Методика тестирования накопителей образца 2018 года
В ноябре прошлого года мы изучали четыре бюджетных SSD терабайтной емкости, основанные на безбуферных контроллерах Silicon Motion SM2258XT/SM2259XT и разной TLC- и QLC-памяти. Пришли к выводу, что в этом классе последняя не слишком-то мешает — не потому, что чем-то (кроме цены) хороша, а поскольку и сами-то контроллеры на высокий уровень производительности претендовать в принципе не могут. При этом себестоимость SSD такой емкости уже не слишком различается — возьмем мы бюджетную платформу или не совсем бюджетную, но основной вклад вносит как раз память, так что в первом случае для пущего эффекта ее надо удешевлять максимально. Все бы хорошо — но основную выгоду от этого процесса оставляет себе производитель (это капитализм, детка), так что для покупателя экономия оказывается и вовсе сомнительной. И хорошо еще, если получается как у Crucial — разные модели с разной емкостью, так что сразу понятно — с чем имеешь дело: 960 ГБ на TLC-памяти, а 1000 ГБ — уже на QLC; и с немного улучшенной гарантией. Некоторые же производители вообще «гнали» бюджетные модели единым потоком, меняя там хаотическим образом не только память, но и контроллеры — но по одинаковой цене и с одинаковыми условиями гарантии. Не хочется играть в такие игры? Остается единственный вариант — доплатить процентов 20 (а иногда и меньше) и купить SSD заведомо более высокого класса: где лучше будет абсолютно все — от производительности (и ее предсказуемости) до условий гарантии. Если говорить о терабайтниках, то абсолютный размер «переплаты» в настоящее время составляет от 1000 до 2000 рублей. С одной стороны, тоже деньги. С другой — накопитель приобретается не на месяц и даже не на год обычно, а платить все равно придется порядка 10000 рублей, так что... Наша позиция — при покупке одного SSD для себя любимого (а не партии в 10 тысяч штук на производство) радикальную экономию можно рассматривать исключительно как своеобразный спорт. Идея купить на грош пятаков всегда была, есть, и будет есть привлекательной — но не стоит забывать и другую пословицу: о том, как кто-то пошел за шерстью, а вернулся стриженным. Второе в реальном мире происходит несравнимо чаще.
С другой стороны, по этому поводу могут быть разные мнения. А можно и без них обойтись — сэкономить всегда просто психологически, а вот потратить больше — уже нужно себя убеждать. Что лучше делать предметно — опираясь на объективные количественные, а не субъективные качественные оценки. Для этого их нужно регулярно получать — чем мы и занимаемся не менее регулярно. Сегодня — пополним копилку знаний о бюджетных терабайтниках, благо таковые бывают не только на контроллерах Silicon Motion.
LiteOn MU3 960 ГБ
Линейка по меркам рынка старая, но это просто означает, что она менялась несколько раз с сохранением названия. Многие магазины, например, до сих пор пишут про использование в MU3 MLC-памяти. На деле же таковая встречалась лишь в «мелких» модификациях, но не в объеме 960 ГБ: такое, похоже, бывало исключительно в виде Phison S11 и 64-слойной памяти 3D NAND TLC BiCS3 Kioxia (Toshiba) и обозначалось как PH6-CE960-L.
А тут просто PH6-CE960 без дополнительных суффиксов, выпущенный в апреле прошлого года. Внутри, как несложно догадаться из вводной части, 64-слойный 3D-флэш QLC NAND Micron с кристаллами по 1 Тбит — точно такой же, как в ВХ500/1000 или не имеющем имени собственного поделии Goldenfir. И никаких уведомлений в данном случае не было — на страничке линейки до сих пор красуется однозначное «3D TLC NAND flash», а в документации упоминаются 3D TLC и 3D MLC, но ничего третьего. Хотя в магазине нам «повезло» именно с таким.
Что же касается контроллера, то это все тот же старичок Phison S11. Он даже старше, чем Silicon Motion SM2258XT/SM2259XT, однако считается более удачным. Однако есть одно «но»: за время жизни встречался в массе конфигураций и до прихода в этот сегмент QLC. Некоторые пары — действительно неплохи, некоторые — куда хуже. Причем, как оказалось, граница между «неплохо» и «плохо» может проходить даже не по аппаратной конфигурации, а меняться при смене прошивки. К примеру, самым «удачным» для S11 случаем считается 64-слойная 3D NAND TLC Intel/Micron — однако верно это лишь для первоначальной (встречающейся и сейчас) линейки прошивок SBFMB/SBFMBA. Позднее была разработана SBFMBB — и SSD с ней по поведению больше напоминают модели на ХТ-линейке Silicon Motion, нежели своих кровных братьев. Ну а теперь — встречаем QLC. И смотрим, что это нам приносит.
Очень похоже как раз на упомянутую SBFMBB — под кэш используется все свободное место, причем не только «пользовательская» область, но и «резервные» блоки, так что в быстром режиме можно записать почти 30% свободного пространства. Такой же подход к TLC доводит емкость SLC-кэша почти до 40% — разница из-за соотношений 1:4 или 1:3 для однобитного режима соответственно. А дальше свободные блоки заканчиваются — так что нужно и «принимать» новые данные, и «распихивать» старые. Phison S11 — контроллер старый, одноядерный и двухканальный, так что справляется с этой работой медленно. Узкое место — именно в нем, поскольку скорость оказывается практически одинаковой для разных типов памяти: примерно 30-35 МБ/с. Т. е. QLC — в общем-то не хуже. Но с одним нюансом — не хуже она худшего для TLC случая, а именно 64-слойного флэша с прошивкой линейки SBFMBB. В предыдущих же версиях MU3 была BiCS3 — а в этом случае скорость «за кэшем» составляет порядка 110-120 МБ/с. Так что такой «апгрейд» линейки — это снижение некоторых скоростных показателей в 3-4 раза. Разница даже в какой-то степени качественная — раньше было побыстрее ноутбучных жестких дисков, а стало заметно медленнее. Разумеется, в таком вот частном случае — со скоростью чтения по-прежнему все хорошо, с задержками — тоже обычно неплохо, так что и такой SSD в среднем предпочтительнее не только ноутбучного, но и десктопного винчестера. Однако иногда способен тормозить на ровном месте почище упомянутых — что к достоинствам уж точно не отнесешь. А как оно в прочих сценариях — проверим тестами. Только сначала познакомимся с еще одним героем тестирования.
WD Green 1 ТБ
«Зеленые» SSD WD появились одновременно с «синими» и на тот момент позиционирование двух семейств было очень простым и четким. WD Blue — нормальные массовые устройства на «полноценном» контроллере Marvell 88SS1074 с DRAM-буфером и емкостью от 250 ГБ до 1 ТБ. Позднее компания в этой серии поменяла планарный флэш на 3D TLC (сначала 64-слойный, теперь вот идет внедрение 96-слойного), увеличила максимальную емкость до 4 ТБ, выпустила на той же платформе специальную «красную» модификацию для NAS, добавила «сверху» бюджетные NVMe-модели линеек SN500 и SN550 — но принципиально ничего не менялось: Blue — твердые универсальные середнячки. Недорого и достаточно сердито.
Что же касается Green (а также его единоутробного братца SanDisk SSD Plus), то это всегда был вариант «околоплинтусного SSD» по версии WD. Первые модели использовали безбуферный контроллер Silicon Motion SM2258XT, так что практически ничем не отличались от аналогичных разработок конкурентов (и крупных, и мелких). Подобно последним имели ограниченную емкость 120 или 240 ГБ, т. е. были нацелены на самый низ бюджетного сегмента. Все просто: есть деньги только на 120 ГБ — Green, нужно 240/250, но хочется сэкономить — Green, нет нужды в слишком радикальной экономии — Blue на 250 ГБ и более.
Но чем бюджетные модели плохи с точки зрения разборчивого покупателя — у производителя всегда есть стимул сделать их еще более бюджетными. В этом плане у WD после поглощения SanDisk свободы действий было больше, чем у закупающих сторонние компоненты — SanDisk активно работал и над собственными контроллерами. NVMe-платформа компании оказалась очень удачной, а вот SATA-контроллер делался исключительно под девизом снижения себестоимости. Естественно, что SanDisk 20-82-00469-2 — решение безбуферное: DRAM WD не производит, так что по максимуму старается сокращать ее использование в своих продуктах. Естественно, одноядерное. Естественно, двухканальное. Последнее начало сказываться тогда, когда рыночные тенденции «заставили» производителей выпускать SSD на бюджетных платформах, но большой емкости — на данный момент WD Green уже доросли до 2 ТБ. Чем это плохо? Производительность — столь же низкая, что и у «мелочи»: в этой серии слишком слаб сам контроллер, так что в него все и упирается. А вот экономия становится все менее и менее заметной в относительном исчислении. Это даже по розничным ценам хорошо видно — если сравнить Green и Blue одинаковой емкости в магазинах, то можно заметить, что разница между ними обычно составляет порядка 700-1000 рублей. Фактически это и есть разница в стоимости контроллеров плюс цена DRAM — при одинаковой памяти больше экономить не на чем. А такой расклад интересен разве что для младших моделей (там это относительно заметно) — но ставит под сомнение сам смысл существования Green высокой емкости. И единственным шансом на выход из этого порочного круга является переход на QLC. Возможно, и с очередной сменой платформы — недавно анонсированные Green SN350 это уже NVMe-устройства, становящиеся все более популярными. В том числе, и в таком вот сверхбюджетном исполнении, ориентированном в первую очередь даже не на розницу, а на производителей готовых систем, которые мигрируют с SATA. Но и «обычные» SATA-диски есть стимул удешевлять.
Нам, впрочем, повезло — купленный терабайтный Green оказался таким же, как и ранее приобретенные 120 и 240 ГБ. Так что собственные характеристики памяти тут (по меркам бюджетного сегмента) неплохи — всем бы так. Другое дело, что контроллер неспособен распорядиться этим богатством по назначению даже в простых сценариях, но, по крайней мере, никаких жутких провалов скорости записи не наблюдается. В остальных случаях — посмотрим.
Тестирование
Методика тестирования
Методика подробно описана в отдельной статье, однако с тех пор мы ее немного модифицировали. Подробное описание обновления будет готово в скором времени, однако необходимым оно не является — все будет понятно прямо по тексту. Основное программное обеспечение не меняется. Аппаратное — сегодня не меняется вообще, поскольку мы тестируем SATA-накопители.
Образцы для сравнения
В данном случае можно ничего не придумывать, а просто взять две версии (QLC и TLC) Crucial BX500 из предыдущего материала. Можно было бы добавить к ним и что-нибудь более высокого уровня, но там уже глаза разбегаются: например, WD практически за одинаковые деньги продает и Blue 3D, и Blue SN550 на 1 ТБ. Второй в современной системе более предпочтителен, поскольку существенно быстрее — но тут уже сравнивать производительность не стоит даже и начинать. К тому же совместимости с SATA у него нет, а она иногда требуется. Значит, Blue 3D как 100% альтернатива — но тогда тоже не слишком интересно сравнивать скорости, поскольку если они действительно очень нужны, то лучше SN550. В любом случае, повторимся, наше мнение — лучше по возможности сразу же рассматривать накопители среднего уровня. Бюджетные нужны в специфических случаях — либо когда есть непреодолимое желание сэкономить хоть что-то, но не ценой емкости. Из чего следует, что такие устройства имеет смысл сравнивать только друг с другом — дабы в куче сора найти самый большой алмаз (предполагая, что он там есть).
Производительность в приложениях
Новый комплексный PCMark 10 Full System Drive ориентирован на твердотельные накопители, так что способен загрузить работой даже самые быстрые SSD, не говоря уже о бюджетных. И включает в себя самые разные нагрузки — от запуска приложений, до простого копирования данных, так что дает полную информацию об усредненной «системной» производительностью SSD. Более подробную информацию можно получить из нашего краткого описания теста по ссылке, а сейчас — просто результаты. Как обычно — в двух состояниях: когда на SSD данных нет вообще (и SLC-кэширование может развернуться в полную силу) и когда на нем остается всего 100 ГБ свободного места (что куда более приближено к реальности, поскольку нынешние цены пока еще не слишком располагают к выбору емкости «с запасом»).
Подход Silicon Motion позволяет получать высокие результаты «из коробки» — что актуально, например, для обзоров :) Или просто для свежекупленного SSD. Причем его модернизация в прошивках для QLC делает последнюю более быстрой. По мере эксплуатации (даже простого заполнения данными) показатели «сдуются» почти вдвое. Другие платформы — более консервативны: высоко не летают, но и глубоко не падают. Так что тот же MU3 (несмотря на ужас-ужас при больших объемах записи) начинает выглядеть предпочтительнее любых устройств на ХТ-линейке Silicon Motion. И смущает только то, что раньше-то было еще быстрее. А WD Green — хотя бы предсказуемо уныл: работает он сразу медленно, но хуже со временем не становится. Зато к нему начинают присоединяться некоторые более быстрые «из коробки» накопители — а то и медленнее оказаться могут.
Последовательные операции
Показательны два момента. Во-первых, накопители на бюджетных контроллерах могут даже замедлиться в многопоточном режиме — хотя для «нормальных» SSD он зачастую оказывается единственным способом как раз выжать максимум. Во-вторых в рамках SATA600 им все еще не слишком тесно — хотя, опять же, модели, выбиравшие его возможности досуха появились далеко не вчера, а еще лет семь-восемь назад. И это все несмотря на то, что низкоуровневые утилиты по своей специфике тестируют только SLC-кэш — в пределах которого скорости максимальные. С основным массивом памяти все еще хуже.
Да и при записи агрессивное кэширование не слишком-то спасает. Хотя в топовых устройствах оно позволяет разогнаться уже и до гигабайтов в секунду, в бюджетке даже на что-то отдаленно-похожее рассчитывать не приходится. А если кэш совсем маленький (как в WD Green), так и вовсе времена жестких дисков вспоминаются. Или, например, легендарные Intel X25-M — со своей не менее легендарной ценой, причем там такие скорости были достигнуты только во втором поколении. Вот и выходит, что основная-то масса SSD с тех пор ушла далеко вперед — а бюджетные продукты в ряде сценариев (не слишком сложных даже) демонстрируют показатели десятилетней давности. Но и несравнимо дешевле — ради чего все как раз и затевалось.
Произвольный доступ
Контроллер для WD Green разрабатывался по принципу минимальной достаточности, причем последняя понималась в очень узком смысле достаточно убедительно обгонять жесткие диски. А вот ставить какие-то рекорды — не требовалось. Впрочем, очереди, длинной более единицы на практике в персональном окружении все равно не встречаются (даже жесткие диски в большинстве случаев «укладываются» в двойку), так что эта популярная соревновательная дисциплина интересна лишь в качестве чистого спорта и не более.
На «коротких» же очередях Green иногда оказывается даже не последним. Не потому, что так уж хорош — просто сегмент такой. В котором в жертву низкой себестоимости производители готовы принести все — хоть память, хоть контроллеры. Если же покупатель на такие жертвы идти не готов, значит он просто не туда забрел.
Отметим, что, вопреки существующим стереотипам, в программном обеспечении немалый объем работы приходится и на блоки, отличные от 4К — иногда даже меньшие, и очень часто — большие. А тут разница между испытуемыми вообще сокращается.
В целом же с точки зрения низкоуровневых «попугаев» WD Green заслуживает звания самого медленного SSD. Причем при любой емкости — старшие модели немного быстрее младших, но не радикально: при таком контроллере сложно ожидать хорошей масштабируемости. Но, все-таки, SSD — а не самый медленный накопитель. Да и как SSD он в некоторых случаях оказывается не самым медленным. Так что тут только выбирать и сравнивать конкретно. Выбор бюджетного накопителя — всегда компромиссы. Более или менее удачные. Или надо выбирать небюджетный — где тоже бывают свои нюансы, но уже никак не в области «базовых возможностей».
Работа с большими файлами
Мы решили постепенно «переводить» тесты на заполненных данными накопителях (т. е. когда свободного места остается лишь порядка 100 ГБ) в разряд обязательных, что приводит к необходимости небольшого изменения формата представления результатов. Делая их, скажем так, более показательными. Для всех накопителей, которые и тестировались в двух состояниях, конечно, но со временем эта проблема отпадет естественным образом.
Упомянутые выше компромиссы иногда приводят к тому, что часть накопителей и быстро прочитать один-то файл толком-то не может. Общая проблема Phison S11 — которую удешевление памяти как минимум не решает.
Да и многопоточный режим в его случае ничего не исправляет. Причем скорость чтения данных из основного массива оказывается более медленной, чем если они «задержались» в SLC-кэше. Но даже в последнем случае Green и то быстрее.
А тут настал звездный час Crucial BX500, причем непонятно — какая из двух модификаций более «звезданутая». Новая на QLC работает на уровне WD Green, а то и хуже. Старая на TLC умудрялась всех побеждать при больших запасах SLC-кэша — зато проигрывает не только лишь всем, а еще и жестким дискам нередко, когда запаса места нет. В общем, как только дело доходит до записи, так все молодцы. Особенно когда удаль молодецкую не удается замаскировать программными ухищрениями.
Но надо отдать должное программистам — алгоритмы работы этих систем маскировки становятся все более изощренными, так что пробить их все сложнее и сложнее. Но это в немалой степени как раз и хорошо — значит и при обычной эксплуатации будет сложно нарваться на проблемы. В идеале, конечно, хочется вероятность их возникновения свести если не совсем до нуля, то хотя бы процентов так до пяти — однако за это как раз и приходится платить больше. Причем чем ниже эта самая вероятность — тем больше.
Главный же недостаток «хитрых» алгоритмов — они могут ситуацию не только улучшать, но иногда и портить. Причем так, что более мощное и дорогое «железо» оказывается более медленным, чем дешевое.
Ничего нового. Вот тут бы, конечно, не помешал для сравнения «хороший» образец. Хотя их таких «хороших» на деле может быть много и разных — просто все дороже. А иногда — намного дороже. Поэтому и существуют устройства разных классов, что один удовлетворил бы не всех и не всегда. Просто приходится четко понимать — чего хочется. Равно как и то, что выиграть в цене невозможно без потери в универсальности решения.
Итого
Смысл существования накопителей высокой емкости, но на бюджетных платформах нередко ускользает не только от нас, но и от многих других пользователей. Вот если речь идет о мелких дисках, тут все просто — они самые дешевые, но временами и такого достаточно. Например, в какой-нибудь офисной пишмашинке не требуются огромные скорости и/или непаханые терабайты — нужно что-то небольшое, дешевое, и, желательно, менее дискомфортное в эксплуатации, чем жесткие диски. С этой задачей бюджетные SSD справляются. А если их требуется не один-два, а сразу несколько десятков — и экономия становится значительной. Что же касается тех же терабайтников, то они, в любом случае, не дешевые — и на массовое применение не рассчитанные. Производительность же оказывается значительно ниже, чем у незначительно более дорогих SSD. Так что, повторимся, практического смысла в их существовании не прослеживается. Однако существуют массово — значит спросом тоже пользуются. Поэтому иногда их нужно тестировать — хотя бы для того, чтобы не расслабляться в надежде на мерную поступь технического прогресса. Иногда прогресс выглядит вот так.
