Методика тестирования накопителей образца 2018 года
Глядя на выкрутасы в сегменте бюджетных SSD, может возникнуть ощущение, что твердотельные накопители со временем становятся более медленными. На деле, конечно, все немного не так. В топовом сегменте постоянно растут скорости и емкости за те же деньги. Массовый аналогичным же образом мигрирует с SATA на NVMe — что тоже приводит к приросту производительности. Активно развивается сегмент «недорогого NVMe» — когда-то его не было вовсе, а сейчас можно подыскать и что-то вменяемо-бюджетное. Без рекордов по производительности — но на уровне выше даже некогда топовых SATA-устройств. А вот с последними... дело дрянь. Некоторое количество моделей среднего и даже высокого уровня есть — но список их практически не обновляется. Бюджетка же постоянно «модернизируется» — но исключительно в одном направлении: дешевле, еще дешевле, еще дешевле дешевого. С использованием всех методов снижения цен. При том, что контроллеры уже дальше резать некуда (в основном и так применяются простейшие одноядерные безбуферные модели — четырех- или даже двухканальные), остается только играть с памятью. В чем «помогли» производители последней — начав активное внедрение QLC NAND. Глобально таковая нужна — справляется со многими нагрузками, а стоит дешевле, но полной универсальной заменой TLC во всех сферах применения накопителей пока не является даже по мнению разработчиков.
Делать накопители околоплинтусного уровня умеют далеко не только мелкие малоизвестные компании — подобная продукция встречается и в ассортименте крупных игроков рынка. За исключением разве что Intel и Samsung — минимальный уровень в исполнении этих компаний (QLC-накопители линеек Intel SSD 660p/665p и Samsung 860 Qvo) в рамках всего рынка минимальным не является, поскольку используются в них относительно мощные контроллеры — вплоть до поддерживающих NVMe. А самый низ бюджетного сегмента — это SATA-контроллеры Maxio MAS0902A, Phison S11, Realtek RL6468 или Silicon Motion SM2258XT и SM2259XT. С первыми возможны варианты в зависимости от памяти и прошивки, третий — редок (оно и к лучшему), что же касается последних, то они предсказуемо унылы в любых конфигурациях. Проблема не раз озвучена: принятый механизм SLC-кэширования — когда все данные пишутся исключительно в кэш, причем под последний можно задействовать практически все свободное место. При запасе такового можно быстро записать достаточно большие количества данных: от четверти до половины свободных ячеек (в зависимости от типа памяти — поскольку пишутся они в этом случае в однобитном режиме). Но когда «запас» кончается (а при нормальном использовании SSD скорее полон, чем пуст) приходится и кэш чистить, и новые данные как-то принимать... словом, скорость записи проваливается до неприличных значений. Для Phison S11, Maxio или «старших» модификаций контроллеров Silicon Motion возможны разные варианты поведения — определяемые конкретной прошивкой под определенную память. DRAM-less контроллеры Silicon Motion в любом случае работают только в таком вот режиме.
Однако нельзя сказать, что он совсем уж бесполезен или всегда вреден. При работе накопителя в качестве «системного» серьезных проблем не вызывает: запись больших объемов данных требуется редко. Да и вообще — как бы не большинство операций записи — временные файлы, активно создаваемые системой и прикладными программами. Создаются, раз-другой читаются и удаляются — их вообще не нужно хранить долговременно. Да и кэш в таких условиях «чистить» специально не требуется обычно — место само освобождается при удалении временных файлов. В общем, львиная доля работы — именно с SLC-буфером, на оптимизацию которой и брошены все силы разработчиков. Тем более, бюджетные конфигурации SSD нередко даже читают информацию из «основного» массива медленнее, чем из кэша, так что им это нужно. И полезно. В итоге, правда, иногда получается нечто, именуемое частью пользователей оптимизацией под бенчмарки — поскольку у популярного CrystalDiskMark (да и не только) логика работы точно такая же (создаем рабочий файл при запуске, прогоняем тесты в его пределах, удаляем), «померить» им в современных условиях можно только скорость SLC-кэша. Но это побочный эффект — затевалось-то все совсем с другими целями, нежели радость «охотников за попугаями».
Но насколько этот подход полезен для самых-самых дешевых SSD емкостью 120-240 ГБ (которые часто покупаются исключительно «под систему» — основные массивы рабочих данных при этом остаются на жестких дисках) — настолько же он вреден в моделях большой емкости. Точнее, для операционной системы и прикладных программ все остается по-прежнему — но они занимают лишь небольшую часть емких SSD. Остальное уходит под файлы данных — которые записываются надолго, причем понадобиться могут далеко не сразу. И лучше бы их сразу записывать именно в основной массив — тем более, что большое количество кристаллов памяти позволяет сделать это относительно быстро. Если бы контроллер такой режим поддерживал — чего в бюджетной продукции чаще всего не бывает.
Зачем же ее при этом покупают? Основная и главная причина — цена. Если бюджетный терабайтник на SM2258XT/SM2259XT можно приобрести сейчас примерно за 8000 рублей (а часто — еще дешевле; особенно в онлайне во времена распродаж), то за «приличную» модель той же емкости придется выложить уже тысяч 10, а то и более. Для тех, кто помнит времена начала массового распространения твердотельных накопителей, когда за аналогичную (даже в твердой валюте) сумму можно было купить лишь 100 ГБ, а то и меньше, и последнее значение не кажется таким уж высоким. Но, если сравнить два одновременно лежащих на полке терабайтника за 8 и 10, то к первому потянутся и руки многих, способных купить и второй. Что уж говорить о случаях, когда денег реально в обрез — а приобрести модель такой емкости очень-очень хочется. Такое нередко происходит и по простым психологическим причинам — в ноутбуке был винчестер именно такой емкости, использовалась не вся, но менять на «маленький» SSD как-то странно, а с сохранением размера — в самый раз. Или, напротив, было 500 ГБ, но как-то маловато — так что хорошо бы увеличить и скорость, и емкость. Или в настольном компьютере уже есть что-то шустрое, но не очень крупное, а использование для части файлов (да хоть бы и для современных игр — которые бодро переваливают иногда и за отметку в 100 ГБ) жестких дисков на этом фоне начинает приводить в уныние — вот и хочется что-то большое, но недорогое «промежуточное». Тем более, что по средней стоимости гигабайта SSD терабайтной емкости сейчас «самые выгодные» — стоимость контроллера, платы, корпуса и работы по объединению всего этого равные при любой емкости, так что более всего заметны при низких емкостях, а вот на 2+ ТБ цены опять растут из-за меньшего количества предложений.
В общем, причины, по которым самые дешевые терабайтники являются еще и самыми популярными (терабайтниками же, конечно — так-то основные объемы продаж пока еще приходятся на четверть терабайта), подробно расписывать не приходится — они все просты и интуитивно понятны. Это в необходимости купить Optane SSD той же емкости нужно убеждать себя долго и упорно — да и то может не получиться по чисто техническим причинам. В данном же случае все легко примеряется на себя. Стоит ли поддаваться тяге к экономии — отдельный вопрос, на который каждому приходится самостоятельно искать ответ: универсального не существует. Мы же можем только немного упростить эту задачу, показав, как это работает. Делать выводы всегда тем проще, чем больше информации. Поэтому сегодня протестируем четверку типичных терабайтных накопителей на бюджетных SATA-контроллерах Silicon Motion. По традиции этой серии тестов все просто приобретены в магазинах — так что можно быть уверены, что такие там и продаются, а не производители специально подсунули нам более лучший мех.
AMD Radeon R5 960 ГБ
Совместное предприятие Intel и Micron по производству флэш-памяти (откуда Intel уже успел официально выйти) некоторое время как поставляет на рынок 96-слойную память, а 64 слоя освоило еще три года назад. И то, и другое оказалось куда более удачным, нежели первый опыт по созданию 3D TLC NAND на 32 слоях. Тем более, что «первый блин» сильно портили и нестандартные кристаллы по 384 Мбит, что затрудняло выпуск накопителей «стандартных» емкостей. Ну и с размерами страниц и блоков тогда разработчики сильно перемудрили, что тоже плохо на скорости сказывалось. Даже в MLC-режиме (часть памяти продавалась именно так — с кристаллами по 256 Гбит), не говоря уже о родном TLC. В общем, первое поколение казалось бы давно все забыли — и сами его «родители» использовали такую память лишь в ограниченном числе продуктов, причем жизненный цикл всех их уже закончился.
Но в бюджетных SSD такая память до сих пор временами всплывает — особенно когда речь идет о заводах из «материкового» Китая, закупивших ее где-то по дешевке. Видимо, также «повезло» и гонконгской Galt Advanced Technology, ставшей известной широким массам трудящихся после заключения соглашения с AMD. На пользу обоим договаривающимся сторонам — AMD теперь формально производит и SSD (и может их предлагать партнерам в комплекте с процессорами и видеокартами), а Galt… Понятно, что мало кто покупал бы накопители под такой маркой — но увидев в продаже SSD AMD Radeon R5, да еще по низкой цене, устоять крайне сложно. Хотя звучный бренд в этих вопросах — не всегда хорошо: в итоге на упаковке пришлось написать, что это дело совместимо с платформами и Intel, и AMD.
Что внутри — скорее всего, уже все поняли, учитывая основную тему статьи — и такое вступление. Именно — контроллер Silicon Motion SM2258XT и та самая 32-слойная 3D TLC NAND с кристаллами по 384 Гбит. Ставят их обычно кратно трем, что в младших объемах еще и не позволяет задействовать все каналы даже бюджетных контроллеров, но тут емкость позволяет получить и круглое с других точек зрения число — 24 штуки, что делится и на четыре.
График — типичный для продуктов этого класса, причем как бы не в худшем виде: в частности, максимальная скорость достигается лишь на половине кэша, дальше она снижается до 250 МБ/с, а по исчерпании начинаются традиционные скачки в области еще более низких скоростей. В общей сложности на 960 ГБ ушло более четырех часов — примерно 63 МБ/с в среднем. Почему так? Потому, что при такой политике кэширования даже на абсолютно «чистый» накопитель на самом деле был записан не один, а два его объема. И еще один — стерт, хотя изначально данных вообще не было. Это важный момент, который нужно учитывать. Поскольку некоторые из таких графиков делают вывод, что уж треть устройства-то можно записать быстро. На самом деле — треть свободного места. Причем действительно свободного в полном смысле — когда блоки флэш-памяти «чистые». «Мусорные» в этом процессе не участвуют — их все равно нужно будет стирать. Зато в пределах кэша можно работать относительно быстро — но в данном случае не очень. Впрочем, мы еще остальных не видели.
Crucial BX500 960 ГБ
Crucial BX500 1000 ГБ
Конь в яблоках и гусь в яблоках — всего одно слово, а какие разные судьбы! Почему в тестировании два одинаковых внешне устройства с практически одинаковой емкостью? Это долгая история, поскольку линейка BX500 на рынке уже два года — по современным меркам можно считать, что долгожитель. Некоторые модели с тех пор вообще не изменились — вообще редкость на современном рынке. Хотя им и меняться особо некуда: первая волна включала в себя SSD на 120, 240 или 480 ГБ, причем все были построены на Silicon Motion SM2258XT и 64-слойной памяти 3D TLC NAND с кристаллами по 256 Гбит. Производимой, естественно, Micron — которому марка Crucial и принадлежит. Причем только Micron — в недорогих SSD кристаллы с этого завода можно встретить и в фасовке SpecTek (дочернее предприятие, традиционно специализирующееся на микросхемах второй свежести), некоторые производители с Тайваня закупают «неразрезанные» пластины и уже самостоятельно занимаются тестированием и корпусировкой, пути попадания данного флэша к материковым китайцам вообще бывают очень причудливыми. А тут — свое, родное, проверенное. Причем всегда в таком виде, чтоб контроллер выложился на максимум (какой бы он у него ни был), т. е. все четыре канала работали хотя бы. Достигается это и в младшей модели на 120 ГБ, в старших добавляется чередование. По сути, это можно считать эталонными продуктами на базе 2258ХТ+TLC.
Еще Crucial BX500 оказался одним из немногих накопителей на SM2258XT, где работает встроенный в контроллер термодатчик — в том плане, что его показания можно увидеть. Вот это на деле только нервировало некоторых покупателей — ибо греется же сильно. На деле все накопители на данной платформе ничем не отличаются, в типичных условиях работают одинаково и до троттлинга не доходят — но в большинстве устройств можно увидеть стабильные 40 градусов, «нарисованные» прошивкой при попытке запросить температуру, а тут совершенно честные 60-70. Что пугает некоторые диагностические программы — а также того, кто их запускает. А если еще учесть, что все это нередко совпадало с типичным для контроллера падением скорости записи в интенсивных тестах, ничего удивительного в рождении легенды, что контроллер перегревается — и от того тормозит. На деле улучшить охлаждение можно, чем производитель не заморачивался (поскольку греется — еще не перегревается) — а вот тормоза на записи неизбежны для этого семейства контроллеров.
В начале прошлого года в линейку пришла 96-слойная память 3D TLC NAND с кристаллами по 512 Гбит. Видимым для пользователей изменением стало как раз появление модели на 960 ГБ. В паре с новой памятью работает уже Silicon Motion SM2259XT — обучать 2258ХТ поддержке новых типов памяти никто не стал, так что на рынке они не пересекаются. На самом деле на аналогичные конфигурации перейти могут и модели на 240/480 ГБ, поскольку 96-слойная память экономически более выгодна (что увеличение размера кристалла еще усугубляет) — но вот 120-ку вряд ли кто станет трогать. В противном случае придется отказаться от четырехканального режима, чего в Micron всегда старались избегать. Но может оказаться и так, что эта платформа вообще исчезнет, оказавшись временным решением — как уже исчез с сайта «самый новый» SSD на 960 ГБ. Дело в том, что прошлой осенью линейку еще раз проапгрейдили — добавив накопители на 1000 и 2000 ГБ. В них используется уже 64-слойная 3D QLC NAND с кристаллами по 1 Тбит. И, в общем-то, никто не мешает компании сделать на ней же модель на 500 ГБ вместо 480, а 120 и 240 ГБ уйдут с рынка естественным путем по мере окончания старых компонентов.
Пока этого не произошло, да и в продаже можно встретить и 960 ГБ, и 1000 ГБ. Второй временами даже дороже, хотя память дешевле. С другой стороны, вполне возможно, что компания просто не торопится выкладывать все козыри — приберегая резервы по снижению цены на потом. Пока и то, и другое укладывается в рамки «бюджетного терабайта», а целевая аудитория этих продуктов в такие тонкости вообще редко вдается. Тем более, что для QLC-моделей компания предлагает и более мягкие условия гарантии: по времени это все те же три года, а вот записывать «разрешено» 240 ТБ на 960 ГБ или 360 ТБ на 1000 ГБ. Естественно, увеличение TBW как обычно никакими техническими причинами не обусловлено (так что в очередной раз хочется передать привет пытающимся из этого параметра извлечь какую-то полезную информацию) — просто Micron нужно сделать новые накопители более привлекательными для покупателей.
График записи модели на базе TLC типичный — в первую очередь все определяется контроллером. Впрочем, он по крайней мере намного лучше предыдущего — чуть более трех часов, т. е. порядка 85 МБ/с в среднем.
Новинка на QLC с исследовательской точки зрения интереснее. Она не стремится забить сразу все свободные ячейки (также, кстати, поступают и QLC SSD Intel 660p) — и это немного помогает после того, как они кончаются: все-таки «разгребать» записанное на QLC получается медленнее, а когда есть готовые для записи ячейки, можно удерживать скорость на приличном уровне. Однако после отметки 60% скорость записи вообще становится ровной, стабилизируясь на уровне 60 МБ/с. Это очень похоже на «собственные» возможности этой памяти (64-слойная с кристаллами по 1 Тбит — всего 8, что обеспечивает традиционный четырехканальный режим работы контроллера с чередованием), что неудивительно — «запас» кончился, так что все начинает определять именно скорость перезаписи QLC. Снизив же скорость приема данных до этого уровня накопитель в итоге успевает расчистить место с запасом — и в конце возвращается к привычному режиму работы.
Самое интересное, что на все про все ушло около 200 минут, что менее чем на 10% отличается от времени, затраченного ВХ500 на TLC! В итоге 81,6 МБ/с в среднем — заметно больше, чем у Radeon R5. Понятно, что на этом рано ставить точку — нужно еще познакомиться с другими героями. Но пока расклад получается интересным — не так уж, оказывается, страшна QLC, как ее малюют. Во всяком случае, если говорить о накопителях на контроллерах этой линейки — она сама по себе «страшна» и всегда, так что испортить что-то сложно. Или можно?
Goldenfir 960 ГБ
По начинке это ближайший родственник ВХ500 — только существенно менее именитый. Имени собственного не имеет, поскольку компании, по-видимому, слишком уж лень их часто придумывать. Основная проблема накопителей с Aliexpress — результат заказа заранее непредсказуемый: что в данный момент будет на складе, то и пришлют. Поэтому даже на отзывы покупателей нет большого смысла ориентироваться — к моменту, когда они появятся, склад обновится. Так что следующие заказчики получат что-то другое. Может быть, и тоже самое. Может лучше — может хуже. Что будет на складе — то и будет: чистое везение или нет.
Нам, скорее, не повезло, чем наоборот. Та же 64-слойная 3D QLC NAND Micron с кристаллами по 1 Тбит — но в попарных сборках и упакованная всего в один BGA-чип. Соответственно, в BX500 на 1000 ГБ SM2259XT работал в четырехканальном режиме — здесь только двухканальный.
А вот график записи — без какой-либо изюминки. Более традиционный если можно так выразиться, но хуже, чем у TLC-моделей: быстро забиваем кэш... и тормозим. В общей сложности — пять с половиной часов или чуть менее 49 МБ/с. А всего-то настройки кэширования в прошивке поменялись — и оказалось, что так с QLC работать не стоит. Так что аппаратная платформа в наше время определяет не все.
Может ли быть хуже? Может. Выше мы говорили о том, что для эффективной работы SLC-кэширования необходима «девственность» ячеек, а не просто свободное место с точки зрения файловой системы. При тестировании чистого оттримленного устройства это есть — но схему можно и сломать. Например, запустив этот же тест в AIDA64 второй раз сразу после первого или используя его на заполненном данными накопителе. С точки зрения теста в обоих случаях устройство будет не пустым, а заполненным мусором, который контроллеру придется убирать прямо при записи, а не заранее.
Видим, что никаких ровных красивых «полочек» даже на части диска мы больше не видим :) Мучения начинаются прямо от нуля и продолжаются больше 12 часов, т. е. средняя скорость в таких условиях и 15 МБ/с не достигает! А они не такие уж и гипотетические — например, если такой (или подобный) SSD «воткнуть» в USB-бокс и эксплуатировать совместно с компьютерами под управлением Windows 7 и старше, то так все работать и будет, поскольку тримить USB-накопители нормально научилась только Windows 8. Понятно, что сборка мусора — процесс важный для всех устройств, так что все современные системы ей в меру сил помогают, но... На SSD времен Windows XP можно было без радикальных проблем использовать и ту самую Windows XP — скорость в процессе эксплуатации падала, но не критично. Современные бюджетные модели для таких условий практически непригодны. Тоже, в общем-то, аргумент в пользу обновления системного ПО. Не обязательно радикального, но минимум «семерка» нужна для того, чтобы не беспокоиться по этому поводу — а в случае внешних устройств, как было сказано выше, минимальным уровнем будет уже «восьмерка». Далеко не новинки, в общем-то, но вообще такие вопросы учитывать стоит. И вообще не удивляться разным результатам тестов под разными ОС — в мелочах между ними различий еще больше.
Но вернемся к теме. Со всеми героями познакомились, некоторые предварительные выводы об их возможном поведении сделали. Настало время изучить их производительность более подробно.
Тестирование
Методика тестирования
Методика подробно описана в отдельной статье. Там можно познакомиться с используемым аппаратным и программным обеспечением.
Образцы для сравнения
Так уж вышло, что «приличных» терайбайтников с SATA-интерфейсом мы практически не тестировали, да и моделей на 500 ГБ было немного. С другой стороны, они нам не так уж и нужны — сегодня своеобразное монотестирование для оценки именно устройств такого типа, так что их самих и достаточно. Но из старых знакомых мы добавим парочку SSD от Hikvision.
C100 — как раз аналогичное прочим участникам типичное устройство на базе Silicon Motion SM2258XT и 64-слойной памяти 3D TLC NAND с кристаллами по 512 Гбит, т. е. нечто промежуточное между Radeon R5 и Crucial BX500/960 по времени разработки — а вот производительность сравнить нужно обязательно. Что же касается V100, то память в нем такая же, как в С100, а вот контроллер — Maxio MAS0902A. Причем с немного нестандартными настройками SLC-кэширования — оно там просто отключено, благо данные в терабайт такой памяти можно и напрямую писать со скоростью выше 400 МБ/с. Т. е. в принципе подобное мы могли бы видеть и в главных героях (по крайней мере, основанных на TLC) — не гоняй они все данные через кэш. В остальном контроллер тоже простой и бюджетный — так что этот накопитель поможет понять, чего же мы лишаемся из-за слишком агрессивного SLC-кэширования.
Производительность в приложениях
С точки зрения PCMark 8 — ничего. Но так изначально и предполагалось — над тем производители и работают, чтоб бюджетные накопители выглядели при таких нагрузках не хуже основной массы устройств. Между которыми разница тоже обычно невелика — поскольку производительность определяется уже в первую очередь другими компонентами системы. Вот скорости жестких дисков не хватало уже давно — а SSD достаточно. Любого и (практически) всегда.
Хотя на более низком уровне разница между ними уже видна — одни с собственно обменом данными справляются быстрее, другие — медленнее. Но в целом за время эксплуатации этого теста мы пришли к выводу, что его результаты неплохо коррелируют с действительностью, однако связаны очень простым соотношением. 100 МБ/с — необходимая и достаточная для комфорта в бытовых задачах величина. Больше — уже ничего не дает. Хоть некоторые топовые устройства разгоняются и до нескольких сотен мегабайт в секунду, а Optane SSD — и до 1,5 ГБ/с, но кроме как в тестах увидеть это никак невозможно. Вот ниже 100 — плохо. Чем ниже, тем хуже. Однако в современных условиях границу комфорта способны преодолевать и бюджетные SSD, чего многим и достаточно.
Предыдущая версия пакета демонстрирует аналогичную картину. И тоже ничего удивительного. Вообще PCMark 7 и 8 созданы еще в эпоху господства жестких дисков, так что призваны выводить на чистую воду именно их. Для SSD сценарии легковаты, а все меры по «оптимизации» срабатывают наилучшим образом. Это тоже полезный результат — индустрия программного обеспечения инертна и вынуждена учитывать то, что компьютеры без SSD продаются до сих пор (не говоря уже об имеющихся в эксплуатации), так что никто не ориентируется на скорости топовых твердотельных накопителей. Но вот для их изучения все более нужными становятся другие программы. В т. ч. умеющие ставить бюджетные накопители в неудобную позу. Старые версии PCMark к таковым не относятся.
Последовательные операции
Этой программой мы пользуемся больше по традиции — и вследствие ее популярности для «самостоятельного тестирования». На деле она давно уже позволяет протестировать только SLC-кэш — особенно с настройками по умолчанию. Если же увеличить рабочий файл с 1 до 16 ГБ, начинают наблюдаться забавные артефакты при столкновении алгоритмов тестирования с алгоритмами кэширования. Последние побеждают чаще — например, достаточно сравнить результаты записи на Hikvision C100, Crucial BX500/960 и Goldenfir. Разная (очень) память, немного разные контроллеры — практически идентичные результаты, благодаря одинаковой работе встроенного ПО. Radeon R5 мог бы демонстрировать тот же результат — но в нем как мы уже видели выше логика работы SLC-кэширования немного отличается. И в QLC-версии Crucial BX500 — тоже. Поэтому полагаться на низкоуровневые утилиты давно уже нельзя — полезную информацию они, конечно, дают. Но очень уж специфическую.
Случайный доступ
Вот для измерения этих показателей низкоуровневым утилитам альтернатив практически нет. Точнее, есть подобные же, но более сложные и мощные продукты. Которые при тестировании накопителей данного класса заведомо избыточны. Поскольку тут важны не конкретные цифры (все равно недостижимые при персональных нагрузках), а общее положение дел — для охоты на попугаев бюджетные SSD практически непригодны и никакими ухищрениями этого не изменить. Слабоваты сами контроллеры, так что даже если им «добавить» быструю память — ничего хорошего из этого все равно не выйдет. И медленной достаточно. Этот уровень радикально выше, чем могут предложить жесткие диски — данное соотношение по-прежнему выполняется. А вот требовать от бюджетных SSD топовых показателей в своем классе — изначально обреченная на провал затея.
Работа с большими файлами
С чтением данных хорошо справляются любые современные SSD — по крайней мере, это верно для моделей высокой емкости. Обратить внимание стоит только на один нюанс: если в среднем сегменте и выше скорость в многопоточном режиме увеличивается, то у бюджетных продуктов она может даже и упасть.
Запись на пустой накопитель с динамическим размером SLC-кэша есть чистое соревнование кэшей. Или не совсем чистое — аутсайдером оказывается QLC-версия Crucial BX500, но мы помним, что она, как раз, к кэшированию подходит осторожнее прочих. Теоретически и здесь под кэш может уйти больше 100 ГБ — но вот «расчищать» его накопитель начинает заранее; не дожидаясь, пока совсем припрет. Это снижает скорость — но, в принципе, до приемлемых значений: выше, чем у ноутбучных жестких дисков. И, как мы увидим чуть позже, очень «помогает» в неудобных сценариях.
При прочих равных (или примерно равных) смешанные нагрузки более благосклонно относятся к SM2259XT, а не к его предшественнику. При неравных аутсайдером оказывается «самый новый» ВХ500. Объяснение — тоже, что и выше: в отличие от прочих участников, он не пускается во все тяжкие, надеясь ограничиться SLC-кэшем, а начинает чистить его заранее. Скорость на пустом накопителе оказывается более низкой, чем могла бы быть — но это еще не финал.
Работа с большими файлами на заполненном данными устройстве
SSD Hikvision мы в таком режиме, к сожалению, не тестировали. Хотя это не слишком большая потеря — у нас есть четверка устройств с разным поведением, так что достаточно будет их сравнения друг с другом.
Тем более, что при чтении сравнивать особо нечего — как уже было сказано, быстро читать данные SSD умеют независимо от состояния. Хотя если сравнить две картинки, то видно, что в точности результаты совпадают только у ВХ500/1000. У остальных — немножко (ВХ500/960) или множко (Radeon R5 и особенно Goldenfir) различаются. Почему так? Вспоминаем начало — накопители с такой схемой кэширования «чистить» кэш не торопятся, а скорость чтения из него может и при терабайте памяти оказаться более высокой. Так что, когда мы записали только тестовые файлы — часть их будет лежать в кэше. Большинство «долежит» и до самого теста. А вот заполнение устройства прочими данными их оттуда вытесняет. В итоге и скорость чтения снижается. На ВХ500 это почти незаметно — у него и память быстрая, и режим работы четырехканальный. Еще одна пара устройств проваливается сильнее. ВХ500/1000 кэши подчищает заранее (что было видно по тестам записи), поэтому сразу же показывает «честные» результаты. В низкоуровневых утилитах вы этого не увидите никогда, поскольку там читаются только свежезаписанные данные. А вот такой подход к тестированию позволяет «пробить защиту» — почему мы постепенно на него начинаем опираться в большей степени.
Но на фоне записи все это меркнет. Почему тормозят три участника — подробно расписано еще во вступлении: иначе при таких алгоритмах они не могут. Теоретически-то и 100 ГБ свободного места позволяет записать в однобитном режиме (т. е. быстро) от 25 (QLC) до 33 (TLC) гигабайт данных. Практически же для этого ячейки должны быть полностью очищены. Но если данные в кэше задерживаются, о какой-то «чистоте» говорить не приходится. И «гнать» все данные через кэш — значит для начала его «создавать». Уже в процессе работы. Поэтому «тормоза» начинаются буквально сразу — для этого не нужно пытаться записывать сотни гигабайт. Прошивка ВХ500/1000 под кэш в таких условиях может расчистить лишь гигабайт пятнадцать — но начинает этим заниматься заранее, т. е. хотя бы такой объем данных «влетает» на полной скорости. Потом она падает — но результирующая все равно получается неплохой.
Почему она даже выше, чем на чистом накопителе? Виной тому, как нам кажется, работа с таблицей трансляции адресов. DRAM в SSD предназначен не для кэширования пользовательских данных в первую очередь (вопреки расхожему мнению) — а для быстрой работы с таблицей трансляции. В основном она там в рабочем порядке и «живет» — считываясь из флэша на этапе включения, и записываясь туда иногда только при завершении работы и отключении питания. Отсутствие DRAM в бюджетных контроллерах заставляет для всех операций ее чтения или модификации «лазить» во флэш (собственная встроенная память, конечно, как правило все равно есть — но ее очень мало). А что мы сделали в процессе подготовки к этому тесту? Мы распределили 90% ячеек памяти, причем заполнили их относительно свежими данными — т. е. эти адреса контроллеру точно в ближайшее время не потребуются для выравнивая износа и т. п. Про них можно вообще забыть — и оперировать оставшимися 10%. Объем данных в 10 раз меньше. Поэтому мы неоднократно уже сталкивались с тем, что если SSD при заполнении «не падают», то они нередко хоть немного, но «растут», а не стоят на месте. Причем наблюдаются такие эффекты (пусть и в небольшой степени) даже на мощных «взрослых» контроллерах с DRAM. На Silicon Motion SM2259XT они в итоге и вовсе становятся видны невооруженным глазом.
При смешанных операциях чтения и записи все повторяется в чистом виде. Т. е. это не какой-то локальный «взбрык», а так и должно быть. Особо отметим — достигнуто чисто программными средствами: аппаратно новая платформа Crucial аналогична Goldenfir и медленнее старой. Но изменение логики работы позволяет ей в ряде сценариев работать намного лучше старой — и несравнимо с аналогами.
Рейтинги
Выше уже было сказано, что требовать от бюджетных накопителей высоких результатов в тестах низкого уровня дурная затея. Повторим эту прописную истину еще раз :) Из более приземленного — бывает терпимо как у обеих моделей Crucial, а бывает совсем плохо. Если к бюджетному контроллеру добавить медленную TLC- или, тем более, QLC-память и халатно отнестись к оптимизации ПО под ее особенности — жди беды. Относительной, конечно — хороший жесткий диск выдает результаты уровня 300/200/500, а «плохой» SSD все равно способен на 1000/1100/2100. В совсем клинических случаях, типа WD Green / SanDisk SSD Plus (где на рандом положен большой и толстый болт еще на этапе разработки контроллера) и то вытанцовывается что-то в районе 1000/300/1300. Т. е. пока стоит вопрос «HDD или SSD», то со скоростью все однозначно — независимо от конкретного SSD. А вот при выборе из разных моделей твердотельных накопителей бюджетка всегда проиграет небюджетке. Причем как правило больше, чем выигрыш по цене.
В общем же рейтинге накопители дружно попадают туда, куда и положено. Впрочем, в текущих условиях он сам по себе сильно играет на руку бюджетным накопителям — так что подход в скором времени изменим. Благо саму по себе методику тестирования уже постепенно менять начали. Приходится отвечать на вызовы времени :)
PCMark 10 Storage
В конце прошлого года компания Futuremark выпустила специальное дополнение к своему тестовому пакету — долгожданный набор для тестирования накопителей. К сожалению, доступен он только пользователям «топовой комплектации» (которая сама по себе стоит полторы тысячи долларов в год), причем в виде дополнительных компонентов для загрузки. Но это радикально переработанный набор тестов, ориентированный на SSD (в отличие от старых версий, которые разрабатывались много лет назад), причем способный «загрузить» работой любую систему. Причем в очень разных сценариях — от скорости загрузки Windows 10, до банального копирования данных.
В общем, отдельный материал, посвященный PCMark 10 Storage, у нас будет. Вводить программу в рабочий цикл мы тоже будем — очень интересна в качестве комплексной оценки потребительских характеристик. Пока же стадия тестирования самого пакета — который мы применили и в этом случае. Посмотрим на результаты. Они есть, естественно, не для всех участников тестирования. Зато какие есть, те в двух состояниях — на пустом устройстве и заполненном на 90% (т. е. когда свободного места остается лишь 100 ГБ).
Заполнение данными практически никак не мешает Hikvision V100 — награда за стабильность скоростных показателей, так что его производительность даже немного увеличивается (механизм чего объяснен выше — тут тоже DRAM-less контроллер). Остальные же «падают» — и падают сильно. В том числе, и новый Crucial BX500 — однако в целом по поведению он больше на (более дорогие) модели на TLC, чем на своего собрата по несчастью от Goldenfir: тот из лидеров превращается в главного аутсайдера. И есть ощущение, что BX500/960 мог бы работать побыстрее: конспирология — зло, но...
От результатов реальной пропускной способности во время выполнения тестов ощущение только усиливается. А на фоне V100 — все молодцы (в кавычках): пример того, что и бюджетная платформа при правильном подходе может обеспечивать стабильно высокую скорость. Не рекордную, конечно — но дешевые контроллеры Silicon Motion на подобное и близко не способны. Разве что при огромном запасе свободного места — половина емкости и более. Что при нынешних ценах выглядит как насмешка, конечно.
Задержки ведут себя аналогично (в данном случае меньше — лучше). В принципе, и 500 мкс это намного комфортнее, нежели типичные для настольных винчестеров 1000-1500 мкс (а ноутбучные модели еще хуже), что «оправдывает» существование бюджетных SSD. Однако, опять же, видим, что и недорогая SATA-платформа способна на 250 мкс, причем стабильных. Кстати, SATA-середнячки тоже в основном попадают в диапазон 200-250 мкс, а «хорошие» NVMe-накопители могут и в сотню уложиться. Но в последнем особой необходимости уже нет (тем более ее нет в 32 мкс Optane SSD), а вот «удерживать» хотя бы 300 было бы полезно. Однако Silicon Motion SM2258XT/SM2259XT так не умеют. SM2263XT — уже может. Но это совсем другая история с совсем другими интерфейсами.
Итого
Внедрение TLC-памяти в SSD началось с бюджетного сегмента — но очень быстро такие накопители начали доминировать на рынке. Последний бастион в потребительском сегменте пал буквально недавно — Samsung 980 Pro это уже тоже TLC, хоть и Pro. Нельзя сказать, что процесс шел так уж гладко, но постепенно все детские болячки были исправлены, а контроллеры и прошивки — доработаны до состояния, чтобы недостатков с точки зрения потребительских характеристик не осталось вовсе. Отсюда и закономерный итог. QLC тоже начинает свою экспансию с бюджетного сегмента — причем нередко тихо и без каких-то громких анонсов. Но готова ли эта память стать основной? Нам кажется, что пока ее время в качестве массового решения не наступило и в ближайшее время не наступит. Экономический эффект выражен куда меньше, чем при смене MLC на TLC, а сложностей — куда больше. В то же время на роль хорошего нишевого решения QLC NAND может претендовать уже сейчас. Наилучшая сфера ее применения — дополнительные накопители высокой емкости (поскольку это частично нивелирует недостаточные скоростные характеристики и делает зримой экономию), применяющиеся совместно с быстрыми «основными». До последнего времени на эту роль в основном претендовали жесткие диски, однако постепенно их производительности начинает не хватать уже и в этом случае, так что лучше им оставить только «холодные» данные.
Скорость же бюджетных SSD по-прежнему заметно выше, чем у жестких дисков — но гораздо ниже (в некоторых случаях — радикально), нежели у моделей среднего и высокого уровня. Однако несложно заметить, что это верно для класса в целом — нельзя сказать, что его так уж просто рассортировать по типу памяти. Львиная доля вины на этом лежит, конечно, на производителях — которые в погоне за экономией «загнали» такие устройства в состояние, когда скорость самой памяти может оказать невостребованной. Т. е. это не QLC-накопители такие быстрые (на самом деле, они могут быть и самыми медленными — примеры есть) — это TLC используется нерациональным образом. С другой стороны, камнем по вороне или вороной об камень — какая разница? Результат одинаковый — при правильном подходе дешевый SSD на QLC может оказаться не лучше и не хуже столь же дешевых на TLC. А если результат одинаковый, зачем платить больше?
