Тестирование относительно недорогого SSD Samsung 980 1 ТБ на безбуферном контроллере собственной разработки

Методика тестирования накопителей образца 2021 года

За последнее время мы протестировали большое количество NVMe-накопителей на безбуферных контроллерах. Впрочем, их вообще (равно как и контроллеров) становится всё больше — DRAM стоит денег. Флэш-память быстро дешевеет (особенно это было заметно в прошедшем году), так что все эти дополнительные затраты становятся всё более заметными. За исключением топовых моделей высокой емкости — она постоянно увеличивается, что съедает снижение себестоимости памяти. Но многие покупатели из гонки за гигабайтами постепенно выходят, поскольку всё тех же «стандартных» 1-2 ТБ, что и лет 10 назад, им просто достаточно. Просто когда-то это был жесткий диск, потом к нему начали добавлять маленький SSD для скорости, а сейчас просто один твердотельный накопитель на пару терабайт можно установить, и всё — стоить он будет всё равно дешевле, чем даже 64 ГБ десять лет назад.

Остановились, впрочем, не все — у кого-то потребности в месте для данных продолжают бодро расти. Кто-то их до сих пор не может реализовать только лишь при помощи SSD, так что продолжает докупать жесткие диски. Но, повторимся, тенденция к замедлению роста емкости прослеживается четко. Особенно если учитывать готовые компьютеры и ноутбуки, где пока еще не всегда тот самый терабайт хотя бы достигнут. А стимулов сэкономить у производителей еще больше — не им же потом этим ноутбуком пользоваться, а конечному покупателю. Вот все средства для экономии и используются. Из которых отказ от DRAM — самый безболезненный. Тем более, и контроллеры постоянно эволюционируют — даже безбуферники далеко ушли уж от первых несуразных решений такого плана, демонстрируя достаточный для многих (особенно для покупателей бюджетных продуктов) уровень производительности.

В целом материалов по теме было много. Мы постоянно отлавливали (и продолжим это делать) всё новые и новые и новые конфигурации, сравнивали их с предшественниками и прямыми конкурентами — в общем, старались досконально разобраться с вопросом. И фактически осталось лишь одно белое пятно. Но очень большое и значимое — Samsung 980.

До него как-то сначала руки не доходили, потом основные силы понадобилось бросить на изучение процесса миграции всех производителей на PCIe Gen4 — и вообще поднимать тему 980 было немного страшновато. При всей народной любви к продукции Samsung, эту модель не ругал только ленивый. Точнее, про нее вообще сложно было услышать хоть одно доброе слово, а вот негатива хватило бы и на нескольких производителей. Не совсем заслужено, на наш взгляд. Это первый опыт Samsung по выводу на розничный рынок четырехканального безбуферного решения, но не первый вообще. Основу ОЕМ-отгрузок и у этого производителя давно составляют именно такие SSD, а вовсе не красавцы, типа 980 Pro или 990 Pro. Направление настолько важное, что компания даже выпускает сейчас PM9B1 — не на собственном контроллере, а на Marvell 88SS1322. Собственный безбуферник с поддержкой PCIe Gen4 вовремя разработать не успели, судя по всему. Но, зная Samsung, сделают точно — свои контроллеры при больших объемах производства обходятся дешевле. Тем более, 980 на рынке уже зажился — через несколько месяцев ему уже три года исполнится. А контроллер Pablo еще древнее — первым продуктом на его основе был внешний SSD Samsung T7 Shield, которому уже почти четыре года. Да и Samsung 980 Pro уже поменяли на 990 Pro — значит пора бы и замену 980 на 990 провести. А мы пока даже не знаем в точности — как первый из них работает, что как-то неправильно.

Тем более, повторим, ругань в отношении этого SSD мы не считаем полностью оправданной. Критикующие как-то не замечают тот факт, что это самый дешевый потребительский накопитель Samsung — при равной емкости он дешевле не только 980 Pro, но даже и 870 Evo. Единственное, что может оказаться еще дешевле — 870 Qvo, но эти линейки пересекаются только в одной точке: одна терабайтом заканчивается, а другая с него только начинается. Да и экономить на памяти, как мы уже не раз убеждались, чревато более серьезными последствиями, чем на контроллере.

На общем фоне, конечно, Samsung 980 слишком уж дешевым не является — но его никто таковым сделать не старался. Это все-таки нормальный середнячок, конкурирующий в первую очередь с WD Blue (кстати — переход этой линейки на PCIe Gen4 явно будет дополнительным поводом обновить ассортимент и для Samsung) и подобными. До какого уровня ныне дотягивают далеко не все продукты и от серьезных брендов (достаточно вспомнить Crucial с P3 / P3 Plus), так что и при всем богатстве выбора Samsung 980 на первый взгляд выглядит небезынтересно. А если хочется именно Samsung, то тут-то он просто самый дешевый фактически. Но не стоит ограничиваться первым взглядом — лучше рассмотреть устройство более детально.

Samsung 980 1 ТБ

Речь идет не о внешнем виде, конечно. Хотя и тут есть интересные особенности — мы недаром выше упоминали WD Blue, поскольку больше всего 980 похож на продукты этой фирмы. Здесь всего два чипа — контроллер и память. С чем связана и ограниченная емкость — Samsung упаковывает в стопку до 16 кристаллов памяти, каждый имеет емкость 512 Гбит, вот и выходит 1 ТБ. На момент выхода SSD — нормально, сейчас — маловато. Да и 128-слойная память уже подустарела, а в новом флэше, освоенном Samsung, есть уже и терабитные кристаллы.

Что же касается контроллера, то особых подробностей Samsung не раскрывает, а больше спросить не у кого. Что точно известно, так это интерфейс PCIe Gen3 и поддержка HMB (пользу от которого в бытовых сценариях пока так и не удалось обнаружить). В общем, нормальный уровень для 2021 года, но слабоватый для 2023-го. Однако с учетом невысокой цены и TLC-памяти смысл в накопителе не пропал.

Тестирование

Методика тестирования

Методика подробно описана в отдельной статье, в которой можно более подробно познакомиться с используемым программным и аппаратным обеспечением. Здесь же вкратце отметим, что мы используем тестовый стенд на базе процессора Intel Core i9-11900K и системной платы Asus ROG Maximus XIII Hero на чипсете Intel Z590, что дает нам два способа подключения SSD — к «процессорным» линиям PCIe Gen4 и «чипсетным» PCIe Gen3. Первое — как раз то, на что рассчитаны современные SSD, что позволяет им работать в полную силу. Но и «режим совместимости» тоже интересен — фактически чипсетный контроллер PCIe в таком виде появился еще в микросхемах Intel «сотой» серии (т. е. в 2015 году), а дальше принципиально не менялся. Так что аналогичные результаты «увидит» и владелец относительно старого компьютера, если решит установить туда современный накопитель. Есть ли в том вообще смысл? Нередко — да. Потому что современные модели среднего уровня и при ограниченном интерфейсе очень часто обходят былых флагманов. То есть, на самом деле, PCIe Gen4 не единственное достоинство новых SSD. Иногда и других хватает. Но чтоб разобраться в этом, нужно тестировать.

Образцы для сравнения

Сначала исторические конкуренты, справиться с которыми попроще. По крайней мере с MSI Spatium M370 (на Phison E13T) и Digma Mega S3 (на Silicon Motion SM2263XT) — точно, а вот результаты сравнения с WD Blue SN570 заранее не определены.

Но сейчас на рынке уже заметны совсем другие конкуренты. Например, более дешевый Kingston NV2 (где велик риск нарваться на QLC-память, конечно, но в нашей версии — Phison E21T и TLC) или шустрые модели на Maxio MAP1602. Так что возьмем и такую пару для полноты картины. И Samsung 980 Pro — для того, чтобы понять, что именно мы теряем с суффиксом «Pro». Все эти три модели поддерживают PCIe Gen4, но мы возьмем их результаты в режиме совместимости — чтобы отделить влияние интерфейса.

Заполнение данными

На первый взгляд поведение Samsung 980 на старшего брата не слишком похоже, однако если приглядеться, то выясняется, что общего достаточно много. Различия связаны с разной мощностью контроллеров. Как внутренней, так и связью с флэш-памятью — в одном случае восемь каналов, в другом же всего четыре. Кроме того, у 980 немного увеличен относительный размер SLC-кэша — с трети свободных ячеек до половины. Но это никогда не дается бесплатно, затрудняя потом «упихивание» оставшихся данных. Поэтому вне кэша Samsung 980 в три раза медленнее — однако, как и старший братец, норовит увеличить скорость в процессе. Запись в кэш тоже медленнее потенциальных возможностей интерфейса PCIe Gen3, которые 980 Pro, естественно, выбирает с запасом.

Но проигрывать существенно более дорогим устройствам — дурное дело не хитрое. А какие альтернативы в этом ценовом классе? На момент появления Samsung 980 — либо очень маленький кэш с приличной скоростью записи после него, либо большой кэш с неприличной. Первое не позволяет записывать более-менее заметное (в разумных пределах) количество информации быстрее 2 ГБ/с, причем многие бюджетные четырехканальные контроллеры даже при записи в кэш до таких значений всё равно не дотягивали. Второе приводит к тормозам, когда приходится записывать действительно много данных, в кэш в любом случае не помещающихся. Samsung 980 же в этом плане — золотая середина: до 18% свободной емкости пишем быстро, а затем хотя бы держимся на уровне лучших SATA-устройств.

И ведь что характерно — нельзя сказать, что сейчас положение дел радикально улучшилось у всех потенциальных конкурентов. Даже если не брать совсем уж клинические случаи, типа использования QLC-памяти (всё более массового), тот же Kingston NV1 и в лучшем виде может просесть и до 200 МБ/с. Но появились, конечно, и куда более сильные альтернативы — спасибо сделавшей быструю и недорогую память YMTC, возможностями которой отлично распоряжается Maxio MAP1602. Плюс поддержка PCIe Gen4 за прошедшее время стала уже массовым явлением — и тут уже Samsung 980 в глазах многих покупателей выглядит априори устаревшим решением.

В общем, менять его уже нужно. По-хорошему это уже стоило бы сделать, однако возможно, что в Samsung просто решили сделать линейке более серьезный апгрейд, заодно перейдя и на 236-слойную память — которая должна быть быстрой и недорогой. И такая конфигурация в паре с новым контроллером уже скакнет на уровень того же MAP1602 с 232-слойным флэшом YMTC, а то и выше, то есть на голову обойдет большинство одноклассников. Так это или не так — покажет ближайшее время, как нам кажется. Пока же вывод простой — на деле Samsung 980 не так уж сильно устарел даже сейчас. Просто его не все правильно оценивали. Главная задача бюджетных NVMe-устройств (особенно пару лет назад) — вытеснять SATA SSD, а вовсе не пытаться поравняться с топовыми решениями. Так что тут «плохим» было разве что название — слишком уж схоже звучит 980 и 980 Pro, а на деле работает по-разному. Однако же и стоит тоже очень по-разному — даже сейчас.

Предельные скоростные характеристики

Низкоуровневые бенчмарки в целом и CrystalDiskMark 8.0.1 в частности давно уже пали жертвой в неравной борьбе с SLC-кэшированием — так что ничего, кроме самого кэша, протестировать и не могут. Однако и публикуемая производителями информация о быстродействии устройств тоже ограничена его пределами, так что проверить их всегда полезно. Тем более, что вся работа над кэшированием как раз и ведется для того, чтобы и в реальной жизни как можно чаще «попадать в кэш». И демонстрировать высокие скорости, несмотря на снижение стоимости памяти.

В очередной раз повторим — учитывая время выхода, сравнивать результаты Samsung 980 следует в первую очередь с первыми тремя строчками. Даже первыми двумя — все-таки WD Blue SN570 появился уже позже, а более ранний SN550 в этих сценариях вел себя похуже. И тогда выходит, что 980 в своем классе очень даже неплох. Был. Сейчас уже слабоват. А хуже всего выглядит схожесть названий — почему многих и тянуло заценить 980 на фоне старшего брата. В каковом случае, естественно, он выглядел достаточно уныло даже при использовании только лишь PCIe Gen3.

У Samsung это одна из любимых дисциплин, так что в ней и сейчас 980 неплох для своего класса — жаль только, что на практике оно не слишком-то важно. А в сравнении ради сравнения, естественно, 980 Pro заметно красивее.

С записью похуже — но тут уже, как раз, SSD Samsung практически никогда и не блистали. Скорее всего, поскольку никто над оптимизацией активно не работал — чего стоит отставание 980 Pro на коротких (как раз более актуальных) очередях даже от 980. Но верно и сделанное выше замечание — таки сценарии представляют собой лишь теоретический интерес. На практике их просто не бывает.

А вот подобные операции оказывают куда большее влияние на скорость работы реального ПО, чем предыдущие: «длинным» очередям взяться на практике неоткуда — зато блоки, отличные от 4К байт, встречаются очень часто. Количество операций в секунду на «больших» блоках немного снижается, но сами они больше — так что результирующая скорость в мегабайтах в секунду оказывается более высокой. Поэтому по возможности все и стараются работать именно так. И вот тут уже Samsung 980 до сих пор выглядит очень даже симпатично.

С записью дела традиционно обстоят хуже. Что было бы важно, будь потребности приложений хоть немного ближе к даже худшим результатам на диаграмме. Но всё равно: много — не мало. Для своего времени и у Samsung 980 было достаточно много, сейчас — похуже, зато недорого, благо и цены с тех пор заметно снизились. Впрочем, у всех. Но, как уже было сказано, фактически 980 — это самый дешевый Samsung. А многие покупатели на бренд обращают внимание.

Смешанный режим тоже важен — ведь в реальности (а не в тестовых утилитах) редко бывает такое, что долгое время данные приходится только писать или только читать. Особенно в многозадачном окружении — и с учетом богатой внутренней жизни современных операционных систем. И тут Samsung 980 до сих пор краснеть не за что — в своем классе он и сейчас один из лидеров.

Работа с большими файлами

Но, как бы хороши не были показатели в низкоуровневых утилитах, достигнуть таких скоростей на практике удается далеко не всегда. Хотя бы потому, что это всегда более сложная работа — тот же CrystalDiskMark работает с небольшими (относительно) порциями информации, причем внутри одного файла. Во-первых, таковой в современных условиях практически всегда и гарантировано располагается в SLC-кэше все время тестирования, во-вторых, не нужно отвлекаться на служебные операции файловой системы — реальная запись одного файла это еще и модификация MFT, и журналы (основные используемые в работе файловые системы журналируемые — и не только NTFS), так что писать приходится не в одно место последовательно, а в разные (и частично — мелким блоком). В общем, большую практическую точность дает Intel NAS Performance Toolkit. При помощи которого можно протестировать не только кэш. И не только на пустом устройстве, где он имеет максимальные размеры — а и более приближенный к реальности случай, когда свободного места почти нет. Что мы всегда и делаем.

Работа в один поток — самый частый (146% случаев), но и самый сложный сценарий. Но для современных контроллеров намного менее сложный, чем для их предшественников. Хотя если говорить именно о бюджетных продуктах, то никаких безумных цифр они не выдают и сейчас. А когда Samsung 980 появился, и 2 ГБ/с для многих было лишь манящей целью. С тех пор, конечно, скорости конкурентов подросли, поскольку сами конкуренты уже другие в основном, а 980 — всё тот же, но особых поводов для расстройства всё равно нет.

Здесь и вовсе многих участников сдерживает интерфейс PCIe Gen3, а наш главный герой до его предела явно не дотягивается. Зато у его преемника наверняка и таких проблем не будет, и поддержка Gen4 точно будет. Но, собственно, а что страшного? Ситуаций, когда явно не хватает SATA хотя бы в плане последовательных операций, до сих пор ограниченное количество — а тут в пять раз больше. Рекордов же никто и не обещал. Обещали (относительно) низкую цену — и это обеспечили при прочих равных. Samsung 870 Evo как правило дороже — а ведь он всего лишь SATA.

Как соотносится производительность 980 и 980 Pro мы помним — и в очередной раз видим близкое соотношение, когда емкости SLC-кэша не хватает. Когда хватает... получаются гигабайты в секунду. При этом заслуживает внимания то, что непосредственный главный конкурент (понятно, что таковыми глобально являются WD Blue) и в одном, и в другом случае медленнее.

Алгоритмы работы «внутри» накопителя становятся такими же, как и в предыдущем случае, так что и проблемы те же. Если, конечно, таковые вообще есть — для Samsung 980 это не выполняется. Да — можно бы и побыстрее. С другой стороны, быстрее и недорого сейчас можно (да и то не у всех выходит), а три года назад с этим сложностей было куда больше. Так что на момент выхода результаты были очень хорошими, да и сейчас они всё еще нормальные.

На топовых контроллерах давно уже видна двунаправленность PCIe — бюджетным таковое всё еще не под силу. Даже сейчас. А в абсолютном плане Samsung 980 ведет себя нормально. Тут он, правда, проигрывает WD Blue SN570, когда места в кэше маловато — зато заметно его обгоняет при достаточном запасе. И на фоне прочих выглядит неплохо. А пару лет назад выглядел еще лучше.

Для «механики» приходилось отдельно оговаривать последовательный и произвольный доступ данных. На первый производители накопителей обращали особое внимание — поскольку всё работало в разы быстрее, чем во втором случае. Вот только на практике более актуален именно он. Что и стало одной из причин активного отказа от той самой механики во всех случаях, когда заботит производительность — для SSD большой разницы между этими сценариями нет. И, соответственно, все сделанные выше замечания остаются в силе.

Комплексное быстродействие

На данный момент лучшим комплексным бенчмарком для накопителей является PCMark 10 Storage, с кратким описанием которого можно познакомиться в нашем обзоре. Там же мы отметили, что не все три теста, включенных в набор, одинаково полезны — лучше всего оперировать «полным» Full System Drive, как раз включающим в себя практически все массовые сценарии: от загрузки операционной системы до банального копирования данных (внутреннего и «внешнего»). Остальные два — лишь его подмножества, причем, на наш взгляд, не слишком «интересные». А вот этот — полезен в том числе и точным измерением не только реальной пропускной способности при решении практических задач, но и возникающих при этом задержек. Усреднение этих метрик по сценариям с последующим приведением к единому числу, конечно, немного синтетично, но именно что немного: более приближенных к реальности оценок «в целом», а не только в частных случаях, все равно на данный момент нет. Поэтому есть смысл ознакомиться с этой.

Samsung 980 получился именно таким, каким он получился, потому что... В среднестатистическом компьютере большего и не требуется. Точнее, освоить сложно. У 980 Pro сильным местом является поддержка PCIe Gen4 — в его случае небесполезная. Однако в качестве «системного» или попросту единственного накопителя в обычно персональном компьютере, не снабженном PCIe Gen4 (а таковые в момент появления Samsung 980 еще продавались массово, а не только лишь использовались — и даже сейчас встречаются) эти SSD почти идентичны бо́льшую часть времени. Бюджетка того времени — как правило, хуже и нередко намного. Да и более современная-то очень часто не лучше — достаточно посмотреть на Kingston NV2. А это ведь лучшая конфигурация последнего — можно и QLC огрести со всеми вытекающими. В каком-нибудь Crucial P3 или P3 Plus (позиционирование обоих близкое к 980) такая память точно будет. Что позволяет снизить цену, но в качестве компенсации — и скорость вместе с ней. А Samsung 980 — просто добротный середнячок. Без излишеств — и без каких-то ярко выраженных проблем. Причем даже сейчас — на момент появления на свет он был еще лучше в относительном плане.

Итого

В сухом остатке получаем до сих пор адекватный SSD (не говоря уже о начале продаж), но с плохим названием, что и вызывало основной негатив в его отношении. В Samsung тактично отказались от суффикса, чтобы было видно, что это вовсе не преемник, например, 970 Evo Plus и не то же самое, что 980 Pro. Но многие сравнивали новинку именно с теми моделями, тем более что цена Samsung 980 всегда оказывалась выше, чем у прямых конкурентов. Впрочем, на их фоне накопитель Samsung до сих пор выглядит неплохо. Например, он обгоняет лучшие модификации Kingston NV2, а бо́льшую часть времени конкурировал еще с NV1, где всё намного хуже. Но покупатели в первую очередь реагировали на цену, приходя к выводу, что и «дешевый» Samsung всё равно дороговат. А те, кого цена не смущала, упирали на то, что он хуже, чем Samsung 970 Evo Plus — и неважно, что заметно дешевле. В итоге и сложилось своеобразное непонимание, зачем вообще было выпускать такой SSD.

В результате фактически везде по объему продаж Samsung 980 уступает модели 980 Pro, а в магазинах для продвинутых пользователей (массовый-то покупатель SSD в розницу вообще, как правило, не приобретает) — и модели 970 Evo Plus тоже, не говоря уже о многих продуктах конкурентов Samsung. С другой стороны, в хиты он всё равно попадает, но немалая часть этого может быть обусловлена вовсе не достоинствами накопителя, а как раз «недостатком» в виде похожести названия на 980 Pro. Однако по результатам тестов несложно убедиться, что достоинства у него есть до сих пор, не говоря уже о том, что было в позапрошлом году. Просто с тех пор конкуренты обновили свои продукты, а у Samsung эту нишу продолжает занимать модель 980. Которую, скорее всего, тоже вскоре заменит новая — но не потому, что старая плоха, а потому, что рынок изменился.