Обзор SSD-накопителей Plextor M9Pe объемом 256 Гбайт и 1 Тбайт: достойное решение

Семейство Plextor M9Pe богато не только на объемы, но и на физическое исполнение (HHHL-адаптер и два варианта M.2). Производитель не разделяет их по потребительским характеристикам, используя одно и то же сочетание Marvell 88SS1093 и 64-слойной TLC 3D V-NAND. Но наличие или отсутствие теплоотвода и габариты радиатора могут привести к «заточкам» на уровне прошивки и обеспечить различное поведение…
27 августа 2018, понедельник 11:00
I.N. для раздела Лаборатория

Оглавление

Вступление

Один представитель семейства SSD-накопителей Plextor M9Pe уже оказывался в фокусе нашего внимания. Это была модификация объемом 512 Гбайт с платой-адаптером для установки в слот расширения PCI-Express 3.0 x4.



Но семейство Plextor M9Pe богато не только на объемы (от 256 Гбайт до 1 Тбайт), но и на физическое исполнение: пользователям предлагается и HHHL-адаптер, и два варианта M.2 – простая печатная плата и печатная плата с небольшим радиатором. И каждое из них получило свое наименование: M9PeY, M9PeG и M9PeGN.
Обзор и тест демонстрационных SSD на контроллере Silicon Motion SM2262G объемом 480 и 960 Гбайт: небольшая революция в сегменте среднебюджетных PCIe NVMe SSD

Некоторое время назад Silicon Motion выпустила 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. Сегодня мы устраним этот недосмотр в отношении SM2262, благо на тестирование попала пара образцов.

С точки зрения потребительских характеристик Plextor (или стоящая за этой торговой маркой LiteON) их никак не разделяет: одинаковые скорости, одинаковая производительность, одинаковые показатели ресурса на записи. В принципе, все логично, ведь в них используется одно и то же сочетание Marvell 88SS1093 и 64-слойной TLC 3D V-NAND производства Toshiba (Toshiba BiCS3).

Однако наличие или отсутствие теплоотвода, габариты радиатора – все это может привести к некоторым «заточкам» как минимум на уровне прошивки и обеспечить различное поведение и уровень производительности.

Обзор Plextor M9Pe объемом 256 Гбайт и 1 Тбайт

Упаковка и комплектация

Модели Plextor поставляются в небольших картонных коробках, внутрь которых они помещены в пластиковые блистеры с защелками. Упаковка версии с радиатором (M9PeG) снабжена прозрачным окошком, через которое видно сам накопитель, и это единственный яркий визуальный признак-отличие версий.

В остальном коробки не отличаются ни стилистически, ни надписями. Есть еще дополнительная маркировка, но сделана она мелким шрифтом на наклейке.

Наклейки традиционно для компании-производителя несут максимум информации о конкретном устройстве: тут и заводская версия микрокода, и номер партии, и дата производства.

Комплектация представлена лишь винтиком для установки накопителя в посадочное место M.2 на материнской плате. И с этим связан один нюанс: даже в рамках продукции одного производителя такие винты зачастую не совпадают и не являются взаимозаменяемыми между разными моделями системных плат, не говоря уже о рынке в целом.

Как следствие, материнские платы в своем комплекте поставки имеют собственные крепежные винты, а винт из комплекта Plextor M9Pe может оказаться непригоден.

Внешний осмотр

Авторы Plextor M9PeG не стали рисковать с габаритами: его радиатор по сути является металлической пластиной с невысоким оребрением. С одной стороны, это избавит от проблем с совместимостью пользователей тех материнских плат, где слот M.2 расположен под разъемом для видеокарты и массивный радиатор SSD может препятствовать установке последней. А можно вспомнить модели Mini-ITX, где M.2 часто размещен с тыльной стороны платы, и массивный радиатор будет упираться в поддон корпуса.

Но то, что в одной ситуации будет плюсом, в другой может оказаться минусом: простая металлическая пластина банально не может похвастать эффективностью, особенно при отсутствии должной циркуляции воздуха или направленного обдува.

Сопоставляя с рассмотренным ранее M9Pe объемом 512 Гбайт, мы можем сделать вывод, что в модификациях 256 и 512 Гбайт используется односторонняя печатная плата с дизайном на две микросхемы флеш-памяти, а вот терабайтная базируется на печатной плате с двусторонним дизайном.

Основой накопителя, как уже сказано выше, стал Marvell 88SS1093 – тот же контроллер, что использовался и в предшествовавшем Plextor M8Se, отличий тут два. Во-первых, объем буферной памяти в случае M9P уменьшен до типичных «1 Мбайт DRAM на 1 Гбайт NAND», исключение сделано лишь для младшей версии на 256 Гбайт, что оправдывается используемой памятью, и это – второе.

Во-вторых, массив флеш-памяти набран новой TLC 3D V-NAND Toshiba (Toshiba BiCS3) с вертикальной компоновкой ячеек. Данная память быстрее планарной TLC NAND Toshiba, использовавшейся в Plextor M8Se, но отчасти это преимущество нивелируется большей емкостью кристаллов NAND (256 Гбит против 128 Гбит). Поэтому в одинаковых объемах массив памяти в основе Plextor M9Pe обладает вдвое меньшим параллелизмом, нежели в Plextor M8Se. И именно поэтому мы вряд ли увидим Plextor M9Pe объемом 128 Гбайт – его возможные показатели не выдержат никакой критики.

Программная часть

Несмотря на то, что накопители на контроллере Marvell 88SS1093 присутствуют в свободной продаже давно, каких-то специальных драйверов для них не выпускается, пользователям предлагается пользоваться универсальными драйверами NVMe, входящими в состав операционных систем.

Наиболее распространенными в потребительских ПК на сегодняшний день операционными системами являются различные версии MS Windows, однако входящий в их состав драйвер stornvme по умолчанию обладает не предельными показателями быстродействия на операциях записи. Чтобы изменить это, пользователю необходимо вручную отключить очистку буфера записи, поставив соответствующую галочку в свойствах накопителя («Панель управления» >> «Диспетчер оборудования»).

Однако нужно понимать, что данная настройка повышает риск потери данных при неожиданном отключении питания. Именно поэтому она отключена – логичным образом Microsoft перестраховывается.

В прошлый раз мы отметили отсутствие вменяемой программной поддержки для Plextor M9Pe – на тот момент сайт был практически заброшен и новые версии приложений не публиковались. С тех пор в Plextor/LiteON учли эту недоработку: теперь публикуются и новые прошивки (в частности, для тестируемых образцов обнаружились версии 1.05), и новая версия Plextool, получившая в имени приставку «NVMe Edition».

Возможности приложения практически только информационные – посмотреть объем занятого пространства устройства, состояние здоровья, тип подключения, температуру и SMART. Есть возможность очистки накопителя (Secure Erase), но работоспособности добиться от нее не удалось.

Чтобы произвести обновление микрокода, необходимо обращаться не к Plextool, она здесь бесполезна. И, к сожалению, в системе обновления Plextor M9Pe по-прежнему действует схема «для каждого объема свой отдельный прошивальщик», определенную долю неудобств это все же привносит. Но надо отдать должное: под Windows процесс обновления прост, занимает всего несколько секунд и не требует от пользователя никаких особых знаний и усилий.

В процессе обновления данные на накопителях (а они оба прибыли на тестирование со старыми версиями микрокода и обновлялись перед тестами) сохранились, но все же лучше перестраховываться.

Набор параметров SMART совершенно типичен:

  • 01 – Critical Warning – критические ошибки в работе накопителя (в зависимости от значения определяется характер сбоя);
  • 02 – Composite Temperature – критическая температура накопителя;
  • 03 – Available Spare – текущий незадействованный объем резервной области, используемой для подмены вышедших из строя ячеек памяти;
  • 04 – Available Spare Threshold – значение параметра Available Spare, по достижении которого состояние накопителя считается критическим;
  • 05 – Percentage Used – уровень износа накопителя в процентах (от нуля);
  • 06 – Data Units Read – количество прочитанных с массива флеш-памяти блоков данных (один блок соответствует 512 Кбайт данных);
  • 07 – Data Units Written – количество записанных на массив флеш-памяти блоков данных (один блок соответствует 512 Кбайт данных);
  • 08 – Host Read Commands – количество выполненных по интерфейсу PCI-E операций чтения данных (изменение на единицу соответствует 128 Кбайт данных);
  • 09 – Host Write Commands – количество выполненных по интерфейсу PCI-E операций записи данных (изменение на единицу соответствует 128 Кбайт данных);
  • 0A – Controller Busy Time – время в минутах, в течение которого контроллер был занят обслуживанием запросов со стороны системы;
  • 0B – Power Cycles – количество включений;
  • 0С – Power On Hours – количество часов, в течение которых накопитель находился под питанием;
  • 0D – Unsafe Shutdowns – количество неожиданных отключений питания;
  • OE и 0F – количество ошибок целостности данных.

Тестовый стенд и ПО

Конфигурация: тестирование производительности:

  • Материнская плата: ASRock Z270M-ITX/ac (BIOS L2.21);
  • 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 (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 950 Pro 512 Гбайт (Samsung UBX + MLC 3D V-NAND Samsung + 1B0QBXX7).

Программное обеспечение:

  • Microsoft Windows 10 x64 April 2018 Update «Домашняя» (10.0.17134.288) со всеми текущими обновлениями с Windows Update.

Глобальные настройки операционной системы:

  • Отключена служба System Restore;
  • Отключен спящий режим, профиль электропитания – «высокая производительность», «отключать диски – никогда»;
  • Отключен файл подкачки;
  • 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 18.0.0 с удалением всех звуковых дорожек и субтитров (в качестве файла использовался доступный в сети короткометражный анимационный фильм Sintel, в виде файла размером 5.11 Гбайт);
  • Архивация папки с фотографиями и папки с документами в один архив (архиватор 7Zip версии 16.04 x64, тип архива – 7z, без сжатия).

Тестируемый накопитель устанавливается в слот PCI-Express 3.0 через «пассивную» (не вмешивающуюся в интерфейс) плату-адаптер.

Стабильность скоростных характеристик

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 может сказываться как быстродействие контроллера, так и наличие специальных алгоритмов «ускоренной записи» («SLC-режим»), и их нюансы. Во-вторых, далеко не все модели сохраняют свои показатели после того, как будет переписан весь объем массива флеш-памяти, имеющийся 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 умение его микропрограммы задействовать часть резерва под оперативную запись. В-четвертых, отличается реакция устройств 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.

В характеристиках Plextor M9Pe 1 Тбайт обещается достижение отметки в 300 000 IOPS на случайной мелкоблочной записи. Этот результат, как мы видим, совершенно реален. Но только на «короткой дистанции». Слишком невелик SLC-режим. Продолжительная запись держится на более скромной (но тоже хорошей) отметке ~230 тысяч IOPS. Присутствует некоторое незначительное непостоянство, которого нет у менее емких модификаций Plextor M9Pe, что может говорить о проявлении недостаточности быстродействия уже у самого контроллера Marvell для работы с таким большим объемом флеш-памяти. Однако назвать его критичным, мягко говоря, сложно.

Теперь 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 Plextor M9Pe нет никаких проблем: команда отрабатывается и накопители поддерживают исходный («заводской») уровень быстродействия. Разработчики аппаратной платформы не стали осложнять себе жизнь лишь реализацией алгоритмов, позволяющих накопителю выдавать высокие скорости в условиях отсутствия TRIM при записи хотя бы небольшого объема данных. Но для домашних ПК, на которые и ориентируются Plextor M9Pe, подобные ситуации редки, поэтому проблемой это не является.

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:

Хотя с момента дебюта Plextor M9Pe прошел год (до полноценного появления в продаже – около восьми-девяти месяцев), а нумерация версий микрокода дошла до 1.05, каких-либо изменений не наблюдается. В SLC-режиме по-прежнему принимается объем данных, равный примерно 4.5% пользовательского пространства (в глазах пользователя – 1.5% объема, иначе говоря, около 3.6 и 14.3 Гбайт для тестируемых устройств).

И если в SLC-режиме скорость приема данных может достигать 900-1000 и 1700-2000 Мбайт/с, то затем она значительно снижается. Фактически, глядя на показатели Plextor M9Pe объемом 256 Гбайт, никакого ощущения, что перед нами именно PCIe SSD, не возникает: всего лишь 270 Мбайт/с. Зато 1 Тбайт – вполне: 860-890 Мбайт/с.

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 объемах 240 Гбайт и выше – все свободное пространство, SM2263XT в связке с TLC 3D 64L Micron – 14%.

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, поскольку 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 данной 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 ее подачу.

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 не запускалось, 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:

  1. Создается несколько файлов объемом 8 Гбайт каждый (4 на накопителях объемом 120-256 Гбайт, 8 – 480-512 Гбайт, 16 – 960-1024 Гбайт) и один тестовый файл объемом 32 Гбайт;
  2. Делается пауза в несколько минут для отработки накопителем встроенных алгоритмов «сборки мусора» и консолидации данных из SLC-кэша;
  3. Осуществляется запись на накопитель файла из расчета 16 Гбайт записи для накопителей объемом 120-256 Гбайт и далее по 8 Гбайт на каждые 128 Гбайт объема накопителя;
  4. Пауза в несколько минут для отработки алгоритмов «сборки мусора» и консолидации данных из SLC-кэша;
  5. Удаляется файл, записанный в третьем пункте;
  6. Делается пауза в несколько минут для отработки накопителем встроенных алгоритмов «сборки мусора»;
  7. Запускается линейное чтение из созданного в пункте тестового файла, возникающие задержки выражаются в падении скорости чтения, что фиксируется с интервалом 0.5 секунд в специальном лог-файле, и производится удаление файлов объемом 8 Гбайт, созданных в первом пункте.

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).

Отработка команды TRIM при удалении большого объема данных в довольно идеальных условиях (крупные файлы) приводит к прекращению обработки накопителем любых команд извне, но делается это быстро. Стирание 32 Гбайт у Plextor M9Pe 256 Гбайт занимает примерно полторы секунды, а Plextor M9Pe 1 Тбайт справляется со стиранием тестовых 128 Гбайт за примерно 2.5 секунды.

Если сравнивать с конкурентами, то протестированный недавно ADATA Gammix S11 480 Гбайт удалял 64 Гбайт данных пять секунд. Ну а инженерный образец на этом же контроллере Silicon Motion и памяти объемом 960 Гбайт – 12 секунд. С другой стороны, накопители на контроллере Phison E7 лишь снижают скорость, а на новом Phison E8 аналогично Plextor M9Pe приостанавливают обмен на очень непродолжительный отрезок времени.

Температурный режим

Посмотрев на поведение накопителей под интенсивными нагрузками при направленном обдуве, сравним его с поведением при отсутствии обдува – исключительно собственная конвекция в условиях открытого тестового стенда.

Plextor M9PeG 256 Гбайт работает без обдува: на непрерывной записи температура слегка превышает отметку в 60°C, температурная защита не включается. В отличие от него, Plextor M9PeG 1 Тбайт после непрерывной записи примерно 165 Гбайт данных начинает «сваливаться в троттлинг».

В целом результаты вполне достойные.

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 с 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 бренды, 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:

  • Контроллер;
  • Тип памяти и ее компоновка, планарная обозначается «2D», с вертикальной компоновкой обозначается как «3D xxL», где хх – количество слоев;
  • Техпроцесс изготовления флеш-памяти (если он явно указывается производителем памяти);
  • Для планарной памяти – режим работы памяти;
  • Производитель памяти (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;
  • Дата тестирования (не всегда).

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 и вопрос подмены аппаратных «начинок» тогда не стоял столь остро, как сегодня.

Anvil's Storage Utilities

256 Гбайт (слева) и 1 Тбайт (справа).

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

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

Тест World of Tanks

Возник небольшой спор на тему этой популярной онлайн-игры: насколько будет для нее полезна установка SSD с интерфейсом PCI-Express 3.0 x4 вместо SATA 6 Гбит/с. Не стану вдаваться в подробности, а просто добавлю в данный материал результаты небольшого изыскания, которое было произведено.

Использовались игра версии 1.0.2.4 #954 и случайным образом выбранный реплей – запись, которая имитирует игровой процесс. Последняя позволяет воспроизвести игровую ситуацию максимально точно с точки зрения теста накопителя: один и тот же процесс загрузки уровня игры, текстур объектов и прочего. Реплей – «T26E3 Eagle E7 Axarium Монастырь».

В качестве подопытных были взяты:

  • HDD WD Purple WD40PURX-64GVNY0 объемом 4 Тбайт (папка с игрой размещается в разделе объемом 200 Гбайт, размещенном в начале объема диска);
  • SSD Plextor S3C объемом 128 Гбайт – как представитель бюджетных накопителей;
  • SSD Plextor M9Pe объемом 256 Гбайт и 1 Тбайт – герои данного материала;
  • Демонстрационный образец SSD объемом 480 Гбайт на Silicon Motion SM2262G в связке с TLC 3D 64L 256 Gbit Micron – представитель новой аппаратной платформы SMI, которая на данный момент получает распространение.

Используемый тестовый стенд собирался из следующих комплектующих:

  • Процессор: Intel Core i5-8600K с разгоном до 5.2 ГГц, штатный термоинтерфейс под теплораспределительной крышкой заменен на «жидкий металл» Thermal Grizzly Conductonaut («скальпирование процессора»);
  • Система охлаждения: жидкостное охлаждение Thermaltake Water 3.0 Ultimate (CL-W007-PL12BL-A);
  • Термоинтерфейс: Arctic Cooling MX-2;
  • Оперативная память: 2 х 8 Гбайт G.Skill TridentZ DDR4-3600 (17-18-18-38 1.35 В; Samsung B-die; одноранговая; F4-3600C17D-16GTZ) с разгоном до 3866 МГц 16-16-16;
  • Материнская плата: ASRock Z370 Extreme4;
  • Блок питания: Aerocool Templarius Imperator 1150 мощностью 1150 Ватт;
  • Видеокарта: PNY GeForce GTX 1080 XLR8 OC Gaming (VCGGTX10808XGPB-OC);
  • Операционная система: Microsoft Windows 10 x64 April 2018 Update «Домашняя» (10.0.17134.288).

Стенд собран весьма производительный, а потому настройки качества игры максимальные. При этом обнаружилось, что в разрешении 1920 x 1080 счетчик кадров в секунду практически постоянно находится в пределах 170-200 и выше:

Поэтому было решено ужесточить условия теста до разрешения 4K (3840 x 2160):

Для начала – время запуска реплея:

Запуск реплея World of Tanks, секунды
Меньше – лучше

То, что и ожидалось: отрыв в скорости запуска между SSD и HDD (отнюдь не самым медленным) огромен, а вот между PCI-Express и SATA – надо искать практически с лупой. Причем разница между Plextor M9Pe и более быстрым в ряде тестов SM2262G тут просто отсутствует. Ограничителем скорости запуска игры оказывается остальная система, а не накопитель.

Теперь посмотрим на так называемые «фризы» – замирания картинки, рывки и разрывы кадров, которые могут возникать в процессе игры. Ограничителем здесь может выступать что угодно, но в данном случае все очевидно:


Если игра с HDD еще как-то отличается, то между всеми SSD разницы нет никакой – все резкие скачки «frimetime» возникают в одних и тех же местах и в одинаковых величинах, а потому причиной их возникновения выступает явно не SSD, неважно – SATA или PCIe.

И возврат к разрешению 1920 х 1080 картину не особо меняет:

Таким образом, в отношении World of Tanks можно сделать вывод о минимальной зависимости от используемого накопителя, да и та проявляет себя в основном во времени запуска. В процессе игры подгрузка текстур незначительна до такой степени, что тип накопителя практически не играет роли.

Заключение

Plextor M9Pe не заброшен производителем: регулярно выходят новые версии микрокода, и даже было адаптировано существующее фирменное приложение. Основная работа, судя по всему, сводится к исправлению обнаруженных ошибок и проблем с совместимостью, хотя некоторый прирост производительности в нескольких тестах все-таки можно заметить. В целом же даже объем принимаемых в SLC-режиме данных остается прежним.

Как обычно у Plextor, накопитель недешев: за сопоставимую цену можно купить более быстрый SSD, скажем, на Silicon Motion SM2262G и 64-слойной 3D TLC Micron. В остальном перед нами вполне достойное решение. Plextor M9Pe неплохо справляется с интенсивными нагрузками без перегревов и с отличным постоянством показателей, а уровень быстродействия в целом находится на высоком уровне.

I.N.


Выражаем благодарность:

  • Компании Plextor за предоставленные на тестирование накопители Plextor M9Pe объемом 256 Гбайт и 1 Тбайт.