Обзор и тестирование SSD-накопителя Toshiba Q300 Pro объемом 128 Гбайт (страница 2)

Стабильность скоростных характеристик

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 из предыдущего раздела статьи (с файлами word, фотоснимками, аудио- и видеозаписями), таким образом, чтобы суммарный объем записанных данных был не менее трехкратного общего объема накопителя;
• Тридцатиминутный простой, в течение которого не производится каких-либо операций с SSD – для работы фоновых функций накопителя по уборке «мусора»;
• Выполнение команды TRIM силами операционной системы.

Затем производится полная очистка накопителя путем подачи команды Secure Erase, после чего запускается тест Disk Benchmark из состава AIDA64 в режиме «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.

И в заключение (также после выполнения команды Secure Erase) производится тестирование с помощью Iometer.

• Имитируется работа накопителя в условиях нагрузки, близкой к серверной (непрерывная случайная запись блоками 4 Кбайт по всему объему с глубиной очереди запросов 34) 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 двух часов, при этом ежесекундно снимаются показатели быстродействия. Итоги данного теста позволяют нам увидеть возможности подопытного как в «чистом», так и в «использованном» состояниях (достижение состояния «устоявшейся производительности»).


• По завершении этого теста проделаем еще один, целью которого будет выяснение того, насколько хорошо работают алгоритмы «сборки мусора» (Garbage Collection). На итоговом 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. Тест довольно специфический, и его результаты важны для тех, кто нацелен на эксплуатацию в условиях работы без TRIM (старые операционные системы, некоторые RAID-массивы, в качестве внешнего накопителя – через адаптер SATA-USB).

Toshiba Q300 Pro 128 Гбайт (HDTS412EZSTA)

Toshiba Q300 Pro способен сохранять уровень быстродействия, близкий к первоначальному, но при условии отсутствия интенсивных нагрузок (под этим словом понимается единовременное копирование десятков гигабайт данных, что явно выходит за рамки обычных пользовательских сценариев), либо в этих нагрузках будут перерывы, в течение которых микропрограмма сможет осуществлять «сборку мусора» и расчистку массива памяти накопителя.

Фирменной доработкой инженеров Toshiba является наличие в микрокоде контроллеров Marvell реализации двух режимов работы: быстрого и медленного. Суть первого заключается в том, что контроллер и память работают в SLC-режиме с увеличенной скоростью до того момента, пока не будет исчерпана половина свободного места. После чего диск резко переключается в обычный режим, попутно начиная приводить в порядок те ячейки, куда была записана информация в «ускоренном» режиме.

Объем данных, которые накопитель сможет принять в SLC-режиме, зависит от количества свободного пользовательского пространства. К примеру, если на накопителе свободно 60 Гбайт, то до 30 Гбайт будут записаны в SLC-режиме. Но в обычном пользовательском режиме объем данных, записываемых единовременно, как правило, невелик, поэтому в штатных условиях эксплуатации пользователь не будет сталкиваться с таким переключением, а алгоритмы «сборки мусора» и перестройки данных будут незаметно выполняться в фоновом режиме.

Интересно, что случайную мелкоблочную запись в условиях отсутствия команды TRIM накопитель может выполнять только до 65 Гбайт, затем происходит не переход в «медленный» режим, а переключение в «устоявшееся» состояние. Никакой двухрежимности не наблюдается.

Стабилизируется быстродействие Toshiba Q300 Pro (128 Гбайт) в условиях отсутствия команды TRIM на уровне около 5 000 IOPS – здесь он ничем не отличается от большинства потребительских SSD.

Картина поведения в целом довольно странная. Не сказать, что она плохая, а просто необычная. В самом начале подачи нагрузки присутствует дополнительный всплеск быстродействия, а объем записанных при этом всплеске данных составляет примерно 300 Мбайт, затем накопитель продолжает работу в SLC-режиме.

Алгоритмов фоновой «сборки мусора» в отсутствие TRIM не наблюдается (хотя, к примеру, у накопителей компании OCZ, принадлежащей Toshiba, они есть), но отмеченный всплеск объемом 300 Мбайт присутствует и тут.

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-Z77-DS3H, 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 эксплуатации тестовых конфигураций даже системные накопители использованы форм-фактора mSATA и установлены в соответствующие посадочные места на материнских платах, благо они предусмотрены на обеих.

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 посредством специального адаптера M.2>SATA, 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 F11a);
• 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: Thermalright True Spirit 140 Power;
• 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.

Ранее мы использовали на основном стенде Intel BOX, однако с недавних пор в набор замеров входит многочасовое тестирование с помощью iometer, в связи с чем стали возникать явления троттлинга из-за перегрева процессора и приходилось организовывать дополнительный обдув. Было принято перейти на эксплуатацию системы охлаждения Thermalright True Spirit 140 Power. Но, скорее всего, это временно: есть желание подобрать более компактную СО.

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.

Anvil's Storage Utilities