È passato più di un anno da quando Samsung introdusse il suo primo SSD SATA III per il mercato consumer: apparteneva alla serie 830 ed era il successore della serie 470 SATA II. Fin da subito riscosse un grande successo, che andò via via crescendo con i positivi commenti degli utenti. Nonostante la concorrenza mettesse a disposizione più prodotti, Samsung ha raggiunto la quota maggiore di mercato, secondo un’indagine svolta da Idealo sull’andamento delle soluzioni HDD e SSD in Europa. A distanza di un anno, circa, Samsung rilancia la sua offerta nel settore con la nuova serie 840, suddivisa in due sotto categorie: la 840 series e la 840 PRO series, entrambe qui recensite.

Samsung non è di certo un produttore che necessita di una qualsivoglia presentazione e, per quanto indicato, neanche per il mercato SSD. L’azienda sudcoreana è in pratica l’unico produttore che riesce a costruire integralmente il proprio Solid State Drive, senza dover ricorrere a componentistiche da acquistare da terzi. Le memorie flash utilizzate, il controller e quindi il firmware, sono prodotti e sviluppati da Samsung, che può quindi godere di una completa gestione interna.

L’intera serie 840 utilizza il controller Samsung MDX (vedremo nel dettaglio le sue specifiche), differente dall’MCX integrato sulla serie 830. Ma allora qual è la differenza tra l’840 e l’840 PRO? Entrambe utilizzano memorie NAND da 21nm Toggle-Mode, ma di tipo TLC per l’840 e MLC per la versione PRO. Samsung propone per la serie 840 modelli da 120GB, 250GB (recensito oggi) e 500GB, mentre per la versione PRO i modelli hanno capacità di 128GB, 256GB (recensito oggi) e 512GB. Vediamo di analizzare le differenze delle periferiche nelle prossime pagine.

NAND SLC, MLC e TLC; facciamo chiarezza

Si riporta sempre questa strana dicitura nelle specifiche tecniche per gli SSD: SLC, MLC e ora compare anche TLC. Ma cosa indicano e che differenze ci sono? Queste voci sono rispettivamente l’acronimo di Single Level Cell, Multi Level Cell e Triple Level Cell e stanno a indicare il numero di bit che la singola cella è in grado di registrare. Nella corrispondenza bit to bit che è necessario memorizzare, si trova quindi il rapporto 1:1 per le SLC, 1:2 per le MLC e 1:3 per le TLC. Il problema per quest’ultimo tipo di cella è che non c’è un multiplo di 3 che sia una potenza di 2 (2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256…) che sono poi tipicamente le capacità degli SSD. Per una TLC, quindi, si sfrutterà la stessa capacità di una MLC, per scendere a un numero in potenza di 2, ma di conseguenza serviranno meno transistor e il wafer di stampa sarà più piccolo, con costi di produzione inferiori. Per questo stesso motivo le capacità proposte per l'840 (120, 250 e 500 GB) non rispecchiano quelle proposte per l'840 PRO (128, 256 e 512 GB).

Inoltre, mentre una SLC avrà due stati di tensione (0 e 1), MLC ne avrà quattro (00, 01, 10, 11) e TLC otto (000, 001, 010, 100, 011, 101, 110, 111). Con più livelli di tensione da controllare, per l’accesso alle letture casuali ci vorrà più tempo; per le MLC si impiegherà il doppio rispetto alle SLC e per le TLC il doppio rispetto alle MLC. Questo fattore comprometterà anche la vita utile della cella; minori sono i bit per cella e maggiore sarà la tollerabilità della tensione tra i comandi. Ad esempio, se per passare da un dato valore (0) a un altro valore (1) la cella SLC ha un gap di 6V di impulso, la cella MLC, tra due dei quattro valori possibili, avrà 3V di “gioco” e la TLC solamente 1V. L’ossido di silicio con il tempo tende a consumarsi e se si ipotizza la perdita di 1V nel gap, si intuisce subito che la cella SLC è quella che meno soffre l’usura perché ha un maggiore “spazio” disponibile tra i segnali. Il modulo ECC, acronimo di Error Correction Code, è chiamato a svolgere un compito di maggiore importanza verso le celle TLC perché ci sono tre bit da correggere invece di due o uno.

 Sarà dunque chiaro adesso perché i sistemi server utilizzano celle di tipo SLC, quelli consumer le MLC e infine, per la fascia più bassa e in modo da diminuire i costi, vengono scelte le TLC.

Abbiamo spiegato perché le celle TLC siano quelle con le prestazioni più basse, le più economiche e con minore vita utile; ma rappresentano davvero una scelta così infima queste celle TLC?

Già all’aumento della densità del processo produttivo della cella, con il passaggio da 3xnm a 2xnm, il numero di cicli è stato ridotto in modo non del tutto trascurabile; le MLC sono passate da 5.000 cicli di supporto a 3.000 cicli, dopo essere riusciti ad affinare la produzione e con l’aiuto di sistemi (wear leveling) atti ad aumentare la vita utile della cella. Le celle TLC a 2xnm dovrebbero essere in grado di compiere circa 1.000 cicli. Dal mero punto di vista matematico, condizione che differisce da una stima ottenibile in via sperimentale, possiamo dire che per arrivare alla fine utile di celle TLC da 1.000 cicli, dobbiamo scrivere 256.000 GiB per NAND TLC da 256GiB. Attenzione con TiB e GiB si indicano rispettivamente 2^30 e 2^20 e byte non 10^12 e 10^9 byte che invece corrispondono ai simboli di TB e GB. Tali unità di misura sono introdotte dal momento che per le memorie flash si utilizzano sistemi di tipo binario che sono potenze del 2. Supponendo di scrivere 100GiB di dati al giorno, un valore, decisamente elevato, arriveremo a un totale di 36.500 GiB in un anno, ben lontano dai 256.000 GiB. 36.500 GiB all’anno corrispondono a 143 cicli per cella e per raggiungere la fatidica soglia di 1.000 occorrono circa 7 anni. Il tempo stimato per memorie da 128GiB viene dimezzato, 3 anni e mezzo, ma parliamo comunque di un carico di lavoro molto intenso. Il discorso si complica se consideriamo che quando la cella inizia a deteriorarsi più scritture potrebbero essere necessarie prima di ottenerne una corretta.

In fin dei conti possiamo ritenere questo fattore pericoloso? Dipende probabilmente dall’utilizzo che ne facciamo. In generale per un utilizzo normale si direbbe che nessuno scrive mai 100 GiB di dati al giorno. In realtà in casi di applicativi pesanti che vanno a saturare la RAM, effettuando lo swap su disco si potrebbe raggiungere questi valori. In questi casi è forse opportuno fare attenzione e disabilitare lo swap su disco, coadiuvando il sistema con adeguati quantitativi di memoria RAM (ormai decisamente economica).

Specifiche tecniche Samsung 840 e 840 PRO

Vediamo prima di tutto quali sono i valori prestazionali dichiarati da Samsung per la serie 840:

Come possiamo notare la differenza tra le prestazioni in scrittura dell’840 PRO e dell’840 base sono consistenti. Se da un lato le prestazioni del controller MDX sono quasi sempre saturate dalla velocità delle memorie Toggle NAND MLC, per le TLC il divario si fa consistente specialmente nei modelli di taglia più piccola. Fanalino di coda è l’840 da 128GB che fa segnare soltanto un terzo delle IOPS in scrittura rispetto agli 840 PRO.

D’altra parte, come possiamo notare dalla seguente tabella, il miglioramento rispetto al precedente modello 830 delle IOPS è consistente, merito evidentemente del nuovo controller. Ma vedremo meglio queste differenze nei nostri test sul campo.

Soffermiamoci ora proprio sul nuovo controller MDX. Come per il precedente MCX si tratta di un processore ARM triple-core. L’architettura, però, è la più recente Cortex-R4, che rispetto alla precedente versione ARM9, introduce importanti miglioramenti in termini di efficienza, sia puramente energetica, che computazionale. I nuovi Cortex-R4 possono inoltre beneficiare di processi litografici avanzati fino a 2x nm in modo da ridurre ulteriormente i consumi energetici. Grazie all’elevata efficienza, il clock del controller MDX passa da 220 MHz del precedente modello a 300 MHz. Accanto ad esso, troviamo 512MB di memoria DDR2, questa volta di tipo low-power per ridurre ulteriormente i consumi del Samsung 840. I consumi del Samsung 830 in idle, già molto contenuti, si dimezzano toccando la soglia di soli 40mW. Ciò a tutto vantaggio della durata della batteria dei portatili.

Samsung 840 e 840 PRO: Confezione e bundle

Entrambi gli SSD prodotti da Samsung vengono commercializzati all'interno di una confezione di cartone dalle dimensioni molto compatte di 140x140x15 mm. Seppur molto simile, la grafica utilizzata dalla versione PRO si differenzia da quella della versione liscia grazie ad un look molto più aggressivo, caratterizzato da uno sfondo completamente nero e dettagli bianchi e grigi. Per quanto riguarda l'840 troviamo invece una stampa con rifinitura glossy dell'SSD e uno sfondo grigio canna di fucile. Per entrambi i drive nella parte frontale è presente l'adesivo che ne riporta la capacità, nel nostro caso 256GB per l'840 PRO e 250GB per l'840.

Nella parte posteriore della confezione sono riportate le caratteristiche tecniche dei drive, le prestazioni in proporzione alla capacità e le informazioni riguardanti la garanzia. Segnaliamo che, come riportato sulle rispettive scatole, la garanzia si limita a 3 anni per la versione 840 liscia e sale a 5 anni per l'840 PRO. Occorre dire che tre anni di garanzia costituiscono uno standard presso i migliori SSD, mentre quella di 5 anni rimane appannaggio di ben pochi modelli presenti sul mercato.

La confezione è chiusa nella parte superiore da un sigillo di garanzia, una volta staccato potremo estrarre dalla confezione il drive e gli accessori.

Per quanto riguarda il bundle cartaceo è presente una guida all'installazione del drive, una guida inerente alla garanzia e tre adesivi, due decorativi identici riportanti la scritta Samsung SSD Activated e uno riportante il numero di serie del drive. E' inoltre presente un disco contenente il manuale e il software di gestione del disco denominato Samsung SSD Magician, come al solito suggeriamo di scaricare l'ultima versione dalla pagina ufficiale.

Il drive è assicurato da urti da un frame in plastica semi rigida, purtroppo non è presente un adattatore da 3,5" a 2,5": bisognerà quindi acquistarne uno separatamente se necessario. Segnaliamo comunque la tendenza degli ultimi case in commercio ad avere già la predisposizione per tali dispositivi.

I due drive sono praticamente identici, per distinguerli bisognerà leggere nella parte inferiore del drive dov'è riportato il nome del modello ed altre informazioni riguardanti il drive, in entrambi i casi comunque il design è molto accattivante, soprattutto grazie al bordo cromato del drive. E' facile invece distinguerli dal modello 830, dove l'etichetta arancione era posizionata su un angolo.

Ricordiamo che entrambi i drive sono low profile e sono spessi solo 7mm. Sono quindi ideali anche per gli Ultrabook e per tutti i notebook dallo spessore ridotto.

Samsung 840 e 840 PRO: Samsung SSD Magician

La suite software Samsung SSD Magician permette di avere moltissime informazioni riguardanti il proprio SSD, ottimizzarne le prestazioni, aggiornare il firmware e cancellare/clonare i dati. Abbiamo provato per voi la versione 3.2.

Una volta installato e avviato il programma, ci troveremo dinanzi ad un menù molto semplice ed intuitivo dal quale sarà possibile effettuare moltissime operazioni. Per poter effettuare i test in maniera adeguata abbiamo innanzitutto provveduto ad aggiornare entrambi i dischi all'ultimo firmware disponibile, per far ciò abbiamo quindi cliccato sul pulsante F/W update.

Il software ci avvisa del rischio di perdita dei dati nel momento in cui si riscontrassero problemi durante la procedura e quindi ci consiglia di effettuare un backup dei dati più importanti e di chiudere altre applicazioni in esecuzione.

Subito dopo aver cliccato su "yes" si aprirà la finestra che ci permetterà di scegliere il drive da aggiornare, di scaricare l'ultimo firmware e di selezionarlo; una volta effettuato quest'ultimo passaggio sarà possibile cliccare sul pulsante start.

Ci comparirà un ulteriore avviso riguardante lo spegnimento del PC ad update completato e che ci consiglierà quindi di salvare e chiudere tutte le applicazioni in corso.

L'update del firmware richiede pochi minuti, una volta completato il PC verrà riavviato.

Sistema di prova e metodologia dei test

Il sistema di prova utilizzato per testare i Samsung 840 e 840 PRO è basato sul chipset Intel Z77 con scheda madre una MSI Z77 Mpower. Nel dettaglio il sistema utilizzato è il seguente:

Il Sistema Operativo è Windows 7 Ultimate X64, mentre per quanto riguarda i driver abbiamo provveduto ad aggiornare gli Intel Rapid Storage all'ultima versione.

Oltre all'aggiornamento dei driver abbiamo provveduto a "tweakkare" opportunamente il Sistema Operativo attraverso due piccoli accorgimenti, al fine di preservare l'unità dal degrado futuro e di ottimizzare le prestazioni. Nello specifico tali accorgimenti sono la disattivazione della deframmentazione del drive da parte del Sistema Operativo e la disattivazione dell'indicizzazione del drive attraverso il menù Proprietà del Drive.

Abbiamo inoltre provveduto ad aggiornare il firmware dei due SSD all’ultimo disponibile: 4B0Q. Avevamo già indicato che la versione 2B0Q/5B0Q, di pre-produzione, aveva manifestato qualche problema, ma questi sono stati corretti poi con il 3B0Q/6B0Q. Abbiamo dunque confrontato queste ultime due versioni stabili del firmware. Per l’aggiornamento è stato utilizzato il software Samsung SSD Magician, come descritto nella precedente pagina.

840

840 Pro

A partire da questa recensione abbiamo inserito comparative con SSD precedentemente recensiti. Per la piattaforma di test (sempre Intel con processore Intel 2600K) ed il firmware utilizzato si faccia riferimento alle rispettive recensioni. Sono inoltre stati aggiunti i test degli SSD Samsung 830 256GB e OCZ RevoDrive 3 120GB (inediti). La piattoforma di test per questi ultimi è: Intel Core i7-2600K, Asrock Fatal1ty P67 Professional (B3), 2x2GB GSkill RipjawsX 2133MHz, Western Digital Caviar Black 500GB (Windows 7 Professional 64bit).

CrystalDiskMark 3.0.1

CrystalDiskMark è un utilissimo software per misurare le performance in lettura e in scrittura in modo sequenziale (sequential) e casuale (random), grazie al pieno supporto del NCQ (Native Command Queuing) l'ordine degli IOPS viene ottimizzato in modo da migliorare le prestazioni di input/output con una Queue Depth (file in coda) di 32, tale test consente di osservare il comportamento del drive durante il trasferimento di numerosi file con dimensioni ridotte.

L'ultima versione del programma al momento disponibile e la 3.0.1, vi ricordiamo che nelle versioni 1.0, 2.0 e 2.1 sono stati riscontrati dei bug critici pertanto sono vivamente sconsigliate.

840 

840 PRO

Come si può notare le prestazioni sono identiche sia in modalità normale, sia in modalità 0Fill. Ciò ci permette di stabilire con certezza che il controller Samsung MDX non effettua compressione dei dati, peculiarità dei controller SandForce. Passando ad analizzare le differenze tra i drive, due sono le differenze principali. Come da specifiche l'840 risulta molto più lento nella scrittura sequenziale (circa la metà) rispetto all'840 PRO. L'altra differenza è nella scrittura lettura 4K random: seppur poco evidente il divario è in realtà marcato. Un leggero miglioramento si evidenzia anche nella scrittura 4K in modalità NCQ con code di 32 elementi.

La situazione appena descritta risulterà più chiara con l'aiuto dei seguenti grafici. Con comandi sequenziali, il nuovo Samsung 840 PRO si colloca indisturbato in cima alla classifica, seguito, solo per la lettura, dalla versione 840. Quest'ultimo infatti viene penalizzato dalle prestazioni in scrittura sequenziale. 

Per la lettura e scrittura 4K, il Samsung 840 PRO si colloca al vertice per la lettura e tra i migliori nella scrittura; l'840 invece occupa una posizione intermedia, ma distanzia comunque in modo piuttosto neto l'830. Con queue depth di 32 elementi, il podio è tutto per gli SSD di casa Samsung, anche se quello di precedente generazione fa registrare il peggior risultato in scrittura. Eccellente invece è il comportamento dei nuovi 840 e 840 PRO.

HD Tune 4.60

HD Tune è un'utility per Hard disks e SSDs con molte funzioni, può essere utilizzato per misurare in modo accurato le performance del drive, per trovare errori, per controllare lo stato vitale del drive, per cancellare dati in modo sicuro e molto altro ancora. La versione da noi utilizzata è l'ultima disponibile al momento e si tratta della 4.60. Il programma è disponibile in due versioni, una freeware (HD Tune) e una a pagamento (HD Tune PRO), nel nostro caso è stato necessario utilizzare la versione PRO in quanto è l'unica a misurare le prestazioni del drive in scrittura.

840

840 PRO

La situazione nel benchmark HD Tune rispecchia la stessa situazione evidenziata nel benchmark Crystal Disk Mark. Le principali differenze sono da imputarsi alla velocità di scrittura sequenziale dell'840 sensibilmente inferiore rispetto al modello di punta. Anche in questo caso l'840 PRO si dimostra più veloce nella lettura 4K seppur in misura minore rispetto al precedente benchmark.

Per la lettura media con HD Tune, è il Samsung 840 a posizionarsi al vertice, ma la versione PRO non è affatto distante. È in scrittura che si viene a creare la maggiore differenza. La versione liscia si colloca appena dietro al precedente 830, ma la versione PRO ottiene il valore assoluto maggiore.

L'ottimo controller di casa Samsung permette ai suoi nuovi SSD di occupare la parte alta della classifica per le operazioni IOPS random, sia per la scrittura che per la lettura.

ATTO Disk Benchmark

ATTO è un benchmark gratuito che esegue dei semplici test in lettura e in scrittura in modalità sequenziale adoperando una Queue Depth (file in coda) di 4.

840

840 PRO

Anche ATTO evidenzia una differenza sostanziale nella velocità di scrittura sequenziale. Gli altri valori risultano pressoché allineati. E' interessante notare come la lettura sequenziale sia ormai palesemente limitata dalla bandwidth messa a disposizione dallo standard SATA III.  

Per il benchmark ATTO, il Revodrive è irragiungibile, merito della connessione PCI-Express, ma anche della compressione dati effettuata dal controller SandForce. Pur facendo registrare una velocità in lettura molto alta, gli SSD con controller SandForce si collocano nella parte alta della classifica per quanto riguarda la scrittura 4MB. A onor del vero, nel test di ATTO, il Samsung 840 PRO fa registrare il suo massimo valore in scrittura a 128kB con una velocità di 530 MB/s. Il Samsung 840 chiude la classifica dietro anche al Samsung 830, pur mantenendo un piccolo vantaggio in lettura. Ricordiamo che lo scenario di test di ATTO è ben lontano da casi di utilizzo reale, poiché utilizza dati altamente comprimibili. 

AS SSD Benchmark

AS SSD Benchmark è un'altro benchmark gratuito studiato appositamente per SSD, effettua i suoi test sintetici senza adoperare la cache del sistema operativo che va ad influenzare pesantemente i risultati del Tranfer Rate, inoltre determina i tempi di accesso del drive sfruttando l'intera capacità del drive stesso, tutti i test vengono effettuati utilizzando dati non comprimibili.

840

840 PRO

L'840 PRO stacca di quasi 200 punti il modello 840 nel benchmark AS SSD. Oltre alle caratteristiche già evidenziate, nel bemchmark di copia l'840 risulta sempre più veloce, in particolar modo nei file di tipo ISO, evidentemente influenzato dalla maggior velocità di scrittura sequenziale per il modello di punta.

Graficando i risultati Score ricontrati da tutti gli SSD testati e presenti in redazione, il Samsung 840 PRO riesce a conquistare la vetta della classifica. Si difende comunque molto bene la versione 840, che nonostante un punteggio in scrittura non elevato, si posiziona appena dietro ai tre SSD di riferimento e mantiene a debita distanza l'SSD Samsung di precedente generazione.

Anvil e test riempimento

Questo nuovo bench introdotto nella nostra suite di test, chiamato Anvil's Storage Utilities, è pensato appositamente per gli SSD ed è in grado di testare i drive sotto ogni  aspetto. La versione del benchmark è una Release Candidate. I test sono stati effettuali con diverse percentuali di occupazione del disco per verificare il comportamento al variare dello spazio libero restante.

840

 0%                                                                50%

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840 PRO

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75%

In generale le prestazioni in Anvil rispecchiano quanto visto nei benchmark precedenti, appare però un fenomento piuttosto strano. Le prestazioni a disco vuoto, specialmente in lettura, risultano inferiori a quelle a disco pieno fino a metà e quasi pieno. Nel complesso le prestazioni registrate sono molto elevate, in particolar modo per l'840 Pro, superando il risultato fatto registrare dal Corsair Neutron GTX. 

Conclusioni

840 Pro

840

I nuovi Samsung 840 e 840 Pro hanno confermato il trend positivo ottenuto dall'azienda con l'ottimo 830, campione di vendite sin dalla sua uscita. La stabilità dimostrata negli anni da quest'ultimo fa ben sperare in una buon comportamento anche degli 840 e 840 Pro, che durante i test si sono dimostrati del tutto esenti da problemi, con prestazioni costanti nel tempo. Sbalorditive le prestazioni del Samsung 840 Pro, che per ora sembra spuntarla su tutti gli SSD finora testati. Anche l'840 mostra ottime prestazioni, specialmente in lettura, mentre la scrittura sequenziale è limitata pesantemente dalle memorie TLC. Nel complesso risulta comunque un ottimo drive in cui installare un sistema operativo, per un utilizzo comune del PC. La scarsa longevità delle memorie TLC lascia forse qualche dubbio all'acquirente dell'840, che potrebbe preferire, come compromesso l'ancora valido Samsung 830, che a scapito di prestazioni generalmente inferiori (scrittura sequenziale esclusa), dovrebbe garantire maggiore longevità. Ovviamente l'obiettivo di Samsung è rimpiazzare la serie 830 e lo fa con due drive che si piazzano su due fasce di prezzo diametralmente opposte. L'840 da 250GB può essere acquistato ad un prezzo medio di circa 160€, mentre l'840 Pro è disponibile a circa 230€. La differenza di prezzo per acquistare l'840 Pro è sostanziale ed impegnativa, ma sicuramente giustificata dalle impressionanti prestazioni nonché dalla longevità del drive, non solo rispetto all'840. Samsung offre infatti per l'840 Pro ben 5 anni di garanzia, evidente sinonimo di qualità.

Si ringrazia Samsung per aver permesso questa recensione.

Giovanni Abbinante