習(xí)慣了三星黑色調(diào)包裝盒，第一次看到980PRO散熱片版后感覺眼前一亮：這個(gè)配色跟索尼PS5外包裝簡(jiǎn)直太像了。在某種意義上來說，980PRO散熱片版就是因PS5的M.2 SSD擴(kuò)展而生，當(dāng)然它也同樣適用于臺(tái)式電腦以及一些高端游戲本。
紅色方塊曾是SATA時(shí)代PRO系列高端產(chǎn)品的標(biāo)志性元素，再次出現(xiàn)在了三星980PRO散熱片上。
配備散熱器的三星980PRO尺寸為80 x 24 x 8.6毫米，符合索尼PS5對(duì)M.2 SSD總厚度不超過11.25毫米的限制，同時(shí)也滿足PCI-SIG D8規(guī)格中厚度不超過8.8毫米的要求。
拆解散熱片需要使用1.5mm規(guī)格的五角星螺絲刀。需要注意的是拆卸散熱片會(huì)令SSD失去保修，不建議玩家嘗試。
拆卸散熱片后可以看到，三星在主控、閃存、DRAM緩存以及電源管理芯片上方都布置了獨(dú)立的導(dǎo)熱墊。在靠近M.2接口的位置還有平衡墊高處理，確保了所有導(dǎo)熱墊都能和芯片緊密接觸。ELPIS主控依然使用鍍鎳處理，能夠增強(qiáng)散熱能力。
PCB背面的銅箔復(fù)合標(biāo)簽被取消，取而代之的是更加高效的一體式導(dǎo)熱墊。對(duì)于主控后方的位置則使用絕熱材料墊平。在NVMe固態(tài)硬盤當(dāng)中，主控是主要發(fā)熱源，而閃存是耐溫相對(duì)較低的元件，盡量隔絕二者之間的熱量傳輸通道，對(duì)于延長(zhǎng)SSD全速工作時(shí)間可以起到積極的作用。
下圖是普通版980PRO背面的照片，可以看到復(fù)合散熱標(biāo)簽同樣主動(dòng)避開了主控后方位置。這是一種科學(xué)而有效的特殊設(shè)計(jì)。
測(cè)試平臺(tái)及信息識(shí)別
測(cè)試平臺(tái)：
CPU：AMD Ryzen 7 5800X(開啟PBO)
主板：AMD X570
內(nèi)存：DDR4 3000 8GB*2
硬盤：浦科特M6Pro 128GB(系統(tǒng)盤)
三星980PRO with Heatsink
系統(tǒng)：Windows 11
驅(qū)動(dòng)：系統(tǒng)默認(rèn)stornvme
CrystalDiskInfo能夠識(shí)別NVMe固態(tài)硬盤的傳輸模式和標(biāo)準(zhǔn)SMART健康信息，但對(duì)于APST節(jié)能、Maximum Payload Size這類信息則需要使用smartmontools和HWiNFO64進(jìn)行識(shí)別。
我們測(cè)試的這款980PRO散熱片版2021年11月出廠，搭載3B2QGXA7固件，近期三星為980PRO提供了4B2QGXA7更新，可以通過三星魔術(shù)師管理軟件進(jìn)行升級(jí)。我們將在下面的測(cè)試中對(duì)比兩版固件之間的變化。
基準(zhǔn)測(cè)試：
基準(zhǔn)測(cè)試1：理論帶寬測(cè)試
理論帶寬測(cè)試的目的是為了快速驗(yàn)證固態(tài)硬盤是否能達(dá)到它標(biāo)稱的性能指標(biāo)，這里使用CrystalDiskMark 6.0.2，將順序讀寫測(cè)試改為隊(duì)列深度128，隨機(jī)讀寫測(cè)試改為16個(gè)測(cè)試線程，隊(duì)列深度32。三星980PRO with Heatsink 2TB的實(shí)測(cè)順序讀寫性能為7000.2/5232.4 MB/s，4K隨機(jī)讀寫4339.8/4428.8 MB/s，可換算為1084950/1107200 IOPS，均達(dá)到并超過標(biāo)稱值。
對(duì)比3B2QGXA7和4B2QGXA7兩版固件可以發(fā)現(xiàn)，新固件的順序讀取速度略有下滑，但4K隨機(jī)讀寫IOPS得到顯著增強(qiáng)。
基準(zhǔn)測(cè)試2：PCMark10完整系統(tǒng)盤基準(zhǔn)測(cè)試
PCMark 10完整系統(tǒng)盤基準(zhǔn)針對(duì)當(dāng)代最新固態(tài)硬盤的廣泛測(cè)試，涵蓋了系統(tǒng)開機(jī)啟動(dòng)、Adobe設(shè)計(jì)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(gè)游戲加載過程等測(cè)試內(nèi)容。測(cè)試需要至少80GB的硬盤空間，單次測(cè)試產(chǎn)生的寫入量達(dá)到204GB，復(fù)雜度超過了PCMark 8存儲(chǔ)測(cè)試。
通過對(duì)比來看，4B2QGXA7的綜合性能更強(qiáng)。導(dǎo)出并分析PCMark 10完整系統(tǒng)盤基準(zhǔn)測(cè)試成績(jī)，新固件在開啟軟件時(shí)響應(yīng)速度更快：
基準(zhǔn)測(cè)試3：節(jié)能和待機(jī)溫度測(cè)試
這個(gè)測(cè)試將分為默認(rèn)有散熱片和拆卸散熱片后兩種情況進(jìn)行，并加入APST自動(dòng)電源管理和ASPM節(jié)能影響測(cè)試。
以下測(cè)試均在在室溫25度條件下進(jìn)行。三星980PRO散熱片板可以提供兩個(gè)溫度讀數(shù)，默認(rèn)顯示的綜合溫度比較接近閃存溫度，需要通過HWiNFO64或其他測(cè)試軟件檢測(cè)的溫度2則是主控溫度。
在帶有散熱片的情況下，三星980PRO散熱片板無論是否開啟節(jié)能特性，待機(jī)溫度都很低，說明主控發(fā)熱量控制出色。在關(guān)閉節(jié)能特性的情況下，散熱片可以為SSD主控降溫11度左右。
在開啟節(jié)能的條件下，PCMark 10完整系統(tǒng)盤基準(zhǔn)測(cè)試成績(jī)未有明顯變化，說明主控在進(jìn)出各種電源狀態(tài)時(shí)的效率很高，開啟節(jié)能后對(duì)使用性能影響較小。
進(jìn)階測(cè)試：
進(jìn)階測(cè)試項(xiàng)目1：溫度壓力測(cè)試
溫度壓力測(cè)試是在關(guān)閉所有節(jié)能特性、25度室溫的條件下進(jìn)行，同樣是分為有/無散熱片進(jìn)行測(cè)試。首先來看拆除散熱片后的三星980PRO with Heatsink：滿載測(cè)試開始僅6秒，主控溫度達(dá)到70度，隨即開始出現(xiàn)限速動(dòng)作。整個(gè)測(cè)試過程中主控溫度最高達(dá)到94度，而閃存溫度僅有62度。主控溫度限制了性能的進(jìn)一步發(fā)揮。
接下來是默認(rèn)帶有散熱片的三星980PRO with Heatsink：依然是主控過熱誘發(fā)限速，不過這一次速度控制更加平滑，一直到140秒之后主控溫度達(dá)到70度，方才有比較明顯的限速動(dòng)作。滿載測(cè)試持續(xù)進(jìn)行了20分鐘，讀取速度依然保持在5200MB/s左右，相比無散熱片的情況，性能得到了更多地釋放。
進(jìn)階測(cè)試項(xiàng)目2：SLC緩存測(cè)試
三星980PRO使用了全新的TurboWrite 2.0智能SLC緩存算法，可用寫入緩存容量相比過去提升5倍。HDTune文件基準(zhǔn)提供了一個(gè)SLC緩存容量的簡(jiǎn)易測(cè)定方法，確認(rèn)了空盤狀態(tài)下980PRO 2TB散熱片版擁有大約225GB的寫入緩存。由于測(cè)試方法的原因，HDTune文件基準(zhǔn)測(cè)得的讀寫速度可能與理論最大帶寬有一定差距(隊(duì)列深度不夠)。
利用IOMeter向盤內(nèi)填充932GB的不可壓縮數(shù)據(jù)后，HDTune文件基準(zhǔn)測(cè)試顯示，三星980PRO 2TB散熱片版依然具備大約225GB的寫入緩存。
CrystalDiskMark半盤測(cè)試結(jié)果同空盤時(shí)相比基本不變：
PCMark 10完整系統(tǒng)盤基準(zhǔn)測(cè)試的成績(jī)有小幅下滑，這和動(dòng)態(tài)SLC緩存算法有關(guān)。SLC緩存能夠快速吸納新寫入的數(shù)據(jù)，但需要在合適的時(shí)機(jī)再將釋放為TLC形態(tài)。出于磨損均衡和寫入放大率等方面的考慮，SSD通常不會(huì)在空閑時(shí)立刻釋放全部SLC緩存，這就使得在3DMark 10完整系統(tǒng)盤測(cè)試這類單次寫入數(shù)據(jù)量較大的測(cè)試當(dāng)中，有可能會(huì)出現(xiàn)需要半途強(qiáng)制釋放緩存的情況，從而影響到最終的測(cè)試成績(jī)。
我們通過YK003C USB測(cè)試儀和雷電3移動(dòng)硬盤盒測(cè)量三星980PRO散熱片版的實(shí)時(shí)功耗，以便分析不同狀態(tài)下SSD的內(nèi)部工作情況。
首先是向雷電3硬盤盒當(dāng)中的三星980PRO散熱片版 2TB拷貝了一個(gè)30GB大小的文件，YK003C的監(jiān)測(cè)表明，三星980PRO散熱片版在處理完SLC寫入之后并沒有釋放緩存的動(dòng)作(若干次小幅功耗波動(dòng)是Windows寫入緩存【基于DRAM】的小量寫入造成)。功耗很快就恢復(fù)至空閑狀態(tài)的1.88瓦左右。于是我們又進(jìn)行了一次300GB范圍的HDTune文件基準(zhǔn)測(cè)試：結(jié)果顯示當(dāng)前可用SLC容量相比空盤時(shí)減少了30GB，證實(shí)了緩存未在空閑時(shí)自動(dòng)釋放。
分析不同測(cè)試階段的功耗信息：HDTune寫入測(cè)試過程，在SLC緩存內(nèi)時(shí)功耗約為5.56瓦。
HDTune文件寫入過程，超出SLC緩存外的TLC直寫階段，功耗提升至6.89瓦：
HDTune文件讀取過程，在SLC緩存內(nèi)功耗約為5.17瓦：
HDTune文件讀取過程，在TLC范圍內(nèi)功耗約為5.59瓦
在持續(xù)時(shí)間較短的4K隨機(jī)測(cè)試結(jié)束后，三星980PRO散熱片版 2TB的功耗并沒有立刻恢復(fù)到空閑待機(jī)水平，而是在5.21瓦左右維持了大約110秒。這個(gè)時(shí)候主控正在悄悄執(zhí)行SLC緩存釋放等后臺(tái)任務(wù)。
在三星980PRO散熱片版的功耗讀數(shù)再次恢復(fù)至1.89瓦空閑水平之后，重復(fù)運(yùn)行HDTune文件基準(zhǔn)，可以看到SLC緩存的容量已經(jīng)恢復(fù)滿了：
簡(jiǎn)單總結(jié)一下，三星TurboWrite 2.0的智能緩存技術(shù)不會(huì)無條件地執(zhí)行空閑緩存釋放，而是選擇在條件允許的情況下繼續(xù)讓新近寫入的數(shù)據(jù)依舊保持在SLC狀態(tài)。這樣如果程序再次讀取這部分?jǐn)?shù)據(jù)，就能夠獲得性能加成。延緩釋放并不是懶惰消極，而是由主控根據(jù)盤內(nèi)閃存空間使用情況擇機(jī)進(jìn)行緩存釋放，或者在緩存一次性用滿之后，一遇空閑即刻釋放。對(duì)于家用電腦系統(tǒng)盤讀多寫少的使用環(huán)境，延緩釋放策略有利于降低寫入放率，減少閃存磨損，總體來看利大于弊。
進(jìn)階測(cè)試項(xiàng)目3：PCMARK 10盤性能一致性測(cè)試(穩(wěn)定態(tài)家用環(huán)境性能)
盤性能一致性測(cè)試是PCMark 10中一個(gè)僅針對(duì)專業(yè)用戶的極苛刻測(cè)試，相當(dāng)于PCMark 8中的擴(kuò)展存儲(chǔ)測(cè)試，只是不需要?jiǎng)h除分區(qū)進(jìn)行。該測(cè)試會(huì)對(duì)固態(tài)硬盤產(chǎn)生大量寫入，最小23TB，最大可達(dá)到SSD容量的三倍，所以只有耐久度指標(biāo)較高的高端固態(tài)硬盤才會(huì)進(jìn)行這項(xiàng)測(cè)試。
從測(cè)試來看，最近的4B2QGXA7固件還改進(jìn)了重負(fù)載使用條件下的性能。
總結(jié)：
普通版本的三星980PRO本身就具備非常優(yōu)秀的發(fā)熱控制能力，擁有鍍鎳主控、包含銅箔層的復(fù)合散熱標(biāo)簽等高效散熱設(shè)計(jì)。三星980PRO散熱片版則進(jìn)一步增強(qiáng)了在重負(fù)載使用條件下的性能表現(xiàn)，適用于臺(tái)式機(jī)、PS5主機(jī)以及有充足安裝空間的個(gè)別筆記本電腦使用。
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