三星870QVO上手 探尋全球容量最大消費級固態硬盤的秘密

隨着技術革命的創新,數字化的加速,幾乎每個人都無時無刻的產生海量的信息和個人數據。

根據IDC公布的數據顯示,2019年全球創造的數據量已然超過45ZB(編者註:1ZB約等於1萬億GB)。

面對着海量的數據,存儲技術和存儲工具的創新和發展,就顯得極為迫切了。

尤其是對於消費級存儲市場而言,常規的大容量機械硬盤,在講求性能和體驗的當下,已然失去了優勢;

主流的大容量固態硬盤在價格方面,受限於技術和成本,始終無法實現親民。

三星870QVO上手 探尋全球容量最大消費級固態硬盤的秘密

行業迫切希望能有一款集性能和容量為一體的高品質硬盤產品,今天,它來了。

三星870QVO固態硬盤,三星QVO系列第二代產品,聊起三星QVO系列,很多朋友不太了解,這是三星旗下的全新系列產品。

它是基於三星創新性的QLC技術創立的全新系列,產品的最大特點是大容量、高性能,此前發布的第一代QVO產品860QVO,便是以4TB的最大容量聞名於行業。

而此次全新的三星870QVO固態硬盤依舊延續着三星QVO系列的傳統,在大容量方面再次實現了驚人的突破。

設計最大容量達到8TB,甚至超過普通主流機械硬盤的設計容量,這可能是全球容量最大的消費級固態硬盤產品。

三星870QVO上手 探尋全球容量最大消費級固態硬盤的秘密

當然了,除了在容量上的創新,三星870QVO還在技術體驗方面都有着眾多的升級,話不多說了,開始我們今天的評測。

按照慣例,在評測之前,我們先來簡單總結一下三星870QVO的重要升級,稍後正式進入評測環節。

容量升級,最大容量8TB,是目前全球容量最大的消費級SATA固態硬盤產品。

技術升級,第二代QLC閃存顆粒和全新MKX主控

性能升級,最大連續性能560MB/,接近SATA接口最大理論性能

緩存升級,智能TurboWrite耐用性和可寫空間顯著提升

下面,我們將從外觀設計、內部結構、性能測試、技術講解等維度,為大家仔細剖析三星870QVO,這款全球容量最大的消費級固態硬盤的秘密。

外觀設計:標準SATA接口 特殊防指紋工藝

全新870QVO固態硬盤,在外觀設計上延續QVO系列沉穩的風格,整體採用偏中性的灰色,不同於EVO系列配色的年輕和跳躍,870QVO的配色更加商務和簡潔。

三星870QVO上手 探尋全球容量最大消費級固態硬盤的秘密

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產品正面,大面積留白,僅剩下三星品牌logo作為主視覺;產品背面,則集成了關於870QVO產品的詳細產品參數,方便用戶閱讀和參照。

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在接口方面,採用標準SATA3.0接口,最大理論性能600MB/左右,可以兼容市面上各種型號的主板。

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特殊工藝處理無指紋殘留

在外觀方面,尤其值得注意的是產品正面,三星採用了特殊的外殼製作工藝,在金屬表面進行了特殊的工藝處理,手指觸碰上去,沒有任何的指紋殘留;同時,在質感上,特殊工藝還帶來了不同於普通金屬材質的溫潤和細膩。

內部結構:第二代QLC顆粒+三星MKX主控

在內部結構方面,為了實現更大容量和更優秀的性能,三星在主控和顆粒方面都實現了較大幅度的升級。

閃存顆粒方面,採用三星原產研發的第二代QLC顆粒,這個顆粒基於三星增強型9X層V-NAND技術,實現了性能和容量上的雙倍提升。

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主控方面,採用了全新一代三星自研MKX主控芯片,MKX主控搭載了三星研發的新一代ECC算法和糾錯機制,能夠進一步提升固態硬盤整體的穩定性和可靠性。

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同時為了實現8TB超大的存儲容量,870QVO採用了雙面PCB設計,一共內置了多達8顆的QLC閃存顆粒,單die容量也達到了恐怖的1TB。

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基準測試:最大連續讀取性能560MB/ SATA接口最大理論水平 

內部核心的升級,使得870QVO固態硬盤在性能上也有了相當的提升。

在性能測試方面,我們依舊從連續性能、4K隨機性能、以及綜合性能三個維度進行測試,探究8TB容量下三星870QVO的具體性能表現。

在性能測試之前,我們先通過CrystalDiskInfo了解下三星870QVO的相關參數和使用情況。     

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在CrystalDiskInfo中,我們可以看到關於870QVO的傳輸模式和重要的功能特性,例如TRIM、S.M.A.R.T等,以及產品的通電次數和通電時間。

在連續性能測試方面,我們採用CrystalDiskMark、Txbench二個測試軟件進行相互驗證,以探尋870QVO的真實連續性能。

連續性能測試

CrystalDiskMark是一款來自日本的老牌硬盤性能測試軟件,它能夠在保證了連續讀寫、512KB和4KB數據包隨機讀寫性能,以及隊列深度(Queue Depth)為32的情況下的4K隨機性能等常規測試外,還在隊列設置,性能描述,以及測試數據塊選擇上都進行了優化,更符合當下硬盤的測試需求。     

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在CrystalDiskMark測試中,三星870QVO最大連續讀取性能達到了559MB/,最大連續寫入性能則達到了526MB/,和三星官方標稱的理論讀取560MB/,寫入530MB/幾乎沒有差距。

在Txbench測試中,軟件將從不同隊列,不同數據塊進行存儲性能的測試。     

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在Txbench測試中,三星870QVO最大連續讀取速度依舊能達到559MB/,最大寫入則保持在528MB/,和此前CrystalDiskMark測試性能幾乎保持一致。

綜合CrystalDiskMark和Txbench測試,我們可以看到三星870QVO的最大連續讀取性能保持在560MB/,最大連續寫入性能則能夠維持在530MB/,已經達到了SATA3.0標準下的理論最高值,幾乎比肩市場上頂級3Bit MLC產品的性能表現。     

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同時,比對於三星860QVO的連續性能,三星870QVO的最大連續性能也實現了21%的提升,對於本就處於SATA接口性能頂峰的產品而言,這樣幅度的性能提升還是十分罕見的,也足以證明全新MKX主控和第二代QLC顆粒的強悍之處。

4K隨機性能測試

4K隨機性能決定了產品在日常復雜的應用場景中的實際體驗,在一定程度上更能反映出產品的實際性能。

在4K隨機性能測試中,我們將使用ASSSD Benchmark進行測試。     

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在4K隨機性能測試中,三星870QVO最大隨機讀取達到了94KIOPS,最大隨機寫入則到了82KIOPS,這樣的成績,能夠滿足用戶日常存儲細碎文件的需求。

綜合性能測試

在綜合性能測試方面,我們採用老牌的PC Mark8進行測試,PC MARK8內置的存儲性能測試,可以比較精準的反映存儲產品在模擬的各種日常負載情況下的真實性能表現。     

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在PC Mark8測試中,我們可以看到三星870QVO在後期處理、遊戲載入、辦公場景等細分領域的具體表現,以及最後的4942的得分,這樣的分數對於SATA固態硬盤而言,絕對屬於一流水準。

它表明三星870QVO在綜合性能測試上,也有着上佳的表現,能夠滿足包括遊戲、後期乃至辦公等多場景應用的存儲需求。

高階測試:高負載、多頻段的QD下性能穩定

在高階測試中,我們將模擬日常硬盤的工作模式,在seq連續性能和4K隨機性能兩個維度進行高階測試,以展現三星870QVO固態硬盤在高負載、多頻段的QD下的不同表現。

在Seq連續性能測試上,我們將採用4KB單位數據塊,100%的寫入模式,連續寫入6000秒,進行全盤寫入,並對每秒產生的寫入性能成績進行收集,形成數據表格。

眾所周知,固態硬盤在高負載的持續寫入下,性能會出現明顯的波動,這樣的波動,能夠展現出固態硬盤品牌在主控性能、顆粒品質方面的真實實力。

三星870QVO上手 探尋全球容量最大消費級固態硬盤的秘密

三星870QVO上手 探尋全球容量最大消費級固態硬盤的秘密

在持續寫入測試中,我們通過全盤數據寫入,並記錄了6000個數據樣本,進行圖標匯總。可以看到三星870QVO在高負載下的寫入性能的變化趨勢。

從一開始的低速寫入,緩慢增長到固態硬盤的極限性能,即在530MB/左右,開始激活三星內置的智能TurbeWrite機制。

鑒於本次測試的版本是8TB,智能緩存區的容量也相對較大,大約在100GB不到的寫入量後,開始快速下降,直到性能穩定在160MB/,持續到全盤寫入完成。

在多頻段的QD測試中,我們將採用4KB的單位數據塊,在QD1/QD4/QD8/QD16/QD32等五個不同QD維度下,進行連續寫入5000秒,寫入1TB數據後(即完全耗盡三星870QVO內置的SLC緩存區),進行真實4K隨機寫入性能測試。

在日常的存儲任務中,QD即隊列深度的不同,對於硬盤存儲效率也有着不同的提升,通過測試不同QD下固態硬盤的IOPS值,即每秒IO性能,能夠更加全面的反映固態硬盤的真實效能。

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在耗盡了SLC緩存之後,三星870QVO在不同QD下的IOPS值還是存在一些差異的,基礎的QD1上的4K隨機寫入達到了33K左右的IOPS,而在QD4-QD32的幾大隊列中的4K隨機寫入則基本維持在42K的IOPS,對於定位於普通SATA倉庫盤的870QVO而言,這樣的4K隨機性能,足以滿足普通用戶的高負載寫入需求。

技術升級:智能TurboWrite的再進化 

除了內部架構的更新換代帶來的大容量提升,以及由此而來的性能表現之外,三星870QVO作為首次應用三星第二代QLC顆粒的新興產品,在主控機制上也實現了革新。

眾所周知,三星研發的QLC顆粒,它的突出優勢在於單位存儲空間更大,采購成本更低,有助於固態硬盤產品的普及;當然它還有着比較明顯的劣勢,那就是在存儲性能方面相對孱弱。

關於智能TurboWrite功能

為了更好的發揮QLC顆粒的低成本高容量的優勢,同時保持閃存顆粒的存儲性能,三星存儲在經過了多年的市場調研和功能分析之後,在2012年首次提出了智能TurboWrite功能。

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藉助TurboWrite,在固態硬盤中創建一個固定空間的高性能SLC寫入緩沖區,在一定寫入容量下維持SLC級別的高性能,進而實現了在QLC顆粒基礎上維持高性能的寫入。

而此次,三星870QVO固態硬盤再次升級智能TurboWrite機制,根據三星官方對於此次技術升級的描述,「870QVO中的智能TurboWrite功能可自動識別用戶的工作負載,並指定合適的SLC緩沖區,這是三星根據對最新數據趨勢的研究而定義的。「

也就是說,三星870QVO內置的智能TurboWrite,能夠智能的識別用戶當前的存儲工作負載,根據負載的不同,動態調整高性能SLC寫入緩沖區配比。

具體而言,採用了固定默認空間+智能區域形成的智能緩存技術,就8TB型號而言,三星為此配備了6GB的默認緩存區,以及高達72GB的動態智能緩存區。

當用戶執行正常寫入任務的時候,智能TurboWrite會優先使用6GB默認緩存區,維持最高530MB/的寫入性能;

當用戶的持續寫入量超過6GB的負荷後,智能TurboWrite便會開始調動智能區域的動態緩存容量,和默認6GB緩存空間組成最高容量78GB的緩沖區,以滿足高負荷的寫入需求。

這樣的設計,不僅能夠最大限度的提升QLC顆粒的讀寫性能,還能夠節省固態硬盤的內部存儲空間,實現性能和空間的動態平衡。

三星870QVO智能TurboWrite功能實測 

為了進一步驗證三星870QVO內置智能TurboWrite的實際效能,筆者將通過老牌的存儲測試工具HDTune Pro進行智能TurboWrite的功能測試。

我們設置超過8TB最高規格的智能TurboWrite的緩存空間的寫入量,也就是80GB左右,觀察寫入性能的變化曲線。在經過了幾分鍾的測試,我們得到了以下的性能曲線變化圖。

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通過曲線我們可以看到,三星870QVO,在0GB-78GB的寫入區間中,性能始終維持在一個相對穩定的數值,直到超過78GB,也就是最大緩存區間用盡之後,三星870QVO的性能才開始出現下降,這個測試展現了智能TurboWrite機制的重要價值和強悍之處。

實際上,對於普通用戶,或者說三星QVO系列的目標群體,可以說幾乎90%以上,在日常工作生活中,都沒有持續寫入超過100GB以上的高負載的存儲需求。

三星870QVO內置的全新智能TurboWrite機制的存在,卻能夠在滿足目標用戶性能體驗基礎上(即非高負載情況下的高性能讀寫需求),享受QLC帶來的大容量以及低成本等實際優勢,加速固態硬盤的產品普及,對於用戶和行業而言,其好處是不言而喻的。

三星magician管理軟件的更新

伴隨着三星870QVO的誕生,三星自研的固態硬盤管理軟件,即三星magician 也在界面和功能上進行了優化,用戶可以通過magician更加詳細科學的監控和管理固態硬盤。

在界面交互上,三星magician採用更加動感和新潮的交互模式,各大功能區塊之間具有明顯層次感和線條感,配合着淺藍偏黑的商務色系,整體風格簡練而現代。

在功能設計上,採用常規的左右分布模式,左側的主菜單欄上、

簡明扼要的分布着Drive information(驅動器信息)、Drive Details(驅動器細節)、Performance Benchmark(性能測試)、Diagnostic Scan(掃描診斷)等眾多常用功能;

而在右側的大功能區中,詳細呈現了主菜單欄下每個功能的細化參數。

用戶可以通過左側的功能菜單選擇特定功能,然後再大功能區中進行參數的閱讀、測試、校正,從而實現對磁盤驅動器(即硬盤)的全面掌握。

下面是筆者通過三星magician管理軟件,查看、測試和校正三星870QVO固態硬盤的具體結果頁。

三星870QVO上手 探尋全球容量最大消費級固態硬盤的秘密

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總結:8TB帶來的顛覆和象徵意義

8TB最大容量,帶來的實際意義,在筆者看來,更多的是一種技術革新帶來的行業顛覆。這個顛覆,毫無疑問指的是對於消費級存儲行業的一種重新洗牌。

無論是在存儲行業還是民間,一直都有「系統裝固態,資料存機械」的說法,其背後折射出的其實是,固態和機械在容量和價格上的爭鋒相對,機械硬盤的大容量和低成本優勢,直接切斷了固態存儲一統江湖的雄心壯志。

可當以三星870QVO為代表的QLC顆粒全面問世,大容量低成本不再是機械盤的護身符的時候,存儲行業的新時代已在眼前了。

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