| Гонка за снижением себестоимости продолжается, и очередной ее этап – массовое использование так называемых «безбуферных» (DRAM-Less) контроллеров. Их использование позволяет немного сэкономить на пайке и микросхеме DRAM, а также на связанных расходах вроде логистики микросхем памяти к месту производства. Экономия выходит очень незначительной, но она налицо, а в борьбе за содержимое кошелька покупателя все средства хороши. И даже если производитель не хочет связываться с подобными аппаратными платформами, конкуренция вынудит его сделать это. Именно это и произошло с Kingston: компания долгое время изыскивала возможности конкуренции в цене менее радикальными способами, но в конечном итоге все-таки пришла к контроллерам DRAM-less. Kingston A400 – первое такое решение компании, и пока что единственное. Но, может быть, разработчикам удалось подобрать аппаратную конфигурацию так, что в итоге уровень быстродействия не настолько драматичен? Все-таки Kingston – это именно производитель, обладающий инженерными ресурсами и собственным сборочным производством вплоть до резки кремниевых пластин и сборки микросхем флеш-памяти. Благодаря нашему постоянному партнеру – компании Регард, мы проясним данный вопрос на примере двух моделей Kingston SSDNow A400 объемом 120 и 240 Гбайт. |
Обзор и тестирование SSD-накопителя KingSpec P3 120 Гбайт (P3-120): сюрпризы китайского рынка AliExpress, eBay, Taobao… Эти торговые интернет-площадки известны не только более низкими ценами, но и широтой ассортимента различного товара – на что только буйной фантазии хватит. Мало того, среди этого ассортимента попадаются и необычные новинки. Встречаем KingSpec P3: первый массово доступный накопитель на MLC 3D V-NAND, да еще вкупе с новым и пока очень редко встречающимся контроллером Maxiotek MK8115. |
По сообщениям представителей компании, накопители Kingston SSDNow V300 (и их прямой аналог HyperX Fury) должны были снять с производства еще в декабре, но по факту эта линейка до сих пор массово представлена в магазинах (как и HyperX Fury). Продолжают выпускаться и бюджетные Kingston SSDNow UV400, пришедшие в свое время на смену Kingston SSDNow UV300. В итоге сложилась несвойственная для этой компании картина «тесноты» ассортимента: потребителям предлагается одновременно три семейства SSD, относящихся к начальному сегменту рынка – от относительно доступного «имиджевого» HyperX Fury на MLC NAND до бюджетного SSDNow UV400 на TLC NAND.
Новый Kingston SSDNow A400 позиционируется как дальнейшее расширение ассортимента «вниз»: накопители по еще более низкой цене и со сниженными показателями быстродействия. Чтобы максимально снизить себестоимость и конечную цену, вслед за большинством производителей, сделавших это во второй половине 2016 года, Kingston пошла на использование в основе представленных в январе 2017 года SSDNow A400 так называемого «безбуферного» контроллера. Оный Kingston выбрала из ассортимента своего партнера Phison, с которым сотрудничает с давних пор – Phison S11.
Всего в семействе накопителей Kingston SSDNow A400 представлено только три модификации объемом от 120 до 480 Гбайт.
Почему такие небольшие объемы, если в свое время даже для расширения линейки SSDNow V300 был выпущен SSDNow V310 960 Гбайт, и эта планка поддерживается Kingston и поныне, а для корпоративных заказчиков серийно выпускаются SSD и вовсе объемом до 1.92 Тбайт.
Тут чистая экономика: экономия на микросхеме DRAM по мере роста объема постепенно «теряется» на фоне стоимости флеш-памяти – основной доли цены накопителя. В конечном итоге изготовление устройств на DRAM-less контроллере уже в объеме 480 Гбайт теряет значительную часть смысла. И при этом нехватка буферной памяти зачастую сильно ограничивает производительность , а само падение может быть тем сильнее, чем больше объем массива флеш-памяти, находящегося под управлением контроллера.
Свои ограничения накладывает и TLC NAND: память сама по себе медленная; наблюдаемые нами в спецификациях 320-450 Мбайт/с на операциях линейной записи являются пиковыми и достигаются только благодаря SLC-режиму.
Kingston SSDNow A400
Страница на сайте производителя: единая страница Kingston SSDNow A400.
Цены (на момент публикации):
Неожиданно, но факт: на момент публикации данного обзора разница в средневзвешенной цене между 120 и 240 Гбайт в московской рознице практически отсутствовала.
Kingston SSDNow A400, как решение бюджетного класса, поставляется в самом простом варианте упаковке, который никак не защищает накопитель от повреждений при транспортировке.
Перед нами пластиковый блистер на картонной подложке. Какая-либо комплектация отсутствует полностью.
Накопители выполнены в металлических корпусах форм-фактора 2.5" и оснащены интерфейсом SATA 6 Гбит/с.
На нижнюю часть корпуса наклеена этикетка с технической информацией: наименование, объем, пиковый уровень энергопотребления, серийный номер и заводская версия микрокода.
Kingston не была бы собой, если бы не применила излюбленные винты под ключ Torx Tamper Resistant T6, которые неплохо защищают внутренности накопителя от взгляда излишне любопытных пользователей (найти такой ключ в продаже не так просто). Довершает защиту фирменная голографическая пломба Kingston.
Вскрывать накопители мы не станем: во-первых, на данный момент нет возможности, во-вторых – смысла, из-за того, что аппаратная платформа в целом известна, а расставить последние точки над «i» поможет небольшое приложение, написанное участником конференции Overclockers.ru Вадимом vlo Очкиным.
В основе обоих устройств лежит одна и та же флеш-память – восемь и шестнадцать соответственно 15 нм кристаллов TLC NAND производства Toshiba (идентификатор 98:3a:98:a3:76:d1). Полный объем составляет 128 и 256 Гбайт. При этом пользовательский объем традиционно указывается в десятичной системе (используется 1 Гбайт равный 1 000 000 000, а не 1 073 741 824 байт), а потому в реальности пользователю доступно лишь 111.79 и 223.57 Гбайт. Оставшимся объемом микропрограмма контроллера оперирует в служебных целях: для выравнивания износа, в качестве резервного пула для замены вышедших из строя ячеек памяти, хранения контрольных сумм и прочего.
Управляется массив контроллером Phison S11, который изготовлен по техпроцессу 40 нм. Phison S11 является значительно упрощенной версией Phison S10: убрано три из четырех ARM-ядер, количество каналов сократилось с восьми-четырех (существует две версии S10) до двух, а максимально допустимый объем массива флеш-памяти в сравнении с S10 уменьшен вдвое – до 1 Тбайт. Phison S11 не поддерживает внешнюю буферную память (потому он и называется «DRAM-less»), но все же некоторым буфером он обладает: в корпус микросхемы контроллера встроено 32 Мбайт DRAM. Впрочем, Phison S11 не только урезан, его возможности дополнительно развиты: появилась поддержка 3D V-NAND и коррекция ошибок LDCP, которая актуальна для моделей на базе TLC NAND.
Отметим, что схожую аппаратную конфигурацию мы уже тестировали на примере Lite-On MU-3 240 Гбайт. Но отличия все-таки стоит ожидать. Во-первых, в накопителе Lite-On применяется память на основе кристаллов NAND емкостью 256 Гбит. Тогда как в Kingston SSDNow A400 используются NAND на кристаллах емкостью 128 Гбит.
Во-вторых, Kingston по факту единственная на розничном рынке компания, которая самостоятельно собирает устройства на контроллерах Phison, зачастую внося свои правки, тогда как все остальные модели на базе Phison по сути являются клонами эталонных образцов и изготавливаются, по неофициальным данным, PTI.
Раздел SMART у рассматриваемых накопителей довольно обширен – больше двух десятков параметров.
Присутствует учет наработанного времени (09), количества циклов включения/выключения (0C), уровень износа в процентах (E7), объем фактически записанных в NAND данных (E9), что позволяет оценить коэффициент WA, объем записанных и прочитанных данных (F1 и F2; учет идет гигабайтах). Температурный мониторинг рабочий.
Отметим, что параметр E7 изначально равен «100», приход к значению «0» означает исчерпание ресурса, но это не подразумевает однозначный выход из строя – это формальный показатель. Что интересно, экспериментальным путем удалось установить его фактическое значение: 450 циклов перезаписи.
Формально Kingston SSDNow не сопровождается какой-либо программной поддержкой – фирменный пакет Kingston SSD Manager не предлагается к загрузке для данного накопителя. Тем не менее, участников обзора этот пакет распознает, хотя толку от этого мало: возможности пакета чисто информационные.
Также накопители распознаются и собственным приложением Phison – Phison SSD Toolbox.
С помощью CrystalDiskMark (64bit) 3.0.3 в режиме случайных данных производится замер производительности четыре раза:
Таким образом, мы можем узнать, насколько хорошо микропрограмма накопителя справляется с задачей поддержания уровня быстродействия на небольшом объеме одномоментно записываемых и прочитываемых данных – для эксплуатации в бытовых условиях этого достаточно.
Затем производится полная очистка накопителя и запускается тест AIDA64 Disk Benchmark 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 перегрев и какие, возможно, алгоритмы «ускоренной записи» реализованы в микропрограмме.
И в заключение, после подачи команды TRIM на весь объем накопителя, производится тестирование с помощью Iometer:
Температурный режим обоих накопителей отличный: даже при копировании больших объемов данных температура не превышает 42-43 градусов Цельсия.
Устранить проблемы с потерей быстродействия, от которой страдают эталонные накопители на Phison S11 (например, Lite-On MU-3), Kingston не смогла (или не стала): SSDNow A400 не выдерживает интенсивные нагрузки. Причем младшая модификация не восстанавливает быстродействие даже после простоя.
Семейство накопителей Kingston SSDNow A400 является решениями на TLC NAND с реализацией алгоритмов «ускоренной записи» – некоторая часть массива памяти для повышения быстродействия задействуется в SLC-режиме. Объем данных, принимаемых в SLC-режиме, невелик – всего примерно 1.5-2% от пользовательского пространства. В итоге даже модификация на 240 Гбайт способна быстро записать лишь ~3.6 Гбайт.
К тому же, сама скорость записи данных в массив флеш-памяти вне SLC-режима в зависимости от объема растет не в прямой пропорции. К примеру, 120 Гбайт пишутся на скорости ~72 Мбайт/с, а 240 – ~114 Мбайт/с. В эту картину вписывается и тот факт, что Kingston SSDNow A400 на 240 Гбайт в режиме прямой записи в массив памяти оказывается при вдвое большем количестве кристаллов NAND лишь вполовину быстрее Lite-On MU-3 аналогичного объема.
По всей видимости, тут налицо ограничение уже на уровне самого контроллера Phison. А вот объяснения странному поведению у SSDNow A400 на 240 Гбайт в последней трети записи нет.
Скорость копирования крупных файлов примерно соответствует результатам AIDA64:
С показателями быстродействия на мелкоблочной случайной записи типично плохо, как и у прочих накопителей на «безбуферных» контроллерах.
SLC-буфер невелик, а вне него накопители ведут себя непредсказуемым образом: уровень производительности резко меняется в пределах от 0 до 18-28 тысяч IOPS.
Автономные алгоритмы «сборки мусора» (Garbage Collection) как таковые отсутствуют. Накопители могут принять 0.7 и 1.3 Гбайт данных, но это происходит только за счет реализации SLC-режима. Иначе говоря, Kingston SSDNow A400 не приспособлены для работы в условиях отсутствия команды TRIM.
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: ASRock Z270M-ITX/ac, 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». 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. |
Обновляем стенд для тестирования SSD-накопителей: Intel Z77 против Intel Z170, Windows 7 против Windows 10, а также различия между объемами ОЗУ Лаборатория уже долгое время тестирует SSD. Накоплена огромная база результатов, и любое изменение конфигурации может сыграть злую шутку в плане сопоставления разных моделей. Но время идет, и прогресс не стоит на месте. С учетом выхода новых платформ и ОС необходимо полное обновление стенда. Но насколько сильно изменятся результаты производительности твердотельных накопителей? |
Конфигурация №1: тестирование работоспособности энергосберегающего режима DevSleep
Конфигурация №2: тестирование производительности:
Программное обеспечение:
Глобальные настройки операционной системы:
В качестве тестового программного обеспечения используются:
Операции с реальными файлами (все операции – в пределах тестируемого носителя):
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). Некоторые компании и вовсе не чураются полной замены «начинки» на другую. В итоге одного названия накопителя для полноценного сравнения недостаточно, нужно знать конкретную аппаратную конфигурацию, на которой построен данный образец.
Разберем графики на примере.
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/сСостоялся переезд не только на новую конфигурацию тестового стенда, но и новую операционную систему. И с этим переездом возникла проблема в данном наборе тестов: используемая ранее программа TeraCopy в среде Windows 10 показывала неадекватные результаты. Поэтому было решено отказаться от нее.
Отныне тесты на копирование групп файлов будут выполняться силами самой операционной системы. Для этого был написан командный файл, который в автоматическом режиме копирует файлы и фиксирует время, затраченное на выполнение операции, делая минутную паузу между заданиями (для того, чтобы накопители с реализацией SLC-режима могли произвести консолидацию данных и подготовить чистые страницы флеш-памяти – так, как это происходит в реальной эксплуатации). Перед выполнением теста производится дополнительная операция копирования с целью заполнения дискового кэша и минимизации его влияния на результаты тестов.
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, мсПроцесс тестирования происходит в четырех ситуациях:
Прошу обратить внимание: тестируются линейные чтение и запись. В реальности на практике операции чтения и записи весьма редко бывают линейными, поэтому потребление будет «скакать» в промежутках «чтение – поиск данных – запись». Но в целом соотношение между накопителями по уровню энергопотребления останется практически неизменным. Поэтому на показатели, приведенные в таблице, вполне можно ориентироваться.
Но не следует забывать про скоростные характеристики: накопитель A со 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, ВтПосле снятия нагрузки в виде операций записи Kingston SSDNow A400 проявляет некоторые признаки фоновой активности: ток на разъеме SATA Power составляет 0.15-0.28 А.
Реализована и поддержка энергосберегающего режима DevSleep: в системе с поддержкой DIPM сила тока на разъеме SATA Power сокращается до 0.01 А.
Kingston пополнила ассортимент своих накопителей очередным творением Phison. К сожалению – не лучшим. Увы, гонка за себестоимостью заводит рынок иной раз не совсем туда, куда следовало бы. Конечно, нынешние DRAM-less контроллеры заметно лучше предшественников, которые раньше в рознице встречались гораздо реже. Но от этого не шибко легче.
Kingston SSDNow A400 – технически еще не самое плохое, что можно приобрести. Но проблема в цене: за эти деньги можно подобрать целый «веер» более интересных альтернатив на полноценных контроллерах. Даже ходить далеко не надо: Kingston SSDNow UV400. А чуть напрягшись, можно найти за сходную цену Kingston SSDNow V300. Из прочих конкурентов – SmartBuy Revival (не путать с Revival II) и ADATA Premier SP600.
Краткий итог: еще одна новинка начального уровня странной волны второй половины 2016 года с завышенным ценником.
Выражаем благодарность:
