Сравнение чипсетных и дискретных SATA-контроллеров на платформах AMD AM4, Intel LGA1151 и Intel LGA1200

Примерно два года назад мы решили стряхнуть пыль с дискретных SATA-контроллеров десятилетней давности (один из которых, впрочем, до сих пор встречается даже на очень дорогих платах), заодно сравнив их со старыми и новыми «чипсетными». Тогда мы еще не знали во что это выльется. Поскольку после изучения продуктов с интерфейсом PCIe 2.0 x1 нам для полноты картины потребовались и их наследники под PCIe 2.0 x2… Но и на этом история не кончилась. Производители этих решений заметили, что в современных чипсетах количество SATA-портов начало сокращаться, а вот устройств таких у пользователей накопилось порядком, почуяли запах денег, вышли из спячки… и на рынке появилось несколько решений ASMedia и JMicron уже с поддержкой интерфейса PCIe 3.0. Ориентированы они, естественно, как раз на современные настольные системы, поскольку старые чипсеты этот интерфейс не поддерживают, да и некоторые бюджетные не совсем старые тоже. Впрочем, старшие решения обеих компаний могут использовать две линии PCIe, так что и в таких условиях отлично заменяют лучшие контроллеры начала десятилетия, предоставляя пользователю большее количество SATA-портов. Правда, загрузка с подключенных к ним дисков проходит лишь на платформах AMD AM4 или Intel LGA1151, но не более ранних. Однако и это тоже серьезных проблем давно не доставляет: дополнительные порты обычно нужны для создания не быстрой, но объемистой «файлопомойки», а грузиться можно и не с нее.

В общем, почти двухлетняя эпопея вылилась в четыре материала, с которыми желательно ознакомиться, прежде чем читать дальше. Тем более, что там есть необходимая историческая часть, изложены технические особенности новых и старых решений, и т. д.

Сегодня же основное внимание будет уделено не самим контроллерам, а платформам. Действительно, мы не раз повторяли, что в наибольшей степени новые решения ориентированы на современные компьютеры, однако тесты проводили максимум на «первой версии» LGA1151. А еще некоторые тесты показали превосходство современных дискретных SATA-контроллеров над встроенным в чипсет Intel Z270. Поэтому так и напрашивается изучение последних (хочется верить) белых пятен данной истории: изучение работы JMicron JMB585 и ASMedia ASM1166 на современных платах под AMD и Intel и сравнение современных «чипсетных» SATA-контроллеров AMD и Intel. Вот этим мы сейчас и займемся.

Участники и методика тестирования

Сами по себе платы на JMB585 и ASM1166 участвовали и в предыдущих тестированиях, так что подробно с ними можно ознакомиться в материалах, ссылки на которые даны выше. Основные характеристики вкратце — оба контроллера подключаются к системе посредством PCIe 3.0 x2, хотя могут обойтись и одной линией данного стандарта — этого достаточно для того, чтобы хотя бы один порт SATA600 в каждый момент времени работал на полной скорости (для жестких дисков большой необходимости в таком нет, а вот для SSD — желательно). Всего же портов на JMB585 пять, а на ASM1166 — шесть, но это старшая модель в линейке ASMedia: есть и более простые. Ближайшими родственниками упомянутых контроллеров являются JMicron JMB582 и ASMedia ASM1064 с интерфейсом PCIe 3.0 x1, т. е. установить такие можно вообще в любой слот PCIe — и получить два или четыре порта. Второе, разумеется, «интереснее» и универсальнее. Но в «пропиленные» слоты PCIe 3.0 x1, которые есть на многих платах, можно устанавливать и старшие модели (их работоспособность в таких условиях нами была проверена) — и получить больше портов за сопоставимые деньги.

Главный вопрос — платы. Ранее для всех тестов нами использовалась ASRock Z270 Killer SLI на чипсете Intel Z270 в паре с процессором Intel Core i7-7700, но это достаточно старое решение, пользователям которого дискретные контроллеры обычно... не нужны. На плате есть шесть портов SATA600 и два слота M.2, причем все это может работать независимо друг от друга — если в M.2 не устанавливать SATA-накопители. Восемь «дисков» (два из которых в обязательном порядке SSD, а остальные — по вкусу) практически все разумные потребности перекрывают.

Но вот в последующих платформах Intel потенциальные конфигурации стали куда более навороченными — так что портов начало «не хватать» на все сразу, требуя ответственного подхода к сборке. Например, на Asus ROG Maximus XIII Hero на чипсете Intel Z590 тоже есть шесть SATA-портов — только два из них «пересекаются» с одним из разъемов М.2 (коих тут до четырех), а остальные четыре — с третьим слотом PCIe 3.0 x4 (в формате х16). Но если установить в этот слот плату на ASMedia ASM1166, то мы гарантированно «сохраним» два «чипсетных» порта — и добавим к ним еще шесть «дискретных», что даст нам восемь SATA-устройств. Или даже десять — если еще одна «чипсетная» пара останется свободной. Или семь-девять если использовать JMB585. Как это работает — как раз и проверим, снабдив плату процессором Intel Core i9-11900K, 16 ГБ памяти и прочим необходимым (как и в остальных случаях).

Чипсеты AMD пока еще несколько более архаичны, что не всегда плохо — например, в В550 и Х570 есть четыре ни с кем не пересекающихся SATA-порта (в А520 — два). Но четыре — а вот в Х370 их было восемь зачастую. Так что, поменяв плату ради новых возможностей, можно столкнуться и с нехваткой старых — что обычно решается как раз при помощи дискретных контроллеров. Для тестирования мы будем использовать AMD Ryzen 7 3800X и плату ASRock B550 Extreme4 на чипсете AMD B550 — в которой тоже шесть SATA-портов, но два может понадобиться отключить, дабы второй слот M.2 работал в режиме PCIe 3.0 x4. Дискретный контроллер возможные проблемы решает полностью, «разменивая» линии PCIe на SATA по очень выгодному курсу.

Кроме того, у нас в итоге есть и три разных чипсета со встроенными в них SATA-контроллерами, которые будет небесполезно сравнить друг с другом — и с дискретными решениями.

Программная составляющая методики подробно описана в отдельной статье. «Рабочим телом» во всех случаях (как и ранее) будет выступать SSD SanDisk Ultra 3D на 500 ГБ. Это не самый быстрый SATA-накопитель, но для данного тестирования его более чем достаточно: все различия контроллеров должны быть видны невооруженным глазом.

Последовательные операции

Казалось бы, SATA600 интерфейс старый — и ничего нового тут не придумаешь. Однако нашлось — и речь не только о чипсетных контроллерах. В частности, на новых платформах практически повсеместно выросла скорость однопоточного чтения. Многопоточное же традиционно упирается в пропускную способность интерфейса. Во всех случаях, кроме JMB585 на АМ4 — тут явно есть какие-то нюансы совместимости. Но окончательный вердикт будет выносить, когда с другими результатами ознакомимся.

Однопоточная запись подросла тоже — но на AMD AM4 сильнее. Впрочем, понятно, что мало кто будет выбирать платформу по скорости чипсетного контроллера (причем в низкоуровневых бенчмарках), так что главный вердикт — хуже при апгрейде не станет, а современные дискретные контроллеры в первом приближении не хуже современных же чипсетных.

Произвольный доступ

Обычно эти тестовые сценарии «упираются» именно в конкретные SSD. Однако нам они сегодня интересны даже не для сравнения конкретных решений, а для демонстрации общих тенденций — на деле результаты низкоуровневых бенчмарков могут зависеть (и сильно зависеть) от конкретных контроллеров. И еще больше — от тестовой платформы в целом. Поэтому для сравнения накопителей-то они подходят — но только в равных условиях. Брать же циферки из разных тестирований (пусть даже полученных в одинаковых программах и при одинаковых настройках), а потом сравнивать их друг с другом — неблагодарное априори занятие.

Применительно же к основной сегодняшней теме — ничего криминального. Небольшой разброс результатов есть, но это, повторимся, обычное дело для низкоуровневых утилит — которые на одной и той же системе могут иногда резко реагировать на настройки энергосбережения и т. п. Формальный победитель — AMD B550, а вот новые платформы Intel быстрее старых не стали. Реально — все это не принципиально. Явных косяков в работе нет, все девять тестовых конфигураций примерно эквивалентны. Избегать никакой не нужно. А остальное — по запросам: хватает ли портов «чипсетного» контроллера или нужно что-то придумывать.

Работа с большими файлами

А для чего может понадобиться большое количество портов? Для объемного дискового хранилища. Желательно быстрого — в противном случае не обязательно «запихивать» его непосредственно в ПК: и NAS справится. А если быстрого — значит часть данных в любом случае держать на SSD. Жесткие диски сами по себе медленнее — так что с одной стороны им не обязательны быстрые порты, а с другой — не всегда уже их хватает.

Результаты согласуются с CDM, но лишь частично. Самое интересное в них — актуальный «однопоток» (параллельных операций программисты до сих пор стараются избегать — и будут это делать до полного отказа от жестких дисков) на новых платформах и в рамках древнего SATA600 можно ускорить на 10%, а то и на 20%. Немного неожиданно. Лидирует тут, внезапно, LGA1200, хоть это и не принципиально. А вот JMB585 на АМ4 действительно не очень хорошо справляется с многопоточной нагрузкой — если, конечно, уделять этому серьезное внимание.

При записи интересно то, что Z590 практически в точности повторил результаты Z270 — все прочие участники тестирования побыстрее.

В данном случае некоторый разброс результатов тоже есть — но это если докапываться до каждой запятой (что опасно, поскольку заклепочничество недавно внесено в список смертных грехов). Основное, что стоит принимать во внимание — новые чипсеты во всяком случае не хуже старых, а современные дискретные контроллеры — сопоставимы с «чипсетными». Каких-то прорывов на этом сегменте рынка уже и быть не может — так что главное, что нет никаких провалов. Каким были, например, первые SATA600-контроллеры Marvell, где скорость записи данных ни в каком виде не поднималось выше 170-180 МБ/с и проявлялось это в любых сценариях — вот такое было хорошо заметно и делало практически бессмысленным использование чипов этой линейки совместно с SSD. Да и появившиеся позднее «однолинейные» контроллеры под PCIe 2.0 тоже лишь формально поддерживали SATA600 — скорее их стоило называть «SATA400», поскольку больше интерфейс не пропускал. А сейчас все научились работать правильно — к вящей радости покупателей.

Производительность в приложениях

Использовать диски на дополнительных контроллерах в качестве «основных системных» в настоящее время в основном и не требуется: можно и другими воспользоваться. В том числе, и более производительными NVMe — для подключения которых как раз зачастую и требуется освобождать линии PCIe. Однако у нас сегодня на повестке дня не только дискретные, но и чипсетные контроллеры. Да и PCMark 10 — бенчмарк комплексный. В него входят не только тесты загрузки системы или приложений, но и банальное копирование данных. Более подробную информацию по рабочим нагрузкам можно получить из нашего краткого описания теста по ссылке, а сейчас — просто результаты.

Но главное тут, конечно, сравнение чипсетов. И волноваться не о чем — на новой системе диски, по крайней мере, медленнее не станут. Вот дискретные контроллеры работают помедленнее — по-видимому, сказалось усложнение контроллера PCIe в «навороченных» современных чипсетах, но это как раз не слишком принципиально. В любом случае, единственным аутсайдером можно считать как раз старичка Z270 — так что на что его не меняй, а все равно хорошо. Чего и достаточно.

Итого

Никаких открытий по итогам тестов сделать не удалось. Главный вывод: все работает так, как ожидалось, с поправкой на стандартные погрешности. Такое положение дел наиболее удобно для покупателей, поскольку переход на новую платформу (любую из) в плане скорости работы старых добрых SATA-накопителей как минимум ничего не испортит. Как максимум они иногда смогут работать даже немного быстрее, но не настолько, чтобы обращать на это внимание — производительность давно уже принято искать совсем в других сегментах. Количество доступных SATA-портов в новых системах может уменьшиться — при том, что некоторым любителям больших и серьезных настольных компьютеров их и ранее не всегда хватало. Однако эта проблема легко решается современными средствами, причем без заметных штрафов с точки зрения производительности. В качестве решения подходят все современные контроллеры ASMedia и JMicron, конкретный можно выбирать просто исходя из нужного количества портов и/или слотов PCIe.

6 июля 2021 Г.