三星980 PRO SSD深度评测

SSD固态硬盘的发展历程中,最重要的革新就是传输总线从SATA切换到PCIe,以及NVMe高速协议的引进,才真正意义上将HDD机械硬盘甩到“没影”。而在PCIe SSD的迭代更新中,最重要的进化则是从PCIe 3.0跃迁到PCIe 4.0,后者可以带来更流畅的使用体验,比如更大的程序,特别是目前已经动辄数十上百GB的游戏也可以做到几乎秒开,而来自游戏主机的技术还会让一些应用模式发生改变。
比如在使用2.5英寸SATA SSD硬盘,甚至是PCIe 3.0 SSD时,由于存储速度太慢,有些游戏会设置为在内存中预加载30秒的游戏数据,以避免游戏进程中出现卡顿,制造商将其称为“非活动使用”的数据,会占用大量的内存。而采用了高速PCIe 4.0 SSD后,内存中只需存储数秒甚至是下一秒的游戏数据即可,即使玩家突然改变主意,走向其他道路,也可以迅速载入相应的场景、NPC等数据。这样内存占用得以大幅降低,将更多空间用于各种临时数据存储,提升各种应用,特别是游戏应用的性能。
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随着AMD锐龙5000、NVIDIA RTX30系列显卡、英特尔第11代酷睿处理器(移动版)以及索尼PS5的量产上市,从台式PC到笔记本电脑,再到游戏主机,这些需要高速计算的设备都将全面进入PCIe 4.0时代。在这个大环境下,昔日正流行的高端PCIe 3.0 SSD已然成为了上述设备性能层面上最短的那块板(短板),硬盘的升级势在必行
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今年9月底,三星发布了旗下首款消费型PCIe 4.0 NVMe SSD——三星980 PRO。新款980 PRO专为希望在高端PC、工作站和游戏机上实现专业性能的人士和消费者而设计。它集PCIe 4.0、Elpis主控、第六代V-NAND闪存和更出色散热控制解决方案于一身,而且身上的所有组件都是三星自主生产和研发,拥有更好的兼容性,无缝集成,高度契合,从而发挥出最极致的性能——高达7000MB/s的顺序读取和5500MB/s的写入速度,堪称是未来一个时期最值得选购的旗舰级PCIe 4.0 SSD
三星980 PRO的定位
作为SSD领域的领导品牌,三星针对不同预算和需求的用户群体定制了三大产品序列。其中,“PRO”定位旗舰级,专供专业用户、游戏玩家和专业消费者,可以带来行业领先的极致性能体验,代表产品有970 PRO以及本文评测的主角980 PRO。
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“EVO”是针对主流市场和用户定制的中高端SSD,代表产品有860 EVO、970 EVO和970 EVO Plus等。“QVO”则是主打性价比的中低端SSD,可以让用户以有限的预算就能体验到最佳的系统性能,代表产品有870 QVO和860 QVO等。
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可以说,三星SSD的品类和型号还是非常丰富的,从2.5英寸SATA III到M.2 PCIe 4.0 NVMe,从256GB到8TB应有尽有,价格则是低至299元起,无论你有怎样的存储需求,都能从中找到你的“那盘菜”。
简而言之,980 PRO是三星旗下首款引入PCIe 4.0技术的NVMe SSD,它的读写速度比970 PRO更快而且(相对)更便宜,是追求极致性能价格比玩家的首选。
980PRO的亲密接触
三星980 PRO的包装依旧以黑色作为主色调,正面是产品渲染图,立体质感的印刷更具科技感,PCIe 4.0 NVMe M.2和7000MB/s的卖点也被放在了醒目的位置,一眼就能彰显980 PRO作为高端旗舰的身份。
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三星980 PRO采用了黑色的PCB板,标准的M.2 2280板型,三围尺寸为80.15mm×22.15mm×2.38mm。
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这款SSD可选250GB、500GB、1TB和2TB四种容量,其中250GB和500GB版本内置512MB LPDDR4X DRAM缓存,1TB和2TB版本分别内置1GB和2GB的LPDDR4X DRAM缓存。
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无论哪种容量版本的三星980 PRO都采用了单面设计,主控、缓存和闪存颗粒都被安置在正面,可完美兼容不支持双面M.2 SSD的轻薄型笔记本以及游戏主机等计算存储平台。
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三星980 PRO正面芯片表面的贴纸上,印有型号、规格和条码信息,背面则贴有一层神秘的铜箔散热标签。后者可不只是单纯的展示产品信息哦,它还将承担起优化散热的重任,在这里小编先卖个关子,咱们在后面再对这一细节层面的设计进行深入的解读。
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解密三星980 PRO的强悍之源
作为三星SSD家族的新一代旗舰,980 PRO在前辈970 PRO的基础上进行了全方面的升级,从而带来了当前SSD领域最顶级的性能体验。首先,咱们先来看看三星两代旗舰SSD的基本规格对比,稍后再来全方位解读980 PRO的特性。
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升级PCIe 4.0接口
PCIe即PCI-Express,它是一种诞生于2003年的高速串行计算机扩展总线标准,拥有高速串行、点对点双通道、高带宽传输等突出特点,并一路从PCIe 1.0迭代到了PCIe 5.0。
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PCIe 1.0拥有2.5GT/s的速度、PCIe 2.0(2006年)和PCIe 3.0(2010年)的速度则分别提升到了5.0GT/s和8GT/s。PCIe 4.0诞生于2017年,它拥有2倍于PCIe 3.0的16GT/s速度,而2019年发布的PCIe 5.0则进一步提升到了32GT/s。需要注意的是,PCIe 5.0暂时还停留在概念阶段,采用PCIe 4.0的设备直到2019年才陆续面世。
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SSD固态硬盘诞生以来,其性能发挥始终受制于传统的SATA接口,直到2015年以三星950 PRO为代表的消费类NVMe SSD的诞生,将PCIe接口直接连接存储器和CPU才带来了读写性能的跨越式升级。但是,PCIe接口长期以来一直停留在3.0时代,哪怕是将PCIe 3.0 NVMe接口速度发挥到极限的970 PRO,其读写速度也不过3500MB/s和2700MB/s,已经“喂不饱”顶级PC和下一代游戏主机的胃口了。
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三星980 PRO最大的改变,就是将传输接口从PCIe 3.0×4升级到了PCIe 4.0×4,其每个通道的带宽为16Gb/s(2000MB/s),是PCIe 3.0(8Gb/s,1000MB/s)的2倍,4通道下的理论带宽高达64Gb/s,即8000MB/s。
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此外,PCIe 4.0还向下兼容PCIe 3.0,这意味着三星980 PRO不仅适用于最新的PC,也能安装在老设备上,而且即使在PCIe 3.0中,980 PRO也能获得比970 EVO Plus和970 PRO更好的性能。
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虽然早在2019年市面上就出现了PCIe 4.0 SSD,但第一批产品的持续读取和写入速度都被卡在5000MB/s和4400MB/s左右
以读取速度为例,只比PCIe 3.0时代最高的3500MB/s提高了42%。作为三星首款也是当前市面上最强的PCIe 4.0 SSD,980 PRO却可实现最高7000MB/s的读取以及5000MB/s的写入速度,真正实现了PCIe 4.0 SSD的“满血释放”。
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从第11代酷睿平台开始,正式跨入PCIe 4.0时代
正如本文开头所述,如今无论是桌面还是笔记本领域,新平台都将PCIe 4.0作为标配,PCIe 4.0 SSD即将迎来井喷式的发展,而980 PRO也必将大有可为。
那么,为何三星980 PRO的读写速度远高于第一批上市的PCIe 4.0 SSD,它又是如何挖掘出PCIe 4.0的真正潜力?
全新的Elpis控制器
就好像电脑要想获得更强的性能,就必须武装更强的“芯脏”(处理器),作为SSD,它能发挥多少性能实力,同样深受作为“芯脏”的主控芯片的影响。
三星旗下的PRO系列SSD一直是消费级领域口碑最佳的产品系列之一,其之所以可以始终问鼎性能之巅,离不开三星自研Phoenix主控的功劳。
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为了配合980 PRO的上市,三星为其定制了可以满足下一代PCIe 4.0计算需求的Elpis主控。Elpis源于希腊语,意为“希望女神”,足见三星对它的重视程度。实际上,Elpis主控的表现也没有让我们失望,它采用了先进的8nm制程工艺设计,耗电量更低,还能同时处理128个I/O(输入和输出)队列,是以前的Phoenix控制器(32个队列)的约四倍。一个队列可以包含64000个命令集,这意味着Elpis主控可以处理超过800万个命令!
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作为对比,市场上PCIe 4.0 SSD竞品的主控多以群联PS5016-E16为主,这颗主控还在采用28nm工艺,而且它最多也只能实现5GB/s的连续读取和4.4GB/s连续写入的速度表现,先天就落后于三星980 PRO采用的Elpis主控,而这也就是后者性能全面超越PCIe 4.0 SSD前辈的原因之一。
第六代V-NAND技术
SSD能在尺寸(颗粒数量)不变的前提下不断提高容量,离不开3D垂直闪存V-NAND技术的进化。作为全球闪存行业的TOP级品牌,三星在V-NAND技术层面始终扮演着领导者的角色,早在2013年就推出了第一代V-NAND(32层),并一路迭代到2018年首次应用在970 EVO Plus上的第五代V-NAND(9x层)。
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如今,三星980 PRO更是开始列装最新量产的第六代V-NAND闪存,它充分利用了三星独创的“通道孔蚀刻”技术,在第五代V-NAND的9x层单堆栈结构基础上增加到1xx层,最多可以提升40%的存储单元,轻松将单die容量推升到了512Gb,哪怕是2TB版本的980 PRO也能实现单面设计,可以完美安装进极致轻薄型的笔记本(很多轻薄本不支持双面闪存设计的M.2 SSD安装),兼容性更加出色。
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此外,第六代V-NAND闪存还带来了更出色的能耗比。根据三星官方提供的资料显示,第六代V-NAND的写入操作时间少于450微秒(μs),读取操作的时间少于45μs。与上一代产品相比,性能提高了10%以上,但功耗却降低了15%以上!
采用PCIe 4.0的980 PRO在读写速度大幅增加之余,其平均和峰值功耗却只比采用PCIe 3.0的970 PRO略高一点点,第六代V-NAND闪存低功耗的特性出力不少。
全新智能TurboWrite 2.0技术
“智能TurboWrite”一直是三星SSD的特色技术,它的原理是模拟SLC的工作机制,在SSD内部建立OP预留空间,提供堪比SLC颗粒的性能,以满足普通用户对于极致性能的需求。
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三星980 PRO此次带来了智能TurboWrite 2.0技术,和上代TurboWrite技术相比,前者提供了高达5倍的缓冲区容量。以1TB版本的980 PRO为例,其默认预分配的缓冲区容量是6GB,在智能TurboWrite 2.0技术的帮助下它还可以额外分配108GB用作动态SLC缓冲区,从而将总SLC缓冲区容量增加到114GB,在拷贝超百GB游戏安装包或其他数据时也不会降低PCIe 4.0应有的性能。
需要注意的是,智能TurboWrite 2.0技术依旧需要利用SSD的空闲容量,因此如果1TB型号的SSD可用空间不足324GB,该技术将无法完全运行。此外,TurboWrite 2.0技术不会影响SSD的耐用性,因为用户在SSD上写入的数据总量是不变的,这项技术只是最大限度提升了写入效率,减少了等待耗时。
细节层面的散热优化
和传统SATA接口的2.5英寸SSD相比,M.2 NVMe SSD虽然身材迷你速度更快,但相应的发热量也显著提升,升级到PCIe 4.0的三星980 PRO自然也需要考虑如何减少散热对性能和可靠性的影响。
还记得前面我们看到的980 PRO背面的那层贴纸吗?
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它可不是单纯的“纸张”哦,它的真实身份是铜箔散热标签,它的作用就好像手机内部的石墨层一样,可以起到导热和增加散热面积的作用。
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此外,三星980 PRO在Elpis主控芯片的表面还加入了特殊的镍涂层,结合动态散热保护(DTG)技术,以及更高效的固件算法,这种三位一体的软硬件结合方式在无需散热马甲,无需增加SSD厚度的前提下最大限度提升了SSD的散热效率,可让SSD减少因散热引起的性能波动。
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三星980 PRO甚至可以塞进搭载第11代酷睿处理器,采用5.5英寸屏幕设计的以GPD WIN 3为代表的迷你掌机里,兼容性毋庸置疑
总之,为M.2 SSD配备金属散热马甲是最“廉价”的方案,这里说的廉价并不是成本哦,而是对兼容和体验的影响。M.2 SSD原本就是主打小型化的存储设备,添加散热马甲意味着它将无法塞进笔记本和部分台式主机,与设计初衷背道而驰。如果你真的特备在意散热,直接选择卡式SSD显然更加靠谱。
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对M.2 SSD来说,在保持单面结构的基础上,如何降低其自身的发热量,并辅以不增加厚度的散热手段才能体现出厂商的技术和诚意,而三星980 PRO的镍涂层和铜箔散热标签显然就是此道中的高高手。
不劳费心的可靠性
三星980 PRO在性能方面的强悍毋庸置疑,如果非要对其挑刺儿,唯一的喷点也许就是它没能延续走前辈的MLC闪存路线,而是改用了3bit MLC,也就是我们常说的TLC闪存,在理论写入寿命层面有着一定的缩水。
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正因为如此,三星980 PRO才在Elpis控制器上加入镍涂层,并贴上了由多层铜箔堆叠而成的散热标签,同时还引入了动态散热保护技术,通过一系列软硬手段来最大限度提升散热效率确保更高的可靠性,而3D V-NAND技术和纠错码(ECC)技术的进步也使TLC闪存自身的耐用性更加先进。
三星官方公布的数据来看,250GB、500GB和1TB的三星980 PRO写入寿命分别为150TBW、300TBW和600TBW,在5年保修时限和TBW之间,以先到者为准。
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以逐渐趋于主流的1TB容量对应的600TBW写入寿命为例,它足够PC玩家在5年或更长时间的“折腾”吗?
根据三星关于NVMe SSD用户的统计数据来看,在5年质保的时间内,有99%用户实际消耗的写入寿命不过156TBW,只有约600TBW的1/4,按照这种比例,1TB的三星980 PRO足够99%的用户折腾20年。
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在剩余的1%的用户中,有0.7%用户实际消耗的写入寿命在156TBW~600TBW之间,只有约0.3%用户写入了超过600TBW的数据。
换句话说,三星980 PRO足以满足99.7%的用户在5年内实际写入数据量的需求,如果你自认为是那剩余的0.3%,还有支持1200TBW写入寿命的2TB版的三星980 PRO可供选择。
另一方面,500GB和1TB的三星980 PRO售价分别为999元和1899元,而相同容量的970 PRO售价则分别高达1199元和2699元。虽然980 PRO的写入寿命有所降低,但毕竟99.7%的用户在其过保之前都写不完,而且这款PCIe 4.0 SSD在提供更强性能的同时也付出了更便宜的“代价”,特别是1TB版本较之970 PRO低了整整800元,如果你现在还依旧觉得寿命比性能更重要,那也可以继续考虑970 PRO系列。
不容忽视的软实力
用户可以使用Samsung Magician(三星魔术师)来管理和优化三星980 PRO,这款软件现已升级到6.2版,它通过简单易用的界面,可以帮助用户在第一时间更新SSD的固件和驱动程序,支持诊断扫描和PSID恢复,还能将旧硬盘中的系统或数据“迁移”到980 PRO中,而且新版软件还新增“自定义克隆”功能,即使源数据大于980 PRO的容量,也可以进行选择性的迁移。
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有关三星980 PRO在设计、技术和功能层面的介绍告一段落,接下来就是大家最为关心的环节——这款PCIe 4.0 SSD的真实性能到底有多强?
980 PRO性能实测分析
三星PRO系列SSD在消费级固态硬盘领域始终处于第一梯队,是高端玩家和追求性能的用户首选产品,不仅因其坚持采用MLC颗粒保证产品寿命,其主控芯片的优化能力也是其他厂商暂时无法企及的。在今年更新换代后,980 PRO大胆换用TLC,是否还能稳坐性能桂冠和长寿之王的宝座呢?
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CFan拿到的三星980 PRO为1TB容量的版本,内置1GB的LPDDR4X DRAM。我们使用三星自己的Samsung Magician软件,以及常见的Txbench、AS SSD Benchmark、CrystalDiskMark和ATTO Disk Benchmark等测试软件对其进行了评测,并将数据与其他不同规格的M.2 SSD进行比较。
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参与测试的SSD包含:
PCIe 4.0组:三星980 PRO 1TB、希捷520 1TB、海盗船MP600 1TB
PCIe 3.0组:三星970 PRO 1TB、西数SN750 1TB、金士顿KC2500 1TB、西数SN550 1TB
SATA组:三星860 EVO 500GB
注:上述SSD的部分数据来自CFan早期的评测,由于测试平台略有差异,所以对比时的成绩仅供参考
Samsung Magician测试
Samsung Magician软件中提供了基准测试功能,我们先用它对三星980 PRO以及希捷520 1TB和海盗船MP600 1TB这3款PCIe 4.0 SSD进行了对比测试。
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在Samsung Magician的测试中,三星980 PRO取得了比官方标称更高的成绩,顺序读写速度秒杀其余两款竞品,最强PCIe 4.0 SSD的称号实至名归。
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CrystalDiskMark测试
CrystalDiskMark是最知名的SSD测试工具之一,它能够检测硬盘的持续和随机读取/写入速度,测试随机512KB,2KB,4KB读取/写入速度等,用户可以以此来辨别SSD的性能及质量的优劣程度。
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三星980 PRO在CrystalDiskMark的持续读取和持续写入速度分别可达7142MB/s和5184MB/s,这个数据已经超过了三星对980 PRO的官方标称速度,依旧是PCIe 4.0 SSD组的最强音。在4K随机性能方面,三星980 PRO的成绩较之竞品也有明显的领先优势。
TxBENCH测试
接下来是TxBENCH,这是一款高效专业的固态硬盘性能测试软件,它不但具备了基础的测试项目,还支持自由设定测试的区块大小、队列深度等等。
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三星980 PRO在TxBENCH的持续读取和持续写入速度分别达到了6922MB/s和4988MB/s,无限接近官方的标称速度,远超希捷520和海盗船MP600等其他采用PCI 4.0接口的竞争对手。在4K随机性能方面,三星980 PRO的成绩同样较之竞品有着明显的领先优势。
ATTO Disk Benchmark测试
ATTO Disk Benchmark是一款用于测试硬盘读写速度等性能的基准软件,有不少硬件爱好者都会使用这款工具,它会使用不同的数据包按0.5K, 1.0K, 2.0K直到到8192.0KB进行分别读写测试,测试完成后数据用柱状图的形式表达出来,很好的说明了文件大小比例不同对磁盘速度的影响。
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三星980 PRO在ATTO的持续读取和持续写入速度最高值分别为6990MB/s和4980MB/s,继续问鼎巅峰性能。在4K随机性能方面,三星980 PRO的成绩和希捷520基本持平,排名领先,但随机写入速度最快的却还是三星上代旗舰970 PRO。
AS SSD随机性能测试
SSD而言,4K随机性能的高低也是衡量该硬盘竞争力重要标准。为此,我们不妨对比一下三星980 PRO和三星970 PRO这两代旗舰SSD在AS SSD Benchmark软件中的4K随机性能。通过下图可见,三星980 PRO在几乎所有测试项目中都能大幅领先于前辈,将PCIe 4.0的优势贯彻到底。
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HD Tune Pro测试
接下来,我们通过HD Tune Pro对三星980 PRO进行极限测试,看看它在连续写入200GB文件时智能TurboWrite 2.0技术能否保证其长时间的满血性能输出。
三星980 PRO SSD深度评测

通过测试可见,三星980 PRO在前114GB时都能保持4000MB/s左右的写入速度,只有超过114GB这个阈值之后,才降速到1900MB/s左右,但依旧远高于现有的PCIe 3.0 SSD。在现实中,一次写入超过115GB数据的需求很少,在绝大多数写入工作中,三星980 PRO都能以4000MB/s的速度高速前行。
存储性能衰减测试
还有最后一个问题,当三星980 PRO中已经保存大量数据后,其性能是否会出现缩水?为此,我们分别在硬盘中存入432GB和728GB的各种游戏和数据文件后,再用CrystalDiskMark对其进行测试。
三星980 PRO SSD深度评测

通过测试截图可见,哪怕往硬盘中填充了46%和78%的数据,三星980 PRO依旧可以获得官方标称数据的持续读写速度,只是随机性能略有下降,但该成绩依旧超过其他PCIe 4.0竞品。需要注意的是,当1TB版的980 PRO可用空间小于230GB后,其动态SLC缓存会被禁用,所以我们还是建议大家留给980 PRO足够的剩余空间,确保持续写入大量数据时的极速体验。
小结&选购建议
虽然三星980 PRO的上市时间较晚,但考虑到第一批上市的PCIe 4.0 SSD只能跑出5000MB/s左右的速度,充其量只是“残血版”。
三星980 PRO SSD深度评测

作为后来者的三星980 PRO,则真正树立了作为满血版PCIe 4.0 SSD的性能标杆。从Elpis主控、第六代V-NAND闪存、智能TurboWrite 2.0技术,再到深入细节的镍涂层和铜箔散热标签,正是这些特殊功能和设计才将980 PRO推向了性能之巅。虽然这款SSD改用TLC闪存后寿命有所降低,但正如前文所说,更强更便宜的980 PRO依旧对得起其“PRO”的尊贵身份。
如今下一代计算平台(PC、游戏主机等)都已经将PCIe 4.0纳入标配,NVIDIA GeForce RTX30系列显卡主打的RTX IO技术也能直接读取硬盘并在显卡中解压数据,未来PCIe 4.0的高速特质将在更多应用领域带来颠覆性的体验提升。
从现在起,你的下一块硬盘就应该是PCIe 4.0 SSD了,而三星980 PRO,无疑就是顶级PCIe 4.0 SSD中的首选之一。
来源:玩物记

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