Обзор карты памяти Silicon Power CFexpress Type B 512GB – разница между пиковыми и реальными скоростями

Появилась возможность провести тестирование Silicon Power CFexpress Type B 512GB. Прогнал синтетические тесты, затем последовательно записал крупный файл на 100 ГБ и папку с десятками тысяч мелких файлов, после чего выполнил обратное копирование. Интересовала не пиковая цифра в одном замере, а поведение карты при продолжительной и повторной нагрузке. Интересно что получилось? Давайте разбираться.

Комплект и оформление

Накопитель закреплен на компактной картонной карточке-блистере с прозрачной вставкой, через которую хорошо видна сама карта. На лицевой стороне указана емкость 512 ГБ, а также паспортные показатели производительности: до 1800 МБ/с при чтении и до 1200 МБ/с при записи. Отдельным значком отмечена поддержка работы с 8K-видео.

С обратной стороны напечатаны основные технические сведения, служебные обозначения и QR-код, который используется для регистрации гарантии. После вскрытия упаковки внутри находится только сама карта памяти.

Сам накопитель выполнен в форм-факторе CFexpress Type B. Корпус металлический с шероховатой рамкой по периметру и черными пластиковыми вставками сверху и снизу. Поверхность матовая, отпечатки не собирает. На лицевой стороне — логотип SP, обозначение формата и емкость.

Толщина стандартная для Type B — карта ощущается плотной и жесткой. Ничего не люфтит, корпус монолитный. Контактная группа утоплена, защищена направляющими перегородками. Разъем выглядит аккуратно, без следов облоя или неровностей.

Формат CFexpress Type B — зачем он вообще нужен

CFexpress Type B — это формат карт памяти, построенный на интерфейсе PCIe и протоколе NVMe. По сути внутри — та же логика работы, что у современных твердотельных накопителей, только в компактном корпусе для камер. В версии Type B используются две линии PCIe Gen3, что дает теоретическую пропускную способность порядка 2000 МБ/с. Это кратно выше возможностей SD и старых CFast.

Такие карты создавались под задачи, где поток данных стабильно высокий: 4K и 8K видео с большим битрейтом, съемка в RAW, длинные серии без пауз. Камера пишет напрямую на накопитель, минуя любые буферные ограничения старых интерфейсов.

CFexpress Type B применяется в современных беззеркальных и кинокамерах, где используется отдельный слот под этот формат. Карта не универсальная и физически отличается от SD или microSD. Зато при правильной поддержке со стороны камеры она позволяет работать с тяжелыми кодеками без ограничения по длительности записи и без падения скорости при серийной съемке.

Тестирование

Для проверки возможностей карты я использовал внешний картридер Lexar Professional CFexpress Type B USB 3.2 Gen 2x2 Reader с интерфейсом USB 3.2 Gen 2x2. Это важно уточнить, потому что сама карта работает по PCIe Gen3 x2, и при использовании обычного USB 3.2 Gen2 можно уткнуться в ограничение около 1000 МБ/с. В моем случае канал передачи данных позволял раскрыть потенциал накопителя без явного узкого места со стороны интерфейса.

В начале я проверил карту в CrystalDiskMark в двух профилях: «Пиковая скорость» (SEQ1M Q8T1) и «Реальная скорость» (SEQ1M Q1T1). Это позволяет понять, какой максимум способен выдать интерфейс и как накопитель ведет себя при минимальной очереди команд.

В максимальном профиле последовательный поток чтения достиг 1789.66 МБ/с, запись — 1098.31 МБ/с. Значение чтения практически вплотную подходит к паспортным 1800 МБ/с. Для версии 512 ГБ производитель указывает до 1200 МБ/с на запись, поэтому полученные примерно 1100 МБ/с выглядят вполне ожидаемо при работе через интерфейс USB 3.2 Gen 2x2, без заметных ограничений со стороны картридера.

В профиле «Реальная скорость» (Q1T1) последовательное чтение снизилось до 1519.50 МБ/с, запись — 1086.07 МБ/с. Интересно, что запись почти не изменилась относительно пикового режима, тогда как чтение ощутимо просело. Это типичная картина при переходе от многопоточной нагрузки к однопоточной.

Для random-доступа 4K показатели заметно ниже. В сценарии Q1T1 зафиксировано 19.48 МБ/с при чтении и 68.39 МБ/с при записи. При увеличении глубины очереди до Q32T1 картина меняется: throughput поднимается до 311.73 МБ/с на чтение и 329.63 МБ/с на запись. В том же режиме Q1T1 задержка составила 210.15 мкс для операций чтения и 59.78 мкс для записи.

Следующий этап — прогон через ATTO Disk Benchmark с активированным Direct I/O и queue depth 4. Такой сценарий позволяет оценить зависимость скорости передачи данных от размера блока, диапазон теста охватывает значения от 512 байт до 64 МБ.

На минимальных блоках до 4 КБ значения традиционно невысокие. Примерно с 16-32 КБ накопитель выходит на стабильный уровень. Уже при 32 КБ фиксируется около 822.69 МБ/с при записи и 824.32 МБ/с при чтении. При размере 64 КБ показатели увеличиваются до 1022.50 МБ/с на запись и приблизительно 1.12 ГБ/с на чтение.

Начиная примерно с 128 КБ, скорость чтения удерживается в пределах 1.59-1.65 ГБ/с, а запись находится около 1.0-1.02 ГБ/с вплоть до максимального размера блока 64 МБ. После выхода на крупные блоки кривая практически выравнивается — без заметных скачков и просадок.

В режиме отображения IOPS максимальные значения приходятся на минимальные блоки. При 512 Б фиксируется около 41.79K IOPS на чтение и 35.66K IOPS на запись. Для 4 КБ показатели составляют примерно 40.91K IOPS и 36.09K IOPS соответственно. По мере увеличения блока количество операций закономерно снижается, что отражает переход от случайного доступа к последовательной передаче данных.

Далее я провел линейный тест в AIDA64. Линейное чтение:

• Средняя скорость чтения составила 1633.1 МБ/с.
• Минимум — 1351.5 МБ/с, максимум — 1641.6 МБ/с.

График практически ровный на всем протяжении, с одним кратковременным провалом ближе к 80% объема. После этого скорость быстро возвращается к прежнему уровню. Это не выглядит как системное ограничение, скорее единичная внутренняя операция контроллера. Однозначно можно говорить о том, что чтение стабильно держится в диапазоне 1.6 ГБ/с, что соответствует возможностям интерфейса через USB 3.2 Gen 2x2.

Линейная запись:

• Средняя скорость записи — 1021.5 МБ/с.
• Минимум — 935.4 МБ/с, максимум — 1102.2 МБ/с.

Запись по всей площади объема проходит без резких обвалов. Скорость колеблется в пределах примерно 950-1050 МБ/с. Ровного «плато» нет, но разброс небольшой и выглядит как нормальная работа контроллера и кеша. Ключевой момент — отсутствует резкое падение скорости ближе к концу теста. Для версии 512 ГБ это важный результат: карта не проваливается до условных 400-500 МБ/с при последовательной нагрузке по всему объему.

После синтетики перешел к обычному сценарию. Сначала записал на карту один большой файл объемом 100.4 ГБ. Передача заняла 1 минуту 53 секунды, средняя скорость составила 905 МБ/с. Интересный момент. В AIDA64 линейная запись показывала в среднем 1021.5 МБ/с, то есть в реальной задаче скорость оказалась примерно на 10-12% ниже. Это нормально. Здесь работает файловая система, проверка хеша xxHash3-64, накладные расходы ОС и самого USB-контроллера. Главное, что график передачи ровный, без ступенчатых обвалов. Скорость держится стабильно, без ухода в 400-500 МБ/с, что говорит о корректной работе кеша и контроллера.

Следом проверил копирование каталога 10.2 ГБ, внутри 36 989 файлов. Результат уже иной: операция заняла 3 минуты 37 секунд, средний темп передачи составил около 48 МБ/с. Здесь проявляется типичная особенность flash-памяти. Когда система работает с десятками тысяч небольших объектов, ограничением становится уже не пропускная способность интерфейса, а число I/O-операций. Создание записей в файловой таблице, обновление служебных данных и постоянные переходы между блоками заметно снижают итоговый throughput.

По графику передача идет рывками, скорость ощутимо колеблется. При этом важно другое: даже на таком сценарии нет остановок потока, длительных пауз или заметной просадки после первых гигабайт.

После записи я не стал останавливаться и прогнал те же данные обратно на внутренний накопитель. Интересно было посмотреть, изменится ли картина и не появится ли просадка после уже проведенных нагрузок. Сначала вернул один файл объемом 100.4 ГБ. Передача заняла 1 минуту 17 секунд, средняя скорость по журналу — 1.3 ГБ/с. И вот тут уже чувствуется разница между чтением и записью. Если при записи на карту было около 905 МБ/с, то при чтении скорость заметно выше. График ровный, без ступеней и без характерных провалов ближе к концу. То есть накопитель не устал после предыдущих тестов и не начал сбрасывать темп. Если сопоставить это с AIDA64, где средняя линейная скорость чтения составила 1633.1 МБ/с, реальный сценарий выглядит вполне честно. Потери есть, но они объяснимы работой файловой системы, проверкой хеша и самим USB-контроллером. Главное — поведение стабильное.

Каталог 10.2 ГБ, всего 36 989 файлов. Обратное копирование заняло 3 минуты 28 секунд, средний темп передачи получился около 50 МБ/с. Это почти совпадает с результатом записи, где фиксировалось 48 МБ/с.

По графику снова видно неровную линию: скорость постоянно меняется. Причина не в интерфейсе. При работе с десятками тысяч небольших объектов накопитель упирается в количество I/O-операций, обращения к таблицам размещения файловой системы и обработку мелких блоков данных.

CFexpress Type B по своей конструкции ближе к компактному SSD, чем к привычной карте памяти. Внутри используется полноценный NVMe-контроллер, поэтому при длительной записи карта ощутимо нагревается. В ходе продолжительной нагрузки температура постепенно растет: в начале теста она находится примерно на уровне 60 °C, затем по мере записи большого объема данных поднимается до 70 °C и может достигать около 80 °C. Для устройства такого формата это ожидаемое поведение. Металлический корпус карты выполняет роль радиатора и помогает рассеивать тепло.

Аппаратная платформа здесь также больше напоминает SSD. В основе Silicon Power CFexpress Type B 512 ГБ используется NVMe-контроллер Phison PS5021-E21. Это безбуферный контроллер, который нередко встречается в твердотельных накопителях начального и среднего уровня. Он работает по интерфейсу PCIe 3.0 x2, что соответствует спецификации CFexpress Type B и обеспечивает пропускную способность, достаточную для скоростей порядка 1.8 ГБ/с на чтение.

В качестве памяти используются чипы Micron 176-слойной 3D NAND. Такая память широко применяется в современных SSD и хорошо подходит для последовательной записи больших объемов данных. Как и у большинства флеш-накопителей, здесь используется SLC-кеш: в начале записи скорость выше, а после его заполнения она стабилизируется на уровне устойчивой записи. Именно поэтому в длительных тестах скорость постепенно выходит на постоянный уровень и далее держится без резких провалов.

Заключение

Если собрать все вместе и спокойно посмотреть на цифры, становится понятно, для чего эта карта вообще нужна. Один большой файл, десятки гигабайт подряд — и она работает ровно, без провалов. Запись около 900 МБ/с, чтение порядка 1.3 ГБ/с в реальной задаче. Не лабораторная картинка, а обычное копирование с проверкой хеша. И при этом без деградации после повторной нагрузки. Мне было важно увидеть, не «устанет» ли карта после первого захода. Не начнет ли сыпаться скорость, когда прогоняешь те же 100 ГБ обратно. Этого не произошло. Поведение осталось стабильным. Это хороший признак, значит контроллер нормально справляется с внутренними процессами и не уходит в затяжное восстановление после записи.

А вот мелкие файлы сразу расставляют все по местам. 48-50 МБ/с и рваный график — это уже другая природа нагрузки. Тут дело не в интерфейсе и не в заявленных гигабайтах в секунду, а в количестве операций. И это нужно понимать. Для архива из 40 тысяч файлов она не станет внезапно «реактивной».

По сути, назначение у карты простое и понятное. Это инструмент для работы с крупными массивами данных. Там она чувствует себя уверенно, в этом плане устройство ведет себя честно.

Стоимость Silicon Power CFexpress Type B 512GB можно узнать здесь.