Comparatif SSD : 28 SSD de 480 à 512 Go

Samsung 850 EVO, 850 Pro, 840 Pro, 840 EVO et 840 en test

Il est difficile de présenter le géant Coréen Samsung en quelques lignes. Crée en 1938, Samsung est un énorme conglomérat affichant un chiffre d'affaires supérieur à 200 milliards de $ et pas moins de 425 000 employés.

Samsung est un précurseur dans le domaine du SSD, puisqu'il avait annoncé un tel disque en mai 2005 ! Avec une capacité maximale de 16 Go, des débits de 57 Mo /s en lecture et 32 Mo /s en écriture le tout pour quelque chose comme 800 €, il ne s'agissait que des prémices encore peu convaincants de la révolution SSD pour laquelle Samsung était idéalement placé.

Comme Toshiba/Sandisk et Micron/Intel, Samsung produit en effet l'élément principal du SSD, à savoir la mémoire Flash, et il développe même directement les contrôleurs. Après avoir été sur le devant de la scène au début du SSD, Samsung fût ensuite éclipsé par Intel, OCZ et Crucial notamment avant de faire un retour en force depuis maintenant trois ans avec les séries Samsung 830, 840 et enfin 850.


Trois gammes de Samsung 840 ont été lancées, les 840, 840 Pro dans un premier temps puis les 840 EVO. Les 840 et 840 Pro ont fait leur apparition en septembre 2012, ils utilisent un contrôleur maison, le S4LN021X01, associé à de la mémoire Flash Samsung gravée en 21nm. Si le Samsung 840 Pro fait appel à de la mémoire MLC, comme quasiment tous les autres SSD du comparatif, le Samsung 840 utilise pour sa part de la mémoire TLC.

Pour rappel, alors que sur mémoire MLC on stocke deux bits par cellule (4 niveaux de tension), en TLC on passe à 3 bits (8 niveaux). En contrepartie d'une densité accrue, qui permet de réduire de 20% la taille d'une puce à capacité égale, les mémoires TLC sont plus lentes en écriture notamment puisqu'elles nécessitent un niveau de précision plus important nécessitant plusieurs ajustements de tension. Cela impacte également à la baisse leur endurance, estimée à 1000 cycles d'écritures contre 3000 pour les MLC, ce qui reste suffisant avec un contrôleur moderne pour un usage classique.


Disponible depuis août 2013, le Samsung 840 EVO est - comme son nom l'indique - une évolution du Samsung 840. La mémoire est toujours de type TLC, mais on passe de 21nm à 19nm alors que le contrôleur est désormais un S4LN045X01 avec une fréquence 33% supérieure (400 MHz). Comme les autres 840 il supporte l'AES 256 bits, mais dispose en sus et comme une bonne partie de la gamme Crucial d'un PSID visible au dos du SSD. Ce PSID permet de débloquer le SSD (en perdant les données) en cas de perte de la clé, et un nouveau firmware a rendu compatible le chiffrement avec TCG Opal 2.0 et le standard Microsoft eDrive, ce qui permet d'utiliser le chiffrement matériel sous BitLocker.

La nouveauté intégrée au 840 EVO c'est une technologie dénommée TurboWrite, qui utilise une partie de la TLC en tant que SLC. Si la capacité accessible à l'utilisateur ne varie pas face au 840 qui intègre un overprovisionning par défaut, sur le 840 EVO cet OP laisse place à TurboWrite qui occupe même une partie du provisionning par défaut. Samsung réserve ainsi 36 Go, 27 Go, 18 Go et 9 Go de mémoire TLC pour disposer de 12, 9, 6 et 3 Go de cache TurboWrite sur les versions 1 To, 750 Go, 500 Go et 250/120 Go. Les écritures se font en priorité dans cet espace qui fait office de cache, qui est vidé lors des périodes d'inactivité. Là encore il s'agit surtout d'un artifice visant à gonfler les spécifications officielles, les débits hors TurboWrite n'étant que rarement mis en avant.

Il a de plus tendance à être contre-productif pour l'usure puisqu'en plus de priver le SSD d'une grande partie de la Flash jusqu'alors réservée pour les optimisations interne du contrôleur destinées entre autre à réduire l'usure de la Flash (provisionning et overprovisionning), il augmente l'amplification en écriture du SSD et donc son usure à terme puisque pour écrire 3 Mo de données on écrit non pas 1 million de cellules en TLC mais 3 millions en SLC puis 1 million en TLC, soit 4 fois plus ! Attention par contre les cellules ne seront pas usées 4 fois plus vite pour autant, une écriture en "mode SLC" étant moins stressante qu'une autre en "mode TLC".

Pour clore le chapitre des 840 nous devons reparler du problème des performances en relecture sur les 840 et 840 EVO. Il s'est en effet avéré que la lecture des données écrites il y a quelques mois était moins rapide, et Samsung a mis plus de 6 mois à corriger ce problème sur les 840 EVO sans pour autant l'avoir pris en compte sur les 840. Une partie du correctif, qui peut être utilisé sur les 840, consiste à réécrire toutes les données du SSD.

Les plus récents Samsung 850 Pro et EVO utilisent un nouveau type de mémoire mis au point par Samsung et appelé V-NAND, une appellation maison pour la 3D-NAND qui devrait faire son apparition dans les années à venir chez les autres fabricants. Avec ce type de Flash, l'augmentation de la densité au mm² ne se fait plus en réduisant la taille des cellules Flash sur les axes X et Y, avec les problèmes que cela pose en termes d'endurance notamment du fait de la réduction de la taille de la grille flottante, mais grâce à un empilement vertical des cellules. La V-NAND de dernière génération utilise ainsi un process 40nm et dispose de 32 couches de cellules empilées. Du coup malgré une gravure bien moins fine que le 16nm utilisée chez Micron par exemple, la densité d'information au mm² est supérieure à celle obtenue par Micron. Bien entendu en contrepartie Samsung doit amortir des coûts lié à la R&D ainsi qu'aux équipements liés à la V-NAND, de plus le taux de rebuts et le nombre d'étapes nécessaires à la fabrication de la V-NAND sont probablement plus élevés.


L'endurance est doublée grâce à la V-NAND et l'observation des données SMART après des écritures permet d'établir que Samsung spécifique sa MLC V-NAND pour 6000 cycles contre 2000 cycles pour la TLC V-NAND. Comme d'habitude Samsung est plus conservateur pour les chiffres d'endurance et annonce d'une part 150 To quelle que soit la capacité sur le 850 Pro et 75 To en 120-250 Go et 150 To au-delà sur 850 EVO, ce qui ne correspond qu'à 150 à 625 cycles. Il faut dire que ces chiffres correspondent à des écritures aléatoires même en l'absence de TRIM, et donc avec une amplification en écriture plus élevée qu'en usage classique, et que Samsung comme d'autres se gardent bien de doubler l'endurance avec un doublement de la capacité histoire de ne pas trop concurrencer les SSD professionnels sur ce point.

Comme le 840 EVO les 850 Pro et EVO disposent d'un PSID et leur chiffrement AES 256-bit est compatible avec TCG Opan 2.0 et Microsoft eDrive IEEE 1667. La garantie est de 10 ans sur le 850 Pro, 5 ans sur le 840 Pro et 850 EVO, et 3 ans sur les 840 et 840 EVO. Ils sont disponibles sans accessoires mais aussi en version "Desktop Kit" avec un support 3.5", les vis et câbles d'alimentation et de données SATA et en "Laptop Kit" qui se compose d'un adaptateur 7mm vers 9,5mm et d'un câble SATA vers USB.


Côté performances officielles on peut voir que la différence entre 840 et 840 EVO provient majoritairement de la présence du Turbowrite sur les versions 120 et 250 Go, par contre le 500 Go passe tout de même en écriture de 330 à 420 Mo /s et de 70K à 90K IOPS. Sur le 850 EVO c'est globalement le même cheminement mais les écritures aléatoires profitent du Turbo, notamment sur les petits modèles.


Comme prévu on trouve au sein du Samsung 840 Pro le contrôleur S4LN021X01 et 8 puces de Flash NAND MLC 21nm d'origine Samsung intégrant chacune 8 die 64 Gbits. Les 512 Mo de DRAM sont également fabriqués par Samsung.


Le Samsung 840 est une copie conforme du 840 Pro, si ce n'est que les puces Flash sont des TLC 21nm et intègrent 4 die 128 Gbits.


Au sein du Samsung 840 EVO on retrouve un PCB bien plus réduit. En sus du S4LN045X01 et des 512 Mo de DRAM on trouve 4 puces de Flash NAND TLC 19nm, chacune d'entre elle intègre 8 die 128 Gbits.


Le Samsung 850 Pro intègre le même contrôleur S4LN045X01 que le 840 EVO, toujours accompagné de 512 Mo de DRAM. Chacun des die V-NAND offrant 86 Gbits de données, Samsung a fait dans l'originalité puisqu'il intègre 4 puces intégrant 4 die et 4 puces intégrant 8 die. Ce sont ainsi 516 Gio de flash qui sont intégrés sur le SSD, contre 512 Gio sur les autres SSD du comparatif, ce qui permet au passage d'avoir un peu plus de Flash pour ses optimisations interne.


Le 850 EVO n'intègre pour sa part que 4 puces dans sa version 500 Go et Samsung en profite pour réduire la taille du PCB, sachant que celui des versions 120 et 250 Go l'est encore plus. Chaque puce intègre 8 die de 128 Gbits de V-NAND et la version du contrôleur évolue légèrement, il s'agit d'un S4LN062X01 qui reste associé à 512 Mo de DRAM.