Обзор и тестирование SSD-накопителей Samsung PM863, PM871 и SM843TN объемом 240-256 Гбайт

Как и у любого крупного производителя, ассортимент Samsung не исчерпывается парой-другой широко известных моделей, а исчисляется десятками наименований. CM871, PM851, SM841, PM853T, SV843TN – список можно продолжать. И все это, несмотря на позиционирование «только для сборщиков ПК», отлично обнаруживается в рознице.
8 августа 2015, суббота 03:00
I.N. для раздела Лаборатория

Оглавление

Вступление

SSD Samsung. Какие ассоциации у рядового пользователя возникают в первую очередь? Разумеется, 840 и 850 Evo/Pro и их отменный уровень производительности (да, попутно припомнят спектакль с 840 Evo), а также не самые низкие цены. И на этом, собственно, все.

А ведь Samsung – это один из лидеров рынка твердотельных накопителей по объемам продаж. Попутно компания является и производителем, и технологическим лидером: первой начала массовый выпуск SSD на TLC NAND, первой начала выпуск 3D V-NAND (сначала MLC – 850 Pro, а потом и TLC – 850 Evo), первой выпустила полноправные розничные модели 2.5 SATA 6 Гбит/с объемом 2 Тбайт.

Соответственно, как и у любого другого крупного производителя, у Samsung ассортимент не исчерпывается буквально парой широко известных моделей, а исчисляется десятками наименований. CM871, PM851, SM841, PM853T, SV843 – список можно продолжать. И все это, несмотря на позиционирование «только для сборщиков ПК», отлично обнаруживается в розничной продаже.

А вот с обзорами таких накопителей обычно встает большая проблема: сама компания Samsung, как правило, не предоставляет оные различным обозревателям на тестирование, а спецификации и описание того, что скрыто под крышкой, редко обнаруживаются на просторах всемирной паутины. Покупать наугад – лотерея, ибо встречаются достаточно странные модели типа CM871, которые могут демонстрировать вплоть до 10-30 Мбайт/с на операциях записи.

К счастью, у нас есть доступ к складским запасам нашего партнера, компании Регард, и возможность брать на тестирование самые разнообразные твердотельные накопители, не сталкиваясь с преградами вроде «это для корпоративного заказчика, мы не позиционируем эту модель предназначенной для обычных потребителей, а потому не предоставим на тестирование».

OEM-модели Samsung мы уже тестировали ранее в составе сборных материалов, но данный материал будет посвящен только им.

Участники тестирования

Представим наших нынешних участников:

  • Samsung PM863 240 Гбайт (MZ7LM240HCGR-00003). Примерная цена в московской рознице – около 9 200 рублей;
  • Samsung PM871 256 Гбайт (MZ7LN256HCHP-00000). Примерная цена в московской рознице – около 7 800 рублей;
  • Samsung SM843TN 240 Гбайт (MZ7WD240HCFV-00003). Примерная цена в московской рознице – около 13 700 рублей

Цены указаны на момент написания данного материала.

Ценники, согласитесь, не самые низкие, а энтерпрайз-модель SM843TN и вовсе дороже даже Samsung 850 Pro.

Упаковка и комплектация

Тут говорить не о чем: все три накопителя не сопровождаются какой-либо упаковкой вообще – только само устройство.

Если основные конкуренты SanDisk и Intel упаковывают свои OEM-модели в минималистскую коробку из промышленного картона и антистатический пакет, то Samsung максимально экономит. Впрочем, она не одинока: Toshiba в отношении своей OEM-продукции придерживается аналогичной политики.

Внешний осмотр и аппаратная платформа

Независимо от модели, Samsung использует корпус оригинального дизайна из легкого алюминиевого сплава, выполненный в форм-факторе 2.5” высотой 7 мм. Единственное внешнее отличие от розничных моделей – информационная этикетка (кстати, упрощенная, без декоративных изысков), несущая на себе информацию о наименовании, объеме, серийном номере, энергопотреблении, дате производства и заводской версии микропрограммы, наклеена на верхнюю часть корпуса, а не на нижнюю.

И, соответственно, если в розничных сериях также она играет роль пломбы, здесь никаких ограничений доступа к содержимому нет. За одним лишь исключением: Samsung использует винты под ключ «пятилучевая звездочка». Который, впрочем, найти лишь чуть сложнее, нежели обычный «крест», используемый другими производителями (кроме Kingston с ее Torx Tamper Resistant T6, который в продаже так просто не сыщешь). Не могу сказать, как Samsung относится к любопытству пользователей в такой ситуации, но фактически аккуратно заглянуть под крышку нам ничто не мешает.

Samsung PM863 240 Гбайт (MZ7LM240HCGR-00003)

Компактная печатная плата, которая просто зажимается между выступающими части крышки и дна корпуса.

Используется флеш-память Samsung K9CHGY8S5C. Каждая из микросхем (а с другой стороны печатной платы присутствуют еще две) содержит по 128 Гбит кристалла 32-слойной TLC 3D V-NAND, изготовленной по нормам 40-нм техпроцесса.

Обратите внимание на то, кто перед нами – контроллер Samsung MHX «Mercury» (Samsung S4LP052X01-8030). Тот самый, который используется в недавно выпущенных Samsung 850 Pro и Samsung 850 Evo объемом 2 Тбайт (и только в них: меньшие объемы используют контроллеры MEX и MGX).

Попутно печатная плата оснащена цепочкой конденсаторов, которые обеспечивают сохранность данных в случае неожиданного отключения питания.

Кстати, тест на внимательность: на фотографии можно увидеть «привет» от Samsung 850 Evo.

Samsung PM871 256 Гбайт (MZ7LN256HCHP-00000)

Попробовать вскрыть можно, но кто сказал, что это реально? Увы, иногда случаются нештатные ситуации: данный образец не удалось вскрыть по причине того, что заклинило один из винтов – он не откручивался вообще.

Однако на помощь пришел известный китайский ресурс VR-Zone, а точнее – краткий обзор, размещенный на нем. Как правило, M.2 NGFF и 2.5” используют идентичную аппаратную платформу, отличаться может лишь память (больше/меньше кристаллов скомпоновано в одну микросхему).

Итак, перед нами – аппаратный аналог Samsung 850 Evo: контроллер Samsung MGX (S4LN062X01) и 32-слойная TLC 3D V-NAND, изготовленная по нормам 40-нм техпроцесса (та же, что в рассмотренном выше Samsung PM863).

Samsung SM843TN 240 Гбайт (MZ7WD240HCFV-00003)

Примечательно, но при попытке вскрыть этот накопитель я столкнулся с такой же проблемой: два из четырех винтов закручены намертво. Никогда прежде с вскрытием OEM-моделей накопителей Samsung не возникало сложностей, но, по-видимому, празднику на улице любопытных глаз настал конец.

К счастью, аппаратная платформа SM843TN известна и так: восемь микросхем флеш-памяти, содержащих по четыре кристалла 21 нм 64 Гбит MLC NAND Samsung и работающих в режиме Toggle Mode 2.0 под управлением контроллера Samsung MDX (Samsung S4LN021X01-8030). Имеется защита от незапланированного отключения питания.

Спецификации OEM-накопителей Samsung

Как уже можно было заметить, реальный объем установленной на всех трех накопителях флеш-памяти составляет 256 Гбайт. Но для указания пользовательского объема используется традиционная для накопителей десятичная система счисления (1 Гбайт равен 1 000 000 000, а не 1 073 741 824 байт), поэтому в реальности пользователю доступно только 223.57 (PM863 и Samsung SM843TN) и 238.27 Гбайт (Samsung PM871). Остальной объем составляют недоступную пользователю резервную скрытую область, которая используется для алгоритмов выравнивания износа и повышения быстродействия, а также в качестве подменного фонда для вышедших из строя в результате износа ячеек.

Соберем воедино всю информацию, накопленную нами по накопителям Samsung за последние пару лет.

Модель Контроллер Тип памяти TurboWrite Защита от сбоев питания Аналог среди розничных моделей Обзоры
Samsung PM841 Samsung MDX
S4LN021X01-8030
21 нм Samsung TLC ToggleNAND 64 Гбит
K9CFGY8U5A-CCK0
Нет Нет Samsung 840 (но уступает в производительности) 128 Гбайт
512 Гбайт
Samsung PM841 Samsung MDX
S4LN021X01-8030
21 нм Samsung TLC ToggleNAND 64 Гбит
K9CFGY8U5A-CCK0
Нет Нет Samsung 840 (но уступает в производительности) 120 Гбайт
Samsung SM841 Samsung MDX
S4LN021X01-8030
21 нм Samsung MLC ToggleNAND 64 Гбит
K9HFGY8U5A-CCK0
Нет Нет Samsung 840 Pro (производительность идентична) 128 Гбайт
Samsung PM851 Samsung MEX
S4LN045X01-8030
19 нм Samsung TLC ToggleNAND 128 Гбит
K90KGY8S5M-CCK0
Нет Нет Samsung 840 Evo (но уступает в производительности) 128 Гбайт
256 Гбайт
Samsung PM853T Samsung MEX
S4LN045X01-8030
19 нм Samsung TLC ToggleNAND 128 Гбит
K90KGY8S5M-CCK0
Нет Нет Samsung 840 Evo (но уступает в производительности) 240 Гбайт
Samsung CM871 Samsung S4LN054X02
(лишен внешней буферной памяти)
40 нм Samsung TLC Toggle 3D V-NAND 128 Гбит
K90KGY8S7C
Нет Нет Нет 128 Гбайт

Достаточно несложно заметить, что первая буква в обозначении модели присвоена в соответствии с типом флеш-памяти, в ней используемой: C и P обозначает TLC NAND, S – MLC NAND.

Фирменное программное обеспечение

Программный пакет Samsung Magician широко известен среди пользователей, однако в него заложена поддержка только потребительских моделей твердотельных накопителей Samsung, тогда как OEM-модели просто не опознаются.

Технические характеристики

Сводная таблица спецификаций всех участников данного тестирования.

Параметр Samsung PM863 Samsung PM871 Samsung SM843TN
Объем, Гбайт 240 256 240
Технический код модели MZ7LM240HCGR-00003 MZ7LN256HCHP-00000 MZ7WD240HCFV-00003
Объем, фактически доступный пользователю после создания файловой системы, Гбайт, MBR, NTFS 223.57 238.47 223.57
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 40 нм 128 Гбит TLC 3D V-NAND Samsung, Toggle Mode 2.0 21 нм 64 Гбит MLC NAND Samsung, Toggle Mode 2.0
Контроллер Samsung MHX «Mercury»
(Samsung S4LP052X01-8030)
Samsung MGX
(Samsung S4LN062X01-Y030)
Samsung MDX
(Samsung S4LN021X01-8030)
Версия микропрограммы GXT3303Q EMT0100Q DXM9203Q
Заявленная производителем максимальная скорость чтения, Мбайт/с 520 540* 530
Заявленная производителем максимальная скорость записи, Мбайт/с 245 280* 340
Заявленная производителем максимальная на операциях записи, IOPS 10 000 Нет данных 13 000
Гарантия производителя, лет 3 года, не более 350 Тбайт записанных данных 3 года* 5 лет, не более 1.8 полных перезаписей в сутки
*По данным из неофициальных источников.

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.

Затем производится полная очистка накопителя путем подачи команды Secure Erase, после чего запускается тест Disk Benchmark из состава AIDA64 в режиме «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. Этот тест позволяет нам увидеть, насколько в целом накопитель стабилен, не возникает ли перегрева и какие, возможно, алгоритмы реализованы в микропрограмме.

И в заключение (также после выполнения команды Secure Erase) производится тестирование с помощью Iometer.

  • Имитируется работа накопителя в условиях нагрузки, близкой к серверной (непрерывная случайная запись блоками 4 Кбайт по всему объему с глубиной очереди запросов 34) при отсутствии TRIM. Именно так, к примеру, работают базы данных: создается один или энное число больших файлов, внутри которых выполняются операции чтения/записи, генерации команды TRIM при этом не происходит. Тест проводится непрерывно в течение 2 часов, при этом ежесекундно снимаются показатели быстродействия. Итоги данного теста позволяет нам увидеть возможности подопытного как в «чистом», так и в «использованном» состояниях (достижение состояния «устоявшейся производительности»).
  • По завершении этого теста проделаем еще один, целью которого будет выяснение того, насколько хорошо работают алгоритмы «сборки мусора» (Garbage Collection). На итоговом графике присутствуют скоростные показатели накопителя в четырех ситуациях: состояние «чистого» массива ячеек (после команды Secure Erase), после непрерывной нагрузки в течение двух часов в условиях отсутствия команды TRIM, после простоя 30 минут, которых должно хватить накопителю для отработки внутренних алгоритмов «сборки мусора», после выполнения команды TRIM на весь объем накопителя. Тест также довольно специфический, и его результаты важны для тех, кто нацелен на эксплуатацию в условиях работы без TRIM (старые операционные системы, некоторые RAID-массивы, в качестве внешнего накопителя – через адаптер SATA-USB).

Samsung PM863 240 Гбайт (MZ7LM240HCGR-00003)

Практически никаких претензий: сначала накопитель немного сдает позиции, но после простоя полностью восстанавливает свои показатели до исходных значений.

График линейной записи демонстрирует нам стабильную работу и постоянство скорости на протяжении всего объема.

Практически идеально ровная работа с завидным постоянством моментальной производительности, исчерпание пула свободных ячеек происходит примерно на 230 Гбайт, затем накопитель постепенно входит в устоявшееся состояние на уровне около 15 000 IOPS.

Небольшой сюрприз: в этом накопителе инженеры Samsung все-таки реализовали небольшое задействование скрытого резерва и порядка 2.2 Гбайт можно записать на более высокой скорости. Объем небольшой, да и показатель моментальной производительности идет по плавной ниспадающей, но уже хотя бы что-то.

Samsung PM871 256 Гбайт (MZ7LN256HCHP-00000)

Устойчивость скоростных характеристик просто отличная – накопитель прекрасно справляется с нагрузками, во многом превосходящие по своим объемам среднестатистические пользовательские.

График линейной записи ровный, срабатывания троттлинга в результате перегрева не наблюдается.

Здесь тоже стандартная картина: по мере использования всего свободного пространства (около 240 Гбайт) накопитель резко проседает в уровне быстродействия и постепенно входит в состояние устоявшейся производительности – на уровне 12 000 IOPS. В этом плане Samsung PM871 ничем не отличается от значительной части обычных потребительских моделей твердотельных накопителей среднего ценового класса.

Но стоит отметить хорошую стабильность показателей моментальной производительности – оная колеблется в незначительных пределах.

Автономная сборка мусора отсутствует как класс и микропрограмма не использует резервную область для оперативной записи данных, поэтому в условиях отсутствия TRIM скорость записи даже на небольших объемах будет невелика. Накопитель восстанавливает свои скоростные характеристики только при обязательном поступлении команды TRIM – но делает это идеально.

Samsung SM843TN 240 Гбайт (MZ7WD240HCFV-00003)

Наблюдается некоторый провал на операциях записи крупными блоками, однако в целом ничего критичного и стабильность скоростных характеристик очень достойная.

График линейной записи пользовательского объема ровный, накопитель работает стабильно.

Всего лишь чуть меньше гигабайта данных может записать Samsung SM843TN на полной скорости. Мало, но на безрыбье и рак – рыба. Это лучше, чем совсем ничего.

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-Z77-DS3H, 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 эксплуатации тестовых конфигураций даже системные накопители использованы форм-фактора mSATA и установлены в соответствующие посадочные места на материнских платах, благо они предусмотрены на обеих.

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 посредством специального адаптера M.2>SATA, 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: Thermalright True Spirit 140 Power?;
  • 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.

Ранее мы использовали на основном стенде Intel BOX, однако с недавних пор в набор замеров входит многочасовое тестирование с помощью iometer, а тут еще наступил летний период, в связи с чем стали возникать явления троттлинга из-за перегрева процессора и приходилось организовывать дополнительный обдув. Было принято перейти на эксплуатацию системы охлаждения Thermalright True Spirit 140 Power?. Но, скорее всего, это временно: есть желание подобрать более компактную СО.

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 33 000 (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. Данный 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

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.

Энергопотребление в простое, Вт
Меньше – лучше

Энергопотребление на чтении, Вт
Меньше – лучше

Энергопотребление на записи, Вт
Меньше – лучше

Энергопотребление после записи, Вт
Меньше – лучше

Увы, но Samsung PM863 не поддерживает режим «глубокого сна» (DevSleep), а вот Samsung PM871 и Samsung SM843TN реагируют на наличие поддержки со стороны системы и снижают свое энергопотребление: оное падает ниже 0.01 A.

Заключение

Компания Samsung однозначно делает ставку на флеш-память TLC NAND, причем она настолько уверена в ее ресурсе, что спокойно пускает в корпоративный сектор. А разработка и внедрение 3D V-NAND с вертикальной компоновкой кристаллов позволило дополнительно сократить себестоимость производства. И это несмотря на то, что пришлось «откатиться» к более старым крупным техпроцессам 40 нм. Зато благодаря этому увеличился ресурс.

Интересны ли рядовому пользователю рассмотренные накопители Samsung? Как ни странно, но PM863 и PM871 при определенных условиях могут представлять интерес: их производительность находится на очень хорошем уровне при вполне сопоставимых с конкурирующими решениями ценах. А защитой данных при неожиданном отключении питания (PM863) могут похвастать разве что уже уходящие со сцены некоторые модели Crucial и пока еще попадающиеся ADATA Premier Pro SP920 (суть – переименованные Crucial).

Из актуальных же накопителей сейчас припоминается только Vector 180 (который, кстати, стоит немного дешевле, но демонстрирует лучшее быстродействие в «устоявшемся состоянии», а также лучше приспособлен к работе в «безтримовой» среде). Но не стоит забывать про один минус: все три устройства Samsung относятся к OEM-сегменту и никакой иной гарантии, кроме магазинной (а у последних есть свойство исчезать в небытие или менять юрлицо), покупателю такого SSD не светит.

По сравнению с ними у Samsung SM843TN в борьбе за кошелек рядового покупателя нет никаких перспектив – обыкновенный Samsung 850 Pro с десятилетней гарантией стоит дешевле, при этом предлагает больший доступный объем и чуть более высокое быстродействие в тестах.

I.N.


Выражаем благодарность:

  • Компании Регард за предоставленные на тестирование накопители Samsung PM863, PM871 и SM843TN.