Героями нового обзора станут два твердотельных накопителя. Первый – малоизвестный, обладающий традиционным для Toshiba зубодробительным и трудновыговариваемым названием. Второй участник – тоже зубодробительный. Но не за счет названия, оно-то как раз простое (Samsung 850 EVO), а за счет уникальной для рынка аппаратной платформы, использующей флеш-память 3D TLC V-NAND.
Итак, благодаря нашему партнеру – компании Регард, перед вами обзор двух SSD объемом 240-256 Гбайт: Toshiba THNSNJ256GCSU и Samsung 850 EVO.
Представим наших новых участников:
Цены указаны на момент написания данного материала.
Компания Toshiba является одним из ведущих производителей флеш-памяти на сегодняшний день – ее продукцию можно встретить под крышкой многих моделей твердотельных накопителей Corsair, Kingston, Seagate, Plextor, Phison и других. При этом у нее есть ассортимент собственных решений, которые ориентированы в основном на корпоративных заказчиков, занимающихся сборкой готовых ПК и промышленного оборудования.
Из чего проистекает совершенно дикая для рядового потребителя система маркировок моделей. К примеру, THNSNH256GBST и THNSNS256GBST: первый основан на контроллере Marvell, а второй – SandForce. Из почти полутора десятков букв в маркировке отличается только одна, а разрыв в реальных потребительских характеристиках очень значителен. А еще есть обозначения вида THNSNH***EZSWA, THNSNH***EZSTA и так далее.
И все это благополучно попадает на прилавки, хотя официально Toshiba поставляет в розницу только две модели – Q Series (старое название – HG5d) и Q Series Pro. И вариантов поставки только два, при этом оба коробочные: базовый, где накопитель упакован в пакет-«дутик», а к нему прилагается несколько буклетов и пластиковая утолщающая рамка, и расширенный PC Upgrade Kit, в который добавлен адаптер SATA-USB, установочный адаптер-переходник 2.5"-3.5", шлейф SATA и прочее.
Взятый на тест накопитель THNSNJ256GCSU является еще одним ОЕМ-продуктом Toshiba без общедоступной информации об использованной аппаратной платформе и характеристиках, но, тем не менее, продающимся в обычных магазинах. Именно такой и попал к нам в лабораторию. Разумеется, без какой-либо упаковки и комплектации.
Внешний вид устройства можно считать оригинальным фирменным дизайном компании: в розничной продаже больше нет ни одного SSD с аналогичным оформлением. Среди кучи безликих одинаковых корпусов здесь просто бальзам на душу для человека, который не первый год занимается компьютерами, ибо дизайн решений Toshiba напоминает уже давно вышедшие из массового обращения флоппи-приводы. Ностальгия.
На обратной стороне «твердотельника» наклеена этикетка, из которой можно почерпнуть информацию, например, о версии микропрограммы.
Но за этой оригинальностью скрывается не самая радостная картина: Toshiba, обладая мощной инженерной и производственными базами, на сегодняшний день является единственным производителем флеш-памяти, не располагающим собственным контроллером NAND-памяти. Злая ирония: когда-то руководство компании не оценило перспектив флеш-памяти, и Фудзио Масуоке, создавшему ее, пришлось искать спонсоров не в стенах родной лаборатории, а вне оных.
Точно в такой же ситуации Toshiba затем оказалась и с контроллерами. В итоге она и поныне вынуждена довольствоваться сторонними разработками, в роли которых выступают Marvell, JMicron и SandForce. Но подход компании не лишен оригинальности и здесь: лицензируются только документация и сопутствующие патенты. Затем инженеры Toshiba вносят свои доработки, снабжают собственными версиями микропрограмм и выпускают в готовом виде, но исключительно под свои нужды.
Таковым является и рассматриваемый THNSNJ256GCSU объемом 256 Гбайт:
Сопутствующий микросхемам флеш-памяти контроллер несет свою собственную маркировку и лишен внешней микросхемы буферной памяти DRAM. Тем не менее, перед нами контроллер Marvell.
Еще одной доработкой инженеров Toshiba стало то, что контроллер и память работают в двух режимах: быстром и медленном. Суть первого заключается в том, что данные на накопителе пишутся по одному биту в каждую ячейку (его иногда называют режимом «псевдо-SLC») с увеличенной скоростью до того момента, пока не будет исчерпана половина свободного места. После чего диск резко переключается в обычный режим, попутно начиная приводить в порядок те ячейки, куда была записана информация в «ускоренном» режиме.
Быстрый режим записи всегда лимитирован лишь объемом свободного пользовательского пространства. К примеру, если на накопителе свободно 30 Гбайт, то 15 будут записаны именно в первом режиме. Нужно понимать, что такой эффект проявляется только при непрерывной записи данных. Поэтому в обычном пользовательском режиме объем записываемых «одной большой порцией» данных редко превышает даже один гигабайт, переключение в медленный режим происходить попросту не будет, а саморасчистка будет выполняться в фоновом режиме, незаметно для пользователя.
В кои-то веки Toshiba, наконец, выпустила собственное программное обеспечение для обслуживания ее накопителей. Хотя функциональность этого программного пакета оставляет желать лучшего.
Интерфейс – только англоязычный, встроенная справка – в отдельном файле pdf, функция обновления микропрограммы контроллера отсутствует. Пользователь может выделить дополнительное место для повышения быстродействия (Overprovising), выполнить очистку накопителя (Secure Erase) и просмотреть SMART. Доступно создание загрузочного флеш-накопителя – также для выполнения Secure Erase.
Но при этом объем установочного файла данного программного пакета составляет аж 401 Мбайт (желающие могут убедиться лично).
А вот Samsung отнеслась к разработкам продукции на основе флеш-памяти более серьезно и на данный момент является единственным производителем, который может изготовить твердотельный накопитель исключительно собственными силами, благо располагает собственным производством флеш-памяти, контроллеров, DRAM-памяти и всего остального.
Летом прошлого года компания замахнулась на звание безусловного технологического лидера в производстве твердотельных накопителей и представила линейку 850 Pro. А затем в декабре последовал выход 850 EVO.
Накопитель поставляется в относительно некрупной коробке белого цвета.
А вот взгляд на содержимое коробки заставит улыбнуться.
Если два буклета (на снимке в самом низу, под гарантийной карточкой) отпечатаны типографским способом, то все остальное – черно-белый лазерный принтер. Да еще и вырезано, судя по всему, ножницами. Привет 1990-м!
Помимо такого подхода, который, надеюсь, в дальнейшем все же сменится нормальной полиграфией, в комплекте прилагается компакт-диск с фирменным ПО Samsung Magician. Кстати, можно отметить исчезновение из комплекта наклеек с логотипом Samsung на системный блок.
Перед нами привычный металлический корпус с глянцевым покрытием под гласасфальт со скосами на гранях. Если 840 EVO был светлым, то здесь – темный, почти черный тон.
С обратной стороны наклеена информационная наклейка, из которой можно почерпнуть лишь общую информацию о модели, прочей полезной информации об устройстве нет. Даже версия микропрограммы, зашитой на заводе, здесь не указана (хотя на нерозничных моделях Samsung это делает).
Винты, скрепляющие дно и крышку, как это повелось еще в 840-м семействе, свободны лишь частично, а частично скрыты под этикеткой. Однако само число винтов сократилось до двух.
Под крышкой скрывается контроллер Samsung MGX и TLC 3D V-NAND, работающая в режиме Toggle Mode и выполненная с соблюдением норм 40 нм техпроцесса, сам контроллер сопровождается микросхемой буферной памяти LPDDR2-1066 объемом 512 Мбайт.
TLC – эта аббревиатура стала очередной страшилкой для пользователей, однако нужно учитывать, что в данном случае используется довольно «крупный» 40 нм техпроцесс, поэтому ресурс, по крайней мере, в теории должен быть выше, нежели у 840 EVO.
Никуда не делась и фирменная технология, получившая название TurboWrite – все тот же режим «псевдо-SLC», о котором говорилось выше. Но за исключением одной особенности: здесь объем данных, который может быть записан в таком режиме, четко фиксирован в зависимости от объема – равно как и у 840 EVO.
Мало того, здесь присутствует даже некоторое ухудшение: если у 840 EVO размер этого буфера составлял от 9 Гбайт у SSD объемом 120 и 250 Гбайт до 36 Гбайт у SSD объемом 1 Тбайт, то у 850 EVO всего лишь 3 (у моделей на 120 и 250 Гбайт), 6 (модель на 500 Гбайт) и 12 Гбайт (у терабайтной модели). Соответственно, лишь в пределах от 3 до 12 Гбайт запись данных будет происходить быстро. Затем скорость резко падает. Однако достаточно убрать нагрузку и дать накопителю «передышку» буквально на несколько секунд, как режим ускоренной записи снова включится.
Также сохранилась поддержка технологии кэширования Rapid Mode, когда данные сохраняются сначала в специальный буфер в оперативной памяти (помимо буфера в самом накопителе) и только затем уже передаются по интерфейсу SATA. Мы его уже как-то рассматривали, повторяться особо нет смысла, поскольку никаких принципиальных изменений здесь не произошло.
Samsung 850 EVO прекрасно работает с фирменным приложением Samsung Magician.
Пользователю доступен просмотр характеристик устройства (можно проверить оригинальность накопителя Samsung) и его состояния (износ и SMART).
Кроме того, можно протестировать уровень быстродействия, вручную отправить команду TRIM (полезно для операционных систем без поддержки этой инструкции), обновить микропрограмму напрямую с сайта Samsung, выделить дополнительный объем под резерв контроллера (Over Provisioning), провести полную очистку SSD с помощью подачи команды Secure Erase (а также создать загрузочный накопитель специально для этой цели), активировать режим кэширования Rapid Mode, включить встроенное шифрование.
Программа сопровождается встроенной справочной системой, переведенной на различные языки, в том числе и русский.
В микропрограмме Samsung 840 EVO и 850 EVO заложено несколько различных алгоритмов кэширования. Возникает один интересный в своей сути вопрос: а каково их влияние на практическую сторону жизни? Посмотрим на 850 EVO подробнее.
На самом деле все довольно просто: все так называемые бенчмарки работают по очень простой схеме «записал и тут же прочитал». Если говорить более понятно, то любое приложение, производящее тесты, создает какие-то свои файлы и затем с ними работает. Поэтому фактически может случиться так, что мы, запустив, тест, получим не реальные рабочие показатели, а скорости буфера, которые, естественно, выше.
К сожалению, я не обладаю достойным уровнем знаний в редактировании программного кода, поэтому мне пришлось обратиться за помощью к одному из опытных участников конференции, который и помог найти решение. А сам эксперимент ставился на известном бесплатном приложении Crystal Disk Mark, которое выложено его разработчиком не только в виде скомпилированных файлов .exe, но и в виде исходных кодов, которые можно изменять по своему усмотрению.
Итак, для начала мы запустим оригинальный Crystal Disk Mark и посмотрим на то, что он нам выдаст. Стандартные настройки: пять проходов по 1000 Мбайт каждый.
Великолепные цифры, не правда ли? Как на линейных чтении и записи, так и на случайных операциях с мелкими блоками. Почти 47 Мбайт/с на случайном чтении – подобное не может выдать ни один розничный SSD-накопитель (кстати говоря, даже 850 Pro показывает только 37-38 Мбайт/с). Перед нами истинный бестселлер всех времен и народов?
Подозрение в том, что на деле что-то не так, возникает, когда мы наращиваем размер тестового паттерна до 4000 Мбайт.
Уже 41 Мбайт/с – сразу отминусовалось 13 процентов. Нет, результат очень хороший, но уже отнюдь не уникальный: даже накопители на базе считающегося среди обычных пользователей медленным контроллера SandForce SF-2281 способны выдавать схожие показатели на чтении. Не все модели, конечно, а лишь некоторые. Но способны.
Почему так происходит? Очевидно потому что увеличенный до 4000 Мбайт тестовый паттерн (который физически представляет собой одиночный файл, внутри которого и происходят все операции) перестает помещаться в буфер контроллера. Но все же часть его туда влезает и влияет на средние показатели, поэтому полученные результаты не совсем корректны с точки зрения «честности» измерения. Таким образом, наша задача формулируется достаточно просто: нужно, чтобы Crystal Disk Mark производил замеры чтения не сразу после того, как тестовый файл был создан, а через некоторое время и после дополнительных нагрузок на накопитель, чтобы буфер был заполнен другими данными. Именно так мы добьемся условий, максимально приближенных к реальным.
Моим добровольным помощником (который просил не называть его) был взят исходный код Crystal Disk Mark и в него были внесены изменения таким образом, чтобы соответствовать нашей задаче, которая описана выше. И новый алгоритм таков:
И таким образом – для каждого из тестов (и на чтение, и на запись).
В итоге мы должны получить значения скоростей, значительно более близкие к реальности, нежели при запуске базовой версии Crystal Disk Mark. Наша модифицированная версия при идентичных оригинальной версии Crystal Disk Mark настройках выдает те же показатели, а вот дальше…
И надо сказать, результаты по операциям случайного чтения одиночными блоками 4 Кбайт значительно отличаются от тех, что наблюдались ранее. Причем дополнительное ужесточение условий теста не приводит к каким-либо серьезным изменениям. Другие значения остаются практически неизменными. И это объяснимо: «бутылочным горлышком» здесь является контроллер накопителя и интерфейс SATA 6 Гбит/с – сам массив флеш-памяти вполне способен на большее (типичной иллюстрацией могут быть, к примеру, Plextor M6e и Plextor M5 Pro, которые, основываясь на одной и той же памяти, обеспечивают разные скоростные показатели).
Таким образом, можно сделать следующий вывод: без оптимизаций не обошлось и буфер действительно существует. Он влияет на показатели, но значение его должно быть не слишком значительно. Хотя более точно мы это проверить не сможем, из-за закрытости или сложности (нецелесообразности) правки исходного кода других тестов.
Поэтому тестирование 850 EVO будет проходить по стандартной методике, но при рассмотрении результатов стоит помнить, что в реальной жизни показатели будут несколько ниже.
Сводная таблица спецификаций всех участников данного тестирования.
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 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.
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 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. Данный тест может проявлять зависимость от количества оперативной памяти в системе.
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.
Режим тестирования случайными данными, не подвергаемых компрессии
На накопитель записывается файл размером 1000 Мбайт, состоящий из случайных практически не поддающихся компрессии данных. Результат теста – среднее значение по итогам пяти линейных проходов чтения.
Последовательное чтение Мбайт/сНа накопитель записывается файл размером 1000 Мбайт, состоящий из случайных практически не поддающихся компрессии данных. Результат теста – среднее значение по итогам пяти проходов чтения случайным доступом блоками 512 Кбайт. Глубина очереди запросов – 1.
Чтение блоками по 512 Кбайт, Мбайт/сНа накопитель записывается файл размером 1000 Мбайт, состоящий из случайных практически не поддающихся компрессии данных. Результат теста – среднее значение по итогам пяти проходов чтения случайным доступом блоками 4 Кбайт. Глубина очереди запросов – 1.
Чтение блоками по 4 Кбайт, Мбайт/сНа накопитель записывается файл размером 1000 Мбайт, состоящий из случайных практически не поддающихся компрессии данных. Результат теста – среднее значение по итогам пяти проходов чтения случайным доступом блоками 4 Кбайт. Глубина очереди запросов – 32.
Чтение блоками по 4 Кбайт, глубина очереди запросов - 32, Мбайт/сНа накопитель записывается файл размером 1000 Мбайт, состоящий из случайных практически не поддающихся компрессии данных. Результат теста – среднее значение по итогам пяти линейных проходов записи.
Последовательная запись, Мбайт/сНа накопитель записывается файл размером 1000 Мбайт, состоящий из случайных практически не поддающихся компрессии данных. Результат теста – среднее значение по итогам пяти проходов записи случайным доступом блоками 512 Кбайт. Глубина очереди запросов – 1.
Запись блоками по 512 Кбайт, Мбайт/сНа накопитель записывается файл размером 1000 Мбайт, состоящий из случайных практически не поддающихся компрессии данных. Результат теста – среднее значение по итогам пяти проходов записи случайным доступом блоками 4 Кбайт. Глубина очереди запросов – 1.
Запись блоками по 4 Кбайт, Мбайт/сНа накопитель записывается файл размером 1000 Мбайт, состоящий из случайных практически не поддающихся компрессии данных. Результат теста – среднее значение по итогам пяти проходов записи случайным доступом блоками 4 Кбайт. Глубина очереди запросов – 32.
Запись блоками по 4 Кбайт, глубина очереди запросов – 32, Мбайт/сРежим тестирования данными, подвергаемых компрессии (блоки, состоящие из нулей)
Данный режим показывает идеальную (пиковую) производительность тех накопителей, которые оснащены алгоритмами компрессии. Таковыми являются контроллеры SandForce и микропрограммы к ним.
Техническая суть состоит в том, что зачастую реальные данные неплохо подвергаются компрессии и дедупликации, что требует от контроллера дополнительных вычислительных мощностей. При этом процесс декомпрессии занимает меньшее время, нежели компрессии, что выражается в большем времени доступа на операциях записи отдельных блоков. Дедупликация же (получившая у SandForce название DuraWrite Virtual Capacity, сокращенно – DuraWrite) заключается в создании массива хэшей блоков данных. В дальнейшем микропрограмма сравнивает хэши поступающих на запись данных с уже полученными, и в случае их совпадения не пишет эти блоки, а лишь вносит в таблицу ретранслятора перекрестную ссылку. Более подробно об этом можно прочитать на официальном сайте разработчиков.
Компрессия и дедупликация приводят к тому, что в итоге требуется меньшее число ячеек флеш-памяти и, соответственно, операций записи (по заявлению разработчиков – до трех раз). Высвободившийся при этом объем недоступен пользователю и используется микропрограммой для общего выравнивания износа и экономии ресурса. Последнее также позволяет некоторым производителям в комплекте с контроллерами SandForce использовать более дешевую флеш-память при сохранении общих формально заявленных характеристик на том же уровне (но так поступают не все).
Однако время внесло свои коррективы: для документов, которые лучше всего сжимаются, все большее распространение получают новые форматы вроде OpenOffice.org XML и Office Open XML, которые сами по себе являются zip-архивами, а в целом все большую долю в пользовательских данных занимают не документы, а различные мультимедиа-файлы, которые и так уже закодированы со значительно большей степенью эффективности, нежели это можно реализовать на уровне контроллера NAND. Поэтому актуальность скоростных характеристик при компрессии становится все менее значимой.
Микропрограммы контроллеров Phison компрессию не производят, но, тем не менее, оснащены алгоритмом, анализирующим содержание блоков данных, и в случае если блок пустой (состоит из одних нулей), его запись и считывание из флеш-памяти не производится, а производится лишь внесение пометки о существовании такого блока в таблицу-ретранслятор. Высвобожденными таким образом ячейками микропрограмма оперирует так же, как и у SandForce – для выравнивания износа. Практическая польза здесь будет, например, для программ, предварительно резервирующих место для своей работы (к примеру, торрент-клиенты при соответствующих настройках прописывают весь предполагаемый объем файла, занимая под него место в файловой системе, и лишь затем начинают его загрузку).
Микропрограммы широко распространенных контроллеров LAMD, Marvell, Samsung, SanDisk и Silicon Motion вышеперечисленными алгоритмами не располагают, а потому запись и чтение происходит идентично работе со случайными данными.
На накопитель записывается файл размером 1000 Мбайт. Результат теста – среднее значение по итогам пяти линейных проходов чтения.
Последовательное чтение Мбайт/сНа накопитель записывается файл размером 1000 Мбайт. Результат теста – среднее значение по итогам пяти проходов чтения случайным доступом блоками 512 Кбайт. Глубина очереди запросов – 1.
Чтение блоками по 512 Кбайт, Мбайт/сНа накопитель записывается файл размером 1000 Мбайт. Результат теста – среднее значение по итогам пяти проходов чтения случайным доступом блоками 4 Кбайт. Глубина очереди запросов – 1.
Чтение блоками по 4 Кбайт, Мбайт/сНа накопитель записывается файл размером 1000 Мбайт. Результат теста – среднее значение по итогам пяти проходов чтения случайным доступом блоками 4 Кбайт. Глубина очереди запросов – 32.
Чтение блоками по 4 Кбайт, глубина очереди запросов – 32, Мбайт/сНа накопитель записывается файл размером 1000 Мбайт. Результат теста – среднее значение по итогам пяти линейных проходов записи.
Последовательная запись, Мбайт/сНа накопитель записывается файл размером 1000 Мбайт. Результат теста – среднее значение по итогам пяти проходов записи случайным доступом блоками 512 Кбайт. Глубина очереди запросов – 1.
Запись блоками по 512 Кбайт, Мбайт/сНа накопитель записывается файл размером 1000 Мбайт. Результат теста – среднее значение по итогам пяти проходов записи случайным доступом блоками 4 Кбайт. Глубина очереди запросов – 1.
Запись блоками по 4 Кбайт, Мбайт/сНа накопитель записывается файл размером 1000 Мбайт. Результат теста – среднее значение по итогам пяти проходов записи случайным доступом блоками 4 Кбайт. Глубина очереди запросов – 32.
Запись блоками по 4 Кбайт, глубина очереди запросов - 32, 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/сИмитация 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).
2x HD Playback, Мбайт/сИмитация 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).
4x HD Playback, Мбайт/сИмитация записи видеопотока в формате HD 720p. Тест полностью линеен. Также «вмешивается» кэширование Windows, поэтому налицо завышение показателей.
HD Video Record, Мбайт/сИмитация одновременной записи и воспроизведения видеопотока в формате HD 720p. Тест неплохо распараллеливается.
HD Playback and Record, Мбайт/сИмитация работы над видеопроектом. Идет активное чтение и запись со случайным доступом.
Content Creation, Мбайт/сИмитация работы с офисными документами. Точно так же, как и в предыдущем тесте, идет активное чтение и запись со случайным доступом.
Office Productivity, Мбайт/сИмитация копирования на накопитель крупных (4 Гбайт) файлов, операции блоками 64 Кбайт.
File copy to NAS, Мбайт/сИмитация чтения с накопителя крупных (4 Гбайт) файлов, операции блоками 64 Кбайт.
File copy from NAS, Мбайт/сИмитация копирования на накопитель множества мелких файлов (126 шт.) небольшого размера (общий объем пакета – 188 Мбайт). Снова «вмешивается» кэширование Windows, поэтому налицо завышение показателей.
Dir copy to NAS, Мбайт/сИмитация чтения с накопителя множества мелких файлов (126 шт.) небольшого размера (общий объем пакета – 188 Мбайт).
Dir copy from NAS, Мбайт/сЭтот тест имитирует работу пользователя с архивом фотографий: открытие папки (169 фотоснимков) объемом 1.29 Гбайт в виде превью.
Photo Album, 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.
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.
Вот он, тот самый режим ускоренной записи на половину свободного объема. И поскольку в данном тесте весь накопитель считается пустым, то переключение происходит на середине объема. Точнее – чуть больше. Скорее всего, инженеры Toshiba посредством микропрограммы стали задействовать еще и часть резервной области.
После интенсивной нагрузки скоростные показатели резко проседают, но затем после простоя все приходит в норму – алгоритмы «сборки мусора» работают безукоризненно.
И снова режим ускоренной записи. Но уже на меньшем объеме (в данном случае – 3 Гбайта).
Процесс 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.
Но не следует забывать про скоростные характеристики: накопитель A с скоростью 40 Мбайт/с на записи одного мегабайта данных при энергопотреблении 1 Ватт является более экономичным, чем накопитель Б при скорости 30 Мбайт/с и 0.9 Ватт.
Энергопотребление в простое, ВтОбратил на себя внимание и один неприятный симптом: свист изнутри Samsung 850 EVO. Скорее всего, это особенность конкретного экземпляра, попавшего на тестирование, но, тем не менее, факт: накопитель под интенсивными нагрузками (причем как на чтение, так и на запись) выдавал свое присутствие посторонними звуковыми эффектами. Но данная проблема заметна именно здесь, в обычных тестах вроде PCMark7 или Crystal Disk Mark ничего подобного не наблюдалось.
Все мысли насчет рассмотренного SSD Toshiba укладываются аккурат в один абзац: накопитель быстр на линейных операциях, но уступает флагманам на мелких блоках. Отличия от HG5d (он же Q-Series, он же Q-Series Pro, он же .....EZSWA, он же .....EZSTA, он же .....THNSNH) отсутствуют: та же платформа Marvell, та же флеш-память. Сколько же еще можно плодить клонов, имитируя широкий ассортимент?
Флеш-накопитель – удовольствие изначально не из дешевых. А виной тому – сам принцип хранения данных. Изначально проблему решали все более тонкими техпроцессами, вслед за этим – начали играть с количеством данных, хранимых в одной ячейке (SLC, MLC, TLC). Но вот проблема: чем тоньше техпроцесс, тем хуже удерживается заряд и тем сильнее падает качество хранения данных. Да и само литографическое оборудование дорожает с уменьшением техпроцесса.
Фактически сейчас мы наблюдаем достижение предела привычных для нас инженерных решений – техпроцесс «утончать» уже особо некуда. И «шагнуть в сторону» не получится: QLC (Quad Level Cell; четырехбитная MLC NAND) даже на более «крупных» техпроцессах работает ненадежно (благо инженерные образцы уже давно существуют). Таким образом, уплотнять кристаллы памяти для получения большего объема при меньшей стоимости уже некуда, ни логически, ни физически.
Спасением на нынешнем этапе должна стать 3D V-NAND, с иным внутренним строением. И работоспособными образцами такой памяти обладают уже все производители – IMFT (объединение Micron и Intel), консорциум Toshiba и SanDisk, Samsung (разве что о Hynix ничего не слышно). Но первой вырваться на рынок смогла именно Samsung, именно ей достанутся и все «сливки» (ведь такая память стоит дешевле), и в то же время – все «шишки» (отладка микропрограмм, техпроцесса и прочего).
И пока что Samsung удается удерживать знамя лидера, хотя и ценой ряда жертв в виде обладателей накопителей линейки 840 EVO. Мало того, компания пошла на весьма серьезные репутационные риски, запустив первой в серию линейку моделей 850 Pro, которые являются флагманами компании, а не что-то более скромное. И пока что эти риски оправдываются: по всем тестам, в том числе, и на износ, 850 Pro демонстрируют отличные показатели производительности (хотя и не сильно превышающие оные у 840 Pro) и надежности.
Следующим логическим шагом, разумеется, должен быть выпуск младшей модели, с более демократичным ценником. Как это теперь заведено у Samsung – на TLC NAND, а в данном случае – 3D TLC V-NAND. Аббревиатура «TLC» пугает многих – считается, что такая память менее надежна. Оно действительно так, но ведь и техпроцесс, примененный производителем на данном этапе, отнюдь не самый «тонкий», поэтому ресурс все же должен быть на достойном уровне. А в качестве бонуса выступает тот факт, что инженеры компании пошли на своеобразные оптимизации прошивки, дополнительно повышающие быстродействие, в первую очередь – в различных тестах.
Путем достаточно нехитрого приема мы смогли обойти эти оптимизации и увидеть цифры, более близкие к реальности. Пусть даже и в одном лишь тесте (внести правки в остальные мы не можем, а где-то это просто и не нужно, например, в копировании файлов). Тем не менее, даже такие значения являются весьма достойными и позволяют считать Samsung 850 EVO одним из самых быстрых на сегодняшний день накопителей с интерфейсом SATA 6 Гбит/с. Актуальным остается лишь вопрос стабильности – чтобы не повторилась ситуация, произошедшая с 840 EVO.
Выражаем благодарность:
