| С интерфейса SATA 6 Гбит/с производители выжали практически все, что только можно – учитывая современные технические возможности и себестоимость. Но продавать-то накопители надо и так, чтобы соблазнять к покупке не только тех, у кого их нет, но и пользователей, уже обладающих SSD – на новый «апгрейд». С этой целью на потребительский рынок выводится новый тип моделей с интерфейсом PCI-Express: для четырех линий PCI-Express 3.0 здесь уже не 600 Мбайт/с, а почти 4 Гбайт/с (конечно, это общая пропускная способность, практическая же, с учетом кодирования, меньше).
Однако возникли две проблемы. Во-первых, PCIe-контроллеры сложнее и, как следствие, дороже. Во-вторых (что проистекает из первого), у них более серьезный нагрев. В-третьих, в полный рост встал вопрос производительности: пропускная способность PCIe 3.0 x4 намного выше SATA 6 Гбит/с, разработчикам эталонных платформ просто не удавалось обеспечить необходимый уровень быстродействия собственных контроллеров. В ход пошли два приема. В спецификациях стали указывать уровень быстродействия накопителей в многопоточной нагрузке (контроллеры, применяемые в современных PCIe SSD, содержат в своей основе минимум пару вычислительных ядер, и такая нагрузка просто распараллеливается) и напирать на сам факт использования NVMe и PCI-Express 3.0 (при этом последний, с целью снижения себестоимости, иной раз урезая с четырех линий до двух). В итоге подавляющее большинство PCIe SSD выглядит бледно: при «up to 3200 Mb/sec» в реальности накопитель отдает файлы с грехом пополам на 1200-1600 Мбайт/с (а можно вспомнить Realtek RTS5760, который в объеме 120 Гбайт и вовсе с трудом добирается до 600 Мбайт/с) – ну практически нет задач в обычных бытовых ПК, нуждающихся в линейном чтении с большой глубиной очереди запросов и/или в несколько потоков одновременно. Фактически единственными моделями, которые могут в реальности демонстрировать при простых нагрузках высокие скорости, оказались SSD Samsung. «Samsung и все остальные» – именно так обстоит ситуация на рынке: у большинства компаний, предлагающих SSD, на самом деле нет ресурсов для их разработки – слишком дорогое это удовольствие. А потому многие модели SSD являются клонами одного и того же решения, приобретенного у исходного разработчика в виде документации, контроллера и прошивки к нему (а в случае Phison это и вовсе готовое изделие, на которое клеится соответствующая этикетка). Например, Corsair Force MP500, Corsair Neutron NX500, Patriot Hellfire, Apacer Z280, Team Group P30 являются одним и тем же устройством на базе Phison E7 в связке с 15 нм 128 Гбит MLC NAND Toshiba, а ADATA XPG Gammix S10, ADATA XPG SX7000 и Intel 600p – Silicon Motion SM2260 и 384 Гбит TLC 3D 32L V-NAND Intel/Micron. И таковых разработчиков всего четыре: Silicon Motion, Phison, Marvell и (с недавних пор) Realtek. Некоторое время назад Silicon Motion выпустила в серию новое поколение контроллеров для SSD. Для PCI-E-решений это SM2263XT и SM2262, нацеленные на ультрабюджетный и средний сегменты. С обоими мы уже познакомились ранее, но в малообъемных вариантах, что дает слабое представление о возможностях контроллеров – медленный массив NAND с малым параллелизмом. Сегодня мы устраним этот недосмотр в отношении SM2262, благо на тестирование попала пара образцов объемом 480 и 960 Гбайт. Отличительная особенность подопытных в том, что они имеют «чистопородное китайское» происхождение – это образцы не ADATA, Intel, Micron и тому подобных «грандов», а продукт производства локального китайского производителя (имя которого оставим за кадром), максимально близкий к эталонному – такому, каким задумали его инженеры Silicon Motion. И схожими или близкими мы увидим новые модели SSD компаний уровня Silicon Power, Team, KingSpec, Intenso, Corsair, PQI, SmartBuy и прочих – тут уж кто решит пополнить ассортимент такими решениями. |
Обзор и тестирование SSD-накопителя KingSpec NE-120 объемом 120 Гбайт (NE-120): дешевле, еще дешевле!
Современная экономика – это беспрестанная гонка за снижением себестоимости. И постоянная смена «начинки» в различных SSD стала обыденностью. Но в процессе «обновлений» меняются характеристики моделей, причем иной раз до такой степени, что можно говорить о факте реализации принципиально разных решений. Мы регулярно публикуем обзоры, посвященные «тихим апгрейдам», и данный тест относится к их числу. |
Об упаковке и комплектации говорить не приходится – образцы прибыли в обычном антистатическом пакете. Компании, которые в итоге будут перепродавать эти накопители под своей торговой маркой, вольны выбирать «обвес» (начиная с упаковки и заканчивая адаптерами для установки в обычные слоты PCI-Express) совершенно самостоятельно на свой вкус.
Оба экземпляра выполнены на печатной плате с двусторонним монтажом элементов, все места по NAND и DRAM задействуются в полном составе – используются микросхемы различной емкости.
Новый Silicon Motion SM2262 является модернизацией своего откровенно неудачного предшественника под именем SM2260, который известен нам по, например, Intel 600p.
Вопрос лишь в том, насколько она глубокая.
Физически это так и осталась микросхема, построенная на базе двухъядерного ARM-процессора в упаковке TFBGA размерами 18 на 16 мм с 472-мя выводами и восьмиканальным подключением NAND, а также внешним интерфейсом PCI-Express 3.0 x4. Рабочая температура по-прежнему находится в пределах от 0 до 70 градусов Цельсия. Уровни энергопотребления неизменны.
Иначе говоря, на физическом уровне SM2262 сохраняет полную обратную совместимость с SM2260. Но к сохраненной поддержке DDR3 в качестве буферной памяти добавлена возможность установки DDR4 – именно так: контроллер не относится к классу ультрабюджетных – ему сопутствует буферная память из расчета 1 Мбайт DRAM на 1 Гбайт NAND (хотя в теории этот объем можно удвоить для дополнительного улучшения быстродействия).
В остальном новый контроллер заметно усовершенствовался: логический интерфейс NVMe «дорос» до версии 1.3, скорости чтения/записи увеличились с 2400/1000 Мбайт/с до 3500/1900-3000 Мбайт/с, а уровень быстродействия – со 120/140 тысяч IOPS до 370-420/300-420 тысяч IOPS.
Использованы микросхемы с маркировкой «BW29F1T08EMHAF» и «BW29F2T08EWHAF», несколько отличающейся от общепринятой. Легкий поиск по сети данной маркировки моментально выводит нас на продукцию HP: HP EX900 и HP EX920. Причем если говорить о HP EX920, то визуально он совершенно идентичен нашему образцу на 960 Гбайт, изменена лишь маркировка на теплораспределительной крышке контроллера.
Причина появления такой маркировки проста: приобретение памяти в виде промышленных кремниевых пластин, самостоятельная их резка и упаковка полученных кристаллов обходятся дешевле покупки готовой продукции. И не в последнюю очередь из-за того, что в ходе производственного тестирования можно допускать иное соотношение битых ячеек, уровни рабочих напряжений и иных характеристик. В итоге сторонний сборщик может уменьшить долю выбраковки и тем самым обеспечить больший выход годной продукции с того же количества исходных кремниевых пластин, нежели допускают исходные производители типа Micron. Обычный прием, применяемый компаниями вроде ADATA, Kingston, Transcend и других. Несколько утешает то, что именно эта память используется HP в «брендированных» под ее торговую марку изделиях. А значит, с большой долей вероятности, уровень ее качества не такой уж низкий.
По факту перед нами новая 64-слойная TLC NAND совместного производства Micron и Intel. И в каждую из микросхем с маркировкой «BW29F1T08EMHAF» упаковано по четыре кристалла емкостью 256 Гбит, а в «BW29F2T08EWHAF» – по восемь кристаллов. Суммарный объем массива флеш-памяти составляет 512 и 1024 Гбайт. Часть массива стандартно выделена в скрытый резерв, а сам объем указывается в десятичной системе (для указания объема используется 1 Гбайт равный 1 000 000 000, а не 1 073 741 824 байт). Поэтому в реальности пользователю доступно лишь 447.13 и 894.3 Гбайт, оставшимся объемом микропрограмма контроллера оперирует в служебных целях: для повышения быстродействия устройства, с целью выравнивания износа, в качестве резервного пула для замены вышедших из строя ячеек памяти и прочих служебных нужд.
Как уже отмечалось во вступлении, основная беда всех контроллеров Marvell, Phison, Realtek и Silicon Motion, применяемых в современных SSD с интерфейсом PCI-Express, кроется в невысокой производительности при простейших операциях – однопоточных и с небольшой глубиной очереди запросов. Как раз то, что и нужно в бытовом ПК – операции копирования, перемещения и слияния файлов. Просто потому что в подавляющем большинстве иных ситуаций приложения, как правило, ограничиваются другими компонентами системы, а не накопителем. Отдельно стоит обговорить тот момент, что говоря о копировании файлов, подразумевается работа с крупными файлами – только в этом случае нагрузка несет максимально линейный, а не мелкоблочный со случайным доступом, характер.
Есть сложности и с утилизацией условных «up 3200 Mbps» в ситуации с копированием файлов. Тут нужен второй быстрый SSD, способный принимать файлы с такой скоростью (нужно же куда-то копировать считываемые файлы?), а таковых на сегодняшний день в рознице, можно сказать, и нет. Даже флагманские и самые быстрые потребительские модели линеек Samsung 960 Pro и Intel 900p лимитированы планкой 2000-2100 Мбайт/с. Но вышеперечисленные SSD не достигали даже этого.
В связке нового SM2262G с не менее новой 64-слойной TLC 3D NAND IMFT инженерам Silicon Motion удалось добиться улучшения производительности.
Фактически в стане «SSD не Samsung» произошла небольшая революция. Осталось лишь дождаться аналогичных продуктов от оставшихся трех разработчиков.
Образцы прибыли на тестирование без какого-либо программного сопровождения – используется стандартный драйвер Microsoft из состава операционной системы Windows 10. Пользователю по-прежнему требуется отключить очистку буфера записи, поставив соответствующую галочку в свойствах накопителя («Панель управления» >> «Диспетчер оборудования»).
Иначе быстродействие устройства будет не максимальным.
В SMART накопителя присутствует 15 параметров:
Набор стандартный, ничего необычного.
|
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: тестирование производительности:
Программное обеспечение:
Глобальные настройки операционной системы:
В качестве тестового программного обеспечения используются:
Операции с реальными файлами (все операции – в пределах тестируемого носителя):
Тестируемый накопитель устанавливается в слот PCI-Express 3.0 через «пассивную» (не вмешивающуюся в интерфейс) плату-адаптер.
Равно как и у классических накопителей на магнитных пластинах (HDD), у накопителей на флеш-памяти есть 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 будет переписан весь объем массива флеш-памяти, находящийся в распоряжении контроллера (особенно снижение скорости записи было свойственно контроллерам SandForce SF-1***/SF-2*** из-за 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-четвертых, отличается реакция накопителей на поступление команды TRIM: одни приступают к «сборке мусора» немедленно, другие – откладывают это на периоды простоя.
Причем первые тоже делятся на две подгруппы: на выполняющие операции «сборки мусора» монопольно с прерыванием всякой иной работы (просто перестающие откликаться на какие-либо обращения извне) и осуществляющие очистку ячеек памяти от ставших неактуальными данных в фоновом режиме, лишь несколько снижая быстродействие.
Все эти моменты мы и рассмотрим в порядке перечисления.
Случайная мелкоблочная запись по всему объему, «сборка мусора»
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.
Занятная картина. Во-первых, новинка и в реальности почти дотягивает до уровня производительности в 400 000 IOPS, не хватило всего чуть-чуть. Во-вторых, более емкая модификация в таких условиях оказывается медленней. Можно сделать вывод, что на больших объемах начинает не хватать быстродействия контроллера. Такую картину мне доводилось наблюдать и ранее, ничего удивительного здесь нет. В-третьих, перестройка данных, принятых в SLC-режиме, начинается сразу после его отключения, на что тратится часть производительности конфигурации, благо что не такая значительная. И после консолидации данных быстродействие повышается обратно.
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.
В условиях наличия TRIM у накопителей нет никаких загвоздок: отработка полноценная и уровень производительности сохраняется равным «заводскому». При отсутствии TRIM (что в домашнем ПК представить себе сложно – NVMe поддерживается только теми операционными системами, в которых есть и TRIM) наблюдается некий всплеск, но полноценной реализацией автономной работы назвать это нельзя.
Линейная запись
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. Для большей наглядности инициируем линейную запись на весь объем, доступный пользователю, посредством AIDA64.
Встроенный в Windows диалог копирования файлов (процесс копирования крупных файлов) выглядит аналогично:
Под SLC-буфер выделяется сразу 30% массива памяти (накопитель принимает до 10% своего фактического, доступного пользователю, объема) и в нем скорость приема данных накопителем находится около 1.6 Гбайт/с для 480 Гбайт и 1.7 Гбайт для 960 Гбайт. В режиме «прямой записи» скорость снижается до примерно 550 Мбайт/с и 900 Мбайт/с соответственно.
Иначе говоря, в SLC-режиме ограничителем является контроллер, в режиме «прямой записи» – массив памяти. И судя по всему, под SLC-буфер задействуется именно пользовательское пространство, а не служебная область: под конец происходит дополнительное небольшое падение скорости – микропрограмма начинает заниматься «уплотнением» записанных в SLC-режиме данных.
Для сравнения, у Phison E7 в связке с планарной 15 нм MLC NAND Toshiba под SLC-режим выделяется все свободное пространство (в объеме 480 Гбайт скорости составляют примерно 1.1 Гбайт/с в SLC-режиме и 730 Мбайт/с в режиме «прямой записи»), у Samsung 960 Evo 512 Гбайт – 15% и 1.9 Гбайт и 660 Мбайт/с, у Silicon Motion SM2260G в сочетании с MLC 3D 32L Micron – до 25% свободного места (512 Гбайт – 1.1 Гбайт/с и 400 Мбайт/с), с TLC 3D 32L Micron – до 3.5%, SM2262 в паре с TLC 3D 64L Micron в реализации Intel 760p – 0.7 %, SM2263XT в связке с TLC 3D 64L Micron – 14%, Marvell 88SS1093 в паре с TLC 3D 64L Toshiba – 1.5% (512 Гбайт – 940 и 470 Мбайт/с).
Задержки при отработке TRIM
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, так как 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 устройств 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).
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.
Тестирование ориентируется на реализацию SLC-кэширования (подавляющее большинство современных SSD оснащены этим алгоритмом) и проводится следующим образом:
Зачем такие сложности? Пустой накопитель и накопитель с данными – не одно и то же. Если по таблице ретранслятора запрашиваемые ячейки пусты, то микропрограмма, как правило, не тратит время на считывание ячеек памяти, а просто отдает нули на такие запросы. Поток нулей с точки зрения системы – тоже данные, но за счет указанного приема быстродействие здесь выше (именно так получались высокие скорости у накопителей на контроллерах SandForce), а к практической эксплуатации такие результаты не относятся.
Почему сначала временные файлы и только затем – тестовый? А затем еще запись и удаление? Чтобы точно «вытеснить» тестовый файл из SLC-буфера – часто данные, записанные в SLC-режиме, читаются быстрее, нежели хранящиеся уже в «уплотненном» состоянии. Иногда, судя по поведению некоторых накопителей, в микропрограммах специально закладывается отложенная очистка SLC-кэша – как своеобразная «заточка» под популярные бенчмарки, которые записывают данные, тут же их считывают и на основании этого выдают результаты.
Сами по себе размеры удаляемых файлов сделаны такими большими для улучшения точности замеров (продолжительность выполнения операции отработки TRIM интерполируется по объему удаляемого и может быть просчитана).
С отработкой команды TRIM у новинки дела обстоят обыденно-неприятным образом: при удалении очень больших объемов данных пользователь может столкнуться с приостановкой работы накопителя.
Удаление 64 Гбайт данных в идеальных условиях (крупные файлы) приводит к «замиранию» образца объемом 480 Гбайт на 5 секунд, а вот экземпляр на 960 Гбайт «уходит» в себя на 12 секунд. Судя по всему, проблемы с быстродействием у более емкой модификации присутствуют и здесь.
Оценив поведение образцов под интенсивными нагрузками при направленном обдуве, сравним его с поведением в условиях отсутствия теплоотвода вовсе.
Температура по мониторингу слегка превышает отметку в 70°C у обоих образцов, но при этом модификация на 480 Гбайт не имеет признаков троттлинга вообще, а вот 960 Гбайт начинает подтормаживать. Но, во-первых, это происходит после непрерывной записи более 200 Гбайт данных; во-вторых, сбросы не слишком критичные.
Достойный результат для такого довольно быстрого SSD.
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 технически 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:
В случае если какие-то данные отсутствуют или есть сомнения в достоверности (например, неясен 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.
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.
ScoreОбновленная версия тестового пакета, имитирующего работу с реальными приложениями. По сравнению с седьмой версией тут более продвинутые алгоритмы тестирования (попутно значительно увеличилось время тестирования: вместо 10-20 минут теперь конечный результат выдается через час и более непрерывной работы теста).
Текст включен в методику недавно, поэтому по некоторым накопителям данные отсутствуют.
ScoreЭто 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.
Копирование фотографий, 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, мсСостоялась небольшая революция, и отныне PCI-Express SSD Samsung не являются безоговорочными лидерами рынка решений на флеш-памяти. Успех новинки сложился из двух факторов.
Во-первых, применена новая 64-слойная 3D V-NAND IMFT, обладающая лучшими показателями быстродействия, нежели использовавшаяся до этого 32-слойная память предыдущего поколения. Впрочем, обширных иллюзий питать не стоит: новая память хоть и быстрее, но все же накопители небольшого объема по-прежнему будут невыразительны. И протестированный некоторое время назад Intel 760p объемом 128 Гбайт наглядно это продемонстрировал. Вполне очевидно, что и результаты моделей 240-256 Гбайт на линейных операциях не будут ассоциироваться с понятием «скоростной накопитель».
Во-вторых, был модернизирован сам контроллер Silicon Motion – теперь он общается с памятью быстрее, улучшились показатели на мелкоблочных операциях (причем с минимальными глубинами очереди запросов – как раз то, что обычному пользователю и нужно), да и общая пропускная способность выросла. И, судя по уровню нагрева, внутренние переделки контроллера заключаются отнюдь не в простом поднятии частоты ARM-ядер, раз уж Silicon Motion SM2262G даже с объемом в 1 Тбайт начинает перегреваться лишь после значительного объема непрерывной записи. Но инженерам Silicon Motion не следует расслабляться: ресурса производительности нового контроллера начинает явно не хватать на больших объемах флеш-памяти, и производительность падает.
Крупные компании уже отметились: на рынке появились Intel 760p и ADATA XPG SX8200. Осталось дождаться начала массовых поставок новой аппаратной платформы под мелкими торговыми марками. Ну а дальше – дожидаться «ответа» остальных разработчиков (в первую очередь Phison – как наиболее распространенной наравне с Silicon Motion в OEM/ODM-секторе).
