摘要：2022年，Intel Alder Lake的问世，宣告着主流家用平台正式迈入PCI-E 5.0时代。SSD在这跟进新标准方面走得比较快，早在2022年基于群联E26方案的PCI-E 5.0 SSD就已开始上市销售，但该方案的性能表现表现难以令人满意。一方

  2022年，Intel Alder Lake的问世，宣告着主流家用平台正式迈入PCI-E 5.0时代。SSD在这跟进新标准方面走得比较快，早在2022年基于群联E26方案的PCI-E 5.0 SSD就已开始上市销售，但该方案的性能表现表现难以令人满意。一方面10GB/s出头的最高吞吐量，和PCI-E 5.0 X4的理论带宽尚有一定的距离，另一方面随机存取性能相比当时4.0时代的E18方案并没有多少实质性的提升。随着时间来到2025年，NVIDIA发布了自家首款基于PCI-E 5.0的显卡RTX 50系列，这也重新唤起了大家对更高水平PCI-E 5.0 SSD的期待。为了回应这些期待，存储巨头三星公司在3月份祭出他们的首款满血旗舰级别PCI-E 5.0 SSD——9100 PRO系列。
  一直以来，三星的消费级旗舰SSD产品几乎代表着本世代的最高水平，进入PCI-E 5.0时代后，三星SSD是否还能延续他们在消费级市场的辉煌呢？
  

  三星9100 PRO系列SSD共有1TB、2TB、4TB、8TB四种容量，其中1-4TB的已经于3月份正式上市，8TB版本则要等到下半年了。
  

  与此同时，每种容量还有普通版版和带散热片的版本可选，这次来到我们评测室的便是2TB容量的散热片版本。
  

  9100 PRO的散热片版本在外形方面比990 PRO有了较大的变化，从红黑配色变成了纯黑色，中间的LED灯也取消了，梳子形状的散热片有效扩大了散热面积，散热效果更胜一筹，相比之下更为实用。
  

  散热片两侧共由6枚螺丝固定，但其中一枚被贴上了贴纸，自行拆卸散热片可能会面临丧失保修的风险。
  

  当然为了让大家看到内部情况，我们在这里对散热片进行了拆解。可见带不带散热片的9100 PRO在盘体本身上并没有什么区别。
  

  散热片版本的背面什么都没有，而普通版本的背面则贴了一片辅助导热贴。
  

  9100 PRO采用了传统的主控——DRAM——NAND的布局，自研主控采用5nm工艺制程，相比于990 PRO使用的8nm PASCAL主控无论在性能还是功耗上都有大幅提升，可以用来冲击PCI-E 5.0的极限。
  

  DRAM也是三星自家产物，是一颗16Gb（2GB）容量的LPDDR4X-4266，每1GB NAND搭配1GB DRAM也是有缓存方案SSD的标准配置。
  

  9100 PRO的闪存并没有给我带来太多的惊喜，使用的是自家第八代的V-NAND，236层堆叠。之所以说没有太多惊喜，并不是因为这款NAND性能不好，而是因为这款NAND已经在先前的产品中出现过。
  

  三星上一代的990 PRO上市于2022年，首发时搭配的是176层堆叠的V7 NAND。但其1TB、2TB版本曾经在2023年下半年随着4TB版本的发售时也更换过一次方案，由V7 NAND更换为V8 NAND。正好我手上有一片V7/V8 NAND版本的990 PRO各一片，大家可以V8版本看到使用闪存与9100 PRO是一模一样的。
  

  不过听说1TB和2TB版本的990 PRO最近又换回V7 NAND了，但我没有买过就没有进行验证。三星在更换方案时也会同步变更产品PN，相比于某些偷偷换方案的厂商来讲，更注重消费者的知情权，这点值得表扬。

  我们这次的测试平台使用Intel Core Ultra 285K+ASUS ROG MAXIMUS Z890 HERO的组合。
  如果我们按照惯性思维，直接去测9100 PRO的话，很可能会得到下面这个结果，持续读取仅有12G/S左右，高队列随机写入性能损失也较多，这是为什么呢，难道真的是9100 PRO不行吗？
  

  这就要从Intel Arrow Lake架构讲起。
  关注CPU技术的玩家们应该都知道，Intel第二代酷睿 Ultra相比于 Arrow Lake S 相比上一代的13th /14th代Raptor Lake S架构产生了史诗级的变化。Intel不但在桌面CPU上首次使用台积电代工，更重要的是CPU也不再是一颗大核心，而是Foveros 3D封装的4个模组。
  

  这4个模组分别是位于中间的SOC tile，上方的GPU tile，以及分别位于下方的Compute tile和I/O tile。从下图可以看到实际上我们平时给显卡使用的PCI-E 5.0 16X是出自SOC tile，而出给SSD的PCI-E 5.0是来自I/O tile。这样会导致一个问题，如果我们习惯性地将9100 PRO插入CPU单独直出的那条PCI-E 5.0 4X M.2接口时，SSD数据在进入Compute tile参与计算之前，还需要经过一个SOC tile与I/O tile之间的DIE to DIE通信，这样无疑会造成一定的性能损失。这种损失对于一些中低性能的SSD或许无关紧要，而对于9100 PRO这种旗舰级产品就会产生比较明显的影响。
  

  所以，如果我们想要在Intel平台上发挥9100 PRO的最大性能，就要将其插入由SOC tile支出的M.2接口，对于MAXIMUS Z890 HERO来说，就是下图中的M2_3和M2_4接口。但是这样的M.2接口会与显卡共享16X的带宽，插入后会使显卡降速为8X，不过PCI-E 5.0 8X速度已经足够现在高端显卡使用了。对于没有配备SOC tile直出M.2的主板，如果一定要三星9100 PRO跑满速，那么就要考虑PCI-E转接卡方案了。
  

  既然知道了Intel Arrow Lake的特性，那么我们后续的测试都是在SOC tile直出的M2_3接口下进行的。
  

  散热片版本在系统中识别名称相比于普通版本多了一个with Heatsink的后缀，以便用户们更好的区分。·
  三星魔术师工具箱信息查看、性能优化、性能测试、安全擦除、磁盘加密、系统迁移、固件更新等诸多实用功能，这应该是我目前见过功能最全面的原厂SSD工具箱。
  

  接入SOC tile的9100 PRO可以冲击PCI-E 5.0 4X的上限，最大吞吐量超过14GB/s。
  

  读取IOPS超过188万，达到标称速率，写入IOPS达到182万。
  

  延迟方面还是挺亮眼的，单队列随机写入进入了10微秒大关，这也是除个别跨界产品以外，消费级SSD之前不曾出现的。
  

  9100 PRO与三星上一代的旗舰产品990 PRO相比，顺序读写的吞吐量借助于PCI-E 5.0翻倍的带宽，实现了接近100%的领先优势，4K高队列随机读写也得到了显著提高，但是在4K单队列读写方面提高并不明显。
  

  用3DMARK Storage Benchmark模拟游戏场景测试。
  

  可见9100 PRO相比于990 PRO在游戏加载、游戏移动等方面拥有着巨大领先幅度，但在录制游戏、安装、保存游戏等环节优势并不明显。可见9100 PRO不仅是在跑分，在实用性上也有着一定的提升。
  

  除了性能之外，另一个惊喜来自于温度，使用5nm工艺主控的9100 PRO无论是空载还是满载，温度均低于上一代的990 PRO，而且自带的散热片效果也不错，足够压住9100 PRO。
  

  自从SSD全面进入TLC NAND时代以来，使用SLC Cache已经是一种常规操作，对于SLC Cache的合理使用，不但可以提升用户使用体验，还有助于提升产品的使用寿命。
  由下图我们可以看到2TB版本的9100 PRO配备了大约480GB的SLC Cache，出来Cache之后大概有100GB左右的回收时间，然后进入TLC直写模式，直写速度大约1500-1600MB/S。
  

  相比之下，上一代的990 PRO仅有约220GB的Cache，比9100 PRO少了大约一半。TLC直写速度V8版本990 PRO略高于V7版本，与9100 PRO基本一致，但相比之下速度波动幅度要更大一点。
  SLC Cache容量的大小和好坏没有必然联系，全盘模拟SLC Cache虽然可以提供给用户最大的缓存空间，但相对的在Cache用尽后会消耗更多资源进行资源回收，而三星一直以来坚持固定SLC Cache容量虽然缓存容量相对较小，但可以提供更优秀的性能一致性，完全在于厂商和用户的取舍。
  

  2TB版本的9100 PRO格式化后在操作系统中识别的容量为1.81TB，我向其中拷入了视频、游戏、文档、图片等各类文件共计1.7TB，此时改盘空间占用率已达91%，操作系统中也已经红色提示该分区空间剩余较低。再使用Crystal Disk Mark测试其性能，我们可以发现9100 PRO此时的性能表现与空盘时几乎没有区别。可见三星9100 PRO的SLC Cache策略运用非常优秀。
  

  上面我们所有的测试都是在Windows 11 24H2操作系统下进行的，但在测试的过程中我们发现，无论是CrystalDiskMark、TxBench还是IOMeter，三星9100 PRO 2TB虽然其他指标都很完美。那么他的极限究竟在哪里呢？接下来我们换成Ubuntu 24.04，在Linux操作系统下探寻三星9100 PRO 2TB的极限究竟在何处。
  读取方面，我们使用FIO在10GB数据跨度内进行4K随机读取，9100 PRO 2TB的峰值性能点出现在了T4Q256，IOPS高达210万，远超标称的185万。
  

  而写入方面的峰值性能点则出现在了T4Q64，IOPS高达史无前例的269万，这个4k IOPS如果换算成字节数已经超过了10GB/S，要知道有多少SSD的顺序写入都达不到这个速度，更别说随机了。
  

  而在70% Read + 30% Write的混合读写模式下，9100 PRO 2TB的峰值性能点出现在了T16Q64，超过了168万，不过官方并没有给出这种情况下的性能指标。
  

  通过对峰值性能的验证，三星9100 PRO是我目前见过表现最好的SSD之一，并且在Linux操作系统下的随机写入峰值表现要好于Windows，用作生产力也非常合适。

  在看过峰值性能后，我们再来看一下9100 PRO 2TB高强度随机写入下的性能一致性表现。
  

  使用I/O METER进行QD32高强度随机写入，可见9100 PRO和990 PRO的曲线变化趋势完全一致，大约在3000秒后进入稳定状态。但是9100 PRO的曲线比990 PRO高了大约50%，性能优势明显。
  

  将最后2000秒放大之后，也可以看到9100 PRO基本在80000-90000 IOPS之间摆动，而990 PRO 主要集中在50000-60000，个别点会跌落至40000以下。
  

  写入响应时间方面与IOPS表现遥相辉映，9100 PRO表现的又好又稳。
  

  这么漂亮的曲线，在消费级乎没有见过。只能说不是990 PRO不好，而是9100 PRO太强。

  曾经的三星990 PRO是PCI-E 4.0的极限，而9100 PRO的性能表现可以说华丽地完成了对极限的自我超越，要说有什么遗憾的话，那就是9100 PRO没能用上三星最新的第九代V-NAND，那样的话可能会获得更好的体验。不过由于SSD这种产品的特性，即使这种纸面上50%-100%的提升，给人的感知却并不那么明显，但随着现在游戏资源文件越来越大、视频码率越来越高，PCI-E 5.0 SSD也将在不远的未来迎来更多的用武之地。
  目前，三星9100 PRO系列普通版1TB/2TB/4TB的售价分别为1099/1799/3299元，而散热片版本需要额外+100，价格确实比990 PRO贵了不少。所以如果对超高性能存储有需求的话，建议不要再等，可以直接上了。

来源：KoolShare论坛一点号