读7G/s写5G/s的PCIe4.0三星980 PRO评测

原创Geek研究僧2020-11-28 10:25:52

一、消费级的 PCI-E 4.0 来了，它和 3.0 有什么区别？

稍微了解电脑的同学肯定都知道，电脑是由几个主要部件组成：CPU、主板、内存、硬盘、电源、显卡、网卡、声卡、机箱等几大模块。将这些模块连接起来的是主板，CPU 依靠底座，那么其他硬件怎么连接到 CPU？

这就涉及到一个「PCI 总线」的概念，如果把主板比作一座城市，CPU 是 CBD，那么内存、硬盘一类的硬件就是一个个城市里的核心建筑，PCI总线就是一条条连接核心建筑与 CBD 的公交线路。它在电脑运行中将各种功能外设部件同处理器相连，传输数据。

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但随着显卡等硬件的不断升级，只有 133MB/s 的 PCI 总线带宽愈发捉襟见肘，所以为了取代 PC I总线的第三代 I/O 技术就有了「PCI-E」，其中“E ”意为 Express（高速），它由 Intel 在 2001 年提出并推广，其最终的设计目的是为了取代现有电脑系统内部的总线传输接口，这不只包括显示接口，还囊括了CPU、PCI、HDD、Network等多种应用接口。主要是用来替代旧的 PCI，PCI-X 和 AGP 总线标准。

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PCI-E 经过近 20 年的迭代，已经迈入了 4.0 的阶段，虽然目前市面上仍以 PCI-E 3.0 为主，但相比于前代，PCI-E 4.0 在带宽、频率上都有了翻倍的提升（X16 带宽达到 64GB/s，频率达到 16.0GHz），可以说是未来所向。为了减少信号的衰减，厂商也就需要使用更好的材料来保证信号稳定，成本自然不低。此前 PCI-E 4.0 是在企业级市场上发光发热，随着去年 AMD 的发力，才首次在消费级平台上支持 PCIe 4.0 技术，比如 B550、X570 等主板型号。

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PCI-E 4.0 的升级对于连接在总线上的硬盘也意味着带宽的翻倍，让硬盘厂商有了更高的天花板来展现产品的巅峰性能和卓越体验。作为存储巨头的三星，自然不会错过这一次秀肌肉的机会。适时推出了自家的 PCIe 4.0 固态硬盘——【三星 980 PRO】。

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对比自家前代 PCIe 3.0 旗舰固态硬盘——三星 970 PRO，三星 980 PRO 在顺序读写速率、随机读写速率、功耗等方面都有了全方位的提升。今天我们就来聊聊这款产品，也算是给大家展示一下，在 PCIe 4.0 时代，硬盘读写有什么不一样的感受和体验。

二、三星 980 PRO PCIe 4.0 固态硬盘的外观设计

首先从包装上来看，算是比较经典的三星风格，黑色的正面印有产品的样图，并且标注了重要的产品名称及规格信息，如容量 500GB、最高读速 7000MB/s。包装的背面是产品的序列号以及各种安全认证。

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从包装中取出的三星 980 PRO，可以看到它采用了紧凑型 M.2 2280 外形，可以轻松插入台式机和笔记本电脑。硬盘上标注了产品的型号为「MZ-V8P500」，生产于 2020 年 8 月。

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通过侧面可以看到芯片主要集中于 PCB 板的正面，三星 980 PRO 还在主控芯片上使用了镀镍涂层来提升控制器的散热效率，同时在 PCB 板的背面采用铜箔散热标签来提高 NAND 的散热效率，并为其配备动态散热保护（DTG）技术，有效散热减少性能波动。

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接下来，我们揭开产品标签贴纸来看看三星 980 PRO 内部的硬件型号，但建议各位同学不要拆标签，因为一般来说，标签没了，售后也没了，从产品上面标注的信息可以看到如下的硬件配置：

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「红色主控」：红色的部分是三星专为 PCIe 4.0 定制的 ELPIS 主控，ARM 架构，采用全新 8nm 制程工艺，全面支持 PCIe 4.0 协议，同时能够满足下一代开发、计算等需求，新的 Elpis 主控支持 128 个 I/O 队列同步进行数据处理，是前代 970 PRO Phoenix 主控的四倍。

「绿色缓存」：绿色的部分是缓存芯片，型号为 K4F4E3S4HF-BGCH，LPDDR4 颗粒，缓存大小 512MB，如果是 1TB 的版本，那么搭配的缓存是 1GB 容量。

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「蓝色闪存」 ：蓝色的部分是两颗闪存，使用的是三星的第六代 TLC V-NAND 颗粒，编号为 K90MGY8J5CCCK0 ，单颗容量 256GB。得益于通道孔蚀刻技术（CTF），第六代的单元堆栈层数从第五代的 9X 层提升至 1XX 层，密度增加了约 40% 的单元，意味着在同等数量的 die 下，三星 980 PRO 内置的闪存颗粒能够存储更多的数据。性能方面，读写延迟分别为 45μs 微秒和 450μs 微秒，读写速度比上代快 10% 以上，且功耗降低 15%，单芯容量高达 256Gb。而且因为是 TLC 颗粒，比 970 PRO 成本更低，所以售价也更具优势。

三、三星 980 PRO PCIe 4.0 固态硬盘的性能表现

【测试环境】：

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️【CrystalDiskInfo】看过了三星 980 PRO PCIe 4.0 固态硬盘的外观设计，我们最核心的内容还是来看看硬盘的性能表现。通过 CrystalDiskInfo 可以看到这个硬盘的容量为 500.1GB，传输模式为 PCIe 4.0 × 4，标准为 NVMe 1.3。健康状况良好，因为做了一些测试，所以读取写入量比较大。

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【三星魔术师管理软件】：三星 980 PRO 也为用户提供了软件上的支持，加入了一款三星魔术师管理软件「下载地址」。

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可以通过软件直观地查看和优化、当前电脑中装载所有机械硬盘、固态硬盘的容量状况、运行状态、温度监测等功能，也可以快速扫描硬盘是否存在损坏的区域，做好准备。

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同时三星魔术师也支持固态硬盘的「Trim」指令，就像是过去你搬家是全屋都挪动，而有了 Trim 之后，可以告诉搬家公司，这个床不要了，可以减少无用的搬家（擦除）工作，提升了固态硬盘在文件的删除上的准确性和时效性。

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此外，三星魔术师还提供了固态硬盘「Secure Erase 安全擦除」，因为硬盘使用久了之后会存在掉速的问题，可能就会面临着淘汰换新，通过安全擦除一方面可以让固态硬盘恢复到出厂初始转台，能够有效改善写入掉速问题。

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针对注重隐私安全的用户，三星魔术师还提供了「Encrypted Drive」对硬盘进行加密后，可以利用 bitlocker 开启硬件加密，如果忘记了密钥，则可以通过「PSID Revert」对硬盘进行解密擦除。

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最后三星魔术师还可以对硬盘进行固件的升级，以保持硬盘运作的最佳状态。总体来看，三星魔术师这款软件实现了监控、测试、加密、升级等多个维度的功能，实现了传统固态硬盘管理软件所不能覆盖的地方，确实在一定程度上可以体现出三星在存储领域的技术优势。

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️【ATTO 磁盘基准测试】：第一项测试的是 ATTO 磁盘基准，可以看到最大的写入速率在 5.30GB/s，最大读取速率在 7.04GB/s。之前面世的 PCIe 4.0 固态硬盘因为技术等方面还没完全发挥 PCIe 4.0 全部实力，读速基本只有 5000MB/s，而三星980 PRO 搭载基于 ARM 架构—— Elpis 新主控器，搭配第六代 V-NAND 颗粒，发挥出了惊人的水准，这就是典型的「秀肌肉」 了。

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️【AS SSD Benchmark】：随机读写性能是固态硬盘的关键指标，其单位为 IOPS，即每秒进行读写（I/O接口）操作的次数。在 4KB 文件存取方面，三星 980 PRO 的随机读取 IOPS 值为 19714 ，而随机写入为 40034；在 4K-64Thrd 多任务随机读取和写入的 IOPS 值为 627579 和 734413，总分为 6962 分。我现在满脑子就只有四个字：「丧心病狂」

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️【CrystalDiskInfo】：CrystalDiskMark 测试中，三星 980 PRO 的顺序读取速度达到 6921.0MB/s，顺序写入速度为 5108.4MB/s。4K 读取速度为 84.75MB/s，写入速度为 185.3MB/s。其中 RND4K Q32T16 读速为 2830.3MB/s，写速为 2649.7MB/s。

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️【TxBENCH】：TxBENCH 的测试结果中，三星 980 PRO 的顺序读取速度达到 6813.582MB/s，顺序写入速度为 4919.615MB/s，4K 随机读取速度为 81.184MB/s，随机写入速度为 167.251MB/s。

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️【HD Tune Pro】：硬盘的缓存也是一个重要的指标，它关系到硬盘能够「当多久的真男人」（缓存内才能满速运行）。三星 980 PRO 使用了第二代智能 TurboWrite 缓存技术，通过固定缓存 + 智能缓存的方式，可以智能识别用户当前的工作负载，以此动态调整高性能 SLC 写入缓冲区配备。500GB 版本的三星 980 PRO，就拥有 4GB 的默认缓存区，以及高达 90GB 的动态智能缓存区。在 HD Tune Pro 的测试过程中，把文件长度设置为 150GB，可以看到三星 980 PRO 的固定 SLC 缓存为 94-95GB 左右，缓存外写入速度在 700-800MB/s 左右。也就说在短时间内读写≤ 100GB 容量的文件都能够维持在硬盘的读写性能峰值，这在固态硬盘中的缓存属于相当不错的数据了。

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️【生产力场景表现】：固态硬盘的迭代带来的除了理论读写性能的提升外，更重要的是对于生产力场景的加分，比如我平时常常用到的 Adobe Photoshop、Lightroom、Premiere 等软件。在进行大量的 RAW 格式的照片、视频素材的读取乃、导出时都需要强大的硬盘读写性能作为支撑。

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三星 980 PRO 的存在，喂饱了这些传统意义上非常吃硬盘性能的生产力应用，让我在使用过程中明显感到了素材的导入更加高效、视频轨道的拖动播放更加流畅，最后在素材的导出渲染上进一步减少了时间，真称得上生产力工具的代名词了。而且考虑到三星 980 PRO 的定价也比较合理，其实无论是素材的存储还是成品的导出所占的硬盘空间也不会成本过高，真希望我的主板上的 M.2 可以多来几个。

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比如我就尝试用 Photoshop 打开了一个容量为 24.6GB 的太空照片文件，机械硬盘足足花了 3 分 39 秒才进入编辑界面，而三星 980 PRO 只需要 41 秒就能够展开后续的处理工作。

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接下来我又将 57 个视频原素材（容量共计 45.2GB）导入 Premiere 中进行编辑，机械硬盘的导入过程耗时 25 秒，拖动到视频轨道上时也稍显卡顿，而三星 980 PRO 的耗时仅 11 秒，在视频轨道上的处理也会更加顺畅，这些都是真正能够体现高速读写性能的价值所在——生产力场景体验上的改观。

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️【游戏场景表现】：而在游戏场景的表现中，最吃硬盘读写性能的就是游戏的加载过程了，无论是单机游戏 3A 大作还是热门的网游，往往都离不开地图、人物、场景的读取和渲染。而游戏加载这部分的表现在很大程度上是由整机性能共同作用的，但是以硬盘为代表的存储硬件恰恰容易成为整机性能的短板。如果你入手了一套旗舰主机，但是唯独在硬盘上「大意了」没有挑选高规格的固态硬盘加以配合，那么木桶效应就会在此发挥作用。

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此前各种大型单机游戏的进入场景都比较慢，比如育碧家的《刺客信条》系列、索尼家的《地平线:黎明时分》，有时候去趟小解回来还在加载。而使用了三星 980 PRO，我个人的感觉是进入游戏的过程、定点存档、切换大场景时都变得更加丝滑，也就带来了更好的游戏体验。而且在网络游戏加载时的读条进度也会有所提升，虽然网游更加追求公平，但是提前进入《绝地求生》的素质广场、《守望先锋》匹配队列时的练习场景都可以让你提前适应。

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最后可能有小伙伴会问：「PCIe 4.0 的固态硬盘对于游戏帧率有没有提升？」，很遗憾地告诉大家，虽然游戏加载、大场景转换、定点存档都会比较吃硬盘性能，但是游戏在运行过程中的读写量有限，并且主要看 4K 读取的表现，有轻微的帧率提升，但尚未有效地发挥 PCIe 4.0 的优势。不过有一种情况例外，就是游戏多开。如果你是一个需要同时开多个网游端刷副本 / 练账号的玩家，请一定搭配一套三星 980 PRO 这样的旗舰级固态硬盘，它能让你在游戏多开的同时还能保持系统的流畅运行。

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如果目前没有 PCIe 4.0，三星 980 PRO 还可以兼容 PCIe 3.0 。在此模式下，三星 980 PRO 拥有 3300MB/s 的顺序写入速率和 3100MB/s 的读取速率，考虑到其价格接近于 970 PRO，所以在 PCIe 3.0 的硬盘竞品中依旧具有较强的竞争力，我个人觉得入手拿来作为“战略储备”也是 OK 的，毕竟这年头万一来个黑天鹅，就是一波涨价的节奏。

四、如何评价三星 980 PRO PCIe 4.0 固态硬盘？

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最后我们来总结下三星 980 PRO 的体验，从【产品优势】上来看，三星 980 PRO 作为一款重量级的 PCIe 4.0 固态硬盘，算是真正发挥了 PCIe 4.0 的全部实力：连续读速 7000MB/s，连续写速 5000MB/s，基本上碰到了目前消费级固态硬盘的巅峰速率，而且考虑到性价比的问题，基本上在 970 PRO 的价位上就实现了读写速率的跃迁。

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当然如果说有什么【值得改进】：我觉得是三星想要秀肌肉就要找“马掌门学混元太极功”，哦不，是推出一个 MLC 颗粒版本，毕竟在这个 TLC 横行的年代，还是需要有一些坚守。虽然按照三星的说法「99% 的用户在五年的质保期内写入寿命不过 156TBW」，500GB 和 1TB 版本寿命分别是 300TBW 和 600TBW，倒是不用太过于担心，但是 256GB 版本的设计寿命恰好就是 150TBW。三星 980 PRO 是替代 970 PRO 的最强消费级固态硬盘，个人还是希望能够体验到全方位的领先，可以考虑推出一个 MLC 颗粒版本，让消费者来做投票吧，至少从我这个经常需要跑测试的准专业用户可能就是那 1%。

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分享到此结束，感谢您的耐心观看，如果对三星 980 PRO 感兴趣的同学，可以考虑去京东三星存储官方旗舰店蹲一波优惠，毕竟硬盘类的产品，自营售后还是更有保障一些。我是Geek研究僧，一枚爱好评测的研究生。

PCIe 4.0 时代的天降猛男，读7GB/s、写5GB/s的三星 SSD 980 PRO 评测