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旧瓶装新酒:三星 970EVO Plus 全面换“芯”后性能实测

发表于:2024-04-28 作者:创始人
编辑最后更新 2024年04月28日,三星 970EVO Plus,作为三星存储在 PCIe3.0 时代的旗舰机型,当年它的诞生,直接将固态硬盘的绝对性能提升至 3500MB/s 的新高度,也引发了新一轮关于固态硬盘性能潜力的深挖和探索。

三星 970EVO Plus,作为三星存储在 PCIe3.0 时代的旗舰机型,当年它的诞生,直接将固态硬盘的绝对性能提升至 3500MB/s 的新高度,也引发了新一轮关于固态硬盘性能潜力的深挖和探索。

随着 PCIe4.0 的全面普及,一代新人换旧人,970EVO Plus 毫无疑问的被下放至主流市场,这本是正常的产品迭代,原以为三星 970EVO Plus 这个"旧瓶"不再可能在当下掀起波澜,可世事难料。

近日据公开消息,一代旗舰三星 970EVO Plus,在毫无预警、价格不变的情况下,直接列装了全新制程工艺的主控芯片、闪存颗粒等核心控件,在这个"酒香也怕巷子深"的全媒体时代,三星 970EVO Plus,这一波"旧瓶换新酒"的操作,究竟意欲何为?三星 970EVO Plus 的"新酒"性能又有多少提升?

今天,不玩虚的,直接进行新旧三星 970EVO Plus 的性能对比,看看这波操作是良心还是黑心?

01 新旧三星 970EVO Plus 外观对比

在性能评测之前,先来看看新版三星 970EVO Plus 都有哪些变化。

外观方面,从正面的标识来看,大体延续了三星 970EVO Plus 的设计风格,保持了该系列设计的一致性,只是在产品 PN 码、SN 码以及生产日期方面有着一些细微差异,如果不是深入研究,一般消费者很难从正面辨别新旧之间的差异;

正面(上旧下新)

背面(上旧下新)

较为明显的差异存在于背面,新版三星 970EVO Plus 在其背面增加了三星存储的 logo 标识,而旧版是不存在,同时基于新版背面的新布局设计,其背面贴纸的各种认证和准入规格排序也存在一些差异,因而用户在购买之时,可以根据三星 970EVO Plus 背面的设计布局,轻松辨别新旧版本。

02 新旧三星 970EVO Plus 内核对比

内核部分则是此次更新的重点,此次三星 970EVO Plus 的"旧瓶装新酒",是一次全面的核心器件升级。

新旧三星 970EVO Plus 内部对比

主控芯片方面,旧版三星 970EVO Plus 采用当年行业领先的 14nm 制程工艺,Phoenix 主控芯片,该芯片最高支持 32 队列,8 通道设计下,更是在当年创下 3500MB/s 的最大连续读取性能,

而新版三星 970EVO Plus 则是采用了应用于 PCIe4.0 新旗舰三星 980PRO 里的那颗"芯"-- 三星 Elpis 主控芯片,关于此款芯片,笔者在此前的三星 980PRO 中进行了深度解读,在此转述旧文。

Elpis 源于希腊语,中文读音"厄尔庇斯",中文直译则是"(希望)女神",该主控采用三星自研的全新 8nm 制程工艺,全面支持 PCIE4.0 协议,同时能够满足下一代开发、计算等需求,新的 Elpis 主控支持 128 队列并行工作,支持 128 个 I/O 队列同步进行数据处理;

主控芯片存在差异(上为 Phoenix 下为 Elpis)

相较于上一代的 Phoenix 主控,队列数(32 队列)提升了约 400%,根据三星制程数据,单个队列下,包含了超过 64000 命令集,这也就意味着三星 Elpis 主控内部的 128 个队列,可以同步处理最高超过 800 万个命令。

闪存颗粒方面,旧版三星 970EVO Plus 同样是采用当年风靡行业的三星自研第五代 V-NAND 闪存颗粒,9x 堆叠的 TLC 颗粒,在当年可谓是一骑绝尘,单颗存储容量达到 512GB,在当时大部分厂商还停留 64 层堆叠,满足 1TB 存储容量需要 4 颗颗粒的时代,三星 970EVO Plus 仅分布了两颗闪存,即完成 1TB 存储容量的堆叠。

新旧三星 970EVO Plus 闪存对比

新版三星 970EVO Plus 的闪存颗粒,不仅在堆叠层数上实现了跨越,更是在闪存性能,延时表现等方面进行了突破。其内置了三星自研第六代 V-NAND 闪存颗粒,该闪存颗粒在制程工艺上,充分利用三星独创的"通道孔蚀刻"技术,通过建立一个由 100 多个层组成的导电晶片堆栈,然后从上到下垂直穿孔,形成均匀的三维电荷阱闪存(CTF)单元,从而实现了,在 9x 层单堆栈结构基础上增加了大约 40% 的存储单元。

此外,为了进一步克服更高堆叠带来的延迟和错乱风险,三星在闪存结构内部采用了速度优化的电路设计,实现了更快的响应,根据测试第六代 V-NAND 写入操作时间少于 450 微秒(μs),读取操作时间少于 45μs。

相较于第五代 V-NAND,在性能提高了 10% 以上,功耗也降低了 15% 以上。

从主控芯片和闪存颗粒的换新来看,新版三星 970EVO Plus 实属良心,熟悉三星产品的朋友,看到这里应该已然知晓了,新版三星 970EVO Plus 的内部用料,就是旗舰机型三星 980PRO 的同款,新旗舰的核心控件应用于旧旗舰机型,那么性能方面是否也会出现爆炸性增长呢?别急,下面将进行性能测试。

03 新旧三星 970EVO Plus 基准测试对比

此次对比测试,依旧将从用户较为关心的基准测试、实际测试、高阶测试三个大的维度进行综合论证。

先来看基准测试,该测试场景下,主要是通过一系列的基准测试软件,初步测试新旧三星 970EVO Plus 在连续性能、4K 随机、缓外性能以及综合性能四个方向,进行基准评判。

连续性能方面,采用经典常用的 CrystalDiskMark 进行测试,该测试软件可以自定义不同队列深度,不同测试数据大小,快速直观的展现固态硬盘的连续性能.

左为旧版右为新版

在连续性能测试上,可以看到在连续读取性能方面,受限于 PCIe3.0 协议的制约,即使是用上了更高带宽更大 IO 的 Elpis 主控,也很难突破理论上 3500MB/s 的绝对性能;但是在连续写入以及 4K 随机方面,右侧新版的三星 970EVO Plus 则有着明显优势,尤其是队列深度更大的 Q32T16 下,几乎实现了成倍的提升。

4K 随机基准测试上,采用易于观察的 AS SSD。

左为旧版右为新版

在 4K 随机性能上,和 CrystalDiskMark 测试几乎保持一致,无论是 4K 总得分,还是在 64 队列下的 4K 单项测试下,拥有更高制程内置更多队列数的 Elpis 主控,展现了其性能优势,超过 600K IOPS 的最大 4K 随机读取,以及超过 648K IOPS 的最大 4K 随机写入,全方位领先旧版三星 970EVO Plus。

缓存性能基准测试上,我们还是采用 HD Tune Pro 进行测试,该软件是一款老牌的测试软件,能够通过自定义的方式,全面衡量硬盘的各项性能。

旧版三星 970EVO Plus

新版三星 970EVO Plus

三星 980PRO

在缓存测试中,可以看到随着核心控件的全面换新,新版三星 970EVO Plus 内置的智能 TurboWrite 机制也得到了更新和迭代,通过对比图可以看到旧版三星 970EVO Plus 在大概 40GB 左右开始出现小幅降速,而新版三星 970EVO Plus 则在 115GB 左右才呈现降速趋势。

联系此前三星 980PRO 的缓存设计,我们可以发现,新版三星 970EVO Plus 和三星 980PRO 内置的智能 TurboWrite 机制实际上是一致的,都属于第二代智能缓存,而新版缓存空间几乎是旧版的 3 倍多,能够让用户在更长的存储空间内,享受到固态硬盘的巅峰极致性能。

综合性能方面,采用新版 PC Mark10 专业版内置的完整系统盘测试,该测试能够模拟正常系统的运行场景,通过程序的内部计算,将磁盘在真实系统环境下的表现以数值的形式展现出来,有着相当的参考价值。

旧版三星 970EVO Plus

新版三星 970EVO Plus

在该测试下,有三个数值值得参考,总得分上,新版三星 970EVO Plus 得到了 2247 分,对比旧版三星 970EVO Plus 的 1689 分,接近 700 分的提升,展现了在综合的系统环境下新版三星 970EVO Plus 的性能优势,至于在硬盘带宽和平均存取时间维度上,新版三星 970EVO Plus 同样凭借着新主控和新颗粒在制程工艺和 IO 队列上的优势,取得了更好的成绩。

通过简单的连续测试、4K 随机、缓存测试以及综合测试的基准对比,我们能够快速的一览新版三星 970EVO Plus 在列装了 980PRO 同款的核心控件后,在性能上的显著优势,这一波"旧瓶装新酒",现阶段来看是良心的,是提升。

04 新旧三星 970EVO Plus 实际载入测试对比

下面,我们继续将从实际载入测试,以及测试更加复杂的高阶测试中,探寻新旧三星 970EVO Plus 的性能差异。

实际载入测试,顾名思义考验固态硬盘在实际应用场景下载入进程的快慢,这也是区别固态硬盘性能好坏的重要一环。

在该项测试中,我们采用《最终幻想》自带的游戏载入测试软件,分别安装在新旧三星 970EVO Plus 之中,并对比二者在载入时长上的差异。

旧三星 970EVO Plus 载入时长

新三星 970EVO Plus 载入时长

在载入时长方面,可以看到新旧三星 970EVO Plus 虽然都很快的实现了载入,可二者还是存在一定差异,虽然差异仅存在不到 1 秒钟,可毕竟只是同系列同协议下的新旧对比,再小的差异也能证明新版三星 970EVO Plus 在协议规格不变下,新核心组件带来的性能跃迁。

最后,我们将进行测试更为复杂和高阶的性能测试,从更深度的部分对比新旧 970EVO Plus 的性能差异性。

05 新旧三星 970EVO Plus 高阶测试对比

高阶测试中,将采用 linux 平台上最具权威和最好用的 FIO 进行针对性测试。我们将自定义数据块大小,从 4KB 一直到 128KB,以及自定义队列深度和线程,从单线程到多线程,从单队列到多队列进行深度测试。

该脚本下的测试项目

该测试项目主要包含不同队列深度不同线程设计下的连续测试,4K 性能测试。

连续读取带宽测试(左旧右新)

连续写入带宽测试(左旧右新)

在连续性能测试中,新旧三星 970EVO Plus 差距并不存在明显差异,基本都能达到连续读取 3500MB/s,连续写入 3200MB/s 左右的峰值水准。

4K 随机读取带宽测试(左旧右新)

4K 随机写入带宽测试(左旧右新)

至于在 4K 随机测试中,在 PCIe3.0 固有带宽限制下,新版三星 970EVO Plus 在绝对 IOPS 方面还是有着相当优势,无论是在随机读取还是随机写入方面,这得益于更先进制程,能够支持更多 IO 处理更多并行任务的那一颗 Elpis 主控,以及具有更快响应速度的第六代 V-NAND 颗粒。

06 关于旧瓶装新酒的三星 970EVO Plus

在连续几天的集中测试后,总算是把新旧三星 970EVO Plus 从核心控件到实际性能,完成了全面的对比。

回顾此次全面换"芯"事件,实际上这样的操作在行业内司空见惯,究其背后的原因,一方面是基于闪存颗粒、主控芯片等产品的更迭换代,使得此前的颗粒和主控没有了足够库存,被动的需要用新的核心控件进行替代;另一方面,则是为了维系经典型号,热销产品的市场知名度,主动的用新料替代旧物,延长热门型号的销售寿命。

然而,看似主动和被动之间,考验的不仅仅是商业策略,更是体现着厂商对于用户的诚心,和对于产品的负责。

同样是全面换"芯",在价格大体不变的情况下,三星 970EVO Plus 得到了新旗舰级别的主控芯片、闪存颗粒,以及随之而来肉眼可见的性能提升,却从未以此进行大规模宣发,而是让用户自然感受和体验到,这种不经意间的"良心"和"可靠"。

不得不说,作为行业领头羊的三星存储,在品牌调性和营销策略上,确实更显高级。

就在此文发稿之时,一年一度双.11 大促正如火如荼进行中,如果对于个人电脑缺少一块 PCIe3.0 的 SSD,全新升级的,拥有 PCIe4.0 旗舰级核心控件的三星 970EVO Plus,或许是这个双.11,最具性价比的产品了。

来源:中关村在线

2022-05-06 14:21:17
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