Prodotti di confronto

È passato un po’ di tempo dal debutto del protocollo NVMe. Sul fronte enterprise la tecnologia ha portato nuove aziende nel mercato SSD. Di tanto in tanto questi design arrivano sul mercato consumer, che sta crescendo molto bene, a tal punto che abbiamo un adeguato numero di unità per fare dei grafici di confronto a specifici livelli di capacità.

Anche le prestazioni sono aumentate da quando abbiamo provato per la prima volta l’SSD 750 di Intel. Nei grafici vedrete come i piccoli – e presto a basso costo – prodotti NVMe siano diventati più potenti rispetto alla serie Intel 750 derivata dal settore enterprise.

Nel gruppo di confronto abbiamo i Samsung PM961, 950 Pro da 512 GB e SM961, che dovrebbe essere il precursore del Samsung 960 PRO. Abbiamo anche un Intel 750 da 400 GB e il nuovo Intel 600p da 512 GB. L’OCZ RD400 è la versione consumer dell’XG3 per il mercato OEM; entrambi offrono buone prestazioni ma sono costosi.

Il Patriot Hellfire M.2 e lo Zotac Sonix, in formato a scheda, completano il gruppo. Entrambi hanno un controller Phison PS5007-E7 a otto canali che continua a evolvere con gli aggiornamenti firmware. Patriot – se tutto andrà bene – presenterà un firmware che aumenterà le prestazioni nei prossimi mesi. Zotac, invece, deve ancora pubblicare un aggiornamento firmware per il Sonix, anche se sappiamo che Phison ha distribuito un update per migliorare le prestazioni.

Prestazioni in lettura sequenziale

Prima di catapultarci nei test ci piacerebbe fare un preambolo riguardo le prestazioni, in modo simile a quanto fatto con il Samsung SM961. SM961 e PM961 sono prodotti OEM e usano il driver NVMe integrato in Windows: per questi due SSD non c’è un driver NVMe di Samsung. I precedenti SSD NVMe di Samsung hanno evidenziato un buon aumento prestazionale con i driver dell’azienda sudcoreana. Inoltre è bene sapere che più delle prestazioni gli OEM hanno a cuore stabilità, compatibilità e consumi. Ci aspettiamo che SM961 e PM961 abbiano prestazioni leggermente superiori nelle rispettive incarnazioni consumer SSD 960 PRO e SSD 960 EVO. Non pensiamo che le prestazioni degli SSD cresceranno più del 10%, ma l’aggiunta di alcune ottimizzazioni potrebbe favorire un passo avanti del 15%.

Non deve sorprendere di vedere le prime tre posizioni occupate da prodotti Samsung con un carico di lettura sequenziale QD2. La TLC di Samsung supera ancora gli altri SSD MLC.

Prestazioni in scrittura sequenziale

Le prestazioni in scrittura sequenziale non scalano al crescere della queue depth con i prodotti NVMe, almeno non con gli SSD consumer che abbiamo provato. Il PM961 da 512 GB raggiunge poco meno di 800 MB/s con un carico che si posiziona tra il buffer SLC e la TLC nativa. L’unico altro prodotto nel grafico con memoria 3D TLC è l’Intel SSD 600p, ed è dietro il PM961.

Fino a oggi non siamo stati in grado di vedere le prestazioni native della TLC V-NAND di Samsung. I prodotti 850 EVO non soffrono dello stesso calo prestazionale degli altri prodotti SATA TLC senza memoria Samsung. Le prestazioni non sono mai scese sotto le prestazioni sostenute degli SSD SATA. Il PM961 usa TurboWrite, il nome di Samsung per il buffer SLC, garantendo circa 1550 MB/s con dimensioni dei blocchi dati da 128 KB. Le prestazioni TLC native – con appena due package NAND – arrivano a circa 650 MB/s! Molte aziende con 3D TLC firmerebbero per raggiungere 650 MB/s con l’uso della cache SLC, figuriamoci con la TLC NAND nativa.

Prestazioni in lettura casuale

Abbiamo riposto molta enfasi sulle prestazioni in lettura casuale a basse QD perché hanno una relazione diretta con l’esperienza utente. Ancora una volta Samsung domina le prime tre posizioni, con l’SSD 750 di Intel poco sotto con queue depth 1, 2 e 4, che sono i test più importanti per l’uso consumer.

I livelli prestazionali del PM961 si livellano con una queue depth pari a 16, un valore che tuttavia è irraggiungibile con un carico di lavoro consumer. Il PM961 finisce un po’ sotto gli SSD Samsung con memoria V-NAND MLC a QD 2 e 4, ma è comunque decisamente davanti agli altri SSD.

Prestazioni in scrittura casuale

Il trono delle prestazioni in scrittura casuale se lo aggiudica l’Intel SSD 750 da 400 GB. Il prodotto della casa di Santa Clara domina in questo test, ma ce lo aspettavamo: consuma più energia di qualsiasi altro prodotto indicato nel grafico. Il PM961 raggiunge le stesse prestazioni del modello SM961 con memoria V-NAND MLC. Il driver NVMe ad alte prestazioni di Samsung dovrebbe aumentare le prestazioni in scrittura casuale rispetto al driver NVMe integrato in Windows.

Carico misto, 80% sequenziale

Fino a questo punto il Samsung PM961 si è comportato piuttosto bene, ma in questo test vediamo gli effetti di un firmware e di una programmazione acerbi. Le prestazioni sequenziali miste del PM961 inseguono quelle delle altre unità. Le prestazioni non scendono mai sotto 450 MB/s, perciò le prestazioni con carichi misti sequenziali sono ancora migliori dei SATA. Ci piacerebbe tuttavia che Samsung risolvesse questo problema con il 960 EVO. Non è che 450 MB/s a QD2 sia un risultato terribile, specialmente rispetto agli SSD SATA, ma potrebbe essere migliore.

Carico misto, 80% casuale

I risultati con carichi casuali misti sono anch’essi più bassi sul PM961 rispetto ai competitor con memoria MLC. Sospettiamo che Samsung debba ancora ottimizzare il firmware. Le prestazioni del PM961 si posizionano tra l’Intel 600p e lo Zotac Sonix.

Stato di equilibrio sequenziale

I due prodotti TLC si posizionano in fondo ai grafici sullo stato di equilibrio sequenziale, e ciò non dovrebbe sorprendere nessuno. L’SSD Hellfire MLC nel gruppo delle unità TLC è sorprendente. Samsung non promuove la serie EVO per l’editing video o il settore professionale, quindi questi risultati non ci trattengono dal prendere in seria considerazione il prossimo prodotto NVMe TLC.

Stato di equilibrio casuale

La memoria TLC riduce della metà le prestazioni in scrittura casuale in stato di equilibrio rispetto agli SSD MLC di Samsung. Normalmente non considereremmo un prodotto mainstream per l’uso in RAID, ma il PM961 offre prestazioni solidi e costanti. Con alcuni degli altri prodotti le prestazioni variano (è ciò che si vuole evitare).

Il controller Polaris non si è comportato bene sulla nostra motherboard ASRock Z170 in RAID quando testammo il Samsung SM961 da 1TB. La scheda madre Z170 ha funzionato solo per un periodo di tempo dai pochi secondi al minuto prima di riavviarsi. Alcuni utenti hanno riscontrato maggiore stabilità con altre motherboard. OCZ è stata la prima spiegare che alcuni SSD NVMe hanno problemi con il RAID gestito dal PCH di Intel. L’azienda ha pubblicato una dichiarazione e l’ha persino scritto sulle scatole: “non usate questo prodotto in modalità RAID con il RAID di Intel”. Torneremo su questo problema quando Samsung presenterà i prodotti con controller Polaris sul mercato consumer.

PCMark 8, prestazioni reali

Tutti questi prodotti raggiungono prestazioni più elevate di qualsiasi SSD SATA, con l’Intel 600p a rappresentare l’eccezione. Più arduo è il carico di lavoro, maggiore è il gap prestazionale. La combinazione di NVMe e PCIe libera la memoria dai vincoli dell’interfaccia SATA che limitano le prestazioni di picco.

Samsung non ha concepito il PM961 per essere il miglior SSD NVMe disponibile. Il PM961 fa parte di una nuova classe chiamata “sostituti dei SATA” progettata per sbarazzarsi del bus SATA senza il costo elevato normalmente associabile all’archiviazione PCIe. Gli stessi trucchi usati dai produttori per rendere convenienti gli SSD SATA sono ancora in gioco; assisteremo a controller con un ridotto numero di canali e un maggiore uso di memoria NAND TLC, per ridurre i costi e rendere la tecnologia più accessibile.

Bandwidth di archiviazione

Samsung ha dotato il 950 Pro con die da 128 Gbit e 32-layer per fornire prestazioni senza precedenti. La nuova flash a 48 layer ha bisogno solo della metà dei die per raggiungere le stesse capacità, ma le minori operazioni parallele frenano l’SM961. Il PM961 con memoria TLC segue con un calo di 100 MB/s rispetto all’accoppiata MLC.

PCMark 8, prestazioni avanzate

Ci focalizziamo sulla fase di recupero del test perché il PM961 è un prodotto consumer. Cinque di sei prodotti emergono nelle prime posizioni prestazionali e il PM961 insegue quel gruppo, ma è comunque più veloce di Intel 600p e Zotac Sonix di un ampio margine.

Tempo di servizio totale

Osservando tutti i carichi di lavoro il PM961 da 512 GB ci spaventa, ma le prestazioni sembrano molto migliori durante l’importantissima fase di recupero. In questo caso l’unità può sfruttare il buffer TurboWrite SLC per mantenere bassi tempi di servizio.

Tempo di occupazione

In questo test abbiamo misurato il tempo in cui i prodotti devono lavorare per completare la stessa operazione. Il PM961 da 512 GB impiega più di altri a manipolare i dati. Questo, talvolta, si trasmette ai consumi, ma la fase di ripristino del test dimostra buone prestazioni e non ci aspettiamo che si rifletta molto sui carichi di lavoro più leggeri.

Autonomia notebook

Samsung occupa nuovamente i primi tre posti. La TLC usa più energia della MLC per via degli otto power state che usa per identificare i tre bit archiviati in ogni cella. L’SM961 e il PM961 sono vicini, ma al momento non vogliamo porre troppa enfasi su questo test. Le ottimizzazioni energetiche sono una delle ultime aree di cui ci si occupa nello sviluppo del firmware, quindi è possibile che Samsung riduca i consumi di entrambi i nuovi prodotti NVMe.

I due nuovi SSD Samsung NVMe offrono prestazioni più elevate su batteria rispetto al 950 Pro. Patriot ci ha fatto un grande favore presentando l’Hellfire senza alcuna ottimizzazione per l’uso nei notebook. L’unità raggiunge le prestazioni più alte, ma consuma anche più di tutti. Se gli SSD Samsung si fossero comportati nello stesso modo avremmo visto un punteggio di circa 2000. Lavorare sfruttando l’energia della batteria con velocità del bus ridotte e power state contenuti riduce le prestazioni del 25%. Gran parte della riduzione si ha nel passaggio dell’unità dentro e fuori dai power state bassi, cosa che crea ulteriore latenza.