Специфика рынка твердотельных накопителей в виде сложившейся на нем жесткой конкуренции и, как следствие, тенденции к постоянному снижению цен приводит к тому, что производители вынуждены искать различные способы для снижения себестоимости продукции.
К примеру, Phison переводит свои контроллеры на более тонкий 28 нм техпроцесс (а Marvell это уже сделала), заодно представив новый референс-дизайн своих SSD, объединяющий ставший уже привычным и хорошо себя зарекомендовавший PS3108-S8 с новой 20 нм флеш-памятью Micron. Компания Samsung активно продвигает модели TLC NAND даже в корпоративном сегменте (достаточно вспомнить 845DC EVO), а недавно она «списала из активов» свои 840 Pro, представив им замену в виде 850 Pro, основанных на памяти 3D V-NAND, которая обладает меньшей себестоимостью. Crucial представила MX100 на «свежей» 16 нм MLC NAND. Toshiba и SanDisk пошли по стопам Crucial, начав выпускать кристаллы флеш-памяти удвоенной плотности – 128 Гбит, а не 64, как ранее. Чем не преминула воспользоваться Plextor, объединив их с новым Marvell в M6S.
Но все накопители, перечисленные выше – это ARM-архитектура, и, как отмечено, постоянно обновляющаяся. А что делать в случае с другой архитектурой? Ведь на рынке их две. Инженерные решения, нашедшие применение в продуктах под маркой SandForce, сильно отличаются от остальных: контроллер работает по совершенно другим алгоритмам, умеет подвергать отправляемые на него данные компрессии, благодаря чему в ряде случаев экономится ресурс флеш-памяти. Контроллеры SandForce совершенно не нуждаются в установке микросхемы буферной памяти, без которой ARM-based работать могут, но показатели их производительности сильно проваливаются (что можно было видеть на примерах PS3109-S9 и JMicron JMF606, материал о котором готовится).
Но у SandForce есть экономический недостаток (да и маркетинговый тоже): это весьма серьезные ветераны компьютерной отрасли – они были представлены больше трех лет назад, в феврале 2011 года. С тех пор контроллеры практически не развиваются, а это значит, что весь резерв снижения себестоимости, который был в них заложен, уже исчерпан. И производителям, еще не отказавшимся от этой платформы, приходится искать другие способы экономии, чтобы не выбыть из гонки.
Компания Kingston является давним сторонником SandForce, представив свои первые накопители, основанные на этой платформе, лишь немногим позже релиза самих SF-2281. И пока что она не собирается отказываться от своей приверженности, хотя решения Marvell и Phison компания все-таки не игнорирует (так, в ассортименте присутствует Phison PS3105-S5). К новому Kingston SN2280S3 на PS3108-S8, как и HyperX Fury, мы еще вернемся (соответствующие образцы уже на руках), а пока что рассмотрим обновленную серию mS200, получившую и более производительный контроллер, и новую память.
Ранее в лаборатории уже тестировались версии накопителей Kingston mS200 объемом 60 и 120 Гбайт в ноябре прошлого и в январе нынешнего года соответственно. Сейчас же московское представительство компании Kingston прислало на обзор новое поколение этих моделей, основанное на флеш-памяти Micron, которая лишь в этом году начала свое массовое шествие на рынок. Заодно четырехканальный SandForce SF-2241 сменился на восьмиканальный SF-2281.
Наша задача довольно проста: оценить, насколько изменились характеристики в сравнении с оригиналом.
Страница на официальном сайте компании Kingston: SSDNow mS200 Drive.
Средневзвешенная цена (согласно Яндекс.Маркет в московской рознице на момент написания данного материала) составляет 6300 и 14700 рублей соответственно.
Накопители поставляются в простых пластиковых блистерах.
Комплект поставки, как таковой, отсутствует полностью: вместе с SSD идет только бумажный буклетик с информационным текстом на различных языках.
Форм-фактор mSATA бывает двух типоразмеров: Full Size (51 x 30 мм) и Half Size (26.8 x 30 мм). Kingston mS200 выполнен в габаритах Full Size.
В качестве контроллера в обеих моделях используется SandForce SF-2281, в качестве флеш-памяти – четыре микросхемы производства Micron, однако внутреннее устройство последних различно.
Маркировкой Micron 4CA22 NW606 обозначены микросхемы MT29F512G08CMEABH7-12:A. Каждая из них содержит по четыре кристалла MLC NAND, изготовленных по нормам 20 нм техпроцесса и обладающих плотностью 128 Гбит. Таким образом модификация mS200 объемом 240 Гбайт построена на шестнадцати кристаллах и контроллер работает в восьмиканальном режиме с двукратным чередованием. Кстати, на официальном сайте Micron эта память уже носит статус «Готовится к снятию с производства» («EOL Pending»).
На плату накопителя Kingston mS200 480 Гбайт установлены микросхемы памяти Micron 3ZA22 NW605.
MT29F1T08CUEABH8-12 содержит уже по восемь кристаллов MLC NAND плотностью 128 Гбит, и здесь перед нами вдвое большее количество кристаллов NAND-памяти, соответственно, режим работы контроллера восьмиканальный, но уже с четырехкратным чередованием. Micron NW605 на официальном сайте производителя носит аналогичный статус «Готовится к снятию с производства» («EOL Pending»).
Как несложно подсчитать, реальный объем накопителей составляет 256 и 512 Гбайт, однако часть массива ячеек памяти выделена под нужды контроллера SandForce SF-2281 и недоступна пользователю. К тому же, не стоит забывать, что «торговый» объем по традиции, появившейся уже очень давно, еще до пришествия накопителей на флеш-памяти на рынок, считается не в двоичной, а в десятичной системе счисления. Поэтому реальный объем, доступный пользователю после создания файловой системы, составит 223.57 и 447.13 Гбайт соответственно.
Примечателен еще один момент: согласно информации на сайте Micron, используемая память способна работать как в синхронном, так и в асинхронном режиме, однако Kingston выбрала для своих mS200 асинхронный режим. Формально в этом плане мы наблюдаем регресс по сравнению с первоначальным mS200, который базировался на быстрой ToggleNAND производства Toshiba, однако в реальности дело обстоит несколько иначе.
Kingston, помимо самих накопителей, предлагает и программное обеспечение к ним. Загрузить приложение с незатейливым названием SSD Toolbox можно на специальной страничке официального сайта компании. И хотя страница загрузки полностью и грамотно переведена на русский, сама программа обладает только англоязычным интерфейсом. По сути, она является штатным приложением SandForce, разработчика микроконтроллера, но с небольшими изменениями.
На момент написания обзора на сайте Kingston присутствовала версия 2.0.7A.
Функциональность программы весьма ограничена, фактически можно лишь увидеть состояние накопителя, его серийный номер, проверить наличие более свежих версий микропрограммы и просмотреть некоторые внутренние параметры устройства.
Ни температурного мониторинга, ни возможности произвести очистку SSD с удалением всех данных, ни ручной отправки команды TRIM.
А вот температурный мониторинг, кстати, присутствует в реальности и работает, что среди решений на базе платформы SandForce встречается не так уж и часто. Только вот смотреть температуру придется не штатным приложением Kingston, а сторонним ПО. Например, Crystal Disk Info:
А раз герои обзора основаны на платформе SandForce, то они прекрасно опознаются и штатным приложением-прошивальщиком SF_FieldUpdater for Windows.
Однако практической пользы от этого мало: Kingston не выкладывает в публичный доступ микропрограммы в необходимом для этого прошивальщика формате.
В обсуждении недавнего обзора накопителей Kingston HyperX одним из читателей был отмечен факт, что программное обеспечение вроде AIDA64 показывает о модели совсем иную информацию. А как обстоят с этим дела в отношении mS200? AIDA64, обновленная до последней на момент тестирования версии 4.50.3034Beta, по-прежнему упорно вводила в заблуждение относительно аппаратной составляющей:
Неверно указан как контроллер (SandForce SF-2241VB2 вместо SandForce SF-2281VB4), так и память (19 нм Toshiba вместо 20 нм Micron). Как итог, AIDA64 считает, что перед нами старая ревизия mS200.
Кстати, отмечу, что популярная утилита trimcheck сообщает о неработоспособной команде TRIM, однако, как заверили меня в техническом отделе Kingston, микропрограмма накопителя все же отрабатывает эту команду.
Сводная таблица спецификаций всех участников данного тестирования.
Необходимо отметить тот факт, что стендовая материнская плата Gigabyte обладает посадочным местом под накопители формата mSATA с интерфейсом SATA 3 Гбит/с. Однако для полноценного тестирования требуется интерфейс SATA 6 Гбит/с, для чего мы воспользуемся специальным переходником (никаких изменений на уровне интерфейса нет).
Отнюдь не во всех «десктопных» материнских платах реализована поддержка команды DIPM, переводящей накопитель в режим «глубокого сна», в результате чего его энергопотребление падает до крайне низких значений. В относительных величинах разница может впечатлять: до пяти-семи раз, однако в фактическом отношении речь идет о значениях около одного ватта и менее. Последнее для обычного настольного ПК не играет никакой роли.
Но в то же время твердотельные накопители часто ставят в ноутбуки, и вопрос поддержки этой команды в конкретных моделях интересует пользователей во вполне практическом свете: режим DevSleep, в который переходит SSD с активной поддержкой DIPM, позволяет добавить к автономной работе лишних пять-десять минут, что иногда бывает критичным.
В процессе тестирования используются две материнских платы: Gigabyte GA-Z77X-D3H, не поддерживающая DIPM, и Zotac Z77-ITX WiFi (Z77ITX-A-E), где необходимая поддержка реализована. Это оказалось несколько проще, чем искать системную плату с нужными характеристиками «в одном»: тестирование только на одной модели Zotac оказалось нецелесообразно из-за того, что она в ряде тестов (например, на время доступа) демонстрирует несколько более низкий уровень производительности SATA-контроллера, нежели обычные платы на Intel Z77.
А во избежание повреждения процессорного сокета материнской платы (как известно, процессорный разъем типа LGA довольно хрупок и рассчитан на достаточно ограниченное число переустановок ЦП) было решено собрать две практически полноценных тестовых конфигурации: материнские платы прямо в сборе с процессором, оперативной памятью и прочим просто переставляются на стенде по мере необходимости. Общим остался только блок питания – Corsair HX750W мощностью 750 Ватт.
И в довершение удобства ротации тестовых конфигураций даже системные накопители использованы форм-фактора mSATA и установлены в соответствующие посадочные места на материнских платах, благо они предусмотрены на обеих. Также было решено отказаться от громоздких систем охлаждения в пользу компактных, типа Intel BOX. Собственно, на основной тестовой конфигурации (материнская плата Gigabyte) эта система охлаждения и установлена, а вторичной конфигурации (на материнской плате Zotac) достался нашедшийся в моих запасах некий Titan, модель которого благополучно забылась. С учетом минимальной эксплуатации (стенд запускается на считанные минуты) и экономичного процессора проблем с ним не возникает.
Конфигурация №1: тестирование работоспособности DIPM
Конфигурация №2: тестирование производительности
Многие наверняка обратили внимание на то, что в качестве системы охлаждения процессора используется обычная штатная СО. Возможно, это прозвучит довольно неожиданно для некоторых читателей, однако ее вполне хватает для корректного проведения тестов, в ходе которых температура ЦП остается довольно далеко от пороговых значений, при которых срабатывает защита от перегрева («троттлинг»).
Ведь задачей является тестирование накопителей, а не процессора, поэтому нагрузка на него далека от максимальной (пиковые всплески нагрузки крайне непродолжительны) и проблем с перегревом, которые дали бы о себе знать при запуске Prime или LinX, попросту не возникает.
Программное обеспечение:
Глобальные настройки операционной системы:
В качестве тестового программного обеспечения используются:
Операции с реальными файлами (все операции – в пределах тестируемого носителя):
Для удобства замеров первые четыре операции осуществлялись с помощью утилиты TeraCopy версии 2.27, выдающей статистические данные по окончании процесса операции с файлами. Кроме того, программа не использует системный файловый кэш, отчего скорость копирования не зависит от внутренних настроек операционной системы и более агрессивного кэширования файлов, когда «проводник» Windows отчитался о завершении операции копирования, но на самом деле процесс еще не завершился.
С помощью CrystalDiskMark (64bit) 3.0.1 в режиме случайных данных производится замер производительности четыре раза:
В заключение запускается Disk Benchmark из состава AIDA64 (режим «Write», размер блока установлен равным 1 Мбайту) – данный тест производит линейную запись всего объема носителя, попутно выводя информацию о процессе записи в виде удобного графика.
К сожалению, оба накопителя, и так демонстрирующие не самый блестящий уровень производительности на операциях записи, после «замусоривания» массива ячеек памяти демонстрируют еще некоторое проседание. В ситуации с модификацией объемом 480 Гбайт это, на первый взгляд, неочевидно, но понимание картины происходящего приходит после того, как мы вспомним характеристики обоих SSD.
Модель mS200 480 Гбайт обладает более производительной конфигурацией памяти из тридцати двух кристаллов, тогда как mS200 240 Гбайт получила лишь шестнадцать. И в первом случае, как говорится, количество перекрывает качество – память «замусорилась», однако у контроллера больше возможностей по распараллеливанию запросов.
Другой интересный эффект заключается в том, что версия 480 Гбайт на операциях записи изначально в «чистом» состоянии слабее. Почему так? Здесь накладывается уже ограничение самого контроллера SandForce SF-2281 – рост скоростных характеристик у него наблюдается до 240-256 Гбайт, а с большими объемами ему управляться становится сложнее. И прирост скоростей записи в ситуации, когда на нем хранятся реальные данные, тоже связан с этим же явлением: большая часть ячеек как бы выведена из оборота и хранит данные, соответственно в операциях не участвует, поэтому контроллеру не приходится оперировать слишком большими массивами ячеек. Правда, сказывается это больше на операциях с крупными блоками, а на операциях случайного доступа с мелкими блоками подобного эффекта нет.
Линейная непрерывная запись всего доступного пользовательского объема сюрпризов не преподнесла.
Тяжка судьба обозревателя, занятого серийным тестированием моделей SSD. Но не менее тяжела она у того, кто интересуется твердотельными накопителями на серьезной основе, а не по принципу «Ага, бренд! Заверните два!». Проблема заключается в том, что производители, пользуясь невысоким уровнем знаний некоторых пользователей, а также тем, что корпуса накопителей непрозрачные и опломбированы, могут под крышку своего продукта помещать что угодно. Да, сначала идет самое лучшее, затем же, когда пройдет волна обзоров и наберется некоторая масса положительных отзывов, в ход начинает идти что-то более дешевое. А иногда одна и та же модель изначально идет в различных вариациях. Кому-то из пользователей это без разницы, а кого-то – интересует вопрос, за что же он уплатил деньги?
Кто-то начинает тестировать свежекупленное устройство и затем сравнивать полученные результаты с теми, что он видит в обзорах. И могут возникать вполне закономерные вопросы: «А почему мой SSD показывает меньший/больший уровень производительности, чем в обзоре?» Да, причина разницы может крыться и в некорректно настроенном ПК (например, в фоне работают приложения вроде антивируса), не совсем удачном микрокоде BIOS материнской платы (пример выше – тестовая плата Zotac) и изначально невысоком уровне производительности системы. Например, контроллер SATA 6 Гбит/с в наборах системной логики AMD даже в самых новых A88X и A78 ненамного, но слабее, чем в уже не самом «свежем» Intel Z77.
А тут еще и игры производителей с начинкой твердотельных накопителей. Особенно вопрос разности устройства касается платформы SandForce: особенность ее такова, что в ней нет одной-двух-трех (и так далее, то есть ограниченного числа) конфигураций контроллера и флеш-памяти. Общее число конфигураций у этой платформы на сегодняшний день таково, что их нумерация уже преодолела значение в 33000 (не опечатка, именно тридцать три тысячи). Как правило, бренды стараются внутри одной модели использовать наиболее близкие по производительности конфигурации, однако так бывает не всегда. Иногда случаются и казусы, как в данном материале.
Начиная с этого обзора, на графиках будет указываться не только модель накопителя и его объем, но и аппаратная составляющая (в скобках).
Разберем на примере. На данном графике присутствуют два Silicon Power S60 и два Silicon Power S70, а также формально они же, но в более толстом 9 мм корпусе V60 и V70. Вот здесь уже можно видеть наглядную разницу в их производительности.
В скобках указывается:
В случае если какие-то данные отсутствуют или есть сомнения в достоверности (например, непонятен упаковщик микросхем памяти), стоит знак вопроса («?»). Это значит, что они мною не были зафиксированы или же были утеряны. В основном это касается идентификаторов SandForce – даже не предполагалось, что накопленная статистика постепенно разрастется до масштабов нескольких сотен моделей. И данные эти мы уже никогда не узнаем, ибо выловить ту же конфигурацию сложно, а спустя год-полтора – и вовсе практически невозможно.
Данный бенчмарк включает набор специализированных тестов дисковой подсистемы, воспроизводящих реальные ситуации при работе различных приложений. Каждый тест – это своего рода сценарий-трасса работы конкретного приложения, причем воспроизведена не «тупо» нагрузка, а реальная схема работы, когда приложение обрабатывает данные, затем пишет их на диск, считывает что-то другое, необходимое для работы, обрабатывает, прекратив любые операции с носителем, а потом снова начинает действия по чтению/записи.
Итогом такого тестирования является общий индекс производительности, высчитываемый по достаточно непростой формуле, и конкретные показатели скорости в мегабайтах в секунду. Необходимо помнить, что численные показатели учитывают и вышеуказанные паузы, поэтому итоговое значение в мегабайтах в секунду будет небольшим в численном выражении.
ScoreЧто мы видим? По сравнению с предыдущей версией mS200 налицо некоторый прирост производительности (чуть ниже проверим на примере синтетики, за счет чего именно). Однако даже в обновленном варианте mS200 не в состоянии тягаться на равных с другими твердотельными накопителями в этом форм-факторе. Увы.
Windows DefenderДанный бенчмарк позволяет увидеть скорость операций с файлами внутри одного носителя. Использовалась версия 1.7.4739.38088.
ISOЭто уже больше синтетический бенчмарк, который полезен тем, что позволяет проводить тестирование в двух режимах. Первый – хорошо поддающийся компрессии поток однотипных данных, второй – поток случайных данных, практически не поддающийся сжатию. Соответственно, итоговый результат в обоих случаях будет очень близок к максимально возможным показателям тестируемого носителя.
Начнем с режима случайных плохо поддающихся компрессии данных.
Последовательное чтение, Мбайт/сИ вот здесь становится ясна причина роста производительности обновленного mS200 – он практически вдвое быстрее на операциях линейного чтения и чтения крупными блоками. Понятно дело, что мы не можем сравнить напрямую старый и новый mS200 одного объема, поскольку мне просто не попадала на тесты версия на памяти Toshiba соответствующего объема, однако вполне очевидно, что все равно она была бы медленнее (судя по незначительной разнице между 60 и 120 Гбайт).
Чтение блоками по 4 Кбайт, Мбайт/сА вот на операциях чтения случайными блоками новинка даже проигрывает. По всей видимости, причиной стали повышенные показатели времени доступа, не в последнюю очередь – за счет асинхронного режима работы памяти.
Чтение блоками по 4 Кбайт, глубина очереди запросов - 32, Мбайт/сОбратите внимание, насколько сильно проседает mS200 объемом 480 Гбайт в этом тесте. Впрочем, как и V300. Точно ту же проблему испытывают и другие SF-based накопители подобного объема – это типичное слабое место. Однако с учетом того, что мы сейчас смотрим на скорость записи случайными блоками 4 Кбайт при очереди глубиной 32, у данного момента скорее теоретическая ценность. В настольном ПК и уж тем более в мобильном устройстве (ноутбук, нетбук и прочее), куда нацелены в первую очередь накопители форм-фактора mSATA, подобного рода нагрузка – крайне редкое явление.
Теперь тесты данными, которые поддаются хорошей компрессии (поток нулей). Контроллеры SandForce подвергают компрессии все поступающие на них данные, поэтому хоть в реальной жизни поток из сплошных нулей и редкость, но изрядная часть данных все же допускает некоторую компрессию, то есть скорости будут несколько выше. Контроллеры Phison компрессии «не обучены», однако именно нули они не пишут во флеш-память, поэтому в этом типе нагрузки они также показывают значительный прирост показателей.
Последовательное чтение, Мбайт/сЭтот программный пакет по специальным сценариям имитирует реальные пользовательские действия. И хотя он в данном (штатном) наборе сценариев больше ориентирован на тесты сетевых накопителей, его используют и для тестирования локальных накопителей.
Необходимо отметить, что ряд тестов «двунаправленные»: одновременно идет и чтение, и запись на диск. Полученные при этом скоростные показатели суммируются.
HD Video Playback, Мбайт/сЭтот пакет тестов полностью подтвердил все то, что мы видели ранее: обновленный mS200 за счет более быстрой конфигурации памяти на операциях чтения выдает более высокие показатели там, где это возможно. Однако достаточно взять какую-то нагрузку случайного характера с мелкими данными (Content Creation, Photo Album) и мы получаем проигрыш старшего mS200 480 Гбайт, обусловленный особенностями контроллера SandForce.
Довольно важным атрибутом быстродействия является время доступа к данным. Стоит понимать, что современные SSD накопители в этом плане достигли уже таких значений, что этот вопрос будет носить скорее академический интерес. Среднее время доступа при операциях чтения и записи было получено в результате тестирования AS SSD Benchmark версии 1.7.4739.38088.
Просьба не удивляться отсутствию результатов некоторых накопителей – эти показатели на момент их тестирования не снимались (о чем теперь приходится лишь сожалеть).
Случайное чтение, мсПроцесс тестирования происходит в четырех ситуациях:
Прошу обратить внимание: тестируются линейные чтение и запись. В реальности на практике операции чтения и записи весьма редко бывают линейными, поэтому потребление будет «скакать» в промежутках «чтение – поиск данных – запись». Но в целом соотношение между накопителями по уровню энергопотребления останется практически неизменным. Поэтому на показатели, приведенные в таблице, вполне можно ориентироваться.
Данные по некоторым накопителям отсутствуют, поскольку на момент их тестирования замеры не проводились.
Энергопотребление в простое, ВтИзменения произошли и в характере энергопотребления mS200: в простое и на операциях чтения уровень энергопотребления остался примерно прежним, на операциях записи – ощутимо вырос. И это при том, что скорости записи особенно-то и не выросли.
Однако в целом можно считать, что энергопотребление все же сократилось. Новая версия mS200 быстрее на операциях чтения, причем до двух раз, а это значит, что суммарно электроэнергии он потратит все же меньше. Дополнительным моментом положительного свойства можно считать одну интересную особенность: формально mS200 не поддерживают режим DevSleep, однако на практике они реагируют на команду DIPM. Энергопотребление снижается примерно вдвое в сравнении с обычным режимом простоя. И хотя конечное значение энергопотребления выше, чем в этом режиме у тех же представителей Samsung серии 840 или Plextor M5M, некоторый эффект все равно есть.
Вот и состоялось знакомство с обновленными Kingston mS200. Модификация на памяти Micron оказалась быстрее, чем первоначальная версия на памяти Toshiba. Заодно выявилось некоторое снижение уровня энергопотребления. Предел ли это? Безусловно, нет. Достаточно взглянуть на продукцию конкурентов, чтобы увидеть возможности дальнейшего роста – соперники быстрее.
Однако, с другой стороны, а нужны ли такие показатели скоростных характеристик? Ведь mSATA – это в первую очередь мобильный интерфейс, ориентированный на применение в ноутбуках, нетбуках и других устройствах подобного класса. Там зачастую просто негде развернуться с такими скоростями. От накопителя требуется лишь вменяемый уровень энергопотребления и приемлемая стоимость. И цена – это следующий пункт.
Что сегодня можно найти в продаже в классе 240-256 Гбайт?
У этих моделей, помимо низкой цены, и более высокий уровень производительности, и почти у всех – полностью работоспособный DevSleep, что, повторюсь, совсем не будет лишним для мобильного устройства. А уж цена на mS200 объемом 480 Гбайт смотрится и вовсе странно. Для сравнения, цена того же Crucial M500 идентичного объема в форм-факторе mSATA практически на треть ниже.
Остается лишь надеяться, что нынешняя цена на mS200 – это результат новизны продукта и в дальнейшем следует ожидать ее снижения. А снижаться ей есть куда: по моим прикидкам (с учетом стоимости накопителей на идентичной памяти), она вполне может снизиться еще от полутора до двух раз.
Выражаем благодарность:
