоре мы проверим, удастся ли самсунговской новинке стать достойным последователем 960 EVO и занять место нового «номера один» в сегменте массовых NVMe SSD, несмотря на все произошедшие изменения в конъюнктуре.

⇡#Технические характеристики

Обычно, когда на рынок выходят новые поколения какого-то компьютерного оборудования, модельный ряд формируется по простому принципу: в самом дорогом изделии закладываются максимально возможные характеристики, а в моделях, стоящих в иерархии ниже, снижается частота, блокируются какие-то части, а порой даже отключаются те или иные возможности. Однако подход Samsung к твердотельным накопителям совсем не такой, и думать про 970 EVO как про урезанную версию 970 PRO совершенно неверно. Философия, которой руководствовались разработчики Samsung при создании массового NVMe SSD, заключалась в том, чтобы ответить на вопрос: «Что можно выжать из TLC 3D V-NAND, если к тому приложить максимум усилий?» Иными словами, правильное определение 970 EVO, как и в случае 970 PRO, тоже должно включать слово «флагман». Просто 970 PRO – это флагман на базе MLC 3D V-NAND, а 970 EVO – флагман с трёхбитовой памятью, как его представляют себе в Samsung.

Проиллюстрировать это можно рассказом про выбранный для 970 EVO контроллер. В основе данного накопителя, как и в 970 PRO, используется новый чип Phoenix, представляющий собой дальнейшее развитие Polaris из накопителей предыдущего поколения, 960 PRO и 960 EVO. Как и прошлый контроллер, Phoenix базируется на пяти ядрах с ARM-архитектурой, причём одно из ядер занимается исключительно обслуживанием операций с хостом. Зато частота ядер в Phoenix по сравнению с Polaris повышена, а кроме того, в новом контроллере добавлена совместимость с протоколом NVM Express 1.3, что делает его самым мощным фундаментом для потребительских NVMe SSD на данный момент.

При этом чип Phoenix, используемый Samsung 970 EVO, не был подвергнут никаким процедурам искусственного ухудшения производительности. Он здесь абсолютно точно такой же, как и в 970 PRO: для общения с массивом флеш-памяти в нём используются все восемь каналов, а коммуникация с системой происходит по интерфейсу PCI Express 3.0 x4 с пиковой пропускной способностью 3,9 Гбайт/с. Поэтому нет никаких сомнений в том, что узким местом в архитектуре 970 EVO является не контроллер. Тем более что ровно тот же базовый чип Samsung собирается применять даже в своём перспективном изделии Z-SSD, где ожидается совсем иной уровень быстродействия.

Следовательно, та производительность, которую способен развить 970 EVO, на 99 процентов определяется флеш-памятью. Впрочем, и тут не стоит искать никаких подвохов. Наиболее актуальной версией памяти с трёхбитовыми ячейками у Samsung сейчас выступает 64-слойная TLC 3D V-NAND, для массового производства которой компанией в прошлом году был открыт специальный завод в Пхёнтхэке, и именно она применяется в 970 EVO. Однако есть один важный нюанс. В SATA-накопителях 860 EVO, тоже переведённых на такую память, компания использует 512-гигабитные устройства NAND, которые имеют более низкую себестоимость, но снижают степень параллелизма массива флеш-памяти и ограничивают производительность. Для 970 EVO же, где высокое быстродействие поставлено во главу угла, компания решила выбрать менее ёмкие, 256-гигабитные кристаллы. Таким образом, компромиссов удалось избежать и здесь.

В результате если сравнивать с 960 EVO, то показатели производительности Samsung 970 EVO в официальных спецификациях действительно увеличилась.

Если говорить про версии с объёмом 500 Гбайт и выше, где мощность нового контроллера раскрывается наиболее полно, то можно отметить 6-процентный рост заявленной скорости последовательного чтения, примерно 30-процентный рост скорости последовательной записи, увеличение скоростей произвольного чтения в пределах от 12 до 32 процентов, а также более чем 25-процентное улучшение быстродействия при случайной записи. Иными словами, прогресс более чем очевиден.

При этом улучшились не только показатели производительности. Samsung наконец-то уделила внимание и условиям гарантии, которые у 960 EVO, были, откровенно говоря, несуразными. Новый же накопитель Samsung 970 EVO стал в этом отношении куда более конкурентоспособен. Теперь гарантийный срок увеличен с трёх до пяти лет, а объём разрешённой записи таков, что пользователь может без зазрения совести перезаписывать до трети ёмкости SSD ежедневно в течение всего пятилетнего срока.

Ещё одно важное изменение касается объёмов представителей модельного ряда. Как видите, реальностью стал 970 EVO объёмом 2 Тбайт. Представители Samsung обосновывают его появление тем, что на максимальную терабайтную версию 960 EVO был очень хороший спрос, и им кажется, что многие пользователи созрели для перехода на ещё более ёмкие NVMe SSD. Тем более что благодаря применению TLC 3D V-NAND четвертого поколения производитель сможет обеспечить на двухтерабайтную модель очень привлекательную стоимость (рекомендованная цена в России – 54 990 рублей). С технологической точки зрения выпуск такого SSD в форм-факторе M.2 2280 тоже не является проблемой: применение в двухтерабайтной версии 970 EVO крупных 512-гигабитных кристаллов TLC 3D V-NAND позволило спроектировать её даже в одностороннем дизайне.

Одной из причин, почему 960 EVO так нравился пользователям, была технология Intellegent TurboWrite, в рамках которой накопитель предлагал вместительный SLC-кеш, значительно ускоряющий операции записи. В новом 970 EVO эта технология сохранилась в полном объёме. Как и раньше, 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 графика скорости непрерывной последовательной записи на версии Samsung 970 EVO различных ёмкостей (измерения проводились в наиболее выигрышной ситуации – на свободном SSD).

Размер SLC-кеша у 970 EVO по сравнению с предшественником не изменился, но скорость записи в него данных существенно выросла. В то же время производительность при прямой записи в память (без кеширования) у 970 EVO осталась точно такой же, как была у 960 EVO. И даже более того, 250-гигабайтная версия новинки, имеющая наименьшую степень параллелизма массива флеш-памяти, при прямой линейной записи оказывается не быстрее SATA-накопителя 860 EVO. Впрочем, если принять во внимание существенную ёмкость SLC-кеша, представить себе работу 970 EVO без технологии ускоренной записи достаточно тяжело.

⇡#Внешний вид и внутреннее устройство

Samsung 970 EVO выпускается в одном-единственном варианте исполнения – в виде M.2-модуля формата 22 × 80 мм. При этом накопители разных ёмкостей выглядят совершенно одинаково — они выполнены на текстолите чёрного цвета, имеют одностороннее исполнение и несут на себе по четыре микросхемы: контроллер, DRAM-буфер и две микросхемы флеш-памяти.

На обеих сторонах платы 970 EVO размещены наклейки. На лицевой стороне располагается этикетка с названием продукта, маркировкой, артикулами и номерами, а на оборотной – с логотипами всевозможных сертификаций. При этом наклейка, приклеенная на обороте, не столь проста, как кажется. Одним из её слоёв выступает медная фольга, которая помогает более эффективному распределению и рассеиванию тепла, выделяемого накопителем во время работы.

Желание разработчиков Samsung сделать температурный режим новой модели как можно более щадящим видно и при более близком знакомстве с устройством. Например, впервые в практике Samsung микросхема контроллера SSD получила металлическую никелированную крышку. Впрочем, тепловыделение контроллера Phoenix по сравнению с Polaris несколько увеличилось, так что, вполне возможно, без такого дополнительного теплорассеивателя было уже попросту не обойтись.

В остальном же Samsung 970 EVO выглядит привычно. Обратить внимание стоит разве только на тот факт, что в этом накопителе в качестве DRAM-буфера стала использоваться более современная и скоростная LPDDR4-память. Размер же такого буфера стандартен: он определяется из расчёта 1 Мбайт DRAM на 1 Гбайт флеш-памяти.

То, что один или два терабайта флеш-памяти у Samsung вполне влезает в две микросхемы, мы уже убеждались, когда тестировали 860 EVO. Компания давно освоила технологию штабелирования в одну микросхему до 16 кристаллов флеш-памяти и активно этим пользуется. В результате Samsung – один из очень немногих производителей, которые способны предложить односторонние накопители в форм-факторе M.2 2280 с ёмкостью 1 Тбайт и более.

При этом разновидности Samsung 970 EVO с ёмкостью 250, 500 и 1000 Тбайт собраны на 256-гигабитных 64-слойных кристаллах TLC 3D V-NAND. Более крупные кристаллы размером 512 Гбит (которые используются в 860 EVO) в модификации 970 EVO объёмом до терабайта включительно не попали, и слава богу, ведь уменьшенная ёмкость устройств NAND позволяет контроллеру накопителя работать в полноскоростном восьмиканальном режиме, а в моделях на полтерабайта и выше в дополнение к этому пользоваться чередованием устройств в каждом канале. Именно поэтому максимальную производительность в модельном ряду Samsung 970 EVO обещает версия SSD объёмом 1 Тбайт.

Будет уместным напомнить, что почти все версии 960 EVO тоже комплектовались устройствами NAND ёмкостью 256 Гбит, а значит, пропускная способность массива флеш-памяти у нового накопителя должна быть похожа. Однако для варианта 960 EVO ёмкостью 250 Гбайт Samsung специально выпускала 128-гигабитные кристаллы, что было одной из причин хорошей производительности этой модели. С выходом же 970 EVO младшая модификация своего привилегированного статуса лишилась и получила точно такую же начинку, как и более вместительные SSD. И это может не самым лучшим образом сказаться на её производительности.

Декларируемые объёмы представителей серии 970 EVO 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 5.2, совместима в том числе и с 970 EVO. Эту утилиту принято ставить примером того, каким ПО должны сопровождаться потребительские SSD, поэтому предъявить какие-либо претензии к её функциональности или интерфейсу не так-то просто.

Samsung Magician 5.2 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 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.