Samsung 990 Pro | Recensione

Samsung 990 Pro è la nuova linea di SSD ad alte prestazioni della nota azienda coreana che va a prendere il posto della popolare gamma 980 Pro. Inizialmente disponibile solo nei formati 1TB e 2TB, il dispositivo vedrà l’arrivo anche di una variante da 4TB il prossimo anno. Samsung 990 Pro sfrutta il nuovo controller Samsung Pascal e le memorie V7 TLC NAND per raggiungere le velocità eccezionali dichiarate. Infatti il prodotto, commercializzato con o senza dissipatore dotato di LED RGB, è stato progettato per essere impiegato in dispositivi che necessitano di elevate performance, dai desktop e notebook per finire anche a console di ultima generazione, come Playstation 5.

Dal punto di vista delle specifiche, il Samsung 990 Pro promette fino a 7.450 e 6.900 MB/s, rispettivamente, in lettura e scrittura sequenziale, con 1,4 milioni e 1,55 milioni di IOPS, rispettivamente, in lettura e scrittura. Sicuramente, questo pone il nuovo Samsung 990 Pro un gradino sopra al precedente Samsung 980 Pro, superando anche blasonati concorrenti come il Platinum P41 di SK Hynix o il SN850X di WD.

Il Samsung 990 Pro supporta la crittografia TCG Opal, funzione non supportata da molte unità SSD per il mercato consumer, inoltre assicura una resistenza di 600 TBW per il modello da 1TB, che sale a 1200TBW in quello da 2TB e a 2400TBW in quello da 4TB. L’aderenza allo standard PCI-SIG D8 del dissipatore garantisce piena compatibilità con PS5, data l’altezza inferiore a 8,8mm.

Software e accessori

In anticipo rispetto al lancio di Samsung 990 Pro, l’azienda ha reso disponibile la versione 7.2 di Magician, software dedicato alla gestione delle unità SSD, che ora è in grado di controllare l’illuminazione RGB del dispositivo. Ovviamente, non mancano le consuete opzioni e funzionalità che consentono di effettuare la migrazione dei dati, aggiornare il firmware o i driver, nonché effettuare vari test di diagnostica. È altresì presente la funzionalità PSIC Revert, che esegue una cancellazione sicura e consente di sbloccare un’unita crittografata.

Ultima, ma non certo per importanza, la presenza di un pannello dedicato all’ottimizzazione delle prestazioni, che offre una modalità "Full Performance” che, presumibilmente, disattiva gli stati di basso consumo.

Aspetto, specifiche e tecnologie

Dal punto del vista dell’estetica, Samsung 990 Pro è caratterizzato dalla presenza di un’etichetta sulla parte frontale e sul retro che fornisce le informazioni di base dell’unità. Sul retro, inoltre, un piccolo dissipatore aiuta a ridurre le temperature quando l'SSD è in uso. Rimuovendo l’etichetta superiore è possibile vedere chiaramente due moduli NAND, un modulo DRAM e il controller, quest’ultimo nichelato per migliorare la dissipazione e che sfrutta anche il Dynamic Thermal Guard (DTG) di Samsung.

Il controller Pascal, successore dell’Elpis impiegato nella serie 980 Pro, viene realizzato con il processo produttivo 8nm di Samsung ed è ancora basato sull’architettura ARM. Grazie a quello che l’azienda coreana ha definito come un percorso dei dati ottimizzato sulle memorie NAND con una “tecnologia di automazione hardware” con tempi di elaborazione ridotti in virtù di un “algoritmo cache”, Pascal offre prestazioni significativamente superiori rispetto a Elpis.

Man mano che le unità SSD scalano verso livelli di parallelizzazione maggiori con indirizzamenti più complessi, iniziano a verificarsi colli di bottiglia a livello di IOPS. L'automazione dell'hardware aiuta a superarli e offre anche un risparmio energetico che diventa sempre più importante man mano che le unità diventano più veloci. Un esempio è la gestione accelerata via hardware delle mappe flash, che può aumentare gli IOPS rispetto alla gestione via software del livello di Flash Translation Layer (FTL), che traduce gli indirizzi della memoria fisica e logica. Anche le code di I/O e i trasferimenti di dati beneficiano dell'accelerazione. Separatamente, i miglioramenti dell'elaborazione parallela nel firmware possono anche migliorare la garbage collection e lo scheduling, come nel caso del firmware I/O+ di Phison.

La memoria volatile, come la SRAM, viene utilizzata dal controller per memorizzare nella cache le informazioni di mappatura e per precaricare i dati da impegnare nella memoria NAND flash, quindi l'ottimizzazione degli algoritmi può migliorare le prestazioni complessive. Le prestazioni in scrittura spesso beneficiano maggiormente di questi progressi, ma i cambiamenti possono essere rilevanti anche per DirectStorage. Alcuni produttori, come Solidigm, hanno deciso di introdurre una forma di caching tramite un driver NVMe specializzato. In questo caso, la conoscenza del tipo di dati e del modo in cui vengono utilizzati (metadati) può migliorare le prestazioni con una cache intelligente. Samsung non ha spiegato cosa intende per "cache di lettura", ma non è raro che alcuni dati importanti vengano conservati nella pSLC per migliorare le letture successive.

Un tipico algoritmo di cache è il Least Recently Used (LRU), in cui i dati di accesso più recente vengono eliminati per primi da una cache piena. Tale algoritmo è limitato se non tiene conto della località spaziale, cioè della conoscenza delle posizioni di memoria adiacenti e vicine. L'inevitabile aumento dell'overhead FTL con algoritmi più complessi può creare un collo di bottiglia nelle prestazioni. Miglioramenti specifici al controller possono aumentare l'IOPS massimo scaricando o automatizzando parte di questo lavoro. Questo può anche portare a una riduzione della latenza, anche se è improbabile che i benefici siano pienamente realizzati su un dispositivo consumer.

Oltre al rinnovato controller, sul dispositivo troviamo anche qualche vecchia conoscenza, come le memorie DRAM, che sono le stesse in formato LPDDR4, che offrono un certo risparmio energetico rispetto alle tradizionali DDR, utilizzate dall’azienda in molti altri SSD. I package delle memorie flash presentano la sigla K9DVGY8JRD-DCK0, il che indica che si tratta di NAND TLC a 176 strati di Samsung, evoluzione di quelle a 128 strati usate su 980 Pro. Samsung ha presentato la sua TLC di ottava generazione all'ISSCC di quest'anno, ma le recenti tendenze del mercato delle memorie hanno generalmente lasciato i produttori in una situazione di stallo per quanto riguarda la produzione di memorie con un numero di strati ancora più alto.

Tra i miglioramenti apportati dal produttore coreano troviamo l’impiego di un design a quattro piani e un'implementazione Cell-on-Periphery (COP). Un maggior numero di piani significa una maggiore parallelizzazione, che si traduce almeno in una maggiore larghezza di banda. Il COP è simile al CMOS-under-Array (CUA) di Micron e, in pratica, consiste del riposizionamento dei circuiti di controllo dalla parte periferica o dal lato dell'array. In questo modo è possibile migliorare notevolmente l'efficienza energetica e ridurre la superficie del die, collocando i circuiti periferici sotto l'array delle celle dati.

Il posizionamento di questa circuiteria sotto l'array ha comportato alcuni problemi per Samsung, che li ha risolti utilizzando un design innovativo dei condensatori. Il risultato è una migliore erogazione di potenza con minori requisiti di superficie. Samsung utilizza inoltre un approccio di terminazione dual-scheme che consente di aumentare l'efficienza energetica quando non è richiesta la piena velocità di I/O.

Samsung è l'unico produttore che è riuscito a evitare lo string-stacking, ovvero l'uso di più deck di array NAND, con un numero maggiore di strati di flash. Il suo approccio comporta molte sfide, ma evita anche di dover affrontare la fusione dei deck. L'incisione di un numero così elevato di strati comporta un aumento del rapporto d'aspetto che, tra l'altro, può incrementare il livello di deviazione della soglia di tensione tra le celle dei diversi strati. Un numero maggiore di strati nello stesso spazio si traduce in una capacità della cella effettivamente inferiore, che può avere un impatto anche sulle prestazioni e sulla durata. La soluzione di Samsung introduce un latch aggiuntivo - un tipo di buffer dinamico, come i buffer di pagina - per superare questo problema.

Prestazioni

Per misurare le prestazioni del nuovo Samsung 990 Pro abbiamo eseguito alcuni test con CrystalDiskMark, strumento di benchmarking gratuito, facile da usare e molto famoso, che ci da un'idea delle prestazioni nominali del disco, DiskBench, software che ci permette di scrivere e leggere file dall'unità in modo da simulare un carico reale e Final Fantasy XIV, che offre un test che permette di misurare i tempi di caricamento medi degli scenari di gioco, così da avere un'idea della velocità dell'SSD in ambito gaming.

In CrystalDiskMark il Samsung 990 Pro ha fatto registrare prestazioni sequenziali pari a 6.585MB/s in lettura e 6.380MB/s in scrittura, posizionandosi leggermente sotto i valori dichiarati di fabbrica ma risultando comunque tra i migliori SSD PCIe 4.0 provati. Il vecchio 980 Pro risulta leggermente più veloce in lettura (6.645 MB/s), ma decisamente più lento in scrittura, dove si ferma a 4.970MB/s.

Anche nel test di Final Fantasy XIV otteniamo ottimi risultati, che faranno sorridere sia i giocatori PC che i possessori di Playstation 5. Il Samsung 990 Pro fa registrare un tempo di caricamento medio di 8,71 secondi, uno dei più bassi tra gli SSD presenti nel nostro archivio e molto vicino a quello del Samsung 980 Pro, che tocca gli 8,5 secondi.

Le prove con DiskBench confermano le ottime caratteristiche dell'unità: un file video da 50GB viene scritto sul Samsung 990 Pro a una velocità media di 2.628 MB/s e letto a 3.923MB/s, valori di molto superiori a quelli del 980 Pro che fa registrare rispettivamente 2.016MB/s in scrittura e 2.005MB/s in lettura. Una cartella da 30GB con file di vario tipo viene copiata sull'SSD a 2.526 MB/s, velocità in linea con quella registrata precedentemente, mentre un singolo file da 6GB è letto a 4.164MB/s; anche in questo caso siamo ben sopra i valori del precedente 980 Pro, a conferma del fatto che Samsung ha fatto un ottimo lavoro con il nuovo modello.

Consumo di energia e temperature

Samsung 990 Pro è abbastanza efficiente dal punto di vista energetico sia in modalità classica che "Full Power", migliorando anche in questo caso il vecchio 980 Pro. Le memorie flash più efficienti e i miglioramenti agli stati a basso consumo rendono il 990 Pro una buona scelta anche per i computer portatili, dato che l'SSD peserà meno sulla batteria quando è in idle.

Com'è facile aspettarsi, la modalità Full Power è un po' meno efficiente, ma è anche vero che è stata progettata principalmente per sistemi desktop; complessivamente, il nuovo Samsung 990 Pro consuma meno del modello precedente.

Anche in termini di temperature abbiamo buoni risultati, specialmente considerando che l'SSD non è dotato di dissipatore. In idle abbiamo registrato 41°C, mentre sotto stress l'unità tocca i 76°C, rimanendo ampiamente sotto il primo punto di throttling.

Conclusioni

Samsung 990 Pro è un SSD PCIe 4.0 davvero molto veloce. Le prestazioni sostenute in scrittura non sono sembrate eccellenti, ma la consistenza complessiva dell'unità è ottima. Samsung ha aggiornato il suo software in tempo per il lancio di questa unità, includendo opzioni dedicate a questo modello. Il Samsung 990 Pro è anche efficiente e garantisce temperature contenute (specialmente considerando che l'unità in prova era senza dissipatore), ma se lo si desidera è possibile spingerlo ancora di più per performance ancora maggiori.

Samsung 990 Pro è un ottimo successore del 980 Pro e, cosa forse più importante, un forte rivale per SK Hynix Platinum P41 e WD_Black SN850X, prodotti di fascia alta che hanno mostrato prestazioni da record e un’elevata efficienza. Con il 990 Pro, Samsung si è concentrata sull'efficienza energetica e sulla gestione termica, in modo che le sue elevate prestazioni potessero essere utilizzate anche in un notebook o in una PS5, oltre che in un desktop. Ciò colloca l'SSD a metà strada tra le altre due unità in termini di efficienza, ma lo inquadra anche come un prodotto molto interessante per il gaming più spinto, grazie alla modalità High Power e ad altre funzionalità che dovrebbero lavorare al meglio con DirectStorage.

Una delle critiche che possiamo muovere al Samsung 990 Pro riguarda il prezzo di 209,99€ per la versione da 1TB, probabilmente un po’ tropo alto (ma che sicuramente calerà nel corso del tempo, così come successo con altri produttori), oltre alla temporanea mancanza di un modello da 4TB, per il quale sarà necessario attendere ancora qualche mese prima di poterlo vedere sul mercato. Al netto di questo però, date le caratteristiche generali, le funzionalità software, le prestazioni eccellenti in ogni ambito e l'efficienza energetica migliorata, conferiamo al Samsung 990 Pro il nostro Award.