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[Review] SSD Netac NV5000 1TB – Um SSD PCIe 4.0 intermediário com bom desempenho

Hoje, testaremos um SSD NVMe da fabricante chinesa Netac, do segmento intermediário, modelo NV5000. Neste teste, constataremos o modelo de 1TB que nos enviaram... Continue lendo!

Hoje, testaremos um SSD NVMe da fabricante chinesa Netac, do segmento intermediário, modelo NV5000. Neste teste, constataremos o modelo de 1TB que nos enviaram.

Ele vem no formato M.2 com barramento de 64Gbps, ou seja, 4 linhas PCIe 4.0, protocolo NVMe 1.4 e capacidades que variam desde 500GB até 2TB. Seu preço geralmente se encontra próximo dos US$196 na versão de 1TB a qual é a unidade que será testada hoje, cerca de R$699 à R$800, o que é um preço legal para um SSD PCIe 4.0 de 1TB.

Especificações do SSD

A seguir, informações um pouco mais detalhadas sobre o SSD que será testado (unidade de 1TB):

Softwares do SSD

Infelizmente os SSDs da Netac não possuem algum software que forneça informações do produto, como durabilidade e nem mesmo atualizações de firmware.

Unboxing

O SSD vem em uma caixa básica contendo algumas informações do SSD e uma foto ilustrativa. Como veremos a seguir, é bem similar à embalagem do Netac NV7000 1TB que analisamos recentemente.

Construção e acabamento

Sobre sua construção interna, essa linha vem no formato M.2 2280, protocolo NVMe 1.4, vemos também que se trata de um SSD Dual-sided, ou seja, possui C.I.s em ambos os lados do PCB, enquanto a unidade de 500GB talvez seja Single-sided.

Como podemos visualizar acima, em sua camada superior se encontra seu controlador junto de um módulo DRAM e duas NAND Flash, enquanto em sua camada inferior possui outro módulo DRAM e mais duas NAND Flashs.

Para realizar a abertura deste SSD foi utilizada uma chave do tipo Torx T6 de 6 pontas, e em um dos parafusos havia um selo de lacre de garantia que ao ser quebrado ou violado invalidará a garantia deste produto.

Constatamos também que este heatsink é o mesmo utilizado no projeto flagship da Netac, o NV7000, o qual em sua única diferença é o line-up de cores e espessuras de thermal pads.

Controlador
O controlador do SSD é o responsável por fazer todo o gerenciamento de dados, over provisioning e garbage collection, dentre outras funções que ocorrem em segundo plano. E, é claro, faz com que o SSD tenha um bom desempenho.

Este SSD usa um controlador da Phison: o PS5016-E16-32, modelo ISA ARM 32-bit de “4” núcleos Cortex® R5 (Quad-core) com processo de fabricação da TSMC de 28nm. Trabalha com clock de 733 MHz em seus núcleos principais.

Neste caso, trata-se de um controlador dual-core, ou seja, com 2 núcleos principais que fazem o gerenciamento das Nands, com suporte à tecnologia chamada “CoXprocessors” – que nada mais é que outro núcleo Dual-Core Cortex® R5 com frequência bem reduzida (geralmente 200~300 MHz) no intuito de realizar tarefas mais simples e preditivas. Assim, é possível diminuir a carga dos 2 núcleos principais, além do consumo elétrico e dissipação de calor que pode gerar thermal throtling, tendo em vista que este SSD pode chegar a consumir quase 8W.  Uma destas funções, por exemplo, é cuidar de trechos repetitivos de códigos e funções de firmware que os núcleos principais não teriam necessidade de fazer, além de gerenciar o armazenamento de dados na DRAM Cache. Enquanto isso, os núcleos principais são alocados para tarefas como Escrita/Leitura/Host.

Este controlador também possui suporte para até 8 canais de comunicação com barramento de até 800 MT/s, aonde cada um deste canal possui suporte até 4 comandos Chip Enable o que possibilita este controlador se comunicar com até 32 Dies simultaneamente utilizando a técnica de Interleaving.

DRAM Cache ou H.M.B.
Todo SSD topo de linha que visa oferecer um alto desempenho consistente necessita de um buffer para poder armazenar suas tabelas de mapeamento (Flash Translation Layer ou Look-up table). Com isso, ele consegue ter desempenho aleatório melhor e ser mais responsivo.

Como podemos observar na imagem acima, este SSD de 1TB utiliza 2 C.I.s como DRAM Cache, sendo este Chip da Kingston remarcado cujo modelo é “D5128ACPCPGPH“. Que é um chip do tipo DDR4 de 4Gb (512MB) de densidade, que opera em uma frequência de até 2.400 MT/s com latências CL-17-17-17. Porém, devido à limitação do controlador de memória integro no próprio controlador Phison E16, este Chip DRAM Cache opera em 1600 MT/s com latência menor também.

NAND Flash
Com relação a seus circuitos integrados de armazenamento, o SSD de 1TB possui 4 chips Nand flashs marcados como “TA7BG95AYV”. Tratam-se de Nands da fabricante japonesa Kioxia BiCS5, mais conhecida antigamente como Toshiba Memory, sendo neste caso dies de 512Gb (64GiB) contendo 112-Layers de dados sendo um total de 128-layers(gates) gerando uma “Array Efficiency” de 87.5%.

Neste SSD cada NAND Flash possuem 4 dies de 512Gb de densidade totalizando 256GiB por cada NAND Flash, sendo que cada die se comunica com o controlador a uma velocidade de barramento de até 800 MT/s cujo é o máximo estipulado por cada canal deste controlador, entretanto, estes dies possuem um barramento máximo teórico de até 1066 MT/s. Com isso, eles não conseguem desfrutar de seu barramento total, sendo que cada die conseguiria teoricamente oferecer uma largura de banda próxima de 132 MB/s, possibilitando velocidades próxima da casa dos 2GB/s.

Além deste ponto, temos outro “problema“, aonde as BiCS5 oficialmente possuem 4 Planes por cada die, como observaremos nas imagens a seguir, fazendo com que seu controlador consiga acessar estes planes simultaneamente, oferecendo um maior desempenho através do paralelismo. Porém, foi possível constatar que estes dies, possuem apenas 2 planes de line-up BiCS5, o que resultaria em uma perda de desempenho de quase 50%. No decorrer da análise iremos abordar mais sobre este assunto.

Fonte: ISSCC 2019 – 13.5 A 512Gb 3-bit/Cell 3D Flash Memory on 128-Wordline-Layer with 132MB/s Write Performance Featuring Circuit-Under-Array Technology

Bom como podemos observar, como cada die apresenta 2 planes apenas, a Kioxia informa que este die consegue oferecer um rendimento de até 66 MB/s, o que é metade da unidade com 4 planes. Boa parte dos SSDs com Dies Kioxia BiCS5 são desta mesma forma, pois a Kioxia notou que houve um menor rendimento por Waffer BiCS5 e um custo maior em implementar estes Dies com 4 planes.

Embora estes Dies oficialmente da BiCS5 sejam “oficialmente” 4 planes a boa parte dos SSDs com dies BiCS5 são Dual-plane sendo pouco mais rápidos apenas que os predecessores BiCS4.

PMIC (Power Delivery)

Assim como qualquer componente eletrônico que exerce algum funcionamento, SSDs também possuem um nível de consumo de energia que pode variar desde poucos miliwatts  até próximo de 10 watts, beirando o limite de alguns conectores ou slots. O circuito responsável por todo gerenciamento de energia é o PMIC, que significa “Power Management IC“, um circuito eletrônico responsável por prover alimentação para demais componentes. Neste caso, vemos que o circuito responsável neste SSD é o “PS6108-22“, que embora deva simbolizar “Phison“, é uma remarcação de algum outro C.I. que eu acredito ser algum Texas Instrument ou de algum outro fabricante.

Ao lado deste C.I. vemos inúmeros indutores, capacitores, resistores dentre outros circuitos eletrônicos com foco em prover alimentação para os principais componentes do SSD.

CURIOSIDADES SOBRE O SSD NETAC NV5000 1TB

Da mesma forma que circuitos integrados de memória RAM em um pente de memória sofrem variação, o mesmo ocorre com SSDs, nos quais há casos de mudanças de componentes como controlador e NAND flashs.

Até o momento desta análise, talvez haja apenas mais uma variante deste SSD utilizando dies da própria Kioxia, porém BiCS4 que são seus line-up antecessor de 96-Layers sendo dies de 512Gb para os SSDs de maior capacidade e de 256Gb para os de menor capacidade.

METODOLOGIA DE TESTES
Nesta bateria de testes, serão utilizados softwares como Crystal Disk Mark, PCMark 10 (versão paga), IOmeter, 3DMark, ATTO Disk Benchmark, Adobe Premiere, além de utilizar o GTA V para teste de tempo de carregamento de games e tempo de carregamento de Boot do Windows 10 e 11 utilizando o Bootracer.

Importante ressaltar que, quaisquer breves mudanças no sistema operacional, plataforma utilizada seja Intel ou AMD, versão de drivers como Chipset, modelo de processador, modelo de placa mãe, versões do Sistema Operacional, podem gerar resultados com uma diferença deste apresentado, levando isto em conta, a seguir será listado todas as especificações da bancada utilizada, sendo que cada teste realizado foi aferido 3 vezes tendo utilizado a média de cada resultado.

BANCADA DE TESTES
– Sistema Operacional: Windows 10 Pro 64-bit (Build: 21H2) + Windows 11 Pro 64-bit (Build: 21H2)
– Processador: AMD Ryzen 9 5950X (16C/32T) (Frequência fixa em todos os núcleos, 4 GHz)
– Memória RAM: 2 × 16 GB DDR4-3200MHz CL-16 Netac (c/ XMP)
– Placa-mãe: Gigabyte Aorus B550 Vision D (Bios Ver.: F15a)
– Placa de Vídeo: GTX 780 Windforce Gigabyte 3X OC (Drivers: 472.98)
– Armazenamento (OS): SSD XPG Gammix S70 Blade 1TB (Firmware: 3.2.F.P7)
– SSD testado: SSD Netac NV7000 1TB (Firmware: EIFM31.4)
– Versão drive Chipset AMD B550: 4.03.03.431.
– Windows: Indexação desabilitada para não afetar resultados dos testes.
– Windows: Atualizações do Windows updates desabilitados para não afetar resultados dos testes.
– Windows: A maioria dos aplicativos do Windows desabilitados de rodar em segundo plano.
– Teste Boot Windows: Imagem limpa com apenas drivers e todos os updates.
– Teste de pSLC Cache: O SSD é arrefecido por fans para não gerar thermal throtling, interferindo no resultado.
– Windows: Anti-Vírus desabilitado para diminuir variação de cada Rodada.
– SSDs Testados: Utilizado como disco secundário, com 0% de espaço sendo utilizado e outros testes com 50% de espaço utilizado para representar um cenário realista.

CRYSTALDISKMARK
Realizamos testes sintéticos sequenciais e aleatórios com as seguintes configurações:

Sequencial: 2x 1 GiB (Blocos 1 MiB) 8 Queues 1 Thread

Aleatórios: 2x 1 GiB (Blocos 4 KiB) 1 Queue 1/2/4/8/16 Threads

Como vemos nestes gráficos acima, podemos observar que o NV5000 ficou um pouco acima do XPG S50 Lite.

Agora em um dos cenários mais realistas que podemos observar no dia a dia, vemos que o Netac novamente conseguiu resultados bons, como outros SSDs como o PM981a e até mesmo o NV7000.

Ao testarmos com um cenário aleatória um pouco mais exigente vemos que em sua leitura ele acabou ficando para trás do XPG e do NV7000 apenas, porém, obteve ainda resultados ótimos.

Agora ao utilizarmos o CDM configurado com apenas 1 thread que representa um tipo mais convencionais de acesso no dia a dia, ele novamente apresentou bons resultados, apenas em sua leitura que se distanciou mais do topo do comparativo.

Neste teste que realizamos acima, foi realizado 3 configurações de acessos entre diversas configurações de queue depth desde QD1 que represente um uso cotidiano do dia a dia, quanto QD16 que já se torna bem surreal, mais comparável com ambientes virtualizados.

Com isto, vemos que o Netac apresentou excelentes resultados em sua escrita aleatória ultrapassando os 600.000 IOPS que são anunciados, porém, em sua leitura acabou se saindo a baixo, más em menores QD vemos que apresentou ótimos resultados.

ATTO Disk Benchmark QD1 e QD4

Realizamos um teste utilizando o ATTO para observar a velocidade dos SSDs em determinados tamanhos de blocos diferentes. Neste benchmark, foi configurado da seguinte forma:

Blocos: de 512 Bytes até 8 MiB

Tamanho do arquivo: 256MB

Queue Depth: 1 e 4.

O ATTO disk benchmark é um software que faz um teste de velocidade sequencial com arquivos comprimidos, ou seja, para uma simulação em uma carga de transferência de dados como no windows, geralmente vemos algo em torno dos blocos de 128KB à 1 MiB, agora vemos que em blocos de 512 bytes até 16 KB que geralmente trata-se de cenários de operações aleatórias mais comuns, o Netac teve resultado muito similar aos demais SSDs até blocos de 32 KiB, aonde a partir disto ele ficou a frente apenas dos SSDs PCIe 3.0 x4 e se distanciou dos PCIe 4.0 de mais de 6GB/s de leitura e escrita.

Ao testarmos em QD1 vemos que a diferença caiu ainda mais, o que foi novamente um excelente resultado para este SSD Netac.

3DMark – Storage Benchmark

Neste benchmark, são realizados diversos testes voltados a armazenamento, incluindo testes de carregamento de games como Call of Duty Black Ops 4, Overwatch, gravação e streaming com o O.B.S. de uma gameplay à 1080p 60 FPS, instalação de alguns games e transferências de arquivos de pastas de games.

Neste benchmark lançado para o 3DMark vemos que o apresentou ótimos resultados se aproximando do SX8200 Pro.

PCMARK 10 – FULL SYSTEM DRIVE BENCHMARK
Neste teste, foi utilizada a ferramenta Storage Test e o teste “Full System Drive Benchmark”, que faz testes leves e pesados no SSD.

Dentre estes traces podemos observar testes como:
– Boot Windows 10
– Adobe After Effects: Iniciar a aplicação até estar pronto para uso
– Adobe Illustrator: Iniciar a aplicação até estar pronto para uso
– Adobe Premiere Pro: Iniciar a aplicação até estar pronto para uso
– Adobe Lightroom: Iniciar a aplicação até estar pronto para uso
– Adobe Photoshop: Iniciar a aplicação até estar pronto para uso
– Battlefield V: Tempo de carregamento até o menu iniciar
– Call of Duty Black Ops 4: Tempo de carregamento até o menu iniciar
– Overwatch: Tempo de carregamento até o menu iniciar
– Usando Adobe After Effects
– Usando Microsoft Excel
– Usado Adobe Illustrator
– Usando Adobe InDesign
– Usando Microsoft PowerPoint
– Usando Adobe Photoshop (Uso intenso)
– Usando Adobe Photoshop (Uso mais leve)
– Copiando 4 arquivos ISOs, 20GB ao total de um disco secundário (Teste de Escrita)
– Realizando a cópia do arquivo ISO (Teste de leitura-escrita)
– Copiando o arquivo ISO para um disco secundário (Leitura)
– Copiando 339 arquivos JPEG (Fotos) para o disco sendo testado (Escrita)
– Criando cópias destes arquivos JPEG (Leitura-Escrita)
– Copiando 339 arquivos JPEG (Fotos) para outro disco (Leitura)

Neste benchmark vamos que o Netac obteve um resultado similar ao XPG S50 Lite de 1TB.

TESTE DE PROJETO – Adobe Premiere Pro 2021
A seguir, utilizamos o Adobe Premiere para medir o tempo médio de abertura de um projeto de cerca de 16.5GB com resolução 4K, 120Mbps de bitrate, cheio de efeitos até que estivesse pronto para edição. Ressaltando apenas que o SSD testado é sempre como drive secundário sem o sistema operacional instalado, pois isso poderia afetar o resultado e geraria inconsistências.

Vemos que neste benchmark o Netac ficou bem próximo do seu irmão maior tendo um excelente resultado.

TESTE DE TEMPO DE CARREGAMENTO DE GAMES E WINDOWS
Fizemos uma comparação entre múltiplos SSDs e um HD, utilizando uma instalação limpa do Windows 10 Build 21H1 junto do GTA 5 abrindo o modo campanha. O teste consiste no melhor resultado após três boots seguidos do sistema, considerando o tempo total até finalizar na área de trabalho com o score informado pelo aplicativo. Por isso, é mais lento do que o boot até mostrar a tela da área de trabalho. 

Ao utilizarmos o jogo GTA V vemos que ele teve basicamente um empate técnico com o XPG Gammix S70 Blade.

Podemos constatar acima que ele conseguiu apresentar bons resultados em comparação aos demais SSDs do comparativo embora a diferença prática entre eles seja bem superficial neste teste, pois, 5 segundos à mais para iniciar o sistema não atrapalha. Considerando que, neste programa consta deste o tempo de boot até o carregamento dos últimos drivers do OS. O que neste caso é feito uma instalação limpa com apenas drivers de sistema operacional, como de Rede, Wire-less + Bluetooth, Áudio, Drivers Nvidia, PCH dentre outros.

TESTE DE VELOCIDADE SUSTENTADA | SLC CACHING
Em boa parte de SSDs no mercado atualmente utiliza como base a tecnologia de SLC Caching, em que certo percentual de sua capacidade de armazenamento, seja ele MLC (2 bits p/ célula), TLC (3 bits p/ célula) ou QLC (4 bits p/ célula), é usado para armazenar apenas 1 bit por célula. No caso, é usada como um buffer de escrita e leitura, em que o controlador inicia a gravação e quando o Buffer se esgota ele escreve nas NAND Flash nativas (MLC / TLC / QLC).

Através do IOmeter, podemos ter uma ideia do volume de SLC cache deste SSD, já que o fabricante muita vezes não informa este valor. Pelos testes que realizamos, foi possível constatar que ele possui um volume de pSLC Cache dinâmico, cerca de 28GB, que conseguiu manter velocidade média de ~ 3927 MB/s até o fim do buffer, o que foi um ótimo resultado.

Após ele ter gravado 28GB, ele começou a escrever nos blocos programados nativamente como TLC, aonde gravou de 29GB até 996GB, onde apresentou velocidade média de 757 MB/s, esta é sua velocidade nativa de gravação caso o pSLC Cache não estivesse presente neste SSD, o que é razoável para um SSD de 1TB.

Uma curiosidade interessante é que, devido ao fato de seu pSLC Cache ter uma densidade bem menor em comparação à demais modelos de 1TB, ele não entrou no processo de folding durante o teste, e por este fato também de seu volume ser pequeno e dinâmico ele conseguiu recuperar cerca de 16GB durante o final do teste, ou seja, isto prova que seu volume de pSLC Cache se recupera de forma rápida como observaremos a seguir.

Realizamos também um teste para ver quanto tempo o SSD levaria para recuperar parte de seu Buffer e, no decorrer da nossa bateria de testes, que vai de 30 segundos até 2 horas em idle. E durante este período vemos que em até menos de 30 segundos ele recupera seu volume inteiro de pSLC Cache o que é um resultado incrível.

TESTE DE CÓPIA DE ARQUIVOS
Neste teste, será foi feita a cópia dos arquivos ISOs e do CSGO de uma RAM Disk para o SSD para ver como ele se sai. Foram utilizadas a ISO do Windows 10 21H1 de 6.25GB (1 arquivo) e sua versão extraída com o Winrar para uma pasta contendo 1.874 arquivos menores juntos da Pasta de instalação do CSGO de 25.2GB. 

Neste teste vemos que ele teve o menor tempo para realizar esta transferência, o que mostra que mesmo um SSD intermediário em cenários cotidianos consegue alcançar SSDs topos de linha

Ao utilizarmos esta mesma ISO descompactada para uma pasta e a imagem do jogo Counter Strike, vemos que ele apresentou novamente um dos melhores resultados do comparativo.

TESTE DE TEMPERATURA
Neste trecho da análise, observaremos a temperatura do SSD durante um teste de stress, onde o SSD recebe arquivos de forma contínua, para podermos saber se houve algum thermal throtling com seus componentes internos que pudessem gerar algum gargalo ou perda de performance.

Como podemos constatar no gráfico acima, o SSD não apresentou sintomas de thermal throtling o que prova que seu dissipador é bem eficaz na remoção de calor se seu componentes.

Conclusão

Levando tudo isso em conta, realmente será que vale a pena investir neste SSD?

Com certeza este SSD é digno de recomendação, pois pelo seu preço e sua faixa de desempenho é um baita escolha, o que fez dele um excelente sucessor para o antigo e aclamado N950e Pro.

VANTAGENS

  • Velocidade Sequencial razoáveis para SSDs Gen 4.0, porém ainda ficam atrás dos topo de linha
  • Velocidades Aleatória excelentes
  • Bons resultados de latência
  • Excelente desempenho prático e até em cenários profissionais
  • Construção interna decente, excelente controlador com dies razoáveis
  • Pouca variação de componentes internos, possui apenas outra variante com Dies BiCS4, mas mesmo controlador
  • Não sofre thermal throttling, dissipador eficiente
  • pSLC Cache se recupera instantaneamente
  • Velocidade de gravação pós pSLC Cache (Sustentada) razoável
  • Preço excelente
  • Bom nível de durabilidade
  • Garantia de 5 Anos (Talvez tenha que ser enviado a China para tal)

DESVANTAGENS

  • Volume de pSLC Cache bem pequeno, mas suficiente para workloads menos severas voltadas à escrita
  • Não oferece software de gerenciamento
  • Não possui criptografia

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