過去幾年，三星憑藉其在NAND領域的深厚底蘊、OEM市場的長期積累以及強大的垂直整合能力，自首款消費級SSD 470系列於2010年上市以來，就逐漸地對展現出了三星對消費級市場的強大的滲透能力。更多人印象最深刻的其實是曾火爆一時的830系列，而2012年推出840 PRO和840則成為佔據市場制高點的兩大利器，如今840 EVO更成為目前電商渠道最暢銷的型號。
三星消費級SSD的發展
固態硬碟的更新迭代，每一次新產品的成本都比之前更低，很大程度上是得益於快閃記憶體製程的不斷升級。表面上看起來這種步伐還會穩健地持續下去，但事實上目前業內在將快閃記憶體製程步入到1ynm階段後，面臨著越來越棘手的問題，其中最核心的就是其耐久性越來越低，控制難度越來越高。毫不誇張地講，這種傳統平面型快閃記憶體的發展幾乎已接近極限。
於是，在去年8月的快閃記憶體峰會上，三星釋出了全球首款基於其第一代採用24層堆疊技術的3D NAND（按照三星的叫法為Vertical NAND即V-NAND）快閃記憶體的固態硬碟產品。相比傳統的平面型快閃記憶體，3D V-NAND擁有眾多難以抗拒的優點：可以實現更高的儲存密度、寫入速度、更低的功耗以及比傳統2D平面型NAND更高的耐久性！
不過去年釋出的產品，僅面向資料中心市場。一年之後的今天，3D V-NAND終於來到消費市場，也就是我們今天要介紹的850 PRO系列，採用第二代32層堆疊技術的3D V-NAND快閃記憶體，同時也是業內首款採用這種快閃記憶體技術的消費級SSD。而快閃記憶體架構的變化也是三星850 PRO系列相較上一代840 PRO系列最重要改進，並隨之帶來了一系列的全新特性。
拆解：僅憑8顆NAND組成2TB容量
三星850PRO 2TB SSD依然延續著1.8英寸板型，綠色PCB也是三星慣用的，NAND、主控和快取的佈局比起1TB也僅僅是細微的調整。
三星消費級SSD的發展
固態硬碟的更新迭代，每一次新產品的成本都比之前更低，很大程度上是得益於快閃記憶體製程的不斷升級。表面上看起來這種步伐還會穩健地持續下去，但事實上目前業內在將快閃記憶體製程步入到1ynm階段後，面臨著越來越棘手的問題，其中最核心的就是其耐久性越來越低，控制難度越來越高。毫不誇張地講，這種傳統平面型快閃記憶體的發展幾乎已接近極限。
於是，在去年8月的快閃記憶體峰會上，三星釋出了全球首款基於其第一代採用24層堆疊技術的3D NAND（按照三星的叫法為Vertical NAND即V-NAND）快閃記憶體的固態硬碟產品。相比傳統的平面型快閃記憶體，3D V-NAND擁有眾多難以抗拒的優點：可以實現更高的儲存密度、寫入速度、更低的功耗以及比傳統2D平面型NAND更高的耐久性！
【三核心MEX主控制器】
三星850 PRO繼續使用了和840 EVO一樣的MEX主控，看似有些令人意外，但考慮到去年三星在840 EVO推出一個月之後就釋出了首款3D V-NAND技術快閃記憶體的SSD，所以我們認為MEX主控早就為對3D V-NAND的支援做好了準備，而不是像釋出840 EVO時那樣看上去只有頻率的提升以及支援TurboWrite。
【寫入速度顯著提升】
850 PRO的最大的亮點其實是128GB，它的最高持續寫入竟達到470MB/s，上一代840 PRO僅為370MB/s。往往這個容量做到400MB/s以上的持續寫入速度需要通過模擬SLC工作模式來實現，比如OCZ的Vector系列和三星840 EVO系列。但是850 PRO系列可沒有應用這種機制，它的效能暴增顯然也是來自更高主頻的MEX主控和3D V-NAND的採用。
【支援更多加密特性】
和840 EVO一樣，三星850 PRO可以讓使用者自己選擇Class 0、TCG Opal或者Encrypted Drive（BitLocker驅動器加密）模式增強資料的安全性。對TCG Opal和BitLocker的支援，這是840 PRO所不具有的特性。
【更出色的節能效果】
同樣得益於3D V-NAND的採用，三星表示850 PRO在DevSleep模式下功耗只有2毫瓦，比840 PRO更為出色，這對臺式PC使用者可能關係不大，但對筆記本、超極本等使用者來說，任何能節省耗電的配件都是至關重要的。
【提供更長的10年質保】
藉助3D V-NAND的高耐久度，此次三星850 PRO一舉提供了十年的質保時間，上一代840 PRO則為5年！其實三星最初是計劃850 PRO繼續延續5年的質保，既然3D V-NAND實現了更高的可靠性，因此做了這種帶有野心的決定。不久前，閃迪釋出的至尊超極速（Extreme Pro）系列SSD是第一款提供十年質保的消費級固態硬碟。
作為三星SSD最重要的兩款軟體Data Migration資料遷移軟體和Magician管理工具，隨著850 PRO的到來也迎來了更新。Data Migration是比Acronis True Image更簡單的遷移工具，通過一根SATA-USB連線線將SSD和電腦相連，經過“開始、設定、克隆”三個步驟便可完成當前系統的遷移工作。
Samsung Magician從4.4版開始支援新的產品，可以對SSD進行認證、優化、韌體更新等。值得說明的是，850 PRO支援RAPID 2.0版本，它可以使用最多25%的空閒系統記憶體作為SSD的快取記憶體，加速SSD的效能表現，而去年釋出的1.0版本則是最多隻能利用1GB的空閒系統記憶體。此次的升級，可以將效能提升至最多1.8倍。
設計從最開始就成為了三星SSD最重要的一部分，從外殼材料的考究，到顏色的變更、後處理以及品牌標示的形成。如今的三星SSD看起來十分簡潔素雅，但又不會產生審美疲勞。它不會像其他品牌的SSD那樣正反面都貼上標籤或貼紙，正面只有醒目的品牌Logo，這使得它可以在當前眾多品牌的SSD中，一眼就分辨出來！
最早的470系列採用了金屬拉絲材質，銀色的外觀格外奪目，可惜大多數人對這款產品印象不深。830系列則同樣採用金屬拉絲材質，但顏色改為炭黑色。產品正面左下角的橙色小方塊用來標示容量，可以說這當時就是三星SSD的最顯著的地方。從840系列開始，外殼的材質改為金屬磨砂，同時確立了小方塊作為品牌標誌的做法，將其移到中間，也不再上面標示容量，正面變得更加簡潔。
值得一提的是，三星從840系列開始，首次採用了鑽石切割工藝，類似於蘋果iPhone 5，有漂亮的、高度拋光的倒角，與硬碟正反面形成極具鮮明的對比。而且，7mm的厚度設計進一步增加了美感。
此次的850 PRO則延續了840 PRO的設計風格，依然採用炭黑色金屬磨砂外殼，鑽石切割形成高度拋光的倒角。不過，作為品牌標誌的小方塊，在850 PRO上它的顏色從840 PRO時期的橘黃色變成了深紅色，結合本身的黑色，一併構成了850 PRO零售包裝的主色調，看起來更高端了不少。
三星自去年840 EVO開始，內部開始採用小尺寸PCB設計，而後840 PRO也更新為小尺寸PCB，因此現在850 PRO毫無疑問地延續了這種做法。小尺寸的PCB通過優化佈線，可以節省用料。
三星850 PRO的1TB和512GB的容量均由8個快閃記憶體構成，而256GB和128GB則為4個。但仔細觀察可以發現，850 PRO的每個容量都採用了兩種不同容量的快閃記憶體顆粒組成，為什麼會這樣呢？這即是由其所採用的3D V-NAND快閃記憶體所決定的。
關於這個問題，我們必須重新從當前平面型NAND的發展瓶頸說起。
以往對用於SSD的平面型NAND快閃記憶體來說，為了增加儲存密度或者降低成本，最有效的辦法就是使用更先進的製程縮小電晶體。但電晶體縮小後會帶來的一個問題是電晶體的絕緣層尺寸也會越來越小，導致電子容易溢位，各級之間相互干擾的問題就會越發嚴重，從而導致快閃記憶體出錯率增高以及耐久性下降的問題。
為了緩解這個問題，當前很多SSD都採用了修正讀取電壓或者冗餘校驗等技術來減少出錯率，因為此時快閃記憶體已經變得難以控制，同時帶來的負面問題則是程式設計延遲也會增加。在平面型快閃記憶體步入1ynm階段後，這種問題已經變得極為嚴重。
這就是3D V-NAND開發的初衷，並且可以從根本上解決目前平面型NAND走入的死衚衕。
既然在平面上已經不好縮小，那麼在垂直方向上增加層數則是另一個辦法，這就是3D V-NAND的訴求。好比說同樣的佔地面積，如果都蓋平房，為了讓更多的人住進來，就要把房子蓋得越來越密，這樣每家每戶之間的間隔越來越小，相互衝突不可避免。
而3D V-NAND的做法是，同樣的佔地面積不變，把平房改為樓房，以垂直方向發展，這樣同樣可以滿足更多的住戶，他們相互之間的隔離也可以解決。
3D V-NAND說起來簡單，但要做出來可是非常困難的。三星早在2006年開始研發3D V-NAND，直到2011年才實現了8層堆疊，去年才首次實現了商業化。為了實現這種垂直方向的多層堆疊，三星採用了電荷捕型獲快閃記憶體(Charge Trap Flash，簡稱CTF）技術，它包含三個顛覆性創新：材料上的創新、結構上的創新以及連線方式的創新。
材料方面，如果說蓋平房只用木材就可以了，那麼蓋樓房就需要用鋼筋和水泥。在CTF技術中，三星使用了絕緣的氮化矽，可以在絕緣體空腔中儲存電荷，因此電荷的把持能力更強，自然可減小各級之間的相互干擾。
結構方面，首先是將多晶矽電晶體垂直過來，並將絕緣體和控制柵極（Control Gate）從平面改為圓柱形，包裹住整個電晶體，然後將他們在垂直方向上堆疊起來，這樣就構成了3D V-NAND的基本形態。去年商業化的是24層，到了今年已經做到了32層。
那麼這些電晶體之間如何連線呢？好比在高層樓中我們要做電梯，三星開發了Channel Hole Technology，故名思議就是在一個柱面（通達）進行穿孔來連線。去年的128Gb 3D V-NAND，橫縱向分別穿了50000個通孔，總共25億個——僅僅是一個指甲蓋那麼大的面積上。
反應到最終產品上，3D V-NAND既然可以在垂直方向上可以實現更高的容量，每一層的容量也就不一定要做得太大，即密度無需太高，因此3D V-NAND通常以較低的製程起步。第一代3D V-NAND僅使用了30nm級製程，實現了24層堆疊，但單層容量依然做到了128Gb。到了第二代，三星實現了32層堆疊，同時製程升級到了20nm級的水平，平面密度增加了大約33%，不過三星還是有意縮小了平面方向的尺寸，並沒有將單層容量提升至172Gb，而是砍掉一半為86Gb。
因此這就解釋了三星在一個850 PRO中採用兩種快閃記憶體的原因了，以單層86Gb的容量來看，要實現128GB、256GB、512GB以及1TB的常規整盤容量，那麼各版本的快閃記憶體配置應該是這樣的：
很明顯，根據快閃記憶體配置的不同，128GB採用了兩顆2層堆疊的封裝和兩顆4層堆疊的封裝組合，最大的1TB則為4顆8層堆疊的封裝和4顆16層堆疊的封裝組合。顯然，如果啟用4顆16層堆疊的封裝和4顆32層堆疊封裝的組合，理論上就可以做出2TB的容量。
此外，使用較低的製程的最大好處本來就是P/E迴圈次數的增加和出錯率的降低，加上CTF技術在材料方面的改進，這就是3D V-NAND理論上比傳統平面型NAND快閃記憶體有更高的耐久性的最主要原因。這次三星沒有提及任何類似微調讀取電壓的“高階訊號處理演算法”或者是資料校驗技術，可見3D V-NAND的可靠性之高。
從官方公佈的資料來看，850 PRO的TBW（Terabytes Written）指標達到840 PRO的兩倍，而且比帶有預留空間的Intel SSD 730和Sandisk Extreme Pro都還要高不少。這也是為什麼三星敢將850 PRO的質保時間做到10年的最主要原因。其中，Intel SSD 730採用的是20nm製程的快閃記憶體，而Sandisk Extreme Pro採用的則是其第二代19nm製程的快閃記憶體。
通過3D V-NAND實現的高可靠性，對主控和韌體來說，也不會再需要複雜的訊號處理演算法，控制起來更加容易，因此從側面來說，這降低了延遲，提升了速度，也降低了功耗。
三星850 PRO可完美支援DevSleep模式，在系統閒置時只有不到2毫瓦的功耗，而840 PRO則超過10毫瓦。而在負載狀態下，最多可以比840 PRO節省38%的功耗。
此次我們測試的是三星SSD 850 PRO的128GB版本，看看藉助MEX主控和3D V-NAND，看看僅128GB的850 PRO有怎樣的表現！由於我們缺少840 PRO 128GB在該平臺下的測試資料，因此這裡不給出兩者的實測對比。
測試平臺的硬體構成如下表所示，我們使用酷睿i7 2600處理器，Z77主機板，配合Intel RST 12.8驅動程式，同時以浦科特M2P 128GB作為系統盤，記憶體則為DDR3-2133（時序11-11-11-30）。測試過程中將處理器頻率鎖定在3.5GHz，關閉睿頻和所有節能降頻的選項，並在BIOS中開啟AHCI，關閉其他第三方板載晶片。
軟體方面，我們首先選擇了常用的CrystalDiskMark（預設設定測試資料1GB、隨機資料型別）、AS SSD Benchmark、ATTO Disk Benchmark（設定測試範圍為1GB）以及Anvil's Storage Benchmark（預設設定）進行測試。
CrystalDiskMark是一款來自日本開發者開發的硬碟測試工具，簡單易用，可以測試1MB和512KB檔案大小的連續讀寫速度、4KB隨機讀寫速度和32位佇列深度下的4KB隨機讀寫速度。CrystalDiskMark軟體測試涉及LBA定址空間不超過4GB，預設為1GB檔案測試五次取最佳值。
AS SSD Benchmark是一款來自德國的SSD專用測試軟體，可以測試連續讀寫、4KB隨機讀寫和響應時間的表現，並給出一個綜合評分。同時該軟體還自帶一個Compression Benchmark專案，是針對支援資料壓縮主控設計的，它可以給出一個曲線，描述隨著資料模型中可壓縮資料佔有率（壓縮比）的增高，效能的變換情況。
ATTO Disk Benchmark是一款簡單易用的速率檢測軟體，可以用來檢測硬碟，U盤，儲存卡及其它可移動磁碟的讀取及寫入速率，該軟體使用了不同大小的資料測試包，資料包按0.5K，1.0K，2.0K直到到8192.0KB進行分別讀寫測試，測試完成後資料用柱狀圖的形式表達出來，可以很好地說明SSD在不同檔案大小長度下速度的表現。
Anvil's Storage Utilities是一個專門為SSD測試而設計的軟體，它正在迅速成為最新的事實上的硬碟和固態硬碟標準檢測程式之一，因為它提供了很大的可定製性。應使用者要求，這項標準檢測程式已經被新增到ServeTheHome的測試程式中。它提供類似 AS SSD Benchmark 測試結果彙總得分功能。
僅128GB的850 PRO即可以在各款軟體中跑出高於450MB/s的持續寫入速度，而且在CrystalDiskMark和ATTO測試中更跑出了480MB/s的水平，非常驚人。單執行緒和多執行緒下的隨機讀寫速度同樣讓人滿意。AS SSD Benchmark測試軟體的總分甚至達到了1226！Anvil預設設定下的評分也超過了5400分，均已達到當前旗艦水平。
PCMark方面我們依然選擇首先使用PCMark 7，畢竟這依然是目前流行的整機效能測試軟體，它採用指令碼測試的方式模擬實際使用情況，並且儲存部分針對SSD的應用做了一些多工測試，但是不會需要很高的佇列深度，對SSD不會造成太大的負載，主要基於隨機讀寫操作，能夠更加準確地表現我們系統實際應用時的效能。
PCMark 8是Futuremark最新推出的系統綜合性能評估軟體，依然有單獨的Storage儲存系統效能測試。同樣，它採用回放實際應用軟體的測試方式，並記錄執行時間，在測試精度上比PCMark 7更為準確。儲存系統效能測試包含流行的遊戲，多款Adobe生產力應用軟體以及微軟Office辦公軟體測試。
三星850 PRO在PCMark中的表現依舊出色，但稍稍少了些驚豔，PCMark 7的成績超過5500分，其中Raw得分超過7500分，都是高階水準。而PCMark 8的得分4973，在目前市售SSD中，4950~5000是目前高階SATA 6Gbps固態硬碟得分比較集中的區域，三星850 PRO理應獲得這樣的分數。
限於SATA 6Gbps的匯流排頻寬，三星850 PRO的發揮的確受限，它的絕對速度指標相比上一代840 PRO很難有實質性的提升。單從效能上來說，如果你現在在使用840 PRO，那麼無需急於升級到850 PRO。不過經過近兩年的沉澱，作為840 PRO的取代者，850 PRO作為業內首款採用3D V-NAND技術的消費級SSD，對快閃記憶體行業的意義可以影響到後面的十年，技術達人和發燒友們絕對不可錯過。
我們再次總結來看，850 PRO相比840 PRO，還有如下諸多加強：
1. 850 PRO的最大容量從840 PRO的512GB輕鬆提升至1TB；
2. 850 PRO的128GB型號效能比840 PRO的128GB有實質性提升，這意味著小容量SSD將不再是效能低下的代名詞；
3. 850 PRO的耐久性指標比840 PRO提升了一倍，同時也比市面上同等級的SSD的耐久性也高出僅一倍；
4. 在DevSleep模式下，結合LPDDR2快取和3D V-NAND的應用，850 PRO有著更好的能耗表現
5. 850 PRO擁有更為完善的資料保護機制，提供對TCG Opal和BitLocker的完好支援。
前四項毫無疑問都和3D V-NAND技術的應用息息相關，事實上，三星在平面型快閃記憶體的封裝技術上也已經達到了很深的造詣，他們早在2012年給Retina MacBook Pro提供的就是已經採用了16層堆疊的SSD。在去年他們推出的840 EVO mSATA 1TB上，更採用了單層128Gb、16層堆疊的快閃記憶體，單顆NAND的容量達到了256GB！同樣在OEM領域提供的XP941，採用的是單層64Gb、16層堆疊的快閃記憶體。
不過現在藉助3D V-NAND，目前已經可以實現單層86Gb、32層封裝，單顆NAND的容量可以做到344GB，理論上在2.5英寸規格的SSD上可實現2TB、在M.2 2280規格上可以實現1TB。如果是生產基於NVMe協議的PCIe SSD，3D V-NAND的潛力才可以真正釋放。三星預計，到了2017年，3D V-NAND可以實現100層堆疊！
毫無疑問，3D V-NAND是三星的未來，也是整個NAND行業的未來。在1ynm時代，耐久性、出錯率、延遲都已經是越來越棘手的問題，3D NAND技術是解決這些問題的最佳途徑。在這個節點上，三星無疑再次走在了行業前列。