Обзор и тестирование SSD-накопителя Plextor M9Pe(Y) объемом 512 Гбайт (страница 4)

Температурный режим

Температурный режим накопителя отличный: даже после полной перезаписи всего объема устройство без обдува не прогревается сильнее 43°C.

Стабильность скоростных характеристик

Равно как и у классических накопителей на магнитных пластинах (HDD), у накопителей на флеш-памяти имеются свои нюансы, связанные с постоянством показателей быстродействия в различных ситуациях.

Во-первых, далеко не все накопители могут обеспечивать стабильную скорость записи при сколь-либо продолжительной нагрузке, причем здесь может сказываться как быстродействие контроллера, так и наличие специальных алгоритмов «ускоренной записи» («SLC-режим») и их нюансы. Во-вторых, далеко не все накопители сохраняют свои показатели после того, как они будет переписан весь объем массива флеш-памяти, имеющийся в распоряжении контроллера (особенно снижение скорости записи было свойственно контроллерам SandForce SF-1***/SF-2*** в силу особенностей алгоритмов их работы).

В-третьих, бывают ситуации, когда накопитель оказывается без поступления на него команды TRIM (например, старый ПК, подключение через USB 3.0 на старых контроллерах, RAID-массивы, работа с базами данных) и тогда важно его микропрограммы задействовать часть резерва под оперативную запись. В-пятых, отличается реакция накопителей на поступление команды TRIM: одни приступают к «сборке мусора» немедленно, другие – откладывают это на периоды простоя.

Причем первые тоже длятся на две подгруппы, где одна часть осуществляет операции монопольно, прерывая всякую иную работу и просто переставая откликаться на какие-либо обращения извне, другая осуществляет 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.

Новый Plextor M9Pe действительно лучше своего предшественника: несмотря на отказ от удвоенного объема буферной памяти DRAM контроллера, и без того очень небольшой разброс показателей моментальной производительности стал еще меньше, а общий уровень вырос со 100-110 тысяч IOPS до 125-135 тысяч. А вот наличие SLC-буфера на этом типе операции практически незаметно.

Теперь мы посмотрим на то, как работают алгоритмы «сборки мусора» (Garbage Collection). На итоговом графике присутствуют скоростные показатели накопителя в четырех ситуациях: состояние «чистого» массива ячеек, после непрерывной нагрузки в течение двух часов в условиях отсутствия команды TRIM, после простоя 30 минут, которых должно хватить накопителю для отработки внутренних алгоритмов «сборки мусора», после выполнения команды TRIM на весь объем накопителя.

А вот к работе в условиях отсутствия TRIM Plextor M9Pe (как и Plextor M8Se) не приспособлен вовсе, «заводской» уровень быстродействия сохраняется только при поступлении TRIM и никак иначе. Впрочем, отсутствие команды TRIM в современных системах потребительского класса встретить практически невозможно – сам по себе протокол NVMe поддерживается только теми операционными системами, где TRIM присутствует изначально.

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.

А вот на линейной записи наличие SLC-буфера выражено очень отчетливо – благодаря ему накопитель почти достигает отметки в 2 Гбайт/с, что является вдвое большим показателем, чем демонстрировал Plextor M8Se. Но буфер точно также мал – около 7 Гбайт, после чего скорость записи падает до 490-520 Мбайт/с.

Здесь отличий от Plextor M8Se 512 Гбайт мало – он демонстрировал те же 7 Гбайт, но скорость была слегка ниже – 440-480 Мбайт/с.

Задержки при отработке TRIM

Происходит удаление данных. Каков процесс? Операционная система ничего не затирает, она просто помечает в файловой таблице, что данные стали неактуальны. Если с HDD такой прием вполне адекватен, т.к. магнитная поверхность просто перезаписывается, то SSD необходимо «знать» об удалении данных – ячейки флеш-памяти нельзя переписать, их сначала нужно очистить.

Именно с этой целью в стандарт ATA была включена новая команда, больше известная как TRIM. Подача этой команды сигнализирует микропрограмме накопителя, что размещающиеся по определенным LBA-адресам данные более неактуальны и соответствующие им ячейки памяти можно стереть. Сама по себе команда выполняется монопольно, но различается реакция самих накопителей на подачу этой команды.

Три основных варианта: полный уход накопителя «в себя», снижение быстродействия, отсутствие видимой реакции вообще (накопитель «откладывает» выполнение расчистки «на потом», либо его аппаратное быстродействие настолько велико, что хватает и на фоновую расчистку, и на полноценное обслуживание запросов извне).

Первый из перечисленных вариантов наиболее неприятен: если накопитель является системным, то пользователь не просто случайно увидит резкое падение индикатора процесса копирования до нуля (а если никакого копирования пользователь не запускал, то не заметит и вовсе). Тут могут возникать рывки («фризы») в работе интерфейса операционной системы и приложений.

На накопителе создается несколько крупных файлов (учитывая общий объем тестируемого накопителя, было решено оперировать четыремя файлами суммарным объемом 32 Гбайт), после паузы в несколько минут запускается линейное чтение с записью лога (показания фиксируются с интервалом 0.5 сек) и осуществляется удаление файлов. Возникающие задержки фиксируется в записываемом логе, из которого затем формируется график.

Реализована «сборка мусора» у Plextor M9Pe 512 Гбайт довольно своеобразно: сначала накопитель полностью прерывает свою работу на 0.5 сек, затем, спустя некоторое время происходит еще четыре падения быстродействия.