PCIe 5.0 x2 or PCIe 4.0 x4 都幾? SAMSUNG 990 EVO PCIe M.2 SSD 開箱測試

在各大固態硬碟品牌紛紛推出 PCIe 5.0 SSD 時，身為兼具控制器、顆粒與韌體設計生產三位一體的三星沒有急於追求極速，而是推出990 EVO PCIe M.2 SSD，循序讀寫速度達 5000 / 4200 MB/s，最特別的是它竟然支援 PCIe 5.0 x2 與 PCIe 4.0 x4 的介面切換，究竟切換介面有什麼意義，990 EVO 的效能如何 ? 一起看下去吧 !

規格：
介面：PCIe 4.0 x 4 / 5.0 x 2
NVMe：2.0
尺寸：M.2 2280
容量：1TB、2TB
控制器：Elpis S4LV003
快閃記憶體：136 層 3D V-NAND TLC
DRAM 快取：HMB
尺寸： 80 x 22 x 2.38mm
重量：9.0g
功率 : 4.9W(讀取)、4.5W(寫入)
軟體 : 三星管理魔術師
保固：5 年或 600TBW 有限保固

在 PCIe 4.0 與 5.0 之間反覆橫跳，神奇的三星 990 EVO SSD

三星 990 EVO SSD 官方定義為接替 970 EVO Plus，論規格 990 EVO SSD 更像 980 SSD 的繼任款，同樣 DRAMLESS、HMB 主機記憶體緩衝技術技術與遜於大哥 PRO 系列的讀寫速度，以及更親民的售價，具備 5000MB/s 的循序讀取速度與 4200MB/s 的寫入速度，在 PCIe 4.0 x4 的固態硬碟屬於中階的水準，神奇就在 990 EVO SSD 竟然可以支援 PCIe 5.0 x2 的介面，這在消費級固態硬碟上非常罕見。

三星沒有說明提供 PCIe 4.0 x4 與 PCIe 5.0 x2 兩種介面究竟有何用途，不過在官方宣傳中不斷強調其低功耗的特性，電源效率相較 970 EVO 有 70% 的提升，平均讀取 4.9 W / 寫入 4.5 W 的功率放在 PCIe 4.0 SSD 之中絕對稱得上非常「省電」，而 PCIe 5.0 SSD 功率普遍要高上一倍。事實上當今 PCIe 5.0 SSD 飽受詬病的就是功率問題，倒不是 PC 電腦在乎多出幾瓦，而是熱量難以散熱，而散熱不佳的後果除了縮減壽命，還會造成巨大效能損失，而 990 EVO SSD 優秀的電源效率可以輕鬆發揮全部效能，甚至有機會裝進未來支援 PCIe 5.0 的筆記型電腦。

其實就現階段而言切換介面並沒有明顯的優勢，與其說是雙介面，不如說是 PCIe 5.0 x2 的 SSD 向下相容 PCIe 4.0 x4，因為一般來說通道數量是不變的，Gen 5 降至 Gen4 通道也是 x2 (變成 PCIe 4.0 x2)，而三星將控制器設計成降至 PCIe 4.0 時可以轉換 x4 通道，以保持同樣的效能。

5000MB/s、M.2 2280 | 三星 990 EVO SSD 1TB 開箱

990 EVO SSD 採用三星全新研發的 S4LY022 控制器代號 Piccolo，為三星 5nmFET 製程，擁有 4 條 NAND 通道，接口速率達 2400MT/s，無 DRAM 快取，支援 HMB 主機記憶體緩衝技術可利用記憶體當作快取，最特殊之處自然是同時支援 PCIe 4.0 x4 與 PCIe 5.0 x2。採用三星 V-NAND V6 133 層的 TLC NAND，單顆容量達 1TB，提供 1TB、2TB 容量，皆為單面顆粒。

990 EVO SSD 為 M.2 2280 規格，延續三星一貫的黑色 PCB 與黑色貼紙，「EVO」字樣則是藍色，與 PRO 系列的橘紅色做出區別，SSD 背面的標籤紙為銅片，提供一點散熱效果，不過位置偏向 V-NAND 部分，沒有覆蓋到控制器。


▲990 EVO SSD 以藍色為主色調。


▲包裝背面則是各式標章認證。


▲採用硬質塑膠內盒。


▲配件僅有說明文件。


▲990 EVO SSD 1TB。


▲背面有銅片貼紙。


▲單面顆粒。

雙介面哪個效能強 ? SAMSUNG 990 EVO SSD 1TB 效能實測

本次測試將 990 EVO SSD 1TB 安裝於 ASUS ROG Strix Z790-E GAMING WIFI II 主機板的第一槽 M.2，直連 CPU PCIe 5.0 x4(插槽支援 x4，SSD 支援 x2)，對比兩種介面的效能差異，使用主機板原裝散熱片，系統裝在另一顆 SSD 上。



測試平台 :
處理器：Intel Core i9-14900K
主機板：ASUS ROG Strix Z790-E GAMING WIFI II
記憶體：T-FORCE DELTA RGB DDR5 7200MHz 24G*2
電源供應器：Seasonic FOCUS 1000W
作業系統：Windows 11 Pro 23H2

SAMSUNG 990 EVO SSD 1TB 格式化後，實際可用空間 931GB。


▲磁碟內容。



使用 CrystalDiskInfo 查看基本資訊，SAMSUNG 990 EVO SSD 1TB 運作在 PCIe 5.0 x2 介面，在主機板 BIOS 將 M.2_1 插槽設定成 PCIe 4.0 之後會發現介面自動變成 PCIe 4.0 x4，簡單來說就是安裝在 PCIe 5.0 插槽就走 x2，安裝在 PCIe 4.0 就走 x4。


▲CrystalDiskInfo。



CrystalDiskMark 測試預設設定檔，SAMSUNG 990 EVO SSD 1TB 在 PCIe 5.0 x2 介面循序讀取達 5082MB/s，循序寫入 4126MB/s，4K 隨機讀取 77MB/s，4K 隨機寫入 388MB/s；在 PCIe 4.0 x4 介面讀取達 5082MB/s，循序寫入 3712MB/s，4K 隨機讀取 77MB/s，4K 隨機寫入 375MB/s。


▲CrystalDiskMark 預設測試。



使用 CrystalDiskMark 真實世界效能模式進行測試，SAMSUNG 990 EVO SSD 1TB 在 PCIe 5.0 x2 介面循序讀取達 2563MB/s，循序寫入 3634MB/s，4K 隨機讀取 19105 IOPS，4K 隨機寫入 96417 IOPS；在 PCIe 4.0 x4 介面讀取達 2559MB/s，循序寫入 3636MB/s，4K 隨機讀取 18649 IOPS，4K 隨機寫入 91045 IOPS。

整體來說 990 EVO SSD 在 PCIe 5.0 x2 與 PCIe 4.0 x4 速度接近，寫入速度 PCIe 5.0 x2 有些微領先，不過這點差距反應在實際應用上差別很小。


▲CrystalDiskMark 真實世界效能測試。



以下測試皆在 PCIe 5.0 x2 介面下進行，ATTO Disk Benchmark 使用不同 I/O 大小測試裝置最大性能，512B~64MB、檔案大小 256MB，Direct I/O 佇列 4 層測試，SAMSUNG 990 EVO SSD 1TB 讀取最大值可達 3.49GB/s，寫入 4.74GB/s。


▲ATTO Disk Benchmark。



PCMARK10 Full System Drive Benchmark 會模擬一系列日常操作，包括開機、Adobe 程式啟動、Office 軟體操作、複製檔案等，並給出得分還有平均頻寬、存取時間等數據，SAMSUNG 990 EVO SSD 1TB 得分 1759，平均頻寬 286.42 MB/s ，平均存取時間 97 微秒。


▲PCMARK10 Full System Drive Benchmark 測試。



在代表遊戲性能的 3DMARK Storage Benchmark 中，會測試遊戲開啟、錄製、安裝、存檔等速度，並給出得分還有各項頻寬和存取時間，SAMSUNG 990 EVO SSD 1TB 得分 2978，平均頻寬 515.96MB/s，平均存取時間 61 微秒。


▲3DMARK Storage Benchmark 測試。



990 EVO SSD 無 DRAM 快取，而是採用 HMB 技術，將電腦記憶體作為快取來使用，不過 HMB 快取的算法很難直觀的測試，這裡使用 AIDA64 Linear Read & Write 線性讀寫測試會一直讀寫資料直到磁碟全滿，SAMSUNG 990 EVO SSD 1TB 讀取速度平均在 2647.4MB/s 左右，相當穩定。寫入速度則是從一開始 3280MB/s，在寫入 100GB 左右時下降至平均 700MB/s，推測其 HMB 模擬快取為 100GB，快取用完之後就是顆粒的真實速度，各位也不用擔心，只要一次傳輸的檔案沒超過 100GB 基本上都能保持較高的速度。


▲AIDA64 Linear Read 測試。


▲AIDA64 Linear Write 測試。



溫度測試使用 AIDA64 Linear Read 測試，是壓力非常大的情境，連續寫入資料 50 分鐘，SAMSUNG 990 EVO SSD 1TB 溫度僅有 51 度，即使與 PCIe 4.0 x4 的 SSD 相比都是非常低溫的表現，完全可以放進筆電不用擔心過熱。


▲溫度測試。

總結

SAMSUNG 990 EVO SSD 提供雙介面切換是非常有意思的設計，帶給用戶更靈活的使用情境，效能達到中階 PCIe 4.0 x4 SSD 的水準，換來極佳的能耗比與溫度控制，可以說 990 EVO 非常適合放進筆記型電腦中，並且台灣代理商一樣提供五年或 600TBW 的有限保固，為用戶提供技術支援。

編輯覺得比較遺憾的是目前的消費級主機板提供的 M.2 插槽無論是 PCIe 5.0 或 4.0 都是 x4 通道，不能有效利用 990 EVO PCIe 5.0 x2 節省通道數量的優勢，如前文所述，PCIe 5.0 x4 的固態硬碟效能已經過剩，對多數用戶而言都是無感的，若是能充分利用 PCIe 5.0 高頻寬，提供更多的 M.2 插槽或許更有發展前景。