WD_BLACK SN8100 và SN7100 cho thấy khả năng giải quyết nhiệt độ hoạt động và tốc độ truyền tải dữ liệu tốt, kể cả không có DRAM.

Chip nhớ BiCS8 218 lớp

Trước khi SANDISK Optimus ra mắt, thị trường từng có 2 lựa chọn SSD quen thuộc cũng của Sandisk: WD_BLACK SN8100 cho nhu cầu SSD PCIe Gen5 x4 và WD_BLACK SN7100 cho nhu cầu SSD PCIe Gen4 x4. Chip nhớ là thứ tạo ra sự khác biệt trên SN8100 và SN7100, sử dụng NAND Flash BiCS8 218 lớp, cung cấp vừa băng thông cao, vừa tiết kiệm năng lượng.

Điểm chung của SN8100 và SN7100 là đều sử dụng các chip nhớ 3D TLC NAND BiCS8 218 lớp do Kioxia sản xuất nhưng mang nhãn hiệu Sandisk. BiCS8 (Bit Cost Scalable) có thay đổi lớn nhờ áp dụng công nghệ bẫy điện tử (Charge Trap Flash - CTF) thay cho cấu trúc cổng nổi (Floating Gate) truyền thống. Lớp cách điện chuyên dụng trong CTF giúp giữ chặt các hạt điện tử, ngăn chặn hiện tượng rò rỉ điện tích giữa các ô nhớ nằm sát nhau. Nhờ đó, nó giúp tăng độ bền cơ học, trong khi cho phép thu hẹp khoảng cách vật lý của mảng ô nhớ.

Không chỉ vậy, kỹ thuật xếp chồng wafer (CMOS directly Bonded to Array - CBA) cũng có vai trò quan trọng. Kioxia chế tạo mảng ô nhớ 3D NAND và phần mạch logic điều khiển CMOS trên 2 wafer riêng biệt rồi mới ghép lại với nhau. Giải pháp này cho phép mở rộng tối đa diện tích mạch logic mà không làm giảm mật độ ô nhớ, nâng tốc độ giao tiếp giao diện NAND lên 3600 MT/s. Nhờ cấu trúc 4 mặt phẳng song song (4-plane structure) trên mỗi die NAND, controller có thể xử lý đọc và ghi dữ liệu đồng thời trên nhiều vùng độc lập, từ đó cải thiện băng thông truyền tải.

Chất lượng controller

Nằm ở 2 phân khúc và hướng tới khách hàng khác nhau, SN8100 và SN7100 có sự khác biệt về controller. Mẫu flagship WD_BLACK SN8100 xài controller Silicon Motion SM2508 (SanDisk A101-250800-AC), do TSMC sản xuất trên tiến trình 6 nm FinFET. SM2508 sở hữu cụm 5 nhân xử lý, gồm 4 nhân ARM Cortex-R8 (xung 1.25 GHz cho tác vụ nặng) và 1 nhân Cortex-M0 (quản lý ngoại vi). Controller có 8 kênh truyền dữ liệu NAND (8 channel), đi cùng thuật toán sửa lỗi NANDXtend ECC. Sự kết hợp này giúp giảm tới 30% lượng điện tiêu thụ so với các controller Phison E26 tiến trình 12 nm đời trước.

Đối với WD_BLACK SN7100 dành cho phân khúc tầm trung cận cao cấp, Sandisk trang bị controller "cây nhà lá vườn" Polaris 3 (SanDisk A101-000172-A1), sản xuất trên tiến trình 16 nm FinFET của TSMC. Polaris 3 có 4 kênh truyền dữ liệu NAND, thiết kế cho các SSD không bộ đệm (DRAM-less). Không trang bị chip nhớ DRAM làm bộ đệm, Polaris 3 tận dụng bộ nhớ đệm hệ thống (Host Memory Buffer - HMB), mượn 1 phần dung lượng RAM của máy tính để làm nơi lưu trữ bảng ánh xạ địa chỉ dữ liệu (mapping table).

WD_BLACK SN8100 1 TB được hàn sẵn 1 GB DDR4 DRAM (Nanya NT5AD512M16C4-HR) nhưng đó chưa phải tất cả. DRAM cache này còn kết hợp với thuật toán bộ đệm động nCache 4.0 có dung lượng pSLC giả lập lên tới khoảng 300 GB, duy trì tốc độ ghi TLC gốc (native write) khoảng 2000 MBps ngay cả khi bị tràn bộ đệm. Phía còn lại, mẫu SN7100 1 TB tuy không có DRAM vật lý, nhưng nhờ kết hợp giữa HMB và bộ đệm pSLC linh hoạt nên sản phẩm giữ được tốc độ ghi thực tế từ 500 MBps đến 1000 MBps sau khi hết bộ đệm tốc độ cao.

Hiệu năng SN8100 và SN7100

Đối với SSD PCIe, nếu bạn sử dụng hệ thống nền tảng AMD thì sẽ tận dụng được tối đa tốc độ đọc ghi tuần tự; ngược lại nếu là nền tảng Intel thì hiệu năng đọc ghi ngẫu nhiên 4K sẽ phát huy tốt nhất. Phép thử CrystalDiskMark với WD_BLACK SN8100 1 TB khi gắn đúng khe PCIe 5.0 x4 trên hệ thống AMD AM5 (Ryzen 9 9900X3D + ASRock X870E Nova WiFi) cho tốc độ đọc tuần tự đạt 14,930.27 MBps và ghi tuần tự đạt 11,899.37 MBps, cao hơn cả thông số quảng cáo. Khi chuyển sang hệ thống Intel LGA1700 (Core i7-14700K + ASUS ROG Maximus Z790 Dark Hero), tốc độ đọc tuần tự đạt 14,294.85 MBps và ghi tuần tự đạt 11,899.45 MBps. Mức chênh lệch này, như đã nói ở trên là do cách điều phối luồng dữ liệu PCIe giữa 2 kiến trúc CPU. Thực tế thì với tốc độ đọc ghi tuần tự trên 10 GBps như vậy, bạn hầu như khó có thể nhận ra khác biệt dù máy tính là nền tảng nào đi nữa.

Hiệu năng đọc ghi ngẫu nhiên 4K ở độ sâu hàng đợi thấp (4K Single Thread / Queue Depth 1 - QD1) là yếu tố quan trọng khi nói về độ mượt mà trong Windows 11, cũng như khởi chạy các phần mềm (Adobe Photoshop, Premiere Pro) hay xử lý dữ liệu trí tuệ nhân tạo (AI). Ở phép thử này, SN8100 1 TB trên nền tảng Intel đạt tốc độ đọc ngẫu nhiên 4K là 127.82 MBps và ghi ngẫu nhiên là 424.16 MBps, cao hơn kết quả 105.91 MBps đọc và 271.26 MBps ghi trên nền tảng AMD. Kết quả này cho thấy khả năng tối ưu độ trễ đọc đơn luồng của vi xử lý Intel tốt hơn CPU đội đỏ.

Mẫu WD_BLACK SN7100 1 TB không DRAM ở hiệu năng ngẫu nhiên lại có tốc độ đọc 4K QD1 tới 106.71 MBps trong phép thử CrystalDiskMark; còn tốc độ đọc tuần tự là 7265.55 MBps và ghi tuần tự 6917.22 MBps. Kết quả này gần như đã chạm tới mức trần của SSD chuẩn PCIe 4.0 x4. Kết quả thử nghiệm của SN7100 cho thấy nó thậm chí còn cao hơn cả những lựa chọn có DRAM cache như Samsung 990 Evo Plus hay WD_BLACK SN850X. Do đó, khi mua SSD chỉ có công nghệ HMB, nếu bạn "chọn đúng nền văn minh" thì hoàn toàn không cần phải lo lắng về độ trễ hay độ mượt tổng thể.

Nhiệt độ mát mẻ

Sandisk không đua thời gian ra mắt SSD PCIe Gen5 x4 mà chậm rãi hơn, chờ tới khi các controller được tối ưu và cải tiến tốt hơn. So với những mẫu SSD Gen5 đời đầu xài controller Phison E26 ngốn tới 11 W, controller SM2508 ăn ít điện (chỉ tốn khoảng 6.2 W tới 7 W) giúp SN8100 vừa mát vừa tiết kiệm năng lượng. Trong quá trình thử nghiệm với các tác vụ đọc ghi cường độ cao, WD_BLACK SN8100 chỉ sử dụng tản nhiệt kim loại thụ động của mainboard, nhưng nhiệt độ cao nhất chỉ khoảng 54°C đến 56°C.

Đối với WD_BLACK SN7100, thiết kế 1 mặt chip và không trang bị DRAM vật lý giúp SSD tiết kiệm điện năng tới 100% ở tốc độ tối đa so với thế hệ SN770 trước đó. Nhờ lượng nhiệt tỏa ra rất thấp và thân hình mỏng gọn, SN7100 là lựa chọn SSD PCIe rất đáng quan tâm nếu bạn cần trang bị cho laptop siêu mỏng, hay các mẫu handheld PC như Steam Deck, ROG Ally, vừa mát vừa kéo dài thời lượng pin.