Velký test terabajtových SSD pro rozhraní PCIe 4.0 (WD, Samsung, Adata, Seagate, Aorus)

Úvod do testu (a závěr)

První modely SSD pro rozhraní PCIe 4.0 se sice objevily už na Computexu v polovině roku 2019, ale používaly jen mírně vylepšený řadič z minulé generace. První generace těchto SSD totiž ještě spoléhala na Phison E16 (na 28 nm), který vychází z předchozího E12. Nárůst výkonu tedy nebyl kdovíjaký. Navíc v té době stejně nebyly dostupné desky – prakticky jen ty drahé s čipsetem X570. Až současná druhá generace SSD pro PCIe 4.0 (i tak skoro rok stará) teprve stojí za test.

V testu jsem chtěl primárně srovnat hlavní rivaly WD a Samsung, ke kterým jsem sehnal ještě SSD značek Adata, Seagate a Aorus. Nejsou tu tedy úplně všichni výrobci, také ne každý už má v prodeji SSD pro PCIe 4.0, ale to ani nebylo cílem. V testu se mi pěkně sešlo pět různých řadičů (Phison E16, Phison E18, Innogrit, Elpis a Sandisk G2) a všechny SSD  se při kapacitě 1 TB vešly do cenové hladiny 5200 až 5500 Kč. Mají záruku 5 let.

SSD ještě v krabičkách (jen Adata mi tu chybí) (zdroj: Cnews.cz)

Některé existující testy publikovaly výsledky nových SSD na starém rozhraní PCIe 3.0, čemuž jsem se chtěl vyhnout. Půjčil jsem si sestavu Alfa Gamer Elite 3060 od výrobce HAL3000, která má základní desku od Gigabytu (čipset B550) a jež tedy disponuje novým rychlým rozhraním PCIe 4.0 se čtyřmi linkami do procesoru. Na druhém slotu pak má starší PCIe 3.0, mohl jsem tedy výkon porovnat v obou rozhraních.

Testovací sestava: HAL3000 Alfa Gamer Elite 3060

Počítačová sestava s tou správnou deskou se při aktuálním nedostatku čipů neshání snadno a většinou stojí velké peníze. Tímto děkujeme společnosti 100Mega za zapůjčení sestavy Alfa Gamer Elite 3060 se základní deskou Gigabyte B550 Aorus Elite V2.

HAL3000 Alfa Gamer Elite 3060 (zdroj: Cnews.cz)

SSD s chladičem či bez?

SSD bez chladiče se hodí do notebooků, ty s chladičem se zase více hodit do desktopu (i když lepší základní desky mají nachystané svoje pasivy na SSD). U WD máte na výběr variantu s pasivním chladičem i bez, Adata a Aorus jsou pouze s chladičem a Samsung a Seagate zase pouze bez chladiče.

Samsung SSD 980 Pro v základní desce Gigabyte B550 AORUS ELITE V2 v sestavě od HAL3000 (zdroj: Cnews.cz)

Pasiv lze z disku případně i sundat. Jelikož ale tyto SSD v zátěži docela topí, není vůbec na škodu. Zároveň ale čipy vysoké teploty zvládnou a třeba dlouhotrvající zápis (který způsobuje velké zahřívání) by SSD poškozoval spíše jen samotným snižováním životnosti, než zahříváním.

Jak jsme testovali?

Všechny SSD v testu jsem měřil na rozhraní PCIe 4.0 i PCIe 3.0. Zajímalo mě totiž, jak velký bude mít rychlejší standard přínos a jestli se investice do nové základní desky vlastně vyplatí.

Výkon jsem měřil v programu Crystal Disk Mark 8 ve dvou existujících scénářích: pro nejvyšší hodnoty a pro reálně dosažitelné hodnoty. V nastavení programu jsem změnil pouze profil na NVMe. Disk byl prázdný a před testem vždy dostal nějaký čas na vychladnutí a uklizení „smetí“ pomocí funkce TRIM.

Program HD Tune posloužil pro otestování rychlosti čtení a zápisu po celé délce disku. Typicky totiž SSD zapisuje rychle jen do zaplnění paměti typu pSLC, tedy té rychlejší části paměťových buněk, poté dochází ke zpomalení. HD Tune v grafu pěkně ukáže průběh čtení i zápisu po celé kapacitě a odhalí přibližnou velikost pSLC.

Jak funguje pSLC?

Tuto část paměti si řeší každý výrobce jinak. SSD vyrobené pouze s paměťovými buňkami typu SLC (každá buňka = jeden bit) se již dlouho z mnoha důvodů nevyrábějí, a tak nastupuje jiné řešení. Ve skutečnosti nejde o jiné paměťové čipy, všechny SSD mají nyní NAND stejného typu, v našem případě TLC, tedy tři bity na buňku. Část paměti je v řadiči označena jako pseudoSLC a slouží jako taková cache. TLC buňky se potom chovají, jako by šlo o SLC a řadič do každé ukládá jen jeden bit. Výsledkem je mnohem vyšší rychlost po omezenou dobu.

Jakmile se data touto vyšší rychlostí zapíšou a disk má chvíli klid, změní se tyto buňky opět na TLC. Problém nastává u déletrvajícího zápisu, kdy se tahle falešná cache vyčerpá a rychlost výrazně klesne. Velikost pSLC výrobci často neuvádějí a často jde o dynamickou hodnotu závislou na kapacitě disku i na jeho zaplnění. Plnější disk bude mít v praxi menší pSLC.

Komplexní test PCMark 10 posloužil pro zjištění průměrné rychlosti (a průměrné latence). Takový jednoduchý výsledek o jednom čísle je ostatně pro mnoho zákazníků nejjednodušší. Test trvá skoro hodinu.

Teplotu jsem odečítal během zápisu v aplikaci HD Tune, kdy se SSD zahřívá nejvíce. Při stejné činnosti jsem měřil i spotřebu, která je zajímavá zejména při použití SSD v notebooku. U stolního počítače je to možná jedno, ale dnešní úsporné laptopy řeší každý watt. A takový zapisující disk umí spotřebu notebooku klidně zdvojnásobit. Stejně tak jsou pro notebook vhodné méně topící čipy.

Přesné měření spotřeby SSD v rozhraní M.2

Spotřebu SSD jsem na Cnews naposledy měřil před pár lety díky vlastnímu bočníku a multimetru. Tehdy šlo ještě o formát 2,5" s konektorem SATA, kde to bylo relativně jednoduché. Dnešní SSD do slotu M.2 už tohle měření neumožňují.

Měření spotřeby (zdroj: Cnews.cz)

Díky spolupráci se serverem HWCooling.net jsem si půjčil jejich měřící zařízení, ze kterého jde spotřebu SSD spočítat z úbytku napětí. Pro přesný výsledek je vhodné ještě přeměřit hodnotu na 12V větvi přímo před diskem.

Ten jsem měřil během zápisu na celý disk, kdy na začátku jsem získal klidovou hodnotu a při zápisu do „SLC“ pak maximum. Po zbytek zápisu mimo pSLC pak kromě výkonu trošku klesla i samotná spotřeba. Celý průběh je vidět na samostatném grafu pod každým SSD.

Úbytek napětí odečtený přes multimetr. Ten byl připojený i do počítače, kde zaznamenával hodnotu každou sekundu během zápisu na celý disk. (zdroj: Cnews.cz)

Hodnocení – Vyplatí se SSD do PCIe 4.0?

Tohle si nakonec musí zodpovědět každý sám. Jde zkrátka o další a rychlejší generaci zařízení, které pro většinu uživatelů nebylo pomalé ani v té úplně první generaci před deseti lety. SSD nikdy nebylo úzkým hrdlem a dá se říct, že mnoha uživatelům dostačuje i rozhraní SATA.

Nové rychlé disky využijete, pokud máte základní desku (ať už v notebooku, nebo deskopu) AMD s čipsetem B550 či X570, nebo Intel generace Rocket Lake. Jsou samozřejmě zpětně kompatibilní, ale u starších počítačů z nich nevytáhnete takové rychlosti.

Jak se v testu potvrdilo, vyšší výkon je zřetelný hlavně u sekvenčního čtení či zápisu velkých souborů. Však i v testovací sestavě od HALu s rychlým rozhraním byl jako systémový disk osazen jen pomalejší Adata S50 Lite. Tyto špičkové disky s až dvojnásobnou rychlostí si najdou své kupce mezi technickými nadšenci či ve špičkových herních počítačích a jejich nástup bude určitě ovlivněn i cenou.

Samsung SSD 980 Pro 1TB

Samsung byl prvním, kdo vydal SSD pro PCIe 4.0 s něčím jiným než Phisonem E16. Tedy takový první model druhé generace. SSD 980 Pro začal Samsung prodávat loni v září. Seženete jej v kapacitách od 250 GB po 2 TB. Všechny varianty jsou bez chladiče, ale řadič má niklový rozvaděč tepla a u paměťových čipů zase pomáhá to, že v samolepce je kovová vrstva suplující rozvaděč tepla.

Později představený SSD 980 (bez Pro) je určen pro starší rozhraní PCIe 3.0.

Veškeré čipy pochází z interního vývoje Samsungu. Řadičem je Samsung Elpis (8 nm) a paměti typu 3D TLC (pravděpodobně 128 vrstev), což je proti minulým generacím výkonných modelů Pro s MLC možná krokem zpět. Na TLC ovšem přešli postupně všichni výrobci.

Samsung SSD 980 Pro předek (zdroj: Cnews.cz)

Samsung SSD 980 Pro zadek (zdroj: Cnews.cz)

Samsung udává sekvenční rychlosti 7000/5000 MB/s. Dynamickou velikost pSLC uvádí mezi 6 a 114 GB a po jejím zaplnění má klesnout rychlost zápisu na 2000 MB/s. Reálně klesne na zhruba 1600 MB/s, což je v testu stále nadprůměrné. Při testu zápisu v HD Tune se maximální výkon (4000 MB/s) držel zhruba 150 GB, poté šla rychlost dolů.

Všechny naměřené hodnoty najdete v poslední kapitole.

Samsung uvádí spotřebu maximálně 8,9 W a průměrně 6,2 W. Při zápisu jen 5,7 W, což jsem naměřil také. SSD 980 Pro je z testovaných disků nejúspornější a i teploty (na to, že nemá pasiv) drží v rozumné míře. Pro notebooky se tak hodí skvěle.

Samsung má ze všech nejlepší utilitu. Je to možná subjektivní hodnocení, ale software nazvaný Magician se používá velmi příjemně (takzvaně „uživatelsky přítulný“). Automaticky kontroluje zdraví disku, obsahuje vestavěný benchmark, umožňuje nahrát nový firmware či disk zašifrovat.

Test SSD 2021 graf07 1 Samsung SSD 980 Pro (zdroj: Cnews.cz)

WD Black SN850 1TB

WD jako hlavní konkurent Samsungu vydal nový Black SN850 v kapacitách 500 GB až 2 TB. Vybírat můžete verzi s chladičem i bez chladiče a pro lepší cenové srovnání jsem zvolil holé SSD. Verze s chladičem by totiž byla proti zbytku modelů v testu výrazně dražší. Pasivní chladič obsahuje integrované RGB osvětlení a bez něj bude alespoň zajímavé měření teplot.

WD Black 850 předek (zdroj: Cnews.cz)

WD Black 850 zadek (zdroj: Cnews.cz)

Black SN850 používá vlastní řadič G2 od SanDisku a paměti NAND TLC s 96 vrstvami. WD slibuje rychlosti 7000/5300 MB/s a i při našem měření je dodržuje.

Při čtení po celé ploše disku je proti Samsungu o kousek výkonnější, ale zápis má divočejší. Z nejvyšší rychlosti v pSLC klesnul až po 300 GB (na rozhraní PCIe 3.0 až po 500GB) a při opakování testu podával různé výsledky. Velikost paměti pSLC výrobce neuvádí a rychlost zápisu klesla výrazně.

Všechny naměřené hodnoty najdete v poslední kapitole.

Absolutním vítězem byl nový WD Black byl podle benchmarku PCMark 10, kde podal krásný výkon napříč všemi testy a dosáhl i na nejnižší průměrnou latenci. I v rozhraní PCIe 3.0 byl podle testu rychlejší, než konkurenti v PCIe 4.0, což je přinejmenším zvláštní.

Je ale také nejvíce topícím diskem testu, kdy jsem v zátěži naměřil až 92 °C. A na vysokou teplotu se dostane poměrně rychle. Použití v desktopu a s pasivem by proto pro něj bylo možná vhodnější. Také spotřeba v klidu je proti konkurentům vyšší, i když jsem ji měřil mimo herní režim. 

Test SSD 2021 graf07 2 WD Black SN850 (zdroj: Cnews.cz)

Aorus 7000s 1TB

Herní značka Gigabytu mohla mít v testu malou výhodu, neboť základní deska testovací sestavy nese stejné logo. Aorus stále prodává první generaci nazvanou prostě „Gen4 SSD“, která spoléhá na řadič Phison E16, ale pro test jsem sehnal novou generaci 7000s s Phisonem E18. A v testu příjemně překvapil.

Aorus 7000s předek (zdroj: Cnews.cz)

Aorus 7000s zadek (zdroj: Cnews.cz)

Aorus 7000s předek bez chladiče (zdroj: Cnews.cz)

Aorus se u nás prodává jen ve verzi s pasivem, do notebooků jej proto neosadíte. Výrobce se chlubí propracovaným chlazením, při kterém prý nikdy nedojde k throttlingu.

Všechny naměřené hodnoty najdete v poslední kapitole.

Sekvenční rychlost čtení se drží maxima, na tom není nic zvláštního, jenže Aorus to zvládá i u zápisu, kde drží plnou rychlost po celých 1000 GB. V tomto je Aorus 7000s opravdu výrazný. Jak přesně tento disk pracuje s pamětí pSLC se nedá říct, výsledná křivka totiž skoro vypadá, jako by šlo o SLC.

Aorus 7000s umí také nízkou spotřebu i teplotu, ale s jeho masivním pasivem jej stejně osadíte jen do desktopů. Aplikace SSD Tool Box umožňuje například bezpečné smazání obsahu disku, ale už neumí nahrát nový firmware. K tomu má sloužit samostatná utilita.

Test SSD 2021 graf07 3 Aorus 7000s (zdroj: Cnews.cz)

Adata XPG Gammix S70 1TB

V sestavě od HALu bylo SSD XPG Gammix S50 Lite, které je levnější a pomalejší. Pro test jsem získal novější XPG Gammix S70 s řadičem Innogrit IG5236, jež se prodává s chladičem v kapacitách 1 a 2 TB. V nabídce Adaty je ještě model S70 Blade, který je vlastně stejný jako S50, jen bez pasivu (pouze s plíškem).

Disk má hned na začátku jednu drobnou výhodu – jeho reálná kapacita je díky použitým čipům asi o 20 GB vyšší. Byť jde stále o terabajt, tak na něj uložíte 954 GB místo obvyklejších 931 GB.

Adata XPG Gammix S70 předek (zdroj: Cnews.cz)

Adata XPG Gammix S70 zadek (zdroj: Cnews.cz)

Adata XPG Gammix S70 předek bez chladiče (zdroj: Cnews.cz)

Sázka na Innogrit se Adatě povedla, rychlosti má srovnatelné se Samsungem, ne-li o něco vyšší. Slabší má jen čtení. Teploty se drží díky velkému pasivu nízko, naopak spotřeba je nejvyšší v testu.

Všechny naměřené hodnoty najdete v poslední kapitole.

Adata uvádí nejvyšší teoretické rychlosti ze všech, a také jich podle benchmarku dosahuje. V zápisu se potom drží maxima až do 300 zapsaných GB, teprve poté rychlost výrazněji klesá.

Adata nabízí k SSD ke stažení tři aplikace. Užitečný Acronis pro klonování disku, SSD ToolBox pro sledování zdraví disku či nahrání nového firmware a aplikaci pro zálohování.

Test SSD 2021 graf07 4 Adata XPG Gammix S70 (zdroj: Cnews.cz)

Seagate Firecuda 520 1TB

Firecuda 520 je ještě zástupcem první generace SSD pro PCIe 4.0. Disponuje tedy slabším řadičem Phison E16. Nedávno začal Seagate prodávat i novější Firecudu 530, kterou jsem ale ani přes výrobce nesehnal. Ten již využívá stejný řadič jako Aorus 7000s (Phison E18) a jeho výkon by tak byl zřejmě lepší.

Cena Firecudy 520 je nyní trochu nadstřelená, ale nedá se říct, že by proti ostatním výrazněji ztrácela. Také Firecuda 530 se prodává o tisíc korun dráž (a navíc i v kapacitě 4 TB), takže by z testu výrazně vyčnívala. Výrobce u ní uvádí ještě o kousek vyšší rychlosti, než jaké mají disky v testu. Seagate zřejmě provedl nějaké optimalizace či úpravy u řadiče, nebo dost možná může jít o 176vrstvé NAND čipy od Micronu, které mají s Phisonem E18 údajně dosáhnout vyšší výkony. V testu každopádně máme Firecudu 520, která je srovnatelná minimálně cenou. Prodává i ve verzi s chladičem jako Cyberpunk edition.

Seagate Firecuda 520 předek (zdroj: Cnews.cz)

Seagate Firecuda 520 zadek (zdroj: Cnews.cz)

Firecuda 520 uvádí výrazně vyšší životnost 1800 TBW, což samozřejmě ověřit nejde, ale podle těchto čísel by měla vydržet 2,5× více zápisu než ostatní modely v testu. Nakolik je to reálné ví zřejmě jen Seagate, ale minimálně je to lepší zpráva pro záruku. Ta u SSD kombinuje 5 let a zapsaná data (TBW) podle toho, co nastane dřív.

Všechny naměřené hodnoty najdete v poslední kapitole.

Zatímco na pomalejším rozhraní drží Firecuda plnou rychlost zápisu až téměř do konce po 900 GB, na PCIe 4.0 i při opakování testu trochu divočila. Po zapsaných 400 GB spadla na minimální hodnoty, poté se zápis na dalších 130 GB ještě vzpamatoval. Rychlost 4000 MB/s není žádný zázrak, ale tolik má i Samsung.

Firecuda 520 má nejslabší řadič a podporuje protokol NVMe 1.3, zatímco ostatní už mají NVMe 1.4. Podle předpokladů by měla být Firecuda nejpomalejší, což se ale ukázalo jen u sekvenčního výkonu. U náhodného čtení a zápisu jsou hodnoty IOPS srovnatelné a nevýhody staršího řadiče se smazávají.

Test SSD 2021 graf07 5 Seagate Firecuda 520 (zdroj: Cnews.cz)

Naměřeno

Sekvenční čtení a zápis

Náhodné čtení a zápis (IOPS)

Přístupová doba

Výkon disku v PCMark 10

Teploty a spotřeba