SSD-накопители Apacer, Kingston, Patriot и Silicon Power


Использование твердотелых накопителей в качестве основных для компьютера началось далеко не вчера, однако бум этих устройств разворачивается на наших глазах. До этого основным недостатком этого типа устройств являлась крайне высокая цена самой флэш-памяти — если даже самые компактные винчестеры уже лет пять назад начали измеряться десятками гигабайт. Флэш долгое время считали, в лучшем случае, единицами гигабайт. И ладно бы максимальная емкость — с удельной ценой все было ничуть не лучше. Еще не так давно приходилось платить по доллару за мегабайт флэша, в то время как жесткие диски успешно штурмовали планку в доллар за гигабайт.

Однако активная конкуренция на рынке микросхем привела к тому, что цена SSD-накопителей, оставаясь достаточно высокой, уже снизилась до уровня, при котором их могли покупать и использовать обычные пользователи в обычных компьютерах. Особенно подстегнуло этот процесс все большее внедрение ноутбуков в повседневную жизнь — они все равно не могут похвастаться терабайтами дискового пространства, так что SSD на 30-60 ГБ многим уже вполне подходил. Сказалось и то, что мобильные винчестеры даже по производительности отстают от своих настольных собратьев, в то время как твердотелые накопители по многим параметрам превосходили последних. О конкуренции на массовом рынке речь до сих пор не идет, но свое место под солнцем SSD быстро завоевали — для ряда применений они оказались более привлекательными, нежели традиционные носители данных.

Не обошлось, правда, и без подводных камней. Первые накопители, еще не предназначенные для массового использования, обычно базировались на тех же контроллерах РАТА-флэш, что и карты CompactFlash. Для поддержки SATA (когда таковая понадобилась) компании применяли мосты-сериализаторы Marvell 88i8030-TBC, которые применялись и в первом поколении SATA-винчестеров. Конструкция простая, однако, ее активное проникновение в розничную сеть быстро привело к тому, что многие пользователи перестали доверять этому типу накопителей. Это легко объяснимо: на корпоративном рынке обычно учитывают все плюсы и минусы флэш-памяти, так что подобные накопители использовались именно там и именно так, чтобы получить от этого наибольшую отдачу, а не в качестве полной замены традиционным винчестерам. Иными словами, никто не пытался применять SSD первого поколения в роли основного и единственного накопителя в универсальной системе, а если это и делал, то только в специфических компьютерах. Например, традиционному Win-терминалу достаточно лишь один раз загрузить систему при включении, после чего встроенный в него накопитель практически не используется. Так что на этом поприще флэшки небольшого объема прекрасно себя вели. Но в обычном ноутбуке, да еще и при «традиционной логике» использования (когда на накопителе оказывается не такое малое количество постоянно обновляемых данных — файл подкачки, кэш интернет-браузеров и т.п.) — не очень. Поскольку флешки работали медленно. Со скоростью чтения-то все было нормально (а с ней у флэш-памяти всегда все было хорошо), но при записи данных начинались проблемы. И первые «настоящие» контроллеры SSD эту проблему не решили. Точнее, они решили ее лишь частично — поддержка многоканального режима работы увеличила скорости выполнения последовательных операций, да так, что накопители начали обгонять даже настольные винчестеры, не говоря уже о портативных, чтение данных в случайном порядке и не требовалось улучшать, но случайная запись оставалась ахиллесовой пятой. Особенно при использовании дешевых многоуровневых микросхем (а иначе, и огород городить не стоило — SSD приемлемой для использования емкости на SLC стоит слишком дорого для обычного «частного пользователя»): доработка контроллеров позволила заметно увеличить скорость записи при высокой локальности данных, однако в ряде случаев, на практике запросы распределяются по всему объему устройства, а тут уже «улучшенные» контроллеры ничем не лучше обычных.

Знаковым событием, ставшим поворотным моментом в истории SSD, стал выпуск компанией Intel в конце 2008 года линейки накопителей. В Х-серии были применены и экстенсивные, и интенсивные методы повышения быстродействия. Главным ее отличием от предшественников явилось использование достаточно вместительной кэш-памяти, применяемой для полноценной реализации NCQ и, главное, вообще кэширования запросов на запись. Применение буферизации очень хорошо сказывается на любых носителях, однако для флэш-памяти оно еще более критично: прежде чем записать какие-то данные, нам нужно стереть достаточно большой блок (такая специфика организации), как правило, куда больший, нежели минимальная порция записи. В частности, «прикидываясь» обычными дисковыми устройствами, SSD работают с секторами по 512 байт, в то время как типичный размер блока стирания равен нескольким килобайтам. При отсутствии буферизации многие блоки будут перезаписываться неоднократно, что сильно снижает и производительность, и ресурс накопителя. А использование кэширования ситуацию улучшает. Да и переупорядочивание очереди команд не бесполезно: в результате, контроллер накопителя способен собрать несколько операций записи секторов в одном блоке, даже если они изначально шли непоследовательно. В случае винчестеров поддержка NCQ экономит перемещения головок, и ее эффект заметен далеко не всегда, а на флэшках экономию в количестве операций стирания и ее важность сложно переоценить.

Intel X25-M быстро стал неким эталоном, разделившим все устройства на рынке на две группы. В одну попадают «классические» устройства, в другую — все, что примерно такое же или лучше. Ведь, в конце концов, у этого устройства есть и недостатки, в частности, — не очень высокая скорость выполнения последовательных операций. Основная конкуренция в последние полгода развернулась именно во второй группе — все производители SSD стремятся сделать самое быстрое устройство и гордо об этом заявить. Но из этого не следует, что «классические» модели с рынка исчезли — отнюдь. Их важным достоинством является более низкая цена — да, сами по себе микросхемы памяти стоят одинаково, но «интеллектуальный» контроллер (плюс 64-128 МБ динамической памяти) по-определению, дороже простого. Для ряда применений переплата более чем разумна, а иногда платить больше не нужно: и обычные накопители справляются с возлагаемыми на них обязанностями. Следует только четко учитывать все их недостатки и стараться избегать «неудобных положений» — и все. Недаром не прекратился не только выпуск, но и разработка традиционных SSD — например, компания Kingston, лицензировав у Intel контроллер Х-семейства, не так давно пополнила ассортимент и накопителями серии V, даже по заявленным характеристикам неспособными конкурировать с M и Е. Разумеется, со временем цена устройств «второго поколения» будет снижаться, тем более, что все более и более быстрые модели будут разрабатываться, так что «классические» накопители из продажи исчезнут. Но пока этого не происходит.

В конце прошлого года мы уже тестировали и Intel X25-M, и одного из представителей«классики», однако тогда методика тестирования внутренних носителей информации была еще до конца не отработана. Сегодня мы возвращаемся к теме тестирования SSD-накопителей. Начать наше массовое тестирование мы решили с повторного испытания двух уже изученных моделей (пусть и одна из них будет выступать под другой торговой маркой), добавив к ним еще пару устройств «первого поколения». Их результаты интересны как сами по себе, так и для последующего сравнения с наиболее современными носителями данных этого типа.

Apacer SAFD 253 AP32GS25SSD1-4 32 ГБ

О накопителях серии SAFD 253 впервые мы писали еще в конце 2007 года, а теперь настало время познакомиться с продуктом более подробно. В принципе, в ассортименте Apacer уже появились более новые модели для розничного рынка, но до наших рук ни A7 Turbo, ни A7 Pro пока не добрались. Первый из них, похоже, базируется на контроллере от Samsung, второй по ТТХ практически идентичен V-серии Kingston, но до тестирования делать какие-либо выводы остережемся. С SAFD 253 все проще — это уже второе (после SAFD 251) поколение SATA-флэш изначально индустриального назначения. А с точки зрения массового рынка, продукт, скорее, стоит отнести к поколению первому — более ранние разработки особого следа на нем не оставили.

С техническими характеристиками можно будет подробно ознакомиться из таблицы, после представления участников, а пока скажем пару слов о комплекте поставки, оказавшемся неожиданно богатым. Его аппаратная составляющая — силиконовый чехол, позволяющий использовать любой накопитель формата 2,5" прямо в себе, и компактный переходник USB-SATA. Не думаем, что кто-то будет использовать именно SSD в роли ВЖД, однако... Если накопитель приобретен для замены винчестера в ноутбуке, возникает вопрос — что потом делать с винчестером? Можно приобрести внешний модуль, а в данном случае можно ничего не приобретать. Чехол вполне справляется с защитными функциями, кабель переходник — с интерфейсными. Все это получается более компактным, чем традиционные внешние винчестеры. Да и в домашних условиях при помощи комплектного адаптера можно спокойно использовать не один, а несколько мобильных винчестеров в роли обыкновенных (только очень больших) дискет.

О программах, записанных на 3,5" CD. Во-первых, это Acronis True Image 11 Home — программа, в особых представлениях не нуждающаяся. Во-вторых, системная утилита SSD+Optimizer, призванная продлить срок службы накопителя и увеличить скорость его работы. На данный момент выпущенные операционные системы специфику SSD не учитывают: емкость одного кластера файловой системы, как правило, гораздо меньше, чем блока стирания. Кроме того, освобождение кластеров не приводит к физическому удалению данных — просто он помечается как более неиспользуемый в таблице размещения файлов. В результате, через некоторое время после начала использования накопитель достаточно сильно фрагментируется. Полезные данные занимают лишь часть блоков, но при перезаписи приходится считывать и записывать обратно их целиком — накопителю «не известно» где расположены полезные данные, а где мусор. При этом файл может быть разбросан по нескольким блокам, так что обновление файла буквально в сотню килобайт размером способно вызвать необходимость считать и записать обратно пару-тройку мегабайт, а то и больше. Дефрагментация служебных областей (и их выравнивание по границам блоков, чего операционная система обычно не делает), файлов и свободного пространства данную проблему ослабляет, что немаловажно для того, чтобы накопитель работал долго и быстро. Во «втором поколении» накопителей проблема деградации производительности из-за фрагментации и «лишних» операций записи значительно ослаблена, однако более ранние «классические» модели от дефрагментации выигрывают очень много. И по сроку службы, и по скорости работы. Так что наличие программы в комплекте поставки можно оценить только положительно, а покупателям устройства рекомендуется ею не пренебрегать.

За исключением богатого комплекта поставки, больше ничего интересного о накопителе мы сказать не можем. Вполне обычный SSD. И комплектация такая лишь потому, что пока эти носители данных не стали таким же простым и банальным оборудованием, как обычные винчестеры, и их производителям приходится в ретейл-поставках всячески друг перед другом выкаблучиваться, дабы привередливый покупатель, готовый потратить несколько сотен долларов, обратил свое внимание именно на их продукт, а не на изделие конкурентов.

Kingston SSDNow  SNM125-S2/80GB 80 ГБ

Если на клетке со слоном видишь надпись буйвол — не верь глазам своим, как сказано у классика. Несмотря на название, это совершенно «честный» Intel X25-M, что, впрочем, компания Kingston не скрывает. Первого поколения, хотя второе, появившееся на днях, просто использует новые микросхемы флэш-памяти, изготовленные по более тонкому процессу, так что более дешевые. Но принципиального улучшения скоростных характеристик от этого не произошло. С накопителем мы уже встречались, а теперь посмотрим, как он будет выглядеть в испытаниях по новой методике тестирования.

Patriot Warp PE32GS25SSDR 32 ГБ

C этим накопителем мы тоже уже достаточно подробно знакомились еще в конце 2008 года, а теперь просто перетестировали его по обновленной методике.

Silicon Power M10 SP064GBSSDM10S24 64 ГБ

Компании тоже очень хотелось выделиться на общем фоне, однако она сделала это не так, как Apacer — вместо наполнения упаковки с устройством всяческими полезностями, в Silicon Power решили увеличить функциональность самого накопителя. Как это сделать с обычной комплектующей, обреченной скрываться в корпусе компьютера или ноутбука? Да очень просто!

Делай раз — добавляем на плату еще и мост SATA-USB, а на корпус дополнительный разъем USB mini-B. Делай два — сам корпус делаем эстетически приятным для созерцания и глухим, оставив открытыми только разъемы. Несколько портят взгляд, разве что, крепежные отверстия, но их можно элегантно заглушить четырьмя прилагаемыми болтиками. И все — получили гибрид внутреннего SSD и USB-накопителя на базе флэш-памяти. Хотя, честно говоря, идея слишком здравой нам не кажется — если нужен флэш-драйв, так проще всего его и купить, благо по габаритам эти устройства меньше, да и кабель с собой носить не нужно. При установке внутрь корпуса вся эта «красота» спрячется, а USB-довесок станет мертвым грузом. Apacer, конечно, внешний способ применения своего устройства тоже предлагает, но так комплектный переходник можно использовать не совместно с SSD, а вместе с любым винчестером, так что он точно не пропадет без пользы — почувствуйте разницу. С другой стороны, что сделано, то сделано. Может быть, наш скептицизм в плане востребованности данного решения излишен.

Технические характеристики

  Apacer SAFD 253 Kingston SSDNow  SNM125-S2 Patriot Warp Silicon Power M10
Форм-фактор 2.5" 2.5" 2.5" 2.5"
Емкость, ГБ 32 80 32 64
Модельный ряд, ГБ 8-128 80-160 32-128 32-256
Объем буфера, МБ Н/Д 16 Н/Д Н/Д
Скорость последовательного чтения, МБ/с 115 250 175 165
Скорость последовательной записи, МБ/с 65 70 100 95
Время доступа при чтении, мкс Н/Д 85 Н/Д Н/Д
Интерфейс SATA300 SATA300/NCQ SATA300 SATA300
MTBF, миллионов часов 2 1,2 1,5 Н/Д

Обычный порошок

По текущей методике нами уже был протестирован Seagate Momentus 5400.5 ST9320320AS на 320 ГБ, который было решено добавить к результатам для наглядности — в качестве среднего (и очень массового) представителя мобильных винчестеров. Заметим, что и массовые настольные модели от него отличаются в лучшем случае в разы, а не на порядки. Да и даже наиболее производительных винчестеров это касается, так что в качестве ориентира эта модель подходит очень неплохо. А для владельцев ноутбуков сравнение может быть практически полезным — сразу видно, что они получат или потеряют, если сменят имеющийся винчестер на SSD-накопитель.

Методика тестирования

Подробно описана в отдельной статье. Там можно познакомиться и с конфигурацией испытательного стенда, и с используемым программным обеспечением.

Lavalys Everest 5.0

Низкое время доступа на операциях чтения всегда было сильным местом любых флэш-накопителей. Как мы видим, разница между ними и винчестерами - не менее двух порядков величин. Взяли бы самый-самый быстрый винчестер — получили бы соседние порядки при сравнении с самым-самым медленным SSD.

C записью все много хуже, особенно при использовании MLC-чипов, которые (если верить спецификациям) применяются во всех тестируемых сегодня моделях. Впрочем, нас несколько смущают результаты Silicon Power — порядок величин более похожий на SLC, хотя сложно это точно утверждать: попадались и многоуровневые чипы со сравнимым временем доступа. Хоть какое-то разнообразие у нас сегодня будет — среди трех «классических» SSD - два обычных, медленных, а один - относительно быстрый. Но при этом все равно — даже у М10 время доступа на операциях записи в полтора раза больше, чем у Momentus 5400.5. Теперь вспоминаем, что у этой серии винчестеров оно худшее в своем классе, а у этого класса оно гораздо хуже, чем у массовых или высокопроизводительных винчестеров, и становится понятно, что там, где требуется много писать, «классическим» флэш-накопителям особо нечего ловить. Но контроллер от Intel справляется  этой работой как нельзя лучше — совсем другое дело. Так что быть ему сегодня, по праву, самым быстрым, что и предполагалось.

Тесты буферизованных операций построены так, что часто из измерения пропускной способности шины или скорости работы с кэшом превращаются в обычное тестирование последовательных чтения и записи — если кэша нет. А когда он есть, то скорость чтения из него может оказаться более низкой, чем просто с поверхности — бывает и такое. Но, в принципе, для этого класса накопителей скорости выполнения буферизованных операций во-первых, менее интересны, чем для винчестеров, а во-вторых не всегда корректно измеряются, так что лучше перейдем к более практическим шаблонам тестирования.

IOMeter

Здесь все ясно — пока винчестеры топчутся в диапазоне 50-100 МБ/с, даже самые простые SSD-накопители почти достигают 150 МБ/с, а Kingston уверенно приближается к ограничениям SATA300. Заметим, что именно для мобильных накопителей флэш-память наиболее интересна, поскольку нет такой связи между размерами и скоростью, как у винчестеров, а с учетом того, что сейчас каждый второй продаваемый компьютер портативный, понимаем, что деваться особо некуда.

С записью (даже последовательной) все намного хуже. M-серия Intel/Kingston способна обойти разве что мобильные жесткие диски и то — чуть-чуть, прочие немного быстрее. Но лишь на блоках от 128К, при наиболее типичном для операционной системы 64К. Пользоваться можно, но никакого восторга не вызывает.

C заявлениями, что чего-то никогда не может произойти, есть риск оказаться лжепророком, однако мы все-таки рискнем — винчестеры никогда не догонят флэш-накопители по скорости случайного чтения. В принципе, никогда. Даже самые лучшие винчестеры никогда не будут годиться в подметки самому слабенькому SSD. Поскольку... достигнут они не единиц мегабайтов в секунду, а до 10 дотянут вдруг — случится чудо. И даже если чудо будет совсем чудесным, до 20 МБ/с дойдут (а вдруг — всего-то на порядок увеличить скорость нужно), и что? У флэша уже 30-35 МБ/с, и это далеко не предел.

Но с записью ситуация много сложнее. Видно, что сколь бы неудачной не была серия 5400.5 в этом плане, «классическим» накопителям и до нее далеко. Вот «правильные» SSD вполне способны обгонять винчестеры. Одиночные, по крайней мере, и не все: VeloсiRaptor, к примеру, и один чуть быстрее.

Нам пришлось прибегнуть к логарифмическому масштабу, поскольку слишком большой перепад у SSD-накопителей при разной доле операций записи. Когда последних нет вообще, любой флэш-накопитель просто превосходен — 3500 IOPS для «классики», и более 10000 для М-серии - это совсем не типичная для винчестеров сотня-другая. Однако, по мере увеличения их количества, ситуация меняется на противоположную — теперь уже как раз SSD проигрывают на порядки, сваливаясь до единиц IOPS. И только «крест животворящий» в виде интеллектуального контроллера позволяет Intel/Kingston все же удерживать лидерство, пусть и снизив показатели в 300 раз где-то. И то хлеб, конечно: винчестеры слабее на этом паттерне. Но несравнимо сильнее моделей с простыми контроллерами.

PCMark05

Что собой представляет запуск операционной системы или загрузка любого более-менее объемистого приложения? Практически, это случайное чтение почти в чистом виде. Разница между X25-M и «обычными» SSD впечатляет, но не менее впечатляет и отрыв последних от винчестеров. А что еще нужно? Это, как в одном из наших любимых анекдотов, — про похороны преферансиста.

PCMark считает, что при обычной работе даже самые медленные SSD-накопители быстрее портативных винчестеров в 3-4 раза. Замена последнего на первый - уже вполне актуальное мероприятие. Но, спору нет, новое поколение твердотелых дисков еще актуальнее. При наличии достаточного количества средств на их покупку, конечно.

Подтест «Virus Scan» выдает не особо адекватные результаты на винчестерах, но для SSD все похоже на правду. С другой стороны, нельзя сразу отметать предположение, что просто существует такой механизм работы с данными на винчестере, при котором это осуществляется даже быстрее, чем «тупое» последовательное чтение. Но, конечно, верится в это с трудом.

И, наконец, запись данных. Тут все, как в IOMeter блоками от 128К, так что результатам верить можно, не в пример предыдущей трассе.

Intel NAS Performance Toolkit

Как только от одного потока данных при чтении мы переходим к нескольким, становится ясно, что результаты противостояния с SSD еще более печальны для винчестеров. Потому, что у последних производительность снижается, а первые на такое увеличение нагрузки либо особого внимания не обращают, либо, как Intel, вообще начинают работать намного быстрее. С учетом того, что все современные операционные системы многозадачные, так что на доступ к винчестеру в любой момент времени вполне могут претендовать несколько игроков, это достаточно важно.

И только на записи винчестеру удается отыграться. Во многом за счет того, что для Intel операция записи информации в один большой файл оказалась «не интересной»: менее 50% от теоретической низкоуровневой производительности. Когда параллельно удалось еще и данные почитывать, он оказался не так и плох, хотя до винчестера и не дотянул. А остальные SSD-накопители, наоборот, вообще снижают скорость работы в такой ситуации — слишком долго выполняется операция стирания блоков, а на это время вообще все «стопорится». В том числе и чтение из других блоков.

Картина очень пестрая, хотя и есть определенные закономерности. В частности, видно, что тест PhotoAlbum обожает флэш-память, поскольку большая его часть — чтение данных (причем практически последовательное, пусть и не большими блоками). Но на других шаблонах, скорее, можно говорить о примерной равноценности технологий. Изменится ли картина при использовании более быстрых SSD — проверим в следующий раз.

Наиболее интересным результатом является отсутствие заметной «просадки» результатов при переходе от одного большого файла к множеству маленьких. Нет, конечно, снижение скорости есть, но гораздо менее значительное, чем свойственно винчестерам.

Но на записи она есть у всех, кроме Intel. Зато у последнего проблемы с самым простым применением — записью всего одного большого файла. Правда, у нас есть подозрение, что выполнение этой операции в два потока позволило бы радикально увеличить скорость — как уже было видно выше, однопоточная загрузка совсем не то применение, под которое была оптимизирована прошивка этого устройства.

Общий средний балл

Apacer SAFD 253 AP32GS25SSD1-4 Kingston SSDNow  SNM125-S2/80GB Patriot Warp PE32GS25SSDR Silicon Power M10 SP064GBSSDM10S24 Seagate Momentus 5400.5 ST9320320AS
544 4789 543 812 601

При сравнении накопителей принципиально разных классов, «средняя температура по больнице» не очень интересна: два SSD от винчестера отстали, один его обогнал незначительно, а еще один — значительно. Однако при таком «неровном» поведении, какое мы выше наблюдали в результатах конкретных тестов, это не дает полной картины. Просто есть условия, в которых твердотелые накопители превосходны (причем любые), и есть такие, с которыми справляться тяжело даже самым современным моделям, не говоря уже о предыдущем поколении устройств.

Цены

В таблице перечислены средние розничные цены протестированных сегодня SSD-накопителей в Москве, актуальные на момент чтения вами данной статьи:

Apacer SAFD 253 AP32GS25SSD1-4 Kingston SSDNow  SNM125-S2/80GB Patriot Warp PE32GS25SSDR Silicon Power M10 SP064GBSSDM10S24
Н/Д(0) Н/Д(0) Н/Д(0) Н/Д(0)

Итого

Практически все уже было сказано выше. Не сложно заметить, что есть сферы применения, с которыми даже самые простые SSD-накопители справляются превосходно. Во всяком случае, их применение в мобильных компьютерах (особенно наиболее компактных моделях) относится именно к таковым, да и работа в качестве системного винчестера в компьютере, снабженном и другими накопителями, - тоже. Однако при этом не стоит забывать и о слабых местах таких накопителей, и быть морально готовым к тому, что любая неприятность, которая может случиться, случится обязательно. Но устройства последующих поколений уже лишены многих «детских болезней», поэтому, несмотря на более высокую цену, вполне могут выглядеть более привлекательной покупкой.






Дополнительно

iXBT BRAND 2016

«iXBT Brand 2016» — Выбор читателей в номинации «Процессоры (CPU)»:
Подробнее с условиями участия в розыгрыше можно ознакомиться здесь. Текущие результаты опроса доступны тут.

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.