Недо-M.2: обзор трех SSD M.2 с интерфейсом SATA – Crucial M500 120 Гбайт, Crucial M550 128 Гбайт и Kingston SN2280S3 120 Гбайт

Оглавление

• Вступление
• Участники тестирования
• Crucial M500 120 Гбайт (CT120M500SSD4) и Crucial M550 128 Гбайт (CT128M550SSD4)
• Kingston M.2 SATA 2280 120 Гбайт (SM2280S3/120G)
• Технические характеристики
• Тестовый стенд и ПО
• Тестирование производительности
• Futuremark PCMark 7
• AS SSD Benchmark
• CrystalDiskMark (64bit) 3.0.1
• Intel NAS Performance Toolkit 1.7.1
• Операции с различными типами файлов внутри накопителя
• Время доступа при операциях случайного чтения и записи
• Проверка скоростных характеристик на заполненном носителе
• Crucial M500 120 Гбайт (CT120M500SSD4)
• Crucial M550 128 Гбайт (CT128M550SSD4)
• Kingston M.2 SATA 2280 120 Гбайт (SM2280S3/120G)
• Заключение

Вступление

В конце апреля этого года в лаборатории побывал Plextor M6e и в первых числах мая был опубликован соответствующий материал «Встречаем новый интерфейс M.2: обзор SSD Plextor M6e 256 Гбайт». Но, думаю, для многих будет открытием (и не совсем приятным) тот факт, что далеко не все твердотельные накопители в этом форм-факторе являются скоростными. Причина в том, что технически стандартом на данный разъем допускается наличие контактов не только интерфейса PCI-Express, но и SATA.

И здесь надо быть крайне внимательным: наличие поддержки обоих интерфейсов в разъеме M.2 не является обязательным. И на этом можно сильно «попасть», приобретя совсем не ту модель, что требуется. Дело в том, что многие производители выпустили твердотельные накопители в новом форм-факторе, но сэкономили, установив все те же SATA-контроллеры, что эксплуатируются в SSD классического форм-фактора 2.5”. И эти контроллеры работают только с этим интерфейсом, никак не сообщаясь с PCI-E, поэтому продукт, основанный на SATA-контроллере, даже не опознается в M.2 PCI-E. Несмотря на то, что физически они совместимы.

Допустим, у нас возникла потребность приобрести скоростной твердотельный накопитель M.2. Мы начинаем путешествовать по прайс-листам отечественных магазинов, затем заглядываем на сайты заграничных, посещаем даже eBay и Aliexpress. И что можно встретить в продаже? Список вроде и приличный, но достаточно к нему присмотреться, и становится видна его скудность: настоящих твердотельных накопителей PCI-Express раз-два и обчелся. Де-факто сейчас могу вспомнить всего три модели: Plextor M6e, Samsung XP941 и Samsung SM951. Все, больше полноценных PCI-E SSD нет, либо выпускаются они в таких мизерных количествах, что найти их в продаже затруднительно.

Мало того, даже те решения, что заявлены как «самый натуральный PCI-E, клянемся!» на поверку оказываются-таки SATA, просто построенными по хитрой схеме. Таким, например, является Super Talent NGFF DX1: на печатной плате установлена микросхема-контроллер SATA<>PCI-e ASMedia ASM1061, через которую работает контроллер JMicron JMF667H (SATA 6 Гбит/с). В этом случае перед нами отнюдь не полноценный M.2 накопитель, несмотря на то, что он подключается к шине PCI-e. Образно говоря, это то же самое, как если взять обычный HDD, подключить его к дополнительным (не чипсетным) SATA на материнской плате и объявить его «PCI-Express HDD».

Кстати, дополнительные порты SATA на системных платах как раз и реализуют с помощью того же ASMedia ASM1061. Контроллер сей подключается лишь PCI-E x1 (напомню, что M.2 SSD – x2/x4) и на линейных операциях чтения/записи с трудом преодолевает порог в 400 Мбайт/с, не дотягиваясь по уровню быстродействия даже до SATA 6 Гбит/с и более-менее отыгрываясь только на операциях с мелкими блоками.

Но все же, благодаря нашим партнерам – компаниям Регард и Kingston, разок глянем на то, что есть в наличии, для чистоты эксперимента, так сказать. Возможно, теория все-таки расходится с практикой?

Участники тестирования

Представим наших новых участников:

• Crucial M500 120 Гбайт (CT120M500SSD4). Примерная цена в московской рознице – около 3100 рублей;
• Crucial M550 128 Гбайт (CT128M550SSD4). Примерная цена в московской рознице – около 3900 рублей;
• Kingston M.2 SATA 2280 120 Гбайт (SM2280S3/120G). Примерная цена в московской рознице – около 3200 рублей.

Цены указаны на момент написания данного материала.

Crucial M500 120 Гбайт (CT120M500SSD4) и Crucial M550 128 Гбайт (CT128M550SSD4)

Оба накопителя поставляются в простых пластиковых блистерах. В точно такой же упаковке поставляется на рынок и оперативная память Crucial массовых серий.

Комплектация отсутствует в принципе: только сам накопитель.

К сожалению, нет возможности снять этикетки и полностью рассмотреть устройства, однако даже так видно, что они практически идентичны, отличия есть лишь в размерах микросхем флеш- и DDR3-памяти, а также контроллера. Потому что они разные: M500 использует контроллер Marvell 88SS9187, микросхемы флеш-памяти на кристаллах 20 нм MLC NAND плотностью 128 Гбит и DDR3-1600 (D9QNP; 1.35 В), а M550 – обновленный контроллер Marvell 88SS9189, микросхемы флеш-памяти на кристаллах 20 нм MLC NAND плотностью 64 Гбит и DDR3-1600 (D9LRT; 1.35 В).

Основным фактором, интересующим нас и влияющим на уровень быстродействия устройства, является флеш-память: сами кристаллы памяти, используемые в M550, меньшей плотности, но их количество больше ровно вдвое, за счет чего на операциях записи M550 будет быстрее своего предшественника.

Кроме того, M550 обладает большим объемом: если M500 в своей линейке предлагает объемы 120, 240, 480 и 960 Гбайт, то M550 «вырос» до 128, 256, 512 Гбайт и 1 Тбайт. Рост доступного для пользователя свободного пространства произошел за счет внесения изменений в работу внутренних алгоритмов накопителя. В частности, дополнительное пространство высвободилось за счет RAIN (Redundant Array of Independent NAND) – это фирменная RAID-подобная технология Crucial, суть которой заключается в использовании избыточного числа контрольных сумм. В частности, в M500 каждые пятнадцать байт данных сопровождались одним проверочным.

Подобная предосторожность, судя по всему, не была излишней: 20 нм память Micron в твердотельных SSD накопителях появилась еще весной прошлого года, однако по-настоящему массовое ее производство развернулось лишь к концу 2013 года. Сейчас же техпроцесс, наконец, «дозрел» и в M550 RAIN работает по менее жесткому алгоритму: 1 байт контрольной суммы приходится уже на 127 байт данных.

Примечательно, что на M550 контактные площадки, предназначенные для установки накапливающих заряд резервного питания конденсаторов, пустуют. По каким-то причинам инженеры Micron лишили Crucial M550 в форм-факторе M.2 защиты от пропадания питания, хотя модели на 2.5” и mSATA такой защитой оснащены. Но при этом микроконтроллер Texas Instruments MSP430 все же присутствует (его можно видеть на лицевой стороне платы накопителя).

Накопители Crucial M500 и M550 не сопровождаются каким-либо фирменным программным обеспечением.

Kingston M.2 SATA 2280 120 Гбайт (SM2280S3/120G)

Он же – Kingston SN2280. Официально был представлен на выставке Computex 2014 два месяца назад.

На тестирование ко мне данный накопитель попал случайно: удалось «поживиться» у российского представительства компании Kingston одним из двух приехавших в Россию образцов этого продукта. За прошедшее время он успел появиться в продаже, так что экзотикой больше не является. Мало того, за это время количество моделей, входящих в его состав, увеличилось ровно вдвое: с одной до двух и теперь есть SN2280 объемом 240 Гбайт.

Примечателен и тот факт, что SN2280 – это первый пробный шаг Kingston в выпуске накопителей форм-фактора M.2, в ассортименте которой ранее ничего подобного не наблюдалось.

Еще одной отличительной особенностью является то, что Kingston отошла от своей традиционной и привычной платформы SandForce, воспользовавшись разработками Phison. Впрочем, для Kingston подобное решение не ново: компания уже выпускает серию накопителей SSDNow S200 в форм-факторе 2.5”, основанную, кстати, на все том же контроллере Phison PS3108-S8.

Как мы уже давно знаем, Phison предпочитает изготавливать накопители своими силами и поставляет их затем «под обклейку этикетками». Однако в данном случае перед нами устройство, изготовленное силами самой Kingston: на сайте Phison можно обнаружить фотографию ее «референс»-дизайна накопителя M.2 2280 (использующего, кстати, память Toshiba).

И он очень сильно отличается от того, что можно видеть на примере Kingston M.2 SATA 2280: ориентация и расположение микросхем, к тому же он универсален и рассчитан на установку микросхем флеш-памяти, выполненных как в BGA-, так и в TSOP-корпусах.

Тогда как плата Kingston M.2 SATA 2280 ориентирована только на BGA, получила иную планировку, да и сами микросхемы флеш-памяти несут собственную маркировку Kingston. Это, кстати, еще один интересный момент: судя по результатам тестов, под маркировкой Kingston скрывается кристаллы флеш-памяти MLC NAND плотностью 64 Гбит производства Toshiba, выпущенные по нормам 19 нм техпроцесса и работающие в режиме Toggle Mode 2.0.

Примечательно, что фирменное приложение Kingston SSD Toolbox актуальной на момент проведения тестирования версии 2.0.7A не признавало Kingston M.2 SATA 2280 за «родной». Скорее всего, этот недочет будет устранен позднее.

Несмотря на большую необычность (Phison вместо SandForce) решения, от своей фирменной гарантии Kingston не отказалась: предполагается, что накопитель должен выдержать не менее 230 Тбайт записанных данных (Total Host Write), дневной ресурс при этом установлен как «не менее 1.8 DWPD» (Diskful Writes Per Day – количество циклов перезаписи в сутки).

Несложно подсчитать, что суммарный предполагаемый ресурс составляет больше 2000 циклов перезаписи. Разительный контраст с рассмотренной выше продукцией Crucial и ее «40 Гбайт в день/72 Тбайт за весь срок службы».

Технические характеристики

Сводная таблица спецификаций всех участников данного тестирования.

Параметр	Crucial M500	Crucial M550	Kingston M.2 SATA 2280
Объем, Гбайт	120	128	120
Технический код модели	CT120M500SSD4	CT128M550SSD4	SM2280S3/120G
Объем, фактически доступный пользователю после создания файловой системы, Гбайт, MBR, NTFS	111.79	119.24	111.79
Информация, сообщаемая диагностической программой CrystalDiskInfo
Форм-фактор, дюймы	M.2 2280	M.2 2280	M.2 2280
Интерфейс подключения	SATA 6 Гбит/с	SATA 6 Гбит/с	SATA 6 Гбит/с
Тип памяти, интерфейс памяти	20 нм 128 Gbit MLC NAND, IMFT, синхронный/ONFi 3.x	20 нм 64 Gbit MLC NAND, IMFT, синхронный/ONFi 3.x	19 нм 64 Gbit MLC NAND Toshiba, Toggle Mode 2.0
Контроллер	Marvell 88SS9187	Marvell 88SS9189	Phison PS3108-S8
Версия микропрограммы	MU03	MU01	S8FM06.A
Заявленная производителем максимальная скорость чтения, Мбайт/с	500	550	500
Заявленная производителем максимальная скорость записи, Мбайт/с	130	350	330
Заявленная производителем максимальная скорость записи, IOPS	35000	75000	65000
Гарантия производителя, лет	3 года из расчета 72 Тбайт суммарной записи и не более 40 Гбайт в день	3 года из расчета 72 Тбайт суммарной записи и не более 40 Гбайт в день	3 года, не менее 230 Тбайт суммарной записи и 226 Гбайт записи в день

Тестовый стенд и ПО

Так как используемая традиционно материнская плата Gigabyte GA-Z77X-D3H не располагает разъемом M.2 и в моем распоряжении нет необходимого адаптера M.2 <> SATA, для проведения тестирования было решено использовать материнскую плату ASUS H97-PLUS вкупе с процессором Intel Pentium G3258, разогнанным до частоты 4.8 ГГц.

В остальном тестовая система осталась неизменна.

Тестовая конфигурация:

• Материнская плата: ASUS H97-PLUS (версия BIOS 1102 от 18 июня 2014 года);
• Процессор: Intel Pentium G3528 «Haswell» 3.2 ГГц с разгоном до 4.8 ГГц при напряжении VCore 1.42 В (Turbo Boost отключен);
• Система охлаждения: Noctua NH-D14;
• Термоинтерфейс: Arctic Cooling MX-2;
• Видеокарта: Sapphire Radeon HD 7870 (11199-16-20G);
• Оперативная память: 2 х 2 Гбайт Corsair Dominator-GT DDR3-2133 ver.7.1 (9-10-9-24; 1.65 В), 1866 МГц с таймингами 8-8-8-24-1T;
• Дисковая подсистема:
• SmartBuy Ignition 64 Гбайт (SB64GB-IGNT-25SAT3) – для операционной системы и тестовых приложений;
• Испытуемый диск подключался к порту M.2 на материнской плате, режим AHCI включен;
• Блок питания: Corsair HX750W, 750 Ватт;
• Корпус: открытый стенд.

Программное обеспечение:

• Microsoft Windows 7 SP1 x64 со всеми текущими обновлениями;
• Драйверы набора контроллера SATA системной логики:
• Штатный драйвер msahci – для тестирования производительности;
• Intel Chipset Device Software 9.3.0.1026 и штатный драйвер msahci – тестирование работоспособности DIPM;
• AMD Catalyst 14.4.

Глобальные настройки операционной системы:

• Отключены индексация и дефрагментация;
• Не установлен антивирус;
• Отключена служба System Restore;
• Отключен спящий режим, профиль электропитания – «высокая производительность», «отключать диски – никогда»;
• Файл подкачки отключен;
• Создание файловой системы стандартными средствами ОС Windows 7 одним разделом на весь объем носителя, файловая система NTFS, размер кластера – «стандартный», «сжатие файлов» отключено.

В качестве тестового программного обеспечения используются:

• Futuremark PCMark 7 (тестирование только носителя, стандартные настройки);
• AS SSD Benchmark версии 1.7.4739.38088 (тесты Copy-Benchmark ISO, Program и Game);
• CrystalDiskMark (64bit) версии 3.0.1 (стандартные настройки);
• Intel NAS Performance Toolkit 1.7.1 (стандартный набор тестов).

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 6.1.0 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 9.20 x64, тип архива – 7z, без сжатия).

Для удобства замеров первые четыре операции осуществлялись с помощью утилиты TeraCopy версии 2.27, выдающей статистические данные по окончании процесса операции с файлами. Кроме того, программа не использует системный файловый кэш, отчего скорость копирования не зависит от внутренних настроек операционной системы и более агрессивного кэширования файлов, когда «проводник» Windows отчитался о завершении операции копирования, но на самом деле процесс еще не завершился.

Тестирование производительности

Тяжка судьба обозревателя, занятого серийным тестированием моделей SSD. Но не менее тяжела она у того, кто интересуется твердотельными накопителями на серьезной основе, а не по принципу «Ага, бренд! Заверните два!». Проблема заключается в том, что производители, пользуясь невысоким уровнем знаний некоторых пользователей, а также тем, что корпуса накопителей непрозрачные и опломбированы, могут под крышку своего продукта помещать что угодно. Да, сначала идет самое лучшее, затем же, когда пройдет волна обзоров и наберется некоторая масса положительных отзывов, в ход начинает идти что-то более дешевое. А иногда одна и та же модель изначально идет в различных вариациях. Кому-то из пользователей это без разницы, а кого-то – интересует вопрос, за что же он уплатил деньги?

Кто-то начинает тестировать свежекупленное устройство и затем сравнивать полученные результаты с теми, что он видит в обзорах. И могут возникать вполне закономерные вопросы: «А почему мой SSD показывает меньший/больший уровень производительности, чем в обзоре?» Да, причина разницы может крыться и в некорректно настроенном ПК (например, в фоне работают приложения вроде антивируса), не совсем удачном микрокоде BIOS материнской платы (пример выше – тестовая плата Zotac) и изначально невысоком уровне производительности системы. Например, контроллер SATA 6 Гбит/с в наборах системной логики AMD даже в самых новых A88X и A78 ненамного, но слабее, чем в уже не самом «свежем» Intel Z77.

А тут еще и игры производителей с начинкой твердотельных накопителей. Особенно вопрос разности устройства касается платформы SandForce: особенность ее такова, что в ней нет одной-двух-трех (и так далее, то есть ограниченного числа) конфигураций контроллера и флеш-памяти. Общее число конфигураций у этой платформы на сегодняшний день таково, что их нумерация уже преодолела значение в 33000 (не опечатка, именно тридцать три тысячи). Как правило, бренды стараются внутри одной модели использовать наиболее близкие по производительности конфигурации, однако так бывает не всегда. Иногда случаются и казусы, как в прошлом обзоре.

Разберем обновленные графики на примере. На данном графике присутствуют два Silicon Power S60 и два Silicon Power S70, а также формально они же, но в более толстом 9 мм корпусе V60 и V70. Вот здесь уже можно видеть наглядную разницу в их производительности.

В скобках указывается:

• Контроллер;
• Техпроцесс, режим работы памяти и 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.

В случае если какие-то данные отсутствуют или есть сомнения в достоверности (например, непонятен упаковщик микросхем памяти), стоит знак вопроса («?»). Это значит, что они мною не были зафиксированы или же были утеряны. В основном это касается идентификаторов SandForce – даже не предполагалось, что накопленная мною статистика постепенно разрастется до масштабов нескольких сотен моделей. И данные эти мы уже никогда не узнаем, ибо выловить ту же конфигурацию сложно, а спустя год-полтора – и вовсе невозможно.

реклама