Test: Samsung 970 Evo & 970 Pro – Världens snabbaste M.2-lagring

Värme, Turbowrite (SLC-cache)

Det finns generellt två saker som begränsar prestanda hos dagens snabbaste enheter, Minnestekniken och Värme. 970 Pro använder MLC-NAND som förvisso är långsammare än SLC, men samtidigt betydligt snabbare än TLC. Men med TLC så kan man lagra 50% mer data och det gör att fler och fler enheter använder sig av tekniken. 970 Evo använder sig av TLC och det gör att skrivprestandan blir betydligt lägre. Värme blir också ett problem under längre konstant belastning. Då blir kontrollern för varm och klockar ner sig själv, vilket resulterar i sämre prestanda. Samsung har ett antal funktioner för att jobba sig runt dessa problem.

Dynamic Thermal Guard och värmeutveckling

Klient SSD-enheter spenderar större delen av tiden i vila. Men när de väl jobbar så jobbar de i mycket hög hastighet under en kort stund. Enheter som istället sitter i servrar och arbetsstationer har mycket högre krav på att leverera konsekvent prestanda oavsett om du jobbar med 200 megabyte eller 200 gigabyte. Av denna anledning så är inte kontrollern på dessa SSD-enheter designad att arbeta med full kraft, hela tiden. Om enheten då utsätts tung belastning under en längre tid så kommer den att bli för varm och kontrollern måste klocka ner sig för att minska värmen, så kallat Thermal Throttling. Samsung kallar denna funktion för Dynamic Thermal Guard och det är mest ett namn för kontrollerns inbyggda funktionalitet för att reglera prestanda/värme.

Precis som med 960-serien så har Samsung en lite klisterlapp på enhetens baksida som innehåller ett tunt lager koppar. Detta fungerar som en enklare kylare och ska göra att kontrollern kan jobba i full hastighet under en längre tid. Samsung har även monterat en heatspreader av nickel ovanpå kontrollern för att ytterligare förbättra kylförmågan.

För att testa detta så körde vi ett sekventiell läs test vid QD8 för att maximera värmeutvecklingen. Vi körde testet i 50min och spelade in enhetens prestanda. Sedan gjorde vi om testet med en fläkt blåsandes på enheten. Resultatet ser ni nedan.

Utan någon fläkt så ger kontrollern maximal prestanda i 95 sekunder. Sedan måste kontrollern sänka hastigheten för att inte ta skada. Man ska då tänka på att efter 95 sekunder har enheten läst över 320 gigabyte med data och risken för att du behöver läsa mer data på en gång är inte jättestor. Problemet kan dock enkelt avhjälpas med en fläkt och då kan kontrollern köra på obehindrat. Värme ser inte ut att vara ett stort problem med Samsungs nya Phoenix kontroller.

Intelligent TurboWrite

För att lösa problemet med låg prestanda hos TLC-Nand så använder alla SSD-tillverkare en teknik där man tar en liten del av enhetens kapacitet och använder det som SLC istället. Ny data skrivs till SLC (med högre prestanda) och skrivs sedan gradvis över till TLC när enheten är i vila. Samsungs implementation kallas för TurboWrite och introducerades med 840 Evo för många år sedan. Då hade man en fast mängd SLC som alltid fanns tillgängligt. Men med dagens snabba PCIe-enheter så räcker inte det till. Så med 960 Evo så introducerade man ”Intelligent TurboWrite” och 970 Evo använder precis samma system.

Här har vi en fast SLC-cache som alltid finns tillgänglig. Men enheten har också möjligheten att tilldela en betydligt större del som SLC. Förutsättningen är att det finns tillräckligt med ledigt utrymme. Naturligtvis så kan de större modellerna tilldela en större del för SLC-cachen.

500GB modellen ser ut att ha en kort pik i början där den permanenta SLC-cachen fylls. Sedan dröjer det någon sekund innan resten av SLC-cachen kan användas och den är full runt 25GB, vilket stämmer väl överens med hur stor cachen på 500GB modellen är. Sedan stabiliserar sig prestandan runt 550 MB/s.Väldigt märkliga resultat här måste vi ändå säga. Det känns som att SLC-cachen inte börjar utnyttjas förrns över en minut in i testet. Detta är liknande resultat som vi såg när vi testade 860 Evo för några månader sedan. Det kan vara så att Turbowrite på något sätt känner av och nerprioriterar viss typ av belastning. Det kan också bero på att dessa enheter använder en tidig firmware.