[转帖]三星固态硬盘总结

三星,固态,硬盘,总结 · 浏览次数 : 0

小编点评

**三星3D NAND技术介绍** 三星3D NAND技术采用多层堆叠的闪存单元，每个芯片拥有多个存储层，可以提高存储密度。 **优势** * 寿命长 * 存储密度高 * 性能提升 **主要规格** * 存储容量：2TB到128TB * 速度：128B到480B * 密度：100GB到250GB **优势** * 降低成本 * 提高性能 **主要应用** * 半高性能服务器 * 大数据存储 * 3D打印 **结论** 三星3D NAND技术是一种具有高性能和耐用的存储解决方案，可以用于各种高端服务器和数据存储应用。

正文

https://www.cnblogs.com/hongdada/p/17260098.html

年代	颗粒	消费级产品	制程	企业级产品	oem产品
2012	平面2D	840Pro，840Evo	21nm	`Sm843t`	`Sm841`
2015	平面2D		19nm		`Sm951`
2013	第一代V-NAND 24层		46nm	`845dc pro`，`845dc evo`，`sv843`，`pm853T`
2014	第二代V-NAND 32层	850Pro，850Evo	46nm,3xnm	`Sm863`,`pm863`,`sm865`
2015	第三代V-NAND 48层	960evo，960pro	3xnm,21nm	`sm863a`,`pm863a`,`sm865a`	`Pm871`，`sm961`，`pm961`
2016	第四代V-NAND 64/72层	860Pro，860Evo，970Pro，970Evo		`Sm883`,`pm883`,`883dct`,`863dct`
2018	第五代V-NAND 92/96层	870Evo，870 QVO，970ep		`Pm897`,`pm893`
2019	第六代V-NAND 128/136层	980 Pro			`Pm9A1`
2021	第七代V-NAND 176层	990 Pro
2022	第八代V-NAND 236层

850pro/evo有32层、48层

860evo有S4(64层)、S5(92层)

970ep横跨S5(92层)、S6(136层)，PM981横跨S3(48层)、S4(64层)、S5(92层)；

980pro也有S5(92层)、S6(136层)

sm865其实跟sm863颗粒都一样，就是固件不同，冗余更多，寿命更长。

SM961 512GB和1TB型号，21nm制程48层256Gb die原生MLC，128G和256G使用的是16nm的2D NAND。

太混乱了，sm961应该跟960pro一样，但是网上查到的不一样，不知道啥回事，还有960pro，970pro层数居然查到的一样，没官方资料，都网上查的，不准勿扰，仅供参考。

具体产品详情

pm863

Samsung PM863 Specifications
Capacity	120GB	240GB	480GB	960GB	1.92TB	3.84TB
Controller	Samsung "Mercury"
NAND	Samsung 32-layer 128Gbit TLC V-NAND
Sequential Read	380MB/s	520MB/s	525MB/s	520MB/s	510MB/s	540MB/s
Sequential Write	125MB/s	245MB/s	460MB/s	475MB/s	475MB/s	480MB/s
4KB Random Read	86K IOPS	99K IOPS	99K IOPS	99K IOPS	99K IOPS	99K IOPS
4KB Random Write	5K IOPS	10K IOPS	17K IOPS	18K IOPS	18K IOPS	18K IOPS
Read Power	2.4W	2.7W	2.9W	2.9W	3.0W	3.0W
Write Power	2.1W	2.7W	3.8W	3.8W	4.0W	4.1W
Endurance	170TB	350TB	700TB	1,400TB	2,800TB	5,600TB
MSRP
Warranty	Three years

PM863 是三星 845DC EVO 系列的后继产品，并转向更耐用和高性能的 3D V-NAND。随机写入性能有 40-50% 的良好提升，耐久性现在约为每天 1.3 次驱动器写入，而 845DC EVO 仅提供 0.35 DWPD。

sm863

Samsung SM863 Specifications
Capacity	120GB	240GB	480GB	960GB	1.92TB
Controller	Samsung "Mercury"
NAND	Samsung 32-layer MLC V-NAND
Sequential Read	500MB/s	520MB/s	520MB/s	520MB/s	520MB/s
Sequential Write	460MB/s	485MB/s	485MB/s	485MB/s	485MB/s
4KB Random Read	97K IOPS	97K IOPS	97K IOPS	97K IOPS	97K IOPS
4KB Random Write	12K IOPS	20K IOPS	26K IOPS	28K IOPS	29K IOPS
Read Power	2.2W	2.2W	2.2W	2.2W	2.4W
Write Power	2.5W	2.7W	2.8W	2.9W	3.1W
Endurance	770TB	1,540TB	3,080TB	6,160TB	12,320TB
MSRP			$1260
Warranty	Five years

SM863 是用来取代高端 PRO 版本的。845DC PRO 已经切换到 3D V-NAND，但 SM863 将 NAND 从第一代 24 层升级到最新的 32 层设计，以提高成本效率。

SM863 实际上提供比 845DC PRO 更低的随机写入性能，这是由于减少了默认预留空间，因为 SM863 只有 12%，而 845DC PRO 为 28%。

850Pro 850Evo

Samsung SSD 850 Pro Specifications
Capacity	128GB	256GB	512GB	1TB
Controller	Samsung MEX
NAND	Samsung 2nd Gen 86Gbit 40nm MLC V-NAND
DRAM (LPDDR2)	256MB	512MB	512MB	1GB
Sequential Read	550MB/s	550MB/s	550MB/s	550MB/s
Sequential Write	470MB/s	520MB/s	520MB/s	520MB/s
4KB Random Read	100K IOPS	100K IOPS	100K IOPS	100K IOPS
4KB Random Write	90K IOPS	90K IOPS	90K IOPS	90K IOPS
Power	2mW (DevSLP) / 3.3W (read) / 3.0W (write)
Encryption	AES-256, TCG Opal 2.0 & IEEE-1667 (eDrive supported)
Endurance	150TB
Warranty	10 years
Availability	July 21st

三星表示他们在内部测试中有一个 128GB 850 Pro，写入量超过 8 PB（即 8,000TB），并且该驱动器仍在继续运行。

V-NAND 的另一个有趣的方面是其每个芯片的奇数容量。传统上，NAND 容量为 2 的幂，例如 64Gbit 和 128Gbit，但三星的 V-NAND 正在终结这一趋势。第二代 32 层 V-NAND 容量为 86Gbit 或 10.75GB（如果您更喜欢千兆字节形式）。

NAND Configurations
	128GB	256GB	512GB	1TB
# of NAND Packages	4 (?)	4	8 (?)	8
Package Configurations	2 x 4 x 86Gbit 2 x 2 x 86Gbit	2 x 8 x 86Gbit 2 x 4 x 86Gbit	4 x 8 x 86Gbit 4 x 4 x 86Gbit	4 x 16 x 86Gbit 4 x 8 x 86Gbit
Raw NAND Capacity	129GiB	258GiB	516GiB	1032GiB
Over-Provisioning	7.6%	7.6%	7.6%	7.6%

850Pro 2T版本使用了128Gbit颗粒，其他版本使用的是86Gbit颗粒。

Samsung 2TB SSD Specifications
Model	850 PRO	850 EVO
Controller	Samsung MHX
NAND	Samsung 128Gbit 40nm MLC V-NAND 32-layers	Samsung 128Gbit 40nm TLC V-NAND 32-layers
DRAM (LPDDR3)	2GB
Sequential Read	550MB/s	540MB/s
Sequential Write	520MB/s	520MB/s
4KB Random Read	100K IOPS	98K IOPS
4KB Random Write	90K IOPS	90K IOPS
Power	5mW (DevSLP) / 3.3W (read) / 3.4W (write)	5mW (DevSLP) / 3.7W (read) / 4.7W (write)
Encryption	AES-256, TCG Opal 2.0 & IEEE-1667 (eDrive supported)
Endurance	300TB	150TB
Warranty	10 years	5 years
Price

sm961 pm961 950pro sm951 pm951

Samsung SSD Comparison
	SM961	PM961	950 Pro 512 GB	SM951-NVMe 512 GB (OEM)	PM951-NVMe 512 GB (OEM)	850 Pro 512 GB
Form Factor	M.2 2280	2.5" SATA
Controller	Samsung Polaris	Samsung UBX	unknown	Samsung MEX
Interface	PCIe 3.0 x4	SATA III
Protocol	NVMe	AHCI
DRAM	unknown	512 MB	512 MB	512 MB	512MB
NAND	Samsung MLC V-NAND	Samsung TLC V-NAND	Samsung V-NAND 32-layer 128Gbit MLC	Samsung 16nm 64Gbit MLC	Samsung TLC NAND flash	Samsung V-NAND 32-layer 86Gbit MLC
Sequential Read	3200 MB/s	3000 MB/s	2500 MB/s	2150 MB/s	1050 MB/s	550 MB/s
Sequential Write	1800 MB/s	1150 MB/s	1500 MB/s	1550 MB/s	560 MB/s	520 MB/s
4KB Random Read (QD32)	450K IOPS	360K IOPS	300K IOPS	300K IOPS	250K IOPS	100K IOPS
4KB Random Write (QD32)	400K IOPS	280K IOPS	110K IOPS	100K IOPS	144K IOPS	90K IOPS
Launch Date	2H 2016	October 2015	~June 2015	2015	July 2014

Samsung SSD Comparison
	960 PRO	960 EVO	SM961	PM961	950 Pro	SM951- NVMe	PM951- NVMe
Form Factor	M.2 2280
Controller	Samsung Polaris	Samsung Polaris	Samsung UBX	unknown
Interface	PCIe 3.0 x4
Protocol	NVMe
NAND	Samsung 48-layer MLC V-NAND	Samsung 48-layer TLC V-NAND	Samsung MLC NAND	Samsung TLC NAND	Samsung 32-layer MLC V-NAND	Samsung 16nm MLC	Samsung 16nm TLC
Capacity	512GB, 1TB, 2TB	250GB, 500GB, 1TB	128GB, 256GB, 512GB, 1TB	128GB, 256GB, 512GB, 1TB	256GB, 512GB	128GB, 256GB, 512GB	128GB, 256GB, 512GB
Sequential Read	3500 MB/s	3200 MB/s	3200 MB/s	3000 MB/s	2500 MB/s	2150 MB/s	1050 MB/s
Sequential Write	2100 MB/s	1900 MB/s	1800 MB/s	1150 MB/s	1500 MB/s	1550 MB/s	560 MB/s
4KB Random Read (QD32)	440k IOPS	380k IOPS	450k IOPS	360k IOPS	300k IOPS	300k IOPS	250k IOPS
4KB Random Write (QD32)	360k IOPS	360k IOPS	400k IOPS	280k IOPS	110k IOPS	100k IOPS	144k IOPS
Launch Date	October 2016	2H 2016	October 2015	~June 2015	2015

960pro 960evo

Samsung 960 PRO Specifications Comparison
	960 PRO 2TB	960 PRO 1TB	960 PRO 512GB	950 PRO 512GB	950 PRO 256GB
Form Factor	single-sided M.2 2280	single-sided M.2 2280
Controller	Samsung Polaris	Samsung UBX
Interface	PCIe 3.0 x4
NAND	Samsung 48-layer 256Gb MLC V-NAND	Samsung V-NAND 32-layer 128Gbit MLC
Sequential Read	3500 MB/s	3500 MB/s	3500 MB/s	2500MB/s	2200MB/s
Sequential Write	2100 MB/s	2100 MB/s	2100 MB/s	1500MB/s	900MB/s
4KB Random Read (QD32)	440k IOPS	440k IOPS	330k IOPS	300k IOPS	270k IOPS
4KB Random Write (QD32)	360k IOPS	360k IOPS	330k IOPS	110k IOPS	85k IOPS
Power	5.8W (average)	5.3W (average)	5.1W (average)	7.0W (burst) 5.7W (average) 1.7W (idle)	6.4W (burst) 5.1 (average) 1.7W (idle)
Endurance	1200TB	800TB	400TB	400TB	200TB
Warranty	5 Year	5 Year
Launch MSRP			$200

960evo

Samsung 960 EVO Specifications Comparison
	960 EVO 1TB	960 EVO 500GB	960 EVO 250GB	950 PRO 512GB	950 PRO 256GB
Form Factor	single-sided M.2 2280	single-sided M.2 2280
Controller	Samsung Polaris	Samsung UBX
Interface	PCIe 3.0 x4
NAND	Samsung 48-layer 256Gb TLC V-NAND	Samsung V-NAND 32-layer 128Gbit MLC
SLC Cache Size	42GB	22 GB	13GB	N/A
Sequential Read	3200 MB/s	3200 MB/s	3200 MB/s	2500MB/s	2200MB/s
Sequential Write (SLC Cache)	1900 MB/s	1800 MB/s	1500 MB/s	1500MB/s	900MB/s
Sequential Write (sustained)	1200 MB/s	600 MB/s	300 MB/s	N/A	N/A
4KB Random Read (QD32)	380k IOPS	330k IOPS	330k IOPS	300k IOPS	270k IOPS
4KB Random Write (QD32)	360k IOPS	330k IOPS	300k IOPS	110k IOPS	85k IOPS
Power	5.7W (average)	5.4W (average)	5.3W (average)	7.0W (burst) 5.7W (average) 1.7W (idle)	6.4W (burst) 5.1 (average) 1.7W (idle)
Endurance	400TB	200TB	100TB	400TB	200TB
Warranty	3 Year	5 Year
Launch MSRP			$200

sm863与sm863a对比

Pm863:

Sm863:

pm863a与sm863a:

上面截图来自官方文档pdf中

发现sm863性能比sm863a好一点点，估计三星带a的，就是降本的版本😄

Sm863:

Samsung 40nm 32-layer V-NAND，属于Samsung第二代V-NAND，型号K9PKGY8S7A，单颗容量128GB

Sm863a：

主控：Samsung S4LP052X01-8030（即MHX主控）。

缓存：Samsung K4E4E324EE-EGCF LPDDR3-1866 512MB DRAM。

闪存：Samsung K9HKGY8S5M-CCK0 1Tb 48-layer MLC QDP NAND，QDP=Quad-Die Package

消费端860,850对比

840固件门

SM843T存在固件门的严重缺陷。固件门是发生在三星840系列产品身上的三星固件Bug，主要是长时间存放的数据会因为不经常使用而变得调取异常缓慢。此掉速是物理性丢失，如果想要恢复性能，需要将原始数据重新复制一份，旧数据删除来解决，但是这个复制过程异常缓慢。之后三星通过魔术师软件提供了840系列的固件升级，在固件加入数据内循环指令。就相当于在煮粥的锅里，放了一个不停搅动的勺子，让数据不停的动来动去。后来840产品一度被吐槽，好在850出来完全解决了这个固件门事件。

因为840Evo/Pro可以进行固件升级，通过固件升级，可以更改TRIM算法基本上解决了数据丢失的问题。但SM与PM系列并没有对应的升级软件，SM843T同样受到固件门的影响。

固态硬盘寿命原理

闪存单元每次写入或擦除的施加电压过程都会导致绝缘体硅氧化物的物理损耗。也正因为如此，硅氧化物越来越薄，电子可能会滞留在二氧化硅绝缘层，擦写时间也会因此延长，因为在达到何时的电压之前需要更长时间、更高的加压。主控制器是无法改变编程和擦写电压的。如果原本设计的电压值工作异常，主控就会尝试不同的电压，这自然需要时间，也会给硅氧化物带来更多压力，加速了损耗。最后，主控控制编程和擦写一个TLC闪存单元所需要的时间也越来越长，最终达到严重影响性能、无法接受的地步，闪存区块也就废了。

SLC有2个电压状态，MLC有4个电压状态，TLC有8个电压状态，SLC、MLC寿命可以说靠的是NAND自身素质，而TLC的寿命主要就是靠LDPC纠错（不去刷新数据）。到但是，制程越短，Cell单元之间的干扰现象更加严重，如果数据长时间不刷新的话就会出现像之前三星840 Evo那样的读取旧文件会掉速的现象。

3D Nand相比于2D颗粒优点

存储密度

这一点很好解释，堆叠层数增加了，当然密度就增加了，单个颗粒的容量也就变大了。

寿命长

三星3D NAND采用了多层堆叠的闪存单元。与传统的2D NAND相比，3D NAND采用了多层堆叠的闪存单元，这可以大大提高存储密度。具体来说，三星的3D NAND技术采用了64层、96层甚至更多的闪存单元，这就使得每个芯片的存储容量更大。由于每个芯片的存储容量更大，因此系统需要使用更少的闪存芯片来存储同样数量的数据，这会减少每个芯片上的写入次数，从而延长其使用寿命。