Test Samsung 970 Pro, SSD M.2 NVMe con memoria MLC

NAND MLC a 64 layer e nuovo controller

NAND MLC a 64 layer e nuovo controller

Samsung SSD 970 Pro (1TB)

 
Samsung SSD 970 Pro (1TB)

Samsung ha continuato a sviluppare la memoria NAND MLC per gli SSD consumer anche dopo che tutti gli altri produttori hanno deciso di abbandonarla in favore della più densa TLC. L'obiettivo di questo articolo non è solo trattare il nuovo prodotto, ma anche capire se l'azienda ha fatto la scelta giusta continuando ad abbinare la NAND MLC alla sua serie di SSD Pro. Le soluzioni Samsung Pro NVMe si sono sempre dimostrate al vertice del segmento professionale, ma più di recente hanno visto avanzare alcuni antagonisti di spessore.

Nel segmento workstation di fascia alta troviamo le soluzioni Intel 3D XPoint come gli SSD Optane 900P, capaci di garantire prestazioni senza pari nei carichi casuali (a un prezzo elevato). La pressione però arriva anche dalle unità minori, con prezzi allettanti e prestazioni "abbastanza buone" da diventare una proposta interessante per appassionati e power user. Tra queste troviamo anche le soluzioni Samsung NVMe della linea EVO.

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Il pericolo più grande deriva dagli SSD che s'inseriscono tra i 960 EVO e i 960 Pro per quanto riguarda le prestazioni, ma a prezzi decisamente inferiori. A gennaio abbiamo iniziato ad avere le prime avvisaglie dell'arrivo di nuovi prodotti con NAND a 64 layer capaci di lasciarsi alle spalle i 960 EVO ed entrare in rotta di collisione con i 960 Pro. Da allora abbiamo visto diversi prodotti capaci di mettere pressione all'offerta NVMe consumer di Samsung, in grado di dire la propria in termini di prestazioni ma non di resistenza.

Questo scenario in costante mutamento impatta solo una fetta del target di mercato del 970 Pro. Gli appassionati e power user che considerano la serie Pro spesso finiscono per optare per prodotti minori per questioni di prezzo. L'alto prezzo della serie Pro non è invece un problema per gli utenti workstation che hanno a che fare con pesanti carichi di scrittura di dati sequenziali - dove il 970 Pro è più veloce dell'Optane 900P.

Questi utenti sono i cosiddetti "creativi", che processano video 4K HDR, immagini di grandissime dimensioni e audio con campionamento elevato. Oltre a questi ci sono gli utenti professionali che usano software CAD/CAN che richiedono una maggiore capacità di archiviazione rispetto a quella offerta da Optane, una resistenza elevata e le prestazioni che non potete avere dall'attuale NAND TLC.

Specifiche tecniche SSD 970 Pro

Samsung ha presentato i 970 Pro in capacità di 512GB e 1TB. Manca un modello da 2 TB, ma speriamo arrivi in futuro. D'altronde la serie 960 Pro conta un modello da 2 TB, e la nuova famiglia 970 EVO anche.

  Samsung 970 Pro (512GB) Samsung 970 Pro (1TB)
Capacità (grezza / utente) 512 GB / 512 GB 1024 GB / 1024 GB
Form factor M.2 2280 S3 M.2 2280 S3
Interfaccia / protocollo PCIe 3.0 x4 / NVMe 1.3 PCIe 3.0 x4 / NVMe 1.3
Controller  Samsung Phoenix NVMe Samsung Phoenix NVMe
DRAM Samsung LPDDR4 512MB Samsung LPDDR4 512MB
NAND SanDisk 64L Samsung 64-Layer MLC SanDisk 64L Samsung 64-Layer MLC
Lettura seq. 3500 MB/s 3500 MB/s
Scrittura seq. 2300 MB/s 2700 MB/s
Lettura cas. 370.000 IOPS 500.000 IOPS
Scrittura cas. 500.000 IOPS 500.000 IOPS
Codifica Class 0 (256-bit FDE), TCG Opal 2.0, Microsoft eDrive Class 0 (256-bit FDE), TCG Opal 2.0, Microsoft eDrive
Resistenza 600 TBW 1200 TBW
Garanzia 5 anni 5 anni

I 970 Pro forniscono 3500 MB/s di throughput di picco durante i carichi di lettura sequenziale. Le prestazioni in scrittura sequenziale sono di 2300 MB/s (512GB) e 2700 MB/s (1TB). Entrambi i 970 Pro scrivono dati casuali a 500.000 IOPS, ma il modello da 512 GB non può raggiungere questo livello durante i carichi di lettura casuale, fermandosi a 370.000 IOPS.

Queste prestazioni sono legate al nuovo controller Phoenix NVMe a cinque core. Uno dei core è dedicato alla comunicazione con il sistema ed è simile al controller Polaris del 960. La nuova memoria V-NAND a 64 layer contribuisce con tempi di programmazione ridotti che aiutano a migliorare la latenza.

Samsung afferma che la sua memoria V-NAND di quarta generazione aumenta l'efficienza energetica del 30%. Questo perché la sua tensione in ingresso è solo di 2,5V, che è una riduzione del 30% rispetto alla NAND di precedente generazione.

Prezzo, garanzia e resistenza

Samsung ha rivisto i prezzi ufficiali che aveva inizialmente stabilito. L'azienda voleva chiedere 330 dollari per il modello da 512GB e 630 dollari per quello da 1TB, ma nelle scorse ore ha deciso di tagliare i listini rispettivamente a 250 e 500 dollari. In Italia, su Amazon, troviamo ora il 512 GB a 325 euro e quello da 1TB a 625 euro. Ci aspettiamo un adeguamento verso il basso nei prossimi giorni / settimane.

La serie 970 Pro conserva i 5 anni di garanzia dei 960 Pro, ma offre una maggiore resistenza. Samsung dice di aver aumentato l'affidabilità del 20% tramite cambiamenti al materiale che allinea le pareti interne delle celle NAND. Migliorato anche il motore per la correzione d'errore, che porta a grandi progressi nella resistenza rispetto al 960 Pro e la sua NAND di precedente generazione (48 layer). Samsung ha aumentato il tasso di resistenza dei due modelli del 50%. Il modello da 512 GB supporta fino a 600 TBW di resistenza e il modello da 1 TB arriva fino a 1200 TBW.

Caratteristiche

I 970 sono i primi SSD consumer Samsung a supportare NVMe 1.3. Samsung usa il controller Phoenix anche sull'SSD OEM PM981, ma quel prodotto si affida all'interfaccia NVMe 1.2a. Il throttling termico è difficile da eliminare sugli SSD M.2 perché c'è molto meno materiale superficiale sotto il controller ad assorbire il calore.

ssd 970 pro throttling

Con la serie 960 Pro, Samsung ha introdotto il concetto di una striscia di rame integrata nell'etichetta del prodotto. Alcune aziende hanno certo di copiare il design senza raggiungere lo stesso successo. Samsung ha inoltre seguito Silicon Motion e inserito una sottile copertura in nickel sopra il controller Phoenix per aiutarlo a dissipare il calore lontano dal centro, dove risiede la circuiteria del controller.

Combattere il throttling termico in modo efficace richiede sia hardware che software. L'algoritmo Enhanced Dynamic Thermal Guard (DTG) permette di trasferire più dati prima che l'SSD entri in uno stato di prestazioni ridotto. Anche dopo che il throttling termico prende piede, il 970 Pro trasferisce i dati ancora più rapidamente del modello di precedente generazione.

Di conseguenza, Samsung dichiara che il 970 Pro garantisce fino al 26% di prestazioni in più e una costanza superiore durante i carichi di scrittura casuale pesanti. La costanza non è un problema per la maggior parte dei carichi consumer, ma potrebbe essere critica per gli utenti workstation con carichi pesanti.

La nuova serie 970 supporta la codifica dell'intera unità a 256 bit (full disk encryption, FDE) Class 0 con Microsoft eDrive e TCG Opal 2.0. eDrive è una soluzione di codifica che si trova su Windows 8, 8.1 e 10. Le aziende usano spesso TCG Opal per la sicurezza di notebook e desktop perché garantisce caratteristiche di amministrazione remote.

Software

Samsung Magician supporta la nuova serie 970. Non abbiamo ancora analizzato il software ma non ci aspettiamo nuove caratteristiche. Lo stesso possiamo dire per Data Migration che semplifica la clonazione dei vostri dati da un supporto esistente al nuovo SSD.

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Samsung ha pubblicato anche un nuovo driver NVMe custom che migliora la compatibilità con i sistemi operativi fino a Windows 7. Samsung non ci ha rivelato molti dettagli sul nuovo driver, ma dovremmo saperne di più nelle prossime settimane.

SSD 970 Pro da vicino

Entrambe le capacità sono conformi alla specifica M.2 2280 S3 (singola faccia 3mm). In passato Samsung riempiva un lato del PCB con quattro package NAND e combinava a controller e DRAM in un costoso package multi-chip. Questa volta controller e memoria LPDDR4 sono separati. Questo dovrebbe anche aiutare a gestire il calore che scaturisce dal controller con placcatura in nickel.

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Non abbiamo misurato lo spessore della piastra in rame sul retro dell'unità, ma sembra leggermente più spessa della versione usata dalla serie 960.

Prestazioni SSD Samsung 970 Pro 1TB

Samsung ha presentato il 970 Pro in capacità da 512GB e 1TB, ma abbiamo a disposizione solo l'unità più capiente. Abbiamo incluso anche i Samsung 970 EVO, 960 Pro e 960 EVO da 1 TB nei nostri test. È presente anche l'HP EX920 da 1TB con controller SMI SM2262 e NAND Micron a 64 layer.

L'SSD Intel 600p con il controller SM2260 e NAND a 32 layer rappresenta un SSD entry-level dello scorso anno. Il Plextor M9Pe e il SanDisk Extreme Pro 3D NVMe usano entrambi NAND Toshiba/SanDisk TLC a 64 layer. Il Samsung 970 Pro e il 960 Pro sono gli unici prodotti in questo gruppo dotati di memoria NAND MLC.

Prestazioni in lettura sequenziale

Il 970 Pro da 1 TB dominerà verosimilmente la maggior parte dei test. L'obiettivo è stabilire di quanto sia più veloce rispetto alla generazione precedente e se gli SSD meno costosi possono competere con lui.

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Il Samsung 970 Pro supera tutti sia a QD1 che alle prestazioni di picco nel test di lettura sequenziale. I grafici mostrano anche come gli SSD NVMe consumer tallonino il 970 Pro.

Prestazioni in scrittura sequenziale

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Per rappresentare meglio la scrittura sequenziale sotto carichi di livello consumer, abbiamo diretto i nostri test sintetici alla misurazione delle velocità di picco piuttosto che sulla velocità di trasferimento sostenuta. Alcuni prodotti potranno superare il 970 Pro, ma nessuno lo batterà in ogni test o software.

Prestazioni in scrittura sequenziale sostenute

C'è di più per quanto riguarda la scrittura sequenziale. Gli SSD sono molto veloci, ma grandi insiemi di dati, come le ISO Blu-Ray o i film, sono abbastanza grandi da saturare la cache e spingere l'SSD a velocità di scrittura TLC. In questo test scriviamo blocchi da 128 KB sull'intero spazio indirizzabile dall'utente.

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Il Samsung 970 Pro è dotato di memoria MLC ed è in grado di sostenere un throughput di 2000 MB/s. Di contro il nuovo 970 EVO 1TB può scrivere dati alla stessa velocità, ma solo per un breve periodo. Dopo che la cache SLC Intelligent Turbo Write si è riempita, le velocità di trasferimento scendono a circa 1250 MB/s. Vediamo la stessa cosa con tutti gli SSD TLC. Il Samsung 960 Pro con memoria MLC a 48 layer evidenzia le prestazioni decisamente superiori del 970 nei carichi sostenuti.

Prestazioni in lettura casuale

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Il nuovo controller e NAND hanno alzato l'asticella per quanto riguarda le prestazioni in lettura casuale. Ce lo aspettavamo dopo aver testato il controller a bordo del PM981, ma non ci aspettavamo l'arrivo di una variante MLC che alzasse ulteriormente l'asticella.

Il nuovo 970 Pro è solo leggermente più veloce nella lettura di dati casuali rispetto al 960 Pro. Questo non dà a giocatori, appassionati e power user molte ragioni per aggiornare se possiedono l'SSD MLC di precedente generazione.

Prestazioni in scrittura casuale

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Il Samsung 970 Pro stabilisce nuovi record per le prestazioni in scrittura casuale. Di nuovo non vediamo un enorme miglioramento rispetto alla generazione precedente, ma i progressi ci sono.

Carico sequenziale misto al 70%

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Abbiamo iniziato a testare i carichi misti a partire dall'XP941, l'SSD PCIe di prima generazione di Samsung. Questo test si lega direttamente all'esperienza utente durante un pesante multitasking. Il 970 Pro, e ogni SSD PCIe da allora, si è sempre comportato molto bene con carichi sequenziali misti, ma il nuovo SSD di Samsung non è più il più veloce.

Carico casuale misto al 70%

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I dati attraversano il controller in entrambe le direzioni durante i carichi misti, quindi il controller deve essere ottimizzato di conseguenza. Avere molti core aiuta, ma l'SRAM nel controller e un sistema di caching robusto sono le chiavi per avere buoni risultati. Il Samsung 970 Pro garantisce prestazioni casuali miste di alto livello con carichi leggeri strappando una vittoria rispetto al suo predecessore e al 970 EVO.

Stato di equilibrio sequenziale

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I carichi di scrittura intensivi portano la maggior parte delle unità TLC in una condizione di stato di equilibrio molto più rapidamente rispetto alle unità MLC. I carichi pesanti di classe workstation possono impattare sulla resistenza. Entrambi sono un male per le prestazioni e la longevità dell'unità, cosa che Samsung ha risolto con la NAND MLC del 970 Pro.

Stato di equilibrio casuale

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Samsung ha ottimizzato la serie 970 per migliori prestazioni casuali con carichi prolungati. Sia 970 Pro che EVO raggiungono prestazioni in scrittura casuale superiori nello stato di equilibrio rispetto al 960 Pro. I due SSD 970 dovrebbero funzionare molto bene in un sistema RAID.

Prestazioni con i software, PCMark 8

Il Samsung 970 Pro 1TB è al livello della concorrenza o vince in tutti i test tranne uno. Sono le prestazioni che ci aspettavamo.

Bandwidth

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Il 970 Pro aumenta il throughput di poco più di 40 MB/s. Non c'è molto margine per ottenere miglioramenti enormi con la NAND tradizionale. Questo è il motivo per cui Intel ha sviluppato 3D XPoint. Samsung ha creato Z-NAND, che è una NAND altamente ottimizzata progettata per competere con 3D XPoint.

Prestazioni con carichi avanzati, PCMark 8

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Il 970 Pro è equipaggiato con l'ultima NAND MLC, quindi non siamo sorpresi di vederlo davanti agli altri prodotti dopo un carico pesante. Qui è dove il 970 Pro dà il meglio e gli SSD basati su memoria TLC prestano il fianco. Samsung ha progettato il 970 Pro per garantire prestazioni costanti anche con le condizioni più esigenti.

Tempo di servizio totale

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La maggior parte di noi non sarà mai in grado di spingere il 970 Pro così a fondo da sfruttarne il completo potenziale. Negli anni abbiamo visto alcuni SSD NVMe comportarsi meglio di altri se spinti al limite. Il Corsair Neutron NX500 è uno di questi. Questi prodotti sono stati ottimizzati per carichi pesanti, quindi soffrivano di fronte a carichi leggeri. Il nuovo 970 Pro non ha quel problema, ma offre le prestazioni migliori in ogni frangente.

Tempo di occupazione

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Il 970 Pro è indubbiamente veloce. Il tempo di occupazione mostra che l'unità ha completato il carico più rapidamente di 960 EVO e Pro da 1TB. Il nuovo 970 EVO 1TB non è troppo lontano dall'impressionante risultato del 970 Pro.

Test reattività BAPCo SYSmark 2014 SE

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I carichi di SYSmark usano del software vero come Excel e Photoshop. Usare software reali apre la porta ad altre variabili, anche se il software di misura minimizza la maggior parte delle "funzionalità" di Windows che impattano sulle prestazioni.

I test SYSmark mostrano un'unica sorpresa: il 970 Pro non raggiunge i punteggi di reattività di 960 Pro e HP EX920.

Test autonomia BAPCo MobileMark 2012.5

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970 Pro ed EVO sono quasi appaiati con 318 e 315 minuti di autonomia del nostro notebook. Abbiamo svolto il test senza il driver Samsung NVMe 3.0 perché di solito i driver custom usano sempre più energia di quello di Microsoft integrato.

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