三星PM9A1 NVMe存储

注解

如果经费宽裕,建议购买 三星PM9A3 (企业级),使用寿命更长:

  • 可靠性预测 2 Mio. Hours (比PM9A1提高了33%)
  • 使用寿命 1.3 DWPD for 3 years (确实,现在V-NAND TLC存储即使是三星企业级也无法做到以前MLC的超长使用寿命),比消费级PM9A1提高了 62.5%

在2021年底,三星 PM9A3 售价1000,三星 PM9A1 售价 800 ,价格提高了 25% ,但是从使用寿命来看 PM9A1 只有 0.8 DWPD ,而 PM9A3 则提高到 1.3 DWPD,使用寿命提高了 62.5% ,确实性价比更高。

三星PM9A1 NVMe存储是三星发布的PCIe Gen4 NVMe存储,是目前能够买到的性能最强(也许也是性价比最高的)消费级NVMe存储。

这款NVMe SSD是三星为笔记本厂商提供的OEM产品,使用了三星 Elpis (S4LV003) 控制器(8nm制程工艺),具备8通道以及512MB LPDDR4 RAM。PM9A1 NVMe存储模块使用了三星的3D-NAND TLC 128层加工工艺

技术参数

三星PM9A1 NVMe存储技术规格
类型 固态模块 (SSM)
外形规格 M.2 2280
接口 M.2/M-Key (PCIe 4.0 x4)
读取速度 7000MB/s
写入速度 5100MB/s SLC-Cached
IOPS 4K read/Write 1000k/850k
内存模块 3D-NAND TLC Samsung 128 Layer (V-NAND v6)
TBW 600TB
DWPD 0.8 DWPD for 3 years
可靠性预测 1.5 Mio. hours (MTBF)
控制器 Samsung Elpis (S4LV003) 8 channels
缓存 1GB (LPDDR4) SLC-Cache
协议 NVMe 1.3c
数据保护功能 256bit AES TCG opal 2.0
电能消耗 运行和最大的参数未提供 0.035W (idle) 0.005W (Sleep mode)
尺寸 80x22x2.38mm
特殊功能 L1.2 Low-Power-standby
质保 三年 (仅对OEM)
注意 OEM产品:不提供最终用户支持保修

speednetz HDD Benchmarks 可以看到 NVMe PM9A1 Samsung 1TB 得分位列第22 (汗,这个评测不知道是根据什么firmware版本以及测试方式)

在上述技术规格中值得关注的有:

  • TBW : 写入容量(TB Write),也就是SSD保修期内最大数据写入总量,超出即为过保。可以看到 Samsung PM9A1 SSD 保修范围总计写入300TB数据。需要注意,这个是厂商的保修承诺,并不是达到600TB写入量存储就会损坏。另外一个对应的寿命参数是 P/E , P/E = TBW / 存储容量 ,对于我购买的 1TB 规格 PM9A1P/E = 600TBW / 1TB 数值就是 600 。这个数值实际上就是SSD存储行业的消费级TLC颗粒SSD的主流寿命相符,其他品牌差不多也是这个水平。(也是,实际上生产SSD颗粒也就是三星、Micron有限的几家厂商)
  • MTBF : 即 Mean Time betwween Failures 平均故障间隔时间,即产品在总的使用阶段累计工作时间与故障次数的比值。MTBF反映了产品的时间质量,产品故障越少,MTBF越高,产品可靠性也越高。Samsung PM9A1 NVMe 1TB 标称MTBF是 1.5 百万小时,业界的企业级MTBF通常是 2 百万小时。不过这个数值是基于一定样本量、一定时间段(通过加速因子加速)进行统计推断,模拟典型用户场景,通过实测验证理论值,代表用户提前验收产品质量。看看就好…

注解

在企业级固态硬盘市场有一个寿命描述方法 DWPD 也就是 Drive Writes Per Day ,即 每日全盘写入次数 。例如Intel企业级P4500, DWPD是4.62,也就是按照5年保修期,用户每天可以把硬盘写满4.62遍,可以满足服务器这种需要大量数据写入的应用场景。

  • IOPS 4K read/Write : 4K读写IOPS 是SSD的重要性能指标,三星的NVMe SSD的性能指标极高。可以使用 fio 存储性能测试 测试,不过这个测试非常磨损,我只能做简单测试,毕竟舍不得…

检查

nvme-cli用户工具 提供了检查NVMe的功能

  • 检查控制器:

    sudo nvme id-ctrl /dev/nvme0n1
    

可以看到输出:

...
sn        : S676NF0R908202
mn        : SAMSUNG MZVL21T0HCLR-00B00
fr        : GXA7401Q
...
subnqn    : nqn.1994-11.com.samsung:nvme:PM9A1:M.2:S676NF0R908202
...
  • 也可以直接列出设备:

    sudo nvme list
    
nvme list 输出
1
2
3
4
5
Node          SN              Model                       Namespace Usage                  Format          FW Rev  
------------- --------------- --------------------------- --------- ---------------------- --------------- --------
/dev/nvme0n1  S676NF0R908202  SAMSUNG MZVL21T0HCLR-00B00  1         0.00   B /   1.02  TB  512   B +  0 B  GXA7401Q
/dev/nvme1n1  S676NF0R908214  SAMSUNG MZVL21T0HCLR-00B00  1         0.00   B /   1.02  TB  512   B +  0 B  GXA7401Q
/dev/nvme2n1  S676NF0R908144  SAMSUNG MZVL21T0HCLR-00B00  1         0.00   B /   1.02  TB  512   B +  0 B  GXA7401Q

可以看到我购买的NVMe存储是三星 PM9A1 m.2 接口,firmware版本是 GXA7401Q ,型号是 SAMSUNG MZVL21T0HCLR-00B00