Гонка скоростей – вещь, свойственная развитию рынка бытовой электроники. Производители разгоняют абсолютно все, включая даже ЖК-мониторы. Те пережили 60 Гц, потом 100 Гц, затем 144 Гц, а сейчас говорят уже про 200 Гц…
Накопители информации тоже пережили немало трансформаций и форм-факторов, и аппаратной базы, и интерфейсов. Венцом массового прогресса на сегодняшний день являются модели на флеш-памяти, выполненные в форм-факторе M.2 NGFF, работающие по интерфейсу PCI-Express 3.0 x4 и по протоколу NVMe. Правда, подобные решения пока редки: фактически массовому потребителю доступен только Samsung SM951, да и за ним еще следует «поохотиться».
Но NVMe – это еще пара особенностей: нужен драйвер для операционной системы, а поддержка данного протокола материнскими платами полностью до сих пор не отлажена, о чем можно узнать из описаний регулярно выходящих обновлений BIOS. К счастью, Samsung SM951 представлен в двух модификациях: не только NVMe, но и AHCI. Вот последнюю версию мы и рассмотрим.
Именно гонкой скоростей на протяжении уже многих лет живет компьютерная индустрия. Все быстрее и быстрее – вот лозунг всей ее жизни. И накопители информации это затронуло в полной мере. Кто из читающих эти строки помнит, что еще относительно недавно ПК грузили с магнитофона? Молодое поколение, поди, даже вообще не знает, как выглядит аудиокассета. А дискеты? А перфокарты? Но теперь все это стало историей.
Только за последнюю четверть века свет увидело немало различных форм-факторов и интерфейсов. IDE (он же PATA) в целом наборе версий от 33 до 133 МГц, с широкими стандартными шлейфами, собиравшими тонны пыли и мешавшими циркуляции воздуха, режимами «master|slave»с ручным выставлением перемычек, попившими немало кровушки у пользователей. Затем, уже в начале нашего века, в домашние ПК пришел SATA – компактные узкие шлейфы и никаких «master|slave». В его случае тоже не обошлось без обновлений: SATA, SATA2 и, наконец, нынешний SATA 6 Гбит/с. Соответственно росла и пропускная способность: 150, 300 и 600 Мбайт/с.
Но не зря выше использовалось словосочетание «пропускная способность», а не просто «скорость». Со скоростью-то как раз было туговато: первые жесткие диски с интерфейсом SATA таковыми на самом деле даже не являлись – на печатной плате устанавливался контроллер-конвертер IDE-SATA. Лишь позднее стали получать распространение HDD, контроллер которых изначально поддерживал SATA. Но толку от этого было немного: магнитные пластины – вещь сама по себе не слишком быстрая. В итоге даже линейные скорости чтения и записи росли лишь по мере внедрения магнитных пластин с все большей плотностью, а не ограничивались интерфейсом. Даже сегодня, в 2015 году, мало какой HDD выдаст хотя бы 250 Мбайт/с, несмотря на оснащенность интерфейсом SATA 6 Гбит/с.
Однако во времена SATA2 на массовый рынок стала выходить доселе невиданная диковинка – накопители на флеш-памяти, получившие название «SSD». Первенцы новой архитектуры не отличались ни высоким быстродействием, ни большим объемом, а потому предназначались скорее компьютерным гикам, стремящимся обладать всем новым. А фактор цены дополнительно отсеивал случайно позарившихся и праздно любопытствующих несознательных граждан.
Впрочем, ситуация с ценами и объемами быстро стала меняться в лучшую сторону, попутно начало расти и быстродействие, очень скоро достигнувшее пределов возможностей SATA2 в вопросе пропускной способности. Поначалу ситуацию спасала появившаяся в 2008-м году третья версия интерфейса, поднявшая планку скоростей вдвое, но SSD-накопители оперативно взяли и ее. Достаточно вспомнить модели Plextor M3, появившиеся в конце 2011 года. И на этом все, последние четыре года производители с попеременным успехом отшлифовывают более сложные сценарии: время доступа, многопоточные нагрузки. Однако этим жив не будешь, и они сами себя загнали в ловушку, обещая высокие скорости изначально и с трудом сбывая очередные новинки. А бесконечно разгонять SATA оказалось невозможным.
И тут производители вспомнили про интерфейс PCI-Express, у которого соблазнительно выглядели большая пропускная способность, распространенность и отлаженность. Но велосипед изобретать не стали, а взяли уже готовое: для сегмента мобильных устройств (ноутбуков, планшетов и прочего) был разработан NGFF, впоследствии получивший название M.2, фактически являвший собой простую модернизацию mSATA/mPCIe, а для настольных ПК реализовали SATA-Express, взяв связку двух SATA и добавив к ним еще один шлейф.
В итоге была получена временная широта совместимости: новые SATAe и M.2 содержали линии подключения как PCI-Express, так и SATA. Единственно, что к SATAe можно подключать старые SATA-накопители, а вот для M.2 и mSATA нужен переходник, да и габариты посадочного места под mSATA не всегда такое позволяют. Но переходники существуют, причем обоих типов – и mSATA>>M.2, и M.2>>mSATA.
Нужно понимать, что подобное явление временное: в дальнейшем поддержка SATA исчезнет. Собственно, это уже начинает происходить.
Причем тут наблюдается некоторый казус: производители «настольных» материнских плат недооценили форм-фактор mSATA – ставку на него в свое время сделала лишь Gigabyte, лишь позднее подтянулись Zotac, MSI и ASRock, да и то уже только ближе к дебюту M.2 и не слишком большим числом моделей, если говорить об ATX и mATX. А зря: при том, что модификации SSD-накопителей mSATA стоили, как правило, дороже обычных версий форм-фактора 2.5", они предлагали один неоспоримый плюс – полное отсутствие шлейфов. Если в полноразмерном системном блоке это не так страшно, то в малогабаритном ПК играет немаловажную роль.
С выходом M.2 в широкие массы случилось то, до чего не дожил mSATA: посадочные места под него есть в подавляющем большинстве материнских плат среднего и высшего ценовых диапазонов. Мало того, M.2 можно встретить даже там, где нет SATAe (например, на ASUS H97-Plus и MSI H97 Guard-Pro). В общем, как мы можем видеть, M.2 получил большую поддержку: под него есть и накопители, и сами посадочные места на системных платах. А SATAe… Что SATAe? Даже при наличии соответствующего разъема подключить к нему просто нечего.
Но даже с M.2 не все так просто: по сути подавляющее большинство твердотельных накопителей M.2 под него работают по интерфейсу SATA. Причина этого в том, что PCIe-контроллеры стоят дороже SATA. При этом в погоне за имиджевой составляющей доходило даже до того, что на накопитель устанавливался дополнительный контроллер, преобразующий сигналы SATA в PCIe. Таким, например, является Super Talent NGFF DX1: микросхема-контроллер SATA<>PCI-e ASMedia ASM1061, через которую работает контроллер JMicron JMF667H (SATA 6 Гбит/с). Вообще, ASM1061 используется для реализации дополнительных портов SATA на системных платах. Этот контроллер использует только одну линию PCI-E 2.0 и на линейных операциях чтения/записи с трудом преодолевает порог в 400 Мбайт/с, не дотягиваясь по уровню быстродействия до SATA 6 Гбит/с.
Приведем небольшой список твердотельных накопителей M.2 с интерфейсом PCI-E, которые можно приобрести (название, типоразмер, интерфейс, протокол) в рознице:
| Модель | Характеристики |
Super Talent NGFF DX1 |
M.2, PCI-E 2.0 x1, AHCI (SATA-контроллер JMicron JMF667H + мост ASMedia ASM1061, таким образом, это условный PCI-E) |
| Plextor M6e | M.2, PCI-E 2.0 x2, AHCI |
| Samsung XP941 | M.2, PCI-E 2.0 x4, AHCI |
| LiteON EP1 | M.2, PCI-E 2.0 x4, AHCI |
| Plextor M6e Black Edition | M.2, PCI-E 2.0 x2, AHCI |
| Kingston HyperX Predator | M.2, PCI-E 2.0 x4, AHCI |
| Samsung SM951 AHCI-Edition | M.2, PCI-E 3.0 x4, AHCI |
| Samsung SM951 NVMe-Edition | M.2, PCI-E 3.0 x4, NVMe |
Super Talent NGFF DX1 настолько редок в продаже, что стать его обладателем – задача нетривиальная. LiteON EP1 ориентирован на серверное применение и тоже очень редок в обычной рознице. Samsung XP941 был более доступным решением, но до России не добрался, а потому мы его не тестировали. Остальное же все побывало на нашем тестовом стенде:
Осталось протестировать только Samsung SM951 – самый технологически совершенный и скоростной твердотельный накопитель на сегодняшний день. Одна лишь проблема: официально это решение не предназначено для реализации через розничные торговые сети, что вкупе с ограниченными поставками и высоким интересом со стороны покупателей приводит к определенному дефициту в продаже. Ну а в России он и вовсе недоступен.
Как нам уже известно, Samsung SM951 выпускается в двух версиях: AHCI и NVMe. Самой продвинутой, разумеется, является NVMe, но она редка и стоит дороже. К тому же, с ней связана пара неприятных особенностей: нужен драйвер для операционной системы, а поддержка этого протокола материнскими платами до сих пор не отлажена полностью. С учетом того, что образец первоначально и приоритетно приобретался с целью тестирования материнских плат, причем в Германии, было решено не рисковать возникновением проблем и остановиться на варианте AHCI.
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. И в то же время это производитель полного цикла: от разработки до полупроводникового производства и окончательной сборки. В его распоряжении есть и собственный контроллер, и собственная DRAM, и собственная NAND. На сегодняшний день это единственная компания-производитель SSD, которая полностью независима и использует лишь свои возможности.
Жизнь изрядно потрепала этот WU32163A, но он, кажется, еще полностью рабочий. Сможет ли данный SM951 похвастать тем же в 2032 году?
Samsung SM951 формально не предназначен для розничного потребителя, а потому упаковка полностью зависит от магазина. В моем случае это был простой антистатический пакетик небольших размеров. Комплектация же отсутствует полностью.
Форм-фактор исполнения – M.2 NGFF размерами 22 х 80 мм (иначе говоря, типоразмер 2280). Печатная плата с односторонним монтажом и вся элементная база полностью скрыта наклейкой с информацией о конкретном экземпляре: код продукта, серийный номер, ревизия, версия заводской прошивки, дата производства.
В принципе, все достаточно понятно, кроме одного момента: пять символов в окончании кода продукта – характерный признак OEM-накопителей Samsung. В них кодируется код заказчика, для которого изготовлен данный экземпляр, пять нулей – обезличенная партия.
Напайка всех элементов лишь с одной стороны платы позволяет производителю получить небольшую экономию при изготовлении, однако это выливается в использование микросхем флеш-памяти повышенной емкости и более плотную компоновку элементов на плате. А для конечного пользователя это может означать возникновение локальных перегревов устройства.
Клейкая основа – это всегда негативные последствия для маркировки, которая становится практически нечитаемой.
Роль контроллера играет микросхема SALM058A01-8030 – иначе говоря, контроллер Samsung UBX.
Технически он «общается» с системой посредством четырех линий PCI-Express 3.0 (есть обратная совместимость с PCI-E 2.0 и меньшим числом линий), а в качестве протокола может использовать как NVMe, так и AHCI – соответствующая настройка задается программно на уровне прошивки. Таким образом, Samsung может гибко варьировать характеристики в зависимости от потребностей – просто прописывая в накопители нужную версию прошивки.
Еще одной технической особенностью программной части прошивок является то, что в них отсутствует код, позволяющий устройству быть загрузочным – подобная функциональность, по мнению инженеров Samsung, должна быть реализована на уровне BIOS материнской платы.
Такая техническая тонкость автоматом вычеркивает из списка совместимых почти все материнские платы, основанные на наборах системной логики, выпущенных до Intel Z97/H97 и Intel X99. Что творится в этом случае с платформой AMD, даже представить страшно. Хотя, возможно, последние новинки (вроде MSI 990FXA Gaming, ASUS M5A97 Plus или ASRock Fatal1ty 970 Performance) содержат необходимый дополнительный модуль в своих BIOS. К сожалению, сейчас в моем распоряжении нет ни одной из этих плат, поэтому проверить работоспособность на практике нет возможности.
Ровно в центре печатной платы расположился двухфазный преобразователь питания под управлением ШИМ-контроллера A0M4QD, опознать который не удалось. Компанию ему составляют две микросхемы, для которых обычно применяют название «Dr.Mos» (в едином корпусе размещены два мосфета) – Texas Instruments TI RB8966.
Тут же мы видим микросхему буферной памяти LPDDR3-1600 объемом 256 Мбайт, которую контроллер Samsung UBX использует для временного размещения часто изменяемых служебных данных (таблицы ретранслятора).
Массив флеш-памяти представлен всего двумя микросхемами Samsung K9UKGY8SCD-DCKO.
Необычное решение для розничного рынка SSD-накопителей. Во-первых, это классическая планарная MLC ToggleNAND, изготовленная по 16 нм техпроцессу – в ассортименте Samsung для розницы сейчас присутствуют SSD, использующие только 3D V-NAND. А 16 нм техпроцесс Samsung мы не видели вовсе: последние твердотельные модели этой компании на памяти классической компоновки 840 Pro и 840 EVO использовали 19 нм техпроцесс. Во-вторых, количество кристаллов NAND в каждой из микросхем равно шестнадцати – это много, подобное можно встретить лишь в старых моделях накопителей на 19 нм памяти Toshiba объемом 960 Гбайт – 1 Тбайт в форм-факторе mSATA. Потенциально такая плотная компоновка чревата повышенным нагревом во внутренних слоях микросхем.
Полный реальный объем рассматриваемого Samsung SM951, как несложно подсчитать, 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 доступно только 238.47 Гбайт. Разница между этими числами составляет скрытую область, которая используется микропрограммой контроллера для алгоритмов выравнивания износа и повышения быстродействия, а также в качестве подменного фонда для вышедших из строя в результате износа ячеек.
Сильной стороной решений Samsung является хорошо проработанное и функциональное приложение под названием Samsung Magician. Но из-за нацеленности Samsung SM951 на OEM-сегмент Samsung Magician этот накопитель не опознает вовсе. Все, что доступно – просмотр общей информации и тесты производительности.
Практическая эксплуатация Samsung SM951 выявляет еще один серьезный недостаток – очень сильный нагрев под более-менее серьезными нагрузками:
Собственный встроенный мониторинг, в принципе, вторит показаниям пирометра и тактильным ощущениям:
Но даже и без интенсивных операций чтения-записи эта особенность дает знать о себе:
Даже простое копирование папки Steam объемом 35 Гбайт доводит температуру накопителя до 60-65°C. У меня нет возможности провести полноценную тепловую съемку всего устройства, но если верить показаниям пирометра, самая горячая область приходится на расположение ШИМ-контроллера с маркировкой A0M4QD и размещенную рядом микросхему флеш-памяти. Вторая микросхема флеш-памяти обладает меньшей температурой.
В качестве подстраховки все тесты в ходе написания обзора проводились при направленном обдуве с помощью дополнительного вентилятора.
С помощью CrystalDiskMark (64bit) 3.0.1 в режиме случайных данных проводится замер производительности четыре раза:
Затем проводится 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 проводит 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) проводится тестирование с помощью Iometer.
Накопитель прекрасно справляется с нагрузками, и в бытовых условиях с ним не возникнет никаких проблем (обратите внимание, что скриншоты сняты на PCI-Express 2.0, но на PCI-E 3.0 картина, за исключением более высоких скоростей на линейных операциях, точно такая же).
Теперь посмотрим на то, как именно происходит процесс записи.
Помните, выше говорилось об использовании кристаллов NAND емкостью 64 Гбит? Сделано это не зря: чем их больше, тем выше быстродействие массива в целом (если, конечно, сам контроллер обладает достаточным уровнем производительности). Но даже 32 кристалла не могут обеспечить достаточно высокие скорости для PCI-Express 3.0. Поэтому инженеры Samsung реализовали в SM951 алгоритм ускоренной записи TurboWrite, уже знакомый нам по накопителям 840 EVO и 850 EVO.
Но за одним отличием: TurboWrite работает не в пределах небольшого буфера, а задействует до половины свободного места. А поскольку мы тестируем изначально чистый накопитель, переключение из ускоренного в обычный режим происходит приблизительно на 110 Гбайт – это чуть меньше половины. И в момент переключения появляется разброс показателей моментальной производительности – не очень хороший признак для приложений, требующих постоянные показатели (например, потоковая запись).
В дальнейшем накопитель стабилизируется на уровне всего 10 тысяч IOPS, но затем появляются дополнительные провалы производительности до 5 тысяч IOPS.
Для работы в условиях отсутствия команды TRIM Samsung SM951 не приспособлен вовсе, зато при ее наличии работа алгоритмов «сборки мусора» работает отлично. В этом плане SM951 полностью соответствует другим современным моделям Samsung.
На данный момент в нашей базе, набираемой уже несколько лет, собраны результаты трех с половиной сотен различных моделей и модификаций SSD-накопителей. Но выбрать из них подходящих конкурентов не так просто: большинство из них являются 2.5"-решениями с интерфейсом SATA 6 Гбит/с и соответствующими скоростными характеристиками. О причинах этого уже рассказывалось выше, но, с другой стороны, полезно будет сравнить и с такими решениями тоже: каков прирост быстродействия в сравнении с «классикой»?
Бюджетный класс форм-фактора 2.5" будут представлять:
Флагманский класс форм-фактора 2.5" будут представлять:
Отдельно – RAID-массив нулевого уровня:
Решения форм-фактора M.2 NGFF, оснащенные интерфейсом SATA:
PCI-E SSD:
С подбором конфигурации тестового стенда все не так просто, как может показаться на первый взгляд: третья версия интерфейса PCI-Express уже давно используется в розничных компьютерах, но значительный процент конфигураций работает по принципу «PCI-E 3.0 – только для видеокарты, PCI-E 2.0 – для остального». Поэтому было принято решение для тестов производительности использовать два стенда. Первый – привычный на базе Intel Core i5-2500K и Intel Z77 (PCI-Express 2.0). Второй – новейшая платформа на базе Intel Core i7-6700K и Intel Z170 (PCI-Express 3.0).
Для установки в материнскую плату Gigabyte GA-Z77-DS3H использовался переходник PCI-E x4 > M.2 производства Addonics, в случае ASRock Fatal1ty Z170 Gaming K4 накопитель устанавливался в штатное посадочное место M.2.
Конфигурация №1
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 отопительный 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.
Конфигурация №2
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 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:
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. Этот 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.
Имитация воспроизведения видеофайла HD 720р при помощи Windows Media Player. Доля операций линейного чтения составляет примерно 95%.
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, мсSamsung SM951 действительно быстр и превосходит все остальные модели, в том числе и недавних флагманов, например, Kingston HyperX Predator, а его стоимость вполне сравнима с ними. Показатели героя обзора высоки не только в различных синтетических бенчмарках, даже в реальных операциях (вроде архивирования или пересборки mkv-контейнеров) можно получить выигрыш до четырех-пяти раз. И во многом узким местом является уже не сам накопитель, а его окружение – система.
В «синтетике» же Samsung SM951 способен полностью нагрузить пропускную способность шины PCI-E 3.0 x4. Но нужно понимать один технический факт: даже в новейшем наборе системной логики Intel Z170 общая пропускная способность ограничивается DMI 3.0, которая по сути и есть PCI-E 3.0 x4. А ведь SSD будет отнюдь не в гордом одиночестве: гигабитный сетевой контроллер, SATA-накопители во многих случаях, порты USB – все это тоже отбирает драгоценные мегабайты. Фактически полную отдачу этот накопитель обеспечит только в системах LGA 2011, где есть возможность подключения напрямую к процессору, минуя набор системной логики.
Но за все приходится платить, и в данном случае это повышенный нагрев и ограниченная совместимость. Помимо этого – сложности с приобретением и риск отсутствия гарантии, а также риск повреждения при пересылке. К тому же, SM951 никак не поддерживается Samsung: нет официальных спецификаций, нет комплектации, нет поддержки в приложении Samsung Magician, нет данных о ресурсе. Поэтому выбор не так уж прост и однозначен.
В принципе, эту ситуацию должен исправить недавно анонсированный Samsung 950 Pro, который ожидается в розничной продаже в октябре и является дальнейшим развитием SM951: тот же контроллер, но уже 3D V-NAND и полноценная ориентация на розничного потребителя.
Выражаем благодарность:
