Chia sẻ về ổ Samsung 980 Pro: nên bỏ qua phiên bản 250 GB, lên hẳn 1 TB

Samsung 980 Pro là flagship của dòng ổ PCIe 4.0 NVMe hiện tại, nó thay thế cho 970 Pro, vẫn có 4 phiên bản là 250/500 GB và 1/2 TB. Dòng ổ này có tốc độ tối đa tầm 7000 MB/s (đọc) và 5000 MB/s (ghi), là đối thủ của WD Black SN850 với cùng thông số. Mình đang xài phiên bản 250 GB của 980 Pro, chia sẻ thêm với anh em dưới đây về tốc độ, hiệu năng thực của nó.

980 Pro là dòng ổ PCIe 4.0 x4 NVMe dành cho người dùng phổ thông đầu tiên của Samsung và với sự chuyển dịch sang giao tiếp PCIe 4.0 vốn cho băng thông mỗi lane gấp đôi so với PCIe 3.0 thì Samsung cũng trang bị cho chiếc ổ này vi điều khiển mới. Vi điều khiển của SSD là thứ làm nên sự khác biệt về hiệu năng và mình thì thích giải pháp của Samsung bởi đây vẫn là 1 trong số ít các hãng làm SSD tự chủ từ NAND cho đến vi điều khiển hay thậm chí là bộ đệm DRAM.


Vi điều khiển đời mới có tên Samsung Elpis, hỗ trợ xử lý đồng thời 128 I/O queue, gấp 4 lần so với vi điều khiển Phoenix trên dòng 970 Pro. Song song với vi điều khiển mới thì Samsung trang bị cho 980 Pro bộ đệm LPDDR4 tốc độ cao, trên phiên bản 250/500 GB thì dung lượng bộ đệm là 512 MB, trên 1/2 TB là 1 GB. Loại NAND được trang bị là V6 V-NAND TLC thế hệ mới, độ bền 150 TB (TBW) cho bản 250 GB, 300 TB cho 500 GB, 600 TB cho 1 TB và 1200 TB cho bản 2 TB.


Anh em cần lưu ý là tùy theo phiên bản dung lượng mà tốc độ của dòng 980 Pro sẽ khác nhau. Phiên bản 250 GB mình đang xài có tốc độ đọc tuần tự tối đa ở 6400 MB/s và ghi tuần tự ở 2700 MB/s. Tốc độ truy xuất ngẫu nhiên ở thiết lập Q32 lên đến 500k IOPS đọc và 600k IOPS ghi. Ở thiết lập QD1 thì tốc độ đọc là 22k IOPS và ghi là 60k IOPS.

Tại sao SSD dung lượng thấp lại chậm hơn so với SSD dung lượng cao? Điều này phụ thuộc vào số kênh - số lượng chip NAND mà vi điều khiển có thể giao tiếp đồng thời. Vi điều khiển như Elpis trên 980 Pro sẽ hỗ trợ được nhiều kênh NAND, thông thường là 8 kênh và phiên bản 250 GB với số lượng chip NAND ít hơn khiến vi điều khiển chỉ có thể chạy ở 2 hoặc 4 kênh.

Một lưu ý tiếp theo về nền tảng vi xử lý và bo mạch chủ hỗ trợ PCIe 4.0 x4 SSD. Hiện tại mình đang dùng Ryzen 7 5800X với bo mạch chủ X570 Crosshair VIII Hero nên có thể khai thác được những chiếc ổ PCIe 4.0 x4. AMD đã bắt đầu hỗ trợ PCIe 4.0 từ thế hệ Ryzen 3000 series nhưng về bo mạch chủ thì chỉ có B550 hoặc X570 chipset mới khai thác được. Với Intel thì anh em phải đợi dòng Rocket Lake-S (Core i thế hệ 11) trên nền tảng bo mạch chủ Z490 hoặc dòng 500 series chipset mới có hỗ trợ PCIe 4.0.


Kiểm thử hiệu năng đọc ghi của phiên bản 980 Pro 250 GB bằng phần mềm Samsung Magician, kết quả cho thấy tốc độ đọc tuần tự đạt 6433 MB/s, ghi tuần tự 2698 MB/s, như vậy đúng với con số theo Samsung công bố. Tuy nhiên, tốc độ truy xuất ngẫu nhiên của chiếc ổ này chỉ ở tầm 280000 IOPS đọc/ghi. Tốc độ truy xuất ngẫu nhiên của 980 Pro phiên bản 250 GB có thể đạt đỉnh ở 500K IOPS đọc và 600K IOPS ghi, thực tế sử dụng khó có thể đạt được con số này, các hãng SSD thường đưa ra con số ở điều kiện lý tưởng nhất và cũng không tiết lộ cách mà họ test.


Mình dùng CrystalDisk Mark kiểm tra lại một lần nữa thì tốc độ đọc ghi tuần tự vẫn rất sát với con số công bố. Riêng tốc độ đọc ghi ngẫu nhiên ở thiết lập QD32 tức 32 queue 1 thread cũng chỉ ở tầm 292k IOPS đọc và 273k IOPS ghi, vẫn thua xa so với mức 500k IOPS đọc và 600k IOPS ghi theo công bố. Trước đó mình test con WD Black SN850 thì con số cũng tương tự với 293k IOPS đọc và 276k IOPS ghi dù WD cũng nói tốc độ truy xuất ngẫu nhiên này lên đến 1 triệu IOPS gộp giữa đọc và ghi. Như vậy với cả 2 chiếc ổ SSD PCIe 4.0 đầu tiên mà mình test là Samsung 980 Pro và WD Black SN850 thì hiệu năng truy xuất ngẫu nhiên ở QD32 đều chưa đạt được con số công bố.

Riêng với thiết lập QD1, 1 queue 1 thread thì nó đạt tốc độ đọc 20K IOPS và ghi 44.3K IOPS. Con số được Samsung công bố là 22k IOPS đọc và 60k IOPS ghi, như vậy kết quả này gần sát và nó phản ánh đúng tốc độ truy xuất ngẫu nhiên thực tế hơn.


Queue depth là một khái niệm thường gây hiểu nhầm, queue là hàng đợi còn con số như 1 hay 32 mà anh em thường thấy trong thiết lập test như Q32T1 tức là số giao dịch hay I/O (Input/Output Operations) mà một luồng xử lý có thể thực thi. Trên Windows, độ dài queue mặc định với CPU thông thường không bao giờ quá 4. Anh em có thể kiểm tra điều này bằng cách mở Resource Monitor > thẻ Diskl và xem queue length, con số này chỉ là 1 mà thôi.

Vì vậy nếu dùng CrystalDisk Mark để benchmark tốc độ SSD thì phiên bản hiện tại của phần mềm này đã đưa thiết lập đo tốc độ ngẫu nhiên xuống thành Q1T1 tức 1 queue mỗi luồng, từ đó cho ra con số thực hơn. Tốc độ truy xuất ngẫu nhiên ảnh hưởng nhiều đến cảm nhận của chúng ta về tốc độ khi sử dụng SSD bởi nó phản ánh tốc độ truy xuất các file có dung lượng nhỏ, từng mảnh dữ liệu với kích thước từ vài byte. Với queue = 1 thì thông lượng của ổ SSD không bị stress gì mấy, vẫn còn rất thoáng nhưng thứ bị tác độ là độ trễ - thời gian mà một hoạt động I/O được thực hiện hoàn tất, hoạt động IO ở đây bao gồm dữ liệu đọc được gởi trở lại CPU và dữ liệu được ghi hoàn chỉnh trên ổ cứng. Độ trễ này liên quan đến hiệu năng truy xuất ngẫu nhiên và kích thước file. File càng nhỏ độ trễ càng lớn.


Bằng AIDA64 thì mình có thể kiểm tra được độ trễ truy xuất của ổ SSD, nó vào khoảng 0,02 ms với kích thước file 64 KB. Thực tế với những chiếc ổ SSD PCIe thì độ trễn luôn dưới mức 0,04 ms ở kích thước file này. Anh em có thể dùng các phần mềm như HDTune để kiểm tra độ trễ trung bình hoặc với từng kích thước tập tin. SSD PCIe thì độ trễ truy xuất thường dưới 0,04 ms còn với ổ HDD, độ trễ này rất cao, có thể lên đến 20 ms.


Để có cái nhìn cụ thể hơn về tốc độ của từng mức dung lượng file, mình dùng ATTO Disk để kiểm tra, thiết lập queue depth = 8. Kết quả anh em có thể thấy chiếc ổ Samsung 980 Pro 250 GB cho hiệu năng rất tốt ở các kích thước file nhỏ, tốt hơn rất nhiều so với chiếc ổ WD Black SN850 nhưng ở kích thước file lớn hơn thì tốc độ đọc lại có sự trồi sụt rất kỳ lạ, lúc thì đạt 6 GB/s nhưng lúc thì rơi xuống 4 GB/s. Trong khi đó tốc độ ghi thì hầu như không đổi, rất ổ định ở mức 2,54 GB/s. Mình lưu ý luôn là phép so sánh trên "chưa cân kèo", chỉ để cho anh em hình dung về hiệu năng, nếu muốn xem ổ nào nhanh hơn thì phải dùng 2 phiên bản đồng dung lượng thì kết quả mới khách quan.


Mình lại dùng AIDA64 kiểm tra lần nữa về tốc độ đọc thì đúng là như vậy, đây có thể là hình thái hoạt động của vi điều khiển Elpis trên Samsung 980 Pro, nó không duy trì theo một đường thẳng hoàn toàn mà lúc lên lúc xuống. Thông thường điều này bị tác động bởi nhiệt độ của vi điều khiển, nếu đọc hay ghi liên tục, vi điều khiển nóng lên thì bản thân nó cũng cắt xung xuống để tự bảo vệ, y hệt CPU.

Trên dàn máy mình để chiếc ổ Samsung chạy với heatsink theo bo, test trên cùng bo X570 Crosshair VIII và Ryzen 7 5800X như lần trước với WD Black SN850. Những chiếc ổ PCIe 4.0 hoạt động nóng hơn rất nhiều so với PCIe 3.0, vì vậy Samsung đã nâng cấp tản nhiệt cho vi điều khiển bằng lớp phủ nickel.


Mặt sau của SSD có thêm tấm tán nhiệt bằng đồng cho chip NAND. Khi mình stress test và cho copy liên tục thì nhiệt độ tối đa mà cảm biến báo là 69 độ C, 1 cảm biến thứ 2 báo 75 độ C. Tính ra mức nhiệt độ này vẫn thấp hơn so với nhiệt độ của con WD Black SN850 khi stress nhưng con SN850 lại không tụt hiệu năng nhiều như 980 Pro.


Thử nghiệm thực tế copy thư mục 90,5 GB chứa tựa game Battlefield V (gồm 245 file và 41 thư mục con) từ ổ WD Black SN750 PCIe 3.0 x4 sang Samsung 980 Pro PCIe 4.0 x4, thời gian hoàn tất 2 phút 14 giây. Sơ đồ trên cho thấy giai đoạn đầu của quá trình copy, tốc độ truyền tải vào ổ 980 Pro rất nhanh, đạt 1,8 GB/s nhưng về sau giảm xuống còn tầm 500 MB/s. Mình nghĩ tình trạng này chỉ xảy ra với phiên bản 250 GB bởi bộ đệm giả SLC phục vụ cho chức năng Intelligent TurboWrite 2.0 trên phiên bản 250 GB và sớm đầy, phiên bản 1 TB sẽ cho hiệu năng tốt hơn khi vi điều khiển Elpis có thể khai thác tối đa các kênh NAND và bộ đệm SLC cũng lớn hơn.


Cũng thư mục tương tự mình cho copy sang ổ WD Black SN850 1 TB thì tốc độ duy trì ở 1,8 GB/s và cũng chỉ mất 52 giây. Mình nghĩ Samsung 980 Pro bản 1 TB sẽ có thể cho tốc độ tương tự hoặc nhỉnh hơn.


Như vậy với trải nghiệm của mình thì phiên bản Samsung 980 Pro 250 GB chỉ phù hợp để anh em mua về làm ổ cài Windows, phần mềm hoặc làm ổ đệm cho các phần mềm xử lý phim ảnh. Hiệu năng của nó ổn nhưng chưa phát huy tốc đa sức mạnh của vi điều khiển Elpis. Nếu có phiên bản 1 TB trong tay mình sẽ test lại và có thể so sánh công bằng hơn. Phiên bản 1 TB trở lên phù hợp để anh em cài game, xuất file render bởi hiệu năng ghi tuần tự của nó cao hơn nhiều so với 250 GB. Hiện tại mình thấy một số bên bán chính hãng đang giảm giá dịp tết, 980 Pro 1 TB giá còn dưới 6 triệu, bản 250 GB còn 2,1 triệu. Vì vậy trong dịp Tết này nếu dư dả và thích dòng 980 Pro thì anh em nên đầu tư bản 1 TB, bỏ qua phiên bản 500 GB vì hiệu năng của nó không khá hơn so với 250 GB. Bản 2 TB hiện tại vẫn chưa được Samsung bán ra.