RECENSIONE Samsung 990 Pro: Il ritorno del re?

Liupen

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Gandalf: Non ti è concessa l'autorità per negare il ritorno del Re, Sovrintendente!

Questo è un approfondimento ed un confronto su ciò che dicono di... in questo caso il nuovo arrivato della nota azienda coreana: Samsung 990 PRO

Sappiamo ormai che "PRO" non stà più per celle V-Nand MLC 2bit, ma per le ormai comuni TLC, in particolare le 176L (3D con 176 strati), un aggiornamento diretto al TLC V6 a 128 strati che si trova sul 980 Pro.
Samsung utilizza la tecnologia di stratificazione Extreme 2-stac che consente un totale di 256 strati. Tuttavia, Samsung ha fissato un limite di 176 strati un paio di anni fa perché ha scelto la configurazione ottimale in quel momento piuttosto che il numero massimo di livelli che avrebbe potuto raggiungere.

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Samsung ha apportato molti miglioramenti a questa generazione di flash, il più significativo è stato l'uso di un design a 4 die e un'implementazione Cell-on-Periphery (COP).
Più piani significa più parallelizzazione che si traduce almeno in una maggiore larghezza di banda.
COP è simile al CMOS-under-Array (CUA) di Micron, ma questa è la prima volta che Samsung utilizza tale tecnologia. Ciò comporta l'allontanamento dei circuiti di controllo dalla periferica o dal lato dell'array. Ciò può migliorare notevolmente l'efficienza energetica e ridurre anche la superficie del die posizionando i circuiti periferici sotto l'array di celle dati.
COP è il nome di Samsung per l'approccio CUA (CMOS Under Array) utilizzato da Micron e Intel per lanciare il loro primo 3D Chip NAND nel 2015.

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A parte gli elementi strutturali che differiscono per ogni produttore di celle (Samsung, Kioxia, SK hynix, Micron, a cui si sommano i cinesi di YMTC), come si vede, queste celle sono più veloci delle concorrenti: impiega meno in fase di programmazione PGM (scrittura) ed ha una migliore velocità di lettura (tR).

Ancora, pur essendo il modulo DRAM sempre di tipo DDR4 come con gli ultimi modelli di SSD nvme della casa, il Controller è nuovo; nome in codice Pascal.
Dopo Elpis, installato nel Samsung 980 PRO e Pablo installato nel 980 "liscio" (che è anche HMB, quindi DRAM less), questo nuovo controller prodotto con processo a 8 nm è ancora basato su cpu ARM.
I punti di forza sono, stando a Samsung, il basso consumo e l'ottimizzazione firmware per gli algoritmi di cache in lettura.

Ok, ora che sappiamo che tecnologicamente le componenti sono ottime, vediamo le varie recensioni che l'hanno testato, cosa ne pensano.

Shane Downing che ha recensito il prodotto per questa testata, mostra che il Samsung 990 PRO ha prestazioni pari a tutti gli ssd pcie di 4a generazione:

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Riguardo la copia reale (quindi scrittura più o meno sequenziale) provata da un altra testata...

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In tutto questo mi chiedo: li fà i 7450 MB/s di lettura sequenziale?

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Un certo vantaggio per quanto concerne la lettura casuale... "le prestazioni a bassa profondità della coda tendono a essere rilevanti per la sensazione del "mondo reale" di un'unità e il 990 Pro è il migliore che abbiamo mai testato qui"; insomma: promessa mantenuta Samsung!


Uno poi degli aspetti considerati sempre da THW sono la stabilità dei dispositivi durante la scrittura continua. Un aspetto estremo che nella realtà non viene messo alla prova, ma che mette in evidenza ad esempio la dimensione della cache SLC e della velocità reale delle NAND quando finiscono tutti gli artificiosi algoritmi atti a mantenere alte le prestazioni.

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"Il Samsung 990 Pro da 2 TB scrive fino a 6200 MB/s per 39 secondi, suggerendo una dimensione della cache pSLC (program SLC) di circa 240 GB.
Proprio come il 980 Pro, che con 2 TB è valutato per 226 GB, di questi, 10 GB sono statici mentre 216 GB sono dinamici.

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Continua a scrivere Shane Downing: "Dopo che la cache pSLC si esaurisce, il 990 Pro mantiene circa 1400 MB/s in modalità direct-to-TLC. Questo è più lento del previsto e, in effetti, il resto delle unità nel test alla fine verrò superato. Le prestazioni post-pSLC potrebbero non sembrare molto rilevanti nella pratica, ma è più probabile che tu raggiunga questo stato quando l'unità è più piena".

In effetti non sottovaluto questo commento buttato lì: questo Samsung 990 PRO che già non è l'ssd più veloce da vuoto, potrebbe, quando pieno di dati, essere relativamente più lento di molti ssd pcie 4.

Guardate cosa era stato scritto per il Sabrent Rocket 4 Plus 2TB: "Il Rocket 4 Plus da 4 TB di Sabrent è un mostro di scrittura. Ha scritto 1,12 TB di dati a 6800 MB/s prima di scendere a una velocità di scrittura media di 1800 MB/s.


Shane Downing: "Le prestazioni di scrittura valutate da Samsung di questo flash lo rendono più veloce di qualsiasi altro sul mercato, ma ci sono motivi per limitare le velocità di scrittura. La ragione più ovvia è fornire una migliore coerenza delle prestazioni, ovvero prestazioni sostenute, in particolare con una cache pSLC flessibile. Velocità di scrittura inferiori possono anche indurre una minore usura del flash.
Altri motivi includono la gestione termica e energetica. Il primo può migliorare la durata della vita e la costanza delle prestazioni evitando il throttling. Quest'ultimo può significare una migliore efficienza dell'unità, in particolare su laptop e console. Samsung ha enfatizzato una migliore gestione termica e energetica con questa unità, quindi ha senso. Inoltre, l'API DirectStorage potrebbe colpire più duramente le unità, quindi con unità più veloci stiamo assistendo a uno sforzo maggiore per i controlli di alimentazione e termici."


Sentite anche voi un suono acuto? Si, anch'io, è l'effetto "arrampicarsi sullo specchio".

Insomma per quanto Shane possa "giustificare" delle prestazioni deludenti. Anche il calore prodotto in altre recensioni non sembra così "cold"


Per quanto riguarda l'efficienza energetica e dunque il calore prodotto, tirato in ballo nelle giustificazioni alle prestazioni mediocri, Shane poi afferma: "Il 990 Pro è abbastanza efficiente dal punto di vista energetico in entrambe le modalità di alimentazione, battendo facilmente il vecchio 980 Pro ma senza stabilire nuovi record. Cade da qualche parte tra l'SN850X e il Platinum P41, il che non è un male".


Il 95% di ciò che il consumatore sta facendo l'80% delle volte equivale a letture casuali a QD1.
Mi sembra che l'unico punto forte del Samsung 990 PRO rimane la latenza in lettura ridotta e spero si traduca in sistemi operativi più... "scattanti".



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Con tanta concorrenza, Shane, la marchetta non attacca, quà è una delusione.


PS. Buone notizie anche per tutti gli appassionati di RGB : anche qui i sudcoreani saltano sul treno RGB e danno il modello 990 PRO con un dispositivo di raffreddamento con LED pulsanti. 🎻
 
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Mi accodo con quanto dice Shane personalmente: non un flop, ma sicuramente una delusione, particolarmente tenendo a mente il prezzo (200 euro per 1TB, circa 60-70 in più dei suoi concorrenti).

In ogni caso, le mie previsioni si sono rilevate a metà corrette: le performance non sarebbero state superiori degli SSD con controller Phison E18 e NAND Micron 176L (Micron perché alla fine sono quelle gettonate di più). Io pensavo che si allineassero con loro, e invece no, nonostante lo siano di poco, sono peggiori. Mi aspettavo di più da Samsung, dall'azienda che ha il monopolio per le NAND flash e che lo ha avuto per parecchi anni per gli SSD. Parlando del controller (che mi aspetto sii esser il solito design penta-core ARM Cortex-R5), mi sembra che si allinei con il Phison E18 per performance, quindi eccellente (anche se le temperature non sono basse, e il drive richiede sicuramente un dissipatore). Un fine positivo relativo all'hardware c'è, comunque: le NAND non utilizzano più quell'aberrante design da uno stack e senza CoP, che seppure manteneva le performance alte, ne faceva risentire alla densità dei bit. Finalmente - dopo anni che gli altri produttori lo facessero -, anche Samsung si è aggiornata sotto questo punto di vista.

Detto ciò, specifico un piccolo errore scritto nella tabella che confronta le NAND Flash di ultima generazione (che immagino sia di TechInsights): non è il tR (tempo di lettura delle pagine) ad avere performance da 184 MB/s ma è il program throughput dell'intero die. Il tR, solitamente, si misura in µs, ma anche se non lo avesse fatto a 'sto turno Samsung, non è possibile che sia così tanto veloce. Da notare, inoltre, che le NAND 224L (238 sono i layer totali del die, mentre 224 sono quelli attivi per la memorizzazione dati) di Samsung (modello V8) sono più lente di quelle a 176L (V7) della stessa casa, questo è dovuto dal fatto che hanno le bit line 1,6 volte più lunghe.

P.S.: ottima analisi Liupen. 😉
 
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messa in rilievo grazie mille @Liupen
 
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Mi accodo con quanto dice Shane personalmente: non un flop, ma sicuramente una delusione, particolarmente tenendo a mente il prezzo (200 euro per 1TB, circa 60-70 in più dei suoi concorrenti).
Shane dice "eccezionalmente potente" altro che delusione!
Delusione lo dico io... visti i risultati proprio dei suoi (THW) benchmark.

Il costo si sa che all'inizio è alto, poi stiamo pagando il marchio come sempre...

Parlando del controller (che mi aspetto sii esser il solito design penta-core ARM Cortex-R5), mi sembra che si allinei con il Phison E18 per performance
Sembra che il controller sia quello del 980 PRO cioè un Elpis (stessa struttura e litografia).
A parità di prestazioni, un Phison E18 sviluppa meno calore, ecco il problema...il solito problema di Samsung che frena le prestazioni dell'SSD.
Il discorso di Shane è probabilmente quello concordato con Samsung ed è la verità
"Le prestazioni di scrittura valutate da Samsung di questo flash lo rendono più veloce di qualsiasi altro sul mercato, ......."

Insomma: abbiamo creato un grosso laser ma lo dobbiamo tenere al minimo perchè si surriscalda... e che cavolo Samsung, diventa solo proprio tutto marketing, per vendere il nuovo ssd!?

Detto ciò, specifico un piccolo errore scritto nella tabella che confronta le NAND Flash di ultima generazione (che immagino sia di TechInsights): non è il tR (tempo di lettura delle pagine) ad avere performance da 184 MB/s ma è il program throughput dell'intero die. Il tR, solitamente, si misura in µs, ma anche se non lo avesse fatto a 'sto turno Samsung, non è possibile che sia così tanto veloce.
Si è una tabella di Techinsights

Non è sbagliata, solo non spiegata.
La fonte della tabella sono i dati comunicati al https://www.isscc.org/

Quindi, diciamo che essendo la misura di un "tempo" sarebbe più corretto usare <us> ma... c'è un ma e tu più di altri che ormai hai le basi tecniche lo capisci:
se devo misurare un "tempo in relazione a.." della scrittura, ossia della programmazione posso farlo più agevolmente; disco vuoto, celle intonse, caratteristiche di velocità del controller note, misuro la velocità che è sempre quella quando si programma (il bit), indipendente dal tipo di file, grandezza ecc. Vedi IOPS.
Se invece devo misurare un tempo di lettura, allora questo dipende fortemente da variabili quale il dato, il controller stesso e possibili altre attività del controller, insomma è giustamente un valore medio, poichè la lettura ha molte variabili e oscilla di secondo in secondo. Viene infatti definita velocità media ed è più giusto esprimerla come MB/s, che non come un delta di latenza.

Semplificando molto: si scrive un bit alla volta, ed ogni bit tendenzialmente viene scritto impiegando quasi lo stesso tempo; leggo però un file, che sono un insieme di bit e quindi ogni file diverso porterà a leggere variazioni di velocità.
Il primo dato è una attitudine, la seconda una media.


Anche tu in CDM puoi cambiare l'unità di misura a piacimento

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ma anche se non lo avesse fatto a 'sto turno Samsung, non è possibile che sia così tanto veloce
Perchè no?
Post unito automaticamente:

Ecco ho pubblicato ma mi sono accorto ora di avere lasciato la frase a metà 😅
 
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Shane dice "eccezionalmente potente" altro che delusione!
Delusione lo dico io... visti i risultati proprio dei suoi (THW) benchmark.
Oops, letto male, allora concordo con le tue parole.
Perché nell’ISSCC c’è scritto che il program throughput del die è da 184 MB/s, non il tR.
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(Vedere la tabella a destra, quella a sinistra è delle 92L)
 
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