Samsung 983 ZET recensione: Z-NAND sfida Optane

In questo articolo vediamo come si comporta l’SSD più veloce in assoluto di Samsung, il 983 ZET. Questo SSD integra la nuova memoria Z-NAND, più veloce delle memorie NAND tradizionali, e di conseguenza entra in competizione diretta con le proposte Intel Optane basate su memoria 3D XPoint.

ZET sta per “Z-NAND Enterprise Technology”, ed è un prodotto enterprise che Samsung propone come scelta ideale per intelligenza artificiale e Internet of Things (IoT) in quanto può essere usato per applicazioni come l’hybrid caching e la gestione di database.

Il controller Phoenix a 8 canali a bordo del 983 ZET è lo stesso del 970 EVO che ben conosciamo, ma a differenza di quest’ultimo, non ritroviamo memoria NAND Flash TLC (triple level cell) o MLC (multi-level cell). Come per i modelli SZ983 e SZ985 precedenti, Samsung ha dotato questo SSD di “Low Latency V-NAND”. O in altre parole, una versione altamente ottimizzata della NAND SLC (single level cell).

In passato, nelle prime memorie NAND flash, ogni cella poteva memorizzare un solo bit di dati, ed erano conosciute come Single-Layer Cell (SLC). Con il passare del tempo sono poi arrivate sul mercato memorie con celle più dense: Multi-Level cell (MLC), Triple-Level cell (TLC) e ora le Quad-Level cell (QLC), che possono memorizzare più bit per ogni cella. I chip più densi hanno permesso di aumentare le quantità di informazioni archiviate e di abbassare i prezzi, ma ogni bit in più ha anche un effetto deleterio: riduce le prestazioni oltre che la resistenza.

Mano a mano che i bit vengono aggiungi, la flash deve programmare altrettanti livelli di tensione che vengono letti dalle celle in scala nanometrica. Questo richiede algoritmi ECC decisamente complessi per prevenire errori nei dati, e in molti casi, questo allunga i tempi di lettura delle celle.

I miglioramenti ai processi produttivi hanno favorito densità maggiori tramite capacità dei singoli die più alte e velocità maggiori, ma un elemento di fondo è rimasto: salvare una minore quantità di bit per cella equivale a migliori prestazioni e una resistenza maggiore, un aspetto dovuto in gran parte alla semplicità della NAND flash stessa.

Questa è la ragione per cui il 983 ZET usa la nuova memoria, che Samsung ha battezzato in origine chiamandola Z-NAND. Samsung ha sviluppato questa nuova memoria per competere con la memoria 3D XPoint di Intel e Micron per quei carichi di lavoro che richiedono le minori latenze possibili.

Attualmente Samsung commercializza le sue Z-NAND come Low Latency V-NAND. Queste flash hanno una latenza inferiore rispetto alle normali TLC o MLC, ma Samsung ha anche ottimizzato il design delle V-NAND per ottenere le migliori performance possibili. Samsung ha anche migliorato il data path e usato una dimensione delle pagine di 2 o 4 kB anziché 8 o 16 kB che vediamo sulla maggior parte degli SSD. Questo aggiunge maggiore parallelismo, consentendo all’unità di leggere e scrivere quantità di dati più piccole, ma ad un ritmo nettamente più veloce.

Quanto descritto finora porta a un’eccezionale latenza con letture e scritture casuali 4KB di soli 0,03 ms con una queue depth (QD) di 1. Una memoria NAND flash TLC garantisce una latenza di 0,08 ms o maggiore.

Non solo la latenza è estremamente bassa, ma l’unità può arrivare fino a 750.000 IOPS in lettura e 75.000 IOPS in scrittura. Le performance sequenziali si attestano inoltre fino a 3,4 GB/s in lettura e 3 GB/s in scrittura.

I prezzi partono dai 999,99 dollari per la versione da 480 GB e 1999,99 dollari per la versione da 960 GB. A poco più di 2 dollari per gigabyte, lo Z983 ZET è alquanto costoso per essere un prodotto basato su memoria NAND flash, ma distanzia in ogni caso Intel Optane di un discreto margine e rimane comunque molto più economico della RAM di sistema.

Ovviamente, lo Z983 ZET di Samsung offre 5 anni di garanzia e una resistenza garantita di 10 DWPD (scritture giornaliere totali) o una resistenza di 17.5 petabyte. Dati che tuttavia sono decisamente più bassi rispetto alle soluzioni Intel Optane per datacenter che riescono a sopportare fino a 60 DWPD.

Il Samsung 983 ZET comunque una protezione dei dati end-to-end con condensatori che proteggono le informazioni da un’improvvisa assenza di energia. L’unità supporta anche la cifratura AES-256 ed è conforme alle specifiche TCG e Opal per quanto concerne la codifica.

Software e accessori

Insieme all’unità sono fornite le staffe PCI Express full-height e half-height. Samsung include anche il suo DC SSD Toolkit per la gestione dell’unità. Con questo software è possibile formattare l’unità, gestire l’over-provisioning, aggiornare il firmware e monitorare gli attributi S.M.A.R.T.

Uno sguardo più da vicino

Il Samsung 983 ZET si presenta sotto forma di una scheda Add-in (AIC) PCIe 3.0 x4 HHHL (Half-Height Half-Lenght). Comunica con il computer tramite il protocollo NVMe 1.2b. È dotato di un robusto dissipatore e di un backplate posteriore per proteggere i componenti e dissipare il calore.

La Low Latency V-NAND di Samsung ha un design 3D a 48 layer, che sono notevolmente meno dense della variante a 96 layer. Samsung ha scelto di usare una flash a 48 layer in funzione delle sue performance più elevate. Dato che la flash funziona come una SLC e ha una densità di 64 Gbit per die, ha bisogno di più package rispetto a un SSD MLC o TLC per raggiungere le capacità di 480 o 960 GB.

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Il controller Phoenix è vicino al connettore PCIe per un percorso più diretto con la minima interferenza. Il controller è affiancato da un singolo package da 1,5 GB di memoria LPDDR4 e tre condensatori vicino al bordo superiore che aiutano in baso di assenza di energia, così come avviene per la maggior parte dei modelli con design HHHL.