三星530换固态硬盘_满血PCIe 4.0：三星980PRO固态硬盘评测

前言

PCIe 4.0进入个人电脑已有一年半，而而直到现在，它的带宽优势才首次被三星980PRO充分发挥出来。本次PCEVA评测的是三星980PRO的1TB版本，也是目前的最大型号，2TB版本会在稍晚些时候上市。

首个满血PCIe 4.0 SSD
所谓满血状态，主要分两个部分：一是顺序读写速度用满PCIe 4.0带宽极限；二是能够在高队列深度下充分发挥4K随机读写能力。三星980PRO堪称是首个满血状态的PCIe 4.0固态硬盘。

首先来看顺序读写带宽，他主要受到外部PCIe接口以及内部闪存接口的共同制约。

早期的PCIe 4.0固态硬盘(群联PS5016-E16方案)只能提供5000MB/s的顺序读取速度，这是因为主控使用800MT闪存接口，800 x 8通道再除以经验倍率(通常在到之间)，最终可提供的带宽介于 4740MB/s到5120 MB/s之间。E16受限于闪存接口速率，无法更充分地利用PCIe 4.0的带宽。而三星980Pro使用1200MT闪存接口，理论带宽在7111MB/s到7680MB/s之间。

通常来说，PCIe 4.0的理论带宽为8GB/s。但实际上8GB/s只是物理层的电气传输能力，由于128b/130b编码的影响，会损失大约的带宽，所以PCIe 4.0 x4实际可用带宽为：。

此外还有更多的额外开销。数据以TLP信息包传输，其中包括了事物层添加的Header和ECRC纠错码、数据链路层添加的Sequence Number和LCRC纠错码等等。而一个TLP包所能承载的有效数据量是有限的。

这部分有效数据(Payload)理论上最长可以达到4096字节，不过通常它会受到设备以及主板支持的共同限制，多数情况下被限制在256字节。按照下图中的情况，我们可以计算一下数据包的效率是：256/(256+4+2+12+4+4)=。

用乘以，结果是，也就是说，三星980Pro的7000MB/s已经非常接近PCIe 4.0 x4的带宽上限。三星尚未宣布980PRO 2TB版本的性能指标，我们拭目以待。

接下来看高队列深度下的4K随机读写IOPS，它主要受到主控硬件支持以及闪存访问延迟两个因素的影响。

在SATA时代，受AHCI协议的影响，4K随机读写IOPS通常在100K以内，也就是10万IOPS。

NVMe协议针对闪存等新型非易失性存储介质进行了大量优化，理论上可支持最多65535个队列，每个队列支持65536长度，但实际上主控并不能支持这么多。好消息是技术在进步，从近几代三星NVMe主控的发展可以看到，Elpis已经能够支持128个队列。不过我们目前没有其他主控的队列支持数据，无法进行更多的比较。

除了主控，闪存自身存取延迟也是一个重要影响因素。980PRO使用的三星第六代V-NAND闪存相比上代产品的存取延迟降低10%以上，同时功耗也降低了15%，从而可以更快、更高效地应对数据存取。

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