Samsung 950 Pro-SSD
SSD’s bieden enorme snelheidswinsten ten opzichte van traditionele harde schijven. Dat komt doordat SSD’s gebruikmaken van NAND-opslag, dat geen bewegende delen heeft. Probleem vandaag de dag is dat de doorvoersnelheid van SSD’s zo hoog is dat SATA het niet meer bij kan houden. De 950 Pro-SSD biedt uitkomst.
SATA is de interface die gebruikt wordt om data van en naar de SSD te verplaatsen. Het is oorspronkelijk ontwikkeld voor harde schijven en daar voldeed het prima voor. Zelfs vandaag de dag hebben harde schijven er moeite mee de volledige bandbreedte te gebruiken die SATA hen biedt. De interface kan op dit moment snelheden van zo’n 6 Gbit/sec aan, dat zich vertaalt naar zo’n 600 MB/sec.
SSD’s zijn echter allang door die snelheidsbarrière heen gebroken Dat was al het geval in 2011, net nadat een nieuwe SATA-revisie uit werd gebracht. Al vrij snel kwamen er schijven op de markt die het maximum daarvan gebruikten en dus werd het tijd voor een opvolger van SATA. Helaas is een nieuwe SATA-versie niet erg efficiënt en moest er naar een andere oplossing gekeken worden.
PCI Express & NVMe
Die oplossing is gekomen in de vorm van PCI Express, kortweg PCIe. PCIe is al aanwezig op veel moederborden en het biedt nog veel ruimte voor toekomstige snelheidsverhogingen.
Echter, de overstap naar PCI-Express vereist ook een nieuw protocol voor communicatie. Van oudsher werd AHCI, de Advanced Host Controller Interface, gebruikt, dat vooral ontwikkeld is voor harde schijven en uit 2004 stamt. Niet heel vreemd dat het dus niet erg geschikt is voor solid-state schijven. Gelukkig is er een opvolger, in de vorm van NVMe, dat staat voor Non-Volatile Memory Express. Dit communicatieprotocol maakt optimaal gebruik van de nieuwe snellere hardware. NVMe verlaagt de tijd die nodig is voor een schijfoperatie, heeft maximale ondersteuning voor multicores en heeft ondersteuning voor meerdere en grotere queues. Een queue geeft de hoeveelheid lees/schrijfoperaties aan die tegelijkertijd kunnen worden uitgevoerd en is vooral nuttig voor multicoresystemen, waar de CPU veel lees/schrijfopdrachten kan doen.
©PXimport
NVMe kan een aantal lagen uit de storage-stack weghalen, waardoor het een stuk efficiënter is dan AHCI.
©PXimport
SSD’s: 950 Pro vs 850 Evo vs HDD
In deze test staat de Samsung 950 Pro SSD met een opslagcapaciteit van 256 GB centraal. Dat is een NVMe-SSD die gebruikmaakt van vier lanes van PCIe 3.0. De 950 Pro SSD is een M.2-schijf, waarbij M.2 een kleine formfactor is bedoeld om te verbinden met PCIe. De SSD-controller van de 950 is Samsung UBX, die verantwoordelijk is voor het aansturen van het 3D V-Nand-flashgeheugen in de SSD. De beloofde sequentiële lees- en schijfsnelheden zijn respectievelijk 2200 MB/sec en 900 MB/sec en de 4k random lees- en schijfsnelheden komen neer op 300.000 en 110.000 input-output operaties per seconde (IOPS).
Deze schijf vergelijken we met de Samsung 850 Evo en een standaard harde schijf van Hitachi. De 850 Evo is aangesloten door middel van SATA 600 en haalt op papier sequentiële lees- en schijfsnelheden van respectievelijk 540 en 520 MB/sec en 4k random lees- en schijfsnelheden van 94.000 en 90.000 IOPS.
Benchmarks
Om de prestaties te meten zoals die in het echt ook zijn, maken we gebruik van een aantal verschillende soorten benchmarktools. PCMark 7 gebruiken we om een echte workload voor opslag na te bootsen. Deze testsuite bootst taken na uitgevoerd in programma’s zoals Windows Defender, het importeren van afbeeldingen, het bewerken van video, het starten van applicaties, het laden van gamelevels en meer. Daarnaast maken we gebruik van PCMark 8 om de wat modernere workloads na te bootsen, zoals Battlefield 3, World of Warcraft, Adobe Photoshop, Microsoft Word en meer. Deze twee benchmarks zijn voor consumenten het belangrijkste, omdat ze het beste écht gebruik nabootsen en we daarmee de impact van de aanzienlijk hogere snelheden die PCIe en NVMe bieden goed kunnen meten. Vooral hier verwachten we dat de NVMe-SSD een sterke voorsprong zal nemen op de overige schijven.
Andere software die we gebruiken is de AS SSD-benchmark, dat zowel lees- als schijfbenchmarks uitvoert. Bovendien gebruikt het data die niet samengeperst kan worden. Er wordt bij AS SSD eerst een sequentiële lees- en schrijftest uitgevoerd, gevolgd door random reads van 4 kB blokken met één instructie en 64 instructies tegelijkertijd. Een random read van 4 kB is iets wat tijdens het normaal gebruik van de pc heel vaak uitgevoerd wordt, bijvoorbeeld als je een map met heel veel kleine bestanden leegt of als het besturingssysteem wordt gestart. Veel bestanden die je regelmatig opent zijn bovendien vrij klein, dus is het resultaat van deze test is belangrijk. Tenslotte meet AS SSD de access time die nodig is voor alle acties, ook een belangrijke indicatie van prestaties in de echte wereld. Op basis daarvan wordt een totaalscore door AS SSD berekend, net als het geval is bij PCMark 7 en 8.
Resultaten
Als we naar de resultaten kijken, zien we dat de 950 Pro-SSD een PCMark 7-score haalt van maar liefst 6071 punten. Dat is erg snel. Per individueel onderdeel is te zien dat vooral bij het starten van applicaties en bij het importeren van foto’s de impact het grootst is ten opzichte van de SATA-SSD, met respectievelijk een verbetering van 38 procent en 12 procent. Het verschil in vergelijking met de harde schijf tussen de twee is enorm, waar de HDD iets meer dan 2200 punten haalt en in het algemeen gewoon zeer traag is.
In PCMark 8, die een iets moderner gebruik van de pc nabootst, is de 950 Pro SSD ook het snelste met een score van 5061 punten, opnieuw gevolgd door de 850 Evo met 4987 punten. Dit keer is het verschil iets minder groot tussen beide voor de totaalscore.
Voor AS SSD zien we opnieuw dat de 950 Pro het beste uit de bus komt, met een dubbele totaalscore ten opzichte van de 850 Evo. Dat zien we bijvoorbeeld terug in de sequentiële lees- en schijftest, waar de voordelen van PCIe in combinatie met een gestroomlijnd communicatieprotocol duidelijk worden, met een snelheid van meer dan 1600 MB/sec voor de 950 Pro versus bijna 500 MB/sec voor de 850 Evo.
Als je veel grote bestanden verplaatst, is de 950 Pro dus een enorme verbetering. Hetzelfde geldt voor het schrijven van bestanden, waarbij de score van de twee ook bijna verdubbeld wordt. Als we kijken naar het lezen van 4K op een willekeurige plek op de schijf, zien we met een thread van 1 een wat kleinere verbetering: bij het schrijven doet de 950 Pro er 30 MB/sec bij, wat aanzienlijk is. Wordt het aantal threads opgeschroefd naar 64, dan zien we opnieuw dat de 950 Pro veel beter die hoge aantallen aan kan. Helaas zal een aantal threads van 64 maar beperkt voorkomen in huis-tuin-en-keukengebruik. De access time van de 950 Pro voor het lezen is bijna de helft van de 850 Evo en dat is dan ook weer een zeer goede verbetering, die wel in het dagelijks gebruik verschil maakt.
Conclusie
In deze test hebben we drie benchmarks uitgevoerd met drie schijven, de 950 Pro en 850 Evo-SSD en een traditionele harde schijf. Het is duidelijk dat de 950 Pro aanzienlijk betere prestaties levert dan SATA-SSD’s, bijvoorbeeld bij het starten van applicaties, het importeren van foto’s en het lezen/schrijven van bestanden.
