И снова про Phison E13T, QLC NAND и искусство дрессировки SLC-кэширования

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Обзор | HDD, SSD, флешки, прочие носители информации

Недавно бегло знакомились с новой бюджетной QLC-платформой Phison на примере Seagate Barracuda Q5 500 ГБ, теперь вот появилось – чем дополнить. Тут может возникнуть вопрос – а стоит ли вообще уделять столько внимания подобным бюджетным (даже уже, скорее, ультрабюджетным) накопителям. Во-первых, их таких будет много. В розницу подобными моделями уже точно торгуют Corsair и Silicon Power. Возможно, и не только они – просто специально не искал, а так-то продукт доступен всем партнерам Phison, да и непопулярным ему оказаться сложно. Хоть истинные гурманы и будут крутить носом, но дешевые накопители всегда продаются лучше дорогих. Во-вторых, еще большую популярность такое получит в ОЕМ-сегменте – поскольку какой там в ноутубке SSD пока не купишь не узнаешь, и носом покрутить даже не выйдет. Причем на обзоры даже ориентироваться бесполезно, поскольку для них могут существовать специальные сэмплы… но, кстати, пару «тысячедолларовых» ноутбуков с SSD на четырехканальной модификации Phison E12 и QLC NAND нам уже за последний год точно приносили, а E13T еще дешевле благодаря отсутствию DRAM, так что тем более интересен производителям. Так что и покупателям желательно об этом всем знать побольше – шансы столкнуться велики. Ну и третий пункт (для меня так самый важный) – с бюджеткой играться даже интереснее. Не в том плане, что можно сделать какие-то великие открытия – а в том, что там вообще хот чего-то накопать можно. Optane SSD тестировать скучно – там своей дури достаточно, чтоб каких-то ухищрений не придумывать. В недорогом SSD всяких программных костылей, маскирующих врожденные недостатки будет много.

Вот один нашелся. Интересный с точки зрения теории. Напомню – о чем вообще речь: Seagate Barracuda Q5 это линейка SSD на базе контроллера Phison E13T и 96-слойной QLC 3D NAND Micron с кристаллами по 1 Тбит. Таковых может быть 4, 8 или 16 – что дает емкость в 500 ГБ, 1 ТБ или 2 ТБ. Высокие скорости достигаются исключительно в пределах SLC-кэша, причем для младшей модели это будет верно и при чтении данных: всего четыре кристалла без чередования сами по себе даже читаются не быстро. Чуть более дорогие модели на TLC побыстрее не только из-за того, что сама по себе такая память быстрее, но и потому, что кристаллы там обычно по 512 Гбит или даже 256 Гбит – так что их самих больше. И весь массив памяти в итоге быстрее. Но для QLC «однобитный режим» (т.е. то самое SLC-кэширование) вообще жизненно важен.

Что в этом плане известно про последние контроллеры Phison? Во-первых, под кэш они могут использовать весь массив ячеек. Т.е. в теории «быстро» записать можно примерно треть свободного места в SSD на TLC и четверть на QLC. На деле – чуть-чуть больше, поскольку есть небольшой резерв емкости для выравнивания износа и замены «умирающих» ячеек, но не принципиально. Таким образом, максимальная емкость SLC-кэша при 500 ГБ QLC NAND составляет порядка 125 ГБ. Но это в идеале – поскольку «расчищать» кэш большинство современных контроллеров не рвется. И касается это не только Phison. Логика в этом есть – если накопитель используется в качестве «системного», большинство операций записи – это временные файлы. Создаются, раз-другой читаются и удаляются. Специально освобождать место не нужно, записывать их на долгое хранение – тем более не нужно. Нужно как раз просто быстро записать и быстро же прочитать. Что и сделано. Такая логика работы сносит крышу низкоуровневым утилитам, поскольку они сами (внезапно!) работают также: создают небольшой временный файл, немного внутри него чего-то делают, а потом удаляют. Но не для них, в общем-то, все затевалось. На практике подход полезный.

До тех пор, пока мы не пытаемся записать реально много информации – и надолго. Кэш при этом рано или поздно «кончится», а раз под него ушли все ячейки – то дальше экстренно придется и старые данные ужимать, и новые принимать. Поэтому в таких случаях скорость записи оказывается более низкой, чем могла бы без SLC-кэширования. В общем, нельзя быть на практике одновременно быть здоровым и богатым (точнее, можно – но только если изначально ну очень богатым). На практике оно не слишком мешает при использовании устройства по прямому назначению. А вот если поставить такой SSD дополнительным под данные – будет мешать. Равно как и в том случае, когда на нем этих самых «долговременных» данных относительно много, да еще и они регулярно обновляются. При большой емкости такое может получиться и на практике: если это основной и единственный SSD в ноутбуке. А может и для дополнительного не получиться – если это второй SSD «чисто под игрушки» например. В общем, просто все нюансы нужно учитывать заранее.

Но делать это просто только в «вырожденных» случаях. Например, если мы пытаемся записать на SSD весь его объем за короткое время. Получаются характерные графики, к которым уже все привыкли. А если заполнение происходит не одномоментно, но пишем мы «больше кэша» и в процессе ничего не стирая? Тут какая-то часть данных будет расчищаться – чтобы можно было опять писать быстро. Варианта работы два – «житейская» очередь (FIFO) и стек (LIFO). С первым – понятно: первыми в основной массив переносятся самые старые данные из кэша, причем даже если он еще «не кончился», но просто прошло отведенное время – раз уж сразу не стерли, значит, наверное, надо хранить. Но при той же оптимизации «под темпы» — возможен и второй: чем позже записали, тем больше шансов, что сотрут (не через час, так через два). А что мы имеем в этом случае?

Тут на помощь приходит старый добрый NASPT. Картинка чуть отличается от более ранней – поскольку это другая платформа и, главное, немного другое программное обеспечение. Но это детали. А вот значима логика работы программы и способ ее использования: сначала она записывает файлы, которые будет читать любым способом или писать с произвольной адресацией, а потом уже идут сами тесты. Можно сразу после создания файлов, можно с паузой – чтоб внутренние процессы после подготовки успели завершиться. Я, естественно, давно пользуюсь вторым способом. А для тестирования в заполненном состоянии между «подготовкой» и тестированием на накопитель записывается еще куча файлов на 80+% емкости, которым тоже даем отлежаться с пол-часика.

Процесс создания файлов идет снизу вверх (если смотреть по диаграмме), первая подготовительная (обязательная) фаза – 160 ГБ, дополнительная до повтора тестов – еще 240 ГБ. Судя по результатам, самые старые файлы вытесняются только на стадии заполнения – почему падает скорость их чтения. Несмотря на то, что записали мы, вообще-то, и при подготовке больше, чем емкость кэша – «чистить» его контроллер практически не желает. Поэтому, кстати, и скорость записи оказывается стабильно низкой – а некуда писать быстро. Запас ячеек не сделан.

Вот если стереть что-то записанное – точно появится. Но только в тех количествах, сколько сотрем. Поэтому подойдем к вопросу получения красивых циферок просто «в лоб»: все тесты будет готовить и запускать по одному. Причем по циклу «подготовка-прогон-очистка». В этом случае у нас самый большой объем предварительной записи – 64 ГБ, т.е. от максимальных для пустого SSD 125 ГБ свободна почти половина.

Красное – это тестирование пустого накопителя, и синее – это тестирование пустого накопителя. В одинаковых условиях, одной программой – но с небольшой сменой алгоритма ее использования. Заявленные скоростные показатели, кстати – 2300 МБ/с при чтении и 900 МБ/с при записи. На чтении получилось чуть меньше, а на записи – даже больше. Главное – «правильно» читать и писать: не выбираясь за пределы SLC-кэша. И тут, кстати, повезло в какой-то степени, что попался накопитель всего на 500 ГБ – у терабайтного Q5 кэша уже порядка 250 ГБ, так что после записи 160 ГБ там бы осталось достаточно места, чтобы все проскочило без сучка без задоринки, а проблемы начались бы на следующем этапе тестирования – после заполнения данными «до упора».

Низкоуровневые же утилиты «пробить защиту» не могут – они создают маленький файл, что-то с ним делают и удаляют. И именно маленький – по-умолчанию всего-то с 1 ГБ обычно. А это даже на уже «пожившем» и поработавшем накопителе с вероятностью 146% попадет в кэш. Единственный вариант что-то увидеть – как раз в таком состоянии (а не из коробки) прогнать какой-нибудь CrystalDiskMark не менее двух раз и сравнить результаты. При повторном запуске они должны увеличиться – поскольку создание и удаление рабочего файла при первом «расчисти» место в кэше. Только никто так не делает обычно. И вообще считается, что для бюджетных SSD подходят простые и быстрые методики тестирования. Да нет – простых как раз достаточно разве что для топовых моделей: где все и так хорошо. Без дополнительных ухищрений – способных сильно испортить жизнь, если разработчики «не угадают» с рабочими сценариями.

Ну а основные выводы не меняются. Бояться QLC не нужно. Избегать при прочих равных – полезно. Поскольку оно и на том же кэшировании скажется: потенциальный размер SLC-кэша на 500 ГБ, соответственно, 125 и 166 ГБ – так что и реально в него «попасть» на TLC будет проще. Ну а так основная «хорошая» ниша для SSD на этой памяти – дополнительные накопители, причем высокой емкости. В этом случае и экономический эффект более заметен – и тормозов поменьше. По разным причинам возникающих – но результат-то одинаковый.

 

Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)

2 комментария

AnotherStranger
Толку мало от разницы последовательной чтении/записи в домашних системах на современных SSD дисках. Их надо сравнивать по самому узкому месту — рандомное чтение/запись мелких файлов (на заполненном диске). Именно эта операция больше всего «тормозит» работу диска.
222934529@vkontakte
А чё ты хотел сына маминой подруги?

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Как смещенные рельсы помогли раскрыть тайну Чарльстонского землетрясения

31 августа 1886 года. Поздний вечер. Чарльстон, Южная Каролина, погружен в сон. Внезапно город сотрясает мощный толчок. Здания рушатся, рельсы изгибаются, а из-под земли фонтанами бьет...

Как не только очистить воздух от пыли и аллергенов, но еще и увлажнить его: Обзор системы очистки воздуха Harper KC-51

Недавно мы с вами рассмотрели очиститель воздуха с лампой УФ-обработки и ионизацией под моделью KC-31. Сегодня рассмотрим вариант полной очистки воздуха, задействующий не только нагнетание воздуха...

Как и зачем настраивать ночной режим Андроид

Ночной режим — это функция операционной системы Android, которая улучшает комфорт использования смартфона в условиях низкой освещенности. Основное назначение ночного режима —...

Стоит ли покупать угловую квартиру

В настоящее время у многих покупателей сложилось убеждение, что угловые квартиры не стоит рассматривать для покупки, так как они довольно холодные. При размещении объявлений по продаже недвижимости...

Обзор музея «Дорога памяти». Один из лучших музеев про Великую Отечественную Войну

«Дорога памяти. 1418 шагов к Победе» — это один из самых современных музейных комплексов, посвящённых Великой Отечественной войне. Это не только красивое архитектурное сооружение, но и...

Умеют ли кошки любить и по-настоящему обижаться: секреты кошачьего поведения

Тот, кто имел счастье жить с кошкой, знает, что за этими мягкими ушками и изысканным мурлыканьем скрывается много интересного. Ведь кошки тоже могут испытывать самые разные эмоции, которые не...