ANÁLISE: WD Black NVMe SSD

Hoje iremos analisar o SSD WD Black NVMe de 1TB, um modelo que buscar colocar a Western Digital na disputa com os melhores produtos do mercado. Como destaques citamos seus tempos de leitura e escrita de 3.400/2.800 MB/s, entre os mais altos do mercado para SSDs em formato M.2, além de baixas temperaturas.

A WD lançou modelos com capacidade de 250GB, 500GB e de 1TB. Fora do país os preços médios fica na casa de US$200 para o modelo de 1TB, US$130 para 500GB e US$84 para 250GB, pesquisa feita na newegg.com em 12/12/2018. Já no Brasil os preços partem de R$600 com a versão de 250GB.

Destacamos um detalhe bem importante, a WD já tinha lançado um ano antes uma linha chamada WD Black, chamada de WD Black PCIe, que tem desempenho inferior, então é bom ficar de olho para não comprar a versão errada se busca o máximo em desempenho. Os modelos anteriores tem o PCB (base onde o SSD é montado) na cor azul, os novos, chamados de WD Black NVMe, tem o PCB na cor preta.

Linha WD Black NVMe chega para competir com os melhores do mercado

Site oficial dos SSDs WD Black NVMe

Os SSDs da série Black NVMe utilizam um controlador da própria WD. Esse é um dos motivos do salto de velocidade entre os modelos da linha Black PCIe e da nova Black NVMe, o controlador, além é claro de outras atualizações como a própria atualização para a versão NVM Express 1.3.

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Abaixo a tabela com as principais características técnicas dos 3 modelos disponíveis na linha WD Black NVMe. Reparem que existe uma diferença considerável entre os modelos, mesmo que todos da mesma linha. Esse tipo de situação não é incomum, digo, diferenças técnicas dentro de uma mesma linha dependendo da capacidade, porém nos Black NVMe temos uma diferença considerável.

O modelo que estamos analisando é o de 1.000GB (1TB), o mais rápido dos três, sendo assim é importante se atentar a isso, nossa conclusão será baseada nesse modelo. Como principais destaques, tempos de leitura e escrita de 3.400 / 2.800 MB/s respectivamente.

Em se tratando do número de operações por segundo (IOPS), a versão de 1TB = 500,000 IOPS em leitura e 400,000 IOPS em escrita, já o modelo de 500GB traz 410,000 / 330,000 IOPS e o de 250GB 220,000 IOPS / 170,000 IOPS em leitura e escrita respectivamente.

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O que é TLC e MLC?

Para explicar o que é TLC (triple-level cell flash) o ideal é, antes, explicar do que se trata o MLC, padrão ainda utilizado pela maioria dos SSD atualmente apesar da mudança que o mercado está passando para o TLC. A sigla significa multi-level cell flash (MLC) e é utilizada para descrever memórias NAND flash que tenham a capacidade de armazenar 2 bits de dados por célula. O TLC é uma evolução dessa tecnologia, e permite armazenar 3 bits de dados por célula. Há ainda o single-level cell (SLC), onde cada célula armazena apenas um bit de dados. Cada uma tem vantagens e desvantagens, que veremos a seguir.

Quais são as vantagens e as desvantagens?

A grande vantagem dos SSDs com tecnologia TLC está em seu menor preço. Isso porque drives com a tecnologia são mais densos, armazenando mais dados com a mesma quantidade de espaço. Ou seja, eles acabam tendo uma eficiência de custo maior. Mas isso, como tudo na vida, tem um preço (sem trocadilhos).

Os SSDs com a tecnologia TLC acabam não sendo tão rápidos e nem tão duráveis quanto os modelos com MLC e SLC. Por isso, eles não são indicados para uso profissional e nem para uso empresarial. Na verdade, os SSDs com TLC são mais indicados para usuários domésticos. Para esse pessoal não há uma diferença de desempenho perceptível, ao menos na grande maioria dos casos.

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IOPS

IOPS se refere ao número de operações por segundo que um disco consegue realizar. Trata-se de um medidor de desempenho bem comum quando se trata de discos rígidos (HDD), drivers de estado sólido (SSD) ou até armazenamento em rede (SAN). Quanto maior o IOPS, mais rápido se realiza leitura e gravações.

A quantidade de IOPS de uma tecnologia é muito importante para o sistema. Por mais que muitos digam que o número de operações por segundo só interfere no desempenho de aplicações, um IOPS baixo pode impactar diretamente no funcionamento de um aplicativo, podendo até inviabilizar a sua implementação.

Desde os SSDs baseados em SATA, houve uma grande evolução na velocidade para os atuais drives NVMe, pulando de números como 100.000 para 500.000.

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NVM Express

O protocolo de armazenamento NVMe chegou ao mercado em 2011 e foi projetado para trabalhar com memória não volátil, incluindo as memórias NAND flash mais recentes. Esse protocolo também suporta uma quantidade de filas de comandos muito superior, 65.536 por fila e até 65.535 filas, como base de comparação o AHCI suporta apenas 32 em uma fila única, já drives padrão SAS suportam 256 filas. Essas velocidades eram boas para discos rígidos, mas limitadoras para as tecnologias mais recentes como SSDs.

Essa tecnologia de controle de filas trabalha em conjunto com o processamento paralelo dos processadores com muitos núcleos, com os aplicativos gerenciando de forma mais efetiva sua fila independente, sem travar a I/O. Outro detalhe é que a tecnologia MSI-X também ajuda a evitar gargalos de CPU possibilitando maior escalabilidade para expansão do sistema.

Atualmente os drives de armazenamento NVMe mais recentes são baseados na versão 1.3, como exemplo citamos os novos Samsung 970, WD Black NVMe e Corsair MP510. Para ver a lista completa de mudança entre as versões NVM Express, clique aqui.

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Fotos

O SSD é baseado em formato M.2 no tamanho 2280 como a grande maioria dos SSDs com esse padrão. Outro detalhe é que assim como os modelos mais recentes traz memórias apenas em um lado do PCB.

Visualmente, a diferença entre os modelos Black PCIe e Black NVMe fica por conta da cor do PCB, já que agora a nova versão NVMe é realmente preta e não azulada como na versão PCIe.

Abaixo uma foto com os principais modelos comparados lado a lado:

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Sistema utilizado

Abaixo, detalhes completos do sistema utilizado, além de uma foto do SSD instalado na mainboard. Destaco ainda que atualizamos TODOS os testes, e estamos fazendo um grande artigo comparando tudo que temos aqui na redação em se tratando de drives de armazenamento.

Essa será nossa máquina padrão para análises de SSDs

Máquina utilizada nos testes: 
– Mainboard MSI MEG Z390 ACE [análise]
– Processador Intel Core i7-8700K [análise]
– Placa de vídeo Gigabyte GeForce RTX 2080 Ti [análise]
– Memórias G.Skill TridentZ RGB 16GB (2x8GB)
– SSD Samsung 960 EVO 500GB
– HD Seagate Barracuda 2TB 
– Fonte Thermaltake 850W Toughpower Gold

{quote}O SISTEMA NÃO RODA NENHUM ANTI VÍRUS OU
APLICATIVO QUE POSSA INTERFERIR NOS TESTES{/quote}

Sistema Operacional e Drivers: 
– Windows 10 Pro 64 Bits

Aplicativos/Games:
– AS SSD Benchmark 2.x
– ATTO Benchmark 4.x
– Battlefield 1 (DX11)
– BootRacer 7.x
– CrystalDiskMark 6.x
– DiskBench

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Firmware

Abaixo algumas imagens do aplicativo da WD para gerenciar os SSDs da empresa. Para download da versão mais atual clique aqui. Como a grande maioria desses aplicativos, ele também é responsável pelo processo de atualização da firmware do SSD, tudo feito de forma automática sem nenhum contratempo.

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Temperatura

Lembram que sempre destacamos em reviews de SSD baseados em conexão Sata que os mesmos praticamente não geram calor, com o SSD ficando com a temperatura ambiente. Em SSDs de conexão M.2 isso pode mudar bastante, sendo normal ficarem na casa de 60º, 70º quando em operação. A temperatura vai depender do controlador, memórias e especialmente onde o SSD ficará posicionado, se direto na mainboard ou em uma placa dedicada vertical, solução também muito utilizada atualmente, ou mesmo se a mainboard ou placa adaptadora tiver algum sistema de dissipação ajudando a resfriar.

{quote}Trocar a conexão M.2 do drive na placa-mãe
pode resultar em mudança superior a 10º{/quote}

Abaixo, tela do Crystal Disk Info com alguns detalhes técnicos do SSD analisado, em seguida gráficos comparativos de temperatura com o sistema em modo ocioso e também com a temperatura máxima atingida quando rodando o aplicativo Crystal Disk Mark v6.x.

É importante destacar que em nossos testes não utilizamos nenhum dissipador ou solução que possa interferir a favor do SSD no quesito temperatura, visando ter um cenário mais próximo do real em quanto o SSD “esquenta” sem interferência de outro componente.

Também mudamos o sistema e a disposição de onde o SSD M.2 fica para evitar que algum outro componente afetasse a temperatura dele.

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Testes sintéticos

AS SSD Benchmark
Começamos nossos testes com o AS SSD Benchmark, software específico para testes de drives SSD, HD etc.

O aplicativo faz uma série de testes em diversas situações de leitura e escrita e, no final, gera uma pontuação com a média entre todos os testes. Confiram abaixo:

ATTO Disk Benchmark
Outro famoso aplicativo para teste de desempenho de unidades de armazenamento é o ATTO. Vejam abaixo o comportamento dos modelos comparados:

CrystalDiskMark
Com o aplicativo CrystalDiskMark versão 6, outro muito famoso para testes de drives, optamos por utilizar dois resultados indicados pelos próprios desenvolvedores, o teste “SeqQ32T1” e p “4KiB Q32T1”. Abaixo, os resultados em modo leitura e escrita:

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Testes práticos

Carregando um game (Battlefield 1)
Outro teste interessante é o carregamento de um game. Para isso, utilizamos o Battlefield 1 com teste em cima do mesmo mapa que utilizamos em boa parte de nossas reviews de placas de vídeo. O conceito do teste foi simples: medir o tempo que levou da hora que clicamos até a hora em que o gameplay começa, porém executamos o teste e depois carregamos novamente o mesmo mapa na sequencia, para ver como fica o comportamento após o sistema já ter o mapa “pre carregado” na memória.

{quote}A segunda vez que se carrega um mesmo mapa
demora o mesmo tempo em um SSD ou em um HD{/quote}

Tempo de BOOT (Windows 10 Pro 64 bits)
Com o software BootRacer, medimos o tempo necessário para inicializar o sistema operacional, um dos principais atrativos de drives SSD.

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.

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Cópia de arquivo – SSD NVMe
Abaixo os testes de desempenho em cópia utilizando um SSD padrão NVMe de alto desempenho para enviar e também receber, sendo assim tiramos o fator limitador de velocidade de um drive mais lento como aconteceria com um HD padrão Sata3, já que o SSD utilizado, um Samsung 960 EVO, tem velocidade de leitura de até 3.200 MB/s e escrita de 1.800MB/s.

O teste utiliza o aplicativo DiskBench para o processo.

Para o cenário ideal de cópia ambos os drives precisam ser rápidos

Drive analisado para SSD Samsung 960EVO M.2 500GB NVMe (leitura)
Neste teste copiamos os arquivos do drive analisado para um SSD NVMe de alto desempenho. Este seria o teste de leitura, já que ele não escreve nada no drive analisado.

Samsung 960EVO M.2 500GB NVMe para drive analisado (escrita)
Invertendo o processo, agora copiamos os arquivos do 960EVO para o drive analisado, consistindo em um teste prático de escrita, já que os dados estão sendo gravados no drive. 

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Sendo a WD quem é, muito se espera dela em se tratando de produtos para brigar entre os melhores quando se trata de armazenamento. Depois de certa demora pra entrar efetivamente no segmento de SSDs, a estratégia que a empresa achou mais interessante foi comprar uma empresa já respeitada nesse mercado, e não foi qualquer empresa. Em 2015 a WD comprou a Sandisk, considerada uma das melhores do mundo quando se trata de tudo que é tipo de produtos para armazenamento que envolva memórias, entre eles SSDs, com essa “jogada” foi mais fácil, não necessariamente mais barato, entrar no mercado de SSDs, além dele alguns outros é claro, já que a Sandisk é muito forte em cartões de memória de todos os tipos, pen drivers também então entre seus principais produtos. Dito isso, chegamos aos novos SSDs com a marca Western Digital (WD), sempre lembrando que SSDs com a marca Sandisk continuam firme e forte.

No final do ano passado analisamos o modelo Black PCIe de 512GB, naquele momento colocamos que apesar de ser um bom SSD, não conseguia fazer frente as melhores soluções do mercado em protocolo NVMe, como modelos da Samsung. Entre os principais motivos, estava o uso de um controlador da Marvell, limitado frente as soluções concorrentes mais rápidas. Com a linha Black NVMe a WD veio disposta a resolver esse problema, e como principal mudança mudou o controlador, agora um desenvolvido pela própria empresa, também utilizado em modelos Sandisk Extreme. Essa mudança possibilitou um avanço considerável em algumas especificações comparadas com a linha PCIe, sendo esse NVMe bem mais rápido, com tempos de leitura alcançando 3.400 MB/s e tempos de leitura de 2.800 MB/s, o porém é que esses dados são para a versão de 1TB que estamos analisando. Na medida que a capacidade de armazenamento vai caindo, os tempos de leitura, escrita entre outras especificações também caem, no caso no modelo de 256GB bastante, sendo os tempos de leitura máximo de 3.000 MB/s e de leitura de 1.600 MB/s (o modelo PCIe de 256GB tem tempos de leitura e escrita de 2050/700 MB/s). Outro detalhe é que a durabilidade cai de 600 TBW na versão com maior capacidade para 200 na versão com menor capacidade, é uma diferença considerável e que não acontece com essa diferença tão grande em linhas concorrentes. 

Modelo de 1TB está entre os mais rápidos do mercado

As temperaturas ficaram todas dentro de um mesmo padrão, sem muitas diferenças. Inclusive temos uma cenário diferente de reviews anteriores de SSD M.2, já que mudamos a plataforma e consequentemente os resultados de temperatura também mudaram bastante. Seguimos dois conceitos para essa review e outras que virão em drives M.2, primeiro para ter exatamente o mesmo cenário, sempre com ar condicionado em 25º, outra utilizando sempre a mesma plataforma e mesmo teste para “capturar” a temperatura, com o SSD instalado em uma posição mais comum de ser encontrar em grande parte dos sistemas, próximo da VGA, e sem nenhum tipo de solução para dissipar o calor do SSD como acontece com vários modelos de placas-mãe.

No mercado nacional o modelo analisado de 1TB custa na casa de R$1.700+, já o modelo de 500GB na casa de 1.100+ e o de 250GB na casa de R$700, sendo esse de menor capacidade o modelo com maior queda no tempo de escrita frente aos outros dois modelos, que só será interessante analisando preços de modelos concorrentes. Outro detalhe importante é que achei muitos anúncios da versão PCIe com preços bem próximos da versão NVMe, sendo essa última a recomendada para quem busca um modelo da linha Black, mesmo quando se trata da capacidade inferior, já que tem a leitura bem acima e a escrita mais que dobra a velocidade. Acho ainda que poderiam ter utilizado nomes que deixasse mais claro a diferença entre as linhas NVMe e PCIe, para evitar confusão na hora da compra.

O modelo de 1TB é definitivamente um forte concorrente para os modelos topo de linha da Samsung, empresa que se tornou referência em SSDs nos últimos anos com os melhores modelos do mercado. O que vai definir é o preço final, já que a Samsung já solidificou seu nome nesse segmento, se tornando a marca referência de mercado em alto desempenho e qualidade.

Aprenda a configurar seus SSDs em RAID

Estamos fazendo uma base de testes bem grandes com cerca de 20 SSDs e HD´s, em diferentes protocolos e formatos, sendo muito interessante para quem está pensando em comprar um novo drive de armazenamento, em especial SSDs.

{galeria::wd black nvme 1tb,Galeria da análise do WD Black NVMe SSD 1TB}

Conclusão

{notas}