Обзор и тестирование SSD-накопителя OCZ Vector 180 объемом 240 Гбайт (страница 2)
реклама
Технические характеристики
Стабильность скоростных характеристик
Красивые цифры в различных тестах – это, безусловно, хорошо. Но у накопителей на флеш-памяти есть одна технологическая особенность, обусловленная архитектурой самой флеш-памяти: без должной реализации ряда алгоритмов, поддерживающих уровень производительности SSD, через некоторое время происходит деградация. Она обусловлена тем, что запись данных в чистые (пустые) ячейки значительно отличается по времени от записи в те ячейки, в которых уже что-то было записано ранее – ячейкам требуется предварительная очистка, в отличие от классических накопителей на магнитных пластинах, где происходит простое перемагничивание (запись новых данных осуществляется «поверх» старых).
реклама
Именно для этого требуются специальные алгоритмы «сборки мусора» (Garbage Collection), согласно которым микропрограмма накопителя заранее, в фоновом режиме, производит удаление ставших ненужными данных. А работа таких алгоритмов зависит от того, поступает ли на накопитель команда TRIM (в штатном режиме операционная система не удаляет данные, а всего лишь помечает их удаленными в таблице файловой системы).
Некоторые разработчики смогли обойти проблему падения производительности путем задействования части скрытого резерва. В этом случае микропрограмма, не получившая вовремя команду TRIM по тем или иным адресам LBA при удалении данных, при начале новой записи системой по этим адресам «понимает», что данные стали неактуальны и включает в работу часть объема из резерва, производя очистку позднее, в моменты простоя. А не одновременно с записью, теряя время и затормаживая сам процесс записи. Тем самым, некоторый объем данных накопитель с таким алгоритмом в микрокоде способен принять на полной скорости даже в условиях отсутствия TRIM.
Для начала мы воспроизведем более близкую к современным бытовым условиям ситуацию: пользователь крайне активно перемещает очень большие объемы данных в условиях активной команды TRIM. Хотя и эту ситуацию назвать близкой к реальной можно лишь условно: перемещение десятков и сотен гигабайт данных за один раз – явление довольно редкое.
С помощью CrystalDiskMark (64bit) 3.0.1 в режиме случайных данных производится замер производительности четыре раза:
- Изначальное состояние нового накопителя («нулевое» состояние);
- После проведения всего цикла тестов происходит заполнение диска пользовательскими данными (файлами word, фотоснимками, аудио- и видеозаписями), таким образом, чтобы суммарный объем записи данных был не менее трехкратного общего объема накопителя, этот состояние фиксируется вторым запуском Crystal Disk Mark;
- Тридцатиминутный простой, в течение которого не производится каких-либо операций с SSD – для работы фоновых функций накопителя по уборке «мусора», после чего производится еще один запуск Crystal Disk Mark;
- Выполнение команды TRIM силами операционной системы с последующим, четвертым по счету, запуском Crystal Disk Mark.
Вывод лежит на поверхности: Vector 180 отлично справился с задачей сохранения скоростных характеристик. Никаких неприятных сюрпризов. Ну и традиционно для решений OCZ наблюдается небольшой рост быстродействия на одиночных случайных операциях чтения мелкими блоками.
Теперь запустим тест Disk Benchmark из состава AIDA64 (режим «Write», размер блока установлен равным 1 Мбайт) – данный тест производит линейную запись всего объема носителя, попутно выводя информацию о процессе записи в виде удобного графика. Этот тест позволяет нам увидеть, насколько в целом накопитель стабилен, не возникает ли перегрева и какие, возможно, алгоритмы реализованы в микропрограмме.
реклама
Инженеры OCZ в свое время первыми реализовали алгоритм так называемой «ускоренной» записи, когда флеш-память программируется исходя из записи только одного бита данных в каждую ячейку, как это происходит в SLC NAND, а не двух согласно используемой MLC NAND, что выражается в увеличении показателей производительности на операциях записи. А сам алгоритм получил среди пользователей неофициальное название «псевдо-SLC-режим».
Но действует этот режим при условии ограниченности объемов записываемых данных: в этом режиме в каждую ячейку записывается только один бит данных вместо двух, поэтому памяти требуется вдвое больше, а в определенный момент, по исчерпанию пула свободных ячеек приходится производить «уплотнение». Поэтому «ускоренная» запись происходит до тех пор, пока не будет исчерпана половина свободного объема, после чего контроллер резко переключается в обычный режим.
В нашем случае запись с помощью AIDA64 происходит на совершенно пустой накопитель, а потому переключение режимов идет примерно на половине фактического объема. Соответственно, в обычной ситуации, когда часть оного уже занята, ускоренный режим будет действовать для меньшего объема.
На самом деле это не так критично, как можно счесть на первый взгляд: как показывает практика, рядовому пользователю редко приходится записывать большие объемы данных за раз (непрерывно), а потому перерывы в нагрузке присутствуют всегда и переключение режимов, как правило, не происходит. Единственное ограничение, на которое придется наткнуться пользователю, это когда накопитель заполнен практически полностью, а объем записываемых данных превышает половину оставшегося свободного места. Да и то, в целом, в большинстве случаев, запись произойдет быстрее, чем на аналогичной аппаратной конфигурации, но без этого алгоритма.
В дополнение проведем еще один тест, более сложный, но в то же время более подробный. Хотя для рядового пользователя практически бесполезный, ибо он имитирует работу накопителя в условиях серверной нагрузки (непрерывная случайная запись с большой глубиной очереди запросов) 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.
Имитируем эту ситуацию с помощью Iometer – специального программного теста. На накопитель осуществляется непрерывная запись несжимаемых данных случайным доступом блоками размером 4 Кбайт с глубиной очереди запросов 32. Тест продолжается в течение двух часов (7 200 секунд), при этом предварительно выполнена команда Secure Erase, что позволяет нам увидеть возможности подопытного как в «чистом», так и в «использованном» состояниях.
На графике в виде точек отмечены результаты измерений производительности, снимаемые каждую секунду. Черная линия – тренд, показывающий среднюю производительность в течение 30 секунд.
Для сравнения – график Saber 1000 240 Гбайт, о котором я упоминал во вступлении.
Абсолютно никакой разницы, графики идентичны. Наблюдаемая картина характерна для решений OCZ: сначала происходит запись в «ускоренном» режиме (о котором мы говорили выше), примерно на 125 Гбайт записанных данных происходит переключение, затем, похоже, по мере того, как микропрограмма справляется с «уплотнением» записанных в «ускоренном» режиме данных, уровень быстродействия постепенно повышается. Это первые две особенности, отличающие SSD OCZ. Но если присмотреться более внимательно, то обнаруживается и третья: накопитель переходит в «использованное» состояние на уровне примерно около 310 Гбайт записанных данных. Это заметно позже, нежели подавляющее большинство конкурирующих моделей схожего объема других разработчиков и производителей, где этот порог выпадает примерно на 240-250 Гбайт. Это дает нам основания говорить об агрессивных и качественно реализованных алгоритмах «сборки мусора», а также о большом потенциале платформы.
Фактически наблюдается только одна проблема: разброс показателей моментальной производительности, хотя, возможно, это своеобразная плата за работу технологии PFM+, когда микропрограмма периодически выполняет «слепок» текущего состояния внутренних служебных таблиц, неизбежно при этом прерывая основную работу.
Но также на графиках наблюдается и четвертая особенность, сильно отличающая OCZ Vector 180 от других твердотельных накопителей, присутствующих на рынке.
22-25 тысяч IOPS в «устоявшемся» состоянии. Это даже несколько больше заявленных OCZ показателей (20 тысяч IOPS).
Но самое главное то, что я сейчас не могу вспомнить ни одной розничной модели твердотельного накопителя, способного выдать подобный показатель в столь агрессивных условиях. Даже считающийся непревзойденным лидером Samsung 850 Pro способен выдать ~12-14 тысяч IOPS. Просто для справки: Kingston HyperX Predator способен на 15-27 тысяч IOPS (но сильная нестабильность показателя – плохой характер для эксплуатации), Plextor M6e Black Edition – 10 тысяч IOPS, Plextor M6 Pro и M6S – 11-13 тысяч, Kingston HyperX Savage – 9 тысяч IOPS. Модели более низкого класса способны показать и вовсе лишь 2-3 тысячи IOPS.
реклама
Но повторюсь, подобные условия крайне редко встречаются в бытовых ПК, а потому здесь интерес скорее теоретического характера. А вот насколько хорошо проявит себя Vector 180 в более «земных» тестах? Ответ на этот вопрос мы постараемся найти в последующем.
По завершении этого теста проделаем еще один, целью которого будет выяснение того, насколько хорошо работают алгоритмы «сборки мусора» (Garbage Collection). На нижеприведенном графике присутствуют скоростные показатели накопителя в четырех ситуациях:
- Состояние «чистого» массива ячеек (после команды Secure Erase);
- 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.
На графике присутствуют провалы, но мы уже наблюдали их выше и предположили, что это связано с работой PFM+. В целом отработка команды TRIM у Vector 180 240 Гбайт идеальна: накопитель прекрасно поддерживает постоянный уровень производительности. В условиях отсутствия команды TRIM микропрограмма грамотно оперирует встроенным резервом, в результате работы имеющихся алгоритмов «сборки мусора» Vector 180 240 Гбайт способен принять до 10.5 Гбайт на полной скорости – очень хороший показатель.
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: Gigabyte GA-Z77X-D3H, 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»: тестирование только на одной модели Zotac оказалось нецелесообразно из-за того, что она в ряде тестов (например, на время доступа) демонстрирует несколько более низкий уровень производительности SATA-контроллера, нежели обычные платы на Intel Z77.
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.
И в довершение удобства ротации тестовых конфигураций даже системные накопители использованы форм-фактора mSATA и установлены в соответствующие посадочные места на материнских платах, благо они предусмотрены на обеих. Также было решено отказаться от громоздких систем охлаждения в пользу компактных, типа Intel BOX. Собственно, на основной тестовой конфигурации (материнская плата Gigabyte) эта система охлаждения и установлена, а вторичной конфигурации (на материнской плате Zotac) достался нашедшийся в моих запасах некий Titan, модель которого благополучно забылась. С учетом минимальной эксплуатации (стенд запускается на считанные минуты) и экономичного процессора проблем с ним не возникает.
Конфигурация №1: тестирование работоспособности DIPM
- Материнская плата: Zotac Z77-ITX WiFi (Z77ITX-A-E);
- Процессор: Intel Celeron G1610 «Ivy Bridge» 2.6 ГГц (штатный режим);
- Система охлаждения: Titan;
- Термоинтерфейс: Arctic Cooling MX-2;
- Видеокарта: интегрированное в центральный процессор видеоядро Intel HD Graphics 2500;
- Оперативная память: 2 х 2 Гбайт Crucial DDR3-1333 (9-9-9-24), работающая на частоте 1600 МГц с таймингами 9-9-9-24-1T;
- Дисковая подсистема:
- SSD KingSpec mSATA.6i 64 Гбайт (mSATA; JMicron JMF606 + 20 нм MLC 64 Гбит SyncNAND Intel, SVN474) установлен в mSATA2 – для операционной системы и тестовых приложений;
- Испытуемый накопитель подключался 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 Gigabyte GA-Z77-DS3H rev. 1.1 (BIOS версии F9);
- Процессор: Intel Core i5-2500K «Sandy Bridge» 3.3 ГГц с разгоном до 4500 МГц при напряжении VCore 1.33 В (Turbo Boost отключен);
- Система охлаждения: Intel BOX;
- Термоинтерфейс: Arctic Cooling MX-2;
- Видеокарта: интегрированное в центральный процессор видеоядро Intel HD Graphics 2500;
- Оперативная память: 2 х 2 Гбайт Corsair Dominator-GT DDR3-2133 ver.7.1 (9-10-9-24; 1.65 В), работающая на частоте 1866 МГц с таймингами 8-8-8-24-1T;
- Дисковая подсистема:
- SSD KingFast F8M 128 Гбайт (mSATA; JMicron JMF667H + 20 нм MLC 128 Гбит SyncNAND Micron; KFJ09001) установлен в разъем mSATA2 материнской платы – для операционной системы и тестовых приложений;
- Испытуемый диск подключался к порту SATA 6 Гбит/с на материнской плате, режим AHCI включен;
- Блок питания: Corsair HX750W, 750 Ватт;
- Корпус: открытый стенд.
Многие наверняка обратили внимание на то, что в качестве системы охлаждения процессора используется обычная штатная СО. Возможно, это прозвучит неожиданно для некоторых читателей, однако ее вполне хватает для корректного проведения тестов, в ходе которых температура ЦП остается довольно далеко от пороговых значений, при которых срабатывает защита от перегрева («троттлинг»).
Ведь задачей является тестирование накопителей, а не процессора, поэтому нагрузка на него далека от максимальной (пиковые всплески нагрузки крайне непродолжительны) и проблем с перегревом, которые дали бы о себе знать при запуске Prime или LinX, попросту не возникает.
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.
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 33 000 (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 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
Страницы материала
Теги
Лента материалов раздела
Соблюдение Правил конференции строго обязательно!
Флуд, флейм и оффтоп преследуются по всей строгости закона!
Комментарии, содержащие оскорбления, нецензурные выражения (в т.ч. замаскированный мат), экстремистские высказывания, рекламу и спам, удаляются независимо от содержимого, а к их авторам могут применяться меры вплоть до запрета написания комментариев и, в случае написания комментария через социальные сети, жалобы в администрацию данной сети.
Комментарии Правила