Samsung SM951 256GB AHCI vs. NVMe vergelijking

32 reacties
Inhoudsopgave
  1. 1. Inleiding
  2. 2. SM951 vs. 950 Pro
  3. 3. Specificaties
  4. 4. Test
  5. 5. Iometer: 4k random read/write
  6. 6. Iometer: 1 MB sequential read/write
  7. 7. Iometer: Fileserver / Databaseserver simulatie (mixed workloads)
  8. 8. AS SSD
  9. 9. AS SSD (deelscores)
  10. 10. PCMark7
  11. 11. PCMark7 (deelscores)
  12. 12. PCMark7 (Raw)
  13. 13. PCMark7 (Raw - deelscores)
  14. 14. PCMark8
  15. 15. PCMark8 (deelscores)
  16. 16. Continutests - Steady State Performance
  17. 17. Performance consistentie
  18. 18. Hardware.Info SSD Prestatiescore 2013-2016
  19. 19. Conclusie
  20. 20. Besproken producten
  21. 21. Reacties

Inleiding

Al enige tijd zijn PCI-Express SSD's in opkomst. Samen met het nieuwe aansturingsprotocol NVMe bieden zij enorme prestatieverbeteringen op storage vlak. We hebben bij de Samsung 950 Pro gezien hoe snel PCI-Express SSD's kunnen zijn, maar hoeveel effect heeft NVMe nu eigenlijk op de prestaties? In deze review vergelijken we een AHCI en NVMe variant van dezelfde SSD (Samsung SM951 256GB) om het precieze effect van NVMe in kaart te brengen.

Hoewel SSD's al jaren mainstream zijn, werken ze nagenoeg allemaal met het oude AHCI-aansturingsprotocol. Dit is ontwikkeld voor harde schijven en is daarom niet optimaal voor SSD's, die totaal anders werken. Harde schijven hebben bijvoorbeeld veel meer moeite met parallelle bewerkingen dan SSD's. 

Tot nu toe hebben we de Samsung SM951 256GB AHCI en de Samsung 950 Pro getest. Van de 950 Pro was er alleen een NVMe-variant. Hoewel hij sneller bleek te zijn dan de SM951, was nog steeds niet helemaal duidelijk welk deel van deze snelheidsverbetering voor de rekening van NVMe kwam.

Samsung SM951 256GB (NVMe)
Samsung SM951 256GB NVMe

Als we kijken naar de specificaties, dan zien we dat NVMe behoorlijk wat verschil zou moeten uitmaken. De opgegeven schrijf- en leessnelheden van de SM951 NVMe en AHCI zijn nagenoeg identiek, maar het echte verschil zien we pas bij het maximale aantal 4k random IOps. Dit is 90.000 bij lezen voor de AHCI en maar liefst 300.000 bij de NVMe. Bij schrijven is het verschil iets kleiner, hoewel het nog altijd aanzienlijk blijft: 70.000 voor de AHCI en 100.000 voor de NVMe.

De SM951 AHCI 256GB is 35 euro goedkoper dan de 950 Pro met dezelfde capaciteit. Opvallend genoeg is de SM951 NVMe nog een paar euro goedkoper dan de AHCI-variant. Gezien het feit dat je betere prestaties mag verwachten van NVMe, is er op dit moment weiunig reden om de AHCI-variant te nemen.

Met dank aan CD-ROM-LAND voor het verstrekken van een Samsung SM951 256GB NVMe.

SM951 vs. 950 Pro

Vooralsnog heeft Samsung twee PCI-Express SSD's uitgebracht voor de consumentenmarkt: de SM951 en 950 Pro, die elk komen in capaciteiten van 256GB en 512GB. Deze modellen zijn grotendeels identiek, afgezien van twee verschillen. Allereerst is een de 950 Pro een retail-product, terwijl de SM951 bestemd was voor OEMs, voornamelijk laptopproducenten. Dit heeft meer implicaties dan je zou verwachten. Allereerst moet je Samsung-software (zoals Magician) en firmware-updates missen. Ook krijg je er geen garantie op, althans van Samsung. De shop is uiteraard wettelijk verplicht twee jaar garantie te geven, maar je mist de vijf jaar fabrieksgarantie die je op de 950 Pro zou krijgen.  

Het tweede verschil is dat de 950 Pro gebruikmaakt van 3D V-NAND flashchips, terwijl de SM951 is uitgerust met 'gewoon' 16 nm flashgeheugen. 3D V-NAND is een nieuwe technologie van Samsung waarbij geheugencellen verticaal gestapeld worden, waardoor ze niet steeds verkleind hoeven te worden om kosten te besparen. Vermoedelijk heeft dit een positief effect op de levensduur van de SSD, omdat de flashchips exorbitant groot kunnen blijven - naar verluidt zelfs 40 nm bij Samsungs 3D V-NAND.

Afgezien hiervan zijn de SSD's technisch nagenoeg hetzelfde. Dit geldt ook voor de controller, die voor de retail 950 Pro is gedoopt tot 'UBX', maar verder niet verschilt. Wel opmerkelijk is dat de 256GB NVMe-variant van de SM951 iets betere specificaties heeft. De opgegeven leessnelheid van de SM951 is dan wel iets lager, maar schrijven doet hij dan weer sneller dan de 950 Pro. Ook kan de SM951 volgens Samsung iets meer 4k schrijfoperaties per seconde uitvoeren.  

Om de vergelijking tussen de SM951 NVMe en 950 Pro zo eerlijk mogelijk te houden, hebben we de 950 Pro 256GB opnieuw getest met de nieuwste Samsung-drivers. Zo kunnen we er zeker van zijn dat eventuele prestatieverschillen niet door de drivers komen.

Specificaties

In onderstaande tabel vind je de specificaties van de Samsung SM951 256GB NVMe en AHCI nog eens terug:

Algemeen
 
MerkSamsungSamsung
ProductnaamSM951 256GB (AHCI)SM951 256GB (NVMe)
ProductcodeMZHPV256HDGL-00000MZVPV256HDGL-00000
DetailsProductinfoProductinfo
Specificaties
Harddisk of SSDSSDSSD
Opgegeven capaciteit256 GB256 GB
Cache geheugen512 MB512 MB
InterfacePCI-Express 3.0 x4PCI-Express 3.0 x4
SSD controllerSamsung S4LN058A01 Samsung S4LN058A01
Beschikbare capaciteit in Windows238.47 GB238.47 GB
Native Command Queuing
TRIM ondersteuning
4K native mode
Type flashgeheugenMulti-level cell (MLC)Multi-level cell (MLC)
Merk flashchipsSamsungSamsung
Transistorgrootte flashchips16 nm16 nm
Garantie0 jaar0 jaar
NAS harddisk
ProtocolAHCINVMe
Snelheden
Leessnelheid (sequentieel)2150 MB/s2150 MB/s
Schrijfsnelheid (sequentieel)1200 MB/s1260 MB/s
Leessnelheid (4k random)90000 IOps300000 IOps
Schrijfsnelheid (4k random)70000 IOps100000 IOps
Fysieke eigenschappen
Form-factorM.2 2280M.2 2280
Hoogte3.7 mm3.7 mm
Gewicht7 gram7 gram
Encryptie / beveiliging
Self encrypting drive (SED)
TCG Opal 2.0 compatible
Microsoft eDrive compatible
Beveiliging buffergeheugen bij stroomuitval

Test

Onze SSD-test bestaat uit verschillende, veelal op Iometer gebaseerde synthetische tests, daarna twee op PCMark gebaseerde praktijktests en verder nog twee continutests. Ons testsysteem bestaat uit een Intel Core i5 op een ASRock Z97 Extreme6 moederbord met Intel Z97 chipset. Tests worden uitgevoerd onder Windows 8.1. Serial ATA SSD's sluiten we uiteraard aan op een Serial ATA 600 poort met AHCI ingeschakeld. M.2 PCI-Express SSD's plaatsen we in het zogenaamde "Ultra M.2"-slot van het moederbord dat vier PCI-Express 3.0 lanes bevat. In Windows maken we gebruik van de Intel RST drivers. In het geval van de Samsung SSD's hebben we Samsungs eigen NVMe driver gebruikt.

Iometer tests

Middels Iometer bepalen we allereerst de random lees- en schrijfsnelheid met 4k datablokken. Juist deze tests met kleine datablokken zijn als indicatie voor de prestaties van SSD’s in de praktijk erg van belang: in Windows, maar ook in andere besturingssystemen is 4k in de regel de meest gebruikte blokgrootte waarmee harde schijven en SSD’s worden aangestuurd. De test doen we met queue-depth 1, 2, 4, 8, 16 en 32. Deze queue-depth geeft aan hoeveel gelijktijdige instructies er op een SSD worden afgevuurd. Bij QD32 kunnen SSD’s zich van hun beste kant laten zien, maar juist de prestaties bij lage queue-depth zijn van groot belang bij consumententoepassingen.

Met Iometer meten we ook de lees- en schrijfsnelheid bij grote datablokken van 1 MB. Deze test doen we bij QD32, maar juist bij dergelijke datablokken maakt de hoeveelheid parallelle verzoeken weinig tot niets uit, omdat de SSD-controller die uitstekend kan verdelen over meerdere SSD-kanalen.

Verder simuleren we de toegangspatronen van een file server en een database server met Iometer. De database test bestaat geheel uit random operaties ter grootte van 8 kB, waarvan 67% leesopdrachten en 33% schrijfopdrachten. De fileserver test uit 80% leesopdrachten en 20% schrijfopdrachten, waarbij de transfer sizes als volgt zijn verdeeld: 10% 512 bytes, 5% 1 kB, 5% 2 kB, 60% 4 kB, 2% 8 kB, 4% 16 kB, 4% 32 kB en 10% 64 kB. Zowel de file server als database test voeren we opnieuw uit met queue-depth 1, 2, 4, 8, 16 en 32.

Alle Iometer tests voeren we uit met volledig gerandomiseerde data, waardoor SSD-controllers met compressietrucs daar geen profijt uit kunnen behalen. Ook draaien alle verschillende tests minimaal 30 seconden per stuk, veel langer dan vergelijkbare tests die onderdeel uitmaken van diverse benchmark tools.

AS SSD

Hoewel we feitelijk alle relevante synthetische testdata uit IOmeter kunnen halen, draaien we alsnog ook de populaire AS SSD benchmark, dat intern ook is gebaseerd op de prestaties bij 4k datablokken (QD1 en QD64) en sequentiële lees- en schrijfprestaties. Hoewel dus redundant ten opzichte van de Iometer tests, heeft AS SSD twee voordelen: allereerst worden de scores netjes omgezet in een duidelijke totaalscore, die goede eerste indruk van de prestaties van een SSD geeft. Daarnaast kun je AS SSD ook simpel thuis draaien en zo scores eenvoudig vergelijken.

Real-world benchmarks: PCMark

Voor consumententoepassingen zijn real-world benchmarks PCMark7 en PCMark8 veel belangrijker. PCMark7 simuleert de hardeschijftoegang van echte programma's en geeft aan wat de prestaties van de drive zijn in verschillende scenario’s. De totaalscore geeft een maat voor algemeen gebruik, de deelscores geven een indicatie van de snelheid bij verschillende gebruiksmodellen. De zogenaamde traces zijn gebaseerd op software uit het Windows 7 tijdperk. PCMark 7 speelt de scenario’s in real-time af; prestatiewinsten die je in werkelijkheid niet zou bemerken, zie je bij PCMark 7 dan ook niet in de scores terug.

We tonen daarnaast PCMark7 'Raw' scores. Hierbij is de idle-tijd weggelaten, waardoor de scores niet meer één-op-één correleren met de prestaties van de applicaties in de praktijk, maar je kunt wel mooi het daadwerkelijke prestatieverschil tussen SSD's zien.

Voorts draaien we PCMark8, de nieuwste versie van de benchmark. Ook deze benchmark heeft weer een harde schijf/SSD test, opnieuw gebaseerd op traces, maar nu van moderne software. PCMark 8 bevat traces van Adobe Photoshop, Adobe Illustrator, Adobe Indesign, Adobe After Effects, Microsoft Word, Microsoft Excel, Microsoft PowerPoint, World of Warcraft en Battlefield 3.

Continutests

Ten slotte doen we nog een tweetal continutests, waarbij we een workload voor 30 minuten op een SSD draaien, en per minuut de gemiddelde prestaties bepalen. Allereerst doen we dit met de Iometer 4k random write test, daarnaast met de Iometer database simulatie. Beide continutests worden uitgevoerd met QD32 en op een bestand dat 75% van de capaciteit van het aanwezige flashgeheugen beslaat. Meer informatie over deze continutests verderop. Voor consumententoepassingen zijn deze continutests van weinig belang, voor het professioneel inzetten van SSD’s – bijvoorbeeld in servers – zijn de resultaten van deze tests juist belangrijker dan welke andere benchmark dan ook.

Consistentietests

Onder consistentie verstaan we hoe de prestaties van seconde tot seconde kunnen afwijken. Om de consistentie in kaart te brengen, draaien we opnieuw een Iometer 4k random write QD32 workload maar in plaats van het iedere minuut bepalen van de prestaties, bepalen we voor iedere seconde een gemiddelde. Laat het maar direct gezegd zijn: de consistentie van prestaties is voornamelijk iets wat voor de enterprise markt van belang is. Wie een SSD in een heavy duty database-server plaatst, wil er zeker van zijn dat de prestaties van de gebruikte storage voorspelbaar zijn: grote pieken en dalen kunnen leiden tot onvoorspelbaar gedrag van workloads. Voor consumentengebruik is het eigenlijk (vrijwel) niet van belang, behalve dat de prestatieconsistentie zonder meer een effect heeft op de prestaties van SSD's wanneer je ze in RAID 0 plaatst. Immers, bij een RAID 0 array worden blokken data om en om naar twee of meer disks geschreven en voor de prestaties geldt in feite dat de langzaamste schijf ("de zwakste schakel") het uiteindelijke prestatieniveau bepaalt. Wanneer één schijf een matige consistentie van prestaties heeft, zullen de algehele prestaties van een RAID 0-array relatief laag zijn, aangezien de kans dat één van beide "een dipje" heeft dan relatief groot is.

Stroomverbruik

Het stroomverbruik van SSD’s meten we gebruikmakend van een BTO W540EU laptop gebaseerd op een Intel Core i3 3120M CPU en de Intel H77M chipset. We meten het stroomverbruik van SSD’s zowel idle als tijdens een 4k random write en 1 MB sequential write workload. 

Grafieken

In de grafieken hebben we alle door ons geteste PCI-Express M.2 SSD's meegenomen. In de grafieken is de NVMe-variant van de Samsung SM951 te herkennen aan de rode balkjes.

Iometer: 4k random read/write

Met Iometer hebben we de random leessnelheid met 4k datablokken getest, met queue depth 1 tot en met 32. 

Met een queue depth van 1 presteren de Samsung SM951 NVMe en de 950 Pro ongeveer vergelijkbaar in de random 4k leestest, maar bij QD32 doet de SM951 het een stuk beter. Zowel de 950 Pro als de SM951 NVMe halen bijna twee keer zoveel IOps als de SM951 AHCI. Een enorme queue depth is dan ook een van de sterke punten van NVMe.

Ook bij het schrijven van 4k-blokken staat de SM951 NVMe weer aan de top. Bij een queue depth van 1 is het verschil tussen de SM951 en de 950 Pro klein, maar bij QD32 wordt zien we evenveel verschil als tussen de 950 Pro en de SM951 AHCI.

Iometer: 1 MB sequential read/write

Verrassend genoeg doet de Samsung SM951 AHCI het in de sequentiële leestest beter van de NVMe-variant. De 950 Pro eindigt bij zowel lezen als schrijven onderaan, hoewel dit laatste niet zou moeten verbazen: hij heeft een significant lagere schrijfsnelheid dan de SM951 schijven.

Iometer: Fileserver / Databaseserver simulatie (mixed workloads)

Hoewel we vandaag natuurlijk consumenten-SSD's testen, hebben we ter volledigheid ook de fileserver en databaseserver simulatie workloads gedraaid, om een volledig beeld te krijgen van de prestaties. In onderstaande grafiek zie je de resultaten voor queue depth 32. Een beschrijving van deze tests vind je op de testprocedurepagina.

Fileserver workload

Bij de fileserver simulatie, die 80% uit leesopdrachten bestaat en 20% uit schrijfopdrachten, zien we het partroon dat we verwachten: de NVMe-schijven staan bovenaan, terwijl de Samsung SM951 AHCI minder goed presteert.

Database workload

De databaseserver simulatie bestaat uit 67% lezen en 33% schrijven met een vaste blokgrootte van 8 kB. Hier zien we weer exact hetzelfde als bij de fileserver workload. NVMe blijkt hier een groot positief effect te hebben.

AS SSD

AS SSD werkt met oncomprimeerbare data. Net als bij onze Iometer-tests hebben SSD's met een SandForce-controller hier dus geen voordeel van de ingebouwde compressietrucjes.

AS SSD doet zowel lees- als schrijftests. Eerst wordt er getest met datablokken van 4 kB, met één instructie tegelijkertijd en daarna met 4 kB datablokken met 64 gelijktijdige instructies. Ten slotte wordt ook een sequentiële lees- en schrijftest uitgevoerd, die een maat geeft voor het werken met zeer grote bestanden. Op basis van alle tests bepaalt AS SSD ook een totaalscore. Hoewel de tests grotendeels dubbelop zijn met de Iometer tests, draaien we SSD's omdat je deze benchmark zelf ook eenvoudig kunt draaien om zo een vergelijking te maken met je eigen SSD.

Wederom zien we dat de Samsung SM951 NVMe behoorlijk snel is: zelfs sneller dan de 950 Pro.

AS SSD (deelscores)

4k blokken lezen - single threaded

4k blokken lezen - 64 threads

Sequentieel lezen

4k blokken schrijven - single threaded

4k blokken schrijven - 64 threads

Sequentieel schrijven

PCMark7

PCMark7 maakt gebruik van traces gebaseerd op relatief moderne software uit het Windows 7 tijdperk. Juist omdat deze benchmark gebruikmaakt van echte en ook moderne applicaties, is dit samen met PCMark8 eigenlijk de belangrijkste benchmark om je beslissing welke SSD te kopen op te baseren, mits je een SSD koopt voor consumententoepassingen. Een verschil met PCMark Vantage, een benchmark die we voor SSD's niet meer draaien omdat hij inmiddels té oud is, is dat PCMark7 de traces in real time afspeelt. Daardoor liggen de scores van SSD's dichter bij elkaar, maar komen de resultaten ook veel beter overeen met wat je in de praktijk daadwerkelijk mag verwachten.

In PCMark7 zien we vrijwel geen verschil tussen de SSD's, aangezien ze alle drie razendsnel zijn.

Op de volgende pagina vind je de deelscores.

PCMark7 (deelscores)

Windows Defender test

De Windows Defender test is gebaseerd op een trace waarbij Windows Defender een quick scan doet van een systeem.

Importing pictures test

De importing pictures test is gebaseerd op een trace waarbij een USB-stick met 68 foto's (434 MB in totaal) wordt geïmporteerd in Windows Live Photo Gallery, waarbij de afbeeldingen worden gekopieerd en geïndexeerd en er thumbnails worden aangemaakt.

Video editing test

De video editing test is gebaseerd op een trace waarbij een HD-video wordt geëxporteerd vanuit Windows Live Movie Maker. Deze film is gebaseerd op eerder geïmporteerde 1080i MPEG2 video's van een Sony HDR-HC3 camera.

Windows Media Center test

De Windows Media Center test is gebaseerd op het gebruik van een Media Center PC met twee DVB-T tuners. Eerst wordt een stuk TV opgenomen, waarna de opname wordt gestopt. Terwijl de opname wordt afgespeeld, worden er tegelijkertijd twee andere zenders opgenomen.

Adding music test

De adding music test is gebaseerd op Windows Media Player. Bij deze test wordt 68 GB aan muziekbestanden (lossless WMA) afkomstig van een andere schijf geïndexeerd. Let wel: het inlezen van de WMA-files valt niet binnen de trace, want die waren afkomstig van een andere schijf. De trace bevat enkel de hardeschijfactiviteit van het bijwerken van de Windows Media Player database.

Starting applications test

De starting applications test is gebaseerd op het openen van een op de harde schijf bewaard zeer complex HTML-document inclusief alle bijbehorende bestanden in Internet Explorer.

Gaming test

De gaming test is gebaseerd op een trace waarbij een level in World of Warcraft volledig wordt geladen.

PCMark7 (Raw)

PCMark7 kan sinds de nieuwste versie ook zogenaamde Raw scores tonen. Dat zijn scores waarvoor de idle tijd binnen de traces van de verschillende testonderdelen niet wordt meegerekend. Dat zorgt ervoor dat je, net als vroeger bij PCMark Vantage, veel beter de echte prestatieverschillen tussen de SSD's kunt zien. Ofwel: de Raw scores kun je in feite interpreteren als het prestatieverschil tussen verschillende SSD's bij de verschillende workloads, de normale scores van de vorige pagina's correleren met wat je daar in de praktijk daadwerkelijk van merkt.

Als we idle-tijd niet meerekenen, zien we dat de NVMe-schijven toch wel ietsje sneller zijn dan de Samsung SM951 AHCI. In de meeste benchmarks blijken zij een hogere transfer speed te hebben dan de AHCI SSD.

Op de volgende pagina vind je de deelscores.

PCMark7 (Raw - deelscores)

Windows Defender test

De Windows Defender test is gebaseerd op een trace waarbij Windows Defender een quick scan doet van een systeem. 

Importing pictures test

De importing pictures test is gebaseerd op een trace waarbij een USB-stick met 68 foto's (434 MB in totaal) wordt geïmporteerd in Windows Live Photo Gallery, waarbij de afbeeldingen worden gekopiëerd en geïndexeerd en er thumbnails worden aangemaakt.

Video editing test

De video editing test is gebaseerd op een trace waarbij een HD-video wordt geëxporteerd vanuit Windows Live Movie Maker. Deze film is gebaseerd op eerder geïmporteerde 1080i MPEG2 video's van een Sony HDR-HC3 camera.

Windows Media Center test

De Windows Media Center test is gebaseerd op het gebruik van een Media Center PC met twee DVB-T tuners. Eerst wordt een stuk TV opgenomen, waarna de opname wordt gestopt. Terwijl de opname wordt afgespeeld, worden er tegelijkertijd twee andere zenders opgenomen.

Adding music test

De adding music test is gebaseerd op Windows Media Player. Bij deze test wordt 68 GB aan muziekbestanden (lossless WMA) afkomstig van een andere schijf geïndexeerd. Let wel: het inlezen van de WMA-files valt niet binnen de trace, want die waren afkomstig van een andere schijf. De trace bevat enkel de hardeschijfactiviteit van het bijwerken van de Windows Media Player database.

Starting applications test

De starting applications test is gebaseerd op het openen van een op de harde schijf bewaard zeer complex HTML-document inclusief alle bijbehorende bestanden in Internet Explorer.

Gaming test

De gaming test is gebaseerd op een trace waarbij een level in World of Warcraft volledig wordt geladen.

PCMark8

De storage benchmark van PCMark8 is opnieuw gebaseerd op traces, maar nu van moderne software. PCMark8 bevat traces van Adobe Photoshop, Adobe Illustrator, Adobe Indesign, Adobe After Effects, Microsoft Word, Microsoft Excel, Microsoft PowerPoint, World of Warcraft en Battlefield 3. De totaalscore wordt bepaald door het meetkundig gemiddelde van de verschillende onderdelen te nemen. Opnieuw worden de traces 'real time' afgespeeld, dus inclusief idle tijd. Dat maakt dat net als bij PCMark7 de scores van SSD erg dicht bij elkaar liggen. Dat komt dan ook overeen met de praktijk: bij normale consumententoepassingen is het vrijwel onmogelijk om moderne SSD's van elkaar te onderscheiden.

Waar PCMark7 voor alle tests ook een Raw-score geeft, toont PCMark8 op eenzelfde manier een gemiddelde snelheid waarmee de drive activiteit van de traces afspeelt. Dit is dus weer zonder idle tijd en toont de daadwerkelijk onderliggende prestatieverschillen van de SSD's. 

De verschillen zijn erg klein, omdat je in de praktijk simpelweg nauwelijks verschil merkt tussen de diverse populaire SSD's van dit moment - althans, in deze scenario's.

De PCMark8 score van de Samsung SM951 NVMe en de 950 Pro is identiek. Dit geldt ook voor de storage bandwidth, die nagenoeg hetzelfde is. Tussen deze twee en de SM951 AHCI bestaat er echter wel een verschil in de storage bandwidth: deze is 100 MB/sec lager bij de AHCI SSD.

Op de volgende pagina vind je de deelscores.

PCMark8 (deelscores)

Batllefield 3

De Battlefield 3 trace bevat het opstarten van Battlefield 3, inloggen en laden van een save game en het starten van het betreffende level. De trace bevat 887 MB aan leesopdrachten en 28 MB aan schrijfopdrachten. De Samsung 950 Pro-SSD's staan bij alle benchmarks bovenaan, hoewel het vrijwel niets scheelt.

World of Warcraft

De World of Warcraft trace bevat het opstarten van het spel, het inloggen en het starten van een level. De trace bevat 390 MB aan leesopdrachten en 5 MB aan schrijfopdrachten. 

Adobe Photoshop Light

Deze trace bevat het starten van Photoshop, het openen van 14 afbeeldingen en het op elk daarvan uitvoeren van een zevental bewerkingen. De trace bevat 313 MB aan leesopdrachten en 2336 MB aan schrijfopdrachten. 

Adobe Photoshop Heavy

Deze trace is gebaseerd op het bewerking van een hoge resolutie foto en het daarmee maken van een hi-res poster voor print. De trace bevat 468 MB aan leesopdrachten en 5640 MB aan schrijfopdrachten.

Adobe InDesign

In deze trace wordt een publicatie met een groot aantal afbeeldingen gemaakt in InDesign. De trace bevat 401 MB aan leesopdrachten en 624 MB aan schrijfopdrachten.

Adobe After Effects

In deze trace wordt een eerder gemaakte video gerenderd. De trace bevat 311 MB aan leesopdrachten en 16 MB aan schrijfopdrachten.

Adobe Illustrator

In deze trace wordt een presentatie gemaakt op basis van een groot aantal in Photoshop gemaakte afbeeldingen. De trace bevat 373 MB aan leesopdrachten en 89 MB aan schrijfopdrachten.

Microsoft Word

In deze trace wordt een groot aantal bewerkingen gedaan aan een groot academisch Word-bestand.De trace bevat 107 MB aan leesopdrachten en 95 MB aan schrijfopdrachten.

Microsoft Excel

Deze trace bevat werkzaamheden aan een zeer grote Excel-tabel.De trace bevat 73 MB aan leesopdrachten en 15 MB aan schrijfopdrachten.

Microsoft PowerPoint

Deze trace bevat een aantal bewerkingen aan een groot PowerPoint bestand met veel afbeeldingen. De trace bevat 83 MB aan leesopdrachten en 21 MB aan schrijfopdrachten.

Continutests - Steady State Performance

Zeker voor wie een SSD professioneel gaat toepassen - denk aan workstation- of servergebruik - zijn de zogenaamde steady state prestaties, ofwel het prestatieniveau waarop een SSD stabiliseert na langdurig intensief gebruik, erg van belang.

Eerst wat achtergrondinformatie. We hebben meermaals geschreven dat data op een SSD per zogenaamde 'pagina', hoeveelheden van meestal 4, 8 of 16 kB, weggeschreven en uitgelezen kan worden. Om data te kunnen wegschrijven moeten datacellen echter eerst gewist worden: dat kan alleen per blok. Zo'n blok bestaat uit 128, 256 of 512 pagina's. Dit gegeven zorgt ervoor dat SSD's slimme trucjes moeten uithalen. Wanneer een aantal pagina's aan data verwijderd moet worden, moet eerst de rest van de data uit het blok gekopieerd worden naar een ander blok, waarna het gehele blok geleegd kan worden. In de praktijk betekent het dat SSD-controllers schrijfacties zoveel mogelijk opzamelen, deze vervolgens tegelijk naar nieuwe, vers geleegde blokken uitvoeren en tegelijkertijd verwijderacties pas op gezette tijden uitvoeren. Op die momenten, wanneer de SSD niets te doen heeft, schakelt de in de controller ingebakken garbage collector in, die verwijderacties daadwerkelijk doorvoert op chipniveau en overbleven data zoveel mogelijk combineert in volle blokken, om op die manier zoveel mogelijk blokken volledig leeg te kunnen maken.

Wanneer de SSD echter lange tijd continu, dus zonder een seconde rust, gebruikt wordt, kan de garbage collector niet tussendoor aan de slag. Op een gegeven moment zijn er dan geen lege blokken meer over en zal de SSD tussen het uitvoeren van commando's door aan garbage collection moeten gaan doen. Het resultaat: de prestaties worden lager. Het prestatieniveau waarop een SSD in zo'n geval op stabiliseert noemen we de steady state performance.

Wij doen twee verschillende continutests om deze steady state performance in kaart te brengen. Beide tests draaien we met Iometer, waarbij we de workload voor minimaal 30 minuten continu laten draaien er per minuut de gemiddelde prestaties noteren. De eerste continutest is de 4k random write QD32 benchmark. De tweede continutests is de Iometer database workload simulatie, eveneens gedraaid met queue depth 32. Beide tests draaien we op een testbestand dat 75% van de schijfcapaciteit (LBA) beslaat.

Vanaf nu draaien we de tests standaard 600 minuten (10 uur) in plaats van 300 minuten. We hebben hiervoor nog geen vergelijkingsmateriaal, maar hieronder vind je voor de Samsung SSD's ook de gemiddelde waarde in de laatste 20 minuten in dit tijdsbestek van 10 uur.

4k random write QD32

De continutest is de eerste benchmark waarbij de Samsung 950 Pro het duidelijk beter doet dan de twee andere SSD's. Hij eindigt consequent bovenaan. De 600 minuten test voerden we nog niet uit toen we de SM951 AHCI testten - de testresultaten daarvoor zie je dan ook niet terug in de grafiek.

Databasesimulatie QD32

Ook bij de datasimulatietest doet de 950 Pro het beter dan de SM951's.

Performance consistentie

Om de consistentie van de prestaties in kaart te brengen, hebben we nogmaals een 4k random write workload op de SSD's gedraaid met queue-depth 32, waarbij we iedere seconde de prestaties monitoren. Voor de periode tussen de 1800 en 2000 seconden berekenden we de standaardafwijking van de resultaten. Hoe lager die standaardafwijking, hoe minder variatie en dus hoe constanter het prestatieniveau. Als tweede grafiek is nogmaals het steady state niveau in dezelfde test geplaatst, om snel te kunnen vergelijken. Hoe er rekening mee dat wanneer de prestaties erg constant zijn, maar in absolute zin erg laag, je er alsnog weinig voor koopt.

De grafiek van de Samsung SM951 256GB AHCI ziet er duidelijk consistenter uit dan die van de NVMe. Ook is de snelheid hoger, hoewel hij wel een hogere iets standaardafwijking heeft dan de NVMe. Ook hier doet de 950 Pro het weer stukken beter dan beide SM951 SSD's.

Samsung SM951 256GB AHCI:

Samsung SM951 256GB (AHCI)

Samsung SM951 256GB (AHCI)

Samsung SM951 256GB NVMe:

Samsung SM951 256GB (NVMe)

Samsung SM951 256GB (NVMe)

Hardware.Info SSD Prestatiescore 2013-2016

Ten slotte de Hardware.Info SSD Prestatiescore 2013-2016. Deze is bepaald door het meetkundig gemiddelde te nemen van de belangrijkste benchmarks (AS SSD, Iometer 4k R/W, Iometer seq. R/W, PCMark7, PCMark8 en beide continutests) en dat te normaliseren, zodat de best presterende SSD uit onze grote vergelijkingstest van 2013 (de OCZ Vector 150) op 100 punten uitkomt.

Zoals de eerdere benchmarkresultaten al duidelijk hebben gemaakt, is de Samsung SM951 256GB NVMe een stuk sneller dan de AHCI-variant. Ook blijkt hij sneller te zijn dan de 950 Pro, wat toch wel opmerkelijk is. Om er zeker van te zijn dat dit verschil niet werd veroorzaakt door de nieuwere Samsung-drivers die nu inmiddels uit zijn, hebben we de 950 Pro 256GB opnieuw getest met deze nieuwere drivers. Hierdoor werd de 950 Pro iets sneller (voorheen haalde hij een Prestatiescore van 175), maar wist hij nog altijd de SM951 NVMe niet in te halen.

Naast de gewone Prestatiescore hebben we ook nog een Entry Prestatiescore, waarin we geen Continutests meenemen. Dit moet een betere indicatie geven van welke prestaties 'gewone' gebruikers mogen verwachten. Hier wordt de voorsprong van de SM951 NVMe op de 950 Pro nog groter.

 

Conclusie

De benchmarkresultaten zijn duidelijk: NVMe levert een behoorlijke snelheidswinst op. De Samsung SM951 256GB NVMe heeft een 25% hogere Prestatiescore dan de AHCI-variant. Zoals te verwachten, zagen we de grootste prestatieverbeteringen bij het lezen met meer threads. In de AS SSD leestest met 4k blokken en 64 threads haalt de NVMe bijvoorbeeld een snelheid die bijna 70% hoger ligt. Ook in de IOmeter 4k leestest doet hij het een stuk beter dan de AHCI naarmate de queue depth toeneemt. Bij een queue depth van 32, het maximum, is zowel de snelheid als het aantal IOps ruim twee keer zo hoog.

Een misschien nog opmerkelijker conclusie is dat de SM951 256GB NVMe ook iets sneller is dan de 950 Pro 256GB! Daarnaast bespaar je ook nog eens iets meer dan vier tientjes op de koop. Betere prestaties voor minder geld: het klinkt te mooi om waar te zijn. Dat is het in zekere zin ook. Er kleven namelijk ook nadelen aan de aanschaf van een SM951. Aangezien het een OEM-product is, krijg je geen fabrieksgarantie, terwijl je op de 950 Pro vijf jaar garantie krijgt. De winkel geeft je uiteraard wel twee jaar garantie, maar aanvullende fabrieksgarantie is altijd prettig. Verder moet je encryptiemogelijkheden, Samsung Magician en eventuele firmware updates missen. 

Is dit geen probleem voor je, dan kan je 40 euro op de koop van een PCI-Express SSD besparen door de SM951 te nemen. 


Besproken product

Vergelijk  

Product

Prijs

Excellent Samsung SM951 256GB (NVMe)

Samsung SM951 256GB (NVMe)

  • 256 GB
  • PCI-Express 3.0 x4
  • Samsung S4LN058A01
  • 2150 MB/s
  • 1260 MB/s
  • M.2 2280
Niet verkrijgbaar
0
*