Быстро ехать или медленно лететь - выбираем SSD, часть 2

Продолжая наполнять собственный блог темами, я прекрасно отдаю себе отчет в том, что тексты, набранные в этих заметках, будут прочитаны. Кем-то - по диагонали; кем-то - через строчку и абзацы; кем-то - сверху вниз, от первого до последнего слова. Найдутся и те, кто увидев лишь название, поспешно напишут в комментариях: "не читал, но осуждаю". В любом случае, я буду благодарен каждому, кто откликнется на представленный мною текст, выразит свое мнение и оценит мой труд. Все замечания и пожелания я приму к сведению и сделаю правки, если таковые потребуются по итогам обсуждения.

А разговор (вернее его продолжение, часть первая здесь) будет вновь о SSD. Коснемся трудностей выбора накопителей (весьма разнообразных). Сделаем это через призму моего личного опыта длительного использования нескольких моделей. Попутно - будем обсуждать особенности накопителей и их технические характеристики.

1.

Поехали:

Подчеркну, что все описанное ниже - это мои личные размышления, рассуждения и предпочтения, поэтому наш сегодняшний разговор начну с тех твердотельных накопителей, которыми я пользовался ранее и использую сейчас. Мой первый накопитель "под систему" был приобретен в 2011 году и это был:

Crucial m4 128 ГБ:Прекрасный обзор на него и его внутренних конкурентов есть на нашем ресурсе. Датирован он августом 2013 года, хотя сам накопитель появился немного раньше. Опишу этот SSD небольшой цитатой из обзора:

Crucial M4, он же Micron C400... . Этот накопитель базируется на 25-нанометровой памяти MLC NAND производства Micron, а в качестве контроллера применен Marvell 88SS9174. Под буфер задействована одна микросхема объемом 256 Мбайт DDR3 производства Micron.

В обзоре речь шла о 256 ГБ изделии, а в нашем случае, объем накопителя меньше и буферной памяти - тоже меньше (128Mb Micron D9LGQ).

SSD прослужил мне много лет и до сих пор трудится в "простеньком ПК" знакомого школьника - будущего геймера, и уже вполне продвинутого пользователя.

Кратко вспомним типы планарной NAND памяти:

SLC - Single Level Cell, MLC- Multi Level Cell, TLC - Triple Level Cell ,QLC - Quad Level Cell (одно-, двух-, трех- и четырехуровневые ячейки памяти; способные хранить по 1, 2, 3, 4 бита данных в ячейке, соответственно). Кстати, TLC тоже относится к типу MLC (три, а не две - это тоже Multi, хотя привычнее их разделять более категорично. Поэтому, вместо TLC мы можем встретить обозначение 3-bit MLC или MLC-3). Таким образом, TLC - подвид MLC памяти.

А PLS - сейчас в разработке!

Интересно привести цитату из новости от мая 2016 года:

Производство планарной NAND-флэш дошло до своего предела масштабирования. Техпроцесс с нормами меньше 14-15 нм уже перестаёт быть экономически выгодным для внедрения в производство. С другой стороны, переход на производство памяти 3D NAND идёт со скрипом.

На дворе 2019 год. Вряд - ли, именно сейчас, "скрипит" производство 3D NAND. И данный вид памяти, нам, безусловно, более интересен. Поэтому в первой части разговора о SSD, мы ее обсуждали.  

Еще один трудяга, приобретенный скорее случайно, чем по необходимости (помню, накопились волшебные бонусы в Юлмарте, которые нужно было срочно потратить): 

Plextor M5S 256 Гбайт: (Обзор)

Маркировка на чипах памяти такая, какая указана на фото выше, вот только тип памяти не обозначен производителем. При этом известно, что у модели 128 ГБ - MLC. Я более подробно остановлюсь на этой народной версии SSD от известного бренда еще и потому, что Plextor M5S использует медленный синхронный интерфейс памяти ONFi, а Plextor M3 256 ГБ и Plextor M3 PRO 256 ГБ (его внутренние, более скоростные конкуренты того времени) - более быструю Toshiba DDR Toggle Mode NA.

В момент написания данного повествования - Plextor передо мной на столе: Пытаюсь понять, где он сейчас может быть востребован. Скорей всего, осядет в еще одном ПК, используемом в моей семье, но в котором никогда не было SSD. Хотя, взрослая хозяйка этого компьютера заявляет, что он ей не нужен. И это - удивительно... 

Представляем себе устройство SSD. 

1. К специальному контроллеру (NAND-controller) подключены: 2. Буфер из обычной оперативной памяти (DRAM - кэш, такой есть не в каждой модели), который выступает в качестве временного хранилища небольшого объема данных; стабилизирует износ памяти; ускоряет доступ к файлам. 3. Собственно микросхема NAND - флэш памяти.

4. Все это располагается на (PCB) печатной плате и взаимодействует с материнской платой ПК (через HOST Interface -  интерфейс подключения; тип соединения и протокол). 

Около трех лет назад, после очередного апгрейда, я обзавелся: 

Samsung 960 EVO M.2, емкостью 250 ГБ:

(наш ресурс не обошел стороной данный накопитель, обзор модели, емкостью 500 ГБ, был представлен в феврале 2018 года. Сам накопитель на рынке появился немного раньше). Приведу маленький скриншот из официального DATA SHEET Rev. 1.2, October, 2017: 

Samsung 970 EVO Plus M.2, емкостью 500 ГБ: Приобретение нынешнего года (после длительного выбора и долгих размышлений).Сейчас операционная система располагается на этом SSD. Оба накопителя (960 EVO и 970 EVO Plus) служат в личном ПК и соседствуют с простыми HDD. 

Может показаться, что данные устройства одного производителя максимально схожи, но, это - не совсем так. Приведу цитату из выводов одного большого обзора на первый из перечисленных накопителей:

Как показало тестирование, производительность Samsung 960 EVO серьёзно не дотягивает до уровня, обозначенного флагманскими SSD компании, и даже более того, новинка во многих случаях выступает хуже NVMe-накопителей других производителей. В быстродействии 960 EVO нашлось сразу несколько серьёзных изъянов, которые особенно отчётливо проявляются при смешанных нагрузках и при случайных операциях чтения с блоками данных большого размера. Из-за этого быстродействие 960 EVO оказывается достаточно скромным и во многих реальных пользовательских сценариях. Конечно, он всё равно заметно превосходит любые SATA SSD... 

Может показаться, что все плохо. Но... Вновь приведу небольшую цитату из  вступления к известному обзору от мая 2018 года. Там обзор другого диска, но 960 EVO упоминается так:

...речь идёт про высокопроизводительные SSD с... NVMe. Представленные южнокорейским гигантом более полутора лет назад модели 960 PRO и 960 EVO оказались настолько удачными с точки зрения потребительских характеристик, что в течение прошлого года сумели стать своего рода «золотым стандартом» SSD для производительных систем, не имевшим достойных альтернатив.

А вот уже цитата из обзора про второй SSD:

... именно Samsung 970 EVO Plus мы теперь будем рекомендовать для высокопроизводительных конфигураций как наилучший NVMe SSD по сочетанию цены и потребительских качеств. С учётом высокого быстродействия новинки и наследования ею полного набора преимуществ, свойственного любым накопителям южнокорейского производителя, остальным игрокам придётся очень постараться, чтобы предложить что-то способное перетянуть внимание покупателей. Выходит, Samsung вновь загоняет конкурентов в нижние ценовые сегменты, но на этот раз не с SATA-, а с NVMe-накопителями, и смогут ли они оттуда выбраться в ближайшее время – вопрос достаточно интересный.

Про эти накопители можно рассуждать долго. Мне уже приходилось их вспоминать, описывая собственную сборку (тема здесь). Приведу лишь слайды фактического быстродействия (с помощью родной утилиты от Самсунг) этих SSD:

а, для наглядности, добавлю картинку тестов (этой же программой) обычных HDD:

Каждый потребительский SSD имеет свой форм-фактор:

mSata; 2.5 дюйма (3,5 дюйма); M.2; PCI-Express AIC; U.2; редкий форм-фактор - для слота оперативной памяти.

Для передачи данных SSD, имеющие форм-фактор mSata и 2.5 дюйма, подключаются по протоколу доступа AHCI/ATA, используя линии SATA (или так называемый логический интерфейс SATA).

М.2 могут подключаться к линиям SATA (точно также, как это делают "обычные SSD" - Legacy SATA), так и по линиям PCIe (логический интерфейс PCIe), используя либо старый AHCI - "SATA Express" с использованием AHCI;  или уже новый, специально созданный протокол NVMe - "SATA Express" с использованием NVMe (non-volatile memory).

PCI-Express AIC накопители вставляются в слот PCIe материнской платы и используют линии PCIe, а протокол либо AHCI, либо NVMe (в первом случае, таким новейшим накопителем можно воспользоваться даже на старой материнской плате без UEFI)

Работа над спецификацией NVMe продолжается:

NVMe1.1b - 2 июля 2014 года;

NVMe 1.2 - 3 ноября 2014 года (функционал для массового потребления, горячая прошивка, снижение задержек и т.д.);

NVMe 1.2a — 23 ноября 2015 года.

NVMe 1.3c — 24 мая 2018 года.

У самого молодого представителя моей семьи тоже есть свой личный ПК. Запросы на комплектующие там, увы, "взрослые". Но, в воспитательных целях, они удовлетворяются с серьезными ограничениями. SSD тоже установлен: 

ADATA Ultimate SU650, 240 ГБ: (прекрасный обзор у нас от января 2018 года)

Несмотря на то, что производитель официально не указывает, какой контроллер и память используются в накопителе, автору обзора удалось разобраться, что здесь - TLC NAND. Выводы подсказывают, что это - хорошее бюджетное решение, плюс довольно массовое и популярное, благодаря малой цене устройства.

Я не знаю, как мне беспристрастно оценить преимущества и недостатки данного накопителя с позиции простого пользователя, ведь россыпь чисел и параметров здесь не столь важны. Лишь повторюсь, что накопитель дешевый и всегда есть в продаже. Служит безотказно. Может быть поэтому, я в свое время вернул к жизни нетбук MSI U250, заменив родной HDD на данный накопитель (оперативная память тоже была увеличена вдвое). Теперь любимый мой "нетбучок-старичок" вполне шустро отзывается и остается полезным помощником при необходимости.

На работе мне тоже много часов в день приходится пользоваться компьютером. Сам я не принимал участия в выборе комплектующих для сборки. Эти заботы взял на себя работодатель. Тем не менее, на моем рабочем столе тонкий клиент или мини-ПК, где установлен:

SanDisk X400: (обзор)Упоминая об этом SSD, посчитал уместным ограничиться цитатой из обзора:

SanDisk X400 переплёвывает все TLC-накопители по параметрам надёжности. Благодаря использованию продвинутой платформы Marvell 88SS1074 с LDPC-кодированием данных производителю удалось заметно улучшить выносливость самой обычной планарной TLC NAND. И это позволяет квалифицировать X400 на одном уровне с MLC-накопителями или даже лучше.

Стандарт M.2 ранее назывался NGFF - Next Generation Form Factor (Форм-Фактор Следующей Генерации). Переименование в М.2 произошло в 2013 году. Ныне устройства данного форм-фактора имеют массу внешних  различий между собой. В слоты M.2 вставляются различные устройства (и отнюдь не только SSD). M.2 имеет:

12 вариантов подключений (keying options), обозначающихся литерами от A до M.

4 варианта ширины устройств (12, 16, 22 и 30 мм).

8 вариантов длины (16, 26, 30, 38, 42, 60, 80 и 110 мм).

7 вариантов толщины (высоты) устройств.

Распространенные варианты SSD:

2280 - длина 80 мм, ширина 22 мм

2260 - длина 60 мм, ширина 22 мм

2242 - длина 42 мм, ширина 22 мм

2230 - длина 30 мм, ширина 22 мм

Упомяну еще об одном SSD, с которым мне приходится иметь дело (едва ли не чаще, чем со всеми перечисленными до этого):

Samsung PM841 series 128GB mSATA TLC:

Этот накопитель находится в моем "информационном мобильном спутнике" - ультрабуке  Samsung NP730U3E. Справедливости ради, стоит отметить, что, как и в предыдущем случае, данный SSD я никогда не выбирал специально. Принципиальный выбор когда-то был сделан в пользу ультрабука в целом, а накопителем его оснастил производитель. 

Разговор о mSATA (mini-SATA) правильно было бы начать до обсуждения M.2, поскольку излишней популярностью и скоростными качествами он давно не выделяется.  Этот форм-фактор, который предназначен для установки SSD в ноутбуки/нетбуки, планшеты и непосредственно на материнские платы настольных компьютеров, сейчас может доставить определенные хлопоты во время апгрейда. Например, совсем недавно, мне пришлось разыскивать материнскую плату на замену вышедшей из строя GIGABYTE GA-Z68P-DS3. На этом фоне, хозяину ПК очень хотелось апгрейда, но с условием "оставления в строю" его любимого SSD mSATA. Дело закончилось тем, что была заказана аналогичная сгоревшей плата, а апгрейд - отложен до лучших времен.

2.

Все сказанное выше не приблизит нас к тому, какой SSD будет абсолютно лучшим выбором. Таких попросту нет. Рынок заполнен различными моделями, разных форм-факторов, разных объемов и разных ценовых категорий. Попробую тезисно сформулировать те позиции, на которые надо обращать внимание при покупке SSD. Предполагаю, что некоторые тезисы будут спорными для опытных пользователей. В любом случае, обоснование мнения будет под каждым.

Объем.

Дело вкуса. Единственное, что очевидно, так это то, что 64 и 128 ГБ - мало (... вступая в противоречие с самим собой, отмечу, что мой ультрабук оснащен SSD объемом 128 ГБ. И мне всегда было достаточно). Сама система сейчас довольно прожорлива, да и программы, необходимые для комфортной работы, требуют места. Плюс, привычная закономерность, что SSD должен быть заполнен не до конца - актуальна. А вот утверждение, что "только не менее терабайта" - абсолютно неправомерно. Соотношение цены и емкости в накопителях на 1 ТБ чаще всего оптимальное, но суммарная стоимость 1 ТБ больше, чем, скажем, модели на 500 ГБ или 264 ГБ. Критерий - потребность в объеме и покупательная способность при этом.

Тип памяти.

Самая дешевая и наименее выносливая - QLС. (Советуют не брать накопители с QLС под систему. Хм! Берут их, чаще всего, именно под нее). Увеличение количества уровней заряда сильно сказывается на характеристиках накопителя: ниже скорость доступа, меньше надежность хранения информации, но при этом больше ёмкость, а уменьшение соотношения цены к объему становится привлекательным для потребителя. С другой стороны - SLС. Идеальная память с позиции выносливости и скорости, но... крайне дорогая. Стоп!!! Тезис о выборе SSD по типу памяти может превратиться в длинный многостраничный монолог. Здесь осмелюсь на один простой совет. Увидите MLС, в ее 2bit исполнении - смело берите (мы помним, что под этим термином (MLС) может подразумеваться 3х- и 4х- уровневые "мульти". Например, нежелательную QLС Самсунг называет V-NAND 4bit MLС). Наличие в обозначениях 3D NAND или V - NAND - это плюс:

Triple-level cells ( TLC ) and quad-level cells ( QLC ) are versions of MLC memory, which can store 3 and 4 bits per cell, respectively. Note that due to the convention, the name " multi -level cell" is sometimes used specifically to refer to the " two -level cell", which is slightly confusing.

На картинке 2 накопителя одинакового объема и производителя (Снова - Samsung! Он занимает около 40% рынка SSD). Первый - V-NAND 4bit MLС (3D NAND QLS). Второй - V-NAND 2bit MLС (3D NAND MLС). Достаточно посмотреть на цены и гарантии... 

Еще для наглядности я сделал выборку в прайсе магазина по памяти MLС и QLС и форм-фактору 2,5 дюйма (по всем производителям, но уже без Samsung):

Получилось:

Первый - MLС 240 ГБ. Второй - 3D QLC 480 ГБ. Следующий критерий выбора - непосредственное продолжение данного сравнения.

Цена.

Как правило, чем выше цена, тем лучше накопитель. При неограниченном бюджете - выбор по цене оправдан. А при вдумчивом и экономном выборе - не всегда. Мой личный (!) выбор лучшего SSD - это Samsung 970 EVO Plus. Но его старший брат Samsung 970 PRO - на 20-30% дороже. При этом, не факт, что он быстрее в домашней системе, в некоторых тестах даже медленнее. А дороже он потому, что производитель заложил в него безупречную выносливость, которая не нужна мне для моих задач. Или младший брат - Samsung 970 EVO. Этот на 20-30% дешевле, но и на чуточку медленнее во всем. Другой вопрос, что в той же домашней системе разница в скоростях не будет заметна.

Форм-фактор.

Чаша весов склоняется в пользу M.2. При отсутствии слота на материнской плате - 2,5 дюйма. PCI-Express AIC - хороши по причинам описанным выше, но... это всегда отдельное устройство, которое занимает соответствующий слот PCIe (M.2 тоже занимает слот, но он более удобен и подразумевает более миниатюрные устройства)

Интерфейс и протокол. 

PCIe и NVMe. (Разумеется, если данная поддержка есть со стороны материнской платы и/или биоса). Здесь есть еще один момент. С приходом на рынок PCI Express 4.0, многие производители заложили в спецификации своих SSD поддержку этого интерфейса. Пока - это чистый маркетинг. Явного преимущества в такой поддержке нет. При копировании крупных файлов оно заметно. Но такие операции нечасто проводятся. Вновь приведу цитату из одного обзора, посвященного данной теме:

В настоящее время SSD с поддержкой PCIe 4.0 стоят дорого; протестированный ... здесь диск... емкостью 1 ТБ – $260. Для сравнения: упоминаемый в данной статье диск ... также емкостью 1 ТБ, но с интерфейсом PCIe 3.0 – стоит всего $145, то есть почти в два раза дешевле SSD Gen4, при этом практически не уступая ему в производительности (главным образом благодаря лучшему контроллеру, который обеспечивает более быстрое случайное чтение/запись). Лично я, возможно, потратил бы на SSD Gen4 дополнительные 10-20 долларов (то есть заплатил бы на 10% больше по сравнению с SSD Gen3), но всё, что выше – это уже какой-то развод на благотворительность. И добавьте сюда еще стоимость соответствующей материнской платы для Gen4 – на данный момент версию PCIe 4.0 поддерживает только плата AMD X570.

Год выпуска.

Здесь вряд ли нужны комментарии. Мой Crucial M4 c MLС, приобретенный в 2011 году, будет медленнее практически любого, самого бюджетного устройства на самой медленной QLС. Технологии никто не отменял.

Заявленные характеристики и гарантии производителя.

Прочие параметры.

Используемый контроллер, температура во время интенсивных нагрузок, энергопотребление, вес, наличие подсветки, внешний вид, размер, материал. Все - немаловажно. Для пользователей ноутбуков актуален уровень энергопотребления, а для пользователей с десктопным вариантом ПК - может быть важно знать, что некоторые SSD M.2 нагреваются до приличных температур. Сам SSD не "сгорит", он просто резко снизит скорость передачи данных. В этом случае придется позаботиться о дополнительной вентиляции в корпусе. А простые SATA SSD потребуют кабеля питания и шлейфа для соединения с МП. Все параметры требуется учесть при выборе. И это - далеко не полный их список.

P.S. Различные мнения о лучших устройствах: 

Мнение от 2018.

Другое мнение. 

Топ на оверах. 

Наша конференция.

Пора подводить итоги. Небольшую часть информации про SSD, которую хотелось изложить здесь, я представил в простой и доступной (мне так хочется верить) форме. Остались за кадром большие темы, требующие отдельного разговора. Это - контроллеры (их много различных, а влияние на конечные параметры SSD у них огромное). Это - основные параметры накопителей, которые показывают реальные скорости обработки данных. Это - новые типы памяти, которых мы коснулись вскользь в первой части разговора. Много чего еще... 

Спасибо за внимание!