Тестирование топового SSD Samsung 980 Pro емкостью 1 ТБ с интерфейсом PCIe Gen4

Методика тестирования накопителей образца 2021 года

Тестирование SSD Samsung 980 Pro емкостью 500 ГБ с поддержкой PCIe 4.0

В какой-то степени этот обзор можно считать запоздавшим — ведь линейка на рынке уже больше двух лет, да и ее преемник появился. С другой стороны, с одним из ее представителей мы как раз два года назад и познакомились. Не самым быстрым — в семействах 2019-2020 годов таковыми являлись SSD терабайтной емкости, а позднее планка и вовсе подросла до 2 ТБ (на этом уровне остается и сейчас). Однако для понимания как это работает и чего можно ожидать изученной «пятисотки» нам, в принципе, хватило. Поэтому спешить возвращаться к теме особых причин не было — решено было подождать соответствующей оказии. Тем более, что после выпуска 980 Pro Samsung надолго успокоился. В отличие от других производителей, которые ринулись осваивать PCIe Gen4. В том числе, и в таких моделях, которым новый интерфейс ничего не давал — зато и хорошо продающихся в рознице. Бюджетным — проще говоря. Тем более, что и жизнь в сегменте PCIe Gen3 тоже не прекратилась одномоментно, а многим пользователям компьютеров новый интерфейс до сих пор сам по себе недоступен (даже сейчас при сборке нового ПК на платформе AMD AM4 ради экономии часто ограничиваются платой на чипсете B450 — а туда и более одного-то Gen3-накопителя без ухищрений не установить, не говоря уже о более новых), так что игнорировать данное направление тоже всё еще нельзя. В общем, работы было достаточно, чтобы не искать еще и дополнительной специально.

Но такое положение дел начало несколько нервировать некоторых читателей (точнее, комментаторов) — почему в тестированиях на сайте SSD Samsung регулярно обходятся вниманием. В принципе, понять их можно — продукция этого производителя традиционно популярна. Пусть и виртуально, поскольку конкретно в рознице продается не очень хорошо. Но тут никаких противоречий нет — основные розничные продажи приходятся на бюджетный сегмент, что было, есть и будет есть всегда. И у всех производителей статистика такая же: массово расходятся самые дешевые модели, куда хуже — середнячки, совсем по чуть-чуть — топовые устройства. При этом как раз на бюджетку приходится и львиная доля нареканий. Чаще всего, объективных — если в качестве основной идеи принять снижение цены любой ценой, то понятно — что будет получаться на выходе. Но Samsung это не касается — и бюджетных в полном понимании этого слова розничных моделей в ассортименте производителя практически нет и не было. Попытки освоить это направление были, но не слишком успешные — например, компания старалась никогда не экономить на контроллерах, даже осознавая, что это ударит по продажам. Разве что Samsung 980 получил нечто четырехканальное безбуферное, но на средний класс вполне тянет. Есть Qvo — но это специфическая линейка, поскольку емкости строго от терабайта. Даже на QLC-памяти (которая в этих линейках и используется) такое слишком уж дешево стоить не может. Почему и обходятся эти модели почти без нареканий — их покупают, точно зная зачем. И с чем придется столкнуться. Но иногда бывает нужен SATA SSD высокой емкости, но относительно недорого — и тут 860 Qvo, а затем и 870 Qvo на своем месте. А основные розничные линейки всегда были топовыми в своих сегментах. Или даже оставались в гордом одиночестве — Samsung фактически стал последним производителем, отказавшимся от MLC-памяти. Причем было это настолько недавно, что 860 Pro и 970 Pro до сих пор в продаже встречаются. Дорого, конечно. Но если не покупать, а смотреть, то кросивое. Главное, что они существовали и могли считать своеобразными эталонами на общем фоне — которым уже поголовно стало применение TLC-памяти, а местами и QLC.

Многие ожидали использования MLC-памяти и в 980 Pro — слишком уж компания со времен 840-й линейки всех приучила к тому, что в Pro вне зависимости от интерфейса используется именно такая. На деле сам Samsung вообще предпочитает все используемые типы NAND называть MLC — просто добавляя 2-bit, 3-bit и т. п. Технически, кстати, это куда более корректно, чем популярные аббревиатуры «TLC» или «QLC», но смысл тот же. И именно 3-bit MLС оказалась в Samsung 980 Pro вопреки ранним ожиданиям — так что стал он скорее наследником 970 Evo Plus, а совсем не Pro-должением 970 Pro. Это разочаровало некоторых любителей порассуждать, но не сильно-то сказалось на практике. По очень простой причине — реальным покупателям нужны были не абстрактные буковки и циферки, а просто быстрые качественные SSD. Реальной же конкуренции в сегменте PCIe Gen4 изначально не наблюдалось: первое время все SSD с поддержкой PCIe Gen4 были одинаковыми и не слишком быстрыми с современной точки зрения, поскольку все строились на базе одного и того же контроллера Phison E16. Его разработчики так торопился предложить рынку хоть что-то (пусть и без явной необходимости), что первый блин оказался тем же, чем и всегда в таких случаях — как-то не слишком убедительно демонстрировал преимущества нового интерфейса. Понятно, что во многих сценариях их и быть просто не могло, поскольку зависят они вовсе не от пропускной способности. Но, например, последовательная запись и чтение точно могли бы быть и более быстрыми. И было так года полтора, хотя не всех смущало — всё равно поддержка нового интерфейса оставалась особенностью лишь небольшой части систем на базе AMD AM4, а массовые пользователи о нём даже не задумывались. Самые нетерпеливые выбирали из того, что было — остальным проще было подождать. И дождались как раз Samsung 980 Pro и WD Black SN850 — намного более производительных, чем модели на Phison E16.

Хотя первое время и это не имело особого практического значения. Требовалось не только наличие новых SSD, а в первую очередь пригодная для них платформа. Так что дело сдвинулось с мертвой точки после выхода в свет ноутбучных и настольных Intel Core 11-поколения, да и одновременно с последними AMD сделала более дешевым входной билет в мир PCIe Gen4 для своей настольной платформы. И именно тогда этим направлением всерьез занялись многие производители контроллеров. Одним из результатов стало появление большого количества бюджетных продуктов, которым на деле Gen4 и вовсе не нужен: производительность в двух режимах и вовсе оказывается одинаковой. Но и топовых SSD-платформ в свет вышло немало, благо и список разработчиков пополнился новыми именами. Так что нет ничего удивительного, что в прошлом году и Samsung, и WD своих флагманов поменяли. Однако ими мы займемся немного позднее. А для ориентира нам потребуются результаты уже условно старого Samsung 980 Pro в самой быстрой модификации. И не только нам — не зря же их многие давно спрашивали.

Samsung 980 Pro 1 ТБ

Почему самой быстрой? Поскольку от 250 ГБ до 1 ТБ используются кристаллы памяти по 256 Гбит — просто в разном количестве: 8, 16 или 32. Контроллер восьмиканальный, так что самое эффективное четырехкратное чередование только в терабайтнике — остальные гарантировано медленнее. А для выпуска SSD на 2 ТБ (появившегося заметно позже основной линейки) понадобились кристаллы по 512 Гбит — в количестве тех же 32 штук, так что и быстрее терабайтника ему работать не с чего. На деле даже оказывается немного медленнее (но это тема будущих обзоров) поскольку при прочих равных у всех производителей 512 Гбит медленнее 256 Гбит, а использовать их приходится из экономических соображений. И для увеличения емкости конечного устройства без существенного изменения дизайна, разумеется.

Что же касается прочих деталей внутреннего устройства, то останавливаться на них подробно особого смысла нет. Во-первых, как уже сказано, устройство совсем не новое — так что все желающие давно уже с ними ознакомились. Во-вторых, в большинстве SSD Samsung все компоненты собственного производства — и контроллеры, и DRAM, и флэш. При этом контроллеры «на сторону» не отгружаются, так что возможностей для утечки информации нет, да и сам Samsung не особо заинтересован в ее раскрытии — некого убеждать в том, что это решение лучше конкурирующих. В конце концов, как делать топовые контроллеры в теории давно уже все знают. Берем несколько ядер ARM (благо есть специализированная серия Cortex R, предназначенная как раз для нужд всякого риалтайма), приделываем к этому восемь каналов флэш-памяти (больше сложно будет разводить, а меньше — уже не топовый уровень), реализуем интерфейс с DRAM. В идеале ориентируемся на самый тонкий из доступных техпроцесс — работы надо выполнять много, так что энергопотребление и тепловыделение в этом сегменте стало уже заметным. Это может сделать Phison — и продавать свою разработку всем желающим. Может какой-нибудь амбициозный новичок, типа InnoGrit — и главной его задачей будет потому найти желающих купить. Но тоже решаемой — если сделать хороший контроллер, но продавать его чуть дешевле аналогов. И точно так же контроллеры для своих флагманских SSD делают производители флэш-памяти — включая и Samsung. В этом плане условный «Elpis» ничем не отличается от аналогов: многоядерный восьмиканальный, производится по нормам 8 нм. Для его нужд есть DRAM-буфер в виде микросхемы LPDDR4, а емкость пропорциональна количеству флэш-памяти в привычном соотношении 1:1000 (то есть на терабайтнике стоит гигабайт DRAM). Память — уже достаточно старая 128-слойная 3D TLC Samsung. Но и само устройство, повторимся, не новое.

И поскольку устройство не новое, то и к нам тестируемый SSD попал уже солидно поработавшим. Обратить внимание стоит вот на что — компания ограничивает гарантию 600 ТБ записи на пять лет, здесь уже по интерфейсу прошло 40%, а показатель как бы «здоровья» потерял всего 13%. В то же время сейчас регулярно возникают претензии, что этот самый как бы «ресурс» некоторые Samsung 990 Pro (как раз сменщик этой модели) «расходуют» быстрее ожидаемого. Проскакивали и слухи, что части 980 Pro это тоже касается. Сравнивая эти две ситуации, возникает ощущение, что чудить может конкретно CrystalDiskInfo. Программа, конечно, популярная, но очень давно уже не обновляется, а в вопросе чтения SMART осталась на уровне ранних версий стандарта NVMe и появившиеся позднее атрибуты игнорирует (то есть все улучшения версий новее 1.0 для нее темный лес), так что может и с оценками так называемого «здоровья» ошибаться. Но такое простое объяснение может оказаться и неправильным, так что пока с выводами спешить не будем. Вот производительность протестировать — можем. И сравнить ее с другими SSD, о чем неоднократно просили некоторые, тоже можем. Чем и займемся.

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 даже 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 понять, на сколько хватает, нужно тестировать.

Образцы для сравнения

Сегодня нам их потребуется много. Не потому, повторимся, что ожидаем каких-то открытий от конкретно Samsung 980 Pro — а потому, что многих просили сравнить именно с ним. Так что начнем с терабайтников. MSI Spatium M470 — типичный SSD на Phison E16. Как уже было сказано, долгое время других с поддержкой PCIe Gen4 и не было. Сегодня никакого интереса собой не представляет, но нужен чтобы понимать — на какой рынок Samsung 980 Pro пришел пару лет назад. А вот Crucial P5 Plus и Kingston KC3000 — современные топы. К первому у нас во время тестирования возник ряд претензий, но это полный аналог 980 Pro с точки зрения метафизики: оба флагманы от непосредственных производителей флэш-памяти (Micron и Samsung), причем на собственных же контроллерах. KC3000 же эталонный Phison E18 — что может встречаться под разными брендами, но на деле всё производится под непосредственным контролем Phison. Поскольку SSD уже относятся к 2021 году, в этих линейках терабайтники не самые быстрые. Но что есть.

И пара SSD по 2 ТБ. Без WD Black SN850 обойтись никак — всё это время был непосредственным конкурентом. Правда, поскольку модель из тех же времен, лучше бы подошел терабайтник — по описанным выше причинам. А вот для Digma Top G3 на InnoGrit IG5236 такая емкость как раз является столь же «правильной», как терабайт для Samsung 980 Pro. Понятно, что такой критерий несколько оторван от практики. Ведь если есть реальная потребность в 2 ТБ, никто не будет останавливаться на вдвое меньшей емкости только из-за того, что это быстрее. А когда бюджет позволяет лишь 1 ТБ, тоже как-то странно переплачивать за дополнительное количество флэш-памяти только ради скорости. Но использовать мы можем только те результаты, что у нас есть — вне зависимости от этих факторов. Так что всё равно либо так, либо никак.

Заполнение данными

Видно, что под SLC-кэш контроллер использует не все свободные ячейки, а лишь треть таковых. Только в этих пределах скорость записи превышает возможности PCIe Gen3. Зато такой подход позволяет удерживать высокую скорость записи и по исчерпании кэша. Причем контроллер настолько мощный, что норовит расчистить место в кэше даже при сохранении непрерывного потока данных.

При использовании же PCIe Gen3 этот поток более слабый, так что скорость записи растет еще быстрее, пусть и в самом начале проваливается еще сильнее. Самое же забавное, что в итоге полное время отличается лишь на 16 секунд — вот и весь выигрыш от PCIe Gen4! Зачем тогда было на него переходить. А просто потому, что писать данные терабайтами и даже сотнями гигабайт практически никогда и не приходится. Разве что если использовать SSD в качестве внешнего и только для переноса больших объемов данных, но в этом случае чаще всего имеет смысл покупать что-нибудь подешевле: для более-менее массового USB3 Gen2 и такие скорости просто избыточны. А реальная работа — запись в лучшем случае нескольких гигабайт. И много-много чтения. Второе всегда ускоряется, первое — в пределах SLC-кэша, то есть при ограниченных объемах тоже всегда.

Учитывая этот факт, производители в последнее время в основном предпочитают подход «кэш на всё». К примеру, поведение ранних прошивок для Phison E18 было еще очень похоже на Samsung 980 Pro, а вот в новых алгоритм изменили так, как показано. Скорость записи всего объема почти в полтора раза. Зато до трети свободного места можно записать очень быстро — до 6 ГБ/с. Что, кстати, выше, чем у 980 Pro, но он и старше просто — с тех пор все разработчики на месте не стояли.

При этом собственные характеристики памяти Samsung до сих пор остаются на очень хорошем уровне. Это прекрасно показывают тесты «перезаписи по мусору», то есть второй прогон в той же AIDA64. На деле Micron B47R может и больше — но эта память существует только в виде кристаллов по 512 Гбит, так что для «больше» нужен SSD на 2 ТБ. А 2 ГБ/с для терабайтника — хороший результат. Которого Samsung достиг еще в 2020 году — остальные подтянулись позднее. Но к настоящему моменту подтянулись.

И на еще один нюанс стоит обратить внимание. Как давно известно, Phison E18 чисткой кэша без стороннего вмешательства не занимается. У Samsung алгоритм более правильный — по крайней мере статическая область доступна практически всегда. Она невелика, но до 6 ГБ записать быстро можно практически всегда. А для системного накопителя, например больше и не требуется. Так что в ряде случаев такой подход может оказаться более быстрым.

А вот такие забавные выкрутасы рисуют «свежие» версии AIDA64. Причина простая — в них плагин дискового бенчмарка делает в работе паузы. Samsung 980 Pro же очень агрессивно чистит SLC-кэш при любой возможности — с закономерным эффектом. При этом, казалось бы, все скорости выше, а время выполнения теста существенно увеличивается. Но это не особенности накопителей, подчеркнем — просто некорректно начало работать приложение. Алгоритмы поменяли в районе версий 5.х — соответственно, 3.х и 4.х работают правильно, а для примера мы воспользовались 6.60. Такое поведение стоит учитывать при самостоятельном тестировании. Или, наткнувшись на странности в обзорах — они могут возникать не по вине SSD. В этом случае — точно, но подобные ситуации не исключены и при работе других программ. Слишком уж быстрыми стали современные накопители и «хитрыми» алгоритмы их работы — так что нет-нет, но иногда что-то идет не по плану.

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.

Последовательные операции (128К Q8T8), МБ/с
  Чтение Запись Смешанный режим
Crucial P5 Plus 1 ТБ (PCIe Gen4) 6205,3 4900,4 4463,8
Digma Top G3 2 ТБ (PCIe Gen4) 7135,5 6768,2 6734,2
Kingston KC3000 1 ТБ (PCIe Gen4) 7110,6 6137,3 5898,4
MSI Spatium M470 1 ТБ (PCIe Gen4) 5010,0 4283,2 4326,0
WD Black SN850 2 ТБ (PCIe Gen4) 6597,3 5065,3 6059,1
Samsung 980 Pro (PCIe Gen4) 6986,5 5180,2 5513,0
Samsung 980 Pro (PCIe Gen3) 3574,9 3512,9 4817,6

Напомним, что изначально были доступны исключительно такие SSD, как MSI Spatium M470. Не удивительно, что появление Samsung 980 Pro и WD Black SN850 всех на этом фоне очень обрадовало. Современные модели уже быстрее. Однако не стоит забывать, что SSD на InnoGrit IG5236 и Phison E18 такими стали не сразу — первое время на рынке не было подходящей для них памяти, так что и скоростные показатели были куда более слабыми. Да и не только в памяти дело — в Crucial P5 Plus тот же Micron B47R, что и в Kingston KC3000, однако догнать лидеров конца 2020 года ему не удалось.

Чтение 4К-блоками по произвольным адресам с разной глубиной очереди, IOPS
  Q1T1 Q4T1 Q4T4 Q4T8 Q32T8
Crucial P5 Plus 1 ТБ (PCIe Gen4) 17918 72738 208340 383540 690465
Digma Top G3 2 ТБ (PCIe Gen4) 20250 78669 265664 441683 767390
Kingston KC3000 1 ТБ (PCIe Gen4) 22221 84104 257914 390805 797127
MSI Spatium M470 1 ТБ (PCIe Gen4) 15498 58165 190597 287342 694641
WD Black SN850 2 ТБ (PCIe Gen4) 19404 68471 220798 417082 792941
Samsung 980 Pro (PCIe Gen4) 22656 85547 267982 421067 764127
Samsung 980 Pro (PCIe Gen3) 20121 75771 286033 467926 759113

Если же говорить о скорости мелкоблочного чтения с произвольной адресацией, то в этой дисциплине Samsung 980 Pro до сих пор остается лучшим. На практике оно, впрочем, слабо сказывается — поскольку длинных очередей в реальной работе персонального компьютера не бывает, да и блоки других размеров актуальны, но сам факт — интересен. Пусть это и виртуальная победа, но не поражение же.

Запись 4К-блоками по произвольным адресам с разной глубиной очереди, IOPS
  Q1T1 Q4T1 Q4T4 Q4T8 Q32T8
Crucial P5 Plus 1 ТБ (PCIe Gen4) 54056 148767 323704 464320 468123
Digma Top G3 2 ТБ (PCIe Gen4) 78336 137642 339186 494801 495478
Kingston KC3000 1 ТБ (PCIe Gen4) 88219 124919 375042 571103 570753
MSI Spatium M470 1 ТБ (PCIe Gen4) 64227 128370 282176 313033 297093
WD Black SN850 2 ТБ (PCIe Gen4) 75491 172322 339679 550253 594869
Samsung 980 Pro (PCIe Gen4) 60541 145205 318543 465297 465470
Samsung 980 Pro (PCIe Gen3) 54088 151725 331390 394675 395011

А вот при записи имеем скорее то самое виртуальное поражение. Впрочем, на момент появления Samsung 980 Pro такие результаты были высокими, да и позднее всякое бывало — Crucial P5 Plus не быстрее, например.

Чтение по произвольным адресам блоками разного размера с единичной очередью, МБ/с
  16К 64К 256К
Crucial P5 Plus 1 ТБ (PCIe Gen4) 73,4 187,9 516,9 1549,8
Digma Top G3 2 ТБ (PCIe Gen4) 82,9 250,1 524,4 1659,9
Kingston KC3000 1 ТБ (PCIe Gen4) 91,0 250,2 704,7 2283,0
MSI Spatium M470 1 ТБ (PCIe Gen4) 63,5 181,1 549,0 1844,1
WD Black SN850 2 ТБ (PCIe Gen4) 79,5 222,9 639,5 2191,9
Samsung 980 Pro (PCIe Gen4) 92,8 222,9 723,3 2256,8
Samsung 980 Pro (PCIe Gen3) 82,4 211,0 712,1 1289,3

Вопреки расхожему заблуждению, на скорость работы реального ПО подобные операции оказывают куда большее влияние: «длинным» очередям, как уже сказано, 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. Но и тут нашему главному герою краснеть до сих пор не за что. По операциям чтения с произвольной адресацией 980 Pro один из лидеров в любом раскладе.

Запись по произвольным адресам блоками разного размера с единичной очередью, МБ/с
  16К 64К 256К
Crucial P5 Plus 1 ТБ (PCIe Gen4) 221,4 772,8 1958,1 3891,6
Digma Top G3 2 ТБ (PCIe Gen4) 320,9 1207,0 3031,6 4927,5
Kingston KC3000 1 ТБ (PCIe Gen4) 361,3 1181,1 2892,9 4794,8
MSI Spatium M470 1 ТБ (PCIe Gen4) 263,1 897,7 2252,8 3804,7
WD Black SN850 2 ТБ (PCIe Gen4) 309,2 1041,5 2615,3 4375,1
Samsung 980 Pro (PCIe Gen4) 248,0 836,2 2144,9 3547,8
Samsung 980 Pro (PCIe Gen3) 221,5 711,6 1742,5 2157,0

А при записи — в отстающих и тоже при любом раскладе. Но чтения в реальной жизни все-таки больше, да и таких потоков данных, как в тестовых утилитах, в ней не бывает, так что ничего страшного.

Чтение и запись по произвольным адресам блоками разного размера с единичной очередью, МБ/с
  16К 64К 256К
Crucial P5 Plus 1 ТБ (PCIe Gen4) 89,5 235,9 614,7 1559,7
Digma Top G3 2 ТБ (PCIe Gen4) 103,3 313,1 584,6 1739,1
Kingston KC3000 1 ТБ (PCIe Gen4) 114,3 312,4 808,6 2060,8
MSI Spatium M470 1 ТБ (PCIe Gen4) 78,7 221,5 630,0 1405,8
WD Black SN850 2 ТБ (PCIe Gen4) 88,9 270,0 769,0 1982,4
Samsung 980 Pro (PCIe Gen4) 99,9 251,4 833,8 2209,5
Samsung 980 Pro (PCIe Gen3) 86,9 225,8 711,5 1194,8

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. Однако в этом тесте больший упор делается на чтение, так что и конечные результаты соответствующие. Показывающие, что в плане охоты за синтетическими попугаями (как минимум) Samsung 980 Pro по-прежнему на коне. Не то, чтоб самый быстрый — но он таковым по совокупности и изначально не был. А вот одним из самых быстрых остается и сейчас. По крайней мере, в синтетике.

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.

Чтение 32 ГБ данных (1 файл), МБ/с
  Пустой SSD Свободно 100 ГБ
Crucial P5 Plus 1 ТБ (PCIe Gen4) 3244,4 2593,3
Digma Top G3 2 ТБ (PCIe Gen4) 3645,4 3042,5
Kingston KC3000 1 ТБ (PCIe Gen4) 3988,6 3767,6
MSI Spatium M470 1 ТБ (PCIe Gen4) 2686,9 2626,9
WD Black SN850 2 ТБ (PCIe Gen4) 4013,4 3808,0
Samsung 980 Pro (PCIe Gen4) 3621,7 3588,8
Samsung 980 Pro (PCIe Gen3) 2428,4 2442,6

Работа в один поток — самый частый (146% случаев), но и самый сложный сценарий. Но скорость SSD и в нем со временем растет постепенно год от года, хотя SN850 как был самым быстрым два года назад, так и остался — а вот 980 Pro от многих более новых моделей уже отстает. Но тоже не от всех. И хорошо заметно, что это достигается без каких-либо ухищрений в пределах SLC-кэша — скорость чтения из основного массива памяти такая же. Так что с этой точки зрения 980 Pro выглядит уже несколько более убедительно.

Чтение 32 ГБ данных (32 файла), МБ/с
  Пустой SSD Свободно 100 ГБ
Crucial P5 Plus 1 ТБ (PCIe Gen4) 6410,1 3535,6
Digma Top G3 2 ТБ (PCIe Gen4) 6994,6 5325,1
Kingston KC3000 1 ТБ (PCIe Gen4) 7036,7 6931,3
MSI Spatium M470 1 ТБ (PCIe Gen4) 4845,6 4863,2
WD Black SN850 2 ТБ (PCIe Gen4) 6856,3 5981,6
Samsung 980 Pro (PCIe Gen4) 6990,0 7018,1
Samsung 980 Pro (PCIe Gen3) 3379,2 3367,5

Тем более это верно для многопоточного режима, который и вовсе способен вывести Samsung 980 Pro в лидеры. Заметим — до сих пор, хотя из всего набора он один из самых старых.

Запись 32 ГБ данных (1 файл), МБ/с
  Пустой SSD Свободно 100 ГБ
Crucial P5 Plus 1 ТБ (PCIe Gen4) 3540,0 2363,0
Digma Top G3 2 ТБ (PCIe Gen4) 4288,0 4311,0
Kingston KC3000 1 ТБ (PCIe Gen4) 4467,5 4212,1
MSI Spatium M470 1 ТБ (PCIe Gen4) 3671,2 3664,7
WD Black SN850 2 ТБ (PCIe Gen4) 4693,0 4496,7
Samsung 980 Pro (PCIe Gen4) 3671,6 2499,7
Samsung 980 Pro (PCIe Gen3) 2945,1 2451,7

Маленький размер SLC-кэша приводит к тому, что при нехватке свободного места тестовый файл туда просто не помещается, из-за чего Samsung 980 Pro оказывается одним из аутсайдеров. Впрочем, он и свободным-то не слишком быстр. То есть по сравнению с основной массой SSD — очень быстр, конечно. А вот среди «одноклассников» не блещет.

Запись 32 ГБ данных (32 файла), МБ/с
  Пустой SSD Свободно 100 ГБ
Crucial P5 Plus 1 ТБ (PCIe Gen4) 4179,5 2723,7
Digma Top G3 2 ТБ (PCIe Gen4) 3826,3 3643,2
Kingston KC3000 1 ТБ (PCIe Gen4) 4796,1 4543,2
MSI Spatium M470 1 ТБ (PCIe Gen4) 3809,7 3808,9
WD Black SN850 2 ТБ (PCIe Gen4) 4706,9 4522,6
Samsung 980 Pro (PCIe Gen4) 3797,5 2450,5
Samsung 980 Pro (PCIe Gen3) 3403,4 2435,4

Поскольку и однопоточная запись на деле внутри превращается в многопоточную, особой разницы в результатах этих сценариев нет. Так что просто учитываем, что запись — совсем не конек Samsung 980 Pro. Да и никогда им не была.

Чтение и запись 32 ГБ данных (последовательный доступ), МБ/с
  Пустой SSD Свободно 100 ГБ
Crucial P5 Plus 1 ТБ (PCIe Gen4) 3779,6 2014,7
Digma Top G3 2 ТБ (PCIe Gen4) 4988,9 4173,9
Kingston KC3000 1 ТБ (PCIe Gen4) 5310,6 4999,4
MSI Spatium M470 1 ТБ (PCIe Gen4) 3407,9 3259,1
WD Black SN850 2 ТБ (PCIe Gen4) 4599,6 4213,9
Samsung 980 Pro (PCIe Gen4) 4628,1 2932,4
Samsung 980 Pro (PCIe Gen3) 4114,9 2599,1

А вот при чтении одновременно с записью он несколько реабилитируется. Не до конца — маленький SLC-кэш мешает. Но, повторимся, просто такой размер тестового файла — который у некоторых испытуемых в SLC-кэш лезет, а у некоторых — нет. Специально он таким не подбирался, однако получилось забавно, конечно. Но на практике, все же, в ходу несколько меньшие. Да и запас свободного места можно держать побольше. Так что и будет всё для нашего героя получше. Тем более, что и у куда более нового Crucial всё еще хуже, но производителя это не смущает.

Чтение и запись 32 ГБ данных (произвольный доступ), МБ/с
  Пустой SSD Свободно 100 ГБ
Crucial P5 Plus 1 ТБ (PCIe Gen4) 2447,2 1894,6
Digma Top G3 2 ТБ (PCIe Gen4) 3060,4 2465,0
Kingston KC3000 1 ТБ (PCIe Gen4) 3274,2 2915,8
MSI Spatium M470 1 ТБ (PCIe Gen4) 1937,3 1818,7
WD Black SN850 2 ТБ (PCIe Gen4) 3054,7 2535,7
Samsung 980 Pro (PCIe Gen4) 2921,7 2370,1
Samsung 980 Pro (PCIe Gen3) 2860,6 2256,3

Цифры — другие, но общие выводы уже не меняются. Как два года назад Samsung 980 Pro был одним из самых быстрых SSD, так и остался. Другой вопрос, что тогда он проигрывал разве что WD Black SN850, да и то не всегда, а сейчас скоростных SSD стало много уже. Впрочем, и медленных, и даже очень медленных — еще больше :)

Комплексное быстродействие

Краткое знакомство с новым тестовым пакетом PCMark 10 Storage

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.

PCMark 10 Storage Full System Drive
  Пустой SSD Свободно 100 ГБ
Crucial P5 Plus 1 ТБ (PCIe Gen4) 3372 2534
Digma Top G3 2 ТБ (PCIe Gen4) 3783 2949
Kingston KC3000 1 ТБ (PCIe Gen4) 3347 2308
MSI Spatium M470 1 ТБ (PCIe Gen4) 2244 2241
WD Black SN850 2 ТБ (PCIe Gen4) 3009 2771
Samsung 980 Pro (PCIe Gen4) 2983 2272
Samsung 980 Pro (PCIe Gen3) 2363 1956

Без SLC-кэширования в наше время господства TLC-памяти и всё более активного использования QLC никуда. Но используются эти алгоритмы по-разному. Для бюджетных накопителей кэширование критично — поскольку только оно позволяет развивать приемлемую скорость. Когда пасует — производительность падает до уровня «приличных» SATA-устройств, а то и ниже. Топовые SSD же всегда работают быстро, так что кэш им нужен для того, чтобы в благоприятных условиях работать очень быстро. А в неблагоприятных скорость тоже падает, и иногда очень заметно — но всего лишь до уровня лучших SSD года так 2019. Или даже выше — хотя и те-то были избыточно быстрыми с точки зрения массового ПО. Поэтому на практике на это можно не обращать внимания. Однако выбор SSD топового уровня нередко сводится как раз к сравнению потенциальных попугаев и даже к погоне за ними — ведь для «просто» быстрой работы на практике достаточно и чего-нибудь более дешевого. А в этом случае все как раз обращают внимание именно на работу в самых благоприятных условиях (благо неблагоприятных многие в обзорах и вовсе избегают, тестируя пустые устройства «из коробки»). Что имеем в этом случае? В свое время Samsung 980 Pro и WD Black SN850 действительно выглядели существенным шагом вперед. Но несложно заметить также и то, что при недостатке места в SLC-кэше первый «сдувался» сильнее — и преимущество перед моделями на Phison E16 практически терял. Но это не какие-то его особенности — как видим, Kingston KC3000 свойственно опускаться фактически до того же уровня. Но с более высокого. И вообще заметно, что новые модели SSD могут работать быстрее. Справедливости ради, Samsung 980 Pro и WD Black SN850 уже не последнее слово в линейках обоих производителей — им на смену идут Samsung 990 Pro и WD Black SN850Х, так что эта гонка выходит на новый виток. Но ими мы займемся позднее. Пока же главный вывод, что производительность топовых SSD растет — но Samsung 980 Pro до сих пор остается в этом сегменте. Несмотря на уже достаточно долгую по компьютерным меркам историю.

Итого

Что имеем в сухом остатке? На момент выхода Samsung 980 Pro был одним из самых быстрых SSD, хотя и не самым быстрым: WD Black SN850 появился тогда же, и у них был примерный паритет в среднем. А остальные производители до этого уровня подтянулись не сразу даже в этом сегменте, не говоря уже о том, что бо́льшая часть производимых и продаваемых накопителей относится совсем не к нему. Впрочем, это в равной мере применимо и к ассортименту WD, где основу валового производства составляет совсем не линейка Black, да и Samsung выпустил свой довольно унылый (на фоне обсуждаемого сегодня уровня, конечно) 980 «без индексов» уже после 980 Pro. Об этом стоит помнить, выясняя, кто нынче «царь горы», потому что на общем фоне все такие устройства — «цари». Кто-то забрался на метр выше, кто-то ниже, но не более того. Заметим, что за последнее время многие конкуренты таки забрались выше. Однако это никак не отменяет того факта, что Samsung 980 Pro пока еще из обоймы флагманов не выпал. В конце концов, топовый потребительский SSD Micron (то есть Crucial P5 Plus) появился позднее, но чаще всего работает медленнее, а производителя это нисколько не смущает. Да и Samsung не смущало бы, не возникни у компании уже экономического интереса к обновлению ассортимента: себестоимость 990 Pro вполне может быть ниже, а продавать его можно дороже, поскольку он новее и быстрее. Причем для достижения последнего эффекта не нужно переделывать всё — достаточно устранить обнаруженные за два года в платформе узкие места.

Однако Samsung 990 Pro — одна из будущих тем. Пока же закончим с 980 Pro. Повторимся: это по-прежнему топовый SSD, несмотря на солидный возраст и общий прогресс в исполнении всех участников рынка. В принципе, все устройства этого класса объединяет не просто достаточная, а избыточная на практике скорость работы. То есть бюджетный твердотельный накопитель является хорошей альтернативой жестким дискам, несмотря на «тормоза» в некоторых сценариях; любой «середнячок» не заставит сожалеть о выборе 90% времени; ну а топовый SSD — все 99%. Цена растет нелинейно, но это обычное дело для любых рынков: чем выше — тем сложнее и дороже обходятся значимые улучшения. Пусть даже потенциальные. При этом подустаревшие и подешевевшие устройства при одинаковой цене для покупателя всегда выгоднее, нежели изначально ориентированные на более низкие сегменты. В этом плане Samsung 980 Pro и сейчас является очень интересной покупкой, поскольку подешеветь он уже успел, благо формально успел устареть.

Справочник по ценам

3 апреля 2023 Г.