Обзор гибридных SSHD-накопителей Toshiba

С развитием технологий растут объемы данных. И в определенный момент возникает вопрос не только линейной скорости, но и времени доступа. Компромиссом может стать внедрение в накопитель небольшого объема флеш-памяти. И производители HDD пошли на комбинирование двух аппаратных методов, выпустив Solid State Hybrid Drive, SSHD. Мы рассмотрим их на примере Toshiba SSHD объемом 500 и 1 Тбайт.
20 декабря 2014, суббота 00:00
I.N. для раздела Лаборатория

Оглавление

Вступление

Время идет, технологии развиваются. Все сильнее растут объемы хранимых данных. А если растут объемы, должны расти скорости. И в определенный момент времени возникает вопрос не только линейной скорости, но и времени доступа.

Сравним это с библиотекой и библиотекарем: когда в распоряжении последнего небольшой стеллаж с книгами, нахождение нужной не занимает много времени, но вот появляется второй стеллаж, за ним третий… Линейная передача книг не меняется: взял книги стопкой, принял книги стопкой. А когда нужно найти конкретную книгу, тут и начинается проблема: библиотекарю нужно отсмотреть картотеку, затем дойти до нужного стеллажа, найти на нем полку, а на ней уже саму книгу и принести ее. И чем больше объем, тем больше времени будет занимать это самое «дойти и принести». Отчасти вопрос времени можно решить изменением расположения проходов, установкой стеллажей с более плотной компоновкой полок, в конце концов, придать ускорение самому библиотекарю…

Но все это при условии продолжения роста объемов хранимых данных – лишь отсрочка. Кардинальный рост быстродействия мы сможем получить только при кардинальной же смене системы самой работы. Но, как это водится, разовое обновление – занятие слишком дорогое и далеко не всегда оказывается по карману. И на нашем примере: иногда практикуется хранение книг не только в «натурном виде», доступ к их содержимому можно получить в виде цифровой копии.

То же самое мы видим и в отношении жестких дисков: классическое и ставшее давно привычным решение в виде магнитных пластин является дешевым и простым способом хранить данные, но по нынешним временам он не отличается быстродействием, в то же время флеш-память быстра, но дорога.

Что есть классический HDD? Это одна или несколько магнитных пластин, приводимых в движение электродвигателем и являющихся основным и единственным хранилищем данных, БМГ (блок магнитных головок), благодаря которому производится считывание данных с поверхности пластин, основной контроллер и небольшой буфер в виде DRAM-памяти. Последняя может использоваться микропрограммой накопителя не только для своей работы, но и хранения некоторых мелких пользовательских данных, однако с ограничениями: объем микросхемы DRAM очень небольшой (как правило, он составляет 32-64 Мбайт) и она энергозависима.

Энергозависимость DRAM ставит крест на более широком использовании буферной памяти и установке более емких микросхем – требуется резервное питание, которое в случае неожиданного отключения основного позволит не останавливать двигатель жесткого диска, а осуществить экстренную запись данных. При этом запись чаще всего нелинейная, что означает дополнительные энергозатраты на позиционирование БМГ.

Неким компромиссом может оказаться внедрение в накопитель небольшого объема флеш-памяти. Именно небольшого, иначе теряется экономический смысл – слишком велика окажется разница в цене по сравнению с обычными HDD и конкурентоспособность такого решения будет невелика. А из-за небольшого объема теряется смысл использования флеш-памяти именно как части объема конечного устройства и его целесообразнее использовать в качестве кэша. Дополнительно к буферу DRAM.

И этот массив флеш-памяти будет использоваться по соответствующей схеме: в качестве упреждающего на операциях чтения. В итоге усложняется микрокод контроллера накопителя: теперь ему приходится не только работать в обычном режиме, но и заниматься мониторингом частоты обращения к тем или иным блокам данных для того, чтобы копировать их во флеш-память. И при последующем обращении к ним извне пытаться считать их не с медленных пластин, а с быстрой флеш-памяти. Не стоит забывать и про типичные алгоритмы, которые требуются для работы с NAND: выравнивание износа, отслеживание состояния ячеек и так далее.

Но производители жестких дисков все-таки пошли на комбинирование двух аппаратных методов хранения – таким образом свет увидели Solid State Hybrid Drive, SSHD. По цене, правда, вышло не совсем дешево: переплата составляет 20-40% в зависимости от объема SSHD (чем емче, тем меньше доплата). Использование SSHD является еще и более котируемым с точки зрения имиджа. А вот насколько оправдано такое решение с точки зрения производительности? Сможет ли SSHD хотя бы близко подобраться к обычному SSD? Хотя бы конкретно тестируемые нами сегодня модели?

Попробуем определить это в рамках нашего материала.

Участники тестирования

Представим новых участников:

  • Toshiba SSHD 500 Гбайт (MQ01ABF050H). Примерная цена в московской рознице – около 5500 рублей;
  • Toshiba SSHD 1 Тбайт (MQ01ABF100H). Примерная цена в московской рознице – около 8100 рублей.

Цены указаны на момент написания данного материала.

Упаковка и комплектация

Упаковка выполнена в виде картонных коробок, с дизайном оформления, знакомом еще с тестирования SSD-накопителей Toshiba HG5d.

Надо сказать, что прибывшие образцы уже повидали многое и, судя по их состоянию, полагаться на то, что они смогут полноценно защитить свое содержимое, не стоит. Тем более, что внутри не пакет-«дутик» и даже не пластиковый блистер, а всего лишь картонка с карманом из полиэтилена, которая фиксирует накопитель ровно в центре коробки.

Комплектация, увы, не блистает богатством, точнее, ее просто нет как таковой:

Обнаруживается само устройство, пара гарантийных карточек, гарантийный буклет и инструкция по установке.

Аппаратная составляющая

Стандартный «ноутбучный» форм-фактор 2.5”.

Отличается лишь высота корпусов:

Модификация объемом 500 Гбайт – 7 мм, 1 Тбайт – 9.5 мм. Объясняется это внутренним устройством: оба накопителя используют магнитные пластины, на которые Toshiba уместила по 500 Гбайт, соответственно, мы имеем дело с конфигурацией из одной пластины с двумя считывающими головками и двух пластин с четыремя считывающими головками.

При этом вся элементная база, распаянная на печатной плате, вполне привычно «обращена» вовнутрь конструкции. Подобным нехитрым приемом они [элементы] защищены от «сноса» с печатной платы в результате неосторожного движения накопителя по поверхности, скажем, стола.

К счастью, мы обладаем возможностью посмотреть, какая именно элементная база скрыта от глаз и внешнего воздействия.

Между самой печатной платой и «банкой» собственно накопителя проложены специальная прокладка из мягкого материала типа поролона, играющая роль демпфирующего и предохраняющего элементы от сколов при прогибе печатной платы.

Печатные платы обоих накопителей совершенно идентичны:

Но следует учитывать, что при необходимости простой перестановкой плат в большинстве случаев не обойтись – потребуется также перенос содержимого ПЗУ контроллера.

Контроллер Marvell 88I9317-RA12 отвечает за работу HDD-части, ему сопутствуют ESMT M14D2561616A – микросхема памяти DDR2 объемом 32 Мбайт (присутствие обозначения «2.5B» в маркировке означает работу в режиме DDR2-800 с таймингами 5-5-5 при напряжении 1.8 В) и 3BC69JTRG4 TLS2605 – микросхема флеш-памяти, выполняющая функции хранения микрокода и служебных данных контроллера накопителя.

SSD-часть реализована с помощью контроллера Toshiba LINK-A-MEDIA 58NC7710GHB. Перед нами – яркий образец принципов работы Toshiba: компания является обладателем собственного литографического производства, а потому она не приобретает готовые контроллеры, она приобретает только дизайн кристалла и право на его использование, а также микрокод к нему. Причем и в первое, и во второе Toshiba имеет право вносить некоторые модификации самостоятельно. А также – наносить маркировку по своему усмотрению.

А опыт работы у инженеров Toshiba богатый, и каких только контроллеров не встречалось в ее накопителях: LSI SandForce, Marvell, JMicron, LAMD. Кстати, не смотря на полную идентичность, набор параметров SMART все же различается.

Контроллер управляет одной-единственной микросхемой флеш-памяти Toshiba TH58TEG6H2HBA4C. Я думаю, многие оценят тот факт, что последняя является SLC NAND, выполненной по весьма «крупному» по современным меркам техпроцессу 32 нм. В современных гибридных накопителях (например, Seagate) можно обнаружить MLC NAND, которая сама по себе обладает меньшим ресурсом, да еще и выполненную по более тонким техпроцессам вроде 24 нм.

Toshiba не поскупилась на более дорогую и устойчивую к износу память: между прочим, 32 нм SLC NAND Toshiba, по неофициальным данным, должна выдерживать порядка 170-200 тысяч циклов перезаписи, что в десятки раз превышает возможности популярной ныне в обычных твердотельных накопителях MLC NAND, выполненной по техпроцессам 19-25 нм. Несложно подсчитать, что общий объем записанных данных вполне может достигнуть значения в полтора петабайта, чего хватит на четыре года при ежедневной записи по терабайту данных.

Поэтому, по крайней мере, в теории (брак, неудачная партия), обладателя SSHD-накопителей Toshiba вообще не должен волновать вопрос износа. А дополнительной подстраховкой должно быть, что по мере износа и выхода из строя ячеек флеш-памяти, микропрограмма контроллера будет просто выводить их из работы, а HDD-часть при этом не будет затронута вообще. Поэтому даже если «умрет» весь массив флеш-памяти, устройство в целом продолжит свою работу.

Алгоритмы кэширования

Прежде чем приступить собственно к тестированию производительности, нам необходимо посмотреть, как на самом деле ведет себя заявленный Toshiba алгоритм кэширования данных, о котором компания пишет на своем официальном сайте:

Все SSHD-накопители Toshiba поддерживают алгоритм самообучения, позволяющий диску «запоминать» данные, к которым пользователь обращается чаще всего, и помещать их в кэш NAND-памяти, чтобы ускорить к ним доступ. Соответственно, данные, которые используются редко, переносятся на жесткий диск для долгосрочного хранения. Этот алгоритм применяется на протяжении всего срока эксплуатации накопителя, постоянно оптимизируя его работу.

Рассматриваемые SSHD Toshiba обладают массивом флеш-памяти объемом 8 Гбайт, но нужно отдавать себе отчет в том, что в нашем распоряжении оказывается и полтерабайта-терабайт классических магнитных пластин с совершенно иными характеристиками и вышеупомянутый буфер никак не сопоставим с ними по объему. Поэтому в значительной части случаев нужно рассчитывать на производительность, демонстрируемую именно ими, а не SSD-частью, ведь кэшироваться будет лишь небольшая часть данных, остальное все равно будет храниться только на магнитных пластинах и считываться с них.

Маленькое уточнение, которое нужно также учитывать: как правило, алгоритмы кэширования не анализируют файловую систему и не обрабатывают файлы, для них нет таких понятий, они работают на более низком уровне – с LBA-адресами, к которым в конечном итоге обращается система и программы. Таким образом убиваются сразу два «зайца»: упрощается программный код прошивки контроллера и нет нужды кэшировать лишнее, занимая весьма ценную флеш-память тем, к чему обращений может и не происходить.

Занимательные показатели, не правда ли? Микропрограмма старается кэшировать часть нагрузки не только на операциях чтения, но и на операциях записи и при попытках обращения тем данным, что были только что записаны (а именно так работают все популярные тестовые приложения), выдает их копию, сохраненную в массиве флеш-памяти. Поэтому при замерах производительности стоит быть несколько более внимательным, нежели в обычных случаях. Надо сказать, далеко не все пользователи учитывают подобную «тонкость».

Судя по полученным показателям, производительность стабилизируется при переходе от 4 к 8 Гбайт и далее, поэтому в тех тестах, где это возможно, мы будем увеличивать объем тестовых данных, к данным же, полученным в других приложениях стоит отнестись с повышенным вниманием.

Технические характеристики

Сводная таблица спецификаций.

Параметр Toshiba SSHD 500 Гбайт Toshiba SSHD 1 Тбайт
Объем, Гбайт 500 1000
Технический код модели MQ01ABF050H MQ01ABF100H
Объем, фактически доступный пользователю после создания файловой системы, Гбайт, MBR, NTFS 465.76 931.52
Информация, сообщаемая диагностической программой CrystalDiskInfo
Форм-фактор, дюймы 2.5”
толщина корпуса 7 мм
2.5”
толщина корпуса 9.5 мм
Интерфейс подключения SATA 6 Гбит/с SATA 6 Гбит/с
Тип памяти, интерфейс памяти, объем 20 нм 128 Гбит MLC NAND Micron,
8 Гбайт
 
Количество магнитных пластин / считывающих головок, шт. 1 / 2 2 / 4
Количество оборотов в минуту, обмин 5400 5400
Версия микропрограммы ARF02A AUF02A
Заявленная производителем максимальная скорость чтения, Мбайт/с 161 (не указано)
Заявленная производителем максимальная скорость записи, Мбайт/с (не указано) (не указано)
Заявленная производителем максимальная скорость записи, IOPS (не указано) (не указано)
Гарантия производителя, лет 2 (не указано)

Конкуренты

В качестве некоторых технических решений для сравнения производительности мы возьмем:

HDD Toshiba MQ01ABD050 500 Гбайт – довольно старая, но до сих пор вполне актуальная модель жесткого диска, выполненная в идентичном форм-факторе 2.5”. Найден в «запасниках» автора.

Мало того, согласно маркировке самой Toshiba они отличаются всего парой символов в маркировке с тестируемым SSHD объемом 500 Гбайт. Нет кэша флеш-памяти, но зато в полтора раза дешевле. Примечателен наличием той самой агрессивной автопарковки, за которую столь часто ругают некоторые серии HDD производства Western Digital.

HDD Toshiba DT01ACA200 2 Тбайт – классический накопитель форм-фактора 3.5”. Также из «запасников» автора.

Если рассматривать SSHD в целях применения в «настольном» ПК, то это прямой конкурент Toshiba SSHD 1 Тбайт (MQ01ABF100H) – примерно та же цена. Нет кэша, но в качестве «компенсации» - вдвое большая емкость.

HDD Western Digital Purple 4 Тбайт (WD40PURX-64GVNY0)

Этот накопитель в сегодняшнем сравнении смотрится довольно странно, но все же было решено включить его в соревнование. Просто из принципа, что при цене примерно в полтора раза выше, нежели у Toshiba SSHD 1 Тбайт и HDD Toshiba DT01ACA200 2 Тбайт, этот накопитель предложит в четыре раза больше места (опять же, без кэша на флеш-памяти).

Но раз форм-фактор 2.5”, то куда ж без классических SSD? В качестве оных отобраны не самые скоростные (флагманские) модели на сегодняшний день. Сделано это умышленно: можно, конечно, взять Samsung 850 Pro объемом 1 Тбайт, но его ценник просто заоблачный (в шесть с половиной раз выше цены Toshiba SSHD 1 Тбайт), да и Plextor M6 Pro 1 Тбайт также не слишком уж и дешевле.

SSD Plextor M6S 512 Гбайт (PX-512M6S)

Представитель весьма популярного в России бренда Plextor, относящийся к новому модельному семейству 2014 года бюджетного класса. Под крышкой скрывается контроллер Marvell 88SS9188 и 128 Гбит кристаллы 19-нм MLC ToggleNAND производства Toshiba.

Мы уже тестировали его немногим ранее, однако для этого материала мы произвели обновление микрокода до версии 1.06.

SSD Kingston SSDNow V310 960 Гбайт (SV310S37A/960G)

В ассортименте Kingston относится к классу бюджетных решений. В качестве основы - контроллер Phison PS3108-S8 и кристаллы флеш-памяти MLC NAND Micron плотностью 128 Гбит, выполненные по 20-нм техпроцессу.

Нужно отметить, что сам по себе накопитель объемом 1 Тбайт на этом контроллере – это большая редкость, а для российской розницы – тем более эксклюзив (ранее ничего подобного у нас представлено не было). Версия микропрограммы – S8FM07.6.

В дальнейшем будет опубликован обзор, посвященный именно этому накопителю.

Тестовый стенд

В процессе тестирования используются точно та же тестовая система, что и при тестировании твердотельных накопителей.

Для удобства эксплуатации системный накопитель использован форм-фактора mSATA и установлены в соответствующие посадочное место на материнской плате. 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.

Конфигурация: тестирование производительности

  • Материнская плата Gigabyte GA-Z77X-D3H rev. 1.0 (BIOS версии F16);
  • Процессор: Intel Core i5-2500K «Sandy Bridge» 3.3 ГГц с разгоном до 4500 МГц при напряжении VCore 1.33 В (Turbo Boost отключен);
  • Система охлаждения: Intel BOX;
  • Термоинтерфейс: Arctic Cooling MX-2;
  • Видеокарта: Sapphire Radeon HD 7870 (11199-16-20G);
  • Оперативная память: 2 х 2 Гбайт Corsair Dominator-GT DDR3-2133 ver.7.1 (9-10-9-24; 1.65 В), 1866 МГц с таймингами 8-8-8-24-1T;
  • Дисковая подсистема:
    • SSD KingFast F8M 128 Гбайт (mSATA; JMicron JMF667H + 20 нм MLC 128 Гбит SyncNAND Micron; KFJ09001) установлен в разъем mSATA2 материнской платы – для операционной системы и тестовых приложений;
    • Испытуемый диск подключался к порту SATA 6 Гбит/с на материнской плате, реализованному силами набора системной логики Intel Z77, режим AHCI включен;
  • Блок питания: Corsair HX750W, 750 Ватт;
  • Корпус: открытый стенд.

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:

  • Microsoft Windows 7 SP1 x64 со всеми текущими обновлениями;
  • Драйверы набора контроллера SATA системной логики:
    • Штатный драйвер msahci – для тестирования производительности;
    • Intel Chipset Device Software 9.3.0.1026 и штатный драйвер msahci – тестирование работоспособности DIPM;
  • AMD Catalyst 14.4.

Глобальные настройки операционной системы:

  • Отключены индексация и дефрагментация;
  • Не установлен антивирус;
  • Отключена служба System Restore;
  • Отключен спящий режим, профиль электропитания – «высокая производительность», «отключать диски – никогда»;
  • Файл подкачки отключен;
  • Создание файловой системы стандартными средствами ОС Windows 7 двумя разделами по 35 Гбайт в начале и конце объема, файловая система NTFS, размер кластера – «стандартный», «сжатие файлов» отключено.

В качестве тестового программного обеспечения используются:

  • Futuremark PCMark 7 (тестирование только накопителя, стандартные настройки);
  • AS SSD Benchmark версии 1.7.4739.38088 (тесты Copy-Benchmark ISO, Program и Game);
  • CrystalDiskMark (64bit) версии 3.0.1 (стандартные настройки);
  • Intel NAS Performance Toolkit 1.7.1 (стандартный набор тестов).

Операции с реальными файлами (все операции – в пределах тестируемого носителя):

  • Копирование папки с фотографиями в формате jpeg, размер 1.52 Гбайт (1 634 455 894 байт), 423 файла;
  • Копирование папки с HD-видео (AVC), размер папки 10.3 Гбайт (11 085 980 739 байт), 7 файлов;
  • Копирование папки с музыкальными аудиозаписями в формате mp3, размер папки 1.51 Гбайт (1 631 352 647 байт), 479 файлов;
  • Копирование папки с документами в формате doc, размер папки 1.50 Гбайт (1 614 504 324 байт), 555 файлов;
  • Обработка контейнера mkv при помощи программы MKVToolnix 6.1.0 с удалением всех звуковых дорожек и субтитров (в качестве файла использовался доступный в сети короткометражный анимационный фильм Sintel, в виде файла размером 5.11 Гбайт);
  • Архивация папки с фотографиями и папки с документами в один архив (архиватор 7Zip версии 9.20 x64, тип архива – 7z, без сжатия).

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.

Тестирование производительности

Есть некоторое стремление унифицировать методику тестирования с той, что мы применяем для твердотельных накопителей, однако, в силу некоторой специфики SSHD, некоторые изменения все же имеют место. В частности, из набора тестов будет исключен Crystal Disk Mark в режиме данных, подвергаемых компрессии, а сами тесты будут проводиться дважды – для разных условий разметки. И вот почему: у флеш-памяти и магнитных пластин есть принципиальная разница, обусловленной аппаратной реализацией: доступ ко всем ячейкам внутри микросхемы флеш-памяти практически одинаков, поэтому нет разницы, к какой из них обращаться.

А вот с обращение к секторам на магнитной пластине происходит совершенно иначе. Достаточно вспомнить о том, что мы имеем дело с вращающимся кругом. Поэтому обращение к тем секторам, что расположены по внешнему его краю, занимает меньше времени, чем к тем, что расположены максимально близко к центру. Поэтому если SSD мы будем тестировать один раз, разметив весь объем, то на SSHD и HDD будет создаваться по два раздела размером 35 Гбайт каждый - в самом начале и в самом конце объема. И на графиках, соответственно, будут присутствовать оба случая – как максимальный и минимальный уровни производительности.

Реальная «жизненная» производительность будет где-то между двумя этими крайностями и будет зависеть от того, как размечен накопитель, где располагается (в начале или конце) раздел с файлами, которые используются наиболее часто. Но при условии грамотной разметки (наиболее важные приложения и ПО – в начале, архивные данные – в конце) – будет тяготеть скорее к верхней планке.

Запуск операционной системы и приложений

Традиционный комплекс тестов производительно было решено «разбавить» одним новым тестом.

На эталонном накопителе (в качестве которого, для чистоты эксперимента, было решено взять еще один SSD, а именно – Corsair Neutron GTX 480 Гбайт) создается раздел на 50 Гбайт в начале объема накопителя. Производится установка операционной системы Windows 8.1 x64 (взята свободно доступная ознакомительная версия Windows 8.1 x64 Корпоративная). К операционной системе и приложениям установлены все соответствующие обновления, предлагаемые Windows Update на момент написания данного обзора. Настроен автозапуск следующих приложений:

  • Антивирус Касперского 2015 MR1;
  • Запускается графический редактор GIMP 2.8.14 со штатным набором плагинов и настроек;
  • Запускается MS Excel 2010 с открытием файла электронной таблицы;
  • Запускается MS Word 2010 с открытием одного документа.

Затем снимается эталонный образ, который разворачивается на каждом из тестируемых устройств. Затем производится пять перезагрузок. После чего мы приступаем к замерам среднего времени от старта загрузчика до открытия последнего из файлов. Итоговое число получается также по результатам пяти загрузок.

Небольшой «фокус»: к неудовольствию пользователей, Microsoft внесла изменения в политику работы системы автозапуска и теперь ярлыки из папки «Автозагрузка» открываются с некоторой (довольно заметной задержкой). Решением такой проблемы станет создание в реестре ключа "StartupDelayInMSec" (тип DWORD) со значением 0 по адресу HKEY_CURRENT_USER\Software\Microsoft\Windows\CurrentVersion\Explorer\Serialize.

Запуск Windows 8.1 x64 и приложений, с

Для рассматриваемых Toshiba SSHD на графиках приведены два значения: добавлено время второй перезагрузки после клонирования с эталонного накопителя. Как мы можем видеть, отрыв «устоявшегося состояния» от первоначального значителен. И итоговый результат не слишком сильно отличается от полноценных накопителей на флеш-памяти: 22-23 секунды против 16 секунд. Кстати, стабилизация времени загрузки происходит уже на третьей-четвертой перезагрузке

Но нужно учитывать сам стиль работы: если перезагрузки (и просто загрузки) системы достаточно редки, все необходимые для ускорения процесса запуска операционной системы и приложений данные могут быть вытеснены из кэша. Можно попробовать воспроизвести подобную ситуацию, но в рамках данного обзора это будет слишком трудоемко.

Anvil's Storage Utilities

Пока не решено, в каком стиле будут в дальнейшем подаваться результаты тестов в этом программном пакете, поэтому временно – наглядными скриншотами.

Toshiba SSHD 500 Гбайт (MQ01ABF050H): начало и конец объема.

Toshiba SSHD 1 Тбайт (MQ01ABF100H): начало и конец объема.

SSD Plextor M6S 512 Гбайт (PX-512M6S) и SSD Kingston SSDNow V310 960 Гбайт (SV310S37A/960G).

HDD Toshiba DT01ACA200 2 Тбайт: начало и конец объема.

HDD Toshiba MQ01ABD050 500 Гбайт: начало и конец объема.

HDD Western Digital Purple 4 Тбайт (WD40PURX-64GVNY0).

Futuremark PCMark 7

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.

Score

Windows Defender

Importing pictures

Video editing

Windows Media Center

Adding Music

Starting applications

Gaming

AS SSD Benchmark

Данный комплекс тестов позволяет увидеть скорость операций с файлами внутри одного носителя. Использовалась версия 1.7.4739.38088.

Однако его результативность в отношении гибридных накопителей довольно сомнительна – вмешивается кэширование. Поэтому, чтобы не получить «сферического коня в вакууме», перед запуском тестов дополнительно запускался тест Anvil's Storage Utilities – для «замусоривания» кэша. Однако даже в этом случае результаты не совсем адекватны. Поэтому ориентироваться на них стоит с большой оговоркой.

ISO

Program

Game

CrystalDiskMark (64bit) 3.0.1

Синтетический тест, показывающий чистую производительность устройства. В случае с «гибридом», располагающим дополнительным уровнем кэширования, принято решение провести тесты увеличенным до 4000 Мбайт объемами. Соответственно, производительность полноценных SSD-накопителей, приведенная здесь, для справедливости также фиксировалась при этих настройках.

Последовательное чтение, Мбайт/с

Чтение блоками по 512 Кбайт, Мбайт/с

Чтение блоками по 4 Кбайт, Мбайт/с

Чтение блоками по 4 Кбайт, глубина очереди запросов - 32, Мбайт/с

Последовательная запись, Мбайт/с

Запись блоками по 512 Кбайт, Мбайт/с

Запись блоками по 4 Кбайт, Мбайт/с

Запись блоками по 4 Кбайт, глубина очереди запросов - 32, Мбайт/с

Intel NAS Performance Toolkit 1.7.1

Этот 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/с
Имитация воспроизведения видеофайла HD 720р при помощи Windows Media Player. Доля операций линейного чтения составляет примерно 95%.


2x HD Playback, Мбайт/с
Имитация воспроизведения двух видеофайлов HD 720р одновременно при помощи Windows Media Player. Суммарно доля операций линейного чтения составляет примерно 20%. Однако нагрузка неплохо распараллеливается (если это умеет микропрограмма контроллера накопителя).


4x HD Playback, Мбайт/с
Имитация воспроизведения четырех видеофайлов HD 720р одновременно при помощи Windows Media Player. Суммарно доля операций линейного чтения составляет примерно 10%. Но и здесь нагрузка неплохо распараллеливается (если это умеет микропрограмма контроллера накопителя).


HD Video Record, Мбайт/с
Имитация записи видеопотока в формате HD 720p. Тест полностью линеен. Также «вмешивается» кэширование Windows, поэтому налицо завышение показателей.


HD Playback and Record, Мбайт/с
Имитация одновременной записи и воспроизведения видеопотока в формате HD 720p. Тест неплохо распараллеливается.


Content Creation, Мбайт/с
Имитация работы над видеопроектом. Идет активное чтение и запись со случайным доступом.


Office Productivity, Мбайт/с

Имитация работы с офисными документами. Точно так же, как и в предыдущем тесте, идет активное чтение и запись со случайным доступом.


File copy to NAS, Мбайт/с
Имитация копирования на накопитель крупных (4 Гбайт) файлов, операции блоками 64 Кбайт.


File copy from NAS, Мбайт/с
Имитация чтения с накопителя крупных (4 Гбайт) файлов, операции блоками 64 Кбайт.


Dir copy to NAS, Мбайт/с
Имитация копирования на накопитель множества мелких файлов (126 шт.) небольшого размера (общий объем пакета – 188 Мбайт). Снова «вмешивается» кэширование Windows, поэтому налицо огромное завышение показателей.


Dir copy from NAS, Мбайт/с
Имитация чтения с накопителя множества мелких файлов (126 шт.) небольшого размера (общий объем пакета – 188 Мбайт).


Photo Album, Мбайт/с
Этот тест имитирует работу пользователя с архивом фотографий: открытие папки (169 фотоснимков) объемом 1.29 Гбайт в виде превью.


Операции с различными типами файлов внутри накопителя

Копирование фотографий, с
Меньше – лучше

Копирование HD-видео, с
Меньше – лучше

Копирование аудиозаписей, с
Меньше – лучше

Копирование документов в формате Word 97-2003, с
Меньше – лучше

Микширование mkv, с
Меньше – лучше

Архивация, с
Меньше – лучше

Время доступа при операциях случайного чтения и записи

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, а вот для накопителей на магнитных пластинах он еще очень даже важен. Среднее время доступа при операциях чтения и записи было получено в результате тестирования AS SSD Benchmark версии 1.7.4739.38088.

Тестирование проводилось после трехкратного копирования папки с различными файлами общим объемом 10 Гбайт: для, как минимум, частичного заполнения SSD-буфера - чтобы накопитель демонстрировал не оперативность буфера, а все же обращался и к HDD-части.

Случайное чтение, мс
Меньше – лучше

Случайная запись, мс
Меньше – лучше

Немного лирики

Несколько оторвусь от общепринятых норм. Ну да мне не привыкать нарушать шаблоны и рассказывать о тонкостях, которые частенько оказываются за кадром, как, например, с системными платами бюджетного класса. Либо браться за тестирование необычного «железа», вроде китайской «нонеймовой» оперативной памяти, работающей только на материнских платах под процессоры AMD Socket AM3 и AM3+.

Можно, конечно, забить на все, пробежаться по небольшому набору тестов, многие из которых запускаются разово и затем просто вынести на суд публики некий набор циферок на графиках, отчитавшись перед редактором и представительством производителя, выдавшем образцы на тесты, о сданной статье. И на этом забыть: с глаз долой, как говорится, из сердца вон.

А можно дотошно проводить тесты, перебирая различные варианты настроек, следить за поведением устройства – как оно реагирует и какие выдает результаты, и приходя к совершенно неожиданным для массового потребителя выводам и результатам. Подобное стремление оборачивается форменным кошмаром: фактически нужно выполнять вдвое большое количество различных тестов, что при условии невысокого, в целом, быстродействия, занимает гораздо больше времени.

К чему все это? Да все к тому же: не нужно сразу бросаться сверять результаты, приведенные в данной статье с теми результатами, что приводятся в других обзорах, на многочисленных форумах и в отзывах к товару на сайтах магазинов. Скажу сразу: в большинстве случаев «мои» цифры будут совсем иные, поскольку я постарался учесть специфику того, что оказалось в моих руках, стремясь максимально приблизиться не к «красивым цифрам», а к реальной ситуации. Зачастую значения будут отличаться от тех, что получены при помощи лишь одного бездумного нажатия кнопки «Старт» в том или ином бенчмарке. Особенно это касается «начала» и «конца» объемов, о чем обычно предпочитают скромно умалчивать.

Не проводилось и тестирование уровня энергопотребления. Причина этого более прозаична: для такого измерения нужно обзавестись оборудованием более высокого класса, нежели обычный мультиметр. А все из-за того, что классические HDD обладают иным характером – у них энергопотребление импульсное, а не постоянное, и мультиметр не в состоянии уловить эти импульсы. Поэтому отображаемые им цифры будут отстранены от реальности. Сами же импульсы весьма кратковременны и порождаются работой БМГ (блока магнитных головок), которому требуется изменять свое положение для позиционирования головок над поверхностью магнитной пластины.

Мультиметр – это устройство, предназначенное для работы с постоянными, либо весьма плавно изменяющимися величинами, поэтому в них устанавливаются простые АЦП, которые производят замеры с периодами, исчисляемыми десятыми долями секунд. Ни о какой фиксации всплесков, продолжительностью в несколько миллисекунд и речи быть не может. Не говоря уже о том, что накопители на флеш-памяти, за редким исключением вроде Intel серий DC S*** и 730, питаются от напряжения +5 В, а у HDD питание комбинированное – и от +5 В, и от +12 В.

Заключение

По сравнению с обычными накопителями Toshiba на магнитных пластинах у SSHD налицо прогресс в производительности. Отдельная благодарность за то, что автопарковка отключена – раздражает, не говоря уже о том, что она влияет на производительность и, самое важное, активно сокращает ресурс устройства из-за износа БМГ.

Нужно ли упоминать, что разрыв между SSD и героями обзора очень велик и далеко не в их пользу? Графики красноречиво говорят сами за себя: «гибриды» в состоянии обеспечить лишь некоторый прирост быстродействия, да и тот будет зависеть от специфики алгоритмов кэширования и выполняемой пользователем работы.

Конечно, можно рассмотреть и покупку отдельных SSD и HDD, но:

  • Это морока с установкой (особенно если речь о ноутбуке, да и оптические диски еще не вышли из употребления, а покупка отдельного привода с USB-интерфейсом – лишняя трата денег, возня с проводами и ношением еще одногоустройства);
  • Такая связка работает не так прозрачно для пользователя, которому придется постоянно решать, что и где хранить.

Рассмотренные SSHD Toshiba можно рекомендовать не только для эксплуатации в ноутбуке, но и в обычном настольном ПК, благо все отличие только в форм-факторе (меньшие размеры), а само подключение не потребует каких-либо переходников питания или же интерфейса. Благодаря этому у гибридных накопителей есть определенные перспективы в качестве варианта для экономных пользователей.

I.N.


Выражаем благодарность:

  • Компании Toshiba за предоставленные на тестирование SSHD-накопители Toshiba SSHD 500 Гбайт (MQ01ABF050H) и Toshiba SSHD 1 Тбайт (MQ01ABF100H).