首款7GB/s SSD！三星980PRO 1TB评测：永恒的1.8GB/s缓外写入速度
一、前言：首款满血的PCIe 4.0 SSD到来
时代在变 ， 然而思维陈旧的人会始终难以适应时代的变化！很多人无法理解ARM处理器的性能超越X86处理器 ， 最强的RISC处理器（精简指令集）比不上最弱的CISC（复杂指令集）处理器似乎就是天经地义 ， 苹果M1处理器的诞生颠覆了很多人的认知 。
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在SSD领域也有同样的情况 ， 似乎MLC闪存天生就比TLC高贵 ， TLC SSD再怎么努力也赶不上最弱的MLC 。 而三星980PRO SSD的诞生同样将颠覆大多数玩家对于TCL SSD的认知 ， 这是三星第一款采用TLC闪存的顶级SSD产品 ， 也是第一款满血的PCIe 4.0固态硬盘 。
1、PCIe4.0 x4的理论带宽
下面是PCIe个版本链路性能指标：
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有很多同学奇怪为什么PCIe通道的传输率的单位使用GT/s而不是我们常见的Gbps 。 主要原因是传输率还包括不提供额外吞吐量的开销位 ， 比如 PCIe 1.x和PCIe 2.x使用8b / 10b编码方案 ， 会占用了20%的原始信道带宽 ， 也就是实际吞吐量只有传输率的8成 。
PCIe 3.0的物理层协议使用了全新的128b/130b编码方案 ， 也就是说有效吞吐量可以达到原始信道带宽的128/130 。 因而 ， PCIe 3.0协议的每一条通道的实际带宽= 8.0GT/s * 128 / 130/8=984.6MB/s 。 那么PCIe 3.0 x4就能提供3938MB/s的吞吐量 。
PCIe 4.0协议的传输率翻倍到了16GT/s ， 同样也是使用了128b/130b编码方案 ， PCIe 4.0 x4的吞吐量可以达到7976MB/s ， 是PCIe 3.0 x4的二倍 。
2、PCIe4.0 SSD的理论速度是最高可以达到多少？
任何数据PCIe系统传输 ， 都会产生一定的开销 。 PCIe设备是以TLP的形式发送报文的 ， 数据报文在Device Core产生之后 ， 在分别经过事务层(Transaction Layer)、数据链路层(Data Link Layer)、物理层(Physical Layer)之后会依次被增加ECRC ， Sequence Number ， LCRC ， Start ， END等数据块 。
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PCIe 3.0/4.0 中一个TLP最高可以携带4096Bytes有效数据 ， 不过通常它会受到设备以及主板支持的共同限制 ， 多数情况下被限制在256Bytes 。
TLP heade长度可选12Bytes或者16Bytes ， Memory Read/Write TLP中采用32位地址时 ， TLP heade长度为12Bytes ， 采用64位地址时TLP heade长度为16Bytes
因此PCIe 3.0/4.0 中TLP的有效数据率=256/（4+2+16+256+4+4）=89.5% 。
那么PCIe 4.0 SSD可达到的最高理论带宽应该=7976 MB/s *89.5%=7138MB/s
3、如何才能达到PCIe4.0 SSD最高理论速度？
简单的说就是主控和闪存的关系!
主控的最高速率=接口速率x通道数/经验倍率 。 比如群联的PS5016-E16主控 。 这款主控使用800MT闪存接口 ， 8个通道理论上可以达到6.4GB/s ， 经验倍率是1.28 ， 于是实际上最高只能支持6.4GB/s÷1.28=5GB/s 。 这数字与7138MB/s相去甚远 。
三星Elpis同样也是8道通主控 ， 不过闪存接口速度高达1200MT/s ， 扣掉1.28的经验倍率 ， 实际带宽=1200*8/1.28=7500MB/s ， 已经超过PCIe 4.0 x4的理论带宽上限 。
当然 ， 就算主控再强 ， 没有与之匹配的闪存肯定也无法发挥应有的性能 。
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三星980PRO 1TB SSD采用的是第六代V-NAND TLC闪存颗粒 ， 堆叠层数从第五代的96层提升至136层 ， 增加了约40%的单元 。 这颗闪存充分利用三星独创的“通道孔蚀刻”技术 ， 通过建立一个由100多个层组成的导电晶片堆栈 ， 从上到下垂直穿孔 ， 形成均匀的三维电荷阱闪存（CTF）单元 ， 堆叠层数从第五代的96层提升至136层 ， 增加了约40%的单元 。
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