Обзор SSD-накопителя Apacer Pro II AS510S: ветеран труда

⇡#Методика тестирования

Тестирование проводится в операционной системе Microsoft Windows 10 Enterprise x64 Build 10586, корректно распознающей и обслуживающей современные твердотельные накопители. Это значит, что в процессе прохождения тестов, как и при обычном повседневном использовании SSD, команда TRIM поддерживается и активно задействуется. Измерение производительности выполняется с накопителями, находящимися в «использованном» состоянии, которое достигается их предварительным заполнением данными. Перед каждым тестом накопители очищаются и обслуживаются с помощью команды TRIM. Между отдельными тестами выдерживается 15-минутная пауза, отведённая для корректной отработки технологии сборки мусора. Во всех тестах используются рандомизированные несжимаемые данные.

Раздел, в пределах которого тестируется скорость операций, имеет размер 32 Гбайт, а продолжительность каждого теста составляет сорок секунд. Такие параметры, в частности, позволят получать более релевантные результаты для тех SSD, которые используют различные технологии SLC-кеширования.

Используемые приложения и тесты:

• Iometer 1.1.0
  • Измерение скорости последовательного чтения и записи данных блоками по 256 Кбайт (наиболее типичный размер блока при последовательных операциях в десктопных задачах). Оценка скоростей выполняется в течение минуты, после чего вычисляется средний показатель.
  • Измерение скорости случайного чтения и записи блоками размером 4 Кбайт (такой размер блока используется в подавляющем большинстве реальных операций). Тест проводится дважды — без очереди запросов и с очередью запросов глубиной 4 команды (типичной для десктопных приложений, активно работающих с разветвлённой файловой системой). Блоки данных выравниваются относительно страниц флеш-памяти накопителей. Оценка скоростей выполняется в течение тридцати секунд, после чего вычисляется средний показатель.
  • Установление зависимости скоростей случайного чтения и записи при работе накопителя с 4-килобайтными блоками от глубины очереди запросов (в пределах от одной до 32 команд). Блоки данных выравниваются относительно страниц флеш-памяти накопителей. Оценка скоростей выполняется в течение тридцати секунд, после чего вычисляется средний показатель.
  • Установление зависимости скоростей случайного чтения и записи при работе накопителя с блоками разного размера. Используются блоки объёмом от 512 байт до 256 Кбайт. Глубина очереди запросов в течение теста составляет 4 команды. Блоки данных выравниваются относительно страниц флеш-памяти накопителей. Оценка скоростей выполняется в течение тридцати секунд, после чего вычисляется средний показатель.
  • Измерение производительности при смешанной многопоточной нагрузке и установление её зависимости от соотношения между операциями чтения и записи. Тест проводится дважды: для последовательных операций чтения и записи блоками объёмом 128 Кбайт, выполняемых в два независимых потока, и для случайных операций с блоками объёмом 4 Кбайт, которые выполняются в четыре независимых потока. В обоих случаях соотношение между операциями чтения и записи варьируется с шагом 20 процентов. Оценка скоростей выполняется в течение тридцати секунд, после чего вычисляется средний показатель.
  • Исследование падения производительности SSD при обработке непрерывного потока операций случайной записи. Используются блоки размером 4 Кбайт и глубина очереди 32 команды. Блоки данных выравниваются относительно страниц флеш-памяти накопителей. Продолжительность теста составляет два часа, измерения моментальной скорости проводятся ежесекундно. По окончании теста дополнительно проверяется способность накопителя восстанавливать свою производительность до первоначальных величин за счёт работы технологии сборки мусора и после отработки команды TRIM.
• CrystalDiskMark 5.1.2
  • Синтетический тест, который выдает типовые показатели производительности твердотельных накопителей, измеренные на 1-гигабайтной области диска «поверх» файловой системы. Из всего набора параметров, которые можно оценить с помощью этой утилиты, мы обращаем внимание на скорость последовательного чтения и записи, а также на производительность произвольных чтения и записи 4-килобайтными блоками без очереди запросов и с очередью глубиной 32 команды.
• PCMark 8 Storage Benchmark 2.0
  • Тест, основанный на эмулировании реальной дисковой нагрузки, которая характерна для различных популярных приложений. На тестируемом накопителе создаётся единственный раздел в файловой системе NTFS на весь доступный объём, и в PCMark 8 проводится тест Secondary Storage 2.0. В качестве результатов теста учитывается как итоговая производительность, так и скорость выполнения отдельных тестовых трасс, сформированных различными приложениями.
• Тесты реальной файловой нагрузки
  • Измерение скорости копирования директорий с файлами разного типа. Для копирования применяется стандартное средство Windows – утилита Robocopy, а в качестве тестового набора используется рабочая директория, включающая офисные документы, фотографии и иллюстрации, pdf-файлы и мультимедийный контент общим объёмом 8 Гбайт.
  • Измерение скорости архивации файлов. Тест проводится с той же рабочей директорией, что и копирование, а в качестве инструмента для компрессии файлов избран архиватор 7-zip версии 9.22 beta. Для уменьшения влияния производительности процессора используется метод Deflate.
  • Исследование скорости разворачивания архива. Тест проводится с архивом, полученным при измерении скорости архивации.
  • Оценка скорости запуска игрового приложения. Измеряется производительность дисковой подсистемы при выполнении сценария, захваченного при запуске игры Far Cry 4 и загрузке в ней уровня с пользовательским сохранением. Для минимизации влияния производительности процессора и памяти все задержки, возникающие по их вине, из тестового сценария убраны.
  • Оценка скорости старта приложений, формирующих типичную рабочую пользовательскую среду. Измеряется производительность дисковой подсистемы при выполнении сценария, захваченного при запуске пакета приложений, который состоит из браузера Google Chrome, текстового редактора Microsoft Word, графического редактора Adobe Photoshop и видеоредактора Adobe Premiere Pro с рабочими файлами. Для минимизации влияния производительности процессора и памяти все задержки, возникающие по их вине, из тестового сценария убраны.

⇡#Тестовый стенд

В качестве тестовой платформы используется компьютер с материнской платой ASUS Maximus VIII Ranger, процессором Core i5-6600K со встроенным графическим ядром Intel HD Graphics 530 и 8 Гбайт DDR4-2133 SDRAM. Приводы с SATA-интерфейсом подключаются к контроллеру SATA 6 Гбит/с, встроенному в чипсет материнской платы, и работают в режиме AHCI. Используется драйвер Intel Rapid Storage Technology (RST) 14.8.0.1042.

Объём и скорость передачи данных в бенчмарках указываются в бинарных единицах (1 Кбайт = 1024 байт).

⇡#Список участников тестирования

Стоимость Apacer ProII AS510S такова, что он может конкурировать как с недорогими накопителями с MLC-памятью, так и с наиболее добротными накопителями, построенными на базе TLC NAND. Имея это в виду, мы подобрали для этой модели представительную компанию соперников, относящихся к средней ценовой категории. Но наиболее грозными конкурентами для Apacer ProII AS510S видятся SSD, в которых используется 3D NAND, – они могут предложить достойную надёжность и хорошую производительность при достаточно невысокой цене. Их мы тоже добавили в список протестированных моделей. Все тестовые накопители были подобраны близкой ёмкости – 240-275 Гбайт.

В итоге получился следующий перечень соперников:

• ADATA Ultimate SU900 256GB (ASU900SS-256GM-C, прошивка P1026A);
• Apacer ProII AS510S 256GB (AP256GAS510SB, прошивка P1111A);
• Crucial MX300 275GB (CT275MX300SSD1, прошивка M0CR050);
• GOODRAM Iridium Pro 240GB (SSDPR-IRIPRO-240, прошивка SAFM22.3);
• Samsung 850 EVO 250GB (MZ-75E250BW, прошивка EMT02B6Q);
• Smartbuy Ignition Plus 240GB (SB240GB-IGNP-25SAT3, прошивка SBFM00.6);
• Transcend SSD230 256GB (TS256GSSD230S, прошивка P1025F8);
• Transcend SSD370S 256GB (TS256GSSD370, прошивка O1225G);
• Western Digital Blue 250GB (WDS250G1B0A, прошивка X41100WD).

Напомним, что из представленного списка накопителями на базе планарной MLC NAND помимо главного героя обзора являются GOODRAM Iridium Pro, Smartbuy Ignition Plus и Transcend SSD370S; Western Digital Blue основывается на планарной TLC-памяти; Crucial MX300, Samsung 850 EVO и Transcend SSD230 используют 3D TLC NAND; а ADATA Ultimate SU900 – это накопитель, основанный на достаточно редкой 3D MLC NAND.

⇡#Операции случайной записи

Тестирование производительности при последовательных операциях показывает, что, хотя массив памяти в Apacer ProII AS510S и собран из чипов MLC NAND, при записи его скорость получается достаточно низкой. Это связано с ограниченным параллелизмом массива флеш-памяти, который, в свою очередь, определяется использованием кристаллов с объёмом 256 Гбит. В конечном итоге на диаграмме мы видим достаточно обескураживающую картину, когда тот же Samsung 850 EVO, собранный на чипах 3D TLC NAND, обгоняет ProII AS510S, построенный на памяти с двухбитовыми ячейками.

Впрочем, справедливости ради стоит отметить, что ProII AS510S – это всё же не самый медленный MLC-накопитель при линейной записи. Результат Smartbuy Ignition Plus ещё хуже, поскольку там используется двухканальный контроллер. Модель же Apacer базируется на контроллере с четырёхканальным дизайном.

Обычно скорость SATA SSD при последовательных операциях достигает своего максимума даже без какой-либо конвейеризации. Однако на всякий случай мы решили посмотреть, как масштабируется производительность последовательных операций при изменении глубины очереди запросов.

Никаких неожиданностей: производительность Apacer ProII AS510S при увеличении глубины очереди запросов практически не изменяется.

⇡#Операции случайной записи

SMI SM2246EN – достаточно старый контроллер, который даже в момент своего выпуска не мог похвастать высокой производительностью. Однако при правильном подборе флеш-памяти из него можно выжимать неплохую скорость случайных операций, что хорошо видно на примере Transcend SSD370S. Однако в варианте Apacer воедино оказались собраны все самые неудачные решения, которые только могут быть применены в паре с SM2246EN: память с ONFI-интерфейсом и с гигантскими 256-гигабитными ядрами. В результате ProII AS510S оказывается в нижней части диаграмм, проигрывая даже накопителям на базе TLC-памяти.

Несмотря на то, что операции с глубокой очередью запросов для персональных компьютеров не характерны, мы всё же посмотрим, как зависит производительность рассматриваемого SSD от глубины очереди запросов при чтении 4-килобайтных блоков.

Изменение глубины очереди запросов на относительную производительность Apacer ProII AS510S не влияет: накопитель отстаёт от прочих SSD близкой стоимости.

В дополнение к этому предлагаем посмотреть, как зависит скорость случайного чтения от размера блока данных:

Произвольное чтение – явно не конёк Apacer ProII AS510S. По характеру поведения при такой нагрузке данный накопитель оказывается похож на безбуферные модели с TLC NAND, и даже безбуферные модели c MLC NAND, например Smartbuy Ignition Plus, оказываются заметно быстрее.

⇡#Операции случайной записи

При произвольной записи производительность Apacer ProII AS510S выглядит несколько лучше. Однако от своего родственника в лице Transcend SSD370S он отстаёт заметно. Да и GOODRAM Iridium Pro, который представляет в тестировании популярную платформу Phison S10, оказывается ощутимо быстрее.

График, показывающий зависимость скорости произвольной записи 4-килобайтными блоками от глубины очереди запросов, подтверждает сказанное: при случайной записи Apacer ProII AS510S можно охарактеризовать как один из самых медленных накопителей с MLC-памятью.

Ещё более низкая производительность среди MLC-моделей наблюдается разве только у безбуферного Smartbuy Ignition Plus.

Следующий график отражает зависимость производительности при случайной записи от размера блока данных.

320 Мбайт/с – это потолок для Apacer ProII AS510S 256 Гбайт, которого можно достигнуть при операциях записи. На большее четырёхканальный массив MLC-памяти, составленный из 256-гигибитных кристаллов, попросту неспособен.

⇡#Смешанная нагрузка

По мере удешевления твердотельные накопители перестают использоваться в качестве исключительно системных и становятся обычными рабочими дисками. В таких ситуациях на SSD поступает не только рафинированная нагрузка в виде записи или чтения, но и смешанные запросы, когда операции чтения и записи инициируются разными приложениями и должны обрабатываться одновременно. Однако работа в дуплексном режиме для современных контроллеров SSD остаётся существенной проблемой. При смешивании операций чтения и записи в одной очереди скорость большинства твердотельных накопителей потребительского уровня заметно проседает. Это стало поводом для проведения отдельного исследования, в рамках которого мы проверяем, как работают SSD при необходимости обработки как последовательных, так и случайных операций, поступающих вперемежку. На следующей паре диаграмм мы приводим среднюю производительность, которая посчитана по данным шести измерений с разным соотношением количества операций чтения и записи.

Контроллеры Silicon Motion обычно отличаются хорошей производительностью при работе в дуплексном режиме, то есть в том случае, когда им приходится обрабатывать операции чтения и записи одновременно. Однако у Apacer ProII AS510S это заметно не так сильно. Использование флеш-памяти с крупными ядрами приводит к тому, что накопитель демонстрирует лишь средний результат, заметно проигрывая прочим носителям платформы того же разработчика.

Следующая пара графиков даёт более развёрнутую картину производительности при смешанной нагрузке, показывая зависимость скорости SSD от того, в каком соотношении приходят на него операции чтения и записи.

⇡#Деградация и восстановление производительности

Наблюдение за изменением скорости записи в зависимости от объёма записанной на диск информации — весьма важный эксперимент, позволяющий понять работу внутренних алгоритмов накопителя. В данном тесте мы загружаем SSD непрерывным потоком запросов на случайную запись 4-килобайтных блоков с очередью максимальной глубины и попутно следим за той производительностью, которая при этом наблюдается. На приведённом ниже графике в виде точек отмечены результаты измерений моментальной производительности, которые мы снимаем ежесекундно, а чёрная линия показывает среднюю скорость, наблюдаемую в течение 30-секундного интервала.

Качественно ситуация с постоянством производительности выглядит абсолютно типично для MLC-накопителя, построенного на недорогой платформе Silicon Motion. Даже когда SSD находится в свежем состоянии, в быстродействии операций записи периодически возникают необъяснимые провалы, сбрасывающие скорость с 60 до 20-40 тысяч IOPS. Это делает Apacer ProII AS510S вариантом, который невозможно применять в решениях, где требуется постоянство производительности, а также малоподходящим выбором для RAID-массивов. Впрочем, от недорогого накопителя этого и не требуется.

Картина же падения производительности в том случае, когда объём непрерывно записываемых данных превышает ёмкость накопителя, совершенно типична. К концу двухчасового теста быстродействие записи снижается до примерно 7,5 тысяч IOPS, и это – типичный для платформы SM2246EN результат. Любопытно, что при такой нагрузке планарная двухбитовая память оказывается лучше 3D TLC и 3D MLC NAND: продолжительная запись на накопители нового поколения с контроллером SM2258 приводит к более серьёзному снижению скоростных характеристик.

Давайте посмотрим теперь, как у Apacer ProII AS510S работает сборка мусора. Для исследования этого вопроса после завершения предыдущего теста, приводящего к деградации скорости записи, мы выжидаем 15 минут, в течение которых SSD может попытаться самостоятельно восстановиться за счёт сборки мусора, но без помощи со стороны операционной системы и команды TRIM, и замеряем быстродействие. Затем на накопитель принудительно подаётся команда TRIM — и скорость измеряется ещё раз, что позволяет убедиться в способности SSD с помощью TRIM полностью восстанавливать свою паспортную производительность.

К обработке команды TRIM претензий никаких нет – после её получения накопитель освобождает неиспользуемые страницы флеш-памяти и возвращает себе первоначальный уровень производительности. Может он готовить чистые станицы флеш-памяти и за счёт автономных алгоритмов сборки мусора. Правда, объём очищаемой под будущие операции флеш-памяти не столь велик: за 15-минутный простой Apacer ProII AS510S 256 Гбайт освобождает лишь порядка 1,4 Гбайт пространства.

⇡#Результаты в CrystalDiskMark

CrystalDiskMark — это популярное и простое тестовое приложение, работающее «поверх» файловой системы, которое позволяет получать результаты, легко повторяемые обычными пользователями. И то, что выдаёт этот бенчмарк, с качественной точки зрения обычно почти не отличается от показателей, которые были получены нами в тяжёлом и многофункциональном пакете Iometer.

Невысокие результаты Apacer ProII AS510S 256 Гбайт показывает и в этом тесте. Конкурентные показатели производительности фактически можно видеть лишь при последовательных операциях чтения и при случайной записи без очереди запросов. По остальным показателям быстродействие ProII AS510S, откровенно говоря, больше похоже на производительность безбуферных SSD начального уровня.

⇡#Производительность в PCMark 8 Storage Benchmark 2.0

Тестовый пакет Futuremark PCMark 8 2.0 интересен тем, что он имеет не синтетическую природу, а напротив — основывается на том, как работают реальные приложения. В процессе его прохождения воспроизводятся настоящие сценарии-трассы задействования диска в распространённых десктопных задачах и замеряется скорость их выполнения. Текущая версия этого теста моделирует нагрузку, которая взята из реальных игровых приложений Battlefield 3 и World of Warcraft и программных пакетов компаний Adobe и Microsoft: After Effects, Illustrator, InDesign, Photoshop, Excel, PowerPoint и Word. Итоговый результат исчисляется в виде усреднённой скорости, которую показывают накопители при прохождении тестовых трасс.

В основе Apacer ProII AS510S лежит маломощный контроллер в паре с медленной MLC-флеш-памятью, поэтому высокой производительности от него ждать не приходится. Комплексный тест PCMark 8 даёт этому SSD сравнительно низкую оценку, по которой он обходит лишь безбуферный MLC-накопитель Smartbuy Ignition Plus.

Интегральный результат PCMark 8 нужно дополнить и показателями производительности, выдаваемыми флеш-дисками при прохождении отдельных тестовых трасс, которые моделируют различные варианты реальной нагрузки. При разной нагрузке флеш-приводы зачастую ведут себя немного по-разному.

⇡#Реальные сценарии нагрузки

Тесты производительности при реальной нагрузке позволят нам делать выводы о том, насколько хорошо та или иная модель может справиться с ролью рабочего, системного или даже единственного диска в составе ПК, на котором устанавливаются рабочие программы.

Скорость файловых операций, которую может обеспечить Apacer ProII AS510S, находится на относительно неплохом уровне. В данном случае ему удаётся даже посоперничать с GOODRAM Iridium Pro, который олицетворяет популярную платформу Phison S10 в комплекте с MLC NAND.

Однако в роли первичного накопителя в системе Apacer ProII AS510S показывает не слишком впечатляющие результаты. Его архитектура не позволяет развивать высокую скорость при случайном чтении, а это самым прямым образом влияет на то, что по скорости загрузки операционной системы или программного обеспечения ProII AS510S хоть и ненамного, но всё же отстаёт от большинства имеющихся альтернатив.

⇡#Выводы

Твердотельный накопитель Apacer ProII AS510S в его сегодняшнем виде получился не столь интересным вариантом, как можно было ожидать до подробного знакомства. Он основывается на достаточно старой, но всё же неплохой платформе SMI SM2246EN, однако проблема в том, что она оказалась ослаблена использованием бюджетной версии MLC NAND с ONFI-интерфейсом и с максимально увеличенными ядрами. Как показало тестирование, это сказывается на характеристиках явно негативно: в итоге решение Apacer продемонстрировало совершенно невнятную по меркам MLC-накопителей производительность.

ProII AS510S может вызывать интерес лишь у той части пользователей, которые уверены в преимуществах планарной MLC-памяти с точки зрения надёжности. О высоком ресурсе записи говорит и сама Apacer: в спецификациях для рассмотренной модели указаны запредельные границы допустимых объёмов перезаписи, по которым она обходит чуть ли не любые предложения из той же ценовой категории. Однако мы бы не стали относиться к таким заявлениям производителя слишком серьёзно. Откровенно говоря, память в ProII AS510S используется совершенно обычная, поэтому в конечном итоге Apacer ProII AS510S совсем не кажется каким-то высоконадёжным вариантом.

В целом всё это означает, что Apacer ProII AS510S может стать интересным предложением лишь при вступлении в силу каких-то дополнительных рыночных факторов, которые всё-таки смогут сделать его самым дешёвым накопителем с MLC-памятью. Просто имейте в виду, что потенциально ProII AS510S – это один из немногих недорогих SSD на базе MLC-памяти, и если вас привлекают такие варианты, то о его существовании забывать не стоит.