Обзор SSD Intel 545s емкостью 256 и 512 ГБ на базе памяти 3D NAND TLC

Выход в свет около 10 лет назад накопителей семейства Intel X25-M существенно изменил расстановку сил на рынке твердотельных накопителей. Можно даже сказать, что он этот рынок создал с нуля. Не потому, что это было первое устройство такого рода — на самом деле SSD к тому моменту в компьютерной технике применялись уже достаточно широко. Но ранее они применялись только в определенных нишах, где без них обойтись было нельзя. Новая же разработка ориентировалась на массового потребителя, пусть и имела высокую для повсеместного использования цену. Компании удалось создать производительное и надежное устройство на базе недорогой MLC-памяти, используя самый совершенный (на тот момент) контроллер, нивелирующий ее недостатки. Во многом это была демонстрация возможностей того, каким может быть потребительский SSD.

И в этом сегменте рынка начался настоящий бум. К разработке контроллеров приступали все новые игроки, производство флэш-памяти росло как гробы после вождя, с соответствующим снижением цен. В итоге в некоторых нишах конкуренция механических и полупроводниковых накопителей просто прекратилась: когда-то производители пытались устанавливать винчестеры даже в карманные компьютеры, а сегодня уже многие серии ноутбуков HDD просто не поддерживают. В целом экспансия на рынок компьютеров оказалась не радикально заметной (поскольку цены до сих пор являются слабым местом SSD), но в каждом пятом ПК того или иного форм-фактора уже есть твердотельный накопитель, а в каждом десятом никакого иного и вовсе нет.

А вот позиции Intel на рынке по мере роста этого рынка становились все более и более скромными. Складывается ощущение, что «показав светлый путь» другим производителям, компания просто устранилась от самых конкурентных направлений, сконцентрировавшись на наиболее маржинальных. Например, на серверных продуктах. Или на внедрении новых интерфейсов. А то и на освоении новых типов памяти. В общем, показательным является недавний анонс линейки Optane SSD 900P — NVMe-устройств на базе памяти 3D XPoint. Общего с массовыми SSD у них нет практически ничего. Хотя в принципе интерфейс PCIe 3.0 x4 и протокол NVMe встречаются и в накопителях на базе NAND-флэша, но для последних это до сих пор в определенной степени экзотика. Наибольшие продажи все еще приходятся на «старомодный» SATA, от которого Intel уже рекомендует отказываться. Впрочем, из-за наличия спроса на такие решения (повторимся — максимального в сегменте) компания продолжает их продавать, хотя и не обязательно выпускать — первым делом из этой линейки «выпали» собственные контроллеры Intel, а в семействе 540s перестала использоваться память совместного производства Intel и Micron, да и непосредственным производством этих устройств занялись ODM-производители. В общем, получился один из многих на рынке SSD на базе контроллера Silicon Motion и TLC-памяти. Правда, в отличие от большинства бюджетных устройств (а такая связка широко применяется именно в них), представители линейки 540s продаются с пятилетней гарантией, да еще и без ограничения на общий объем записанных данных, но за это нужно платить — в прямом смысле этого слова. Лишь немногим дороже можно приобрести 600p аналогичной емкости, где будут те же пять лет гарантии (хоть и с ограничением TBW в 72 ТБ на каждые 128 ГБ емкости, но на практике для типичного персонального использования это все равно избыточно много), плюс модный и перспективный интерфейс. В принципе, скорее всего, так и было задумано :)

Однако пока еще инсталляционная база для SATA-устройств превосходит количество систем с поддержкой NVMe — особенно на розничном рынке, где SSD очень часто приобретаются для модернизации старых компьютеров. Соответственно, «держать» в ассортименте хотя бы одну такую линейку полезно. А вот ориентироваться исключительно на сторонние ее поставки означает не иметь гибкости в плане ценовой политики и других вопросов. Собственно, не будь у IMFT проблем с освоением 3D NAND TLC, семейство 540s могло бы и не появиться на рынке. Однако проблемы были, так что компания предпочла пропустить первое поколение 32-слойных чипов и перейти сразу на новые микросхемы с 64 слоями. Заодно подоспел и немного модифицированный контроллер Silicon Motion. В итоге эти компоненты встретились в новом семействе Intel SSD 545s.

Intel 545s 256 и 512 ГБ

На данный момент семейство насчитывает шесть моделей, две из которых мы и протестировали. Третья имеет емкость 128 ГБ и анонсирована уже в этом квартале — в первую очередь, для нужд ОЕМ-рынка, поскольку для розницы такие устройства слишком малы. Кроме того, все емкостные модификации имеют аналоги в форм-факторе М.2 (256 ГБ в таком исполнении появились еще в прошлом квартале), постепенно превращающемся в основной отраслевой стандарт. Интерфейс же во всех случаях одинаковый — SATA, поскольку компания использует контроллер Silicon Motion SM2259. От уже хорошо знакомого нам SM2258 он отличается лишь косметически: добавлена поддержка ЕСС для DRAM-буфера. В принципе, емкость этого буфера может достигать уже гигабайта и более, так что данное нововведение не повредит, но существенным его назвать нельзя: данная линейка контроллеров Silicon Motion целиком и полностью нацелена на бюджетный сегмент рынка, поскольку все они продолжают оставаться одноядерными четырехканальными. Таким образом, даже новые модели в этой линейке не слишком принципиально отличаются от старого доброго SM2246, который во времена господства MLC-памяти звезд с неба не хватал. А вот его наследники, в связи с переходом на TLC быстро обзаведшиеся поддержкой LDPC-кодирования и «двухрежимностью» (SM2259, равно как и SM2258, «умеет» записывать данные непосредственно в массив флэш-ячеек «мимо» кэш-буфера, причем при наличии свободного места — в быстром SLC-режиме), оказались одними из лучших предложений на рынке. В принципе, это не удивительно: направление SATA-контроллеров вообще признано тупиковым, больших денег на нем не заработаешь. Собственно, у Silicon Motion не осталось даже свободных цифр для (теоретически возможного) появления в семействе новых моделей: линейка SM226х — это уже интерфейс PCIe и NVMe. Впрочем, вряд ли в этом появится необходимость: до начала внедрения QLC-памяти остается еще как минимум полгода (по оптимистичным прогнозам), но мы не удивимся, если окажется, что SM2259 подойдет и для нее.

Стоит отметить, что, несмотря на возможность комплектования этих контроллеров большим количеством DRAM, в линейке Intel 545s эта возможность не используется: модели на 256 и 512 ГБ снабжены одной микросхемой DDR3L емкостью 4 Гбит (т. е. 512 МБ). Правда, и емкость этих SSD с точки зрения современности невелика, но это объяснимо используемыми чипами NAND. Дело в том, что у 64-слойной 3D NAND TLC существуют две модификации: с кристаллами по 256 и по 512 Гбит. К первому поколению памяти компании (а 32-слойные кристаллы 3D TLC, напомним, имеют емкость 384 Гбит) было много нареканий по скорости работы, в том числе из-за сильно увеличившихся страниц и блоков. При этом даже возможности бюджетных контроллеров типа той же линейки SM22xx в устройствах «типичной емкости» обычно оставались задействованы не полностью (как правило, три канала из каждых четырех), что снижало степень параллелизма в работе. В пределах SLC-кэша с производительностью все было неплохо (особенно учитывая «динамический подход» к нему в SM2258), но в общем и целом работа с массивом флэш-памяти происходила очень медленно и с большими задержками. Новые кристаллы на 256 Гбит должны эту проблему решить, что особенно актуально для накопителей малой емкости, а таковой ныне уже можно считать и 512 ГБ. Более емкие модели будут использовать кристаллы по 512 Гбит, что им не помешает — там таких кристаллов все равно нужно много :)

Гарантия на новую серию осталась пятилетней, что для накопителей на базе TLC-памяти редкость — в этом Intel верна себе. А вот ограничение на полный объем записанных данных появилось, но остается чисто теоретическим, как и в 600р: те же 72 ТБ на каждые 128 ГБ емкости. Рекорд, установленный Plextor M7V (80 ТБ на каждые 128 ГБ емкости), продолжает держаться, но на него уже и сам «рекордсмен» не замахивается, «назначив» для нового S3 512 ГБ значение TBW в 70 ТБ — это меньше, чем декларируется даже для младшего Intel 545s на 128 ГБ! В любом случае, на практике для покупателя важнее длительность гарантийного срока и то, насколько им просто воспользоваться — а в этом плане у Intel дела всегда обстояли неплохо. Вот с ценами — бывало когда как, так что их мы затрагивать не будем. Что ж, упомянем, что накопители тестировались с прошивкой версии LHF002C, и перейдем к практической проверке их способностей.

Конкуренты

Для оценки новых SSD нам пригодятся результаты трех ранее протестированных. Во-первых, AData Ultimate SU800 и «родственного» Transcend SSD230S: оба используют контроллер Silicon Motion SM2258 и память 3D NAND производства Micron «первого поколения» (т. е. с 32 слоями). Во-вторых, нам не обойтись без Intel 600p, где такая же память соседствует с контроллером Silicon Motion SM2260H: формально это другой класс, а фактически накопители стоят сравнимо, так что в глазах многих покупателей будут прямыми конкурентами. Если сравнивать Intel 600p с Intel 545s, у них разные и память, и контроллер, причем функционально SM2260H уступает SM2258/SM2259 во всем, кроме интерфейса: ни прямой записи во флэш, ни поддержки LDPC у него нет. Поэтому замена «шестисотке» запланирована, причем именно она будет максимально похожа на 545s — отличаясь только интерфейсом. Но пока ее нет не то что в магазинах, но и у нас в лаборатории :)

Отметим, что все три референсных накопителя имеют емкостью 512 ГБ, а Intel 545s у нас есть и на 512 ГБ, и на 256 ГБ. Но тем оно и интереснее: посмотреть, насколько младшая модель (128 ГБ мы за пределами ОЕМ-рынка серьезно воспринимать уже не склонны) уступает старшей, тоже полезно. Особенно при желании сэкономить.

Тестирование

Методика тестирования

Методика подробно описана в отдельной статье. Там можно познакомиться с используемым аппаратным и программным обеспечением.

Производительность в приложениях

Как не раз уже было сказано (и не только нами) в роли «системного накопителя» все SSD примерно одинаковы, а радикально отличаются исключительно от «механики». Что понятно — на текущий момент твердотельные накопители «узким местом» в системе не являются, так что какие-то различия между ними можно искать лишь тогда, когда прочее программное и аппаратное окружение «не мешает». Однако при таком подходе просто очевидно, что само по себе существование всего сегмента SATA-устройств смысла уже не имеет: все равно флэш-память вносит основной вклад в себестоимость устройства (что всегда было, есть и будет есть), так что недорогой «заменой» одного лишь контроллера можно добиться заметно большего. Что неприменимо разве что к тем случаям, когда NVMe-устройства вообще не будут работать нормальным образом (в старом компьютере, например), но тут уж и не до сравнения производительности :) А когда ее вообще сравнивать можно, то SATA-устройства всегда в (немного) отстающих. Преимущество которых в низкой цене и высокой совместимости, но не в потенциальной производительности. Тем более, что, все равно, последняя остается на том же уровне, что и ранее. Неплохом, конечно — и SU800, и SSD230S в своем классе устройства быстрые, но не более того.

Последовательные операции

Скорость последовательного чтения закономерно «упирается в интерфейс» всегда, когда может. Поэтому никакой конкуренции внутри класса SATA-устройств нет. Между разными классами SSD ее тоже нет и быть не может: хотя 600р относится к самым медленным NVMe-накопителям, но и этого хватает.

А при записи данных сдерживающим фактором является сама флэш-память, но это можно подправить SLC-кэшированием. В этом сценарии оно прекрасно работает, поскольку область данных ограничена 2 ГБ. В итоге единственное, на что имеет смысл обратить внимание — небольшой проигрыш 545s на 256 ГБ другим участникам тестирования. Но он и правда небольшой — на практике можно не обращать внимания.

Случайный доступ

Преимущества новой памяти хорошо видны при чтении с единичной длиной очереди — это наиболее распространенный в персональном компьютере сценарий, причем не поддающийся никаким интенсивным способам повышения быстродействия, за исключением радикального: полной смены носителя. Поэтому в таких условиях 545s оказывается лидером — пусть и с небольшим преимуществом перед прочими, но, повторимся, «большое» здесь получить и невозможно, не перейдя на 3D XPoint, например. Соответственно, и это неплохо, а в остальном — ничего особенного. Но особенного и не ожидалось.

Работа с большими файлами

Равно как и с чтением больших объемов данных — как и ожидалось. С чтением у флэш-памяти все хорошо — независимо от типа, так что сдерживает ее лишь интерфейс (когда сдерживает).

А вот нормальным образом справиться с записью невозможно без режимов работы, появившихся в SM2258 (и сохранившихся в SM2259, разумеется), но отсутствующих в SM2260H и подавляющем большинстве представленных на рынке контроллеров. Разница между этими двумя группами радикальная, и 545s попадает в «быструю». Что естественно, верно это в первую очередь для модели на 512 ГБ — младшая версия заметно медленнее просто из-за меньшего параллелизма.

Но при записи одновременно с чтением по псевдослучайным адресам (что на практике и будет встречаться чаще, чем «чистые» последовательные операции) «двухрежимность» уже не панацея, а SLC-кэширование вообще слабо помогает из-за ограниченных размеров самого кэша. Это мы отмечали еще в обзоре AData Ultimate SU800, и с тех пор, естественно, ничего не изменилось — за исключением появления немного более быстрой памяти, которая как раз и применена в новой серии накопителей Intel.

Рейтинги

С точки зрения низкоуровневых характеристик серия 545s воображения не поражает, и интегральная оценка программы Anvil’s Storage Utilities сводит эти показатели воедино. Для получения максимального количества «попугаев» лучше использовать другие контроллеры, благо цену готового SSD в основном все равно определяют не они, а сама память.

В общем же и целом (с учетом и результатов тестов высокого уровня) два представителя нового семейства Intel уверенно встраиваются в плотные ряды прочих SATA-устройств, причем ближе к верхней части списка. Это не удивительно: у таких решений есть «потолок», достигнутый уже давно. Но раньше этот «потолок» достигался за большие деньги, а сейчас те же скоростные показатели удается достигать дешевле. Впрочем, если перестараться с «дешевле», то получится что-то уровня GoodRam CX300 или WD Green — хотя и это лучше, чем показатели Intel X25-M, который когда-то стоил несколько сотен долларов. С учетом этих факторов основная конкуренция между SSD идет по цене и гарантии — тем более, что это главный фактор, сдерживающий экспансию твердотельных накопителей. А производительности хватало и раньше.

Цены

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

AData Ultimate SU800 512 ГБ Transcend SSD230S 512 ГБ Intel SSD 600p 512 ГБ Intel SSD 545s 256 ГБ Intel SSD 545s 512 ГБ
виджет Яндекс.Маркет
виджет Яндекс.Маркет
виджет Яндекс.Маркет
виджет Яндекс.Маркет
виджет Яндекс.Маркет

Итого

Главная задача, которую ставили перед собой производители, внедряя TLC-память — получить то же самое, что было достигнуто при использовании MLC, но дешевле. И можно утверждать, что в общем и целом эта задача решена. У части пользователей сохраняется предубеждение против данного типа памяти, однако в этом нет ничего нового — ровно то же самое происходило и при внедрении MLC. Просто тогда рынок был меньше, так что процессы были менее заметными :) Ну а в ближайшем будущем нас ожидает появление устройств на базе QLC-памяти, и по ее поводу даже у производителей оптимизма несколько меньше. Но в любом случае в SATA-сегменте достигнутый сейчас уровень, возможно, окажется лучшим: в дальнейшем основные страсти будут кипеть совсем в других частях рынка. В этом смысле 545s может навсегда остаться лучшим предложением Intel с SATA-интерфейсом. Тем более, что компания готова продавать свои накопители с пятилетней гарантией, чего многие производители не делали даже во времена MLC. Так что в целом семейство Intel 545s интересное, но конечный выбор в рознице будет зависеть, разумеется, от конкретных цен, как оно всегда и бывает.

14 декабря 2017 Г.