Лаборатория 3DNews традиционно уделяет большое внимание тестам твердотельных накопителей, исследуя как производительность, так и надёжность подобных решений. И тому есть простое объяснение: SSD – одна из самых ударных технологий последнего времени, которая буквально за несколько лет позволила поднять отзывчивость персональных компьютеров на принципиально новый уровень. Сегодня ни один энтузиаст не будет задаваться вопросом: располагать ли операционную систему и часто используемые программы на твердотельном накопителе или, может быть, обойтись в конфигурации без новых решений и ограничиться проверенным временем HDD. В любые сборки, где это позволяет бюджет, SSD попадают в обязательном порядке. Где-то это небольшие по объёму первичные накопители, а где-то – рабочие хранилища данных объёмом более терабайта, но любая современная система (если это не совсем ультрабюджетный компьютер) без SSD попросту немыслима.
До недавних пор в большинство компьютеров попадали SSD с интерфейсом SATA, и именно их мы тестировали и рекомендовали прежде всего. Действительно, такие накопители общедоступны, широко совместимы с имеющимися системами, а их стоимость ещё совсем недавно представлялась более оправданной по сравнению с вариантами, использующими скоростную шину PCI Express. Но времена меняются, и сейчас более интересным выбором начинают казаться твердотельные накопители с интерфейсом NVMe. Да, они слегка подороже, но с одной стороны ценовой разрыв между SATA и NVMe SSD планомерно сокращается, а с другой – переплата за более быстрый интерфейс в конечном итоге окупается положительными эмоциями, которые приносит высокое быстродействие. Безусловно, такого же скачка производительности, который мы испытали при переходе от HDD к SSD, в данном случае нет. Но рост скоростей всё равно значителен, и те пользователи, которые уже попробовали поработать в системе с каким-нибудь хорошим NVMe-накопителем, вряд ли после этого согласятся променять его на альтернативу с интерфейсом SATA.
Иными словами, мы пришли к пониманию, что пора, наконец, вплотную заняться сравнительными тестами прогрессивных массовых NVMe SSD. Рост популярности таких решений налицо, а их ассортимент, представленный на прилавках магазинов, расширяется с каждым днём. И если до недавних пор выбор был очень прост, поскольку оптимальным накопителем с NVMe-интерфейсом почти на безальтернативной основе выступал Samsung 960 EVO, то на сегодняшний день его безоговорочное превосходство можно ставить под сомнение. Это, в частности, показало недавнее знакомство с Intel SSD 760p – новым NVMe-продуктом, который как минимум не хуже по производительности, и достаточно привлекателен по цене. Кроме того, за последнее время на рынке появились и другие интересные варианты, обойти которые вниманием было бы по меньшей мере несправедливо.
Первое большое тестирование нового цикла мы посвятим сравнению наиболее ходовых вариантов – M.2-накопителей с интерфейсом NVMe объёмом 240-256 Гбайт.
⇡#Почему NVMe?
Многие считают, что интерфейс NVMe, на который планомерно переходят твердотельные накопители, – это синоним скорости. И действительно, пиковая пропускная способность SATA-интерфейса в его самой распространённой версии 3.1 достигает лишь 600 Мбайт/с, что явно ниже того быстродействия, которое может выдать современный SSD. Это хорошо видно по тому, что производительность линейных операций у различных современных SATA-накопителей практически не различается: её ограничивает именно полоса пропускания интерфейса.
В то же время актуальные накопители с интерфейсом NVMe могут предлагать не только в разы более высокие, но и заметно различающиеся показатели производительности. Например, самые лучшие потребительские NVMe SSD выдают скорости последовательного чтения и записи на уровне 3,5 и 2,7 Гбайт/с соответственно, но в то же время более простые NVMe-модели существенно не дотягивают до этих показателей. И это значит, что в мире NVMe SSD быстродействие – не такая выхолощенная и обесцененная характеристика, как в случае SATA.
Обусловлено это и в самом деле реализацией интерфейса. Для работы интерфейса NVMe на низком уровне выбрана стандартная последовательная шина PCI Express, которая не только легко масштабируется путём увеличения числа используемых линий, но и даже в варианте с одной линией (версии 3.0) может обеспечить пиковую пропускную способность порядка 985 Мбайт/с, то есть, как минимум в полтора раза выше, чем привычный SATA-интерфейс. К тому же подавляющее большинство современных массовых NVMe SSD пользуются двумя или четырьмя линиями PCI Express, то есть итоговая пропускная способность получается на уровне 1,97 или даже 3,94 Гбайт/с. Основанные на флеш-памяти накопители благодаря своей многоканальной архитектуре могут задействовать столь быструю шину без особого труда, поэтому и получается, что скорость NVMe SSD при последовательных операциях оказывается в разы выше, чем у SATA SSD.
| Спецификация |
SATA 3.0 |
PCI Express 2.0 |
PCI Express 3.0 |
| Число линий |
- |
×1 |
×2 |
×4 |
×1 |
×2 |
×4 |
| Полоса пропускания, Гбит/с |
6,0 |
5,0 |
10,0 |
20,0 |
8,0 |
16,0 |
32,0 |
| Кодирование |
8b/10b |
8b/10b |
8b/10b |
8b/10b |
128b/130b |
128b/130b |
128b/130b |
| Эффективная пропускная способность, Гбайт/с |
0,6 |
0,5 |
1,0 |
2,0 |
0,99 |
1,97 |
3,94 |
Однако первоначально переход SSD с SATA-интерфейса на NVMe задумывался не столько с целью увеличения пропускной способности, сколько для снижения латентностей и добавления в работу накопителей многопоточности. Открывшиеся при этом возможности масштабирования скоростей последовательного доступа стали лишь полезным дополнением. Главное же в NVMe то, что данный интерфейс конструктивно направлен на работу с накопителями, построенными на базе энергонезависимой памяти, то есть с такими, которые имеют многоканальную параллельную архитектуру с быстрым случайным доступом. И это кардинально отличает интерфейс NVMe от SATA – старого наследственного интерфейса, который пришёл в твердотельные накопители из жёстких дисков и потому совершенно не учитывает специфики внутреннего устройства носителей информации нового поколения.
В частности, используемый в SATA протокол AHCI строится вокруг обслуживания одной общей очереди команд и явным образом предполагает, что поступающие команды обрабатываются устройством с высоким временем доступа – накопителем на жёстких магнитных дисках. По этой причине в AHCI не заложено никакого параллелизма, ведь магнитные носители информации читают и записывают данные исключительно последовательно. Кроме того, поскольку даже самые лучшие HDD не могут предложить задержки меньше нескольких миллисекунд, в AHCI нет никаких оптимизаций для снижения латентностей. На фоне высокого времени доступа физического носителя накладные расходы протокола попросту не имеют никакого значения.
Всё это казалось вполне логичным и естественным для HDD, но, когда SATA-интерфейс пришёл в SSD, протокол AHCI сразу же стал неудобным и даже неуместным. Тем не менее, несмотря на имеющиеся серьёзные нарекания, отказаться от него на первом этапе оказалось невозможно как минимум из-за того, что никакого иного варианта в нужный момент попросту не нашлось. Но что ещё хуже, за то время, пока отрасль вырабатывала и внедряла подходящую альтернативу, SATA SSD смогли широко распространиться и утвердить наследственный интерфейс в роли общеупотребительного решения. Именно поэтому NVMe-накопителям пришлось пробивать дорогу на рынок с большими усилиями. К счастью, на сегодняшний день все препятствия преодолены: поддержка NVMe есть во всех современных платформах и операционных системах, а в продаже доступен широкий спектр потребительских моделей SSD, использующих этот интерфейс.
И в данный момент вопрос о том, накопитель с каким интерфейсом следует предпочесть для современной системы, возникать вообще не должен. NVMe не только выигрывает по пропускной способности, но и специально приспособлен для архитектуры SSD, позволяя минимизировать задержки при работе с данными. Основополагающих преимуществ в нём две. Во-первых, NVMe поддерживает многопоточность, позволяя формировать множественные очереди команд, которые могут обрабатываться многоканальным контроллером SSD в параллельном режиме. Во-вторых, соединяя процессор и носитель информации напрямую, без каких-либо посредников, NVMe-интерфейс приближает данные к точке их использования и убирает два ставших ненужными промежуточных звена: SATA-контроллер и транслятор SATA-команд, который преобразует принятые в протоколе AHCI обращения к секторам и дорожкам в запросы данных из страниц флеш-памяти.
| |
AHCI |
NVMe |
| Максимальная глубина очереди |
1 очередь
32 команды на очередь |
65536 очередей
65536 команд на очередь |
| Некешируемые доступы к регистрам (2000 циклов каждый) |
6 на команды вне очереди
9 на команды очереди |
2 на команду |
| MSI-X и управление прерываниями |
Одно прерывание
Управление отсутствует |
2048 MSI-X прерываний |
Параллелизм и многопоточность |
Требуется фиксация синхронизации для выдачи команды |
Фиксация не требуется |
| Эффективность для 4K-команд |
Требуется два серийных запроса DRAM |
Требуется один 64-байтовый запрос DRAM |
Всё это положительно сказывается на задержках. Как показывает практика, предлагаемый NVMe-интерфейсом способ доступа к данным, который естественен для твердотельного накопителя, позволяет уменьшить накладные расходы чуть ли не вдвое. Это, в частности, открывает путь для создания накопителей с латентностью на уровне десятка микросекунд. И здесь мы приводим не гипотетическое рассуждение, такие NVMe-накопители известны: например, Intel Optane SSD или Samsung Z-SSD. Подобное качество обслуживания на базе SATA-интерфейса реализовать попросту невозможно.
| |
Типичный SATA SSD |
Типичный NVMe SSD |
| Скорость последовательных операций |
До 550 Мбайт/с чтение
До 500 Мбайт/с запись |
До 3500 Мбайт/с чтение
До 2500 Мбайт/с запись |
| Скорость случайных операций |
До 100K IOPS чтение
До 90K IOPS запись |
До 400K IOPS чтение
До 400K IOPS запись |
Если углубиться в технические подробности, то в NVMe можно увидеть массу полезных решений, которые делают этот интерфейс очень простым и отзывчивым. Например, передача наиболее типичных 4-килобайтных блоков в нём требует подачи лишь одной команды вместо двух в SATA. А весь набор управляющих инструкций упрощён настолько, что их обработка на уровне драйвера позволяет значительно уменьшить загрузку процессора и возникающие при этом задержки. Что же касается параллелизма и масштабируемости, то в NVMe предполагается возможность одновременного обслуживания до 65536 очередей, причём каждая из них может иметь глубину до 65536 команд. Конечно, для персональных компьютеров такая степень параллелизма невозможна, но при одновременной работе нескольких приложений, активно общающихся с накопителем, загрузка процессора благодаря NVMe может быть несколько понижена.
Таким образом, с точки зрения пользователя NVMe – это максимальная пропускная способность при линейном доступе, максимальная производительность при случайных операциях и минимальные задержки при обращениях к данным. А также некоторые дополнительные удобства вроде меньшей нагрузки на процессор и отсутствия падения производительности при многопоточных операциях с данными. Отказываться от всего этого нет никакого смысла, именно поэтому мы и решили вплотную заняться тестами NVMe SSD.
⇡#Почему именно M.2?
Вместе с появлением широкого спектра твердотельных накопителей, использующих NVMe-интерфейс, распространение получили новые форм-факторы SSD. И это закономерно, ведь NVMe требует иного подключения – они подсоединяются в систему не SATA-кабелем, а посредством шины PCI Express. Пока индустрия не пришла к единому мнению о том, как должны выглядеть NVMe-накопители, в продаже можно встретить три различных варианта исполнения таких продуктов: HHHL PCIe-карты расширения, M.2-модули и 2,5-дюймовые корпусные изделия формата U.2. Однако в любом случае NVMe-накопитель для транспорта данных использует шину PCI Express, а значит тип исполнения на скоростные характеристики не влияет. Просто разные форматы SSD могут быть удобны в различных ситуациях.
Самый очевидный вариант NVMe SSD, учитывая использование им шины PCI Express, это – стандартная плата расширения. HHHL (Half-Height, Half-Length – половинная высота, половинная длина) PCIe-платы накопителей подобно видеокарте устанавливаются в обычные слоты PCIe перпендикулярно материнской плате и имеют достаточно внушительные габаритные размеры — 167 × 111 мм. Минусы такого форм-фактора очевидны: накопители громоздки, требуют наличия свободных слотов и заведомо не могут быть использованы в компактных или мобильных системах. Однако есть и плюсы: они без каких-либо препятствий могут быть укомплектованы эффективным радиатором, который обеспечит для высокопроизводительного SSD необходимое охлаждение. Тем не менее, из-за накладываемых ограничений накопители в виде плат расширения постепенно отходят на второй план.
Ещё более редкий вид NVMe-накопителей – решения в форм-факторе U.2. Данный формат предполагает помещение NVMe SSD в привычный 2,5-дюймовый корпус, позволяющий в том числе легко монтировать накопители в стандартные корзины и обеспечивать функциональность «горячей замены». Но подключение при этом необходимо выполнять специальным PCIe-кабелем стандарта SFF-8639, а материнская плата должна располагать соответствующими разъёмами SFF-8643. Такой вариант реализации NVMe SSD в силу своей специфики больше характерен для серверов и в настольных компьютерах практически не используется.
Наиболее же популярен в NVMe SSD для персональных компьютеров формат M.2-модулей. Такие накопители выполнены в виде бескорпусных компактных дочерних карт с ножевым разъёмом, которые устанавливаются в специальный слот M.2 на материнской плате параллельно их поверхности. Типичный размер M.2-карты – 22 × 80 мм (существуют так же разновидности 22 × 42, 22 × 60 мм и 22 × 110 мм), то есть это – относительно миниатюрные изделия, которое могут находить применение не только в настольных компьютерах, но и, например, в тонких и лёгких ноутбуках. Любые системы, основанные на современных процессорах, в обязательном порядке снабжаются одним или несколькими слотами для M.2-накопителей, поэтому проблемы совместимости такого форм-фактора постепенно отходят на второй план.
Правда, необходимо иметь в виду, что в слот M.2 на материнской плате могут быть подведены не только необходимые для наиболее быстрых NVMe SSD четыре линии PCI Express 3.0, но и меньшее число линий или же линии более старого стандарта PCI Express 2.0. Более того, бывают слоты M.2 и с интерфейсом SATA, которые PCI Express-подключение вообще не поддерживают. Обычно это касается устаревших или ультрабюджетных конфигураций, но лишний раз проверить, совместима ли ваша система с NVMe-накопителями в формате M.2, требующими для своей работы четыре (или для некоторых моделей SSD – две) линии PCI Express 3.0, перед приобретением соответствующего SSD не помешает. Эту информацию можно получить на сайте производителя материнской платы или в руководстве пользователя.
Ещё один важный нюанс, который следует иметь в виду при использовании M.2 SSD, это – необходимость охлаждения. В быстродействующих NVMe SSD в компактном исполнении несколько тепловыделяющих компонентов сосредоточено на небольшой площади. Поэтому для нормальной работы таких изделий рекомендуется устанавливать радиаторы или организовывать дополнительный обдув M.2-модуля воздушным потоком. В противном случае накопители могут перегреваться и не выдавать ожидаемую производительность.
Тем не менее, мы рекомендуем пользоваться NVMe SSD именно в форм-факторе M.2. Во-первых, если говорить о высокопроизводительных моделях, такие накопители распространены сильнее всего. Ассортимент M.2 NVMe SSD по сравнению с NVMe-накопителями в других форм-факторах гораздо шире, и подобрать подходящий по сочетанию характеристик вариант куда проще. Во-вторых, M.2 NVMe SSD компактнее остальных вариантов: они не требуют никакого кабельного подключения и не изменяют габаритов сборки после своей установки. В-третьих, принять M.2 NVMe SSD сегодня готова практически любая современная настольная или мобильная система. Проблем совместимости с NVMe-накопителями в форм-факторе M.2 на данный момент меньше всего. Кроме того, для M.2 NVMe SSD есть большой выбор плат-переходников, которые позволяют устанавливать их не только в специализированные разъёмы, но и в стандартные слоты PCI Express на материнской плате.
⇡#Таблица характеристик протестированных SSD
В проведённом лабораторией 3DNews сводном тестировании приняло участие восемнадцать современных твердотельных накопителей с интерфейсом NVMe. Все они были выполнены в формате M.2-модулей, и все они имели объём в четверть терабайта, то есть от 240 до 256 Гбайт.
Краткий перечень протестированных моделей с их основными техническими характеристиками, взятыми из официальных источников, приводится в следующей таблице.
С более подробным описанием участников тестов можно ознакомиться на следующей странице обзора.
⇡#ADATA XPG SX8000 256 Гбайт
ADATA XPG SX8000 – флагманский NVMe-накопитель в чрезвычайно широком ассортименте продукции этой компании. Правда, анонс этой модели состоялся более полутора лет тому назад, и в настоящее время её жизненный цикл подходит к концу. Но обновлённая версия старшего SSD этого производителя, SX8200, в продажу пока ещё не поступала, поэтому честь ADATA в нашем тестировании отстаивает именно XPG SX8000.
Данный накопитель основывается на недорогом контроллере Silicon Motion SM2260 и в массиве флеш-памяти использует 32-слойную MLC 3D NAND производства Micron, которая имеет ёмкость кристаллов 256 Гбит и относится к первому поколению. Стоит напомнить, что точно такой же дизайн SSD изначально планировала использовать в своей продукции и сама Micron, однако впоследствии отказалась от него из-за неудовлетворительных скоростных характеристик. Однако ADATA оказалась менее привередливым производителем, и взяла эту платформу на вооружение, нацелив её в сегмент относительно недорогих предложений с интерфейсом NVMe.
Причина, по которой ADATA XPG SX8000 не может соперничать с наиболее быстрыми флагманскими решениями, кроется в контроллере. Чип SM2260 в качестве высокопроизводительного решения не проектировался инженерами Silicon Motion изначально, он был предназначен для недорогих накопителей с NVMe-интерфейсом. И хотя SM2260 реализует восьмиканальный режим работы с массивом флеш-памяти и поддерживает шину PCI Express 3.0 x4, по вычислительной мощности он заметно слабее контроллеров, которые используются в накопителях Samsung, Toshiba, Plextor и проч. И это явным образом проявляется в быстродействии XPG SX8000, дополнительно усугубляясь в 256-гигабайтной версии SSD невозможностью использования чередования устройств NAND в каналах контроллера.
Для того, чтобы показатели производительности XPG SX8000 не получались совсем удручающими, в нём применена технология ускоренной записи, которая обычно характерна для накопителей с флеш-памятью с трёхбитовыми ячейками. В XPG SX8000 используется динамический подход к кешированию, то есть в SLC-режим переводится часть незанятых MLC-ячеек из основной памяти. Поэтому объём данных, которые можно записать в ускоренном режиме, зависит от наличия свободного места, и на чистом накопителе объёмом 256 Гбайт достигает 64 Гбайт. Эффект SLC-кеширования весьма заметен: оно позволяет поднять скорость линейной записи примерно в четыре раза.
На XPG SX8000 производителем даётся пятилетняя гарантия, однако объём разрешённой записи при этом такой же, как и у моделей с TLC 3D-памятью в основе. В этом нет ничего удивительного, ведь MLC 3D NAND компании Micron – это в прямом смысле отбраковка от производства TLC 3D NAND: 32-слойные кристаллы, которые не проходят валидацию для работы в трёхбитовом режиме, Micron продаёт под видом двухбитовой памяти.
Контроллер SM2260 не отличается высоким тепловыделением, но ADATA всё же предлагает некое решение, которое может облегчить температурный режим накопителя. В некоторых вариантах поставки в коробки с XPG SX8000 вкладывается тонкая алюминиевая теплораспределяющая пластина, которую можно наклеить на одну из сторон SSD и тем самым поспособствовать дополнительному улучшению ситуации с нагревом.
⇡#ADATA XPG SX7000 (Gammix S10) 256 Гбайт
ADATA XPG SX7000 по сравнению с XPG SX8000 – решение уровнем ниже. Оно получено из старшей модели вполне очевидным образом – заменой памяти с двухбитовыми ячейками на память с трёхбитовыми ячейками. Такая подмена начинки позволила сделать данный NVMe SSD ещё более доступным, однако при этом она достаточно серьёзно сказалась на производительности. И дело тут не только и не столько в том, что TLC-память медленнее, всё намного серьёзнее.
Так же как и в XPG SX8000, в основе XPG SX7000 лежит восьмиканальный контроллер Silicon Motion SM2260, но его и без того не слишком впечатляющий потенциал в младшем накопителе вынужденно урезан. Дело в том, что выбранная разработчиками ADATA 32-слойная TLC 3D NAND компании Micron первого поколения имеет нестандартный размер кристаллов – 384 Гбит. Поэтому для формирования массива ёмкостью в четверть терабайта требуется всего шесть таких устройств (причём, сам массив памяти приобретает при этом размер 288 Гбайт, лишняя часть которого «отрезается» программно). В результате, чип SM2260 в XPG SX7000 256 Гбайт работает лишь в шестиканальном режиме, причём без какого-либо чередования устройств NAND в каналах. Неудивительно, что производительность оказывается далеко не самым сильным местом XPG SX7000.
Чтобы как-то спасти ситуацию, в XPG SX7000 добавлена технология ускоренной записи. Но в отличие от старшей модели здесь она не динамическая, а статическая. Объём SLC-кеша в 256-гигабайтной версии SSD составляет порядка 8 Гбайт: имеющийся объём массива флеш-памяти, заметно превышающий задекларированную ёмкость SSD, позволяет перевести в SLC-режим достаточно существенную часть резерва. Однако с работой технологии SLC-кеширования в XPG SX7000 есть один неприятный момент: в нём не поддерживается режим записи Direct-to-TLC. Это значит, что после исчерпания объёма кеш-буфера производительность падает драматически, и более того, накопитель переходит в состояние, в котором теряется какая бы то ни было предсказуемость в его времени отклика.
Светлым пятном на этом фоне выступает гарантия и ресурс. Несмотря на то, что XPG SX7000 – модель на основе TLC 3D NAND, накопитель снабжается полноценной пятилетней гарантией с разрешённым объёмом записи выше, чем у таких популярных SSD как Samsung 960 EVO или Intel SSD 760p.
Также стоит упомянуть, что описываемый SSD поставляется ADATA в двух вариантах. Ординарном – XPG SX7000, и геймерском – XPG Gammix S10. Отличий во внутреннем устройстве нет никаких, но есть существенная разница во внешнем «обвесе». Версия XPG Gammix S10 комплектуется предустановленным алюминиевым радиатором с рельефным профилем, который, согласно обещаниям ADATA, снижает рабочую температуру SSD на величину до 10 градусов. В нашем распоряжении побывала именно такая версия, и она действительно работает в более щадящем температурном режиме, правда, ни о какой дельте в 10 градусов речь не идёт. Впрочем, Gammix S10, как и другие SSD на контроллере SM2260, работают со вполне приемлемыми температурами и без того.
⇡#ADATA XPG SX6000 256 Гбайт
XPG SX6000 – очень необычный NVMe-накопитель в ассортименте ADATA. Эта тайваньская компания отличается большой любовью к всевозможным экспериментам, и XPG SX6000 – как раз такой случай. Уже после того, как был выпущен младший XPG SX7000, основанный на TLC 3D NAND, производитель решил создать ещё более доступное решение с интерфейсом NVMe, в котором постарался сэкономить не только на флеш-памяти, но и на базовом контроллере. В результате, для XPG SX6000 была выбрана аппаратная платформа, которой нет ни в одном другом SSD из имеющихся на рынке вариантов – Realtek RTS5760.
Несмотря на то, что RTS5760 – это ультрабюджетный контроллер от команды разработчиков, не имеющей опыта в проектировании подобных решений, выглядит он совсем неплохо. Самое главное, он поддерживает DRAM-буфер, а значит, отнюдь не безнадёжен. Да, в отличие от SM2260 в контроллере RTS5760 реализовано лишь четыре канала для работы с флеш-памятью, а в качестве шины для включения в систему избрана урезанная PCI Express 3.0 x2. Тем не менее, показатели производительности ADATA XPG SX6000 выглядят вполне достойно, и более того, в чём-то этот накопитель даже превосходит более дорогой продукт, SX7000.
В XPG SX6000 контроллер Realtek RTS5760 управляет массивом флеш-памяти, составленным из устройств TLC 3D NAND. Разновидность флеш-памяти выбрана такая же, как и в XPG SX7000, – 32-слойная TLC 3D NAND первого поколения производства Micron с ядрами ёмкостью 384 Гбит. В SX7000 из-за нестандартных размеров кристаллов такой флеш-памяти контроллер работает в урезанной шестиканальной конфигурации, но в SX6000 конфигурация четырёхканальная изначально. В результате, массив памяти получается ассиметричным – два канала используют двукратное чередование устройств NAND. Выглядит это несколько странно, однако на практике такой вариант сравним по эффективности с тем, что предлагалось в XPG SX7000.
Интерес к XPG SX6000 подпитывается ещё и тем, что в нём, в отличие от SX7000, SLC-кеширование строится по динамической схеме, причём для SLC-кеша контроллером может быть задействован сразу весь массив TLC-памяти. Это значит, что в ряде случаев самый младший накопитель ADATA может быть быстрее, чем SX7000. Так, максимальный объём информации, который может быть записан на XPG SX6000 в режиме ускоренной записи может достигать 90 Гбайт (если речь идёт о записи на чистый SSD). Правда, запись в режиме Direct-to-TLC при этом всё равно не поддерживается, но в данном случае это не так страшно, поскольку в большинстве реальных сценариев выйти за пределы SLC-кеша пользователю вряд ли удастся.
Забавно, что XPG SX6000 почти не отличается от старших собратьев по условиям гарантийного обслуживания. На него даётся пятилетняя гарантия, а ресурс записи меньше задекларированной выносливости для старших моделей буквально на несколько процентов. Впрочем, в этом нет ничего странного. Накопители, основанные на 32-слойной TLC 3D NAND компании Micron в силу особенностей этой памяти невольно получают очень большой объём резервной области (более 20 процентов от доступного пользователю объёма), который позволяет снижать нагрузку на ячейки и достаточно долго подменять проблемные блоки.
Никаких решений для улучшения отвода тепла в конструкции XPG SX6000 не применяется, что ещё раз подчёркивает его бюджетность. Контроллер Realtek RTS5760 при этом греется сильнее, чем SM2260, но увидеть температурный троттлинг в данном случае вряд ли получится, так как для этой микросхемы заявляются совершенно запредельные допустимые температуры.
⇡#Corsair Force Series MP500 240 Гбайт
Corsair Force Series MP500 – это совершенно стандартный накопитель, построенный на NVMe-платформе тайваньского разработчика контроллеров Phison. В отличие от контроллеров Silicon Motion контроллер PS5007-E7 не предполагает никакой вариативности дизайна и все накопители, построенные на нём, практически не различаются, составляя однотипное семейство. Иными словами, у любого из многочисленных партнёров Phison найдётся продукт, не просто сильно похожий на MP500, а отличающийся от него лишь коробкой и наклейкой.
Выделиться в таком случае непросто, но у Corsair есть секретный ингредиент – улучшенный теплоотвод. Под наклейкой с лицевой стороны накопителя, там, где размещается базовый контроллер, у MP500 наклеен слой толстой медной фольги. И это несколько улучшает температурный режим накопителя, там более что чип Phison PS5007-E7 греется очень и очень серьёзно. Есть у Corsair Force Series MP500 и вторая особенность. По каким-то малообъяснимым причинам стоимость этого SSD выходит далеко за границы разумного. Это значит, что покупателей у MP500 найдётся немного, однако для полноты картины мы не стали отказываться от тестов этой модели.
Что же касается аппаратной конструкции, то тут у Force Series MP500 всё скучно и типично. PS5007-E7 – это первый NVMe-контроллер фирмы Phison, который после длительной двухлетней разработки всё же смог попасть на рынок, в качестве немного своеобразного решения уровня чуть выше среднего. Данный чип предлагает восемь каналов для формирования массива флеш-памяти с одной стороны и поддерживает интерфейс PCI Express 3.0 x4 – с другой. Однако в нём заложено существенное ограничение, касающееся совместимости с различными типами NAND: работать он может лишь только с планарной 15-нм MLC NAND производства Toshiba. Это не только ставит крест на каком-либо разнообразии продуктов на его основе, но и сразу переводит его в разряд устаревающих: планарная память – это вчерашний день.
Впрочем нужно понимать, что массив флеш-памяти Corsair Force Series MP500, который сформирован из 128-гигабитных устройств MLC NAND, – достаточно выигрышная начинка для накопителя размером 240 Гбайт, поскольку столь небольшие по объёму устройства NAND позволяют контроллеру пользоваться двукратным чередованием. В теории, благодаря этому из продуктов вроде Force Series MP500 небольшой ёмкости могли бы получиться производительные NVMe SSD своего класса, но инженеры Phison традиционно не смогли накачать контроллер достаточным вычислительным потенциалом, который бы позволил раскрываться 16-компонентному массиву флеш-памяти при случайных и смешанных операциях.
Для того, чтобы как-то замаскировать имеющиеся проблемы, в накопителях на базе Phison PS5007-E7 предусмотрена технология ускоренной записи, переводящая часть MLC-памяти в SLC-режим. В Force Series MP500 в таком режиме работает 16 Гбайт памяти, что позволяет записывать с хорошей скоростью достаточно большие объёмы данных. Правда, объёмный SLC-кеш «отъедает» пространство от полезной ёмкости, и поэтому не стоит удивляться, что объём Corsair Force Series MP500 сокращён до 240 Гбайт.
Задействование существенной части зарезервированного пространства накопителя для кеширования, а не для резервного фонда не наносит существенного ущерба надёжности Force Series MP500. Планарная MLC-память Toshiba весьма вынослива – об этом говорят в том числе и наши тесты, поэтому Corsair не боится заявлять для MP500 очень высокий объём разрешённой перезаписи. Правда срок гарантии при этом составляет всего три года, что для дорогого современного накопителя с NVMe-интерфейсом, мягко говоря, несолидно.
⇡#Intel SSD 600p 256 Гбайт
Intel SSD 600p стал первым продуктом, с которым микропроцессорный гигант решил войти в сегмент массовых NVMe SSD. До его выхода все высокопроизводительные накопители, предлагаемые Intel, представляли собой либо серверные продукты, либо их близкие аналоги, относящиеся к числу десктопных лишь чисто формально. Иными словами, SSD 600p – во многом знаковый SSD нового поколения, который стал олицетворением желания Intel вернуться в число производителей твердотельных накопителей для индивидуальных пользователей.
Впрочем, никаких особенных аппаратных решений в SSD 600p мы не увидели. Данный накопитель увидел свет полтора года тому назад и походит на стандартные для того времени решения на базе общедоступной платформы разработки Silicon Motion. Выпуск SSD 600p во многом состоялся в связи со стартом производства Intel собственной трёхмерной флеш-памяти, но сопровождать её собственным контроллером компания не сочла нужным. Для потребительского SSD на базе новой памяти был выбран общедоступный чип SMI SM2260, который представляет собой бюджетное решение с интерфейсом NVMe. Хотя этот контроллер поддерживает шину PCI Express 3.0 x4 и способен общаться с массивом флеш-памяти по восьми каналам, его вычислительная мощность невысока, и накопители на его основе высоким быстродействием не блещут.
К тоже же, скоростные характеристики SSD 600p оказались подорваны использованием 32-слойной 3D NAND с трёхбитовыми ячейками, которая в дизайне Intel первого поколения имеет ёмкость кристаллов 384 Гбит и неудобные в обращении 27-мегабайтные блоки страниц. Это приводит к тому, что в SSD 600p контроллер работает в урезанном шестиканальном режиме без использования какого-либо чередования устройств. В результате, SSD 600p оказывается близким аналогом ADATA XPG SX7000, но с немного подправленной инженерами Intel прошивкой. Забегая вперёд, заметим, что на производительность это повлияло не сильно и не всегда положительно.
Как и любой другой накопитель на базе TLC 3D NAND, Intel SSD 600p активно пользуется SLC-кешированием. Объём части памяти, переведённой в рассматриваемом SSD в однобитовый режим, составляет 8 Гбайт. Этого скорее всего хватит для обычных пользователей десктопов, но стоит иметь в виду, что SLC-кеш в 600p получился относительно медленным. Более того, в накопителе не поддерживается и режим Direct-to-TLC, что означает катастрофическое падение скорости записи при работе с данными за пределами SLC-кеша. Не удивительно, что получившийся SSD в конечном итоге можно отнести лишь к числу NVMe-решений начального уровня.
Впрочем, Intel всё равно смогла выкрутиться и найти путь к сердцам потребителей. Помимо многочисленных маркетинговых инициатив, на которых Intel совершенно не экономила, долгое время SSD 600p оставался самым дешёвым NVMe SSD на рынке. Он продавался по цене, близкой к стоимости SATA SSD, но предлагал быстродействие немного лучше. К тому же, Intel не поскупилась на условия гарантии: её срок составляет 5 лет, а разрешённый объём записи близок к среднему уровню в своём классе. Это позволило Intel SSD 600p по итогам прошлого года войти даже в тройку самых популярных NVMe SSD на российском рынке.
⇡#Intel SSD 760p 256 Гбайт
Недавно появившийся на прилавках магазинов SSD 760p позиционируется компанией Intel как «апгрейд» SSD 600p, что в первую очередь находит отражение в ценовой политике: новинку можно приобрести примерно за те же деньги, что и предшествующую модель. Но это не должно вводить в заблуждение: на самом деле проведённая модернизация SSD 600p носит очень глубокий характер, и SSD 760p – совершенно не чета прошлой модели. Если SSD 600p удавалось воспринимать не иначе как компромиссную и бюджетную NVMe-модель, то новый интеловский SSD 760p уверенно врывается в число наиболее привлекательных по сочетанию цены и производительности NVMe SSD.
Получилось так благодаря тому, что, хотя SSD 760p и сохраняет приверженность аппаратной платформе разработки Silicon Motion и использует TLC 3D NAND собственного производства, все эти компоненты обновлены. Место базового контроллера заняла новая микросхема SM2262, представляющая собой серьёзно оптимизированную вариацию SM2260, а вместо трёхмерной TLC-памяти первого поколения теперь используется TLC 3D NAND второго поколения, которая получила 64 слоя и более эффективную архитектуру с размером кристаллов 256 Гбит. В результате, вместо шестиканального массива флеш-памяти Intel SSD 760p 256 Гбайт получил полноценный восьмиканальный массив (правда, без чередования устройств), приправленный к тому же удобным в обращении размером страниц и блоков. Дополнительным бонусом в конфигурации стал ускоренный DRAM-буфер, который в SSD 760p перешёл на использование DDR4-памяти и получил расширенную вдвое шину.
Впрочем, Intel SSD 760p всё равно остаётся накопителем на базе памяти с трёхбитовыми ячейками, а значит, высокие скорости записи он может обеспечить лишь с применением технологии SLC-кеширования. И вот с ней у SSD 760p всё далеко не так радужно: объём NAND, переведённой у 256-гигабайтной версии накопителя в быстрый режим, составляет всего лишь около 2,5 Гбайт. Для современного производительного NVMe SSD это очень мало, такой объём легко превзойти даже при самой обычной дисковой активности. И это делает из Intel SSD 760p накопитель, который имеет профиль производительности с явной ориентацией на операции чтения, то есть больше подходящий на роль системного, чем всеядного рабочего.
Тем не менее, окончание при работе с Intel SSD 760p свободного объёма SLC-кеша не оборачивается такой же катастрофой, как в 600p. Новый накопитель может писать данные напрямую и в TLC-часть памяти, причём делает он это с достаточно пристойной скоростью. В частности, по быстродействию прямой записи в массив TLC 3D NAND новый интеловский накопитель почти догнал рекордсмена в этой дисциплине, Samsung 960 EVO.
Вместе с этим Intel удалось сохранить выгодные условия гарантии, которые были свойственны SSD 600p. Её продолжительность осталась на пятилетней отметке, не изменилась и объявленная выносливость, предполагающая возможность перезаписи до трети ёмкости SSD ежедневно.
Стоит отметить и ещё одну положительную особенность интеловских накопителей. И SSD 600p, и 760p выполнены в одностороннем дизайне – все микросхемы на них размещены лишь на лицевой поверхности печатной платы. Это расширяет их совместимость с тонкими портативными и мобильными системами, которые часто используют «заниженные» M.2-слоты. Кроме того, такое размещение чипов по очевидным причинам упрощает теплоотвод.
⇡#Kingspec NE (NE-240) 240 Гбайт
Kingspec NE-240 – настоящая тёмная лошадка. Данный накопитель нельзя купить в отечественных магазинах, но зато он продаётся на онлайн-площадке Aliexpress.com и пользуется там небывалой популярностью, причина которой – в цене. «Китайский гость» стоит где-то на треть дешевле наиболее доступных SSD, представленных на российских прилавках. Звучит это очень заманчиво, и мы попросту не смогли обойти вниманием столь интригующий продукт, тем более что китайские продавцы обещают для него сравнительно неплохие характеристики быстродействия, ставящие его на одну ступень с SSD на контроллере SM2260.
Интерес к Kingspec NE-240 подогревает не только цена. В нём также нашла применение новая аппаратная платформа, которую пока не успели опробовать крупные игроки. Базовый контроллер этого уникума – Silicon Motion SM2263XT – удешевлённая версия блестящего чипа SM2262, который использован в Intel SSD 760p. Упрощение в данном случае касается двух вещей. Во-первых, несмотря на то, что в качестве внешнего интерфейса SM2263XT сохранил полноскоростную шину PCI Express 3.0 x4, с массивом флеш-памяти он общается по четырём, а не по восьми каналам. Во-вторых, SM2263XT не имеет DRAM-интерфейса, то есть в нём нет поддержки DRAM-буфера, который обычно используется для хранения быстрой копии таблицы трансляции адресов.
Обычно отсутствие DRAM означает смертный приговор для SSD, особенно если речь идёт о NVMe-накопителе, от которого ожидаются высокие скорости. Многочисленные примеры подсказывают, что отказ от DRAM-буфера приводит к катастрофическому падению быстродействия произвольных операций. Однако контроллер SM2263XT не так прост: в нём предлагается некая компенсация набортной DRAM – технология HMB (Host Memory Buffer). Её суть в том, что контроллер получает в своё распоряжение некую часть из оперативной памяти компьютера, где он может размещать и копию таблицы трансляции адресов, и другие данные, к которым необходим быстрый доступ. Работает это всё совершенно автономно, центральный процессор дополнительными операциями не нагружается, а единственное, что требуется, это – поддержка со стороны NVMe-драйвера, которая в Windows 10 актуальных сборок уже есть. Иными словами, технология HBM делает из формально безбуферного накопителя Kingspec NE-240 решение классом повыше.
Кроме того, в Kingspec NE-240 применяется достаточно приличная флеш-память – 64-слойная TLC 3D NAND второго поколения производства Micron. Такая память имеет сравнительно неплохие скоростные характеристики сама по себе, а кроме того, объём её кристаллов составляет 256 Гбит, что позволяет четырёхканальному контроллеру в накопителе Kingspec объёмом 240 Гбайт пользоваться преимуществами двукратного чередования устройств.
Дополнительно производительность улучшается и технологией ускоренной записи: в Kingspec NE-240 применяется её динамическая разновидность, и в максимальном случае контроллер позволяет записать в SLC-режиме до 32 Гбайт информации. Этого, безусловно, вполне хватает для любых пользовательских нагрузок, а кроме того, благодаря какой-то внутренней магии, SLC-кеш в накопителе Kingspec работает немного быстрее, чем в том же Intel SSD 760p.
Всё сказанное выше может навести на мысли о том, будто китайцам из Kingspec удалось сэкономить без ущерба для потребительских характеристик продукта. Однако это не совсем так. Как минимум, есть вопросы относительно надёжности такого решения. В частности, для NE-240 заявляется сравнительно низкое время наработки на отказ, а срок гарантии сокращён до трёх лет. Но ещё большее беспокойство возникает в связи с тем, что микросхемы памяти, которые установлены в NE-240, произведены SpecTek – дочерней фирмы Micron, через которую она по дешёвке сливает сомнительного качества полупроводниковые кристаллы, не прошедшие валидацию.
Любопытно, что при экономии на элементной базе Kingspec оснастила свой накопитель неким подобием дополнительного охлаждения. Однако на самом деле алюминиевая пластина, закрывающая лицевую поверхность SSD, к чипам не примыкает, и её назначение – полностью декоративное. С другой стороны, пользователи имеют возможность добавить под неё термопрокладку и получить более-менее полноценный радиатор.
⇡#Kingston KC1000 240 Гбайт
Стремительно теряющая рыночную долю компания Kingston долго не решалась войти в сегмент потребительских NVMe SSD. И первое изделие такого рода было анонсировано ей лишь летом прошлого года, когда все основные игроки уже закрепились в соответствующем сегменте. При этом, злую шутку с Kingston сыграло близкое сотрудничество с тайваньским разработчиком и ODM-производителем Phison. Использовав для своего первого NVMe-накопителя общедоступный контроллер PS5007-E7, Kingston попала в одну группу с производителями третьего эшелона, которые предлагают практически то же самое, но по заметно более доступной цене. В результате, KC1000 трудно описать как-то иначе, чем типовой и несколько переоценённый NVMe SSD.
К тому же, контроллер Phison PS5007-E7, ставший основой KC1000, морально устарел и уже не отвечает многим современным требованиям. Так, в нём нет поддержки актуальных технологий взаимодействия с флеш-памятью. Он не может работать с трёхмерной NAND и лишён прогрессивных алгоритмов коррекции ошибок, опирающихся на LDPC-кодирование. Однако с точки зрения производительности этот контроллер совсем неплох. Спасает положение то, что PS5007-E7 основывается на четырёхъядерном ARM-процессоре, взаимодействует с массивом флеш-памяти по восьми каналам и общается с системой по шине PCI Express 3.0 x4.
Кроме того, привлечь в Kingston KC1000 может и то, что в нём установлена планарная флеш-память с двухбитовыми ячейками. Подобных SSD на прилавках магазинов остаётся всё меньше и меньше, а такая память в представлении многих пользователей способна обеспечивать повышенную надёжность. И как бы подтверждая это, Kingston готова предоставлять на свой накопитель продолжительную пятилетнюю гарантию с весьма щедрым ресурсом перезаписи на уровне 300 Тбайт.
При этом нужно осознавать, что спаривание в рассматриваемом SSD с контроллером Phison PS5007-E7 именно планарной MLC NAND – это вынужденная мера. С иной памятью этот контроллер попросту несовместим. И даже более того, среди всего многообразия MLC-памяти подходит лишь один вариант – 15-нм MLC-флеш производства компании Toshiba. Именно такая память и установлена в Kingston KC1000. Кристаллы NAND данного типа имеют ёмкость 128 Гбит, поэтому массив памяти в KC1000 получается составленным из 16 оконечных устройств, то есть он имеет более высокую степень параллелизма по сравнению с большинством современных SSD ёмкостью в четверть терабайта. В итоге, быстродействие KC1000 такого объёма на фоне конкурентов, использующих 256-гигабитные (или ещё более крупные) кристаллы NAND, в целом выглядит очень неплохо.
Правда, помимо формирования массива флеш-памяти с повышенным числом устройств, разработчикам Phison PS5007-E7 пришлось пойти на ещё одну хитрость. Несмотря на то, что все накопители на этом контроллере используют быструю память с двухбитовыми ячейками, в них добавлена технология ускоренной записи на базе SLC-кеширования. SLC-кеш есть и в Kingston KC1000, его объём составляет 16 Гбайт.
Заметим, что все описанные особенности Kingston KC1000 не являются уникальными, они присущи любому из NVMe SSD на контроллере PS5007-E7. Однако кое в чём этому накопителю всё же удаётся выделиться на фоне аналогов. Kingston предусмотрела для своего продукта два различных варианта исполнения. Помимо простого M.2-модуля в продаже присутствует версия KC1000 в виде HHHL PCIe-карты расширения, которая, впрочем, представляет собой всё тот же M.2-накопитель в сборе с переходником PCI Express – M.2.
⇡#Patriot Hellfire M.2 240 Гбайт
Когда мы говорим о том, что накопители вроде Kingston KC1000 или Corsair Force Series MP500 – это переоценённые продукты на базе платформы Phison PS5007-E7, в виду мы имеем существование более доступных аналогов, которые выпускаются производителями третьего эшелона. Patriot Hellfire M.2 — как раз из их числа: это типовой накопитель на базе того же контроллера и с такой же памятью, но без увесистой маркетинговой наценки.
Конечно, говорить о полном сходстве было бы всё-таки не совсем честно. Небольшие различия можно усмотреть в компоновке печатной платы. Кроме того, на накопителях Kingston и Corsair устанавливаются микросхемы, произведённые Toshiba от начала и до конца, а Patriot использует микросхемы, изготовленные из полупроводниковых кристаллов Toshiba на предприятиях посредника – тайваньской фирмы PTI. Соответственно, это может отражаться на их качестве, так как PTI занимается сортировкой и отбором годных кристаллов самостоятельно и по собственным стандартам. Однако если не обращать внимания на такие нюансы, то между Kingston KC1000, Corsair Force Series MP500 и Patriot Hellfire M.2 можно смело ставить знак тождественного равенства.
Поскольку в Patriot Hellfire M.2 используется контроллер Phison PS5007-E7 и восьмиканальный массив памяти, составленный из 15-нм планарных устройств Toshiba MLC NAND ёмкостью 128 Гбит, производительность этого накопителя идентична скорости прочих SSD с аналогичной начинкой. Тем более, что схожесть распространяется даже на параметры SLC-кеша (объёмом 16 Гбайт) и на DRAM-буфер, которой во всех случаях выполнен чипом DDR3L SDRAM ёмкостью 256 Мбайт.
Значимые отличия можно усмотреть разве только в условиях гарантии. Гарантийный срок у Patriot Hellfire M.2 составляет три, а не пять лет, но зато при этом нет никаких ограничений по ресурсу – пиши сколько вздумается.
Кроме того, Patriot Hellfire M.2 выглядит не столь пафосно, как решения производителей повыше рангом. Он продаётся в примитивном блистере, а не в красивой коробке, у него нет никаких новомодных теплорассеивающих наклеек (как у Corsair Force Series MP500), не существует и альтернативных комплектов поставки, включающих PCI Express – M.2 переходник (как у Kingston KC1000).
⇡#Patriot Scorch M.2 256 Гбайт
Несмотря на то, что Patriot – достаточно мелкий производитель SSD с мизерной долей на рынке, эта фирма – давний и хороший партнёр Phison. Это позволяет Patriot выводить на рынок новые платформы этого разработчика раньше крупных конкурентов. Иными словами, нет ничего удивительного в том, что новый контроллер Phison PS5008-E8 мы впервые встретили именно в продукте Patriot. Впрочем, платформа E8 вряд ли станет столь же распространённым решением, как её предшественница. Дело в том, что при её разработке основной упор делался не на улучшении характеристик производительности, а на удешевлении. Именно таким образом и следует воспринимать Patriot Scorch M.2, ведь это – совсем недорогой продукт класса NVMe.
После того как Phison так и не удалось попасть в «высшую лигу» с контроллером PS5007-E7, амбиции было решено поумерить. Поэтому возможности новой микросхемы PS5008-E8 заметно хуже, чем у предшественницы. Базовый процессор имеет всего два ядра, число каналов для подключения флеш-памяти сокращено до четырёх, урезан и внешний интерфейс: PS5008-E8 включается в систему посредством шины PCI Express 3.0 x2. Но зато в новый чип наконец-то внедрена поддержка современных типов флеш-памяти. Он может работать с 3D NAND и поддерживает более сильные проприетарные методы коррекции ошибок, сравнимые по результативности с LDPC-кодированием.
Всё это делает из Patriot Scorch M.2 гораздо более современное решение по сравнению с Hellfire M.2. Благодаря контроллеру PS5008-E8 массив флеш-памяти нового накопителя составлен из устройств Toshiba BiCS3, то есть из 64-слойных кристаллов TLC 3D NAND производства Toshiba, которые имеют ёмкость по 256 Гбит. Таким образом, весь массив памяти Scorch M.2 включает восемь устройств и работает с двукратным чередованием.
Конечно, BiCS3-память не столь быстра, как MLC NAND, к тому же производительность Scorch M.2 ограничивается шиной PCI Express 3.0 x2, однако сделанные в контроллере оптимизации позволяют этому накопителю не опускаться до уровня SATA SSD. Помогает в этом технология ускоренной записи на базе статического SLC-кеша. Правда, объём этого кеша у Scorch M.2 240 Гбайт составляет лишь 3 Гбайт, то есть, при интенсивной работе SSD быстро теряет скорость. В то же время прямая запись в массив памяти Direct-to-TLC накопителем поддерживается, и катастрофического падения показателей быстродействия не происходит. Скорость записи напрямую в TLC-память у Scorch M.2 всего лишь на 10-20% ниже, чем у Intel SSD 760p и Samsung 960 EVO.
Несмотря на то, что Patriot Hellfire M.2 и Patriot Scorch M.2 – два совершенно различных по внутреннему устройству накопителя, стоимость которых различается более чем на четверть, условия гарантии в обоих случаях одинаковы. Производитель готов нести ответственность за работоспособность продукта в течение трёх лет, при этом никаких ограничений по разрешённым объёмам записи не предусмотрено.
Также стоит заметить, что Scorch M.2 240 Гбайт в отличие от прошлого SSD выполнен в виде односторонней платы, поэтому он лучше приспособлен для работы в составе тонких мобильных компьютеров. Кроме того, хотя контроллер Phison PS5008-E8 и производится по достаточно старой 40-нм технологии, греется он значительно меньше своего предшественника, и Scorch M.2 – не столь жаркий SSD, коими являются решения на базе PS5007-E7.
⇡#Plextor M8Pe 256 Гбайт
Компания Plextor относится к числу немногих производителей SSD, которые упорно продолжают развивать свои собственные дизайны, используя для них гибкие и конфигурируемые контроллеры Marvell. И одним только этим Plextor M8Pe вызывает большой интерес. Но к тому же этот SSD – весьма знаменательный накопитель по потребительским характеристикам, который в своё время считался чуть ли не лучшим вариантом c точки зрения сочетания цены и производительности. Впрочем, выпущен он был почти два года тому назад, и на сегодняшний день его вполне правомерно списать в число устаревших. Тем не менее, из продажи он пока не исчез, и мы не стали обходить M8Pe (PX-256M8PeG) своим вниманием.
В основе Plextor M8Pe лежит микросхема Marvell 88SS1093 (Eldora) – трёхъядерный чип, который в NVMe SSD можно встретить крайне редко. Ещё бы, для него не существует готового эталонного дизайна, и производителям SSD приходится самостоятельно заниматься проектированием печатной платы и написанием микропрограммы. Под силу это далеко не всем. Но инженеры Plextor в M8Pe сумели совместить микросхему 88SS1093 с планарной MLC NAND производства Toshiba, и их старания сразу окупились: на выходе получился гораздо более привлекательный продукт по сравнению с типовыми MLC-решениями на общедоступной платформе Phison E7.
Plextor M8Pe 256 Гбайт включается в систему по шине PCI Express 3.0 x4 и использует восьмиканальную организацию массива флеш-памяти. В каждом канале установлено по два 15-нм планарных устройства MLC NAND, обращения к которым выполняются с чередованием. Использование такой устаревшей памяти с ядрами размером 128 Гбит играет здесь накопителю на руку. За счёт этого массив NAND в M8Pe отличается большей степенью параллелизма, чем в большинстве других SSD такой же ёмкости. Неудивительно, что Plextor M8Pe обходится без SLC-кеширования, но всё равно может выдавать высокие скорости записи. Однако стоит заметить, что для оптимизации производительности при операциях с мелкими блоками инженеры Plextor используют другой трюк – увеличенный размер DRAM-буфера, который в M8Pe 256 Гбайт имеет вдвое больший, чем обычно, 512-мегабайтный размер.
Использование качественной флеш-памяти с планарной конструкцией позволяет Plextor предоставлять на M8Pe хорошие условия гарантии. Её срок доведён до пяти лет, а разрешённый объём перезаписи таков, что накопитель можно перезаполнять почти полностью хоть каждый день. Это – очень щедрое предложение, по которому M8Pe в разы лучше многих конкурирующих продуктов.
В ассортименте Plextor имеется три различных варианта исполнения M8Pe. В наших тестах приняла участие модификация PX-256M8PeG – M.2-модуль с небольшим радиатором. И он здесь явно нелишний – греется этот SSD изрядно. В то же время, для применения в ноутбуках, куда радиатор просто не поместится, есть вариант накопителя и без него. Помимо этого, Plextor предлагает и третью версию M8Pe – HHHL PCIe-плату для установки в PCIe-слот. Впрочем, никаких архитектурных различий у всех этих вариантов нет: везде в основе накопителей используется унифицированный M.2-модуль.
⇡#Plextor M9Pe 256 Гбайт
Наряду с Plextor M8Pe мы протестировали и более новый накопитель этого же производителя, M9Pe (PX-256M9PeG). Данная модель позиционируется как решение следующего поколения, построенное с применением более актуальных полупроводниковых компонентов. Необходимая для M8Pe планарная MLC-память постепенно завершает свой жизненный цикл и закупать её становится нерентабельно. Сейчас актуальной тенденцией является переход на многослойную трёхмерную флеш-память, которая предлагает заметно более высокую плотность хранения данных и более низкую себестоимость. M9Pe как раз и является результатом перевода дизайна M8Pe на TLC 3D NAND.
Базовый контроллер Marvell 88SS1093 – очень гибкое решение, которое программно можно настроить практически под любые нужды. Поэтому не стоит удивляться, что в Plextor M9Pe снова (как и в M8Pe) используется именно он. Путём внесения изменений в микропрограмму инженерам Plextor удалось добиться его совместимости с трёхмерной флеш-памятью типа BiCS3. В результате, в M9Pe старый контроллер получил возможность управлять самой современной памятью из ассортимента Toshiba, – 64-слойной TLC 3D NAND. Иными словами, Plextor M9Pe можно описать как глубокую модернизацию M8Pe, в результате которой контроллер и производитель памяти остались теми же, но организация и тип используемых устройств NAND поменялись.
В принципе, Toshiba BiCS3 обладает достаточно неплохими характеристиками быстродействия, если сравнивать её с другими вариантами памяти с трёхбитовыми ячейками. Однако по скорости записи она всё же уступает планарной двухбитовой памяти. Поэтому Plextor M9Pe, несмотря на все сделанные программные оптимизации, не может стать полноценным преемником прошлой модели. Новый накопитель – это скорее разумный компромисс между производительностью и ценой. К тому же снижение быстродействия в новом SSD связано ещё и с тем, что устройства 64-слойной TLC 3D NAND компании Toshiba имеют ёмкость 256 Гбит. Это значит, что восьмиканальный контроллер в M9Pe не может пользоваться чередованием, а M8Pe показывал высокую производительность во многом благодаря задействованию двукратного чередования устройств NAND в каналах.
Скомпенсировать снижение степени параллелизма массива флеш-памяти разработчики Plextor попытались добавлением в M9Pe режима ускоренной записи PlexNitro. Этот режим использует статическое SLC-кеширование, причём скорость кеша даже превышает скорость MLC-памяти в M8Pe. Однако его объём в M9Pe ёмкостью 256 Гбайт очень мал – всего лишь около 2 Гбайт. Поэтому при записи существенных объёмов данных буквально через 3-4 секунды после начала процесса пользователям придётся всё же придётся столкнуться с кратным падением производительности. К счастью, режим прямой записи в основной массив памяти Direct-to-TLC в накопителе поддерживается, так что ограниченный по объёму SLC-кеш – не катастрофа.
Если верить официально объявленным характеристикам, перевод M9Pe на BiCS3-память привёл и к некоторому снижению выносливости накопителя. Декларируемый ресурс новинки вдвое ниже, чем у M8Pe, хотя гарантийный срок не сократился и составляет всё те же пять лет. Впрочем, справедливости ради нужно заметить, что несмотря на уменьшенный разрешённый объём перезаписи, M9Pe по этому показателю не проигрывает основным конкурентам.
Как и в случае с предшественником, выпуская M9Pe, компания Plextor уделила большое внимание разнообразию доступных форм-факторов. В продаже есть варианты этого SSD в виде стандартного одностороннего M.2-модуля, в виде M.2-модуля с радиатором, а также в виде HHHL PCIe-карты с массивным радиатором и RGB-подсветкой. С точки зрения производительности они идентичны, но нужно помнить о том, что Marvell 88SS1093 – горячий контроллер, поэтому дополнительное охлаждение для него не помешает. Мы тестировали версию PX-256M9PeG, в которой на M.2-плате предусмотрен небольшой радиатор, но троттлинг при интенсивных операциях случается даже у неё, хотя новый накопитель стал немного холоднее своего предшественника.
⇡#Samsung 960 EVO 250 Гбайт
Samsung 960 EVO вряд ли нуждается в каком-то особом представлении. Этот накопитель вот уже полтора года считается эталоном того, какими должны быть потребительские NVMe SSD. Причём, его популярность подпитывается не только знатным происхождением и показателями производительности, но и ценами, которые компания Samsung не забывает своевременно корректировать, руководствуясь рыночными реалиями. Поэтому совершенно неудивительно, что 960 EVO бьёт все рекорды продаж – это самый востребованный российскими покупателями массовый NVMe-накопитель, причём с очень заметным отрывом.
В отличие от большинства прочих SSD, которые отметились в данном тестировании, Samsung 960 EVO основывается на вертикально интегрированной платформе, разработанной южнокорейским производителем. Это значит, что все компоненты, использованные в 960 EVO, созданы и произведены самой Samsung без чьей-либо посторонней помощи. Ядром этого накопителя выступает фирменный контроллер Polaris в основе которого лежит пятёрка ядер c архитектурой ARM. Такая вычислительная мощность в теории позволяет ему заполнять всю пропускную способность шины PCI Express 3.0 x4, особенно с учётом того, что общение с массивом флеш-памяти выстраивается по восьмиканальной схеме.
Впрочем, флеш-память в Samsung 960 EVO применяется далеко не такая быстрая, как, например, в накопителях серии 960 PRO, а более экономически выгодная TLC 3D V-NAND. Причём, изначально в 960 EVO ставилась трёхмерная память Samsung с 48 слоями, но сейчас, после произошедшего обновления технологической цепочки, в накопителях применяется уже 64-слойная память. Момент смены начинки Samsung никак не анонсировала, и это не удивительно: для конечных пользователей ничего по сути не поменялась. Применяемые в 960 EVO более новые кристаллы 64-слойной TLC 3D V-NAND сохранили объём в 256 Гбит, а значит, контроллер Polaris в Samsung 960 EVO продолжает работать в восьмиканальном режиме без использования чередования устройств.
Тесты показывают, что самсунговская TLC 3D V-NAND работает несколько быстрее, чем трёхмерная память с трёхбитовыми ячейками, которую выпускают другие производители. Однако для получения высоких скоростей при записи технология ускоренной записи применяется даже в Samsung 960 EVO. SLC-кеш в этом накопителе состоит из двух частей: статической, объёмом 4 Гбайт у версии 960 EVO 250 Гбайт, и динамической объёмом 9 Гбайт. Таким образом, одномоментно записать на самсунговский накопитель с высокой скоростью можно достаточно большой массив данных.
Испытания реальной выносливости показывают, что TLC 3D V-NAND производства Samsung имеет огромный ресурс перезаписи, и по надёжности как минимум не уступает планарной MLC NAND. Тем не менее, в условиях гарантии это почему-то никакого отражения не нашло. Более того, по данному параметру Samsung 960 EVO находится среди худших вариантов. Мало того, что продолжительность гарантии ограничена всего тремя годами, но и разрешённый ресурс перезаписи составляет всего 100 Гбайт – в среднем, в полтора раза ниже, чем у накопителей-конкурентов.
Но это совершенно не отталкивает покупателей от Samsung 960 EVO. Тем более, что у этого SSD есть важные достоинства, перекрывающие недостатки. В частности, это – один из самых «холодных» NVMe SSD в форм-факторе M.2, нагреть которой до критической температуры в условиях обычной эксплуатации почти нереально. Поэтому его можно не опасаясь использовать без дополнительного охлаждения, тем более, что Samsung клеит на накопители специальную этикетку с медным слоем, помогающую теплоотводу.
⇡#Smartbuy M7 240 Гбайт
Поскольку Smartbuy – давний и достаточно успешный партнёр Phison с российскими корнями, не найти M.2 NVMe-накопитель на базе стандартной платформы PS5007-E7 в его ассортименте было бы очень странно. Правда, с выпуском NVMe SSD в компактном форм-факторе Smartbuy несколько задержалась, что было обусловлено дефицитом флеш-памяти и трудностями в закупке необходимых компонентов. Однако к настоящему моменту все препятствия преодолены, и недорогие решения под маркой Smartbuy, аналогичные Kingston KC1000 или Corsair Force MP500, доступны на прилавках магазинов. Соответствующий продукт получил артикул SSDSB240GB-M7-M2 или коротко именуется продавцами Smartbuy M7.
Искать какие-то принципиальные отличия Smartbuy M7 от аналогов других производителей бесполезно. Это – совершенно типовое решение на базе восьмиканального контроллера Phison PS5007-E7, укомплектованное набором из шестнадцати 128-гигабитных устройств планарной MLC NAND, производимой компанией Toshiba по 15-нм техпроцессу. Микропрограмма в данном случае тоже используется эталонная, и это значит, что с точки зрения производительности между Smartbuy M7 и прочими носителями контроллера Phison E7 можно ставить знак равенства.
Но совсем без нюансов не обошлось. В глаза сразу бросается то, что плата Smartbuy M7 выполнена в форм-факторе M.2 22110. И это значит, что данный накопитель – единственный в тестировании, который длиннее типичных 80 мм. В результате, M7 может быть совместим далеко не со всеми системами. Длинные M.2-модули редко поддерживаются в ноутбуках, да и десктопные материнские платы нередко ограничиваются лишь поддержкой M.2 2280 и более коротких форматов.
За счёт увеличения площади поверхности своего накопителя Smartbuy смогла выгадать пространство для установки сразу восьми микросхем флеш-памяти. Это значит, что весь массив Smartbuy M7 240 Гбайт собран из таких микросхем, в которых применяется лишь двухуровневое штабелирование кристаллов. Такие чипы проще в производстве и, соответственно, дешевле, тем более, что в накопителе использованы микросхемы, собранные из кристаллов Toshiba не самой японской фирмой, а тайваньским субподрядчиком PTI. Всё это значит, что Smartbuy M7 имеет объективные причины стать самым доступным накопителем среди всех вариантов на платформе Phison E7. И это значит, что стратегия Smartbuy вполне имеет право на существование.
Ещё один побочный эффект увеличения габаритов – более низкие рабочие температуры. Впрочем, кардинально проблему это не решает. Phison PS5007-E7 – дико горячий чип и Smartbuy M7, как и его аналоги, только подтверждает это.
Не выделяется M7 и по условиям гарантии. Да, для этого накопителя обещана высокая выносливость, разрешающая перезаписывать существенно больше полного объёма ежедневно. Однако срок гарантии составляет всего три года, даже несмотря на то, что в данном SSD используется надёжная MLC NAND.
⇡#Toshiba OCZ RD400 256 Гбайт
OCZ RD400 – один из старейших массовых NVMe SSD: он был выпущен почти два года назад, и с тех пор компания Toshiba так и не удосужилась выпустить для него никакого обновления. NVMe-решения, нацеленные на OEM-сегмент Toshiba выпускает регулярно, но розничный модельный ряд при этом почему-то обходится стороной. Но особой проблемы в этом нет. RD400 достойно смотрится на фоне более современных конкурентов, и единственное, чем он может не удовлетворять производителя (но не конечных пользователей), это использованием устаревших и снятых с производства компонентов. Впрочем, взятый нами в розничном магазине экземпляр RD400 оказался выпущен в январе 2017 года, что наводит на мысли о существовании у Toshiba каких-то гигантских складских запасов нереализованных SSD. Вполне возможно, нежелание Toshiba заменять RD400 на более новый продукт вызвано как раз этим.
Несмотря на то, что Toshiba давно сотрудничает с Phison, внутреннее устройство OCZ RD400 полностью оригинально: этот SSD базируется на собственном восьмиканальном контроллере разработки Toshiba и на планарной MLC-памяти, выпускаемой Toshiba по 15-нм техпроцессу. Иными словами, никаких аналогов у RD400 не существует, хотя при создании своего базового процессора инженеры Toshiba, очевидно, взяли какие-то наработки у Marvell. В конечном итоге, RD400 получился немного похожим на Plextor M8Pe, но профиль оптимизации быстродействия у накопителя Toshiba иной, и в ряде случаев более выигрышный.
Высокая производительность RD400 256 Гбайт объясняется не только и не столько контроллером, сколько тем, как устроен в этом SSD массив флеш-памяти. Он набран шестнадцатью устройствами старой планарной MLC NAND с объёмом по 128 Гбит. Таким образом, контроллер в RD400 256 Гбайт работает с памятью с двукратным чередованием устройств в каналах и степень параллелизма у RD400 выше, чем у более современных SSD аналогичного объёма. В накопителях небольшой ёмкости такие особенности сказываются очень сильно.
Никаких технологий ускоренной записи в RD400 не предусмотрено. Благодаря использованию MLC-памяти все скоростные показатели постоянны и высоки по всему объёму SSD.
Срок гарантии на OCZ RD400 256 Гбайт составляет пять лет, правда, гарантия ограничена объёмом записи в 148 Тбайт, что вряд ли можно назвать щедрым ресурсом.
Toshiba OCZ RD400 256 Гбайт выпускается в виде одностороннего M.2-модуля формата 2280 с шиной PCI Express 3.0 x4, а значит, его можно устанавливать в мобильные компьютеры с «заниженным» слотом M.2. Однако стоит иметь в виду, что накопитель серьёзно нагревается во время работы, и лучше его использовать с какой-то системой охлаждения. Это проблему смогут эффективно решить только пользователи десктопных систем. Они находятся в несколько привилегированном положении и по ещё одной причине. Для настольных ПК Toshiba может предложить вариант исполнения RD400 в комплекте с переходником для слота PCIe. В теории, такая модификация меньше нагревается за счёт передачи части тепла на плату переходника.
⇡#Transcend MTE850 256 Гбайт
Подход компании Transcend к формированию собственного ассортимента SSD чем-то похож на стратегию, выбранную ADATA: основной упор делается на использование платформ разработки Silicon Motion. Поэтому почти все продукты Transcend имеют родственников в семействе ADATA, это в том числе касается и флагманского NVMe-накопителя компании, MTE850. Впрочем, схема работы Silicon Motion с партнёрами несколько отличается от подхода Phison, поэтому конечные продукты разных производителей получают некоторые различия.
С одной стороны, MTE850 – типовой SSD на первом NVMe-контроллере Silicon Motion, SM2260. Этот двухъядерный чип принято ругать за невысокие показатели быстродействия, даже несмотря на то, что он поддерживает шину PCI Express 3.0 x4 и восемь каналов для подключения флеш-памяти. Но до недавних пор никаких альтернатив этот разработчик не предлагал, и партнёрам Silicon Motion приходилось как-то выкручиваться. Например, поскольку MTE850 занимает место старшей модели в ассортименте Transcend, массив памяти сформирован в ней из трёхмерных устройств NAND с двухбитовыми ячейками – такая память позволяет немного взбодрить контроллер. Таким образом, MTE850 получается близким родственником ADATA XPG SX8000: эти модели схожи не только по контроллеру, но и по памяти.
В обоих случаях используются кристаллы MLC 3D NAND производства Micron, относящиеся к первому поколению. Они имеют 32-слойную компоновку и объём 256 Гбит. Таким образом, контроллер SM2260 работает в MTE850 в полноценном восьмиканальном режиме, но без чередования устройств.
Ещё одно средство улучшения производительности – добавление в алгоритм работы технологии ускоренной записи. Как и у ADATA XPG SX8000, SLC-кеширование в Transcend MTE850 256 Гбайт реализовано по динамической схеме, кеш размещается в основном массиве памяти и его размер зависит от наличия свободных ячеек. В идеальном случае записать на MTE850 256 Гбайт с высокой скоростью получится 64 Гбайт. Забавно, что SLC-режим при этом обеспечивает ускорение в несколько раз, несмотря на то, что MLC 3D NAND в теории не должна отличаться низкими скоростями записи. Тем не менее, скорость прямой записи в MLC 3D NAND у Transcend MTE850 такова, что её нетрудно спутать с памятью с трёхбитовыми ячейками.
Теперь поговорим о другой стороне Transcend MTE850 – уникальной. Во-первых, выделяется компоновка печатной платы этого SSD. MTE850 – единственный твердотельный накопитель формата M.2 в этом тестировании, который оснащён диагностическими светодиодами. Их два: один сигнализирует о подаче на SSD питания, второй – иллюстрирует активность контроллера.
Во-вторых, Transcend имеет собственное видение того, каким образом нужно обеспечивать гарантийное обслуживание. Формально срок гарантии составляет три года, но к этому добавляется странная оговорка, что накопители с упавшим до нуля показателем ресурса в S.M.A.R.T. с гарантии снимаются. Таким образом, до приобретения и начала активного использования MTE850 сказать, на какой объём записи он рассчитан, совершенно невозможно.
И в-третьих, Transcend отличается очень здравым подходом к ценообразованию. Стоимость MTE850 назначена с явной оглядкой на его производительность, поэтому этот накопитель является одним из самых дешёвых предложений на базе флеш-памяти с двухбитовыми ячейками.
⇡#Transcend MTE820 256 Гбайт
Transcend MTE820 представляет собой кардинально удешевлённый вариант MTE850. Здесь нашла воплощение аналогичная аппаратная платформа компании Silicon Motion, но с одной важной коррективой – вместо трёхмерной флеш-памяти с двухбитовыми ячеками используется память с трёхбитовыми ячейками. В результате, с точки зрения конфигурации MTE820 становится аналогом ADATA XPG SX7000 и Intel SSD 600p, то есть попадает в категорию NVMe-накопителей с интерфейсом PCI Express 3.0 x4, которые следует отнести к начальному уровню.
Низкая производительность Transcend MTE820, как и его аналогов, вызвана особенностями применённой в этом накопителе TLC 3D NAND первого поколения авторства Micron. Устройства такой флеш-памяти с 32-слойной структурой выделяются объёмом кристаллов, доведённым до 384 Гбит. Использование крупных элементарных устройств снижает себестоимость конечного продукта, но крайне отрицательно сказывается на параллелизме архитектуры, ведь для формирования массива объёмом 256 Гбайт достаточно всего шести кристаллов NAND. В конечном итоге контроллер SM2260, который и так не отличается высокой мощностью, в MTE820 256 Гбайт работает в две трети своей силы – в шестиканальном режиме совместимости. В результате даже официально заявленные для MTE820 256 Гбайт самые оптимистичные оценки показателей производительности оставляют в недоумении, зачем этот SSD подключается по шине PCI Express 3.0 x4, если ему бы вполне хватило и двух линий.
Мало помогает Transcend MTE820 256 Гбайт и реализованная в этом накопителе технология ускоренной записи. Статический SLC-кеш объёмом 8 Гбайт вполне вместителен для среднестатистических нагрузок, но, к сожалению, он не в состоянии повлиять на скорости чтения, а они у данной модели тоже оставляют желать лучшего. Кроме того, при необходимости длительной записи выходить за пределы SLC-кеша категорически противопоказано. Микропрограмма накопителя не имеет поддержки режима Direct-to-TLC, поэтому после полного заполнения кеша скоростные показатели драматически снижаются и в них теряется всякая стабильность, вплоть до возникновения секундных периодов бездействия.
Единственный плюс, который получил Transcend MTE820 256 Гбайт от использования 32-слойной TLC 3D NAND производства Micron, касается объёма резерва. Массив флеш-памяти в этом накопителе имеет «чистый» объём 288 Гбайт, и даже за вычетом памяти, отведённой на работу SLC-кеширования, остаётся достаточно большой подменный фонд. Это делает из MTE820 пусть и не быстрый, но зато выносливый накопитель, который может подвергаться интенсивным нагрузкам, несмотря на использование в нём памяти с трёхбитовыми ячейками. Впрочем, в условиях гарантии данный факт никак не отражён. Её продолжительность – три года, максимальный объём разрешённой записи изначально неизвестен и определяется программно, так же как в MTE850 – по состоянию S.M.A.R.T.
Остаётся лишь добавить один любопытный штрих: MTE820 и MTE850 собраны на печатной плате идентичного дизайна. Благодаря этому фирменная особенность старшей модели Transcend – диагностические светодиоды – присутствует и в младшем накопителе.
⇡#Western Digital Black SSD 256 Гбайт
Компания Western Digital выпустила свой первый массовый NVMe-накопитель сравнительно поздно – в первой половине прошлого года. Однако это совсем не помешало ему стать одним из самых популярных предложений, и как на российском, так и на американском рынке вместе с Samsung 960 EVO и Intel SSD 600p войти в тройку наиболее продаваемых NVMe SSD. Секрет прост – точно так же, как и Intel, Western Digital смогла привлечь покупателей демократичными ценами, и Black SSD долгое время выступал одним из самых доступных накопителей с высокоскоростным интерфейсом PCI Express 3.0 x4.
При этом Black SSD выглядит достаточно неплохо и с точки зрения аппаратной конфигурации. Разработчики Western Digital не стали опираться на какие-то общедоступные контроллеры тайваньских поставщиков, а сделали ставку на редкую, но очень гибкую платформу Marvell 88SS1093 (Eldora). Но в Black SSD она оказалась укомплектована планарной TLC-памятью, что сделало этот накопитель далеко не таким быстрым, как решения с тем же базовым чипом авторства, например, Plextor. Более того, с точки зрения производительности явные параллели напрашиваются между WD Black SSD и накопителями на базе контроллера SMI SM2260, и это значит, что потребительский NVMe-накопитель Western Digital – это один из самых медленных SSD, подключаемых в систему по шине PCI Express 3.0 x4.
При этом явных причин такой неторопливости как будто бы и нет. Планарная TLC NAND, которая используется в Black SSD произведена по 15-нм техпроцессу на предприятиях SanDisk и имеет объём кристаллов 256 Гбит. Это значит, что контроллер Marvell 88SS1093 может работать в полноценном восьмиканальном режиме без чередования устройств. И этого должно быть достаточно для того, чтобы производительность такого решения как минимум не огорчала. Но по какой-то причине на практике всё оказывается немного не так, и по выдаваемым на практике характеристикам быстродействия Black SSD сравним с теми NVMe SSD, которые пользуются лишь двумя линиями PCI Express.
Не помогает в решении проблем с быстродействием и фирменная технология ускоренной записи. Дело в том, что в WD Black используется статический SLC-кеш очень небольшого размера. В модификации SSD объёмом 256 Гбайт размер кеша составляет, например, лишь незначительные 2 Гбайт. Кроме того, микропрограмма WD Black SSD очень слабо оптимизирована под смешанные операции, что тоже наносит заметный удар по быстродействию в реальных задачах. К счастью, хотя бы режим Direct-to-TLC в WD Black SSD реализован: без него производительность была бы совсем печальной.
На Black SSD 256 Гбайт производителем даётся пятилетняя гарантия, но при этом допускаемый объём перезаписи где-то в полтора-два раза ниже, чем у конкурирующих накопителей. Очевидно что планарная TLC NAND не столь вынослива, как набирающая популярность 3D NAND, и этот факт закладывается Western Digital в условия гарантийного обслуживания.
Физически Western Digital Black SSD выполнен на плате M.2 форм-фактора 2280 с односторонним дизайном. Это даёт этому накопителю важное преимущество – его можно приобретать с прицелом на использование в ноутбуках. Даже в тех компьютерах, где используются «низкопрофильные» слоты M.2 проблем с установкой WD Black SSD не возникнет. Однако стоит учитывать, что рабочие температуры у этого накопителя весьма высоки, и его использование в тесных отсеках и без хорошей вентиляции не рекомендуется.
⇡#Методика тестирования
Тестирование проводится в операционной системе Microsoft Windows 10 Enterprise x64 Build 16299, 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 128 Кбайт (наиболее типичный размер блока при последовательных операциях в десктопных задачах). Тестирование проводится при различной глубине очереди запросов, что позволяет оценивать как реалистичные, так и пиковые параметры быстродействия.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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, 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
С выходом процессоров Coffee Lake и наборов логики трёхсотой серии мы решили обновить тестовую систему, которая используется для измерения производительности NVMe-моделей SSD. Всё-таки такие накопители в первую очередь покупают энтузиасты, переходящие на новые платформы, и поэтому логично было бы именно такую платформу использовать в тестовых испытаниях.
В итоге, в качестве тестовой платформы используется компьютер с материнской платой ASUS Maximus X Hero, процессором Core i5-8600K со встроенным графическим ядром Intel UHD Graphics 630 и 8 Гбайт DDR4-2666 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) 15.9.0.1015. Накопители с интерфейсом M.2 устанавливаются в соответствующий слот материнской платы, запитанный от чипсета. Накопители в виде карт PCI Express устанавливаются в слот PCI Express 3.0 x4, также работающий через чипсет.
Объём и скорость передачи данных в бенчмарках указываются в бинарных единицах (1 Кбайт = 1024 байт).
Отдельное пояснение следует сделать относительно закрытия процессорных уязвимостей Meltdown (CVE-2017-5754) и Spectre (CVE-2017-5715). Дело в том, что разработанные патчи заметно снижают производительность твердотельных накопителей, но учитывая важность тестирования SSD в реальных условиях, измерения проводились с установленными обновлениями микропрограммы процессора и операционной системы и с активированными «заплатками».
⇡#Список участников тестирования
Список протестированных моделей NVMe SSD вместе с использованными версиями прошивок выглядит следующим образом:
- ADATA XPG SX8000 256 Гбайт (ASX8000NP-256GM-C, прошивка C2.2.1);
- ADATA XPG SX7000 256 Гбайт (ASX7000NP-256GT-C, прошивка CB1.1.1);
- ADATA XPG SX6000 256 Гбайт (ASX6000NP-256GT-C, прошивка V6005-a9);
- Corsair Force Series MP500 240 Гбайт (CSSD-F240GBMP500, прошивка E7FM04.C);
- Intel SSD 600p 256 Гбайт (SSDPEKKW256G7X1, прошивка PSF121C);
- Intel SSD 760p 256 Гбайт (SSDPEKKW256G801, прошивка 001C);
- Kingspec NE-240 240 Гбайт (NE-240, прошивка Q1205A0);
- Kingston KC1000 240 Гбайт (SKC1000/240G, прошивка E7FT04.9);
- Patriot Hellfire M.2 240 Гбайт (PH240GPM280SSDR, прошивка E7FM04.C);
- Patriot Scorch M.2 240 Гбайт (PS240GPM280SSDR, прошивка E8FM11.4);
- Plextor M8Pe 256 Гбайт (PX-256M8PeG, прошивка 1.06);
- Plextor M9Pe 256 Гбайт (PX-256M9PeG, прошивка 1.03);
- Samsung 960 EVO 250 Гбайт (MZ-V6E250BW, прошивка 3B7QCXE7);
- Smartbuy M7 240 Гбайт (SSDSB240GB-M7-M2, прошивка E7FM04.C);
- Toshiba OCZ RD400 256 Гбайт (RVD400-M22280-256G, прошивка 57CZ4102);
- Transcend MTE850 256 Гбайт (TS256GMTE850, прошивка C2.3.13);
- Transcend MTE820 256 Гбайт (TS256GMTE820, прошивка CB1.1.A);
- Western Digital Black SSD 256 Гбайт (WDS256G1X0C, прошивка B35500WD).
Используемые версии NVMe-драйверов:
- Intel Client NVMe Driver 4.0.0.1007;
- Microsoft Windows NVMe Driver 10.0.16299.15;
- OCZ NVMe Driver 1.2.126.843;
- Samsung NVM Express Driver 2.3.0.1709.
Для получения представления о том, как скорости современных NVMe SSD соотносятся с производительностью SATA-накопителей, на диаграммы с результатами мы также поместили показатели Samsung 860 EVO 250 Гбайт – одно из лучших решений для устаревающего интерфейса.
⇡#Особенности реализации SLC-кеширования
Большинство современных накопителей для повышения показателей производительности использует технологию ускоренной записи, основанную на SLC-кешировании. Суть данной технологии заключается в том, что первичная запись данных выполняется в высокоскоростном однобитовом режиме, а перепрограммирование ячеек в номинальные для них двухбитовые и трёхбитовые состояния, для работы с которыми требуется заведомо больше времени, происходит позднее, в моменты простоя накопителя. Такой подход в разы увеличивает реальную скорость записи, однако нужно понимать, что ускоренная запись возможна лишь для ограниченного объёма данных, определяемого объёмом SLC-кеша.
SLC-кеш может работать по статической, либо по динамической схеме. В первом случае флеш-память, работающая в однобитовом режиме выделяется в массиве флеш-памяти заблаговременно (например, на этапе производства SSD), и её объём заранее предопределён. Во втором случае для кеширования используются те же самые ячейки, которые впоследствии участвуют в хранении информации в обычном для них двухбитовом или трёхбитовом режиме. При таком подходе размер SLC-кеша определяется объёмом свободного пространства и может варьироваться в достаточно широких пределах.
Кроме того, различные накопители могут поддерживать или не поддерживать запись Direct-to-TLC. Если поддержки такого режима нет, сохранение новых данных возможно лишь в SLC-кеш, а в том случае, когда в нём не остаётся свободного места, контроллеру накопителя приходится приостанавливать обработку входящего потока данных и заниматься освобождением кеша, перенося данные из него в основной массив памяти. Такая реализация проще, но она приводит к утрате постоянства производительности и серьёзному падению скорости SSD при нехватке объёма SLC-кеша. Поддержка режима Direct-to-TLC требует от разработчиков контроллера и микропрограммы дополнительных затрат, но зато избавляет накопитель от многих негативных эффектов.
К сожалению, производители SSD не горят желанием сообщать подробности о том, как в их детищах реализованы алгоритмы SLC-кеширования. Поэтому все подробности приходится выяснять практическим путём.
Приведённая ниже справочная таблица раскрывает основные параметры SLC-кеша у протестированных нами моделей SSD.
| |
Тип SLC-кеша |
Размер SLC-кеша |
Поддержка Direct-to-TLC (MLC) |
| ADATA XPG SX8000 256 Гбайт |
Динамический |
До 64 Гбайт |
Есть |
| ADATA XPG SX7000 256 Гбайт |
Статический |
8 Гбайт |
Нет |
| ADATA XPG SX6000 256 Гбайт |
Динамический |
До 80 Гбайт |
Нет |
| Corsair Force Series MP500 240 Гбайт |
Статический |
16 Гбайт |
Есть |
| Intel SSD 600p 256 Гбайт |
Статический |
8 Гбайт |
Нет |
| Intel SSD 760p 256 Гбайт |
Статический |
2 Гбайт |
Есть |
| Kingspec NE-240 240 Гбайт |
Динамический |
До 32 Гбайт |
Есть |
| Kingston KC1000 240 Гбайт |
Статический |
16 Гбайт |
Есть |
| Patriot Hellfire M.2 240 Гбайт |
Статический |
16 Гбайт |
Есть |
| Patriot Scorch M.2 240 Гбайт |
Статический |
3 Гбайт |
Есть |
| Plextor M8Pe 256 Гбайт |
Нет |
- |
- |
| Plextor M9Pe 256 Гбайт |
Статический |
2 Гбайт |
Есть |
| Samsung 960 EVO 250 Гбайт |
Статический + Динамический |
До 13 Гбайт |
Есть |
| Smartbuy M7 240 Гбайт |
Статический |
16 Гбайт |
Есть |
| Toshiba OCZ RD400 256 Гбайт |
Нет |
- |
- |
| Transcend MTE850 256 Гбайт |
Динамический |
До 64 Гбайт |
Есть |
| Transcend MTE820 256 Гбайт |
Статический |
8 Гбайт |
Нет |
| Western Digital Black SSD 256 Гбайт |
Статический |
2 Гбайт |
Есть |
⇡#Производительность последовательного чтения и записи
Вот и яркое подтверждение того, что необходимость расширения пропускной способности интерфейса для твердотельных накопителей давно назрела. На приведённой диаграмме разные NVMe SSD показывают принципиально различные результаты даже при самой простой операции – линейном чтении.
При этом стоит отметить, что некоторые производители в спецификациях своих моделей накопителей указывают скорости последовательного чтения, близкие к пропускной способности шины PCI Express 3.0 x4, но надо иметь в виду, что такие результаты можно получить только в нереальных для десктопной нагрузки условиях многопоточных операций. В действительности же максимальные скорости последовательного чтения, достижимые сегодня с NVMe SSD, пока лишь достигли отметки в 2 Гбайт/с, причём наилучший результат в этом случае демонстрирует Samsung 960 EVO.
Отдельного упоминания заслуживают и высокие результаты Intel SSD 760p и Kingspec NE, основанных на платформах Silicon Motion нового поколения, а также Plextor M8Pe и Toshiba OCZ RD400, которые используют наработки Marvell и планарную MLC NAND.
Обратите внимание, лучшие NVMe SSD обеспечивают трёх-четырёхкратное преимущество в скорости линейного чтения над SATA-накопителями. Однако один лишь прогрессивный интерфейс значит далеко не всё. Среди участников испытаний есть модели, которые от Samsung 860 EVO ушли совсем недалеко.
Скорость линейной записи – характеристика, которая в первую очередь определяется не контроллером, а структурой и составом массива флеш-памяти накопителя. Лучшие скорости ожидаемо демонстрируют те накопители, в которых применена планарная MLC-память с размером кристаллов 128 Гбит. Мало того, что запись в устройства NAND с двухбитовыми ячейками выполняется быстрее в принципе, к тому же такие накопители имеют более параллелизованный массив флеш-памяти, и контроллер в таком случае может эффективнее обслуживать входящий поток данных. За примерами ходить далеко не надо. Группа лидеров сформирована из решений на платформе Phison E7, а также из накопителей Plextor M8Pe и Toshiba OCZ RD400 с одной и той же памятью – планарной 15-нм MLC NAND производства Toshiba.
Если же говорить о более доступных накопителях с трёхмерной памятью на борту, то лучшие результаты демонстрируют решения на базе флеш-памяти с ёмкостью кристаллов 256 Гбит. Среди них выделяются типовые накопители на контроллере SM2260 и Micron MLC 3D NAND первого поколения, Patriot Scorch M.2 на Toshiba BiCS3, Samsung 960 EVO на Samsung TLC 3D V-NAND четвёртого поколения и Intel SSD 760p на Intel TLC 3D NAND второго поколения.
⇡#Производительность произвольного чтения
Для выполнения операций случайного чтения с хорошим темпомот накопителей требуется не столько быстрая память с низкими задержками, сколько интеллектуальный контроллер и качественная оптимизация микропрограммы. Соответственно, в лидерах тут оказывается несколько разношёрстный набор накопителей. В первую очередь это – Intel SSD 760p, основанный на новом контроллере SMI SM2262, а также безбуферный Kingspec, построенный на родственном контроллере SM2263XT. Кроме того, хорошими результатами могут похвастать Samsung 960 EVO, Toshiba OCZ RD400 и Plextor M8Pe – три разнородных накопителя, над созданием и финальной оптимизацией прошивок которых работали мощные инженерные команды конечных производителей SSD, а не разработчиков контроллеров.
Попутно заметим, что случайное чтение в отсутствии очереди запросов – это операции, в которых преимущество NVMe SSD не особенно-то и заметно. Да, лидирующие NVMe-накопители опережают лучшие SATA SSD, но во-первых, уровень такого преимущества составляет лишь 20-25 процентов, а во-вторых, среди NVMe-решений есть большое число таких, которые проигрывают Samsung 860 EVO.
Появление в операциях случайного чтения очереди запросов вносит в распределение накопителей некоторые коррективы. Решения, построенные на контроллерах Silicon Motion, отходят на второй план, а в числе лидеров закрепляются Toshiba OCZ RD400, Plextor M8Pe и Samsung 950 EVO. Также неплохими результатами здесь могут похвастать типовые решения на контроллере Phison PS5007-E7. И это позволяет сделать любопытное обобщение: в данном тесте на первые позиции вышли накопители на планарной MLC NAND производства Toshiba и «особенный» Samsung 960 EVO, в вертикально интегрированной платформе которого, очевидно, есть немало фирменных южнокорейских хитростей.
⇡#Производительность произвольной записи
Скорость произвольной записи (в отличие от последовательной) ограничивается контроллером, а не параметрами массива флеш-памяти. Поэтому вместе с Toshiba OCZ RD400, построенным на MLC-памяти, в числе лидеров находятся накопители Samsung 960 EVO и Intel SSD 760p с TLC 3D-памятью. Кроме того, некоторым сюрпризом можно посчитать пребывание в верхней части диаграммы и большого количества SSD на недорогих контроллерах Silicon Motion, использующих MLC 3D NAND или TLC 3D NAND компании Micron первого поколения.
Появление в нагрузке очереди запросов приводит к тому, что контроллер получает возможность распараллеливать нагрузку и скорость массива памяти начинает вносить в результаты определённый вклад. Это приводит к тому, что к лидерам присоединяются те SSD, которые построены на базе платформы Phison PS5007-E7, комплектующейся планарной MLC NAND.
⇡#Производительность при смешанной нагрузке
Тестам производительности при смешанной нагрузке мы уделяем особое внимание. С одной стороны, такие операции наиболее типичны для современных систем, где в любом случае существуют какие-то фоновые процессы, с другой стороны – здесь хорошо раскрывается потенциал, заложенный в аппаратных платформах накопителей.
Лидирует с большим отрывом при смешанных последовательных операциях Toshiba OCZ RD400. Это – уникальный на данный момент накопитель, где собраны воедино и мощный контроллер, и массив флеш-памяти с высокой степенью параллелизма, собранный из устройств MLC NAND.
Помимо Toshiba OCZ RD400 в группу лидеров попадает Plextor M8Pe, который отдалённо похож на него по внутреннему устройству, а также Kingspec NE-240, оказавшийся в такой компании благодаря какой-то специальной магии, реализованной в контроллере SMI SM2263XT.
Если смешанные операции носят случайный характер, картина немного меняется. Toshiba OCZ RD400 и Plextor M8Pe продолжают удерживать лидирующие позиции, но в их компанию нацеливаются попасть решения на платформе Phison E7, обладающие таким же с точки зрения строения массивом флеш-памяти.
Если же говорить о более доступных SSD, использующих 3D NAND, то среди них со смешанной нагрузкой лучше работают Intel SSD 760p, Kingspec NE-240 и Samsung 960 EVO.
Стоит отметить, что тесты выявляют существование среди современных NVMe SSD достаточно большой группы накопителей, которые совсем не лучше производительных SATA-моделей. Если быстродействие – один из ваших приоритетов, то из числа рассматриваемых вариантов нужно заведомо вычеркнуть решения на базе планарной TLC-памяти и TLC 3D NAND авторства Intel/Micron первого поколения. Кроме того, достаточно посредственными результатами отличается и новая бюджетная платформа Phison PS5008-E8.
⇡#Производительность в PCMark 8 Storage Benchmark 2.0
Тест PCMark 8 комплексный, и в его результатах в первую очередь учитывается способность SSD быстро работать в разноплановых режимах. Поэтому среди лидеров здесь оказываются те накопители, которые демонстрировали хорошее быстродействие не в каких-то отдельных сценариях, а повсеместно. И это – накопители на разных контроллерах, использующие в качестве флеш-памяти планарную 15-нм MLC NAND производства Toshiba. При этом нужно понимать, что такая память хороша не столько своей двумерной структурой или двухбитовостью ячеек, но и тем, что её кристаллы имеют ёмкость по 128 Гбит. В результате, контроллеры накопителей, задействующих такие кристаллы, имеют возможность пользоваться чередованием устройств в своих каналах, что закономерно повышает производительность. Наилучший результат показывает Plextor M8Pe, а вместе с ним в группу лидеров входит Toshiba OCZ RD400 и накопители на платформе Phison PS5007-E7.
Если же говорить о более доступных по цене моделях NVMe SSD на базе различных видов 3D NAND, то среди них отметить стоит три накопителя: Plextor M9Pe, Samsung 960 EVO и Intel SSD 760p. Именно они обеспечивают более высокую производительность, которая где-то в полтора раза превышает показатели эталонного SATA SSD – Samsung 860 EVO.
Интегральный результат PCMark 8 нужно дополнить и показателями производительности, выдаваемыми накопителями при прохождении отдельных тестовых трасс, которые моделируют различные варианты реальной нагрузки. Дело в том, что при разноплановой нагрузке флеш-приводы могут вести себя каким-либо особым образом.
⇡#Реальные сценарии нагрузки
Копирование файлов внутри накопителя – хороший пример смешанной нагрузки. И поэтому высокую производительность здесь выдают те накопители, которые имеют более подходящую для таких сценариев работы конструкцию. Иными словами, нет ничего удивительного в том, что в верхней части диаграммы сгруппировались накопители с устаревающей, но всё ещё актуальной планарной MLC NAND. Будет действительно жалко, когда такие модели уйдут с рынка, потому что другой флеш-памяти с ядрами небольшого объёма у нас нет. Поэтому нужно готовиться к тому, что среди NVMe SSD объёмом в четверть терабайта постепенно пропадут модели, которые можно будет относить к флагманскому уровню.
Если же говорить о NVMe SSD с более новыми типами многослойной памяти, то в этой весовой категории лучшую производительность могут предложить Samsung 960 EVO и решения, использующие MLC 3D NAND первого поколения производства Micron.
С быстродействием при архивации ситуация примерно такая же, как и с копированием, но Samsung 960 EVO здесь оказывается на одном уровне с накопителями класса Plextor M8Pe и Toshiba OCZ RD400.
В задачах разархивации (установки ПО) на первое место неожиданно вырывается Samsung 960 EVO. Ему помогает в этом эффективная система SLC-кеширования вместе с высокой производительностью контроллера Polaris. Что же касается накопителей на базе планарной MLC NAND, то их скорость примерно одинакова и хуже, чем у предложения Samsung.
Тесты скорости запуска приложений имеют огромную практическую ценность, ведь по ним можно судить о том, насколько тот или иной вариант хорош в роли системного накопителя, на котором разворачивается операционная система и часто запускаемые программы. И если судить по приведённым результатам, геймерам лучше всего подойдут Toshiba OCZ RD400, Intel SSD 760p и Plextor M9Pe. Эти три накопителя имеют лучшую оптимизацию под операции разнородного чтения, возникающие в процессе старта тяжёлых игровых приложений и во время подгрузки игровых уровней.
Кстати, обратите внимание, при запуске игры любые NVMe SSD показывают лучшую, чем SATA SSD, скорость несмотря на то, что во многих синтетических тестах Samsung 860 EVO удавалось легко обгонять наиболее медленные NVMe SSD, основанные на 32-слойной TLC 3D NAND Intel и Micron первого поколения.
Нагрузка, возникающая при старте рабочих приложений, немного отличается. Здесь выше ценится не последовательное, а произвольное чтение, и в число лидеров добавляется Plextor M9Pe. Неплохие результаты демонстрируют в том числе и типовые накопители на платформе Phison PS5007-E7, а также Samsung 960 EVO.
⇡#Работа TRIM и фоновой сборки мусора
Испытывая различные твердотельные накопители, мы всегда проверяем то, как они отрабатывают команду операционной системы TRIM и способны ли они собирать мусор во флеш-памяти и тем самым восстанавливать свою производительность без какой-либо помощи со стороны операционной системы, то есть в такой ситуации, когда команда TRIM им не передаётся. Такое тестирование было проведено и в этот раз. Схема испытания стандартна: на накопитель накладывается длительная непрерывная нагрузка на запись, которая приводит к заполнению данными полного объёма флеш-памяти и деградации производительности, после чего мы отключаем отсылку команды TRIM и предоставляем SSD возможность самостоятельно восстановиться за счёт собственного автономного алгоритма сборки мусора, но без явных указаний со стороны операционной системы. По прошествии 15-минутной паузы мы измеряем скорость и сравниваем её с производительностью свежего SSD. Затем на накопитель принудительно подаётся команда TRIM — и после небольшой паузы, в течение которой SSD обрабатывает эту команду, скорость измеряется ещё раз.
Результаты такого тестирования приведены в следующей таблице, где для каждой протестированной модели указано, реагирует ли она на TRIM очисткой неиспользуемой части флеш-памяти и может ли она заготавливать чистые страницы флеш-памяти под будущие операции, если команда TRIM на неё не подаётся. Для накопителей, которые, как выяснилось, способны осуществлять сборку мусора и без команды TRIM, мы также указали тот объём флеш-памяти, который был самостоятельно освобождён контроллером SSD под будущие операции. Для случая эксплуатации накопителя в среде без поддержки TRIM это как раз тот объём данных, который можно будет сохранить на накопитель с высокой первоначальной скоростью после простоя.
| |
Обработка TRIM |
Работа без TRIM |
| Сборка мусора |
Объём освобождаемой памяти |
| ADATA XPG SX8000 256 Гбайт |
Работает |
Не работает |
- |
| ADATA XPG SX7000 256 Гбайт |
Работает |
Работает |
6,5 Гбайт |
| ADATA XPG SX6000 256 Гбайт |
Работает |
Работает |
4,0 Гбайт |
| Corsair Force Series MP500 240 Гбайт |
Работает |
Работает |
5,5 Гбайт |
| Intel SSD 600p 256 Гбайт |
Работает |
Работает |
6,0 Гбайт |
| Intel SSD 760p 256 Гбайт |
Работает |
Работает |
3,0 Гбайт |
| Kingspec NE-240 240 Гбайт |
Работает |
Не работает |
- |
| 0Kingston KC1000 240 Гбайт |
Работает |
Не работает |
- |
| Patriot Hellfire M.2 240 Гбайт |
Работает |
Работает |
5,5 Гбайт |
| Patriot Scorch M.2 240 Гбайт |
Работает |
Не работает |
- |
| Plextor M8Pe 256 Гбайт |
Работает |
Работает |
2,5 Гбайт |
| Plextor M9Pe 256 Гбайт |
Работает |
Не работает |
- |
| Samsung 960 EVO 250 Гбайт |
Работает |
Работает |
3,0 Гбайт |
| Smartbuy M7 240 Гбайт |
Работает |
Работает |
5,5 Гбайт |
| Toshiba OCZ RD400 256 Гбайт |
Работает |
Не работает |
- |
| Transcend MTE850 256 Гбайт |
Работает |
Не работает |
- |
| Transcend MTE820 256 Гбайт |
Работает |
Работает |
6,5 Гбайт |
| Western Digital Black SSD 256 Гбайт |
Работает |
Работает |
1,5 Гбайт |
Как можно заметить, глобальной тенденцией, затрагивающей современные NVMe-накопители, является если не отказ от реализации алгоритмов автономной сборки мусора, работающей в отрыве от TRIM, то по меньшей мере снижение её агрессивности. И это вполне закономерно. NVMe-драйверы, необходимые для работы твердотельных накопителей с прогрессивным интерфейсом, существуют лишь для наиболее свежих версий операционных систем, в которых передача команды TRIM заведомо реализована. Следовательно, попасть в среду, где полностью автономная сборка мусора нужна по-настоящему, SSD с NVMe-интерфейсом будет очень непросто.
Тем не менее, моделей, способных готовить память под будущие операции безо всяких инструкций от операционной системы, достаточно много. Правда, высвобождением значительного пространства в таких условиях не может похвастать ни одна модель. Но это вполне объяснимо: в SSD нового поколения, основанных на 3D NAND, резервная область гораздо важнее для работы SLC-кеша, выравнивания износа ячеек и для подменного фонда. Поэтому наибольшее пространство в рамках автономной сборки мусора выделяют модели SSD с большим резервом: либо имеющие уменьшенную до 240 Гбайт доступную для пользователя ёмкость и построенные на планарной MLC памяти, либо модели на базе TLC 3D NAND Intel/Micron первого поколения, которые имеют раздутый до 288 Гбайт массив флеш-памяти.
⇡#Температурный режим
Температурный режим – достаточно критичная проблема для NVMe SSD в форм-факторе M.2. Такие накопители имеют небольшие габариты, но сосредотачивают на себе набор микроэлектронных компонентов, отличающихся заметным тепловыделением. Нормальный же отвод тепла в этом случае затруднён имеющимися ограничениями на занимаемое M.2-накопителями пространство. Даже установка элементарных радиаторов на чипах формально спецификацией NVMe не допускается, не всегда возможна и организация элементарного обдува накопителя воздушным потоком. В результате, очень важным параметром имеющихся аппаратных реализаций является их способность функционировать без перегрева без какого-либо специального теплоотвода.
Впрочем, справедливости ради стоит упомянуть, что в последнее время стали появляться достаточно эффективные средства противодействия чрезмерному нагреву NVMe SSD в формате M.2. Производители материнских плат стали размещать слоты M.2 таким образом, чтобы накопители попадали под чипсетные радиаторы, а производители охлаждения освоили выпуск радиаторов, которые можно добавлять на M.2 SSD в десктопных системах, где пространственные ограничения не столь суровы.
Идут на какие-то хитрости и сами разработчики NVMe SSD. Например, два накопителя в сегодняшнем тестировании, Corsair Force Series MP500 и Samsung 960 EVO, оказались укомплектованы специальной теплорассеивающей этикеткой, сделанной с применением слоя медной фольги. А некоторые модели, например, ADATA XPG Gammix S10, Plextor M8Pe и Plextor M9Pe, сразу поставляются с предустановленным производителем радиатором.
Перед тем, как привести результаты натурных температурных измерений, необходимо пояснить, что для разных накопителей приемлемым считается различный температурный режим. К сожалению, производители практически никогда не приводят информации о предельно допустимой температуре для своих продуктов, поэтому нам пришлось собирать такую информацию программно – через S.M.A.R.T. В следующей таблице приведены значения предельных температур для каждого из протестированных NVMe SSD: максимально допустимая температура – нагрев, при котором накопитель начинает предпринимать активные действия для его снижения, например, включает троттлинг, и критическая температура, которая классифицируется контроллером накопителя как полный Армагеддон, когда происходит аварийное отключение.
| |
Максимально допустимая температура, град. °С |
Критическая температура, град. °С |
| ADATA XPG SX8000 256 Гбайт |
62 |
72 |
| ADATA XPG SX7000 256 Гбайт |
70 |
80 |
| ADATA XPG SX6000 256 Гбайт |
118 |
150 |
| Corsair Force Series MP500 240 Гбайт |
110 |
130 |
| Intel SSD 600p 256 Гбайт |
70 |
80 |
| Intel SSD 760p 256 Гбайт |
75 |
80 |
| Kingspec NE-240 240 Гбайт |
70 |
80 |
| Kingston KC1000 240 Гбайт |
110 |
130 |
| Patriot Hellfire M.2 240 Гбайт |
110 |
130 |
| Patriot Scorch M.2 240 Гбайт |
81 |
85 |
| Plextor M8Pe 256 Гбайт |
85 |
95 |
| Plextor M9Pe 256 Гбайт |
83 |
85 |
| Samsung 960 EVO 250 Гбайт |
77 |
79 |
| Smartbuy M7 240 Гбайт |
110 |
130 |
| Toshiba OCZ RD400 256 Гбайт |
Н/д |
Н/д |
| Transcend MTE850 256 Гбайт |
62 |
72 |
| Transcend MTE820 256 Гбайт |
70 |
80 |
| Western Digital Black SSD 256 Гбайт |
85 |
88 |
Приведённые данные устанавливают некие ориентиры, которые позволяют судить о том, какие из NVMe-накопителей могут отличаться наибольшим нагревом. В частности, увеличение температуры свыше 100 градусов допускают модели, построенные на аппаратной платформе Phison PS5007-E7, и именно такие SSD стоит считать наиболее ожогоопасными.
Но более полную картину даёт, естественно, практическое тестирование. В первом испытании мы измерили ту температуру, которую NVMe SSD приобретают в состоянии простоя, без какой-либо активной нагрузки. При тестировании SSD устанавливались в M.2-слот на материнской плате, расположенной на открытом стенде, какого-либо целенаправленного обдува накопителей воздухом не проводилось.
Тройка самых холодных NVMe-накопителей в состоянии простоя состоит из ADATA XPG SX7000 (в варианте с радиатором – Gammix S10), Samsung 960 EVO и Intel SSD 760p. Самые горячие накопители – это ADATA XPG SX6000 и Kingston KC1000.
Второй тест был проведён при нагрузке, которая создавалась четырьмя потоками, проводящими одновременно операции произвольной и линейной чтения и записи. Это – достаточно тяжёлый для накопителей режим, хорошо нагревающий как контроллер, так и чипы памяти. Приведённые на диаграмме величины зафиксированы после непрерывной трёхминутной работы SSD.
Всё более чем логично. Сильнее всего греются накопители на платформе Phison PS5007-E7: как и было обещано, они могут раскаляться до температур, превышающих 100 градусов. Самые же холодные накопители – это изделия с медленным контроллером SMI SM2260. Разумный компромисс между температурой и производительностью предлагают Samsung 960 EVO, Plextor M9Pe и Intel SSD 760p.
⇡#Выводы
Тестирование показало, что никаких веских причин сторониться NVMe-накопителей нет. Если речь идёт про современные системы, то у NVMe SSD в форм-факторе M.2 нет никаких проблем совместимости, а их потребительские качества заведомо лучше, чем у SSD с наследственным SATA-интерфейсом. Инженерные усилия производителей накопителей направлены сейчас именно на развитие темы NVMe, поэтому наиболее быстрые и надёжные модели предлагаются сегодня именно с этим прогрессивным интерфейсом. Единственный оставшийся фактор, который может удерживать от предпочтения NVMe-накопителей, – их стоимость. Однако ситуация быстро выправляется. Например, в начале 2017 года среднестатистический SATA SSD был дешевле условного NVMe SSD примерно на 30 процентов, сегодня же ценовая разница снизилась до 10-20 процентов, и очевидно, что это далеко не финальная точка этого процесса.
Впрочем, нужно понимать, что не все NVMe SSD «одинаково полезны». Тестирование выявило весьма забавное обстоятельство: среди NVMe-накопителей существуют модели, которые притворяются высокопроизводительными и даже используют шину PCI Express 3.0 x4, но при этом по реальным показателям быстродействия оказываются всего лишь подобны добротным SATA SSD. Подобным поведением в первую очередь отличаются SSD, основанные на контроллере SM2260 и укомплектованные TLC 3D NAND-памятью Intel/Micron первого поколения. В качестве яркого примера «обманного» накопителя можно привести Intel SSD 600p, которому благодаря недюжинным маркетинговым усилиям микропроцессорного гиганта даже удалось стать весьма популярным продуктом. Как раз такие «предатели» и портят имидж NVMe: именно они зачастую виновны в том, что у многих пользователей складывается не совсем верное мнение про новые технологии.
Если же отмести заведомо неудачные модели, то качественные NVMe SSD при реальной нагрузке обеспечивают примерно полутора-двукратное увеличение скорости доступа к данным (загрузки приложений, файловых операций) по сравнению с лучшими SATA SSD без особого труда. И это – весьма впечатляющий прогресс, пренебрегать которым явно не стоит.
Практическое сравнение представленных на рынке NVMe SSD ёмкостью в четверть терабайта позволяет обрисовать ситуацию и более конкретно. Наилучшую производительность в этой весовой категории обеспечивают те накопители, которые располагают массивом флеш-памяти с наивысшей степенью параллелизма. На сегодня это – модели с планарной 15-нм MLC NAND, которые хотя и уходят с рынка, в продаже всё ещё доступны. Именно такие накопители, например, Toshiba OCZ RD400, Plextor M8Pe или Smartbuy M7, занимают в большинстве случаев лидирующие позиции на диаграммах производительности.
Впрочем, редкая память с высокой себестоимостью приводит к тому, что и стоят такие модели дороже, поэтому оптимальным выбором они становятся далеко не всегда. Решения на базе более доступной 3D NAND могут почти не проигрывать им по производительности, но при этом быть более привлекательными по цене. Для того, чтобы представить себе всю картину, сложившуюся на отечественном рынке NVMe SSD, мы составили традиционную карту соотношения цены и производительности, на которой совмещена усреднённая скорость SSD согласно результатам проведённого тестирования и их средняя стоимость по данным «Яндекс.Маркета» (для Москвы на 11.04.18). Форма маркеров на диаграмме указывает на тип памяти накопителей: треугольный маркер соответствует планарной MLC NAND, квадратный – MLC 3D NAND, круглый – TLC 3D NAND и ромбовидный – планарной TLC NAND.
Приведённая иллюстрация вряд ли нуждается в каких-то подробных комментариях. Поэтому нам остаётся лишь выдать список рекомендуемых для приобретения моделей.
Высочайшая производительность
Наилучшую производительность среди имеющихся на российском рынке M.2 NVMe SSD объёмом 240–256 Гбайт способен выдать накопитель Toshiba OCZ RD400. Эта модель побеждает за счёт использования планарной 15-нм MLC NAND производства Toshiba, которая управляется проприетарным контроллером.
Для тех, кому накопитель Toshiba кажется переоценённым (а он действительно стоит дороговато), разумной альтернативой может стать Plextor M8Pe. В основе этого накопителя лежит точно такая же память, выступающая гарантией хороших скоростных характеристик и высокой надёжности, но управляемая иным контроллером – Marvell 88SS1093. Производительность из-за этого получается чуть ниже, чем у продукта Toshiba, но разрыв совсем некритичный.
Рациональный вариант
Если немного поступиться требованиями к производительности, и не ориентироваться на передовые модели, то можно серьёзно сэкономить. Наиболее разумным вариантом по соотношению потребительских качеств уже давно считается Samsung 960 EVO, и в проведённом тестировании он вновь подтвердил свой статус. Хотя SSD компании Samsung и построен на TLC 3D V-NAND, благодаря продвинутому контроллеру Polaris он легко может соревноваться в скорости с некоторыми MLC-моделями, а по практической надёжности этому накопителю попросту нет равных.
В качестве альтернативного варианта для Samsung 960 EVO мы предлагаем рассмотреть одно из типовых воплощений платформы Phison PS5007-E7 – Smartbuy M7. В этом SSD применяется такая же MLC-память Toshiba, как и в SSD из категории «высочайшая производительность», и это обуславливает достаточную неплохие показатели быстродействия. Стоимость же решения Smartbuy такова, что в некоторых торговых точках он может быть даже дешевле, чем Samsung 960 EVO.
Начальный уровень
Покупать бюджетный NVMe SSD в розничном магазине смысла практически нет. Такие модели вряд ли покажут какое-то ощутимое преимущество по сравнению с более доступными SATA SSD. Но есть исключение: можно заказать на Aliexpress.com твердотельный накопитель Kingspec NE-240. Эта модель обладает феноменально привлекательно ценой, а её производительность благодаря новому контроллеру SMI SM2263XT с поддержкой технологии HMB заведомо лучше, чем у любых других бюджетных предложений, в особенности на сценариях, связанных с чтением данных.
Если же вы не хотите связываться с китайским интернет-магазином или не уверены в качестве продукции Kingspec (а к ней действительно есть вопросы), то можно посоветовать обратить внимание на новый накопитель Patriot Scorch M.2, основанный на новом контроллере Phison и Toshiba BiCS3-памяти. Однако переплата окажется на уровне 1,5–2 тысяч рублей, которые не будут компенсированы более высоким быстродействием.
Накопители для тестирования предоставлены компанией «Регард», где всегда есть широкий выбор SSD по выгодным ценам.
Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
Подписаться
