中关村在线 04-16
三星9100 PRO评测 这才是PCIe5.0固态硬盘的完全体
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在 PC DIY 领域,固态硬盘的性能演进似乎并不像其他的配件那般激进,例如 PCIe4.0 时代直至三星 990 PRO 的上市,才算真正达到了上限。不过随着 3A 大作容量的不断攀升,以及以 DeepSeek 为代表的本地 AI 模型部署,对于存储设备的 I/O 性能和容量都提出更高的要求,因此 PCIe5.0 固态硬盘也就成为了最优解。

虽然 PCIe5.0 标准在 2019 年 5 月就已经发布,但首批 PCIe5.0 固态硬盘却是在 2022 年 AMD 发布锐龙 9000 平台后才陆续上市。不过对于喜欢尝鲜的用户来说却是实力劝退的,除了价格高企,仅有 10000MB/s 左右的读写性能,与 PCIe5.0x4 的 16GB/s 带宽上限相差甚远,发热量更是高的惊人,甚至连风扇、热管这类在 CPU/ 显卡上的散热器都给搬了过来,可谓夸张。

正因如此,第一代 PCIe5.0 固态硬盘上市后出现了短暂的 " 冷静期 ",而作为消费级存储行业的标杆,三星 PCIe5.0 的固态硬盘的动向深受业界和消费者的同时关注,虽然在去年就发布了兼容 PCIe5.0 的 990 EVO 和 990 EVO Plus,但这两款都主打效能," 进攻型 " 产品依然没有消息,这也符合三星稳抓稳打的技术路线,毕竟宝剑出鞘必见血。

在上个月末,三星 9100 PRO 的发布终于打破沉寂,不仅性能再次独傲群雄,还改掉上代 PCIe5.0 固态硬盘 " 高烧 " 的弊病,这也意味着 PCIe5.0 固态硬盘终于成熟了。从命名看,四位数的全新系列和最大的 9 字开头,证明三星对于这款产品的的重视程度,以及在品牌旗下存储产品中的地位,而 100 既可认为是特指首款产品,亦代表全新的起点。

评测前先浏览下三星 9100 PRO 的特点:

1、支持 PCIe5.0x4 和 NVMe2.0 规范

2、顺序读写性能高达 14800MB/s 和 13400MB/s,相较于上代产品 990PRO 提升 99% 和 94%

3、随机读写性能高达 2200K IOPS 和 2600K IOPS 相较于上代 990PRO,其随机写入速度最高可提升 73%

4、采用增强的散热管理解决方案,能效相比 990 PRO 提升 49%,具备过热保护机制(DTG)

5、标准版和散热片版齐发,兼容性广泛

6、拥有 1TB、2TB、4TB 容量可选,未来将有 8TB 容量上市

1 外观一览 王者气度

三星 9100 PRO 标准版的外观延续了 PRO 系列的经典设计,给人以非常熟悉的感觉,只是正面的标签相对于上代产品 990 PRO 变窄了,能看到 NAND FLASH、主控和 DRAM 缓存芯片。而散热片版则配备包裹式散热片,产品标签贴在了背面。

我们本次测试的是均为 4TB 容量,采用单面芯片设计,减少发热的同时也提升了兼容性。标准版 PCB 背面 NAND FLASH 的位置还覆有铜箔散热片,进一步提升散热效率,延缓主控芯片内置的动态散热保护机制(DTG)触发时间。

三星 9100 PRO 正面标签采用全新设计,相对之前的产品变得更加细长,但风格依然与系列保持一致。除此之外,标签还标注了容量和 S/N 编码等信息,3.3V 2.9A 的工作电流,与自家的 980 PRO 相同,达到 PCIe4.0 高端产品的水准,这也是实现高性能却不 " 发烧 " 的关键所在。

散热片版配备了 8.8mmT 包裹式散热器,符合 PCI-SIG®D8 规范(即 M.2 固态硬盘散热片高度 ≤8.8mm),安装在台式机平台不会对显卡、主板的 PCH 散热片等造成干涉,兼容性极佳,独特的造型设计在不增加高度的同时还有较大的散热面积,更易于进行散热控制并防止过热。

揭开 9100 PRO 标准版正面的标签,即可看到 PCB 的全貌。除了主控芯片、DRAM 缓存芯片和两颗 NAND FLASH 芯片,PCB 的空位近乎布满了元器件,视觉效果非常饱满,尤其是大量的贴片电容电阻,为强大的性能提供稳定的 " 后勤 " 保障。

三星 9100 PRO 配备三星最新的自研主控芯片,采用 5nm 制造工艺和低功耗架构,表面同样配备镀镍散热涂层,加上动态散热保护机制(DTG)和铜箔辅助散热标签 / 包裹式散热器,三位一体的散热措施有效保障长时间稳定数据传输。

作为高端产品,9100 PRO 配备了 LPDDR4X DRAM 独立缓存芯片,按照 1TB 的 NAND FLASH 搭配 1GB 的 DRAM,我们测试的 4TB 版本配备的就是 4GB,进一步提升 I/O 效能。

核心存储元件是两颗三星第八代 V-NAND TLC 原厂闪存芯片,这也是高达 14800MB/s 和 13400MB/s 的书序读写性能、2200K IOPS 和 2600K IOPS 随机性能的保障。

2 性能基准测试 " 满血 "Gen5

Crystal Disk info 信息显示,三星 9100 PRO 标准版 4TB 可用容量为 4000.7GB,传输模式为 PCIe5.0x4,24 ℃室温下闲时温度 48 ℃,支持 NVMe2.0 标准,以及 S.M.A.R.T、TRIM 和 VolatileWriteCache 功能。其中 VolatileWriteCache 是 NVMe 协议中的一个特性,执行数据写入操作时先将数据暂存在系统的缓存中(RAM),而不是立即写入固态硬盘,减少延迟并提高写入速度。

本次测试平台我们采用当下的主流高端配件搭建,下面两图是详细的配置。

测试平台 1

测试平台 2

基准测试是表征一块固态硬盘标称数据的最直接方式。经 Crystal Disk Mark 实测,三星 9100 PRO 4TB 连续读取速度高达 14748.23MB/s 和 13448.37MB/s,与标称值相近,达到 " 满血 "PCIe5.0 水准。

三星 9100 PRO 顺序读写测试

根据之前测试的数据,三星 9100 PRO 的顺序读写性能,相对于自家的上代旗舰产品 990 PRO 也近乎实现翻倍超越。

三星 990 PRO 顺序读写测试成绩

操作系统的启动、大型应用软件 / 游戏的加载、文档编辑、网页 / 邮件浏览等常见场景,要加载数量庞大的细碎文件,因此更看重固态硬盘的随机性能。Crystal Disk Mark 结果显示,三星 9100 PRO 4TB 的 4K 随机性能达到 2000K IOPS 和 1915K IOPS,可大幅提升系统响应和应用 / 游戏加载速度。

三星 9100 PRO 随机性能测试

为了提升固态硬盘的连续写入性能,消费级产品普遍采用 SLC 缓存技术,三星专有 TurboWrite 技术,并已经进化到 2.0 版本,大幅提升 SLC 缓存空间。在 HD Tune Pro 的文件基准中设置 230GB 文件长度,从测试的图形可以看出三星 9100 PRO 4TB 的 SLC 缓存大于设定的 230GB。需要说明的是,HD Tune Pro 是一款老资格的磁盘测试软件,UI 左侧的速度标尺显然是被吃掉了个 1,开发者显然是没想到日后的磁盘性能会突破五位数。

三星 9100 PRO SLC 缓存测试

3 高阶性能测试 不负 PRO 之名

基准测试软件只能测试固态硬盘的账面数据,而高压力、满负载运行,会体现出其真正的性能和发热情况,这决定了固态硬盘在实际应用中的效能和稳定性。压力测试我们使用专业软件 IOmeter,记录每秒的速度并生成性能趋势图表,为了避免动态散热保护机制(DTG)的影响,我们使用的是三星 9100 PRO 散热片版 4TB。

先执行顺序写入测试,设置 128KB 数据块和 QD32 队列,测试时间 45 分钟。从图形看,连续写入速度稳定在 13100--13400MBps 区间,77 秒后缓存用尽,可知空盘时 SLC 缓存约为 995GB 左右,性能非常出众。

三星 9100PRO 顺序性能压力测试

待主控 Trim 40 分钟后,再执行随机写入测试,设置 4KB 数据块和 QD32 队列,测试时间 45 分钟。从测试图形可以看出,三星 9100 PRO 的实力非常强悍,密集区间处于 240000~245000IOps,并且全程测试没有明显的波动,再次体现强大的稳定性。

三星 9100 PRO 随机性能压力测试

经过两轮压力测试,三星 9100 PRO 不仅性能达到了当下消费级 PCIe5.0 固态硬盘的最高水准,而且保持高度的一致性能,自我调整能力十分优秀,满足长时间、高负荷的稳定数据存取需求。

虽然是一款性能级产品,但三星 9100 PRO 在能耗方面也非常注重,这主要是考虑到高性能游戏本用户的升级。在 smartmontools 中可以看到 9100 PRO 有 5 种预设模式,全速运行 PS0--PS2 模式最高功耗为 9.3W,但浅度睡眠 PS3 模式可低至 0.05W,深度睡眠 PS4 模式更是低至 0.007W,整体甚至与一些 DRAMLess 的 PCIe4.0 固态硬盘旗鼓相当,可以提高电池的续航并降低散热压力。

三星 9100 PRO 能耗模式

IOmeter 顺序会让固态硬盘进入满载状态,测试的时候我们全程记录了三星 9100 PRO 散热片版 4TB 的温度变化。从温度曲线看,在 25 ℃室温下待机温度仅为 49 ℃,测试中最高温度仅有 71 ℃,不会触发动态散热保护机制(DTG),因此长时间、重度工作的视频 /3D 图形专业创作型用户,更推荐选择散热片版。测试完成后 5 分钟,温度就降到接近待机状态,可见 9100PRO 的温度控制依然非常出色。

三星 9100PRO 压力测试温度曲线

4 应用模拟测试 高效游戏 / 生产力

如果说基准测试过于数据化,那么应用模拟测试将会表征固态硬盘的综合性能。由于 PCMARK10 和 3DMARK 在不同的硬件平台跑分存在不小的差异,故这两项成绩仅供参考。先执行 PCMARK10 的完整系统盘测试,将固态硬盘模拟成系统盘,测试操作系统启动、办公和设计等场景下的表现,经测试,三星 9100 PRO 4TB 整体得分 6331 分,带宽为 997.95MB/s,平均存取时间为 26μs。

三星 9100 PRO 完整系统盘基准测试

接下来是 3DMARK 中的存储测试 DLC 测试,该项目专注于真实的游戏性能测试,通过对三款游戏的载入、保存、安装与录制来评估固态硬盘的游戏性能。最终三星 9100 PRO 4TB 的存储基准测试得分为 5936 分,平均带宽为 1008.14MB/s,平均存取时间为 30μs。其中《战地风云 5》带宽为 2125.79MB/s,存取时间为 37μs。

三星 9100 PRO 游戏存储基准测试

最后是《最终幻想:曦光旅路》(FINAL FANTASYXIV:Dawntrail)的 Benchmark,这款 DEMO 可以记录所有测试场景的载入时间,直观体现游戏的加载情况。经测试,三星 9100PRO4TB 全部的转场载入时间仅为 6.275 秒,对比某 PCIe4.0 旗舰级固态硬盘的 9.663 秒,加载时间减少了 35%,游戏加载速度优势非常巨大。

三星 9100 PRO《最终幻想:曦光旅路》 Benchmark 成绩

某旗舰级 PCIe4.0 固态硬盘《最终幻想:曦光旅路》Benchmark 成绩

5 原厂维护大师—— SAMSUNG Magician(三星魔术师)

为了让用户随时了三星存储设备的健康状态,以及进行原厂级维护,三星存储推出了 SAMSUNG Magician(三星魔术师),支持品牌旗下的固态硬盘、移动固态硬盘、U 盘和存储卡等全线存储产品,包括 9100 PRO。在 Driver Dashboard 中的 " 状态 " 选项卡,可显示三星 9100 PRO 的已写入的总容量、当前磁盘的剩余空间、工作温度的变化和测速结果等。

Driver Details 可查看 9100 PRO 的详细信息,包括序列号、固件版本,并由此可以检测是否正版。值得一提的是,SAMSUNG Magician 左下角有 Update 按钮,如果旁边有蓝色的圆点提示,即表示当前的设备有全新的固件可升级。

为了让用户轻松了解存储产品的性能,三星魔术师 Performance Benchmark 提供了测速功能,无需专业软件即可测试三星 9100 PRO 的性能。

Performance Optimization 为固态硬盘设置了四挡性能模式,包括 Full Performance mode(全性能模式)、Standard Mode(标准模式)、Power Saving Mode(节能模式)和 Custom Mode(自定义模式),用户可根据使用场景或者设备来自由选择。其中,Full Power Mode 可关闭固态硬盘的睡眠和空闲状态,执行 TRIM 来提效,还预留一定的未分配空间来进一步提升性能和寿命。

除此之外,三星魔术师还为固态硬盘提供了维护功能,例如 Secure Erase 功能,可完全擦除三星固态硬盘上面的数据,使之恢复到出厂状态。但为了安全起见,执行该操作需要备份好数据,并要使用 U 盘来创建 USB 引导盘。Data Migration 可实现对安装了操作系统的三星固态硬盘进行全面复制,然后就可以替换原固态硬盘了,无需重新安装操作系统和所有的应用程序。

6 写在最后

2025 年将是 PCIe5.0 固态硬盘爆发之年," 满血 " 性能更是全新的主题。虽然每代 PCIe 标准发布时就定义了性能上限,但要实现 " 满血 " 往往要经过多次技术迭代,同时还要兼顾稳定性,这与半导体芯片技术和工艺制程息息相关。而三星 9100 PRO,借助 5nm 全新高性能主控芯片和第八代 V-NAND,达到 " 满血 " 性能的同时,功耗和温度控制更是达到 PCIe4.0 产品的水准,这才是 PCIe5.0 固态硬盘的完全体和成熟体。

不仅性能再次打造行业标杆,三星 9100 PRO 品质方面依然出众,拥有高达 150 万小时平均故障间隔时间 ( MTBF ) ,三星第八代 V-NAND TLC 原厂闪存芯片不仅提升了存储性能和能效,全盘写入寿命更是高达 2400TBW(4TB 容量),并提供 5 年质保。除此之外,还支持 AES256 位全磁盘加密、TCG/Opal V2.0、加密硬盘 ( IEEE1667 ) 等数据安全技术,为专业领域的数据安全提供保障。现在三星 9100 PRO 已经开售,想要打造高端电竞 / 专业创作平台的用户可以择机入手了。

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