一、消費級的 PCI-E 4.0 來了，它和 3.0 有什么區(qū)別？

稍微了解電腦的同學(xué)肯定都知道，電腦是由幾個主要部件組成：CPU、主板、內(nèi)存、硬盤、電源、顯卡、網(wǎng)卡、聲卡、機箱等幾大模塊。將這些模塊連接起來的是主板，CPU 依靠底座，那么其他硬件怎么連接到 CPU？

這就涉及到一個「PCI 總線」的概念，如果把主板比作一座城市，CPU 是 CBD，那么內(nèi)存、硬盤一類的硬件就是一個個城市里的核心建筑，PCI總線就是一條條連接核心建筑與 CBD 的公交線路。它在電腦運行中將各種功能外設(shè)部件同處理器相連，傳輸數(shù)據(jù)。

但隨著顯卡等硬件的不斷升級，只有 133MB/s 的 PCI 總線帶寬愈發(fā)捉襟見肘，所以為了取代 PC I總線的第三代 I/O 技術(shù)就有了「PCI-E」，其中“E ”意為 Express（高速），它由 Intel 在 2001 年提出并推廣，其最終的設(shè)計目的是為了取代現(xiàn)有電腦系統(tǒng)內(nèi)部的總線傳輸接口，這不只包括顯示接口，還囊括了CPU、PCI、HDD、Network等多種應(yīng)用接口。主要是用來替代舊的 PCI，PCI-X 和 AGP 總線標(biāo)準(zhǔn)。

PCI-E 經(jīng)過近 20 年的迭代，已經(jīng)邁入了 4.0 的階段，雖然目前市面上仍以 PCI-E 3.0 為主，但相比于前代，PCI-E 4.0 在帶寬、頻率上都有了翻倍的提升（X16 帶寬達(dá)到 64GB/s，頻率達(dá)到 16.0GHz），可以說是未來所向。為了減少信號的衰減，廠商也就需要使用更好的材料來保證信號穩(wěn)定，成本自然不低。此前 PCI-E 4.0 是在企業(yè)級市場上發(fā)光發(fā)熱，隨著去年 AMD 的發(fā)力，才首次在消費級平臺上支持 PCIe 4.0 技術(shù)，比如 B550、X570 等主板型號。

PCI-E 4.0 的升級對于連接在總線上的硬盤也意味著帶寬的翻倍，讓硬盤廠商有了更高的天花板來展現(xiàn)產(chǎn)品的巔峰性能和卓越體驗。作為存儲巨頭的三星，自然不會錯過這一次秀肌肉的機會。適時推出了自家的 PCIe 4.0 固態(tài)硬盤——【三星 980 PRO】。

對比自家前代 PCIe 3.0 旗艦固態(tài)硬盤——三星 970 PRO，三星 980 PRO 在順序讀寫速率、隨機讀寫速率、功耗等方面都有了全方位的提升。今天我們就來聊聊這款產(chǎn)品，也算是給大家展示一下，在 PCIe 4.0 時代，硬盤讀寫有什么不一樣的感受和體驗。

二、三星 980 PRO PCIe 4.0 固態(tài)硬盤的外觀設(shè)計

首先從包裝上來看，算是比較經(jīng)典的三星風(fēng)格，黑色的正面印有產(chǎn)品的樣圖，并且標(biāo)注了重要的產(chǎn)品名稱及規(guī)格信息，如容量 500GB、最高讀速 7000MB/s。包裝的背面是產(chǎn)品的序列號以及各種安全認(rèn)證。

從包裝中取出的三星 980 PRO，可以看到它采用了緊湊型 M.2 2280 外形，可以輕松插入臺式機和筆記本電腦。硬盤上標(biāo)注了產(chǎn)品的型號為「MZ-V8P500」，生產(chǎn)于 2020 年 8 月。

通過側(cè)面可以看到芯片主要集中于 PCB 板的正面，三星 980 PRO 還在主控芯片上使用了鍍鎳涂層來提升控制器的散熱效率，同時在 PCB 板的背面采用銅箔散熱標(biāo)簽來提高 NAND 的散熱效率，并為其配備動態(tài)散熱保護(hù)（DTG）技術(shù)，有效散熱減少性能波動。

接下來，我們揭開產(chǎn)品標(biāo)簽貼紙來看看三星 980 PRO 內(nèi)部的硬件型號，但建議各位同學(xué)不要拆標(biāo)簽，因為一般來說，標(biāo)簽沒了，售后也沒了，從產(chǎn)品上面標(biāo)注的信息可以看到如下的硬件配置：

「紅色主控」：紅色的部分是三星專為 PCIe 4.0 定制的 ELPIS 主控，ARM 架構(gòu)，采用全新 8nm 制程工藝，全面支持 PCIe 4.0 協(xié)議，同時能夠滿足下一代開發(fā)、計算等需求，新的 Elpis 主控支持 128 個 I/O 隊列同步進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，是前代 970 PRO Phoenix 主控的四倍。

「綠色緩存」：綠色的部分是緩存芯片，型號為 K4F4E3S4HF-BGCH，LPDDR4 顆粒，緩存大小 512MB，如果是 1TB 的版本，那么搭配的緩存是 1GB 容量。

「藍(lán)色閃存」?：藍(lán)色的部分是兩顆閃存，使用的是三星的第六代 TLC V-NAND 顆粒，編號為 K90MGY8J5CCCK0 ，單顆容量 256GB。得益于通道孔蝕刻技術(shù)（CTF），第六代的單元堆棧層數(shù)從第五代的 9X 層提升至 1XX 層，密度增加了約 40% 的單元，意味著在同等數(shù)量的 die 下，三星 980 PRO 內(nèi)置的閃存顆粒能夠存儲更多的數(shù)據(jù)。性能方面，讀寫延遲分別為 45μs 微秒和 450μs 微秒，讀寫速度比上代快 10% 以上，且功耗降低 15%，單芯容量高達(dá) 256Gb。而且因為是 TLC 顆粒，比 970 PRO 成本更低，所以售價也更具優(yōu)勢。

三、三星 980 PRO PCIe 4.0 固態(tài)硬盤的性能表現(xiàn)

0??【測試環(huán)境】：

1??【CrystalDiskInfo】看過了三星 980 PRO PCIe 4.0 固態(tài)硬盤的外觀設(shè)計，我們最核心的內(nèi)容還是來看看硬盤的性能表現(xiàn)。通過 CrystalDiskInfo 可以看到這個硬盤的容量為 500.1GB，傳輸模式為 PCIe 4.0 × 4，標(biāo)準(zhǔn)為 NVMe 1.3。健康狀況良好，因為做了一些測試，所以讀取寫入量比較大。

2??【三星魔術(shù)師管理軟件】：三星 980 PRO 也為用戶提供了軟件上的支持，加入了一款三星魔術(shù)師管理軟件「下載地址」。

可以通過軟件直觀地查看和優(yōu)化、當(dāng)前電腦中裝載所有機械硬盤、固態(tài)硬盤的容量狀況、運行狀態(tài)、溫度監(jiān)測等功能，也可以快速掃描硬盤是否存在損壞的區(qū)域，做好準(zhǔn)備。

同時三星魔術(shù)師也支持固態(tài)硬盤的「Trim」指令，就像是過去你搬家是全屋都挪動，而有了 Trim 之后，可以告訴搬家公司，這個床不要了，可以減少無用的搬家（擦除）工作，提升了固態(tài)硬盤在文件的刪除上的準(zhǔn)確性和時效性。

此外，三星魔術(shù)師還提供了固態(tài)硬盤「Secure Erase 安全擦除」，因為硬盤使用久了之后會存在掉速的問題，可能就會面臨著淘汰換新，通過安全擦除一方面可以讓固態(tài)硬盤恢復(fù)到出廠初始轉(zhuǎn)臺，能夠有效改善寫入掉速問題。

針對注重隱私安全的用戶，三星魔術(shù)師還提供了「Encrypted Drive」對硬盤進(jìn)行加密后，可以利用 bitlocker 開啟硬件加密，如果忘記了密鑰，則可以通過「PSID Revert」對硬盤進(jìn)行解密擦除。

最后三星魔術(shù)師還可以對硬盤進(jìn)行固件的升級，以保持硬盤運作的最佳狀態(tài)。總體來看，三星魔術(shù)師這款軟件實現(xiàn)了監(jiān)控、測試、加密、升級等多個維度的功能，實現(xiàn)了傳統(tǒng)固態(tài)硬盤管理軟件所不能覆蓋的地方，確實在一定程度上可以體現(xiàn)出三星在存儲領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢。

3??【ATTO 磁盤基準(zhǔn)測試】：第一項測試的是 ATTO 磁盤基準(zhǔn)，可以看到最大的寫入速率在 5.30GB/s，最大讀取速率在 7.04GB/s。之前面世的 PCIe 4.0 固態(tài)硬盤因為技術(shù)等方面還沒完全發(fā)揮 PCIe 4.0 全部實力，讀速基本只有 5000MB/s，而三星980 PRO 搭載基于 ARM 架構(gòu)—— Elpis 新主控器，搭配第六代 V-NAND 顆粒，發(fā)揮出了驚人的水準(zhǔn)，這就是典型的「秀肌肉」?了。

4??【AS SSD Benchmark】：隨機讀寫性能是固態(tài)硬盤的關(guān)鍵指標(biāo)，其單位為 IOPS，即每秒進(jìn)行讀寫（I/O接口）操作的次數(shù)。在 4KB 文件存取方面，三星 980 PRO 的隨機讀取 IOPS 值為 19714 ，而隨機寫入為 40034；在 4K-64Thrd 多任務(wù)隨機讀取和寫入的 IOPS 值為 627579 和 734413，總分為 6962 分。我現(xiàn)在滿腦子就只有四個字：「喪心病狂」

5??【CrystalDiskInfo】：CrystalDiskMark 測試中，三星 980 PRO 的順序讀取速度達(dá)到 6921.0MB/s，順序?qū)懭胨俣葹?5108.4MB/s。4K 讀取速度為 84.75MB/s，寫入速度為 185.3MB/s。其中 RND4K Q32T16 讀速為 2830.3MB/s，寫速為 2649.7MB/s。

6??【TxBENCH】：TxBENCH 的測試結(jié)果中，三星 980 PRO 的順序讀取速度達(dá)到 6813.582MB/s，順序?qū)懭胨俣葹?4919.615MB/s，4K 隨機讀取速度為 81.184MB/s，隨機寫入速度為 167.251MB/s。

7??【HD Tune Pro】：硬盤的緩存也是一個重要的指標(biāo)，它關(guān)系到硬盤能夠「當(dāng)多久的真男人」（緩存內(nèi)才能滿速運行）。三星 980 PRO 使用了第二代智能 TurboWrite 緩存技術(shù)，通過固定緩存 + 智能緩存的方式，可以智能識別用戶當(dāng)前的工作負(fù)載，以此動態(tài)調(diào)整高性能 SLC 寫入緩沖區(qū)配備。500GB 版本的三星 980 PRO，就擁有 4GB 的默認(rèn)緩存區(qū)，以及高達(dá) 90GB 的動態(tài)智能緩存區(qū)。在 HD Tune Pro 的測試過程中，把文件長度設(shè)置為 150GB，可以看到三星 980 PRO 的固定 SLC 緩存為 94-95GB 左右，緩存外寫入速度在 700-800MB/s 左右。也就說在短時間內(nèi)讀寫≤ 100GB 容量的文件都能夠維持在硬盤的讀寫性能峰值，這在固態(tài)硬盤中的緩存屬于相當(dāng)不錯的數(shù)據(jù)了。

8??【生產(chǎn)力場景表現(xiàn)】：固態(tài)硬盤的迭代帶來的除了理論讀寫性能的提升外，更重要的是對于生產(chǎn)力場景的加分，比如我平時常常用到的 Adobe Photoshop、Lightroom、Premiere 等軟件。在進(jìn)行大量的 RAW 格式的照片、視頻素材的讀取乃、導(dǎo)出時都需要強大的硬盤讀寫性能作為支撐。

三星 980 PRO 的存在，喂飽了這些傳統(tǒng)意義上非常吃硬盤性能的生產(chǎn)力應(yīng)用，讓我在使用過程中明顯感到了素材的導(dǎo)入更加高效、視頻軌道的拖動播放更加流暢，最后在素材的導(dǎo)出渲染上進(jìn)一步減少了時間，真稱得上生產(chǎn)力工具的代名詞了。而且考慮到三星 980 PRO 的定價也比較合理，其實無論是素材的存儲還是成品的導(dǎo)出所占的硬盤空間也不會成本過高，真希望我的主板上的 M.2 可以多來幾個。

比如我就嘗試用 Photoshop 打開了一個容量為 24.6GB 的太空照片文件，機械硬盤足足花了 3 分 39 秒才進(jìn)入編輯界面，而三星 980 PRO 只需要 41 秒就能夠展開后續(xù)的處理工作。

接下來我又將 57 個視頻原素材（容量共計 45.2GB）導(dǎo)入 Premiere 中進(jìn)行編輯，機械硬盤的導(dǎo)入過程耗時 25 秒，拖動到視頻軌道上時也稍顯卡頓，而三星 980 PRO 的耗時僅 11 秒，在視頻軌道上的處理也會更加順暢，這些都是真正能夠體現(xiàn)高速讀寫性能的價值所在——生產(chǎn)力場景體驗上的改觀。

9??【游戲場景表現(xiàn)】：而在游戲場景的表現(xiàn)中，最吃硬盤讀寫性能的就是游戲的加載過程了，無論是單機游戲 3A 大作還是熱門的網(wǎng)游，往往都離不開地圖、人物、場景的讀取和渲染。而游戲加載這部分的表現(xiàn)在很大程度上是由整機性能共同作用的，但是以硬盤為代表的存儲硬件恰恰容易成為整機性能的短板。如果你入手了一套旗艦主機，但是唯獨在硬盤上「大意了」沒有挑選高規(guī)格的固態(tài)硬盤加以配合，那么木桶效應(yīng)就會在此發(fā)揮作用。

此前各種大型單機游戲的進(jìn)入場景都比較慢，比如育碧家的《刺客信條》系列、索尼家的《地平線:黎明時分》，有時候去趟小解回來還在加載。而使用了三星 980 PRO，我個人的感覺是進(jìn)入游戲的過程、定點存檔、切換大場景時都變得更加絲滑，也就帶來了更好的游戲體驗。而且在網(wǎng)絡(luò)游戲加載時的讀條進(jìn)度也會有所提升，雖然網(wǎng)游更加追求公平，但是提前進(jìn)入《絕地求生》的素質(zhì)廣場、《守望先鋒》匹配隊列時的練習(xí)場景都可以讓你提前適應(yīng)。

最后可能有小伙伴會問：「PCIe 4.0 的固態(tài)硬盤對于游戲幀率有沒有提升？」，很遺憾地告訴大家，雖然游戲加載、大場景轉(zhuǎn)換、定點存檔都會比較吃硬盤性能，但是游戲在運行過程中的讀寫量有限，并且主要看 4K 讀取的表現(xiàn)，有輕微的幀率提升，但尚未有效地發(fā)揮 PCIe 4.0 的優(yōu)勢。不過有一種情況例外，就是游戲多開。如果你是一個需要同時開多個網(wǎng)游端刷副本 / 練賬號的玩家，請一定搭配一套三星 980 PRO 這樣的旗艦級固態(tài)硬盤，它能讓你在游戲多開的同時還能保持系統(tǒng)的流暢運行。

如果目前沒有 PCIe 4.0，三星 980 PRO 還可以兼容 PCIe 3.0 。在此模式下，三星 980 PRO 擁有 3300MB/s 的順序?qū)懭胨俾屎?3100MB/s 的讀取速率，考慮到其價格接近于 970 PRO，所以在 PCIe 3.0 的硬盤競品中依舊具有較強的競爭力，我個人覺得入手拿來作為“戰(zhàn)略儲備”也是 OK 的，畢竟這年頭萬一來個黑天鵝，就是一波漲價的節(jié)奏。

四、如何評價三星 980 PRO PCIe 4.0 固態(tài)硬盤？

最后我們來總結(jié)下三星 980 PRO 的體驗，從【產(chǎn)品優(yōu)勢】上來看，三星 980 PRO 作為一款重量級的 PCIe 4.0 固態(tài)硬盤，算是真正發(fā)揮了 PCIe 4.0 的全部實力：連續(xù)讀速 7000MB/s，連續(xù)寫速 5000MB/s，基本上碰到了目前消費級固態(tài)硬盤的巔峰速率，而且考慮到性價比的問題，基本上在 970 PRO 的價位上就實現(xiàn)了讀寫速率的躍遷。

當(dāng)然如果說有什么【值得改進(jìn)】：我覺得是三星想要秀肌肉就要找“馬掌門學(xué)混元太極功”，哦不，是推出一個 MLC 顆粒版本，畢竟在這個 TLC 橫行的年代，還是需要有一些堅守。雖然按照三星的說法「99% 的用戶在五年的質(zhì)保期內(nèi)寫入壽命不過 156TBW」，500GB 和 1TB 版本壽命分別是 300TBW 和 600TBW，倒是不用太過于擔(dān)心，但是 256GB 版本的設(shè)計壽命恰好就是 150TBW。三星 980 PRO 是替代 970 PRO 的最強消費級固態(tài)硬盤，個人還是希望能夠體驗到全方位的領(lǐng)先，可以考慮推出一個 MLC 顆粒版本，讓消費者來做投票吧，至少從我這個經(jīng)常需要跑測試的準(zhǔn)專業(yè)用戶可能就是那 1%。

分享到此結(jié)束，感謝您的耐心觀看，如果對三星 980 PRO 感興趣的同學(xué)，可以考慮去京東三星存儲官方旗艦店蹲一波優(yōu)惠，畢竟硬盤類的產(chǎn)品，自營售后還是更有保障一些。我是Geek研究僧，一枚愛好評測的研究生。