Методика тестирования накопителей образца 2018 года
Внешние SSD с USB-интерфейсом постепенно заполняют рынок, отбирая место под солнцем и у традиционных USB-флэшек, и у внешних жестких дисков. Первые компактнее и удобнее в использовании, но обычно имеют невысокую емкость, да и со скоростью все не очень (где «очень» — там цены даже выше, чем у внешних SSD аналогичной емкости). Вторые — емкие и дешевые, но медленные и не слишком подходят для регулярного ношения с собой. Но в целом — свое место пока находят все три упомянутых типа накопителей, поскольку у внешних SSD «ценовой вопрос» стоит еще более остро, чем у внутренних. А у внутренних — тоже далеко не идеально, так что даже самостоятельная сборка внешнего устройства не всегда и не всех спасает. Но обычно собрать «правильный» внешний SSD выходит даже проще, чем купить таковой готовым. Да и дешевле зачастую тоже.
Казалось бы, ничего сложного в производстве внешних SSD нет. Надо лишь немного поработать над дизайном (в отличие от внутренних моделей, тут это нужно — но удачный корпус потом можно все равно продавать много лет, немного меняя содержимое) и выбрать хорошую начинку. Не обязательно слишком быструю. Что USB ограничивает последовательные скорости — давно известно: USB3 Gen1 даже немного медленнее, чем SATA600. Gen2 — быстрее, но под скоростными SSD все чаще понимаются NVMe-устройства, а им мало и Gen2, и все еще экзотического Gen2×2. К тому же, как недавно было показано, USB3 ограничивает и скорость операций с произвольным доступом значениями порядка 35 kIOPS. Это на пару порядков больше, чем 0,1 kIOPS, на которые в принципе способны жесткие диски в любых условиях — еще один повод предпочесть SSD, но подойдет практически любой. А вот что нужно, так это стабильность скоростных характеристик. Читать данные быстро умеют все SSD — в любых количествах и условиях. В плане же записи большинство современных устройств — спринтеры. Максимальные скоростные характеристики достигаются при записи данных в SLC-кэш. Если его «не хватает», скорость падает. Иногда незначительно (в случае SATA/USB — так, что этого и заметить нельзя, поскольку скорость на участке «память-контроллер» все равно превышает возможности интерфейса), иногда на порядок. Последнее свойственно бюджетным продуктам на базе безбуферных контроллеров Silicon Motion SM2258XT/SM2259XT/SM2263XT, а также некоторых конфигураций с Phison S11 или Maxio MAS0902A — они «не обучены» (SM-XT в принципе «не обучаемы») писать данные прямо в TLC-массив, всегда прогоняя их через SLC-кэш, так что при больших объемах записи приходится одновременно и принимать новые данные, и разгребать старые, а это медленно. Причем «большие объемы» это не что-то данное свыше — а зависит, например, от количества свободного места. Пока накопитель чистый — можно быстро записать и десяток-другой гигабайт. Когда свободных ячеек почти не осталось — и гигабайт-другой могут вызвать проблемы в виде снижения скорости записи до уровня жесткого диска, а то и ниже. При этом SSD на базе безбуферных контроллеров относительно дешевы: основной вклад в себестоимость вносит флэш-память, но экономия на чуть более дешевом контроллере и отсутствии DRAM тоже присутствует. Поэтому именно они как правило во внешнее исполнение и «переделываются»: видя на полке магазина два терабайтных USB SSD с заявленной скоростью 500 МБ/с, но по ценам, например, 10 и 14 тысяч рублей, большинство покупателей выберет первый. Потом, возможно, будут жалобы на то, что 500 почему-то при активном использовании превратилось в 50 — но потом. В конце концов, и высокая цена еще ничего не гарантирует. И надпись «1000 МБ/с» тоже не обещает, что в какие-то моменты скорость записи не упадет до тех самых 50 МБ/с. Причем критиковать только производителей готовых внешних SSD за это не выходит — они продают то, что хорошо покупается. Собственно, и при самостоятельной сборке внешнего SSD из внутреннего и подходящей коробочки, многие все равно добровольно прыгают на те же грабли в желании сэкономить — так чего уж на зеркало пенять? :)
Silicon Power PC60 960 ГБ
Таково общее положение дел на рынке, непосредственно относящееся и к нашему сегодняшнему герою, поскольку он как раз является типичным представителем класса «внешний SSD за 10 тысяч» (например, круглые ₽9999 в ДНС) при емкости в 960 ГБ. Также в линейке есть накопители на 240 и 480 ГБ, и даже на 1,92 ТБ. Но все в своих классах оказываются одними из самых дешевых в рознице, что сразу же привлекает внимание потенциального покупателя.
Перед нами пластиковый корпус, размерами 80×80×11,2 мм — больше самых компактных моделей на mSATA или M.2 внутри, но заметно меньше внешних жестких дисков. Последние сами по себе сильно ограничивают полет фантазии дизайнеров, а вот SSD могут быть разными. Необязательно даже использовать миниатюрные карты: в большинстве внутренних SATA SSD формата 2,5″ 7 мм плата меньше корпуса. На нее можно просто добавить мост USB—SATA и поменять разъем — сразу получится новый компактный продукт. А можно «играть» и с модульностью. В итоге внешние SSD на полках получаются разными — что выигрышно смотрится на фоне однообразия флэшек, или, тем более, винчестеров — которые всегда больше и тяжелее. В Silicon Power же хорошо поработали над весом — это как бы не первый попавшийся нам терабайтник (независимо от технического исполнения), уложившийся в 45 г. Так что где-нибудь в женской сумочке или кармане обузой не будет.
Комплект поставки — минималистический: короткая инструкция (сводящаяся к тому, что для использования нужно воткнуть кабель в компьютер) и всего один интерфейсный USB-кабель с разъемами А и С. С учетом того, что кабели на фоне цены устройства стоят копейки, такая экономия выглядит уже странной даже в бюджетном сегменте. Впрочем, справедливости ради, пока еще С—С необходимы лишь немногим пользователям компьютеров, а желающие подключить внешний накопитель к смартфону эту «проблему» решать умеют.
С экстерьером разобрались — переходим к начинке. Используемый мост — ASMedia ASM235CM. Поддерживает SATA600, USB 3.1 Gen2 (Silicon Power пишет про USB 3.2 Gen2 — но это одно и тоже), разъем Type-C, UASP, не препятствует прохождению команды TRIM — отличное и до сих пор актуальное решение, хоть и не слишком новое (точно такой же используется в позапрошлогоднем Samsung T5). А вот собственно контроллер SSD — Silicon Motion SM2259XT со всеми описанными в начале особенностями. Усугубленными также использованием в данной модели 96-слойной памяти 3D TLC NAND Intel с кристаллами по 512 Гбит, упакованными попарно в терабитные сборки — обычно (да и в данном случае тоже) это приводит к работе контроллера в двухканальном режиме. В настоящее время бывает и хуже — встречаются терабайтные SSD на SM2259XT и QLC-памяти. Хотя все равно получилось, как в анекдоте про похороны преферансиста...
Треть пустого накопителя «прописывается» в однобитном режиме. Дальше график начинает метаться, как стрелка осциллографа ©. В общей сложности — более четырех с половиной часов на неполный терабайт, т. е. средняя скорость заполнения данными составляет 58,6 МБ/с. Для моделей такой емкости — маловато, конечно. Но это во многом проблема масштабирования — из-за двухканального режима работы, производительность вместе с емкостью не увеличивается, так что самыми интересными, пожалуй, можно считать младшие модификации на 240 и 480 ГБ (они же еще и самые дешевые), а вот от одного-двух терабайт ожидается нечто большее. Но мы предупреждали. Высокую скорость записи по всему объему получить можно, а за сопоставимые деньги — только если «поработать» самостоятельно. При наличии же достаточного количества свободного места кэширование со своей работой справляться будет эффективно — главное, чтобы место было. Ниже мы рассмотрим обе ситуации более подробно.
Тестирование
Методика тестирования и образцы для сравнения
Методика подробно описана в отдельной статье. Там можно познакомиться с используемым программным обеспечением, а вот в качестве тестового стенда мы в очередной раз использовали NUC 7i7BNH, на который плавно «переместились» в процессе изучения внешних SSD. Результаты которых нам потребуются и сегодня, хотя «непосредственного» конкурента PC60 подобрать непросто: из терабайтников у нас были только очень быстрые (и дорогие) модели.
А вот если не пытаться уравнять емкость, то отлично подойдут Transcend ESD240C на 480 ГБ и Hikvision T200N на 512 ГБ, благо у обоих внутри SSD на Silicon Motion SM2258XT и 64-слойной памяти 3D NAND TLC IMFT. Различия разве что в том, что при одинаковой емкости Hikvision использует кристаллы 256 Гбит, а Transcend — 512 Гбит, да и работают четыре канала контроллера, а не два — но как это влияет на производительность (и когда) как раз и интересно посмотреть. Причем формально (и на взгляд неискушенного покупателя) T200N из тройки худший — поскольку использует мост JMicron, поддерживающий только USB3 Gen1, а не Gen2. Но вот окажется ли он при этом и самым медленным на практике?
В качестве файловой системы для всех использовалась NTFS. Кэширование записи включено (по умолчанию оно в Windows для USB-устройств выключено), поскольку это благотворно сказывается на производительности файловых операций.
Производительность в приложениях
Для пущей объективности мы протестировали Silicon Power PC60 в двух режимах — подключенным к портам USB3 Gen1 и Gen2. А для большей наглядности — добавили еще результаты типичного внешнего жесткого диска на 2 ТБ.
Как видим, интерфейс существенного влияния не оказывает — главное, что для «системных нагрузок» плохо подходит «механика» и хорошо — любой SSD (в том числе, и внешний).
Причем это все потому, что генерируемые современным ПО нагрузки (те из них, которые попали в PCMark 8 во всяком случае) достаточно щадящи для любых накопителей — на более низком уровне между жесткими дисками и SSD еще большая пропасть. А вот между разными твердотельными накопителями отличий уже немного. Поэтому для подобного применения отлично подходят и самые дешевые.
Работа с большими файлами
Результат в многопоточном режиме больше похож на USB3 Gen1, однако это просто потому, что такая аппаратная конфигурация больше «выжать» не может. Да и в целом результат не рекордный — но по меркам SSD. На деле более 400 МБ/с — это то, что в принципе «не умеют» жесткие диски и подавляющее большинство USB-флэшек. Т. е. то, ради чего нередко и покупается как раз внешний SSD.
При записи данных во всех трех случаях вовсю работает SLC-кэширование. Результаты разные — и снова по той же причине: четырехканальный режим работы контроллера при достаточном количестве кристаллов флэш-памяти всегда лучше двухканального (странно, да — недаром же топовые контроллеры вообще восьмиканальные, а то и более :)). Впрочем, опять же, около 300 МБ/с применительно не только к SSD, а в целом на рынке — это очень хорошая скорость. Достигайся она всегда — вообще вопросов бы не было.
Возьми мы все накопители одной емкости, причем минимальной (240 ГБ) — работали бы они одинаково. Но модели Transcend и Hikvision неплохо масштабируют производительность с увеличением емкости — а Silicon Power PC60 так не может. Поэтому и оказывается самым медленным. Опять же — среди подобных SSD, а не в целом на рынке накопителей.
Работа с большими файлами на заполненном данными устройстве
Результаты этого теста нам нужны более для закрепления материала — заполнение данными никак не влияет на способность SSD их быстро читать. В этом они существенно отличаются от жестких дисков — где скорость работы с внутренними дорожками всегда ниже, чем с внешними, заполнение файлами начинается с последних, так что то, что оказалось в конце, и читаться будет медленнее.
А вот высокую скорость записи, как уже не раз говорилось, от массовых устройств в настоящее время можно получить только при помощи SLC-кэширования. Поэтому все производители вовсю работают с динамическими кэшами — емкость которых на пустом устройстве может быть очень большой. А когда свободного места остается мало — маленькой. Так что хватай вокзал — чемодан отходит. Хорошо видно, что накопители Transcend и Hikvision «разгребают» данные вдвое быстрее — расплата за двухканальный режим работы контроллера в нашем герое. В целом же радикально «проседают» все и не только перечисленные — такая вот общая неприятность. Избежать которой можно — но немного за другие деньги, почему максимальным спросом пользуются такие устройства.
Аналогично предыдущему случаю — только еще ярче выражено. И, если вспомнить результаты других протестированных накопителей, то можно прийти к выводу, что даже разница в типах памяти иногда не так страшна, как прочие особенности конфигурации — например, Intel SSD 660p 512 ГБ «переделанным» во внешнее исполнение с подобными сценариями справлялся быстрее. Несмотря на QLC-память — а не TLC, как в данном случае. С другой стороны, жесткие диски не быстрее. Да и кроме таких «неудобных» случаев в жизни внешних SSD встречается много куда более удобных. Почему на такое поведение бюджетных моделей можно и не обращать внимание. Но забывать о нем тоже не стоит.
PCMark 10 Storage
В конце прошлого года компания Futuremark выпустила специальное дополнение к своему тестовому пакету — долгожданный набор для тестирования накопителей. К сожалению, доступен он только пользователям «топовой комплектации» (которая сама по себе стоит полторы тысячи долларов в год), причем в виде дополнительных компонентов для загрузки. Но это радикально переработанный набор тестов, ориентированный на SSD (в отличие от старых версий, которые разрабатывались много лет назад), причем способный «загрузить» работой любую систему. Причем в очень разных сценариях — от скорости загрузки Windows 10, до банального копирования данных.
В общем, отдельный материал, посвященный PCMark 10 Storage, у нас будет. Вводить программу в рабочий цикл мы тоже будем — очень интересна в качестве комплексной оценки потребительских характеристик. Пока же стадия тестирования самого пакета — который мы применили и в этом случае. Правда сравнивать испытуемого почти не с кем — на других внешних SSD мы эти тесты не гоняли. Зато недавно воспользовались ими при тестировании стационарного внешнего винчестера WD My Book емкостью 8 ТБ, так что сегодня возьмем оттуда результаты для файловой системы NTFS в начале и конце диска (производительность у винчестеров в этих областях меняется немного по другим причинам, нежели у SSD — но тоже разная). И сравним с PC60 — также пустым и заполненным, причем подключаемым как к USB3 Gen1, так и Gen2, что дает нам четыре набора значений.
Падение производительности есть, причем в случае Gen2 более резкое (в Gen1 производительность части тестов ограничена интерфейсом), однако даже в данном случае производительность радикально выше, чем у внешнего жесткого диска. Несмотря на то, что часть сценариев последним выполняются даже быстрее — остальных хватает.
Реальная пропускная способность во время выполнения теста ведет себя аналогично. Внутренние SSD демонстрируют более высокие результаты — но из внешних устройств все равно самыми быстрыми оказываются именно внешние SSD. Жесткие диски — в разы медленнее. Хотя многие по привычке под их «скоростью» понимают исключительно скорость выполнения последовательных операций — но действительность на порядок хуже.
И в разы отличается время доступа — которое как раз и является самым слабым местом «механики», не позволяя достигать в реальных условиях такой же скорости передачи данных, какая получается в чисто последовательных операциях. Также стоит обратить внимание и на то, что интерфейс имеет значение — даже будучи забитым данными PC60 «откликается» резвее при подключении к порту Gen2, нежели пустым на Gen1. Тоже, в общем-то важный результат — прямо показывающий, что ускорение внешних интерфейсов нужно не только для получения высокой пиковой пропускной способности: новые стандарты быстрее и на практике. В том числе, и в неудобных условиях.
Отметим, что в PCMark 10 Storage есть и специальные тестовые наборы именно для внешних накопителей. Правда сводятся они к банальному копированию файлов, так что менее интересны (по крайней мере, для исследовательских целей), нежели комплексные тесты «первичного» и «вторичных» накопителей. Особенно первый — который мы пока повсеместно и используем. Но для первоначального накопления данных в основном — подробному изучению этих вопросов будет посвящен специальный материал.
Итого
Относительно высокая скорость работы внешних SSD, по сути, сыграла с ними дурную шутку. Практически все флэшки, например, записывают данные медленно — поэтому кто-то на такое внимания не обращал, а если и обращал, то просто искал флэшдрайв, способный хотя бы иногда работать быстро. К уровню производительности жестких дисков тоже все за много лет приноровились, на неисправимые проблемы перестали обращать внимание, да и хоть какие-то скорости в их случае росли даже последние 10 лет. Главное — стабильность. А вот SSD… До сих пор многих смущает то, что одно и то же устройство может быть одновременно и быстрым, и медленным — в зависимости от окружающих условий. Естественно, для продвижения моделей производители обычно делают упор как раз на удобные ситуации, игнорируя «неудачные» — так же и с винчестерами было, и с другими накопителями. А потом пользователю приходится разбираться, почему иногда все получается совсем не так, как предполагалось.
Но это, повторимся, общие беды рынка. Избавиться от них можно — но не по минимальной цене, а выбор зачастую с цены не только начинается, но ей же и заканчивается. Silicon Power PC60 — типичный пример борьбы за низкие цены — и ведет он себя аналогично прямым конкурентам. Особенно если говорить про младшие модели в линейке — в больших объемах работающего в двухканальном режиме контроллера объективно маловато. Впрочем, младшие и продаются лучше всего — так что топовые 0,96/1,92 ТБ в изначально бюджетном сегменте — это больше декларация о намерениях, чем конкретные планы по завоеванию рынка. В любом случае, основная конкуренция сейчас идет не между разными внешними SSD, а между бюджетными внешними SSD невысокой емкости — и внешними жесткими дисками. Преимущества Silicon Power PC60 перед последними очевидны и традиционны для всего этого класса устройств: он компактный, легкий и в среднем существенно более производительный. В отдельных сценариях использования — не более. Но тут уже придется определяться самостоятельно — насколько таковые критичны. И учитывать, что подобного рода проблемы от «минимальной цены» на данный момент практически неотделимы.
