Обзор и тестирование SSD 120-128 Гбайт: Samsung CM871, SanDisk Plus и SanDisk X300

TLC NAND – тип памяти, который пугает многих. Но иные способы удешевления SSD уже практически исчерпаны, а потому он все больше входит в нашу жизнь, как это было в свое время с MLC NAND. Мы отобрали три решения, которые практически не отличаются по цене от моделей на более старом и износостойком типе памяти. Может быть, есть иной смысл в такой покупке?
13 июня 2015, суббота 06:00
I.N. для раздела Лаборатория

Оглавление

Вступление

TLC NAND – тип памяти, который пугает многих. Но иные способы удешевления твердотельных накопителей уже практически исчерпаны, а потому данный тип памяти все больше входит в нашу жизнь, как это было в свое время с MLC NAND.

Мы отобрали три решения двух производителей, которые практически не отличаются по цене от моделей на более старом и износостойком типе памяти. Но, может быть, есть иной смысл в такой покупке? К тому же, о Samsung CM871, SanDisk Plus и SanDisk X300 нет практически никакой информации вообще, а не только об уровне быстродействия.

Итак, благодаря нашему партнеру – компании Регард, перед вами обзор трех твердотельных накопителей объемом 120-128 Гбайт.

Участники тестирования

Представим наших новых участников:

  • Samsung CM871 128 Гбайт (MZ7LF128HCHP). Примерная цена в московской рознице – около 3 700 рублей;
  • SanDisk Plus 120 Гбайт (SDSSDA-120G-G25). Примерная цена в московской рознице – около 3 400 рублей;
  • SanDisk X300 128 Гбайт (SD7SB6S-128G-1122). Примерная цена в московской рознице – около 4 500 рублей.

Цены указаны на момент написания данного материала.

Samsung CM871 128 Гбайт (MZ7LF128HCHP)

Южнокорейский промышленный гигант Samsung является гигантом в прямом смысле этого слова: компания занимает первое место в мире по продажам SSD-накопителей – по разным оценкам от 30 до 40% реализуемых устройств выпущены под этой маркой.

Причем слово «выпущенных» нужно понимать буквально: Samsung не просто «пакует коробочки», а обладает полным циклом, начиная с проектирования и разработки, продолжая полупроводниковым производством и заканчивая окончательной сборкой. В распоряжении компании есть и собственный контроллер, и собственная DRAM, и собственная NAND. Абсолютно все – довольно уникальный случай, ни один другой бренд, выпускающий SSD, не может похвастать чем-либо подобным.

При этом Samsung является и технологическим лидером: первые SSD на TLC NAND, первые SSD на 3D V-NAND, самые продвинутые и быстрые SSD M.2 NGFF. Хотя далеко не всегда у Samsung получалось все гладко (всего одно название скажет все: 840 Evo).

Разумеется, столь значительная доля в отрасли не может быть завоевана исключительно на розничных решениях, тут необходимо активно сотрудничать и с корпоративными заказчиками, и со сборщиками готовых систем. И Samsung выпускает большое число моделей, нацеленных на этот сегмент рынка. Понятно, что специально разрабатывать под него аппаратные платформы особого смысла нет, и на самом деле используются те же контроллеры и флеш-память, а изменения вносятся на программном уровне. Даже если конкретная модель SSD оснащена, к примеру, дополнительной защитой при неожиданном отключении питания, по сути добавляются лишь конденсаторы, да соответствующий контроллер питания вместо обычного.

Но при таких масштабах некоторые OEM-модели естественным образом просачиваются в розничную продажу. И тут возникает проблема: зачастую такие «неофициалы» стоят дешевле, а вот информации о них ноль: их обзоров нет по той простой причине, что сама Samsung не распространяет их среди обозревателей. Знающие лица на форумах редки, сами модели таких накопителей зачастую и вовсе отсутствуют на сайте производителя. Где в итоге черпать информацию – неизвестно.

Поэтому мы, пользуясь уникальной возможностью запускать руку в складские запасы одной российской торговой компании, стараемся хоть как-то восполнить эти пробелы:

Теперь же список протестированных моделей пополнит еще одна: Samsung CM871 объемом 120 Гбайт.

Она входит в OEM-серию, а потому никакой упаковки и тем более комплектации. Только само устройство. CM871 выполнен в металлическом корпусе форм-фактора 2.5" высотой 7 мм и оснащенном интерфейсом SATA 6 Гбит/с.

Если воспользоваться поиском, можно обнаружить, что Samsung CM871 очень часто встречается в розничной продаже. Именно из описаний на сайтах онлайн-магазинов только и остается узнавать его скоростные характеристики, поскольку на сайте Samsung найти продукт не удалось. А характеристики примечательны: если скорости линейных чтения и записи вполне достойны для бюджетной модели (513 Мбайт/с и 136 Мбайт/с соответственно), то уровень производительности на операциях случайного чтения и записи заявлены всего лишь 23 000 и 6 300 IOPS.

Это необычно низкий уровень производительности, среди протестированных ранее SSD Samsung такого еще не встречалось. Даже старый Samsung 840 (первой серии, еще без приставки «Evo» и «Турбо»-режимов) аналогичного объема предлагает соответственно в четыре и пять раз большие показатели.

К счастью, как и другие OEM-модели, Samsung CM871 никак не защищен от несанкционированного вскрытия (кроме необходимости наличия ключа со шлицом «звездочка»), а потому мы можем заглянуть к нему под крышку.

Контроллер Samsung S4LN054X02. Расшифровке маркировка не поддается. Мало того, у него нет внешней буферной памяти – рядом с ним располагается только одна микросхема флеш-памяти.

А вот здесь уже сюрприз: K90KGY8S7C – это TLC 3D V-NAND, используемая в Samsung 850 Evo, в этой микросхеме упаковано восемь кристаллов объемом 128 Гбит каждый.

Крайне компактная печатная плата, отсутствие микросхемы DRAM – перед нами максимально упрощенное решение. Честно говоря, как-то сомнительно выглядит ценник ~$70 – скорее всего, реальная стоимость этого накопителя раза в два ниже.

Версия CM871 не признается фирменным программным комплексом Samsung Magician, что типично для OEM-моделей компании-производителя.

Из всех возможностей Magician доступен лишь тест производительности.

SanDisk X300 128 Гбайт (SD7SB6S-128G-1122) и SanDisk Plus 120 Гбайт (SDSSDA-120G-G25)

SanDisk тоже обладает полупроводниковым производством, но только NAND-памяти, а контроллеры и DRAM ей приходится закупать на стороне. Хотя конечную сборку накопителей компания осуществляет самостоятельно, впрочем, как и разрабатывает микропрограммы к ним. Вполне ожидаемо, что и доля SanDisk заметно меньше: примерно 15-20% рынка или третье место.

Ассортимент моделей твердотельных накопителей, выпускаемых SanDisk, тоже меньше, но в последнее время компания его расширила, выпустив Extreme Pro (с ним мы познакомились в январе), Plus, Ultra II, X300 и X300s (обзор был опубликован в феврале). С Ultra II знакомство еще впереди, а сейчас протестируем Plus и X300.

Обе эти модели фактически являются новым поколением: как и представленное немногим ранее семейство Ultra II, они базируются на TLC NAND, которая ранее не применялась SanDisk в выпускаемых ею SSD.

Интересно, что накопитель X300, несмотря на свою ориентацию на корпоративного заказчика, получил вполне розничную упаковку. В комплекте с ним присутствует пара бумажных буклетов и утолщающая рамка, позволяющая устанавливать устройство в посадочное место, рассчитанное на высоту корпуса 9.5 мм

Оба накопителя выполнены в металлических корпусах с пластиковой крышкой. Форм-фактор – 2.5" 7 мм.

При этом SanDisk Plus попался в клееном варианте. При всем интересе к используемому контроллеру, ломать устройство я не решился. Позднее, уже после публикации статьи, вскрытие произведено. Для этого потребовалось произвести надрез канцелярским ножом по всему периметру корпуса и затем аккуратно разъединить хитрую систему пластиковых защёлок.

В основе SanDisk Plus лежит сверхбюджетный контроллер Silicon Motion SM2246XT, лишённый внешней микросхемы буферной памяти, и микросхем флеш-памяти с неизвестной маркировкой, предположительно, 19-нм MLC A19 NAND SanDisk.

А вот с X300 дело проще: обычные винты, спрятанные под этикеткой.

Компактная печатная плата. Термоинтерфейс.

Контроллер Marvell 88SS9190. Массив флеш-памяти набран памятью TLC NAND: кристаллы памяти, работающие в режиме Toggle Mode 2.0, изготовлены по второму поколению (A19) 19 нм техпроцесса, разрабатываемому SanDisk и Toshiba.

Фирменный алгоритм SanDisk nCache никуда не делся, а даже дорос до версии 2.0. Его суть заключается в том, что часть объема каждого кристалла флеш-памяти резервируется, и затем используются в SLC-режиме, когда запись данных происходит по одному биту в ячейку. Данный режим является более щадящим по отношению к флеш-памяти и позволяет экономить ее ресурс, что особенно актуально при использовании TLC NAND.

Какими размерностями блоков данных оперирует чаще всего операционная система и приложения? Не меньше половины операций у типичного домашнего пользователя (не берем в расчет поклонников торрентов – их не так много, да и держат они обычно свои архивы на классических HDD – и места больше, и оно дешевле) происходит с блоками размером 4 Кбайт.

А устройство флеш-памяти таково, что ей намного удобнее работать с большими блоками. На небольших блоках контроллеру порой приходится выполнять объем записи больший, нежели размер блоков (растет коэффициент Write Amplification), из-за чего ресурс памяти тратится быстрее, чем хотелось бы как пользователю, так и производителю.

И вот тут в дело вступает nCache, которая отвечает за группировку мелких блоков в крупные и упорядочивание потока данных к такому виду, чтобы обмен с основным массивом флеш-памяти происходил выровненными страницами. Таким образом в значительной мере нивелируется проблема роста WA. А вторым «полезным» фактором является то, что попутно повышается быстродействие SSD в операциях с мелкими блоками и случайным доступом. Но размер этого буфера сам по себе невелик.

Для обслуживания своих накопителей SanDisk предлагает программный пакет SSD Dashboard с очень обширным набором возможностей (но под стать возможностям и его объем: установочный файл доступной на момент тестирования версии 1.4.0 занимает почти 130 Мбайт, что очень много для приложения такого рода).

Приводится общая информация о накопителе, мониторинг нагрузки, управление включением и отключением команды TRIM (если сама операционная система ее поддерживает), обновление микропрограммы, полная очистка устройства. Помимо этого, можно установить и запустить три дополнительных приложения:

  • Антивирус TrendMicro;
  • Программу клонирования накопителей Apricorn;
  • Приложение Absolute LoJack, которое встраивается в систему и позволяет удаленно заблокировать доступ к компьютеру/ноутбуку и произвести удаление данных с накопителя в случае кражи. Ограничений лишь два: злоумышленник должен выйти в сеть с краденой системы и, судя по всему, BIOS материнской платы должен поддерживать возможность интеграции дополнительных модулей-закладок.

SanDisk, в отличие от Samsung, не накладывает искусственных ограничений: определяются все накопители компании, независимо от их предназначения.

Технические характеристики

Сводная таблица спецификаций всех участников данного тестирования.

Параметр Samsung CM871 SanDisk Plus SanDisk X300
Объем, Гбайт 128 120 120
Технический код модели MZ7LF128HCHP SDSSDA-120G-G25 SD7SB6S-128G-1122
Объем, фактически доступный пользователю после создания файловой системы, Гбайт, MBR, NTFS 119.24 111.79 111.79
Информация, сообщаемая диагностической программой CrystalDiskInfo
Форм-фактор, дюймы / высота корпуса, мм 2.5" / 7 2.5" / 7 2.5" / 7
Интерфейс подключения SATA 6 Гбит/с SATA 6 Гбит/с SATA 6 Гбит/с
Тип памяти, интерфейс памяти 40 нм 128 Гбит TLC 3D V-NAND Samsung, Toggle Mode 2.0 19 нм TLC A19 NAND SanDisk, Toggle Mode 2.0 19 нм TLC A19 NAND SanDisk, Toggle Mode 2.0
Контроллер Samsung S4LN054X02 Silicon Motion SM2246XT Marvell 88SS9190
Версия микропрограммы FXT0101Q Z22000RL X3510000
Заявленная производителем максимальная скорость чтения, Мбайт/с 513* 520 520
Заявленная производителем максимальная скорость записи, Мбайт/с 136* 180 415
Заявленная производителем максимальная скорость записи, IOPS 6 200* Нет данных 40 000
Гарантия производителя, лет Нет данных Нет данных Нет данных
*По неофициальным данным.

Тестовый стенд и ПО

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

  • Материнская плата: Zotac Z77-ITX WiFi (Z77ITX-A-E);
  • Процессор: Intel Celeron G1610 «Ivy Bridge» 2.6 ГГц (штатный режим);
  • Система охлаждения: Titan;
  • Термоинтерфейс: Arctic Cooling MX-2;
  • Видеокарта: интегрированное в центральный процессор видеоядро Intel HD Graphics 2500;
  • Оперативная память: 2 х 2 Гбайт Crucial DDR3-1333 (9-9-9-24), работающая на частоте 1600 МГц с таймингами 9-9-9-24-1T;
  • Дисковая подсистема:
    • SSD KingSpec mSATA.6i 64 Гбайт (mSATA; JMicron JMF606 + 20 нм MLC 64 Гбит SyncNAND Intel, SVN474) установлен в mSATA2 – для операционной системы и тестовых приложений;
    • Испытуемый накопитель подключался к порту SATA 6 Гбит/с на материнской плате, режим AHCI включен;
  • Блок питания: Corsair HX750W, 750 Ватт;
  • Корпус: открытый стенд.

Конфигурация №2: тестирование производительности

  • Материнская плата Gigabyte GA-Z77-DS3H rev. 1.1 (BIOS версии F9);
  • 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: интегрированное в центральный процессор видеоядро Intel HD Graphics 2500;
  • Оперативная память: 2 х 2 Гбайт Corsair Dominator-GT DDR3-2133 ver.7.1 (9-10-9-24; 1.65 В), работающая на частоте 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, 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 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.

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 одним разделом на весь объем носителя, файловая система NTFS, размер кластера – «стандартный», «сжатие файлов» отключено.

В качестве тестового программного обеспечения используются:

  • Futuremark PCMark 7 (тестирование только носителя, 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

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:

  • Контроллер;
  • Техпроцесс, режим работы памяти и ее производитель (в том случае, если производитель один, а упаковщик другой, то указывается «упаковщик/производитель», например, «Spectek/Micron»);
  • Идентификатор конфигурации памяти и контроллера (актуально для SandForce);
  • Версия микропрограммы, с которой проводилось тестирование.

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.

Anvil's Storage Utilities

1 Гбайт.

4 Гбайт.

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 бенчмарк позволяет увидеть скорость операций с файлами внутри одного носителя. Использовалась версия 1.7.4739.38088. Этот тест может проявлять зависимость от количества оперативной памяти в системе.

ISO

Program

Game

CrystalDiskMark (64bit) 3.0.1

Это 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/с

На 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/с

На 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/с

На 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/с

На 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/с

На 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/с

На 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/с

На 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/с

Режим 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/с

На 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/с

На 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/с

На 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/с

На накопитель записывается файл размером 1000 Мбайт. Результат теста – среднее значение по итогам пяти линейных проходов записи.

Последовательная запись, Мбайт/с

На 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/с

На 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/с

На 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/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.

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

HD Video 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).

2x 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).

4x HD Playback, Мбайт/с

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

HD Video Record, Мбайт/с

Имитация одновременной записи и воспроизведения видеопотока в формате HD 720p. Тест неплохо распараллеливается.

HD Playback and Record, Мбайт/с

Имитация работы над видеопроектом. Идет активное чтение и запись со случайным доступом.

Content Creation, Мбайт/с

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

Office Productivity, Мбайт/с

Имитация копирования на накопитель крупных (4 Гбайт) файлов, операции блоками 64 Кбайт.

File copy to NAS, Мбайт/с

Имитация чтения с накопителя крупных (4 Гбайт) файлов, операции блоками 64 Кбайт.

File copy from 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 завышение показателей.

Dir copy to NAS, Мбайт/с

Имитация чтения с накопителя множества мелких файлов (126 шт.) небольшого размера (общий объем пакета – 188 Мбайт).

Dir copy from NAS, Мбайт/с

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

Photo Album, Мбайт/с

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. Среднее время доступа при операциях чтения и записи было получено в результате тестирования AS SSD Benchmark версии 1.7.4739.38088.

Случайное чтение, мс
Меньше – лучше

Случайная запись, мс
Меньше – лучше

Стабильность скоростных характеристик

С помощью CrystalDiskMark (64bit) 3.0.1 в режиме случайных данных производится замер производительности четыре раза:

  • Изначальное состояние нового накопителя («нулевое» состояние);
  • После проведения всего цикла тестов происходит заполнение диска пользовательскими данными из предыдущего раздела статьи (с файлами word, фотоснимками, аудио- и видеозаписями), таким образом, чтобы суммарный объем записанных данных был не менее трехкратного общего объема накопителя;
  • Тридцатиминутный простой, в течение которого не производится каких-либо операций с SSD – для работы фоновых функций накопителя по уборке «мусора»;
  • Выполнение команды TRIM силами операционной системы.

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.

Samsung CM871 128 Гбайт (MZ7LF128HCHP)

Со скоростными характеристиками совсем скромно, мало того, накопитель демонстрирует явную зависимость оных и от своего состояния.

Нет никаких признаков режима «ускоренной записи», иначе говоря, алгоритма TurboWrite, который реализован в розничных моделях Samsung на памяти TLC NAND: запись полностью линейна. Кстати, можно заметить, что график неровный, тогда как обычно он больше похож на прямую линию.

SanDisk Plus 120 Гбайт (SDSSDA-120G-G25)

Здесь все достаточно неплохо. Пусть изначально накопитель и сдает позиции, но затем он возвращается к исходным показателям.

Тест в AIDA64 провести не удалось – на любые попытки запустить тест на запись, программа сообщала об ошибке.

SanDisk X300 128 Гбайт (SD7SB6S-128G-1122)

Довольно интересное явление: накопитель утрачивает часть скоростных характеристик и в дальнейшем не восстанавливает их. Подобное поведение очень сильно напоминает схожие проблемы, с которыми столкнулась SanDisk немногим больше года назад. По второму кругу и тем же граблям, но теперь с TLC NAND?

И в этом случае тест в AIDA64 отсутствует – на любые попытки запустить тест на запись, программа сообщала об ошибке.

Уровень энергопотребления накопителей

Процесс тестирования происходит в четырех ситуациях:

  • В «нулевом» состоянии;
  • Запущен тест диска в AIDA64 в режиме линейного чтения всего накопителя;
  • Запущен тест диска в AIDA64 в режиме линейной записи всего накопителя;
  • Первая минута после завершения теста AIDA64 на линейную запись (как показывает практика, некоторые накопители после завершения теста в течение небольшого промежутка времени продолжают фоновые операции по «сборке мусора»).

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.

Поскольку тестовый образец SanDisk Plus некорректно работал с тестом AIDA64, в его случае режимы чтения и записи имитировались с помощью Crystal Disk Mark.

Энергопотребление в простое, Вт
Меньше – лучше

Энергопотребление на чтении, Вт
Меньше – лучше

Энергопотребление на записи, Вт
Меньше – лучше

Энергопотребление после записи, Вт
Меньше – лучше

Заключение

Не всякий Samsung полезен – такой вывод можно сделать из данного теста. Скромные возможности CM871 оказались сюрпризом и для меня самого – я рассчитывал на большее. Невольно возникают ассоциации с «безымянной» моделью из ассортимента продукции SanDisk – примерно та же картина.

Что касается представителей SanDisk, то от них тоже осталось скорее разочарование. У нас есть яркий пример Samsung: накопители на памяти TLC NAND обладают заведомо меньшим ресурсом, однако компания сделала так, что ее 840 Evo и 850 Evo стоят дешевле 840 Pro и 850 Pro, и при этом уровень их производительности вполне достойный, зачастую не хуже серии Pro. Таким образом, потребитель четко понимает: он берет более дешевую и менее надежную память, но это компенсируется хорошими скоростными показателями и сниженной ценой.

А что SanDisk? Серия Ultra – низкий уровень быстродействия и TLC NAND. Но за ценник такой модели можно подобрать чуть более быструю альтернативу и память MLC NAND. Версия X300 – это вообще за гранью разума: за меньшую сумму можно приобрести Samsung 840 Evo. Либо обратить свое внимание на Crucial MX100, ADATA Premier Pro SP920, Transcend SSD370 и еще целый ряд накопителей – быстродействие схоже, ценник ниже, а память – более долговечная MLC NAND.

I.N.


Выражаем благодарность:

  • Компании Регард за предоставленные на тестирование накопители Samsung CM871, SanDisk Plus и SanDisk X300.