В конце апреля этого года в лаборатории побывал Plextor M6e и в первых числах мая был опубликован соответствующий материал «Встречаем новый интерфейс M.2: обзор SSD Plextor M6e 256 Гбайт». Но, думаю, для многих будет открытием (и не совсем приятным) тот факт, что далеко не все твердотельные накопители в этом форм-факторе являются скоростными. Причина в том, что технически стандартом на данный разъем допускается наличие контактов не только интерфейса PCI-Express, но и SATA.
И здесь надо быть крайне внимательным: наличие поддержки обоих интерфейсов в разъеме M.2 не является обязательным. И на этом можно сильно «попасть», приобретя совсем не ту модель, что требуется. Дело в том, что многие производители выпустили твердотельные накопители в новом форм-факторе, но сэкономили, установив все те же SATA-контроллеры, что эксплуатируются в SSD классического форм-фактора 2.5”. И эти контроллеры работают только с этим интерфейсом, никак не сообщаясь с PCI-E, поэтому продукт, основанный на SATA-контроллере, даже не опознается в M.2 PCI-E. Несмотря на то, что физически они совместимы.
Допустим, у нас возникла потребность приобрести скоростной твердотельный накопитель M.2. Мы начинаем путешествовать по прайс-листам отечественных магазинов, затем заглядываем на сайты заграничных, посещаем даже eBay и Aliexpress. И что можно встретить в продаже? Список вроде и приличный, но достаточно к нему присмотреться, и становится видна его скудность: настоящих твердотельных накопителей PCI-Express раз-два и обчелся. Де-факто сейчас могу вспомнить всего три модели: Plextor M6e, Samsung XP941 и Samsung SM951. Все, больше полноценных PCI-E SSD нет, либо выпускаются они в таких мизерных количествах, что найти их в продаже затруднительно.
Мало того, даже те решения, что заявлены как «самый натуральный PCI-E, клянемся!» на поверку оказываются-таки SATA, просто построенными по хитрой схеме. Таким, например, является Super Talent NGFF DX1: на печатной плате установлена микросхема-контроллер SATA<>PCI-e ASMedia ASM1061, через которую работает контроллер JMicron JMF667H (SATA 6 Гбит/с). В этом случае перед нами отнюдь не полноценный M.2 накопитель, несмотря на то, что он подключается к шине PCI-e. Образно говоря, это то же самое, как если взять обычный HDD, подключить его к дополнительным (не чипсетным) SATA на материнской плате и объявить его «PCI-Express HDD».
Кстати, дополнительные порты SATA на системных платах как раз и реализуют с помощью того же ASMedia ASM1061. Контроллер сей подключается лишь PCI-E x1 (напомню, что M.2 SSD – x2/x4) и на линейных операциях чтения/записи с трудом преодолевает порог в 400 Мбайт/с, не дотягиваясь по уровню быстродействия даже до SATA 6 Гбит/с и более-менее отыгрываясь только на операциях с мелкими блоками.
Но все же, благодаря нашим партнерам – компаниям Регард и Kingston, разок глянем на то, что есть в наличии, для чистоты эксперимента, так сказать. Возможно, теория все-таки расходится с практикой?
Представим наших новых участников:
Цены указаны на момент написания данного материала.
Оба накопителя поставляются в простых пластиковых блистерах. В точно такой же упаковке поставляется на рынок и оперативная память Crucial массовых серий.
Комплектация отсутствует в принципе: только сам накопитель.
К сожалению, нет возможности снять этикетки и полностью рассмотреть устройства, однако даже так видно, что они практически идентичны, отличия есть лишь в размерах микросхем флеш- и DDR3-памяти, а также контроллера. Потому что они разные: M500 использует контроллер Marvell 88SS9187, микросхемы флеш-памяти на кристаллах 20 нм MLC NAND плотностью 128 Гбит и DDR3-1600 (D9QNP; 1.35 В), а M550 – обновленный контроллер Marvell 88SS9189, микросхемы флеш-памяти на кристаллах 20 нм MLC NAND плотностью 64 Гбит и DDR3-1600 (D9LRT; 1.35 В).
Основным фактором, интересующим нас и влияющим на уровень быстродействия устройства, является флеш-память: сами кристаллы памяти, используемые в M550, меньшей плотности, но их количество больше ровно вдвое, за счет чего на операциях записи M550 будет быстрее своего предшественника.
Кроме того, M550 обладает большим объемом: если M500 в своей линейке предлагает объемы 120, 240, 480 и 960 Гбайт, то M550 «вырос» до 128, 256, 512 Гбайт и 1 Тбайт. Рост доступного для пользователя свободного пространства произошел за счет внесения изменений в работу внутренних алгоритмов накопителя. В частности, дополнительное пространство высвободилось за счет RAIN (Redundant Array of Independent NAND) – это фирменная RAID-подобная технология Crucial, суть которой заключается в использовании избыточного числа контрольных сумм. В частности, в M500 каждые пятнадцать байт данных сопровождались одним проверочным.
Подобная предосторожность, судя по всему, не была излишней: 20 нм память Micron в твердотельных SSD накопителях появилась еще весной прошлого года, однако по-настоящему массовое ее производство развернулось лишь к концу 2013 года. Сейчас же техпроцесс, наконец, «дозрел» и в M550 RAIN работает по менее жесткому алгоритму: 1 байт контрольной суммы приходится уже на 127 байт данных.
Примечательно, что на M550 контактные площадки, предназначенные для установки накапливающих заряд резервного питания конденсаторов, пустуют. По каким-то причинам инженеры Micron лишили Crucial M550 в форм-факторе M.2 защиты от пропадания питания, хотя модели на 2.5” и mSATA такой защитой оснащены. Но при этом микроконтроллер Texas Instruments MSP430 все же присутствует (его можно видеть на лицевой стороне платы накопителя).
Накопители Crucial M500 и M550 не сопровождаются каким-либо фирменным программным обеспечением.
Он же – Kingston SN2280. Официально был представлен на выставке Computex 2014 два месяца назад.
На тестирование ко мне данный накопитель попал случайно: удалось «поживиться» у российского представительства компании Kingston одним из двух приехавших в Россию образцов этого продукта. За прошедшее время он успел появиться в продаже, так что экзотикой больше не является. Мало того, за это время количество моделей, входящих в его состав, увеличилось ровно вдвое: с одной до двух и теперь есть SN2280 объемом 240 Гбайт.
Примечателен и тот факт, что SN2280 – это первый пробный шаг Kingston в выпуске накопителей форм-фактора M.2, в ассортименте которой ранее ничего подобного не наблюдалось.
Еще одной отличительной особенностью является то, что Kingston отошла от своей традиционной и привычной платформы SandForce, воспользовавшись разработками Phison. Впрочем, для Kingston подобное решение не ново: компания уже выпускает серию накопителей SSDNow S200 в форм-факторе 2.5”, основанную, кстати, на все том же контроллере Phison PS3108-S8.
Как мы уже давно знаем, Phison предпочитает изготавливать накопители своими силами и поставляет их затем «под обклейку этикетками». Однако в данном случае перед нами устройство, изготовленное силами самой Kingston: на сайте Phison можно обнаружить фотографию ее «референс»-дизайна накопителя M.2 2280 (использующего, кстати, память Toshiba).
И он очень сильно отличается от того, что можно видеть на примере Kingston M.2 SATA 2280: ориентация и расположение микросхем, к тому же он универсален и рассчитан на установку микросхем флеш-памяти, выполненных как в BGA-, так и в TSOP-корпусах.
Тогда как плата Kingston M.2 SATA 2280 ориентирована только на BGA, получила иную планировку, да и сами микросхемы флеш-памяти несут собственную маркировку Kingston. Это, кстати, еще один интересный момент: судя по результатам тестов, под маркировкой Kingston скрывается кристаллы флеш-памяти MLC NAND плотностью 64 Гбит производства Toshiba, выпущенные по нормам 19 нм техпроцесса и работающие в режиме Toggle Mode 2.0.
Примечательно, что фирменное приложение Kingston SSD Toolbox актуальной на момент проведения тестирования версии 2.0.7A не признавало Kingston M.2 SATA 2280 за «родной». Скорее всего, этот недочет будет устранен позднее.
Несмотря на большую необычность (Phison вместо SandForce) решения, от своей фирменной гарантии Kingston не отказалась: предполагается, что накопитель должен выдержать не менее 230 Тбайт записанных данных (Total Host Write), дневной ресурс при этом установлен как «не менее 1.8 DWPD» (Diskful Writes Per Day – количество циклов перезаписи в сутки).
Несложно подсчитать, что суммарный предполагаемый ресурс составляет больше 2000 циклов перезаписи. Разительный контраст с рассмотренной выше продукцией Crucial и ее «40 Гбайт в день/72 Тбайт за весь срок службы».
Сводная таблица спецификаций всех участников данного тестирования.
Так как используемая традиционно материнская плата Gigabyte GA-Z77X-D3H не располагает разъемом M.2 и в моем распоряжении нет необходимого адаптера M.2 <> SATA, для проведения тестирования было решено использовать материнскую плату ASUS H97-PLUS вкупе с процессором Intel Pentium G3258, разогнанным до частоты 4.8 ГГц.
В остальном тестовая система осталась неизменна.
Тестовая конфигурация:
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.
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 прошлом обзоре.
Разберем обновленные графики 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 мною 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 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.
ScoreДанный 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/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/сДовольно 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, мсС 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 Мбайт) – данный тест производит линейную запись всего объема носителя, попутно выводя информацию о процессе записи в виде удобного графика.
Твердотельные накопители M.2 SATA – это, мягко выражаясь, довольно странное техническое решение. Да, накопитель в этом форм-факторе компактен. И на этом достоинства закончились. А дальше начинаются недостатки.
Возьмем цены: Crucial M500 объемом 120 Гбайт в классическом форм-факторе 2.5” и ставшем уже привычным mSATA стоят около 2800 рублей, M.2 SATA – примерно на 300 рублей дороже. Crucial M550 занимает более высокое ценовое положение, но и у него абсолютно такое же соотношение цен между форм-факторами. С Kingston сложнее – у компании нет прямых аналогов на Phison PS3108-S8. Конечно, существует V310, но он на данный момент представлен лишь одной моделью объемом 960 Гбайт. В принципе, условно на роль аналогов подходят mS200 и V300. И, о чудо, они точно также стоят дешевле.
Кстати, с технической точки зрения, замечу, что перед нами достойный продукт: несмотря на иной, нежели обычно, форм-фактор, нестандартную версию микрокода и дизайн печатной платы, накопитель Kingston, традиционно для разработок Phison, умеет сохранять производительность в условиях отсутствия TRIM в системе. Crucial M500 и M550 подобным похвастать не могут (точнее, последний научился "разгребаться" в пределах резервного объёма и за счёт этого может на небольшом объёме записываемых данных поддерживать постоянную скорость, но это - не полноценная "сборка мусора", как у Phison). Именно поэтому, в ряде случаев, стоит предпочесть именно его.
Накопитель M.2 использует практически идентичную элементную базу (в том числе контроллер, буферную и флеш-память), но при этом размер печатной платы меньше, чем у 2.5”, нет и корпуса. Таким образом, при меньшей себестоимости цена устройства для конечного потребителя оказывается даже выше. А разницы в быстродействии, как и в прочих характеристиках, нет вообще.
Вторым весьма важным, с моей точки зрения, моментом является особенность реализации разъемов M.2 на значительной части розничных моделей материнских плат: при установке накопителя M.2 SATA происходит отключение (внимание!) двух разъемов SATA. Современные Intel Z97 и H97 и так поддерживают только шесть портов этого интерфейса. И забирая два из них, сам накопитель использует только один порт SATA. Возможно, таковы технические особенности наборов системной логики, но нам, рядовым пользователям, есть какое-то дело до этого? Кому-то это может показаться ерундой, но есть и те пользователи, у которых каждый разъем SATA на счету.
Для сравнения, ставший теперь «старым» mSATA для своих нужд использовал только один SATA-порт. И это было удобно: никаких проводов, возни с их подключением и путаницы, накопитель просто устанавливается в посадочное место и все. Особенно это было удобно для тестового стенда. Кто работает с различным «железом» и вынужден постоянно пересобирать стенд, меняя материнскую плату, зачастую в связке с процессором, прекрасно поймет, о чем идет речь: ведь вместе с этим надо менять и системный накопитель, чтобы результаты проводимых тестов были корректны. В случае наличия на материнской плате разъема mSATA и установленного в него накопителя, все действия сводятся фактически лишь к снятию материнской платы и установке другой. Не нужно постоянно переключать шлейфы, не нужно помнить, на каком из накопителей под какую систему установлено программное обеспечение и прочее.
Мобильные же устройства, на которые формально ориентирован M.2, если и оснащены таким разъемом, то там практически наверняка по умолчанию будет установлен подходящий накопитель. А его замена в большинстве случав просто нецелесообразна.
Зато пользователям дополнительная головная боль: как уже отмечалось во вступлении, накопитель M.2 SATA не заработает в разъеме M.2 PCI-E, а такая тонкость для многих является неочевидной и, в конечном итоге, ведет к риску дополнительных финансовых трат и головной боли. Заодно это не лучшим образом скажется на репутации данного разъема.
Подводя итоги, можно констатировать, что перед нами оказались устройства, которые являются попросту тупиковой ветвью эволюции твердотельных SSD накопителей, не представляющей интереса ни с точки зрения быстродействия, ни с точки зрения экономической целесообразности. Обращать внимание стоит лишь на настоящие полноценные накопители M.2 PCI-E, а их на сегодняшний день в продаже – раз-два и обчелся.
Выражаем благодарность:
