Обзор твердотельных накопителей Intel SSD 660p емкостью 512 и 1024 ГБ на базе QLC-памяти

Методика тестирования накопителей образца 2018 года

Семейство твердотельных накопителей Intel SSD 660p на рынке стало одним из первых примеров использования памяти типа QLC NAND-флэш, однако до сих пор стоит несколько особняком. Действительно, подавляющее большинство производителей применяют QLC-память исключительно в бюджетных SATA-продуктах, да еще и без лишнего шума. Samsung 860 Qvo — еще одно исключение: емкость представителей этой линейки начинается с 1 ТБ, да и гарантия хотя бы трехлетняя. Но интерфейс все равно SATA600 — привычный и уже многим поднадоевший.

Что особенного в 660p? Это «прогрессивные» NVMe-накопители — представители сегмента, в котором лишь недавно доминировала даже не TLC-, а вовсе MLC-память. Однако сейчас как раз в нем цены снижаются быстрее, чем на SATA SSD, так что по прогнозам к концу года поставки накопителей этих двух типов сравняются. Кроме того, предполагается, что тогда же самым ходовым объемом станут полтерабайта, да и поставки более емких устройств тоже вырастут. В общем, в таких условиях про «премиальность» абстрактных SSD только лишь за счет интерфейса PCIe можно будет забыть, как страшный сон :) Нет, безусловно, топовые семейства накопителей в этом сегменте рынка тоже сохранятся, однако в ассортименте Intel эту нишу плотно занимает Optane. Да и растет этот сегмент, как уже было сказано, в первую очередь благодаря снижению цен, т. е. за счет бюджетных устройств.

Вот именно такими, по мнению Intel, и должны стать модели семейства 660p. А развивать SATA-направление компания нужным не считает: поставки Intel 545s продолжатся, но, во-первых, это модель 2017 года, а во-вторых, 660p той же емкости уже сейчас немного (а то и заметно) дешевле. Понятно, что снижение цены достигается за счет более дешевой памяти, у многих покупателей все еще вызывающей опасения, но для нейтрализации этих опасений Intel обеспечивает SSD 660p пятилетним гарантийным сроком. Для продуктов компании это привычное значение, а вот в целом для рынка — не обязательно: достаточно вспомнить, что какой-то год назад Samsung, например, в рамках «бюджетного NVMe» даже на TLC-памяти отгружал лишь 960 Evo с тремя годами гарантии, и только усиление конкуренции заставило «исправить» ситуацию в серии 970 Evo (анонсированной в конце апреля прошлого года). Вполне возможно, что 660p окажется своеобразным драйвером такого же процесса и на рынке QLC-накопителей.

Впрочем, прогнозы — отдельная тема. Между тем, накопители уже есть, стоят недорого, емкость — достаточная для многих сфер применения, условия гарантии — хорошие (на первый взгляд, во всяком случае), интерфейс — «интересный». Настало время посмотреть, как все это работает.

Intel 660p 512 ГБ

Intel 660p 1024 ГБ

На данный момент линейка насчитывает три модификации, но 2 ТБ — все еще дороговаты даже при использовании QLC-памяти, так что основной интерес представляют две младшие. Внешне они практически неотличимы от большинства устройств в форм-факторе М.2 2280, причем даже относящихся к среднему классу. В бюджетных моделях, например, часто используется «безбуферный» контроллер Silicon Motion SM2263XT, здесь же — чуть более «серьезный» SM2263 и 256 МБ DRAM. Вся экономия — на емкости DRAM: оба устройства снабжаются одной и той же микросхемой, так что объем буферной памяти у 660p куда меньше типового «мегабайта на гигабайт емкости» — даже в младшей модели он вдвое меньше. С другой стороны, повторимся, DRAM-буфер хотя бы вообще есть, во-первых. И, во-вторых, тестируя Toshiba RC100 емкостью 240 ГБ, мы ни разу не заметили выделение более 36 МБ системной памяти, которую можно использовать для хранения таблицы трансляции адресов благодаря поддержке Host Memory Buffer (HMB). А при работе с Toshiba BG3 на 512 ГБ это значение увеличивалось вовсе не вдвое (как можно было бы подумать исходя из емкости устройства), а примерно в полтора раза. Если предположить сходные алгоритмы работы контроллеров, как раз и получится, что в 256 МБ может уложиться даже 660p на 2 ТБ — не говоря уже о наших сегодняшних героях. Только в их случае это память локальная, так что «гонять» данные по интерфейсу с хост-системой не нужно.

Немного непривычно наличие всего двух чипов флэш-памяти даже при общей емкости, превышающей 1 ТБ. Но это вполне объяснимо тем, что Intel (равно как и Samsung) не считает нужным выпускать кристаллы QLC NAND емкостью меньше 1 Тбит. В итоге для младшей модели достаточно четырех таких кристаллов, что как раз соответствует количеству каналов контроллера SM2263. А упаковывать их в чипы по одному — расточительство. Соответственно, на накопителях 660p установлено лишь два или четыре чипа — дополнительные площадки используются лишь в модификации на 2 ТБ. Собственно, и без этого можно было бы обойтись, упаковывай Intel кристаллы более плотно (что компания «умеет» и в случае TLC-памяти делает), но выпускать слишком много вариантов смысла не имеет. Зато можно ожидать, что при необходимости могут появиться и «укороченные» модификации 660р емкостью до терабайта (как минимум) включительно.

Про пятилетний срок гарантии сказано выше. Согласно современным традициям, он ограничен «пробегом», причем ограничен серьезно: всего 100 ТБ на каждые 512 ГБ емкости. Для сравнения, в линейке 760р, относимой Intel к среднему классу, все намного мягче: 288 ТБ на каждые 512 ГБ емкости. В 545s или «старом» 600p — в точности так же. У Samsung и WD в современных TLC-линейках среднего уровня — аналогично: 300 ТБ на 500 ГБ. Фактически получается, что на терабайтный 660р можно записывать «всего лишь» 40 ТБ данных в год — даже Samsung 860 Qvo той же емкости «разрешает» 120 ТБ (впрочем, гарантия у того все равно кончится через три года, даже если не писать вообще ничего, так что практическая разница при пересчете на такой срок куда меньше — но все равно весома). Понятно, что и 40 ТБ (или ≈110 ГБ ежедневно и без выходных) в разы превышает среднестатистические объемы записи «сферического ПК в вакууме», но затрудняет использование устройства не по назначению — для чего и сделано.

А пойти на такие ограничения Intel пришлось из-за агрессивного использования SLC-кэширования, без чего производительность накопителей на базе QLC-памяти может снижаться до вовсе неприличных значений. В принципе, контроллеры Silicon Motion поддерживают динамическое управление емкостью кэша (когда под него может отводиться хоть вся память, т. е. в «быстром» режиме можно записать до четверти объема QLC-накопителя или до трети TLC) еще со времен SATA, но настройка таких режимов обычно остается делом производителя — и Intel в своих продуктах ею не злоупотребляла. Теперь настало время этим заняться :)

В принципе, схема кэширования чем-то напоминает принятую Samsung в последних линейках продуктов (в т. ч. и на базе TLC-памяти): во-первых, имеется статическая часть кэша емкостью 6 ГБ на каждые 512 ГБ емкости; во-вторых, до половины свободного пространства может использоваться динамически. Терабайтная модификация, таким образом, под динамический кэш отдаст 512 ГБ — которых хватит на запись 128 ГБ в SLC-режиме. Итого на высокой скорости устройство может «принять» 140 ГБ данных, что, мягко говоря, неплохо (их еще надо где-то найти, причем на быстром источнике). Но это касается только идеального случая, потому что, например, заполненный наполовину накопитель сможет располагать лишь 70-80 ГБ быстрого кэша, а после исчерпания ¾ емкости остаются те самые изначальные 12 ГБ статического кэша. Причем «писать мимо кэша» накопители этого семейства «не обучены», т. е. все данные всегда проходят через него. И если кэш заполнен — приходится и расчищать кэш, и записывать новые данные. Впрочем, можно «расчистить»... вручную: для SSD 660p такая возможность появилась и в штатном ПО. Непонятно, правда, кому, кроме тестеров, она может пригодиться на практике, поскольку «нормальный пользователь» на предложение готовиться и настраивать ответит, скорее всего, нецензурно :) Но что есть — то есть.

В любом случае, выбранный режим работы позволяет обеспечивать высокий уровень производительности при удачном стечении обстоятельств, но увеличивает усиление записи — так что на практике эти самые 100 ТБ «по хосту» легко могут превратиться и в 200-300 ТБ. Особенно «страдать» будет как раз младшая модификация, которая еще и бо́льшую часть времени будет «обходиться» маленьким и быстро забивающимся SLC-кэшем. Конечно, если свободного места много, то все упрощается. С другой стороны, если приобретать устройство с большим запасом по емкости, то теряется смысл в низкой стоимости этой самой емкости: да, каждый гигабайт обходится дешево, зато их нужно много.

Таким образом, при всей привлекательности предложения Intel на первый взгляд, торопиться с покупкой не стоит — для начала лучше взвесить все «за» и «против». Впрочем, на сегодняшний день эта рекомендация в полной мере относится к любым накопителям на QLC-памяти — которую и сами производители в качестве универсального решения пока не рассматривают. Но для многих сфер применения она подходит не хуже, чем TLC, а стоит все-таки заметно дешевле. И чем больше объем — тем это заметнее. Причем, с учетом сказанного выше, чем больше объем — тем меньше потенциальных проблем. А как это вообще работает — сейчас и посмотрим более внимательно.

Образцы для сравнения

Intel 760p 512 ГБ

Intel 760p 1024 ГБ

Естественно, сравнив накопители с другими устройствами аналогичного назначения. В частности, никуда из ассортимента компании не исчезает и линейка 760p. С ней мы уже знакомились год назад, но изначально емкость входящих в нее устройств была ограничена 512 ГБ — из-за использования кристаллов памяти на 256 Гбит. В старших моделях — 512 Гбит, так что производительность этих двух модификаций должна быть сопоставимой, но одну из них мы вообще не тестировали ранее. Тем более, что и прошивки поменялись (512 ГБ мы «гоняли» с исходной версией 001С, а сейчас уже доступна 004С), что может немного изменить производительность в ряде сценариев.

А вообще 760p выглядит теперь как «старший брат» 660p: восьмиканальный контроллер Silicon Motion SM2262 вместо четырехканального SM2263, 2 МБ DRAM на каждый гигабайт флэша, а не 256 МБ «всего», проверенная временем 3D TLC NAND «второго поколения», а не пугающая QLC — в итоге и ограничения гарантии почти в три раза более мягкие... Но за соответствующие деньги, естественно. Для покупателя одиночного SSD на 512 ГБ, впрочем, «доплата» невелика, но она увеличивается с ростом емкости. Сравнить накопители «в лоб» в любом случае интересно — раз уж такая возможность представилась.

Intel 600p 512 ГБ

По сути, это родоначальник сегмента «бюджетного NVMe». И не только в ассортименте Intel, а и вообще на рынке — одно из первых устройств такого рода на TLC-памяти (не слишком удачном «первом поколении» 3D TLC с 32-слойными кристаллами по 384 Гбит) и бюджетном контроллере Silicon Motion SM2260H. Кроме того, формально 660p является как раз обновлением «6 series», в которой только два этих семейства и есть. SATA-устройства — ниже. Упоминания о производительности появляются выше. Но в данном случае сравнить мы ее тоже можем.

Intel 545s 512 ГБ

Как уже было сказано в начале, при аналогичной емкости 660p стоит даже дешевле, чем 545s, причем таковой, возможно, так и останется последним потребительским SATA-решением компании. Уже «не модно», да и производительность иногда будет ограничена интерфейсом — зато гарантийные условия те же, что и у 760p или 600p. А это тоже немаловажно — поскольку умом-то многие понимают, что с точки зрения среднестатистического ПК и 20 ТБ записи в год столь же избыточны, как и 58 ТБ (если говорить о моделях, емкостью 512 ГБ), но сердце не на месте :) Так что при выборе среди продуктов Intel на практике стоит рассматривать все три актуальные модели: у них есть свои плюсы и минусы, которые не обязательно скомпенсируют друг друга.

Samsung 860 Qvo 1 ТБ

Ну и отказаться от сравнения двух самых интересных, именитых и емких QLC-накопителей мы тоже не могли. Тем более, что стоят они примерно одинаково. Гарантийные условия — как у Карцева: «Я вчера видел раков по пять рублей. Но больших. Но по пять рублей... а сегодня были по три, но маленькие, но по три...» Т. е. либо «писать можно» по 120 ТБ в год, но три года — либо всего по 40 ТБ, зато пять лет. Цены, при этом, практически идентичные, так что конкуренция прямая. Тем более, в глазах тех покупателей, кто вообще готов рискнуть «попробовать» QLC: у них и выбор не слишком богатый, а остальные пройдут мимо обоих SSD. Да и какие-то общие особенности устройств на базе этого типа памяти, наверняка, будут хорошо видны.

Тестирование

Методика тестирования

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

Производительность в приложениях

Впрочем, с точки тестов высокого уровня неважно — какой SSD. Главное, чтобы был :) Понятно — почему: даже самые бюджетные модели практически никогда не оказываются «узким местом», так что производительность зависит исключительно от прочих систем компьютера и/или его пользователя. Правда и нельзя сказать, что все идентичны: например, большинство SATA-устройств укладываются в этом тесте в 5000 баллов (редкие превышают этот уровень — и совсем не на много), а все NVMe начинаются с 5050, но этому можно и не придавать значения.

Потенциально же сами накопители могут работать по-разному — что хорошо заметно, если убрать влияние других компонентов системы. Но такое положение дел только на пользу бюджетным NVMe-устройствам: иногда они уже могут обогнать любые SATA SSD, а вот шансы существенно отстать от более дорогих собратьев выпадают им не столь часто.

Предыдущая версия пакета демонстрирует нам тоже самое — 660р отстает только от 760р. Правда и довольно заметно: обе модификации 660р медленнее, чем 760p на 512 ГБ. Что, впрочем, неплохой уровень — формально быстрее SATA, хотя фактически и последних вполне достаточно для работы в качестве «системного диска».

Последовательные операции

Поскольку при таких нагрузках производительность часто зависит от интерфейса, а быстро читать данные умеет флэш любого типа, неудивительно, что современные накопители с интерфейсом PCIe не оставляют никаких шансов своим предкам. Но если говорить про наших главных героев, то видно, что не так уж и далеко они ушли от ограничений SATA. Однако, все-таки, ушли.

С записью положение дел сложнее, но недостатки памяти можно и «замаскировать» SLC-кэшированием, так что в данном случае 660p иногда оказывается и вовсе самым быстрым. Что совсем не похоже на другое семейство той же серии (а их в ней, напомним, всего два), которое и от SATA-накопителей нередко отставало — даже в синтетических условиях.

Случайный доступ

При таких нагрузках «упереться» в ограничения пропускной способности интерфейса и/или особенности программного протокола сложно — определяющими являются задержки самой памяти, а также разнообразные программные ухищрения. Intel SSD 660p на фоне других бюджетных устройств выглядит нормально — и этого уже достаточно. Тем более, что SSD компании на базе флэш-памяти редко оказывались победителями в таких дисциплинах. А в последнее время для этого у нее есть Optane, с которым, действительно, иногда физически сложно соревноваться. NAND-флэш — обычный, да и контроллеры бюджетные, так что тут, повторимся, паритета с прямыми конкурентами достаточно.

Работа с большими файлами

Как уже было сказано выше, с чтением особых проблем не испытывают любые типы флэш-памяти. В разумных пределах, разумеется — так-то собственная скорость у них разная. Но для SATA-устройств это вообще не важно, поскольку ограничителем оказывается и сам интерфейс — а переход на PCIe, разумеется, автоматом позволяет получить более высокие скорости. Но чуда не происходит — 760р в этих сценариях вовсе не рекордсмен, а 660р и до него далеко. Скорее можно говорить о примерном паритете со «старичком» 600p — но и это уже неплохо, поскольку и цены на уровне бюджетных SATA-накопителей, а то и ниже.

Казалось бы, все прекрасно — посрамлен даже 760р, не говоря уже о... Но! Вспоминаем об агрессивном кэшировании во всех случаях, когда это возможно. В данном случае это выполняется, хотя бы потому, что во время тестов занято лишь порядка 200 ГБ, т. е. и на младшей модификации 660р свободно больше половины емкости. Вот 860 Qvo использованием SLC-кэша не злоупотребляет, так что в его случае мы видим реальную скорость QLC-массива. А она ниже 100 МБ/с — и априори понятно, что у Intel вряд ли будет существенно больше.

Как «добраться» до реальных показателей? Варианты есть разные — мы решили опробовать приближенный к реальности: просто «забив» 660p и несколько других SSD (не все были под рукой) данными так, чтобы у них осталось лишь порядка 100 ГБ свободного места. Обычное дело на практике? Да, вполне — бывает и хуже. Специально «очищать» SLC-кэш мы не стали, поскольку не хотели давать такую фору 660р, но дали всем устройствам «пожить спокойно» примерно час: за это время операции консолидации кэша должны выполниться, а кто их не делает автоматически, тот сам виноват. После чего просто повторили эти тесты.

760р как писал, так и продолжил — он умеет «мимо кэша», да и массив памяти быстрый. 600р как был тормозом, так им и остался — небольшое снижение производительности на очистку кэша есть, но им можно и пренебречь. Особенно на фоне 660р, который «приседает» где-то на порядок. Понятно, что только в неудобных условиях (оставшись лишь со статическим кэшем, который еще и «чистить» на больших объемах записи приходится), да и в них он быстрее, чем 860 Qvo всегда... Но этими двумя выбор, все-таки, не ограничивается. И это следует учитывать. Возможно, со временем скорость записи в QLC-память удастся увеличить, а алгоритмы работы с ней улучшить, но для сегодняшних устройств снижение скорости записи ниже 100-150 МБ/с совершенно обычное дело. Не всегда, но часто — как только процесс начинает зависеть от самой памяти, а не программных ухищрений по маскировке ее недостатков.

А на смешанных операция «спастись» одним лишь SLC-кэшированием в любом случае сложно, так что 660р стабильно отстает даже от «старичка» 600р, которого в свое время нередко порицали за низкую производительность. Надо заметить, по делу — 545s вот, например, не хуже (мягко говоря), несмотря на ограничения интерфейса. Но даже медленная TLC (а «первое поколение» 3D NAND Intel в своем классе действительно таково) это вам не QLC! И это стоит помнить.

Рейтинги

Но в целом без кэширования «нормально» работать не могут и накопители на TLC-памяти (да и вообще данная технология начала обкатываться еще во времена господства MLC), так что его нужно просто воспринимать как данность. В таком разрезе Intel SSD 660p выглядит неплохо. Не хорошо, а просто не плохо — низкоуровневые тестовые утилиты редко ставят накопитель в неудобное положение, но о каких-то рекордах производительности в его случае изначально никто не заботился. В итоге она выше, чем у SATA-устройств — разумеется. Да и многие позапрошлогодние бюджетные NVMe-накопители все равно остаются позади. Но не более того.

Что хорошо видно и по обобщенному рейтингу: эти накопители быстрее SATA-устройств, но могут отстать и от дешевых «безбуферных» NVMe SSD низкой емкости, но на базе TLC-памяти. Которая когда-то как раз казалась очень медленной — но в жизни все оказалось как в сказке: чем дальше — тем страшнее :)

Цены

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

Итого

К NVMe-накопителям можно относиться по-разному. Согласно одной популярной точке зрения, это премиальный сегмент, представители которого должны работать либо быстро, либо очень быстро. И долго. И стоить дорого. В общем, слабым тут не место — нужны старшие серии Intel Optane или, на худой конец (если уж снисходить до NAND), Samsung 983 ZET.

Другая точка зрения констатирует, что это просто будущее рынка SSD. SATA-интерфейс на пару с протоколом AHCI для таких накопителей подходят не лучшим образом — и использовались только для того, чтобы первые SSD можно было устанавливать в имеющиеся системы. Оттуда же и «традиционные» винчестерные форм-факторы. Но все это было нужно именно на первых этапах, а сейчас груз совместимости можно отбросить. Не обязательно даже организовывать это принудительно — сам отвалится. Но для того, чтобы это происходило, нужны самые разные накопители — от топовых до бюджетных. И даже ультрабюджетных...

Производители на практике придерживаются именно второго подхода. Тем более, что еще и не все из них способны выпускать те самые топовые продукты. Intel — может, но и массовому рынку компания уделяет немалое внимание. Нужны дешевые накопители емкостью от 512 ГБ? Да легко: вот вам 660p. С модным интерфейсом, относительно неплохим уровнем производительности (при удачном стечении обстоятельств, разумеется) и пятилетней гарантией — по совокупности характеристик как бы не уникальное предложение!

Другой вопрос, что использование QLC-памяти будет становиться все более массовым, но пока (по нашему мнению) обычному домашнему пользователю принимать непосредственное участие в этом процессе не стоит. Дело в том, что экономия за счет перехода на более дешевый тип памяти хотя и достаточно весома в относительном исчислении, но при покупке одиночного накопителя не слишком велика в абсолютном. Особенно если устройство, как это часто бывает, выбирается «под систему», т. е. небольшой емкости. К тому же, цены на SATA и NVMe сближаются, но все еще не сравнялись, а конкуренция на «старом» рынке куда более выражена, так что можно сэкономить и за счет этого. И в ряде случаев — пожалуй, что и нужно. Не потому, что QLC NAND совсем никуда не годится — просто пока эта память еще не универсальна. Сферы ее применения, которые идеально закрываются как раз Intel SSD 660p или тем же Samsung 860 Qvo, существуют. Но это уж точно не использование в качестве основного и единственного накопителя в обычном персональном компьютере. От этого и следует отталкиваться. Если ваш сценарий использования SSD предполагает наличие дополнительного твердотельного накопителя высокой (относительно) емкости, то таковым в ряде случаев вполне может стать как раз QLC-модель. Если нет — значит, нет. Основными и единственными такие устройства могут быть только тогда, когда бюджет на первом месте, а остальное неважно. Но и это сфера применения немного других моделей, нежели изученные нами к этому моменту — все-таки и Intel SSD 660p, и Samsung 860 Qvo имеют избыточные для SSD минимальной стоимости емкости и все равно еще заметно уступают винчестерам по стоимости хранения информации.