Обзор и тестирование SSD-накопителя Toshiba OCZ TR200 объемом 480 Гбайт: бег на месте

Торговая марка OCZ должна была умереть, ходившие слухи указывали на конец лета – начало осени 2017 года. Однако компания Toshiba решила пока продлить ей жизнь, выпустив еще один накопитель под этим брендом. Насколько удачно новое поколение Trion («TR» – это сокращение от «Trion»), сможет ли наследник повторить успех довольно удачных для своего времени и цены Trion 100 и Trion 150?
2 декабря 2017, суббота 03:00
I.N. для раздела Лаборатория

Оглавление

Вступление

Торговая марка OCZ должна была умереть, ходившие слухи указывали на конец лета – начало осени 2017 года. Однако Toshiba пока решила продлить ей жизнь, выпустив еще один накопитель под этим брендом. Новичок получил наименование Toshiba OCZ TR200.



Насколько удачно новое поколение Trion («TR» – это сокращение от «Trion»), сможет ли наследник повторить успех довольно удачных для своего времени и цены Trion 100 и Trion 150?
Исследуем разгонный потенциал AMD Ryzen 5 1600: тест шести экземпляров ЦП


В марте этого года дебютировали процессоры AMD Ryzen. И по мере обновлений версий программного обеспечения мы в рамках соответствующих обзоров оценивали изменения в платформе, которые в первую очередь затрагивали подсистему памяти. Судя по всему, эпопея с глобальными обновлениями близка с окончанию, платформа «стабилизировалась». Для первого пробного материала-исследования на тест были взяты шесть Ryzen 5 1600.

Обзор SSD Toshiba OCZ TR200

Чуть больше двух лет назад свет увидели первые SSD линейки Trion, они же стали первенцами в сотрудничестве с Phison в выпуске розничных SSD. В них применялся полноценный, на тот момент еще новый, контроллер Phison S10. OCZ Trion 100 не блистал выдающимися показателями быстродействия, однако именно он стал очередным толчком для розницы в сторону снижения цен – на момент релиза накопитель оказался одним из самых дешевых предложений.

Вышедшие спустя несколько месяцев OCZ Trion 150 были небольшой модернизацией: контроллер остался прежним, стал более тонким техпроцесс, по которому изготавливалась флеш-память, были внедрены оптимизации на уровне микропрограммы. В сумме было получено улучшенное быстродействие, особенно за пределами SLC-кэша. И дополнительное снижение цен. Впоследствии OCZ Trion 150 пережил маркетинговую «модернизацию»: в рамках очередного этапа слияния Toshiba и OCZ произошло переименование в Toshiba OCZ TR150. Забавно то, что при этом номинально были ухудшены показатели быстродействия: исходный Trion 150 по характеристикам был идентичен Trion 100, «новый» же TR150 получил меньшие значения IOPS, а в модификации на 480 Гбайт с 530 до 520 Мбайт/с уменьшилась и пиковая скорость линейной записи. К счастью, по уровню ресурса заявленными цифры остались прежними.

К лету этого года Toshiba приготовила очередное поколение Trion, получившее индекс «200». И на этот раз изменения оказались еще глубже: все также используется платформа Phison, но теперь это «безбуферный» (DRAM-Less) контроллер Phison S11, а планарная NAND уступила место новой NAND с вертикальной компоновкой ячеек, причем последнего на данный момент поколения с 64 слоями. Именно последний фактор оказался причиной того, что летом этот накопитель так и не вышел – сказался дефицит флеш-памяти. Объемы производства 64-слойной памяти до сих пор ограничены, а спрос со стороны производителей мобильных устройств и их готовность платить были наоборот столь велики, что Toshiba оказалось выгоднее даже отложить релиз собственного накопителя в некоторый убыток своему имиджу. Причем не нужно думать, что последствия этого кризиса исчерпаны даже сейчас.

Вопреки ожиданиям, рекомендованные цены на TR200 установлены на заметно более высоком уровне ($89.99, $149.99 и $289.99), нежели у TR150 в свое время ($61.99, $117.49 и $229.99), а модификация на 120 Гбайт и вовсе не выпущена.

Модель Trion 100 Trion 150 (TR150) TR200 Trion 100 Trion 150 (TR150) TR200 Trion 100 Trion 150 (TR150) TR200 Trion 100 Trion 150 (TR150) TR200
Контроллер S10 S10   S10 S10 S11 S10 S10 S11 S10 S10 S11
Память 19 nm TLC Toshiba 15 nm TLC Toshiba   19 nm TLC Toshiba 15 nm TLC Toshiba 15 (?) nm TLC 3D Toshiba 19 nm TLC Toshiba 15 nm TLC Toshiba 15 (?) nm TLC 3D Toshiba 19 nm TLC Toshiba 15 nm TLC Toshiba 15 (?) nm TLC 3D Toshiba
Объем 120 Гбайт 240 Гбайт 480 Гбайт 960 Гбайт
Чтение, до, Мбайт/с 550 550 - 550 550 555 550 550 555 550 550 555
Запись, до, Мбайт/с 450 450 - 520 520 540 530 520 540 530 530 540
Производительность на чтении, до, IOPS 79 000 81 000 - 90 000 86 000 79 000 90 000 86 000 82 000 90 000 87 000 81 000
Производительность на записи, до, IOPS 25 000 40 000 - 43 000 73 000 87 000 54 000 83 000 88 000 64 000 83 000 88 000
Рекомендуемый объем записи в день, Гбайт 27 27 - 55 55 55 110 110 110 219 219 219
Ресурс записи, Тбайт 30 30 - 60 60 60 120 120 120 240 240 240

Может быть, более высокая цена оправдывается улучшенными характеристиками? Отнюдь: по уровню быстродействия на мелкоблочных операциях со случайным доступом TR200 уступает даже «ухудшенному» TR150, выросли лишь линейные скорости, да и то – номинально. К счастью, Toshiba не стала затрагивать гарантийный ресурс, попутно накопители по-прежнему сопровождаются трехлетней фирменной гарантией, да и собственный российский сервис RMA пока продолжает работать.

Статус модели

Страница на сайте производителя: Toshiba TR200 Solid State Drive - SATA 6 Gbit/s 2.5-inch SSD.

Цены (на момент публикации): накопитель не поставляется в широкую розницу, некоторые магазины открыли предзаказ, полноценные продажи должны начаться с первой-второй недели декабря 2017 года.

Рекомендованные цены составляют $89.99, $149.99 и $289.99 за модификации объемом 240, 480 и 960 Гбайт.

Упаковка и комплектация

Накопитель по-прежнему попадает в руки пользователю, будучи помещенным самую простейшую бюджетную упаковку: картонная подложка с зафиксированным на ней формой из прозрачного пластика. Какая-либо комплектация (что логично в данном ценовом классе) отсутствует полностью.

Внешний осмотр

Физически накопитель выполнен в корпусе форм-фактора 2.5” 7 мм из алюминиевого сплава и оснащен интерфейсом SATA3.

С тыльной стороны корпуса наклеена привычная в стиле OCZ этикетка с данными о накопителе: наименование, объем, серийный номер, пиковый уровень энергопотребления, заводская версия микрокода и дата производства. Накопитель изготовлен еще в июне, что косвенно показывает, насколько долго TR200 добирался от готовности к производству до серийных поставок.

В остальном вроде бы ничего необычного. Однако опытный взгляд при простейшем осмотре сразу цепляет характерные детали конструкции.

В формовке металлических частей и их сборке в единое целое без особого труда опознается оригинальная конструкция, используемая PTI при изготовлении накопителей Phison по ODM-контракту.

В свое время именно PTI приобрела производственные мощности OCZ при банкротстве последней, тогда как интеллектуальная собственность и торговая марка OCZ достались Toshiba. Попутно PTI выполняет работы по упаковке части флеш-памяти Toshiba. Иными словами, подобное открытие не является чем-то неожиданным: в реальности Toshiba OCZ TR200 изготовляется не Toshiba. Вскрытие накопителя показывает, что внутри также скрывается эталонный дизайн Phison.

Укороченная печатная плата фиксируется внутри корпуса с помощью выступов-зажимов, а на контроллере размещена термопрокладка. Микросхема контроллера перемаркирована и несет собственное обозначение Toshiba - Toshiba TC58NC1010. Toshiba очень близкий партнер PTI и Phison (а попутно является крупным акционером последней), а потому имеет право на подобные уступки.

Сам по себе Phison S11 – типичный ультрабюджетный контроллер, получившийся путем значительного упрощения Phison S10: от четырех исходных ARM-ядер осталось лишь одно, максимальный объем флеш-памяти уменьшился до 1 Тбайт, количество каналов сократилось до двух.

Также, с целью уменьшения себестоимости производства накопителей на его основе, в микросхему контроллера была встроена буферная память DRAM, причем выигрыш получается не только из-за отсутствия необходимости распайки внешней памяти, но и разнице в объемах – встроенный буфер имеет объем лишь 32 Мбайт, тогда как полноценным соотношением DRAM:NAND является 1 Мбайт на 1 Гбайт, а в ряде случаев и устанавливается по 2 Мбайт DRAM на 1 Гбайт NAND. Иначе говоря, микропрограмма накопителя на Phison S11 все время зажата в узких рамках 32 Мбайт. Что, безусловно, соответствующим образом сказывается на производительности.

Еще одной оптимизацией под бюджетный класс стало внедрение поддержки коррекции ошибок LDPC и поддержка 3D V-NAND, которых изначально в S10 не было. Изначально: инженеры Phison смогли доработать S10 и он также обзавелся поддержкой памяти с вертикальной компоновкой – продажи в России таких SSD также начнутся в ближайшее время.

Сопутствует Phison S11 в составе Toshiba OCZ TR200 новая флеш-память Toshiba: в модификации на 480 Гбайт распаяно восемь микросхем Toshiba TH58TFG9T23TA2D, каждая из которых содержит по два кристалла TLC NAND емкостью 256 Гбит каждый с вертикальной компоновкой ячеек (3D V-NAND) производства Toshiba.

Сама по себе такая память не в новинку, мы, например, уже тестировали Kingston SSDNow A400, но разница в том, что там применялась 48-слойная Toshiba BiCS2 NAND, здесь же используется новая 64-слойная версия (Toshiba BiCS3 NAND).

С программной части каких-либо изменений не наблюдается: накопитель все также откликается на стандартные команды и, как и предыдущие накопители Phison-based, без проблем позволяет считывать данные о внутренней конфигурации.

Среди прочего виднеется и стандартное для Phison обозначение версии прошивки – SBFA12.0. Иными словами, перед нами полностью эталонный SSD PTI-Phison, необычность Toshiba OCZ TR200 обусловлена только одной причиной: дефицитом новой 64-слойной флеш-памяти.

В дальнейшем, по мере наращивания объемов полупроводникового производства, у данного накопителя гарантированно появится не один и не два «близнеца», как они были и у Trion 10 , и Trion 150 (он же TR150), и TL100. Впрочем, они уже начали появляться: на восточно-азиатских интернет-ресурсах в последнее время стали мелькать, например, Galax One, которые используют точно такую же связку контроллера и памяти. Отличие лишь в двух моментах: более дешевый пластиковый корпус (соответственно, нет термоинтерфейса) и микросхемы NAND с маркировкой Phison, а не Toshiba (дешевле и, возможно, более низкой градации качества).

Строго говоря, технически Toshiba OCZ TR200 не является последователем Toshiba OCZ TR150, на самом деле это прямое развитие формально младшего Toshiba OCZ TL100 (и идентичного ему Toshiba A100). Между TL100 и TR200 гораздо меньше разницы, чем между TR150 и TR200, используется один и тот же контроллер Phison S11, сменилась лишь память. Линейку попутно «подогнали» под «стандарт» Trion, добавив объемы 480 и 960 Гбайт, которые по маркетинговым соображениям отсутствовали у TL100.

Традиционно отметим, что объем накопителя, доступный для пользователя, указывается в десятичной системе (используется 1 Гбайт равный 1 000 000 000, а не 1 073 741 824 байт), в итоге пользователю доступно 447.13 Гбайт. Разница между реальным объемом в 512 Гбайт и данным значением составляет служебную область и используется микропрограммой контроллера для работы алгоритмов выравнивания износа, в качестве резервного пула для замены вышедших из строя ячеек памяти, хранения контрольных сумм и прочего.

Программная часть

Бедность SMART – привычное явление для накопителей на контроллерах Phison и здесь также нет никаких изменений: всего 9 параметров

Параметры 09 и 0C учитывают количество отработанных часов и включений. Параметр A7 обозначает уход накопителя в режим защиты при износе. A8 ведет учет ошибок интерфейса. A9 отображает количество сбойных блоков флеш-памяти. AD обозначает количество полных перезаписей (есть подозрение, что он не работает: даже после того, как на накопитель в ходе тестов было записано более 3 Тбайт, он остался нулевым). C0 фиксирует количество неожиданных отключений питания. C2 обозначает текущую температуру. F1 фиксирует объем записи, изменение на единицу соответствует 32 Мбайт записанных данных.

С официального сайта Toshiba OCZ можно загрузить фирменное приложение OCZ SSD Utility.

Приложение позволяет увидеть данные о накопителе (наименование, объем, версию микрокода, серийный номер), оценить его состояние (температуру, износ, использование пространства), произвести тесты производительности, выделить дополнительный объем памяти под Over-Provisioning (OP), обновить микрокод (через интернет или из файла),осуществить Secure Erase, создать автономный загрузочный USB-накопитель с OCZ SSD Utility, настроить фоновый мониторинг за накопителем с уведомлениями при каких-то важных событиях и записью их в журнал.

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: 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

  • Материнская плата: Zotac Z77-ITX WiFi (Z77ITX-A-E);
  • Процессор: Intel Celeron G1610 «Ivy Bridge» 2.6 ГГц (штатный режим);
  • Система охлаждения: Titan (точное название неизвестно);
  • Термоинтерфейс: Arctic Cooling MX-2;
  • Видеокарта: интегрированное в центральный процессор видеоядро Intel HD Graphics 2500;
  • Оперативная память: один модуль 4 Гбайт DDR3 (инженерный образец) на частоте 1600 МГц с таймингами 9-9-9-24-1T;
  • Системный накопитель: SSD KingSpec mSATA.6i 64 Гбайт (mSATA; JMicron JMF606 + 20 нм MLC 64 Гбит SyncNAND Intel, SVN474) установлен в mSATA2;
  • Испытуемый накопитель подключается к порту SATA 6 Гбит/с на материнской плате, режим AHCI включен;
  • Блок питания: Corsair HX750W, 750 Ватт;
  • Корпус: открытый стенд.
  • Конфигурация №2: тестирование производительности:

    • Материнская плата: ASRock Z270M-ITX/ac (BIOS P2.00);
    • Процессор: Intel Core i5-7600K «Kaby Lake» работающий на частоте 4500 МГц;
    • Система охлаждения: Arctic Freezer 11 LP;
    • Термоинтерфейс: Arctic Cooling MX-2;
    • Оперативная память: 2 х 4 Гбайт DDR4 (модули - инженерные образцы) на частоте 2533 МГц с таймингами 16-16-16-39;
    • Видеокарта: интегрированное в центральный процессор видеоядро Intel HD Graphics 630;
    • Блок питания: Corsair HX750W мощностью 750 Ватт (незначительно доработан по элементной базе);
    • Системный накопитель: Samsung SM961 128 Гбайт (Samsung Polaris + MLC 3D V-NAND Samsung + CXZ7300Q; обзор);
    • Испытуемый накопитель подключается к порту SATA 6 Гбит/с на материнской плате, режим AHCI включен;
  • Корпус: открытый стенд.
  • Программное обеспечение:

    • Windows 10 x64 Creators Update «Домашняя» (сборка 15063.540) со всеми текущими обновлениями с Windows Update.

    Глобальные настройки операционной системы:

    • Отключены индексация и дефрагментация;
    • Отключен антивирус;
    • Отключена служба System Restore;
    • Отключен спящий режим, профиль электропитания – «высокая производительность», «отключать диски – никогда»;
    • Файл подкачки отключен;
    • Отключена раздача обновлений Windows 10 на другие ПК в сети;
    • Создание файловой системы стандартными средствами ОС Windows одним разделом на весь объем носителя, файловая система NTFS, размер кластера – «стандартный», «сжатие файлов» отключено.

    В качестве тестового программного обеспечения используются:

    • IOMeter версии 1.1.0;
    • Futuremark PCMark 7 (режим «Secondary Storage», стандартные настройки);
    • AS SSD Benchmark версии 1.7.4739.38088;
    • CrystalDiskMark (64bit) версии 3.0.3 (стандартные настройки, тестирование случайными данными).

    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 9.4.2 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 16.04 x64, тип архива – 7z, без сжатия).

    Температурный режим

    На первый взгляд, температурный мониторинг у Toshiba OCZ TR200 не работает вообще, но замеры пирометром показывают, что нагрев и на самом деле практически отсутствует (забегая вперед: быстродействие накопителя настолько невелико, что удивляться тут просто нечему).

    А принудительный прогрев накопителя с помощью фена демонстрирует, что с мониторингом все в порядке.

    Стабильность скоростных характеристик

    Равно как и у классических накопителей на магнитных пластинах (HDD), у накопителей на флеш-памяти имеются свои нюансы, связанные с постоянством показателей быстродействия в различных ситуациях.

    Во-первых, далеко не все накопители могут обеспечивать стабильную скорость записи при сколь-либо продолжительной нагрузке, причем здесь может сказываться как быстродействие контроллера, так и наличие специальных алгоритмов «ускоренной записи» («SLC-режим») и их нюансы. Во-вторых, далеко не все накопители сохраняют свои показатели после того, как они будет переписан весь объем массива флеш-памяти, имеющийся в распоряжении контроллера (особенно снижение скорости записи было свойственно контроллерам SandForce SF-1***/SF-2*** в силу особенностей алгоритмов их работы).

    В-третьих, бывают ситуации, когда накопитель оказывается без поступления на него команды TRIM (например, старый ПК, подключение через USB 3.0 на старых контроллерах, RAID-массивы, работа с базами данных) и тогда важно его микропрограммы задействовать часть резерва под оперативную запись. В-пятых, отличается реакция накопителей на поступление команды TRIM: одни приступают к «сборке мусора» немедленно, другие – откладывают это на периоды простоя. Причем первые тоже длятся на две подгруппы, где одна часть осуществляет операции монопольно, прерывая всякую иную работу и просто переставая откликаться на какие-либо обращения извне, другая осуществляет очистку ячеек памяти от ставших неактуальными данных в фоновом режиме, лишь несколько снижая быстродействие.

    Все эти моменты мы и рассмотрим в порядке перечисления.

    Имитируется работа накопителя в условиях нагрузки, близкой к серверной (непрерывная случайная запись блоками 4 Кбайт по всему объему с глубиной очереди запросов 32) 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 нескольких часов до исчерпания свободного места на накопителе, при этом снимаются показатели быстродействия: синие отметки – ежесекундно, черная линия – усредненное значение с интервалом в 30 секунд. Непрерывная мелкоблочная запись с большой глубиной очереди запросов, да еще при отсутствии TRIM – тип нагрузки, нехарактерный для домашних ПК, но он иллюстрирует то, насколько производительна и стабильна в показателях использованная в тестируемых накопителях аппаратная платформа в целом.

    Здесь мы видим характерный для DRAM-less контроллера разброс показателей моментальной производительности, разброс показателей от 0 до 25000 IOPS. Для бытовой эксплуатации такое поведение может быть допустимым для решения бюджетного класса, но ставит крест на возможности какого-либо профессионального применения данного накопителя.

    На графике мы видим две ярко выраженных и одну слабовыраженную ступени. Первая – это SLC-режим, в «нормальных» условиях в нем пишется чуть меньше 7 Гбайт данных. Вторая ступень – момент перехода накопителя в «устоявшееся состояние», который происходит в момент исчерпания свободных ячеек памяти.

    Теперь мы посмотрим на то, как работают алгоритмы «сборки мусора» (Garbage Collection). На итоговом графике присутствуют скоростные показатели накопителя в четырех ситуациях: состояние «чистого» массива ячеек, 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.

    Более подробный график демонстрирует всю слабость аппаратной платформы безбуферного Phison S11 и TLC 3D V-NAND: накопитель даже в SLC-режиме работает по схеме «приняли некоторый объем данных, ушли в себя, приняли некоторый объем данных, ушли в себя». Судя по всему, в текущей версии микрокода отключен режим Direct to Write (прямой записи в массив флеш-памяти), т.е. накопитель всегда работает в SLC-режиме. Данные принимаются контроллером в SLC-режиме в кэш, затем производится перенос данных из кэша в основной массив памяти, после чего накопитель принимает новую порцию данных опять в кэш, а из кэша производится перенос в основной массив памяти.

    В отсутствии команды TRIM тестируемый Toshiba OCZ TR200 480 Гбайт все-таки может принимать данные на исходной скорости, но происходит это явно за счет SLC-алгоритма и в уменьшенном масштабе – всего 3.1 Гбайт данных. При наличии команды TRIM накопитель умеет поддерживать исходное «заводское» быстродействие.

    На крупноблочной записи поведение накопителей иногда может отличаться от мелкоблочной записи со случайным доступом, а оно тоже может служить критерием выбора. Наглядный пример нагрузки такого рода – копирование крупных файлов силами Проводника Windows.

    Объем данных, которые Toshiba OCZ TR200 480 Гбайт принимает в SLC-режиме на крупноблочной линейной записи, соответствует примерно 1.6-1.7% пользовательского пространства, или порядка 6.8 Гбайт. За пределами SLC-режима накопитель принимает данные со скоростью около 100 Мбайт/с. Реальное копирование файлов подтверждает это:

    Хотя TR200 достался на тестирование лишь в одном объеме, мне известно, что продемонстрированные 100 Мбайт/с не являются характеристикой именно модификации на 480 Гбайт, с аналогичной скоростью пишутся и 240, и 960 Гбайт. Иными словами, производительность на записи за пределами SLC-кэша у Toshiba TR200 не масштабируется от объема.

    Оглянувшись назад, в прошлое, можно вспомнить, что первым накопителям Phison на TLC NAND, где применялся контроллер S10 в сочетании с 19-нм планарной памятью Toshiba (например, тот же OCZ Trion 100), было типично точно такое же ограничение. Исправлено это было лишь в новой ревизии на 15-нм памяти (также TLC NAND от Toshiba). Например, Toshiba OCZ TR150 (он же OCZ Trion 150) пишется со скоростями до 300 Мбайт/с в зависимости от объема. Но увидим ли мы новую ревизию Toshiba TR200, пусть даже под новым именем, с большим быстродействием? Далеко не факт, учитывая то, что давно уже выпускаемые аппаратные конфигурации на S11 с планарной TLC NAND до сих пор пишутся точно также, а с MLC NAND планка ровно вдвое выше – порядка 200 Мбайт/с.

    Таким образом, Toshiba OCZ TR200 может служить файловым хранилищем, но нужно быть готовым, что копировать на него данные зачастую придется дольше, чем на иные HDD. Выигрыш будет только лишь на скорости чтения.

    Происходит удаление данных. Каков процесс? Операционная система ничего не затирает, она просто помечает в файловой таблице, что данные стали неактуальны. Если с HDD такой прием вполне адекватен, т.к. магнитная поверхность просто перезаписывается, то SSD необходимо «знать» об удалении данных – ячейки флеш-памяти нельзя переписать, их сначала нужно очистить. Именно с этой целью в стандарт ATA была включена новая команда, больше известная как TRIM. Подача этой команды сигнализирует микропрограмме накопителя, что размещающиеся по определенным LBA-адресам данные более неактуальны и соответствующие им ячейки памяти можно стереть.

    Сама по себе команда выполняется монопольно, но различается реакция самих накопителей на подачу этой команды. Три основных варианта: полный уход накопителя «в себя», снижение быстродействия, отсутствие видимой реакции вообще (накопитель «откладывает» выполнение расчистки «на потом», либо его аппаратное быстродействие настолько велико, что хватает и на фоновую расчистку, и на полноценное обслуживание запросов извне).

    Спокойно копируем файлы, попутно удаляем ненужные и тут накопитель «зависает» на некоторое время.

    Первый из перечисленных вариантов наиболее неприятен: если накопитель является системным, то пользователь не просто случайно увидит резкое падение индикатора процесса копирования до нуля (а если никакого копирования пользователь не запускал, то не заметит и вовсе). Тут могут возникать рывки («фризы») в работе интерфейса операционной системы и приложений.

    Тест выполняется на тестируемом накопителе следующим образом: на накопителе записываются два файла по 8 Гбайт каждый, после паузы в несколько минут запускается линейное чтение с записью лога (показания фиксируются с интервалом 0.5 сек) и осуществляется удаление файлов. Возникающие задержки фиксируется в записываемом логе, из которого затем формируется график.

    НА TRIM накопитель реагирует очень даже неплохо: очистка массива занимает примерно 35 секунд и производится в фоновом режиме со снижением скорости, полностью свою работу накопитель практически не останавливает.

    Тестирование производительности

    Рынок твердотельных накопителей на флеш-памяти (SSD), как и практически любой другой – это постоянная гонка за ценой. Даже если какой-то конкретный производитель не стремится в этом участвовать, его заставят это сделать или он просто будет терять в продажах и в итоге уйдет с рынка. Постоянное снижение цен – это непрерывный поиск способов снижения себестоимости конечных устройств. И речь тут идет не об уменьшении техпроцессов, по которым изготавливаются флеш-память и контроллеры – с этим, как правило, большинство участников рынка находятся в примерно равном положении (тут в плюсе больше первый эшелон компаний, о котором мы поговорим ниже). Подразумеваются здесь иные «технические приемы».

    Весь рынок накопителей на флеш-памяти можно условно поделить на четыре эшелона. Производители высшего эшелона, обладающие собственным полупроводниковым производством (Micron, Samsung, Toshiba, WD (SanDisk)) стоят в самом начале цепочки, а потому они не подвержены проблемам с ростом цен на флеш-память в результате ее дефицита (ибо и сами ее изготавливают) и попутно получают возможность проводить отбор, оставляя себе наиболее качественную память.

    В несколько худшем положении находятся компании, имеющие эксклюзивные контракты и партнерство (ADATA, Kingston, PTI, Transcend и ряд других), благодаря чему получают некоторые льготы и скидки, которыми отчасти гасят колебания рынка. Они зачастую приобретают не готовые микросхемы, а «вафли» (промышленные кремниевые пластины) для последующей их резки и сборки в микросхемы собственными силами.

    Третий эшелон – компании, у которых есть собственное производство, но ограниченное рамками простой сборки: готовые микросхемы напаиваются на печатные платы, помещаются в корпус и выпускаются в оптовую или розничную (например, GoodRAM) продажу. Четвертый эшелон – никакого производства нет, готовые изделия закупаются у более высоких эшелонов (ODM/OEM-производство) и просто перепродаются под собственными торговыми маркам (Patriot, PQI, PNY, Silicon Power, SmartBuy и другие).

    Но нужно понимать, что четкого разделения между эшелонами нет, пересечения наблюдаются самые разнообразные. Например, ADATA первое время свои Premier SP920 по факту закупала у Micron (эти накопители даже определялись Crucial Storage Executive как собственные решения Micron). LiteON при наличии собственного производства часть накопителей приобретает у PTI (LiteON MU3). Список примеров можно продолжать.

    В соответствии со своим положением на рынке компании и участвуют в ценовой гонке. Самые верхи – простая смена техпроцессов и регулярное обновление модельного ряда. Самый низ – зачастую тотальный хаос, иной раз образцы (даже с близкой датой сборки на упаковке) в реальности могут быть на разных контроллерах и памяти. А учитывая то, что компании, условно выделенные выше в четвертый эшелон, закупают готовую продукцию, которая доступна всем, а не им конкретно, возникает проблема не только идентификации накопителя как определенной конфигурации на конкретном контроллере и конкретной флеш-памяти, но и как одного из «клонов». Например, GoodRAM CL100, Silicon Power S55, SmartBuy Leap определенных партий могут быть одним и тем же SSD.

    Суммируя с тем, насколько обширная база результатов накоплена нами за последние годы (на данный момент это более четырех сотен записей), приоритет при формировании графиков для конкретной статьи зачастую отдается не моделям как таковым, а аппаратным конфигурациям, результаты которых будут повторимы и для других «клонов». Поэтому каждая строка в графиках содержит не просто наименование устройства, но и краткое описание аппаратной конфигурации.

    Разберем графики на примере.

    В скобках указывается:

    • Контроллер;
    • Тип памяти, техпроцесс, режим работы, 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 и, иногда, дата.

    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 – на тот момент, когда начинался проект, никем даже не предполагалось, что объем накопленных результатов будет столь масштабен, и их учет просто не велся. Да на тот момент вопрос подмены аппаратных «начинок» не стоял столь остро, как сегодня.

    Anvil's Storage Utilities


    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. Версия 1.7.4739.38088. Данный тест может проявлять зависимость от количества оперативной памяти в системе.

    ISO

    Program

    Game

    CrystalDiskMark (64bit) 3.0.3

    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

    Операции с различными типами файлов внутри накопителя

    Состоялся 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.

    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

    По завершении теста накопитель ещё примерно 70 секунд проявляет внутреннюю активность. Судя по всему, в течении этого времени осуществляется консолидация данных, записанных в SLC-режиме. При наличии в системе поддержки DIPM/HIPM сила тока на разъеме SATA Power в простое падает до 0.01 А, т.е. режим «глубокого сна» (он же «DevSleep») в накопителе реализован.

    Заключение

    Как было отмечено, Toshiba OCZ TR200 технически является наследником скорее Toshiba OCZ TL100. И применение новой памяти с вертикальной компоновкой ячеек никак не изменило этого: планка, заданная Toshiba OCZ TR150, не достигнута. К сожалению, Toshiba OCZ TR150 объемом 480 Гбайт тестировать не доводилось, из-за чего прямое сравнение невозможно, но даже по 240 и 960 Гбайт все очевидно. Новинка в ряде случаев проигрывает вдвое менее емкому номинальному предшественнику. Причем не только в синтетических тестах и под интенсивными нагрузками, но и в «бытовых» задачах.

    Технически она уступает предшественнику почти по всем параметрам: вместо полноценного NAND-контроллера используется его сильно урезанная с целью удешевления DRAM-Less модификация, явные признаки неумения прошивки писать в обход SLC-кэша, уменьшился объем места, высвобождаемого в отсутствие команды TRIM. Из положительных моментов можно отметить лишь то, что накопитель «не уходит» в себя при удалении больших объемов данных, отрабатывая команду TRIM, как это делал TR150, а лишь снижает быстродействие, и более низкий уровень энергопотребления (что на самом деле свойственно всем накопителям на Phison S11, никакой революции нет и здесь).

    Но, как это водится, окончательно все точки над «i» может расставить конечная цена в рознице. А с этим пока сложно в силу отсутствия накопителя в сколь-либо широкой продаже, да и первое время ценники могут быть завышенными из-за новизны. Можно лишь отметить, что рекомендованные цены ($89.99, $149.99 и $289.99) схожи с расценками, за которые продаются более быстрые и Crucial MX300 ($93, $150 и $290) и Samsung 850 EVO ($92, $157 и $291), к тому же, предлагающие больший объем пользовательского пространства (275/525/1050 Гбайт и 250/500/1000 Гбайт). Toshiba однозначно есть смысл задуматься над пересмотром своих планов.

    P.S. Уже после проведения всех тестов стал доступен сервер обновлений Toshiba OCZ и от OCZ SSD Utility поступило уведомление о новой версии микрокода SBFA12.2. Было произведено обновление накопителя до нее. На полномасштабное тестирование уже не оставалось времени, но, судя по выборочной проверке, никаких изменений не произошло: прямой записи в NAND не появилось, размер SLC-буфера не увеличился и не уменьшился, скорость линейной записи вне SLC-режима по-прежнему лимитирована планкой ~100 Мбайт/с.

    I.N.


    Выражаем благодарность:

    • Компании Toshiba OCZ за предоставленный на тестирование накопитель Toshiba OCZ TR200 объемом 480 Гбайт;