性能再提升：三星980PRO 2TB散熱片版評測

　　習慣了三星黑色調包裝盒，第一次看到980PRO散熱片版後感覺眼前一亮：這個配色跟索尼PS5外包裝簡直太像了。在某種意義上來說，980PRO散熱片版就是因PS5的M.2 SSD擴展而生，當然它也同樣适用于台式電腦以及一些高端遊戲本。

　　紅色方塊曾是SATA時代PRO系列高端産品的标志性元素，再次出現在了三星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M.2 SSD總厚度不超過11.25毫米的限制，同時也滿足PCI-SIG D8規格中厚度不超過8.8毫米的要求。

　　拆解散熱片需要使用1.5mm規格的五角星螺絲刀。需要注意的是拆卸散熱片會令SSD失去保修，不建議玩家嘗試。

　　拆卸散熱片後可以看到，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立的導熱墊。在靠近M.2接口的位置還有平衡墊高處理，确保了所有導熱墊都能和芯片緊密接觸。ELPIS主控依然使用鍍鎳處理，能夠增強散熱能力。

　　PCB背面的銅箔複合标簽被取消，取而代之的是更加高效的一體式導熱墊。對于主控後方的位置則使用絕熱材料墊平。在NVMe固态硬盤當中，主控是主要發熱源，而閃存是耐溫相對較低的元件，盡量隔絕二者之間的熱量傳輸通道，對于延長SSD全速工作時間可以起到積極的作用。

　　下圖是普通版980PRO背面的照片，可以看到複合散熱标簽同樣主動避開了主控後方位置。這是一種科學而有效的特殊設計。

　　測試平台及信息識别

　　測試平台：

　　CPU：AMD Ryzen 7 5800X(開啟PBO)

　　主闆：AMD X570

　　内存：DDR4 3000 8GB*2

　　硬盤：浦科特M6Pro 128GB(系統盤)

　　三星980PRO with Heatsink

　　系統：Windows 11

　　驅動：系統默認stornvme

　　CrystalDiskInfo能夠識别NVMe固态硬盤的傳輸模式和标準SMART健康信息，但對于APST節能、Maximum Payload Size這類信息則需要使用smartmontools和HWiNFO64進行識别。

　　我們測試的這款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，可以通過三星魔術師管理軟件進行升級。我們将在下面的測試中對比兩版固件之間的變化。

　　基準測試：

　　基準測試1：理論帶寬測試

　　理論帶寬測試的目的是為了快速驗證固态硬盤是否能達到它标稱的性能指标，這裡使用CrystalDiskMark 6.0.2，将順序讀寫測試改為隊列深度128，随機讀寫測試改為16個測試線程，隊列深度32。三星980PRO with Heatsink 2TB的實測順序讀寫性能為7000.2/5232.4 MB/s，4K随機讀寫4339.8/4428.8 MB/s，可換算為1084950/1107200 IOPS，均達到并超過标稱值。

　　對比3B2QGXA7和4B2QGXA7兩版固件可以發現，新固件的順序讀取速度略有下滑，但4K随機讀寫IOPS得到顯著增強。

　　基準測試2：PCMark10完整系統盤基準測試

　　PCMark 10完整系統盤基準針對當代固态硬盤的廣泛測試，涵蓋了系統開機啟動、Adobe設計套件應用、Office辦公套件應用、圖片/ISO文件拷貝複制、多個遊戲加載過程等測試内容。測試需要至少80GB的硬盤空間，單次測試産生的寫入量達到204GB，複雜度超過了PCMark 8存儲測試。

　　通過對比來看，4B2QGXA7的綜合性能更強。導出并分析PCMark 10完整系統盤基準測試成績，新固件在開啟軟件時響應速度更快：

　　基準測試3：節能和待機溫度測試

　　這個測試将分為默認有散熱片和拆卸散熱片後兩種情況進行，并加入APST自動電源管理和ASPM節能影響測試。

　　以下測試均在在室溫25度條件下進行。三星980PRO散熱片闆可以提供兩個溫度讀數，默認顯示的綜合溫度比較接近閃存溫度，需要通過HWiNFO64或其他測試軟件檢測的溫度2則是主控溫度。

　　在帶有散熱片的情況下，三星980PRO散熱片闆無論是否開啟節能特性，待機溫度都很低，說明主控發熱量控制出色。在關閉節能特性的情況下，散熱片可以為SSD主控降溫11度左右。

　　在開啟節能的條件下，PCMark 10完整系統盤基準測試成績未有明顯變化，說明主控在進出各種電源狀态時的效率很高，開啟節能後對使用性能影響較小。

　　進階測試：

　　進階測試項目1：溫度壓力測試

　　溫度壓力測試是在關閉所有節能特性、25度室溫的條件下進行，同樣是分為有/無散熱片進行測試。首先來看拆除散熱片後的三星980PRO with Heatsink：滿載測試開始僅6秒，主控溫度達到70度，随即開始出現限速動作。整個測試過程中主控溫度達到94度，而閃存溫度僅有62度。主控溫度限制了性能的進一步發揮。

　　接下來是默認帶有散熱片的三星980PRO with Heatsink：依然是主控過熱誘發限速，不過這一次速度控制更加平滑，一直到140秒之後主控溫度達到70度，方才有比較明顯的限速動作。滿載測試持續進行了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。

　　進階測試項目2：SLC緩存測試

　　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文件基準提供了一個SLC緩存容量的簡易測定方法，确認了空盤狀态下980PRO 2TB散熱片版擁有大約225GB的寫入緩存。由于測試方法的原因，HDTune文件基準測得的讀寫速度可能與理論帶寬有一定差距(隊列深度不夠)。

　　利用IOMeter向盤内填充932GB的不可壓縮數據後，HDTune文件基準測試顯示，三星980PRO 2TB散熱片版依然具備大約225GB的寫入緩存。

　　CrystalDiskMark半盤測試結果同空盤時相比基本不變：

　　PCMark 10完整系統盤基準測試的成績有小幅下滑，這和動态SLC緩存算法有關。SLC緩存能夠快速吸納新寫入的數據，但需要在合适的時機再将釋放為TLC形态。出于磨損均衡和寫入放大率等方面的考慮，SSD通常不會在空閑時立刻釋放全部SLC緩存，這就使得在3DMark 10完整系統盤測試這類單次寫入數據量較大的測試當中，有可能會出現需要半途強制釋放緩存的情況，從而影響到最終的測試成績。

　　我們通過YK003C USB測試儀和雷電3移動硬盤盒測量三星980PRO散熱片版的實時功耗，以便分析不同狀态下SSD的内部工作情況。

　　首先是向雷電3硬盤盒當中的三星980PRO散熱片版 2TB拷貝了一個30GB大小的文件，YK003C的監測表明，三星980PRO散熱片版在處理完SLC寫入之後并沒有釋放緩存的動作(若幹次小幅功耗波動是Windows寫入緩存【基于DRAM】的小量寫入造成)。功耗很快就恢複至空閑狀态的1.88瓦左右。于是我們又進行了一次300GB範圍的HDTune文件基準測試：結果顯示當前可用SLC容量相比空盤時減少了30GB，證實了緩存未在空閑時自動釋放。

　　分析不同測試階段的功耗信息：HDTune寫入測試過程，在SLC緩存内時功耗約為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緩存内功耗約為5.17瓦：

　　HDTune文件讀取過程，在TLC範圍内功耗約為5.59瓦

　　在持續時間較短的4K随機測試結束後，三星980PRO散熱片版 2TB的功耗并沒有立刻恢複到空閑待機水平，而是在5.21瓦左右維持了大約110秒。這個時候主控正在悄悄執行SLC緩存釋放等後台任務。

　　在三星980PRO散熱片版的功耗讀數再次恢複至1.89瓦空閑水平之後，重複運行HDTune文件基準，可以看到SLC緩存的容量已經恢複滿了：

　　簡單總結一下，三星TurboWrite 2.0的智能緩存技術不會無條件地執行空閑緩存釋放，而是選擇在條件允許的情況下繼續讓新近寫入的數據依舊保持在SLC狀态。這樣如果程序再次讀取這部分數據，就能夠獲得性能加成。延緩釋放并不是懶惰消極，而是由主控根據盤内閃存空間使用情況擇機進行緩存釋放，或者在緩存一次性用滿之後，一遇空閑即刻釋放。對于家用電腦系統盤讀多寫少的使用環境，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。

　　進階測試項目3：PCMARK 10盤性能一緻性測試(穩定态家用環境性能)

　　盤性能一緻性測試是PCMark 10中一個僅針對專業用戶的極苛刻測試，相當于PCMark 8中的擴展存儲測試，隻是不需要删除分區進行。該測試會對固态硬盤産生大量寫入，最小23TB，可達到SSD容量的三倍，所以隻有耐久度指标較高的高端固态硬盤才會進行這項測試。

　　從測試來看，最近的4B2QGXA7固件還改進了重負載使用條件下的性能。

　　總結：

　　普通版本的三星980PRO本身就具備非常的發熱控制能力，擁有鍍鎳主控、包含銅箔層的複合散熱标簽等高效散熱設計。三星980PRO散熱片版則進一步增強了在重負載使用條件下的性能表現，适用于台式機、PS5主機以及有充足安裝空間的個别筆記本電腦使用。