Огляд SATA SSD-накопичувача Samsung 860 QVO: 10 тисяч за терабайт

Ні для кого не є секретом, що переважна лідерство на ринку твердотільних накопичувачів утримує Samsung. Південнокорейська компанія змогла побудувати надзвичайно ефективний вертикально інтегрований бізнес. Вона виробляє для своїх SSD флеш-пам'ять, а також сама розробляє для них контролери і платформи. Причому і те і інше робить настільки старанно, що в результаті і пам'ять, і контролери можуть похвалитися передовими характеристиками. Тому зовсім не дивно, що виходять з таких компонентів накопичувачі стають лідерами в своїх нішах і користуються величезною популярністю. І масовий NVMе-накопичувач 970 EVO , І міцний середнячок 860 EVO , І навіть флагманський 970 PRO продаються у Samsung у величезних кількостях: всі ці три продукти знаходяться в числі бестселерів як на американському ринку (за даними Amazon), так і в Росії (за даними «Яндекс.Маркет»).

Тому частка Samsung на глобальному ринку SSD, яка в минулому кварталі зафіксована на рівні в 38,7%, видається цілком обґрунтованим досягненням. Подив ж викликає зовсім інше. Настільки вражаючих успіхів і як мінімум триразового переваги за обсягами поставок над будь-яким іншим виробником Samsung змогла домогтися, фактично нічого не пропонуючи в бюджетному сегменті. Будь-який з популярних SSD південнокорейської компанії коштує помітно дорожче накопичувачів початкового рівня, але тим не менше споживачі все одно віддають перевагу саме Samsung.

Час від часу Samsung вирішується на експерименти і видає невеликі партії дешевого ширвжитку кшталт SSD серій 650, 750 EVO або 850. Однак поставки таких накопичувачів ніколи не носили дійсно масового характеру і, ймовірно, повинні класифікуватися як невдалі вилазки в нижню частину ринку. В результаті до сьогоднішнього дня Samsung, схоже, досягла своєї стелі на споживчому ринку: для розширення експансії вона гостро потребує повноцінного розширення модельного ряду в бік недорогих пристроїв. Чи розуміють це і в самій Samsung, тому поява новинки, про яку ми будемо говорити сьогодні, - твердотільного накопичувача 860 QVO - було лише справою часу. Samsung потребувала стабільному продукті для бюджетного сегмента, вона його і сконструювала. Причому для нього була обрана технологічно нова начинка, що дозволяє дійсно радикально знизити собівартість і перевести накопичувач на інший з точки зору позиціонування рівень. Ця начинка - тривимірна флеш-пам'ять з четирёхбітовимі осередками, QLC 3D V-NAND.

Якщо звернутися до історії, то можна згадати, що спочатку SSD зайшли на ринок як професійні рішення для фахівців і ентузіастів. І це багато в чому було пов'язане з їхньою ціною: ще в 2012 році питома вартість «твердотільного гігабайти» становила приблизно $ 1,1. Однак потім відбулися помітні зміни, які були спровоковані приходом на ринок накопичувачів, побудованих із застосуванням пам'яті з трёхбітовимі осередками - TLC NAND. У період з 2012 по 2016 рік ціна на SSD падала приблизно на 28% в рік, знизившись в кінці кінців до рівня $ 0,3 за гігабайт. В цей же період виробники пам'яті змогли дозволити і головну проблему TLC NAND - невисоку надійність. Тут допоміг перехід в третій вимір і початок випуску в 2014 році багатошарової TLC 3D NAND.

Однак з 2016 року ціна флеш-пам'яті і твердотільних накопичувачів майже перестала знижуватися. Справа в тому, що до цього моменту основна маса виробників NAND вже перейшла на виробництво тривимірної трёхбітовой пам'яті, і подальший рух цін вниз могло бути ініційовано тільки за рахунок якихось нових технологій або підходів. Пам'ять з четирёхбітовимі осередками якраз і повинна стати таким новим підходом і, як наслідок, каталізувати розширення ореолу проживання твердотільних накопичувачів. Як прогнозують аналітики, завдяки появі QLC-пам'яті здешевлення SSD найближчим часом відновиться, і падіння ціни на 30% на рік знову стане звичною ситуацією.

Вартість механічних HDD зараз знаходиться на рівні $ 0,03 за гігабайт, і вважається, що можливостей для її помітної зміни в найближчі кілька років не передбачається. А це означає, що приблизно до кінця 2021 роки ми прийдемо до менш ніж триразового розриву у вартості зберігання інформації на HDD і SSD. У цю сторону і повинен потягнути ринок новий Samsung 860 QVO, ставши не тільки привабливою пропозицією для покупців з обмеженим бюджетом, а й ціновим орієнтиром для інших виробників SSD. Попутно впровадження QLC 3D V-NAND вирішує і ще одну задачу: воно відкриває і можливості для зростання граничних ємностей твердотільних накопичувачів.

Іншими словами, Samsung 860 QVO - це не тільки цікавий накопичувач з привабливою вартістю, але і революційний SATA SSD, що закладає фундамент подальших ринкових змін. Є лише тільки одне але: перехід на повсюдне використання QLC-пам'яті може негативно вплинути на базові характеристики - надійність і продуктивність. Чи не означає це, що прогрес штовхає нас в сторону менш якісних виробів? Давайте подивимося, як QLC-накопичувач Samsung 860 QVO виглядає на тлі TLC-попередників. Наша лабораторія якраз отримала для тестів екземпляр новинки.

⇡ # Технічні характеристики

Хоч яким цікавим здавався Samsung 860 QVO новаторським і незвичним, цей накопичувач на логічному рівні дуже схожий на 860 EVO . Природно, в ньому використовується трохи інша пам'ять, але в цілому все принципи конструкції залишилися рівно тими ж, що і в TLC-моделі з SATA-інтерфейсом. Аж до того, що новий SSD грунтується на все тому ж восьмиканальному контролері Samsung MJX, підтримка четирёхбітовой пам'яті до якого «прикручена» програмним шляхом - мікропрограмою. Тобто, незважаючи на те, що 860 QVO - це новинка з принципово новою четирёхбітовой пам'яттю всередині, ніякої корінної переробки звичної самсунговскіе SATA-платформи при цьому не відбулося.

І це - досить непогана новина, особливо якщо згадати про те, що Samsung MJX - контролер, який в обов'язковому порядку потребує додаткового DRAM-буфері. Адже це означає, що, хоч Samsung 860 QVO і позиціонується як рішення початкового рівня, він - не безбуферное рішення, візитною карткою яких виступає гнітюче низька продуктивність при мелкоблочную операціях. Іншими словами, метою південнокорейських розробників при створенні 860 QVO тотальна економія все-таки не була, і по можливості вони намагалися домогтися від QLC-новинки більш високої продуктивності.

Проте потрібно розуміти, що швидкісні параметри Samsung 860 QVO в будь-якому випадку будуть гірше, ніж у 860 EVO. Робота четирёхбітовой флеш-пам'яті побудована на використанні не восьми, як в TLC-пам'яті, а шістнадцяти різних рівнів заряду в осередках, правильно програмувати і розпізнавати які свідомо складніше. З цієї причини робота з масивом QLC 3D V-NAND в 860 QVO породжує більш високі затримки, які в кінцевому підсумку виливаються в більш низьку продуктивність.

Крім того, є і ще одна обставина. Пам'ять, яку Samsung виробляє для 860 QVO, - це 64-шарова QLC 3D V-NAND четвертого покоління з напівпровідниковими кристалами ємністю в 1 Тбіт (128 Гбайт). Отже, масив флеш-пам'яті, складений з таких компонентів, в будь-якому випадку буде мати вдвічі менший ступінь паралелізму в порівнянні з масивом аналогічної ємності, але на базі сучасної 64-шарової TLC 3D V-NAND, де ємність кристалів становить 512 Гбіт. Що теж негативним чином позначається на продуктивності.

Втім, якщо звернутися до офіційних специфікаціям Samsung 860 QVO, то ніякого особливого занепокоєння за швидкісні параметри не виникає.

Виробник Samsung Серія 860 QVO Модельний номер MZ-76Q1T0 MZ-76Q2T0 MZ-76Q4T0 Форм-фактор 2,5 дюйма Інтерфейс SATA 6 Гбіт / с Ємність, Гбайт 1000 2000 4000 Конфігурація Флеш-пам'ять: тип, техпроцес, виробник Samsung 64-шарова 1 -Tбіт 3D QLC V-NAND Контролер Samsung MJX Буфер: тип, обсяг LPDDR4, 1 Гбайт LPDDR4, 2 Гбайт LPDDR4, 4 Гбайт Продуктивність Макс. стійка швидкість послідовного читання, Мбайт / с 550 550 550 Макс. стійка швидкість послідовного запису, Мбайт / з 520 520 520 Макс. швидкість довільного читання (блоки по 4 Кбайт), IOPS 96000 97000 97000 Макс. швидкість довільного запису (блоки по 4 Кбайт), IOPS 89000 89000 89000 Фізичні характеристики Потужність: бездіяльність / читання-запис, Вт 0,03 / 2,2-3,1 MTBF (середній час напрацювання на відмову), млн ч 1, 5 Ресурс записи, Тбайт 360 720 1400 Габаритні розміри: Д × В × г, мм 100,0 × 69,85 × 6,8 Маса, г 47,5 Гарантійний термін, років 3 Рекомендована ціна $ 150
10 990 руб. $ 300
21 990 руб. $ 600
43 990 руб.

Однак потрібно розуміти, що заявлені паспортні швидкості враховують технологію SLC-кешування, яка у 860 QVO, природно, є. Більш того, новий накопичувач успадкував від 860 EVO фірмовий самсунговскій алгоритм Intelligent TurboWrite. Його суть полягає в тому, що на додаток до стандартної статичної частини пам'яті, що працює в швидкому SLC-режимі, він динамічно виділяє під SLC-кеш додаткове місце з масиву основний QLC-флеш-пам'яті (за умови наявності на накопичувачі незайнятого одними даними простору) . В результаті обсяги інформації, які можна писати на Samsung 860 QVO з високою швидкістю, виявляються цілком достатні для переважної більшості призначених для користувача сценаріїв.

Статичний SLC-кеш, Гбайт 6 6 6 Динамічна частина SLC-кеша, Гбайт 36 72 72 Максимальний обсяг SLC-кеша, Гбайт 42 78 78

Високі обсяги швидкого кеша повинні «рятувати» Samsung 860 QVO від спроб працювати з пам'яттю безпосередньо, що, як показує практика, обертається катастрофічним падінням швидкості.

Для прикладу ми побудували графіки продуктивності лінійного запису на Samsung 860 EVO і 860 QVO об'ємом 1 Тбайт. І як випливає з отриманих даних, обсяг SLC-кеша у цих накопичувачів однаковий, а ось продуктивність при записі безпосередньо в масив пам'яті в TLC- або QLC-режимі принципово різниться.

У той час як швидкість прямого запису в масив TLC 3D V-NAND у Samsung 860 EVO 1 Тбайт складає близько 420 Мбайт / с, Samsung 860 QVO 1 Тбайт пише дані в свій масив QLC 3D V-NAND майже в шість разів повільніше - зі швидкістю лише близько 75 Мбайт / с. Розплата за 33-відсоткове збільшення щільності зберігання інформації в QLC-осередках і за двократне зростання обсягу кристалів виявляється жорстокою.

Але треба мати на увазі, що Samsung 860 QVO 1 Тбайт - це найповільніший варіант самсунговского QLC-накопичувача, який побудований за все на восьми пристроях QLC 3D V-NAND. Версії ж ємністю 2 і 4 Тбайт, виходячи з їх архітектури, повинні забезпечувати вдвічі вищу продуктивність прямого запису в четирёхбітовом режимі. До того ж вони мають і істотно великим об'ємом SLC-буфера, а значить, ймовірність зіткнутися з падінням продуктивності при взаємодії з ними набагато менше.

Продуктивність прямого запису в QLC-пам'ять у Samsung 860 QVO 1 Тбайт дає однозначну відповідь на питання, чому модельний ряд починається саме з терабайта. У накопичувачі такої ємності контролер MJX користується для взаємодії з флеш-пам'яттю усіма своїми вісьмома каналами, але швидкість запису все одно виходить, м'яко кажучи, низькою. Тому якби Samsung вирішила випустити 860 QVO вдвічі меншого розміру з чотирьохканальна масивом флеш-пам'яті, це був би епічно повільний накопичувач. Так що розширення модельного ряду вниз чекати не слід.

А ось вихід Samsung 860 QVO об'ємом 8 Тбайт - цілком реальна перспектива, яка, ймовірно, буде реалізована. Контролер MJX підтримує до 64 пристроїв NAND, тому зібрати на його основі накопичувач такої ємності інженери Samsung зможуть в будь-який момент. Інша справа, що коштувати він буде більше $ 1 000, і в сьогоднішніх реаліях попит на такий продукт навряд чи виникне.

Не варто думати, ніби перехід на QLC 3D V-NAND дозволяє кратно знизити вартість SSD. Збільшення битности осередки з трьох до чотирьох - це всього лише 33-відсотковий приріст щільності зберігання інформації, тому в кращому випадку (навіть без урахування незмінності вартості решти апаратної платформи - контролера і DRAM) собівартість Samsung 860 QVO може бути менше, ніж у Samsung 860 EVO , всього на чверть. Саме так і розраховані офіційні ціни на новинку: накопичувачі на QLC 3D V-NAND дешевше симетричних побратимів на базі TLC 3D V-NAND на 25%.

Але справедливості заради треба згадати, що офіційна ціна була скоригована в останній момент перед анонсом. Спочатку Samsung пропонувала продавати 860 QVO ще дешевше, що ясно дає зрозуміти, що існує заділ для уцінки QLC-новинок в доступному для огляду майбутньому.

Ще одне болюче питання стосується надійності. Робота QLC 3D V-NAND побудована на двократне збільшення числа сигнальних станів кожного осередку в порівнянні з TLC 3D V-NAND, і це означає, що такі осередки можуть бути більш примхливі - швидше зношуватися і сильніше піддаватися ефекту взаємного впливу. Очевидно, що все це має відбиватися на часі життя накопичувача, тому зовсім не дивно, що Samsung скоротила термін гарантії на 860 QVO до трьох років. Крім того, для цього SSD задані більш жорсткі, ніж для 860 EVO, рамки по дозволеним обсягами перезапису. Так, виробник готовий нести відповідальність за свій продукт тільки в тому випадку, якщо він за час життя буде перезаписан не більше 360 разів.

Втім, цілком можливо, що з ресурсом 860 QVO все зовсім не так страшно. Застосована в цьому накопичувачі QLC 3D V-NAND проводиться рівно за тим же технологічним процесом, що і самсунговськая TLC 3D NAND четвертого покоління з 64 шарами. Як показують наші тести, екземпляри накопичувачів, побудовані на такій трёхбітовой пам'яті, виявляються вельми і вельми витривалі і порівняти за часом життя з SSD інших виробників на базі MLC NAND. Тому можна припустити, що від Samsung 860 QVO можна очікувати як мінімум не гіршою надійності, ніж від звичайних TLC-накопичувачів. Отже, цуратися новинки причин немає. Тим більше що це - далеко не перший SSD на базі QLC 3D NAND, а користувачі побудованих на четирёхбітной пам'яті Intel SSD 660p і Crucial P1 ні про яких випадках передчасного масової загибелі накопичувачів не повідомляють.

⇡ # Зовнішній вигляд і внутрішній устрій

Знайомство з конструкцією Samsung 860 QVO ми проводили на прикладі накопичувачів двох версій - об'ємом 1 і 2 Тбайт. Однак відмінності між ними невеликі: різниця лише в конструкції використовуваних мікросхем пам'яті - вони зібрані із застосуванням різного числа штабелювати всередині напівпровідникових кристалів. В іншому ж накопичувачі дуже схожі.

Зовнішнє виконання представників серії Samsung 860 QVO залишилося рівно тим же, що і у 860 EVO. Нові SSD поміщені в традиційний 2,5-дюймовий алюмінієвий корпус, на лицьовій стороні якого фарбою нанесений логотип Samsung і чорний квадрат - свого роду мнемонічна відсилання приналежності продукту до бюджетного сегменту. Зворотний бік корпусу несе на собі наклейку з назвою моделі, ємністю, артикулом, серійним номером, датою випуску, ключем PSIM (для скидання пароля шифрування) та іншими допоміжними відомостями. Фактично в оформленні нового продукту змінився лише колір. Раніше Samsung фарбувала свої 2,5-дюймові SSD чорною фарбою, накопичувачі ж на базі QLC 3D V-NAND стали графитово-сірими.

Нутрощі 860 QVO навряд чи здивують того, хто хоч раз заглядав під кришку Samsung 860 EVO або хоча б бачив фотографії «потрухів» цього SSD. Справа в тому, що розміри і компоновка друкованої плати практично не змінилися: це все такий же невеликий шматочок текстоліту, на якому туляться контролер, дві мікросхеми флеш-пам'яті і DRAM-буфер.

Але все ж друкована плата, яка використовується в Samsung 860 QVO, трохи відрізняється від плати 860 EVO. Іншими словами, дизайн моделей на базі TLC- і QLC-пам'яті не уніфікований, хоча сумісність контролера MJX з четирёхбітовой пам'яттю вирішується виключно програмним шляхом.

Samsung 860 QVO 1 Тбайт

Samsung 860 QVO 1 Тбайт

Крім двоядерного контролера Samsung MJX (кодове ім'я MARU) з частотою 1 ГГц, який застосовується зараз у всіх SATA-накопичувачах Samsung, включаючи і флагманський 860 PRO, на платі 860 QVO встановлена ​​мікросхема LPDDR4-1866 SDRAM, яка потрібна для зберігання копії таблиці трансляції адрес і буферизації мелкоблочную операцій. Розмір чіпа динамічної пам'яті залежить від ємності накопичувача і визначається з розрахунку 1 Гбайт DRAM на 1 Тбайт флеш-пам'яті.

Власне флеш-пам'ять в Samsung 860 QVO набрана однією або двома мікросхемами, кожна з яких може мати всередині 8 або 16 покладених стопкою 64-шарових терабітних кристалів QLC 3D V-NAND в залежності від того, про накопичувач якого обсягу йде мова. Таким чином, в молодшій, терабайтной версії масив флеш-пам'яті має восьмиканальну структуру без чергування пристроїв, а в версіях 860 QVO ємністю 2 і 4 Тбайт використовується дворазове або чотирикратне чергування, що і визначає різницю між ними в продуктивності.

Samsung 860 QVO 2 Тбайт

Samsung 860 QVO 2 Тбайт

Говорячі про ті, як зроблений Samsung 860 QVO, що не Можна не підкресліті, что Здешевлення цього накопичувачі проведено зовсім іншім Шляхом относительно того, як до цього питання Підходить більшість других фірм. Стратегія Samsung полягає в використанні нової для ринку четирёхбітовой пам'яті з більш низькою собівартістю, але в іншому ніяких ознак погоні за дешевизною немає. Особливо важливо, що південнокорейський виробник не став відмовлятися від DRAM-буфера, скасування якого призвело б до серйозного падіння продуктивності при мелкоблочную операціях.

Ні в 860 QVO і ніяких ознак «економії на сірниках». Samsung зберегла для свого бюджетного SSD добротний металевий корпус, зібраний на гвинтах, і навіть не стала переходити на здешевлену роздрібну упаковку SSD в блістері замість картонної коробки. Іншими словами, до моменту включення Samsung 860 QVO виглядає зовсім не гірше, ніж той же 860 EVO.

⇡ # програмне забезпечення

Масові накопичувачі компанії Samsung традиційно забезпечуються фірмовій сервісній утилітою Magician, яка, починаючи з версії 5.3, підтримує в тому числі і 860 QVO. Цю утиліту прийнято ставити прикладом того, яким ПО повинні супроводжуватися споживчі SSD, тому пред'явити будь-які претензії до її функціональності або інтерфейсу не так-то просто. Втім, набір можливостей не можна назвати несподіваним.

Samsung Magician 5.3 дозволяє отримати загальну інформацію про накопичувач, щодо білоруського режиму його роботи, про версії прошивки і про обсяг записаних даних. Також утиліта дає можливість ознайомитися зі станом атрибутів, які повернуться в SMART

Утиліта дозволяє провести оціночні тести продуктивності накопичувача і переконатися в його повній сумісності з системою, в якій він встановлений.

За допомогою Magician можна вручну відправити на накопичувач пакет команд TRIM, а також скорегувати розмір не розміченого файлової системою простору, переводячи частину ємності SSD в додаткову резервну зону.

Також через Magician виконується управління вбудованими в Samsung 860 QVO функціями апаратного шифрування (вони підтримуються в повному обсязі навіть в цій моделі початкового рівня). Плюс до сказаного, утиліта дозволяє створити завантажувальний «флешку» для повного стирання даних за допомогою команди Secure Erase.

Окремо варто згадати про те, що за допомогою Samsung Magician може бути активований фірмовий режим Rapid - програмне кешування запитів до накопичувача в оперативній пам'яті комп'ютера, що працює на рівні операційної системи.

Якщо Ви помітили помилку - виділіть необхідний текст і натисніть CTRL + ENTER.