AMD против Intel: проверяем производительность SSD / Накопители

⇡#Описание тестовой системы и методики тестирования

Во-первых, для того, чтобы получить представление о превосходстве современного накопителя с интерфейсом PCIe 4.0 над предшественником, работающим через PCIe 3.0, мы сопоставили производительность двух SSD, являющихся признанными лидерами в своих классах: Samsung 980 PRO и Samsung 970 EVO Plus. Быстродействие этих накопителей сравнивалось в платформе Socket AM4 с восьмиядерным процессором Ryzen 7 5800X и чипсетом B550, которая имеет врождённую поддержку PCIe 4.0, реализованную внутрипроцессорным контроллером, как в полноскоростном режиме PCIe 4.0, так и при принудительном переводе этой шины в режим PCIe 3.0.

Во-вторых, производительность этих двух накопителей мы сравнили и в актуальной платформе Intel – системе с процессором Core i7-10700K и чипсетом Z490. Такая конфигурация не предусматривает поддержки PCIe 4.0, но её участие в тестах позволит сделать вывод о том, насколько внедрение скоростного интерфейса в конкурирующей платформе вывело процессоры AMD вперёд в смысле возможностей организации быстродействующих систем хранения данных.

И третий вопрос, на который позволит ответить тестирование одних и тех же накопителей в системах с актуальными процессорами AMD и Intel, касается того, где одни и те же SSD работают быстрее. В течение нескольких последних лет ответ на этот вопрос постоянно менялся, и выяснить, как обстоит дело теперь, после появления представителей поколений Intel Comet Lake и AMD Zen 3, будет точно не лишним.

Таким образом, список используемых в этом тестировании аппаратных компонентов получился следующим:

Процессоры:
- AMD Ryzen 7 5800X (Vermeer, 8 ядер + SMT, 3,8-4,7 ГГц, 32 Мбайт L3);
- Intel Core i7-10700K (Comet Lake, 8 ядер + HT, 3,8-5,1 ГГц, 16 Мбайт L3).
Процессорный кулер: кастомная СЖО EKWB.
Материнские платы:
- ASUS ROG Crosshair VIII Hero (Socket AM4, AMD X570);
- ASUS ROG Strix B550-E Gaming (Socket AM4, AMD B550);
- ASUS ROG Maximus XII Hero (Wi-Fi) (LGA1200, Intel Z490).
Память: 2 × 16 Гбайт DDR4-3600 SDRAM, 16-18-18-38 (Crucial Ballistix RGB BL2K16G36C16U4BL).
Видеокарта: NVIDIA GeForce RTX 3080 Founders Edition (GA102, 1440-1710/19000 МГц, 10 Гбайт GDDR6X 320-бит).
Накопители:
- Samsung 970 EVO Plus 1000GB (MZ-V7S1T0BW, прошивка 2B2QEXM7);
- Samsung 980 PRO 1000GB (MZ-V8P1T0BW, прошивка 1B2QGXA7).
Блок питания: Thermaltake Toughpower DPS G RGB 1000W Titanium (80 Plus Titanium, 1000 Вт).

Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 10 Pro (v2004) Build 18363.476 с использованием следующего комплекта драйверов:

AMD Chipset Driver 2.10.13.408;
Intel Chipset Driver 10.1.31.2;
NVIDIA GeForce 460.89 Driver;
Samsung NVM Express Driver 3.3.0.2003.

В платформе AMD тестовые накопители устанавливаются в слот M.2, к которому подведены линии PCI Express непосредственно от процессора. В платформе Intel используется первый слот M.2.

Для измерения производительности SSD применяются следующие тесты:

CrystalDiskMark 8.0.0. Данный бенчмарк включён в методику благодаря тому, что он смог стать отраслевым стандартом при определении характеристик SSD. В нашем же случае он используется для определения пиковых показателей производительности накопителей в различных режимах.
Iometer 1.1.0. Профессиональный тестовый пакет, с помощью которого мы измеряем реалистичные значения показателей производительности SSD при распространённых рафинированных нагрузках.
PCMark 10 Storage Benchmark. Тестовое приложение, измеряющее производительность дисковой подсистемы во время моделирования типичной работы пользователя. Используются три сценария – базовый (работа в приложениях и обычное взаимодействие с файловой системой), облегчённый (моделирование системного диска) и файловая помойка (моделирование файлового хранилища).
Собственные тесты 3DNews. Измерение скорости копирования файлов утилитой Robocopy, скорости архивирования и разархивирования файлов архиватором 7-zip и производительности дисковых операций при запуске игры Far Cry 4 либо при старте серии крупных приложений, включающей Microsoft Word, Adobe Photoshop и Premiere Pro.

⇡#Производительность в CrystalDiskMark

В производительности дисковой подсистемы огромное количество пользователей привыкло ориентироваться на показания теста CrystalDiskMark. Хотя он не способен релевантно охарактеризовать быстродействие SSD в реальных задачах, составить первое впечатление о пиковых скоростях, достижимых при различных конфигурациях дисковой подсистемы, с его помощью вполне возможно.

Для начала давайте сопоставим производительность в современных платформах AMD и Intel твердотельного накопителя прошлого поколения, Samsung 970 EVO Plus.

	AMD X570/B550	Intel Z490
PCIe 3.0

Довольно неожиданно, но с популярным SSD с интерфейсом PCIe 3.0 платформа Intel работает немного быстрее. Проявляется это, правда, лишь в единственном случае – при измерении скорости случайного чтения 4-Кбайт блоков без очереди запросов. Преимущество системы на процессоре Core i7-10700K укладывается в 5-процентный интервал, однако характеристика, о которой идёт речь, довольно важна в реальной работе.

Складывается ощущение, что платформа Intel всё ещё лидирует с точки зрения производительности твердотельных накопителей. Но если мы посмотрим на то, как обстоит дело с работой в разных системах более нового Samsung 980 PRO, придётся пересмотреть этот вывод.

	AMD X570/B550	Intel Z490
PCIe 4.0
PCIe 3.0

Даже если в системе на базе Ryzen 7 5800X накопитель Samsung 980 PRO работает в режиме PCIe 3.0, его производительность всё равно оказывается заметно выше, чем в системе с процессором Core i7-10700K. Преимущество в первую очередь проявляется при мелкоблочных операциях без очереди запросов – тут платформа AMD обходит конкурирующую конфигурацию на заметные 22 % при чтении и 38 % – при записи. Линейные же скорости при этом примерно одинаковы, поскольку они упираются в пропускную способность шины, по которой подключается SSD.

Но огромный плюс платформы AMD заключается в том, что она позволяет обойти это ограничение за счёт перевода шины накопителя в режим PCIe 4.0, который в платформе Intel не поддерживается. Благодаря этому Samsung 980 PRO получает возможность заметно нарастить свои линейные скорости и в паре с процессором Ryzen начинает демонстрировать подавляющее превосходство над платформой Intel. Двукратный рост теоретической пропускной способности интерфейса удваивает быстродействие при последовательном чтении и увеличивает скорость последовательной записи примерно в полтора раза. Иными словами, результаты CrystalDiskMark явно указывают на то, что для работы с быстрыми современными накопителями процессоры с микроархитектурой Zen 3 подходят заметно лучше.

⇡#Производительность линейных операций

В этом разделе мы сместили фокус с пиковых синтетических нагрузок на нагрузки, максимально приближенные к реальности, которые моделировались при помощи профессионального тестового пакета IOMeter. Впрочем, на качественном уровне это сделанных выше выводов не меняет. При линейных операциях c твердотельным накопителем платформа AMD пусть и немного, но всё-таки быстрее платформы Intel, даже если она работает в режиме PCIe 3.0. А при переключении процессорного контроллера процессора Ryzen 7 5800X в режим PCIe 4.0 флагманский накопитель Samsung 980 PRO оставляет себя же, но в платформе Intel, далеко позади.

Отдельно нужно заметить, что преимущество платформы AMD в смысле скоростей работы с SSD прослеживается не только при использовании высокоскоростного накопителя последнего поколения, но также и с более старым Samsung 970 EVO Plus.

⇡#Производительность мелкоблочных операций

На производительность мелкоблочных операций пропускная способность шины SSD влияет мало. Здесь важны латентности, которые образуются при работе процессора с твердотельным накопителем. Но и в этом отношении платформа AMD явно лучше как минимум потому, что твердотельный накопитель в ней взаимодействует с контроллером, находящимся непосредственно в процессоре. В платформе Intel схема сложнее: там SSD подключается по шине PCIe 3.0 к чипсету, который в свою очередь подключён к процессору по промежуточной PCIe-подобной шине DMI 3.0. Такая двухступенчатость как раз и приводит к росту задержек и падению производительности твердотельного накопителя при обслуживании обращений к произвольным блокам. Причём, как можно видеть на представленных далее графиках, отставание платформы Intel заметно весьма сильно.

Попутно нужно напомнить, что на производительность дисковых операций отрицательно влияют применяемые для процессоров Intel исправления уязвимостей. Несмотря на то, что значительная часть разновидностей атак по побочному каналу Spectre и Meltdows в Comet Lake нейтрализована на аппаратном уровне, часть программных патчей всё-таки применяется, и их влияние продолжает сказываться на скорости мелкоблочных операций с SSD.

Что же касается эффекта от наличия в платформе AMD скоростной шины PCIe 4.0, то он здесь практически не виден. При случайных операциях пропускная способность интерфейса SSD может быть важна, только если речь идёт про глубокие очереди запросов. Но в системах потребительского уровня они встречаются лишь в тестовых приложениях, в жизненных же ситуациях их не бывает.

⇡#Производительность в PCMark 10

PCMark 10 позволяет смоделировать работу накопителей в реальных сценариях. Он воспроизводит три трассы: обычное многоцелевое использование (Full System Drive Test), работу SSD в качестве системного диска (Quick System Drive Test) и использование флеш-накопителя для хранения файлов (Data Drive Test).

Первое, что бросается в глаза в результатах PCMаrk 10, — это серьёзное преимущество накопителя Samsung 980 PRO перед решением прошлого поколения, обусловленное его архитектурными особенностями, а отнюдь не поддержкой более скоростного интерфейса. При этом производительность Samsung 980 PRO заметно выше в том случае, если он работает в системе с процессором AMD, – превосходство оценивается в весьма заметные 15-20 %, даже если для накопителя не активировать режим PCIe 4.0. Однако платформа AMD как раз и привлекательна поддержкой более скоростной шины для взаимодействия с внешними устройствами, и её задействование позволяет выжать из Samsung 980 PRO ещё 4-6 % производительности дополнительно.

Интересно, что преимущество платформы AMD перед аналогичной платформой Intel проявляется особенно явно при использовании высокопроизводительного накопителя последнего поколения. Если же сравнивать эти платформы, опираясь на весьма неплохой, но морально устаревший Samsung 970 EVO Plus, то столь разительных отличий в быстродействии дисковой подсистемы уже не будет. Получается, что процессоры AMD Ryzen пятитысячной серии особенно важны для раскрытия потенциала самых современных SSD.

⇡#Производительность в реальных задачах

Любопытно, что разницу в производительности одного и того же SSD в различных платформах можно проследить даже при банальных файловых операциях. Даже если говорить о скорости работы по шине PCIe 3.0, то платформа AMD способна предложить немного более высокое быстродействие, что особенно хорошо прослеживается при разархивировании файлов. А возможность задействовать в данной платформе более скоростной режим PCIe 4.0 позволяет дополнительно закрепить преимущество и при простом копировании.

Несколько интересней выглядит ситуация при измерении скорости работы накопителей в разных платформах при запуске с них игр и программ. Тут заметную роль вновь начинают играть задержки, которые ниже в системах на базе процессоров Ryzen последнего поколения, где SSD взаимодействуют с контроллером PCIe, расположенным непосредственно в CPU. В результате одни и те же накопители работают в платформе AMD быстрее. Причём чем мощнее накопитель сам по себе, тем заметнее различие в производительности между платформами.

⇡#Выводы

Процессоры AMD последнего поколения, относящиеся к серии Ryzen 5000, имеют много сильных сторон. К ним можно отнести как высокую вычислительную производительность, так и хорошую энергоэффективность, о которых уже не раз говорилось в разных обзорах, в том числе и на нашем сайте. Однако сегодня нам удалось выявить ещё один плюс Ryzen 5000, о котором часто забывают упомянуть, – высокую скорость взаимодействия с твердотельными накопителями.

И здесь нет ничего удивительного: за счёт проведённых преобразований процессоры с микроархитектурой Zen 3 снизили внутренние задержки, которые заметно влияют на быстродействие дисковых операций. Это дало по-настоящему синергетический эффект с уже имевшимися преимуществами платформы AMD: с тем, что контроллер шины PCI Express, обслуживающий твердотельные накопители в системах на базе Ryzen, находится максимально близко к вычислительным ядрам CPU – во внутрипроцессорном чиплете ввода-вывода, а ещё с тем, что микроархитектура Zen 3 не подвержена уязвимостям Spectre и Meltdown, исправление которых наносит удар по дисковой производительности.

В результате, о каких сценариях использования твердотельных накопителей речь бы ни шла, SSD в системе на базе AMD Ryzen последнего поколения работают быстрее, чем в похожей конфигурации с процессором Intel Core. Причём чем мощнее твердотельный накопитель сам по себе, тем более результативно представитель серии Ryzen 5000 сможет раскрыть его производительность. И это верно не только для SSD с поддержкой шины PCIe 4.0. В действительности даже при работе интерфейса в режиме PCIe 3.0 платформа AMD всё равно выигрывает по быстродействию накопителя. Ну а если SSD способен задействовать интерфейс PCIe 4.0, то преимущество «красной» платформы становится подавляющим. Что, впрочем, вряд ли кого-то удивит, ведь других массовых платформ с поддержкой PCIe 4.0, кроме основанных на системной логике AMD X570 и B550, пока попросту не существует.

Таким образом, тем пользователям, которые по каким-то причинам заинтересованы в максимизации скорости работы твердотельных накопителей, мы рекомендуем ориентироваться на процессоры семейства Ryzen 5000 и на материнские платы на базе старших чипсетов пятисотой серии. Тем более что из результатов тестов однозначно следует, что PCIe 4.0 – больше не пустой звук. Современные накопители ведущих производителей, которые работают через скоростную шину последнего поколения, действительно получают видимые преимущества от её использования, что выставляет современную платформу AMD в выгодном свете.

← Предыдущая страница