追求M.2 SSD效能極限 - SAMSUNG PM981 1TB雙平台實測

本帖由 windwithme2018-04-27 發佈。版面名稱:新型硬碟 / SSD / 燒錄機 / 各種儲存裝置

  1. windwithme

    windwithme 風的速度由我決定

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    這幾年對於儲存裝置市場來說,莫過於M.2插槽的SSD推出
    雖然一開始時M.2介面還是使用SATA通道,稱為NFGG介面
    那時在PC市場採用的是Intel Z97晶片組,頻寬當然還是6.0Gbps
    早期有些Z97或X99就開始支援PCIe M.2 SSD,頻寬只有10~20Gb/s
    隔年Z170晶片組便將M.2提升到PCIe X4也就是32G/s,稱為NVMe介面
    擁有M.2 PCIe介面的插槽,多數會向下相容上一代NFGG介面M.2 SSD
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    以上規格簡單說明之後,再來就是本回的主角SAMSUNG PM981
    入手容量為1TB版本,最高連續讀取與寫入可達3200與2400MB/s
    最高隨機讀寫可達380K與440K IOPS,這些是官方標示的規格
    實際速度是由每個平台與設定不同而變化,通常桌機效能會比筆電還高一些
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    雖然是1TB版本,但背面PCB沒有任何IC零件
    PM981控制晶片代號為Phoenix,支援NVMe 1.2規格
    DRAM Cache為512MB,採用SAMSUNG自家LPDDR4顆粒
    Flash Memory採用目前SAMSUNG最新第三代64層堆疊3D V-NAND TLC
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    在DeskTop PC有兩種安裝形式,一般是安裝在主機板上M.2插槽
    不過要注意像是Z97那時期剛推出M.2插槽,實際上但只支援SATA通道
    雖然可以安裝上PCIe M.2,但腳位與通道定義不一樣,開機是無法抓到裝置的
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    另一種模式是安裝在主機板PCIe插槽上,這也是最早出現使用PCIe通道的SSD
    轉接卡可以運用在一些舊款主機板上,但是要先確認是否有支援NVMe開機功能
    安裝PCIe插槽的主機板是支援X2還是X4頻寬,才能當作開機硬碟與是否能發揮全速
    有些很多年前的主機板,雖然能抓到當資料碟,不過BIOS不支援NVMe開機用途就不大
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    以上把M.2插槽的演進史與應用層面大概描述了一下,希望對有興趣的網友能有所幫助
    接著是效能實測的部分,第一部分採用PC平台做測試,以下是配置部分
    CPU: Intel Core i7-7820X
    MB: GIGABYTE X299 AORUS Gaming 9
    DRAM: KLEVV CRAS DDR4 2133 4GX4
    VGA:MSI GTX 1080 GAMING X 8G
    SSD: SAMSUNG M.2 PM981 1TB SSD
    POWER: Thermaltake Toughpower Grand 1200W
    Cooler: Corsair Hydro Series H100
    OS: Windows 10 64bit

    AS SSD Benchmark - 5705
    Seq Read - 2758.42 MB/s,Write - 2404.75 MB/s
    4K - 64Thrd Read - 1957.13 MB/s,Write - 1818.58 MB/s
    CrystalDiskMark
    Seq Read - 3296.3 MB/s,Write - 2416.6 MB/s
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    桌機因為主機板BIOS內選項較多,關掉一些省電功能後,可以有效提升SSD效能
    PM981無法安裝SAMSUNG自家的NVMe驅動,也許是不用或是尚未支援
    所以需要到裝置管理員內開啟寫入快取緩衝區排清的功能打勾,就可以發揮較佳的效能
    AS SSD Benchmark以往使用讀取2000 MB/s左右的NVMe SSD最高有兩千多分
    而使用RAID 0也僅有三千多分而已,沒想到PM981單顆就可以達到5700分的驚人分數
    當然一部分也是因為此測試軟體對於4K分數比重較高,不過也可以看出PM981 4K效能強悍

    Anvil's Storage Utilities - Seq 4M Read 2622.28 MB/s,Write 2343.25 MB/s
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    TxBENCH - Sequential Max QD32 Read 3282 mB/s,Write 2414 mB/s
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    ATTO Disk Benchmark
    Read最高約2894 MB/s,Write最高約2420 MB/s
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    AIDA64 Disk Benchmark
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    以上幾個測試軟體,對於PM981 1TB在最高連續讀取約落在2800~3200 MB/s
    連續寫入平均可達到2400 MB/s,算是有符合原廠的規格,但這是在極優化的狀況下才能達到
    SSD會依不同的平台或主機板,甚至每個品牌的BIOS設定或調校都會產生效能的落差
     
  2. windwithme

    windwithme 風的速度由我決定

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    第二部份為NoteBook平台實測,使用Dell Alienware 13做測試平台
    身為Gaming Notebook市場中最高階的版本,效能與硬體配備等級都有高水準表現
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    AS SSD Benchmark - 4227
    Seq Read - 2519.13 MB/s,Write - 2307.29 MB/s
    4K - 64Thrd Read - 1827.88 MB/s,Write - 721.47 MB/s
    CrystalDiskMark
    Seq Read - 3281.9 MB/s,Write - 2345.4 MB/s
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    雖然已經搭配很高階的Dell Alienware筆電,BIOS選項也比多數筆電還要多一些
    不過跟PC BIOS相比之下選項還是相當地少,無法透過BIOS調效讓SSD達到更高的效能
    電源選項也開啟高效能,整體連續讀寫的效能沒有下降太多,不過4K表現明顯下滑不少
    當然靠著PM981的高規格,安裝在筆電的效能表現也是SSD領域中數一數二的高

    Anvil's Storage Utilities - Seq 4M Read 2519.07 MB/s,Write 2337.90 MB/s
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    TxBENCH - Sequential Max QD32 Read 3236 mB/s,Write 2433 mB/s
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    ATTO Disk Benchmark
    Read最高約2902 MB/s,Write最高約2415 MB/s
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    AIDA64 Disk Benchmark
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    最後在筆電平台補上AS SSD Benchmark其他兩個測試項目的效能
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    印相中剛開始高階NVMe M.2 SSD,最高讀取約2000 MB/s,寫入約為1500 MB/s
    後來才有讀取約2100~2400 MB/s與寫入1700 MB/s以上的新一代的高階款
    印象中SATA SSD一開始也是讀取比寫入快上不少,很多年後才有讀寫都500 MB/s的產品
    不過從2017去年開始,就已經有少數領導品牌推出讀取超過3000 MB/s
    而寫入2100~2400 MB/s的版本,不知道何時會有讀寫都超過3000 MB/s的版本呢?
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    PM981 TLC效能跟SAMSUNG自家960 Pro MLC相比,可說是效能落差不多
    首先是PM981 Controller更新為Phoenix,NAND Flash也提升為3D TLC
    以往常碰到TLC架構會比MLC效能要低上許多,此回PM981縮小了兩者間的差距
    這幾天SAMSUNG發表消費市場新產品 - MLC 970 PRO與TCL 970 EVO
    主控與PM981同樣採用Phoenix晶片,讀寫效能提升到3500 / 2500~2700 MB/s
    這幾年都有分享過一些NVMe SSD的效能,不過大多在桌機或筆電測試中提到
    像這樣專門一篇,並分享來龍去脈的M.2 SSD測試對windwithme來說是第二篇而已
    希望如果有機會也有空閒的話,能分享另一家TOSHIBA所推出的高階SSD!

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    以便更快得知windwithme最近的測試動態,此外有任何建議也歡迎直接留言給我
    下一篇如果應該就是DELL高階商務筆電,您的支持依然是我前進的動力:)
     
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  3. ST-15K.3

    ST-15K.3 我是恐龍..

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    感謝分享~真的快到好離譜....
     
  4. FynoL

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    文末
    MLC 970 PRO與TCL 970 EVO
    TLC..打反了 XD
     
  5. Day_knight

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    看完後,還是決定等970 Pro了,當年950 Pro 用沒多久即換掉等待960 Pro,
    這回可能970 Pro 上市後,有點像860 Pro vs 850 Pro那樣的感覺。
     
  6. windwithme

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    感謝提醒,字打太快了..;):
     
  7. HJT

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    我最後一台機械碟是4年前也是1T
    後面都是買SSD
    M.2 越來越暴力
     

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