Обзор Samsung SM951 512 Гбайт: тест суперскоростного M.2 PCIe SSD-накопителя – THG.RU

Обзор Samsung SM951 512 Гбайт | Основные особенности и характеристики

Samsung SM951 – это не обычный розничный SSD, который продается в интернет-магазинах. Модель, как и ее предшественник Samsung XP941, относится к другой группе продуктов Samsung, предназначенных для крупных OEM-заказчиков, таких как Lenovo, Sony и Dell. Этим компаниям требуются особые комплектующие для ультрабуков премиум-класса, толщина которых не позволяет установить традиционные накопители формата 2,5 дюйма.

OEM-продукты от Samsung редко продаются через обычные каналы сбыта. Однако в начале их жизненного цикла предприимчивые компании будут покупать эти компоненты в полноценных системах для их последующего извлечения. Таким образом уже было продано некоторое количество Samsung SM951, несмотря на то, что это слишком затратно.

Сегодня можно приобрести ультрабуки Lenovo X1 Carbon Gen 3, оснащенные Samsung SM951 512 Гбайт. К примеру, в США базовая версия платформы стоит $1200. Samsung SM951 числится как 700-долларовая опция под наименованием “512 Гбайт SSD PCIe”. Lenovo специально не указывает имя Samsung. Когда на рынке появятся другие продукты с такими же характеристиками, она сможет сменить накопитель или поставлять ультрабук X1 Carbon с SSD других брендов. Аналогичным образом в прошлом поступали Asus и Apple.

Если вы не хотите тратить $1000 за извлеченный из системы накопитель или $1900 на ультрабук целиком, то варианты получить Samsung SM951 512 Гбайт в настоящее время весьма ограничены. В недалеком будущем все три версии Samsung SM951 должны появиться в RamCity. Эта же компания вывела на рынок Samsung XP941 (предшественника Samsung SM951). Хотя RamCity находится в Австралии, товары этого магазина доступны для жителей других стран через Amazon.

Технические характеристики

В январе этого года Samsung анонсировала Samsung SM951 трех разных емкостей. Сегодня мы протестируем модель на 512 Гбайт.

Компания утверждает, что скорость последовательного чтения достигает 2150 Мбайт/с, а записи – 1500 Мбайт/с. Заявленная скорость случайного чтения блоками 4 Кбайт составляет 90 000 IOPS, записи – 70000 IOPS. Конечно, производительность PCIe Express будет варьироваться в зависимости от системной платы и всего ПК в целом. Некоторые настройки BIOS и операционной системы также могут повлиять на показатели производительности. На плате с чипсетом Intel Z68 нам удалось получить заявленную Samsung скорость последовательного чтения 2150 Мбайт/с , однако в этом же тесте, но на более современной плате на базе Z97 данный показатель снизился до 1700 Мбайт/с. Тем не менее, для более реалистичного тестирования Samsung SM951 и будущих продуктов на базе PCIe мы выбрали Z97.

Samsung SM951 является первым потребительским SSD M.2, работающим с шиной PCIe 3.0 и использующим целых четыре линии. Накопитель также совместим с PCIe 2.0 x2, PCIe 2.0 x4 и PCIe 3.0 x2. Мы провели все тесты, когда накопитель был установлен в слот с четырьмя линиями PCIe 3.0. Режим работы проверялся утилитой из набора Sandra 2015.

Как и в случае с прошлогодними Samsung XP941, чтобы использовать накопитель на базе PCIe, придется “потанцевать с бубном”. С флэш-накопителя, поддерживаемого UEFI, должна быть установлена Windows 8/8.1. Подойдет почти любой современный накопитель, за исключением некоторых старых моделей. Наша главная проблема при установке Windows 8 через UEFI была связана с видеокартой. Большинство компаний имеет обновления UEFI для новых карт. Но наша XFX Radeon HD 7990 не из их числа. Было принято решение извлечь карту XFX, установить Windows, а затем заменить карту после настройки ОС. Многие материнские платы на чипсетах Z87 и Z97 имеют поддержку накопителей на базе M.2 PCIe, а новые платформы на X99 готовы к ним изначально.

Samsung SM951 вводит нас в новую эру энергопотребления на слоте PCIe в режиме ожидания. Стандарт L1.2, созданный PCI-SIG, почти выключает питание SSD, но позволяет восстановиться без длительных задержек. В активном режиме ожидания Samsung SM951 потребляет всего 50 мВт. Но когда накопитель входит в состояние L1.2, и без того скромная цифра снижается всего до 2 мВт.

Цены

Как уже упоминалось, Samsung SM951 в настоящее время доступен по цене $700 в качестве компонента Lenovo X1 Carbon Gen 3, который мы купили, чтобы получить накопитель для тестирования. По крайней мере, один новый ультрабук от Dell будет поставляться с Samsung SM951. Мы ожидаем, что и другие производители начнут комплектовать свои продукты этими SSD. RamCity рассчитывает начать его продажи в конце мая. По их словам, наш подопытный Samsung SM951 на 512 Гбайт будет стоить $535. Модель на 256 Гбайт ожидается по цене около $274, а версия на 128 Гбайт – $152.

Сопутствующие аксессуары и ПО

Программный пакет Samsung Magician Software не работает с Samsung XP941 или Samsung SM951, поскольку эти накопители относятся к другой группе продуктов. Хотелось бы, чтобы в будущем ситуация изменилась, но с трудом верится, что Samsung добавит их поддержку, если только об этом не попросят производители.

Обзор Samsung SM951 512 Гбайт | Накопитель в деталях

Поскольку наш экземпляр Samsung SM951 512 Гбайт мы извлекли из ноутбука Lenovo X1 Carbon Gen 3, тему упаковки и комплектации пропустим.

Выемка в нижней части контактной линейки называется ключ M. Паз, вырезанный с верхней стороны контактов, называется ключ B. Некоторые продукты имеют ключи M и B, но Samsung SM951 поддерживает только PCIe, поэтому имеет только ключ M. Ваша материнская плата или адаптер PCIe на М.2 также будет иметь один из ключей. Важно подобрать правильный SSD для вашей платформы или хотя бы правильный адаптер.

Без этикетки хорошо видна компоновка Samsung SM951 512 Гбайт. Накопитель использует новый контроллер и 16-нанометровую флэш-память MLC, разработанные и изготовленные Samsung. Кроме того, компания использует пакет DRAM для буферизации данных таблицы страниц.

На версии 512 Гбайт есть четыре модуля NAND, по два на каждой стороне. Samsung не размещает память рядом с контроллером. Она особенно чувствительна к температуре, и запись на флэш, работающий вне установленного диапазона температур, плохо сказывается на выносливости ячейки.

Во время продолжительной работы одного из синтетических тестов с произвольными операциями записи температура контроллера Samsung XP941 порой достигала 100 градусов Цельсия. К счастью, новый UBX-контроллер справляется с такими высокими значениями. Samsung не раскрывает подробности о техпроцессе, по которому произведены ее контроллеры, но мы подозреваем, что UBX использует более компактные транзисторы, чем контроллер UAX в Samsung XP941.

Без NVMe UBX контроллер является основным новшеством в сравнении с продуктом предыдущего поколения. Samsung XP941 и Samsung SM951 для общения с хостом используют набор команд AHCI. Краевой разъем тоже остался прежним, даже при том, что новая модель использует шину PCIe 3.0. Изначально Samsung анонсировала Samsung SM951 с поддержкой интерфейса NVMe, но к январской премьере он был пересмотрен в пользу AHCI.

Сегодня мы впервые столкнулись с плоской 2D NAND-памятью Samsung, выполненной по техпроцессу 16 нм. Есть подозрения, что OEM-производители не хотят платить за технологию 3D V-NAND. Более тонкий техпроцесс означает, что Samsung может производить больше кристаллов с одной пластины. Это быстрый и простой способ снижения затрат.

Так SSD выглядит внутри Lenovo X1 Carbon Gen 3. Мы видим три слота для карт расширения. Два слота заняты, но только один поддерживает платы удвоенной длины. На этой системе мы протестировали карты M.2 как на базе SATA, так и на PCIe (Samsung XP941 прекрасно работает с Lenovo X1 Carbon Gen 3).

Обзор Samsung SM951 512 Гбайт | Тестирование производительности по четырем направлениям

Флэш-память тестировать сложнее, чем механические жесткие диски. Задачи, выполняемые перед тестом, будут влиять на его результаты. Чтобы провести настоящее прямое сравнение продуктов, должен соблюдаться строгий порядок действий. Результаты некоторых накопителей также сильно зависят от типа данных (сжимаемые или несжимаемые).

Скорость последовательного чтения блоками 128 Кбайт

Сегодня на рынке есть только две компании, продающие SSD на базе M.2 PCIe: Samsung и Plextor. Сначала мы покажем результаты только SSD емкостью 512 Гбайт, но позже рассмотрим группу накопителей с разной емкостью.

Разницу между тремя накопителями увидеть нетрудно. В остальных тестах вы заметите примерно такую же картину. Samsung SM951 легко можно назвать самым быстрым потребительским SSD на рынке. Он отбирает это звание у прошлогоднего Samsung XP941, и он явно быстрее Plextor M6e и M6e Black Edition от Plextor.

В характеристиках указывается, что Samsung SM951 512 Гбайт способен предоставить скорость последовательного чтения до 2150 Мбайт/с на глубине очереди 32, используя блоки по 128 Кбайт. Мы не смогли воспроизвести эти цифры на современных материнских платах, использующих чипсеты Intel Z87, Z97 или X99. Однако нам удалось получить 2160 Мбайт/с на материнской плате с логикой Z68. Но, по сегодняшним меркам, это старая платформа, и мы предполагаем, что большинство энтузиастов использует более свежие.

Скорость последовательной записи блоками 128 Кбайт

Обратите внимание, что опубликованный выше график включает глубину очереди вплоть до 128. Хотя спецификации SATA позволяют глубину очереди не более 32, продукты на базе PCIe могут увеличить это значение до 256, как у SCSI.

Все тесты на этой странице подразумевают определенную предварительную подготовку накопителей, так как один тест формирует условия для следующего. В той или иной степени, все SSD-накопители демонстрируют колебания производительности в тестовых шаблонах. Это вызвано технологией выравнивания износа накопителя, которая очищает ячейки и вносит задержки к операциям записи.

При более распространенной среди пользовательских ПК глубине очереди в две команды, Samsung SM951 оказался лучше, чем мы ожидали, учитывая характеристики Samsung.

Скорость произвольного чтения блоками 4 Кбайт

Для конечного пользователя очень важна производительность случайных операций чтения на глубине очереди в одну команду. Высокоскоростные накопители от остальных отделяет отметка 10 000 IOPS. Samsung SM951 показал скорость случайного чтения более 12 000 IOPS при одной команде, поставив новый рекорд среди потребительских SSD.

В пользовательских настольных ПК высокая глубина очереди встречается очень редко, поскольку SSD выполняет команды до того, как они становятся в очередь. Но мы по-прежнему проверяем масштабирование производительности. В списке характеристик Samsung SM951 указывается, что максимальная скорость произвольного чтения составляет только 90 000 IOPS, но наши тесты показали более 140 000 IOPS.

Скорость произвольного чтения блоками 4 Кбайт

Samsung SM951 снова демонстрирует более высокие скорости, чем указано производителем. Высокая очередность произвольных операций показала, что Samsung SM951 явно быстрее других M.2-накопителей на базе PCIe.

Обзор Samsung SM951 512 Гбайт | Тестирование в смешанных задачах и в устойчивом состоянии

В прошлом для оценки производительности достаточно было протестировать накопитель по четырем направлениям. Но ситуация изменилась. Тестирование с помощью задач смешанного типа дает более полезную информацию о возможностях SSD в условиях многозадачности и выполнения фоновых программ.

Смешанные задачи: последовательное чтение блоками 128 Кбайт – 80%

Смешанные задачи: произвольное чтение блоками 4 Кбайт – 80%

Результаты получились вполне ожидаемыми. Более интересные показатели тестов со смешанными задачами можно увидеть, если добавить на диаграмму больше SSD с интерфейсом SATA.

Смешанные задачи: последовательное чтение блоками 128 Кбайт в устойчивом состоянии

В этом тесте мы начинаем с SSD в устойчивом состоянии, и затем постепенно добавляем операции последовательного чтения с шагом 10%. В опубликованной Intel документации указывается, что пользовательские задачи обычно содержат 80% операций чтения и 20% – записи. У всех накопителей снизилась производительность при обработке данных смешанного типа. А мы ищем накопитель, у которого это падение было бы минимальным.

В диаграмму мы внесли все PCIe M.2-накопители, которые тестировались в нашей лаборатории. В тесте, включающем 80% операций записи, PCIe-накопители, за исключением Samsung SM951, оказались медленнее, чем SATA SSD премиум-класса. На ранних этапах многие контроллеры использовали модульные конструкции, оставшиеся с эпохи SATA. Они полудуплексные и не могут обрабатывать команды чтения и записи одновременно. Но Samsung SM951 отрабатывает смешанные нагрузки просто великолепно.

Скорость произвольной записи блоками 4 Кбайт в устойчивом состоянии

На графике выше должны быть прямые линии, показывающие стабильную скорость, а не скачки и проседания. SSD-накопители, обеспечивающие стабильную работу, лучше подходят для RAID-массивов. Верите или нет, но два медленных накопителя со стабильной скоростью способны обогнать пару более быстрых, но менее устойчивых SSD. С ростом числа накопителей в массиве растет и задержка, поскольку одному SSD приходится ждать другого.

Пока о M.2-накопителях на базе PCIe в RAID-массивах можно не беспокоиться. Ходит слух, что к моменту выхода Skylake Intel выложит драйвер для RAID массива потребительских SSD на PCIe.

Обзор Samsung SM951 512 Гбайт | PCMark 8 – реальные приложения

Это наш первый набор тестов с реальными приложениями, которые покажут различия между SSD-накопителями в условиях реальных задач, а не выдуманных бенчмарков. Самый большой прирост скорости вы увидите при замене механического жесткого диска на SSD. Разница между различными SSD в обычных пользовательских задачах довольно мала, главное, чтобы накопитель был надежным.

Время работы

По сравнению с другими SSD PCIe M.2, накопитель Samsung SM951 512 Гбайт оказался быстрее, но разница минимальная. Особенно хорошо это заметно, если посмотреть на результаты отдельных задач.

Пропускная способность

Общая пропускная способность учитывает результаты всех тестов выше. Здесь Samsung SM951 значительно обгоняет соперников.

Обзор Samsung SM951 512 Гбайт | PCMark 8 – расширенные тесты

Futuremark создала, по нашему мнению, лучший бенчмарк для SSD. Он имеет как тяжелые, так и легкие режимы нагрузки. Расширенные тесты запускаются из командной строки, предварительно подготавливая накопители перед имитацией тяжелых нагрузок. После достижения устойчивого состояния между каждым тестом вставляются пятиминутные интервалы простоя, позволяющие испытуемому устройству восстановиться с помощью фоновых операций, таких как уборка мусора, TRIM и выравнивания износа. Такая последовательность имитирует типичные пользовательские задачи, с которыми накопители сталкиваются каждый день.

Пропускная способность

Проанализировать производительность трех накопителей на графике несложно, поскольку разбежка между показателями очень большая.

Даже в тяжелых задачах Samsung SM951 512 Гбайт значительно быстрее двух других SSD на базе PCIe.

Для большинства пользователей тесты со слабой нагрузкой лучше отражают реальные, повседневные условия работы накопителя. Нас удивляет большая разница между Samsung SM951 и Plextor M6e Black Edition 512 Гбайт, занимающими первое и последнее места соответственно.

Время задержки

Ощущение высокой отзывчивости компьютера достигается за счет низких задержек. Поэтому системы с SSD намного быстрее, чем ПК с механическими жесткими дисками. Скорость HDD ограничивается движущимися головками и пластинами, в то время как SSD может перейти к следующей транзакции без ожидания.

Это первый график в нашем обзоре, где новый продукт Samsung оказался позади другого SSD. Samsung SM951 обеспечивает более высокую пропускную способность, но в то же время имеет более высокую задержку.

Разница между Samsung XP941 и Samsung SM951 очень мала. Оба SSD от Samsung обеспечивают более низкие задержки, чем у большинства дисков на базе SATA. К сожалению, Plextor M6e Black Edition демонстрирует уровень задержек, который не соответствуют премиальному сегменту SSD 2015 года.

Обзор Samsung SM951 512 Гбайт | Время работы от батареи ноутбука

Для тестирования энергопотребления SSD мы использовали другой подход. На пользовательских ПК накопитель никогда не работает только в режиме чтения или записи данных. Но даже если бы это было так, потребляемая мощность изменялась бы в зависимости от задачи. После выполнения записи SSD потребляет дополнительную энергию для выполнения фоновых задач, таких как сбор мусора, TRIM и выравнивание износа ячеек. SSD, который потребляет X Вт при обработке последовательных данных, Y Вт при обработке случайных данных и Z Вт в режиме простоя необязательно обеспечивает более длительную работу ноутбука от батареи по сравнению с накопителями, у которых энергопотребление в этих задачах выше. Вместо анализа отдельных величин мы постараемся представить общую картину.

Для сравнения мы добавили в диаграмму четвертый накопитель. Благодаря MyDigitalSSD SBE 120 Гбайт мы видим, что на сегодняшний день ни PCIe, ни SATA не имеют преимущества по части экономии заряда батареи. Технически SATA-накопитель даже обошел три SSD для PCIe.

По сравнению с предшественником Samsung XP941, новый Samsung SM951 немного продлевает время автономной работы. При этом оба SSD от Samsung оказались экономичнее, чем M6e Black Edition 512 Гбайт от Plextor. Стоит отметить, что Plextor продает M6e Black Edition с адаптером M.2 на PCIe, так что можно сказать, что он не оптимизирован для работы в ноутбуках.

Время работы ноутбука от батареи в минутах в зависимости от установленного SSD

Когда ноутбук отключается от розетки, Windows изменяет режим питания для снижения энергопотребления. CPU, ОЗУ, DMI, SATA и шины PCIe также замедляются. В некоторых системах даже вентиляторы начинают крутиться медленнее, или вовсе отключаются.

Естественно, в таком состоянии производительность снижается. Но мы все равно можем измерить эффективность SSD в среде с низким энергопотреблением. Полученное значение охватывает всю платформу. Однако единственной переменной в тестах является SSD. В этом режиме работы самые высокие показатели производительности обеспечивают накопители Samsung SM951 и Samsung XP941.

Обзор Samsung SM951 512 Гбайт | Подводим итоги

В 2015 году рынок SSD изменится. Marvell, SandForce (теперь часть Seagate), Phison и JMicron начнут выпускать контроллеры на базе PCIe примерно с июня, как раз во время Computex. Ожидается, что в ближайшее время Intel покажет свой первый потребительский SSD с интерфейсом PCIe, модель HHHL серии 750. Рынок PCIe-накопителей разделится на две категории: по скорости и по цене, как сейчас делятся твердотельные накопители формата 2,5″ с интерфейсом SATA. Разграничительной линией станет количество используемых линий PCIe. Скорее всего, более доступные модели будут использовать две линии, а дорогие версии – четыре.

Сейчас Samsung SM951 относится ко второй категории и является самым быстрым потребительским SSD, который можно приобрести. Как долго он удержит этот титул, еще предстоит выяснить. Его могут превзойти не только продукты других компаний, но и грядущие модели Samsung из розничного сегмента.

Samsung решила выпустить этот продукт для OEM-производителей с флэш-памятью 2D 16 нм, снижающей стоимость производства. Сборщики систем всегда стараются сократить расходы, и память 3D V-NAND только ухудшит позицию и без того дорогого устройства. Мы ожидаем, что Samsung воспользуется своим преимуществом в разработке PCIe и создаст розничную модель SSD с памятью 3D V-NAND второго или третьего поколения, ориентированную на энтузиастов. В пресс-релизе Samsung SM951 упоминались решения на базе NVMe, которые должны появиться позднее в 2015 году. Нам это упоминание показалось достаточно странным, оно больше похоже на предупреждение для пионеров технического мира.

Пока Samsung не анонсирует SSD M.2 с интерфейсом PCIe для розничного рынка, мы продолжим искать редкие Samsung XP941 и Samsung SM951, которые проводят тонкую грань между розничным и серым рынком. К сожалению, эти решения стоят дороже других накопителей премиум-класса, ориентированных на массовость. Кроме того, найти их в продаже действительно трудно.

Большинство новых материнских плат высшего ценового диапазона уже поддерживает SSD M.2 PCIe. Также можно использовать адаптер M.2 на PCIe, который подключается как видеокарта. Адаптеры пассивные. Главное – подобрать правильную модель для PCIe M.2. А вот установить такой накопитель в ноутбуки так просто не выйдет. На сегодня поддержку Samsung SM951 имеет ультрабук Lenovo X1 Carbon Gen 3 и еще одна модель от Dell. Ряд компаний планирует запустить в продажу ноутбуки с поддержкой SSD M.2 с четырьмя линиями, причем некоторые из них даже не будут совместимы с накопителями SATA формата 2,5″. Это, несомненно, приведет к увеличению доли рынка M.2.

На сегодняшний день Samsung SM951 является самым быстрым накопителем M.2, доступным для покупки. Он не только быстрее существующих накопителей M.2 PCIe, но также обеспечивает скорость, сравнимую с RAID-продуктами “все в одном”, такими как OCZ RevoDrive и G.Skill Phoenix Blade. Наше тестирование не обнаружило слабых звеньев в работе накопителя. Разработать SSD, не имеющий недостатков, довольно трудно. Но новый контроллер UBX от Samsung смог исправить недостатки Samsung XP941 по производительности в задачах смешанного типа и решить проблему с нагревом во время произвольной записи. Samsung SM951 работает при меньших температурах, поэтому накопитель можно спокойно устанавливать рядом с видеокартой.

Samsung SM951 512 Гбайт – это лучший SSD потребительского класса. Хотелось бы видеть модель емкостью 1 Тбайт, а также узнать начало массовых продаж в рознице.

Преимущества:

• самая высокая скорость, доступная на сегодняшний день;
• простая установка;
• компактный форм-фактор.

Недостатки:

• цена;
• трудности с конфигурацией при сопряжении со старым железом без UEFI;
• отсутствие в прямой рознице.

Заключение

Samsung SM951 512 Гбайт является самым быстрым потребительским SSD, но сегодня его трудно купить. В мае ситуация должна измениться. А в июле данный уровень производительности может стать стандартным для различных продуктов. Скоро мы узнаем, сможет ли Samsung SM951 512 Гбайт выдержать конкуренцию.