一、前言：首款滿血的pcie 4.0 ssd到來

時代在變，然而思維陳舊的人會始終難以適應時代的變化！很多人無法理解arm處理器的性能超越x86處理器，最強的risc處理器（精簡指令集）比不上最弱的cisc（復雜指令集）處理器似乎就是天經地義，蘋果m1處理器的誕生顛覆了很多人的認知。

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在ssd領域也有同樣的情況，似乎mlc閃存天生就比tlc高貴，tlc ssd再怎么努力也趕不上最弱的mlc。而三星980pro ssd的誕生同樣將顛覆大多數玩家對于tcl ssd的認知，這是三星第一款采用tlc閃存的頂級ssd產品，也是第一款滿血的pcie 4.0固態硬盤。

1、pcie4.0 x4的理論帶寬

下面是pcie各版本鏈路性能指標：

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有很多同學奇怪為什么pcie通道的傳輸率的單位使用gt/s而不是我們常見的gbps、gb/s，主要原因是傳輸率還包括不提供額外吞吐量的開銷位，比如 pcie 1.x和pcie 2.x使用8b / 10b編碼方案，會占用了20%的原始信道帶寬，也就是實際吞吐量只有傳輸率的8成。

pcie 3.0的物理層協議使用了全新的128b/130b編碼方案，也就是說有效吞吐量可以達到原始信道帶寬的128/130。因而，pcie 3.0協議的每一條通道的實際帶寬= 8.0gt/s * 128 / 130/8=984.6mb/s。那么pcie 3.0 x4就能提供3938mb/s的吞吐量。

pcie 4.0協議的傳輸率翻倍到了16gt/s，同樣也是使用了128b/130b編碼方案，pcie 4.0 x4的吞吐量可以達到7976mb/s，是pcie 3.0 x4的二倍。

2、pcie4.0 ssd的理論速度是最高可以達到多少？

任何數據pcie系統傳輸，都會產生一定的開銷。pcie設備是以tlp的形式發送報文的，數據報文在device core產生之后，在分別經過事務層(transaction layer)、數據鏈路層(data link layer)、物理層(physical layer)之后會依次被增加ecrc，sequence number，lcrc，start，end等數據塊。

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pcie 3.0/4.0 中一個tlp最高可以攜帶4096bytes有效數據，不過通常它會受到設備以及主板支持的共同限制，多數情況下被限制在256bytes。

tlp head長度可選12bytes或者16bytes，memory read/write tlp中采用32位地址時，tlp head長度為12bytes，采用64位地址時tlp head長度為16bytes

因此pcie 3.0/4.0 中tlp的有效數據率=256/（4+2+16+256+4+4）=89.5%。

那么pcie 4.0 ssd可達到的最高理論帶寬應該=7976 mb/s *89.5%=7138mb/s。

3、如何才能達到pcie4.0 ssd最高理論速度？

簡單的說就是主控和閃存的關系!

主控的最高速率=接口速率x通道數/經驗倍率。比如群聯的ps5016-e16主控。這款主控使用800mt閃存接口，8個通道理論上可以達到6.4gb/s，經驗倍率是1.28，于是實際上最高只能支持6.4gb/s÷1.28=5gb/s。這數字與7138mb/s相去甚遠。

三星elpis同樣也是8道通主控，不過閃存接口速度高達1200mt/s，扣掉1.28的經驗倍率，實際帶寬=1200*8/1.28=7500mb/s，已經超過pcie 4.0 x4的理論帶寬上限。

當然，就算主控再強，沒有與之匹配的閃存肯定也無法發揮應有的性能。

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三星980pro 1tb ssd采用的是第六代v-nand tlc閃存顆粒，堆疊層數從第五代的96層提升至136層，增加了約40%的單元。這顆閃存充分利用三星獨創的“通道孔蝕刻”技術，通過建立一個由100多個層組成的導電晶片堆棧，從上到下垂直穿孔，形成均勻的三維電荷阱閃存（ctf）單元，堆疊層數從第五代的9x層提升至1xx層，增加了約40%的單元。

同時，三星還進行了更優化的電路設計，使其能夠實現比第五代v-nand更快的數據傳輸速度，而寫入操作的時間少于450微秒（μs），讀取操作的時間少于45μs，這2個指標都比上代提升了10%以上。

4、pcie 4.0 ssd的前景

2019年7月amd zen2處理器發布的時候，pcie 4.0還是曲高和寡。僅僅在一年多的時間，現在主流設備已經全面擁抱pcie 4.0了。

amd最新一代的rx 6000顯卡，nvidia的rtx 30系顯卡均支持pcie 4.0，intel的z490主板絕大部分也支持pcie 4.0(需要搭配即將發布的rocket lake第十一代酷睿處理器)，amd的b550、x570主板也早已支持pcie 4.0。另外，微軟和索尼的次世代主機xbox series x和ps5也都采用了pcie 4.0 ssd。

pcie 4.0 ssd的另外一個意義就是，等到明年微軟正式推出directstorage技術之后，三星980pro可以憑借7000mb/s的讀取速度做到秒進系統，這也是很多玩家期盼已久的事情。

三星980pro ssd的詳細規格如下：

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我們此次測試采用的是三星980pro 1tb ssd，寫入壽命為600tbw，售價為1899元，晚些時候，2tb版本也會上市。

二、外觀：lpddr4 dram緩存 +銅箔散熱標簽

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m.2 2280規格，容量1tb。

正面的貼紙標注有產品的型號、容量、產地以及序列號等信息，用戶可以將此信息與包裝盒上面的sn碼進行對比，看看是否有二碼合一。

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背面的銅箔貼紙，有各種認證信息。銅箔是用來增強散熱。

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pcie 4.0 ssd發熱巨大總所周知，傳統ssd用的紙標簽阻擋了ssd熱量向外傳遞。980pro使用的是銅箔標簽，能以最快的速度將ssd產生的熱量傳遞到媒介。

銅箔散熱標簽在擁有良好散熱效能的同時，相比傳統的帶散熱片可以更輕松安裝入筆記本電腦。

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揭掉正面的貼紙可以看到2顆閃存、一顆dram緩存以及主控。

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三星elpis主控，采用8nm制程工藝，能夠同時處理128個i/o隊列，是前代phoenix主控的4倍，是ubx主控的16倍（三星950pro使用）。

右邊是三星的lpddr4 dram緩存，容量1gb。

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三星第六代v-nand 3-bit mlc顆粒，在前代9x層單堆棧結構基礎上增加了約40%的單

元。單die容量512gb，采用8die封裝，單顆nand容量可達512gb。

三、基準性能測試：讀取速度可達6700mb/s

測試平臺配置如下：

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1、crystaldiskinfo信息識別

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我們手上有2塊三星980pro 1tb ssd。此前在zen3的評測中大量使用，其中一個的寫入量已經達到了32tb，另外一個也有3tb。

2、as ssd

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寫入量3t的三星980 pro 1tb測試成績。1gb的讀寫測試分數為8966，順序讀寫速度分別為5532mb/s和4082mb/s；4k隨機讀寫速度分別是82mb/s、202mb/s。

然后做10gb讀寫測試，得分達到了9012，甚至比1gb容量測試的分數更高。順序讀寫速度分別為5563mb/s、4065mb/s；4k隨機讀寫速度分別是82mb/s、204mb/s。

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這是寫入量已經達到32tb的三星980 pro 1tb ssd，不論是順序還是4k隨機讀寫速度都出現了一定程度的下滑。總分也從9000分跌到了8200左右。

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上面是as ssd benchmark 1gb的數據測試結果。在順序寫性能方面，三星980pro 1tb比同為pcie 4.0的影馳hof 2tb快了將近1200mb/s、寫入快了200mb/s。其他三款pcie 3.0 ssd的讀取速度都在3000m/s以下，寫入不過與2900mb/s。

在4k性能方面，三星980pro 1tb的讀取速度達到了82mb/s，寫入202mb/s，均傲視群雄。

下面的測試都是在成績更好的ssd上面進行。

3、crystaldiskmark

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在crystaldiskmark測試中，三星980 pro 1tb ssd的順序讀取速度達到了驚人的6735mb/s，寫入速度也有4949mb/s；4k讀寫速度分別為89mb/s和232mb/s。

在進行32gb的測試時，各項數據反而更好了。順序讀寫速度分別為6710mb/s、4956mb/s，4k讀取速度為91mb/s，4k寫入速度232mb/s。

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在順序讀寫方面，三星980pro 1tb比影馳hof 2tb快了將近2000mb/s，寫入也快了700mb/s。如果是和pcie 3.0 ssd相比，三星980pro 1tb幾乎能達到2倍的性能。

4、atto disk benchmarks

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從atto disk benchmarks結果來看，對于0.5kb的小文件讀寫，三星980 pro 1tb ssd也能達到51mb/s以上的速度。32k的時候，寫入達到了2600mb/s，讀取速度為3470mb/s。從256kb開始，寫入速度穩定在4.2gb/s左右，讀取速度則能達到6gb/s。

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在對4096kb大小的文件進行讀寫時，三星980pro 1tb的讀取速度比影馳hof 2tb快了1640mb/s，寫入快了260mb/s。

不過在對512bit大小的文件進行讀寫時，三星980pro 1tb與影馳hof 2tb之間沒有太過明顯的差異。

四、900gb文件拷貝測試：全程保持1.8gb/s的寫入速度

三星980 pro 1tb ssd的實際容量是931gb，我們將890gb的數據從其中一塊980 pro 1tb ssd拷入到另外一塊，看看這塊ssd的緩外寫入速度能有多高。

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復制的文件總容量為866gb，共190個文件，在2塊980 pro 1tb ssd之間進行拷貝。

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在初期階段，復制速度達到了2.7gb/s。

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大約在120gb的時候，slc緩沖區耗盡，寫入速度跌為1.8gb/s。

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在全部866gb數據拷完之時，寫入速度依舊是1.83gb/s。

2、惠普ex950 1tb ssd寫入測試

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同樣也是866gb數據從三星980 pro 1tb ssd寫入到惠普ex950 1tb ssd中，初期的速度能夠達到2.45gb/s。

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寫入150gb之后，速度降為936mb/s。

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在寫入600gb之后，寫入速度進一步降低到了543mb/s，直到完成所有文件的拷貝依舊保持在這個速度。

3、三星960pro 512gb ssd

三星960pro 512gb ssd的實際容量是476gb，我們向其中寫入433gb的數據。

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三星960pro 512gb在很長一段時間內都能保持1.75gb/s的寫入速度，大約在寫入200gb之后，速度還是逐漸下跌，在寫入了380gb之后，寫入速度降到了1.48gb/s。

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最終在拷貝進度將近完成的時候，寫入速度已經降到了1gb/s的樣子。

4、影馳hof 2tb ssd寫入測試

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從三星980 pro 1tb ssd中寫入1tb數據到影馳hof 2tb ssd中，整個過程很奇怪。寫入速度大多數時候保持在900mb/s以上，但是也經常會串到2.7gb/s，只是無法在這個速度下維持太久。

5、英睿達p5 1tb ssd寫入測試

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英睿達p5 1tb ssd開局強，前面300gb寫入都能保持在2.45gb/s。

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寫入300gb之后會掉到940mb/s。

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寫入450gb之后，速度掉到了250mb/sz左右并一直維持到最后。

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上圖是匯總的數據，三星980pro 1tb ssd無疑是最穩定的，到最后一直都保持著1.8gb/s的寫入速度。

三星960pro大致在寫入一半容量之后會開始降速，不過最終也有1gb/s的寫入速度，mlc顆粒的實力還是不容小覷。

影馳hof 2tb的表現也不錯，最低速度也沒有低于900mb/s，并且經常能串到2.7gb/s，只是不能維持太久。

剩下2款ssd到最后寫入速度只能540mb/s，甚至是250mb/s。

六、總結：最強消費級ssd

事到如今，如果你還在糾結tlc與mlc，只能說思維已經跟不上時代了。毫無疑問，三星980pro 1tb ssd是我們所測試過的最強的消費級固態硬盤，即便是mlc ssd，也很難找到比它更強的！

在寫入速度方面，三星980pro 1tb ssd在133gb的slc緩存容量之內可以達到2700mb/s，緩外速度依然高達1.8gb/s，就算ssd容量全部耗盡的情況下依然能夠保持1.8gb/s的寫入速度，我們還是第一次見到這樣的情況。

相比之下，采用mlc閃存顆粒的前代產品三星960pro，在進行高負荷寫入測試時，隨著可用容量的變少，寫入速度會從1.8gb/s掉到1.4gb/s。

而市面上其他同價位的pcie 4.0 ssd，緩外寫入速度最高只能達到三星980pro 1tb ssd的一半，頂級的pcie 3.0 ssd比如惠普ex 950 1tb是540mb/s同樣遠遠不及三星980pro 1tb ssd。

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在讀取速度方面，得益于elpis主控以及1xx層的第六代v-nand閃存，三星980pro 1tb ssd實測讀取速度可以達到6600mb/s，同樣遠高于市面上其他pcie 4.0 ssd。

最后就是價格了，三星980pro 1tb ssd目前售價是1899元，這個價格與其他pcie 4.0 ssd相當，但是他們之間的性能差距想必大家也都知道了。對于極致系統性能的玩家而言，三星980pro 1tb ssd的確是遠強于其他競品的選擇。

以上是網絡信息轉載，信息真實性自行斟酌。