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隨著英特爾第12代酷睿的問世，nvme ssd全面進入pcie 4.0時代，但pcie 3.0 ssd并沒有失去價值。在新主控和新閃存技術(shù)的反饋下，
pcie 3.0時代的經(jīng)典旗艦產(chǎn)品性能得到了進一步提升。
新技術(shù)回歸經(jīng)典產(chǎn)品：
980pro問世后，三星推出了980系列的無dram無緩存方案，但中間并沒有980evo的身影。事實上，“980evo”早已上市。
它是970evo plus的新版本：采用了980pro的同系列eplis主控和同代v6 12x堆棧式tlc閃存。
老版是5月出的，新版是6月出的。背面對比：三星ssd是新版本。
但ssd的命名受到了產(chǎn)品營銷等多方面的影響。最終市場并沒有迎來980evo，而是新版本的970evo plus由內(nèi)而外的改變。最直觀的就是鳳凰大師升級為elpis大師。
新的主控制器跳過10nm，直接走向8nm工藝，成為目前工藝最先進的消費級ssd主控制器，對于減少過熱帶來的發(fā)熱和限速將有很大的幫助。
在24度的室溫下，在關(guān)閉所有節(jié)能功能的情況下，新970evo plus 1tb的待機溫度為41度，而舊970evo plus 1tb的待機溫度比新的高5度左右。這是8nm新工藝帶來的變化之一。
elpis master還用于pcie 4.0旗艦型號980pro，它支持更高的128個io隊列，是phoenix master的四倍。970evo plus的新版本將elpis與pcie 3.0 phy一起使用。
除了不支持pcie 4.0接口，更智能的slc緩存算法和更精細的溫度控制算法全部保留，這也是pcie 4.0旗艦帶來的技術(shù)紅利。
新舊三星970evo加1tb用iometer進行128kb qd32順序讀取滿負荷壓力測試，hwinfo64記錄。
通過這個測試，可以看出970evo plus新舊版本在溫控算法上的差異。
從數(shù)據(jù)分析可以看出，新版970evo plus的滿載溫度比老版低7度，性能更強。在600秒左右的測試過程中，新版本比舊版本多讀取303060mb數(shù)據(jù)，平均比舊版本快500mb/s以上。
新款970evo plus的主控比老款發(fā)熱量更小，固件中的溫控算法更加智能，不會造成劇烈的速度波動，整體性能明顯比老款更好。
大容量閃存的痛苦；
如果三星970evo plus新版本全面升級，肯定會有很多網(wǎng)友反對。用512gb管芯替換256gb管芯導(dǎo)致slc緩存外寫速度下降，這是新970ep最大的痛點。
這是大容量閃存發(fā)展道路上不可避免的陣痛期。下圖是970 evo plus新老版本對比，1 tb閃存顆粒，左邊是新版本，右邊是舊版本。
一方面，由于主設(shè)備能夠管理的ce數(shù)量有限，大容量ssd需要使用更大的flash die。另一方面，更大的閃存管芯在成本上更有優(yōu)勢，未來512gb管芯的ssd會越來越多。
如果同樣采用v6 12x層堆棧式3d tlc nand閃存的新版970evo plus不能與pcie 4.0旗艦的980pro全面拉開價格差距，恐怕會讓玩家難以接受。
從tech insights 2020年的一份報告可以看出，裝甲兵和sk海力士的512gb tlc單位容量成本遠低于256gb tlc。當(dāng)時三星的92層3d tlc是個例外。
512gb的成本和256gb差不多。但是，大的發(fā)展趨勢應(yīng)該是明確的。高密度閃存可以增加ssd容量，降低每gb容量的價格。
然而，高密度閃存也有一些缺點。同代閃存中512gb管芯的寫性能和讀延遲通常不如256gb管芯。以鐵甲俠bics3為例，256gb的讀取延遲為67us，
512gb延遲增加到90us，256gb編程延遲2.3ms，512gb延遲增加到3.3ms，體現(xiàn)在測試結(jié)果中slc緩存外寫入速度降低，4k讀取速度降低。
新版三星970ep是用12x層堆疊的512gb die更換上一代9x層堆疊256gb die，同時又有8nm elpis主控升級加持。最終在ssd層面上，
讀取延遲這項直接關(guān)系到使用體驗的性能指標(biāo)不但沒有劣化，反而得到了提升。
上圖為三星970evo plus 1tb新舊對比，下圖為三星970evo plus 2tb新舊對比，左為新版，右為舊版。
至于slc緩存外的寫入速度，以1tb容量為例， pcie 3.0主流級ssd每秒寫入數(shù)據(jù)量通常為0.0005倍全盤容量，pcie 3.0旗艦級通常為0.001倍全盤容量，
pcie 4.0旗艦接近0.002倍全盤容量。
新版970ep依然處于它所在定位的正常水平之上，只是固件的slc緩存釋放前置（slc緩存用完就開始釋放，而不是等空白塊全部用盡才開始），所以通過hdtune文件基準(zhǔn)測試才會得出偏低的成績。
同時我們也要看到，上面的slc緩存理論測試跟實際使用情況是有些脫節(jié)的。ssd作為系統(tǒng)盤很少會遇到一次寫入上百gb數(shù)據(jù)的情況，所以還是需要從實際應(yīng)用出發(fā)去看待問題。
pcmark 10完整系統(tǒng)盤基準(zhǔn)測試：
pcmark 10完整系統(tǒng)盤基準(zhǔn)針對當(dāng)代最新固態(tài)硬盤的廣泛測試，涵蓋了系統(tǒng)開機啟動、adobe設(shè)計套件應(yīng)用、office辦公套件應(yīng)用、圖片/iso文件拷貝復(fù)制、多個游戲加載過程等測試內(nèi)容。
測試需要至少80gb的硬盤空間，單次測試產(chǎn)生的寫入量達到204gb，復(fù)雜度超過了pcmark 8存儲測試。
導(dǎo)出詳細測試數(shù)據(jù)后我們重點分析windows 10系統(tǒng)啟動、游戲加載、以及日常辦公部分的內(nèi)容，這些都是pc系統(tǒng)盤最常見的工作負載。
windows開機啟動過程是典型的io密集型工作，ssd會在很大程度上影響開機速度。通過對比不難發(fā)現(xiàn)，新版970evo plus的性能明顯優(yōu)于舊版：
游戲加載過程同樣有ssd的大量參與，pcmark 10完整系統(tǒng)盤基準(zhǔn)中包含了戰(zhàn)地5、使命召喚15和守望先鋒三個游戲的加載過程，
對比可發(fā)現(xiàn)很多信息：1.老版970evo plus 2tb的性能略低于老版970evo plus 1tb，
在容量提升的同時性能略有降低；2.新版970evo plus 2tb的性能和新版970evo plus 1tb相比基本一致，還略有提高；3.新版970evo plus整體優(yōu)于老版本。
adobe設(shè)計軟件的測試項目分成了加載和應(yīng)用兩部分，加載部分和游戲項目的情況類似，都是新版比舊版快，新版2tb容量沒有舊版的性能問題，速度比1tb容量更快。
adboe設(shè)計軟件的應(yīng)用部分出現(xiàn)一個小小的意外，在印刷和數(shù)字媒體排版軟件indesign使用過程中，老版970evo plus比新版更快，
其他項目如photoshop輕負載/重負載、illustrator應(yīng)用、affter effects應(yīng)用，都是新版比舊版快。
slc緩存深入測試：
上面的pcmark 10完整系統(tǒng)盤基準(zhǔn)測試是在空盤條件下進行的。由于新版970evo plus擁有比舊版大2.7到2.85倍的slc緩存容量，或許有朋友會質(zhì)疑空盤測試的說服力。
接下來我們就詳細分析elpis主控下新版970evo plus的slc緩存策略。
新版970evo plus 1tb空盤時的slc緩存容量為114gb，而舊款1tb是42gb。
50%半盤容量測試：
測試的第一步是使用iometer生成不可壓縮數(shù)據(jù)，向970evo plus填充一半空間，
休息過后新舊兩個版本970evo plus 1tb的crystaldiskmark測速都能恢復(fù)到和空盤時相同的水平（左新版，右舊版）：
半盤狀態(tài)下新版970evo plus 1tb的可用slc緩存容量依然是114gb。
舊版當(dāng)然也沒有變化，仍然是42gb：
70%空間使用率測試：
繼續(xù)利用iometer向盤內(nèi)填充更多不可壓縮數(shù)據(jù)，直至全盤空間使用率達到70%的高占用水平。空閑休息使slc緩存自動釋放，crystaldiskmark測速同空盤時基本一致（左新版，右舊版）：
70%空間使用率狀態(tài)下新版970evo plus 1tb的可用slc緩存容量變?yōu)?7gb左右，仍然大于舊版的42gb。
80%空間使用率測試：
繼續(xù)增加難度，使用iometer將盤內(nèi)空間使用率推高到80%的水平，此時盤內(nèi)剩余空間為186gb左右。在這種近滿盤狀態(tài)下新版970evo plus 1tb的slc緩存釋放策略更加積極，
crystaldiskmark的一些測試項目成績開始受到緩存釋放的影響，但整體上依然優(yōu)于舊版表現(xiàn)。
80%空間使用率狀態(tài)下新版970evo plus 1tb的可用slc緩存容量變?yōu)?gb左右，容量同舊版持平。
80%及更高空間使用率下無論是新版還是舊版，都已經(jīng)變?yōu)楣潭╯lc緩存模式。此時新版970evo plus 1tb在寫入速度上的劣勢應(yīng)該是徹底展現(xiàn)出來了。
那么實際應(yīng)用性能會有怎樣的變化呢？我們還是使用pcmark 10完整系統(tǒng)盤基準(zhǔn)測試來驗證：總成績上來看新版依然比舊版高。
下面導(dǎo)出詳細測試數(shù)據(jù)進行分析。
新版970evo plus 1tb在盤內(nèi)空間使用率超過80%后，系統(tǒng)啟動性能會出現(xiàn)下滑，但依然比舊版快：
對于新版三星970evo plus 1tb來說，截止到70%空間占用率時，游戲加載性能以及adobe設(shè)計軟件啟動性能依然同空盤時一致。在達到80%空間占用率后，新版970evo plus的性能下滑，
但同舊版相比基本仍在同等水平上。
adobe設(shè)計軟件使用過程中，新版970evo plus 1tb在空間使用率達到80%之后，同舊版相比互有勝負。
簡單總結(jié)一下，盤內(nèi)空間使用率在80%以下時，新版970evo plus全面領(lǐng)先于舊版；盤內(nèi)空間使用率大于80%時，新版和舊版的性能表現(xiàn)幾乎不分上下。
以上都是1tb容量下的對比，2tb型號的情況相對簡單一些。新版970evo plus 2tb的緩存容量更大，而且緩存外寫入速度也和舊版一樣，甚至更高一些。
slc緩存技術(shù)的發(fā)展：
三星840evo首創(chuàng)用tlc模擬slc來提升ssd爆發(fā)性能的turbowrite技術(shù)，slc緩存現(xiàn)在已經(jīng)成為幾乎所有消費級固態(tài)硬盤的標(biāo)配特性。從其發(fā)展歷史來看，
基本可以分為固定slc緩存、全盤slc緩存、動態(tài)slc緩存等若干階段。固定slc緩存的算法最為簡單，僅使用op預(yù)留空間的閃存空白塊模擬slc，閃存磨損均衡也較為容易，但緩存容量較小，爆發(fā)力不足。
在固定slc緩存之后又流行起了全盤slc緩存，這是一種激進的緩存策略：將ssd內(nèi)全部閃存空白位置用于模擬slc供寫入使用，優(yōu)點是緩存容量最大化，
缺陷是緩存用完后的性能懲罰嚴(yán)重：ssd需要邊釋放邊寫入新數(shù)據(jù)，性能一致性不好。
動態(tài)slc緩存介于二者之間，它可以超過op預(yù)留空間范圍去借用用戶空間，但固件主動限制了slc緩存的總?cè)萘浚员苊夂笃诔霈F(xiàn)嚴(yán)重性能懲罰。
比如鎧俠rd20以及大部分群聯(lián)公版固件的1tb容量nvme固態(tài)硬盤最大slc緩存容量限制為24gb、舊版三星970evo plus 1tb的最大slc緩存容量限制為42gb。
從980pro開始，三星推出了緩存容量更大的turbowrite 2.0技術(shù)，1tb型號可以提供超過100gb的slc緩存，在提升爆發(fā)寫入性能的同時還通過算法優(yōu)化減少了速度波動，使得使用體驗更加順滑。
隨著elpis主控的應(yīng)用，turbowrite 2.0也進入到新版970evo plus當(dāng)中。
總結(jié)：
新版970evo plus在主控和閃存兩端都應(yīng)用了源自980pro的新技術(shù)。盡管新版出于產(chǎn)品定位需要而采用了512gb die，slc緩存外寫入速度略有遺憾，但從整體上來看，
新版970evo plus 1tb在實際應(yīng)用中的表現(xiàn)比舊版產(chǎn)品更好。如果對存儲空間的需求較高，選擇2tb容量的新版970evo plus可以徹底打消你的全部疑慮。