Методика тестирования накопителей образца 2018 года

Недавно мы тестировали бюджетные накопители емкостью 240 ГБ и пришли к выводу, что основной их проблемой является полная непредсказуемость: мало того, что конфигурация может измениться в любой момент времени без предупреждения, так еще некоторые производители под одним названием умудряются поставлять несколько вариантов SSD чуть ли не одновременно. Понятно, что принципиальных отличий между бюджетными платформами ждать не приходится, но в деталях — бывает всякое. Особенно если до покупки настроиться на какой-то конкретный вариант, а получить тот, которого меньше всего хотелось бы. С другой стороны, вариантов-то и нет. Практически весь SATA-сегмент давно уже стал вотчиной именно бюджетных накопителей — и все производители стараются снижать себестоимость всеми доступными средствами. При покупке устройства минимальной (но все еще достаточной для многих сфер применения) емкости в 120 ГБ выбора просто нет — только поиски наименьшего из зол. Если ориентироваться на четверть терабайта, то процесс выбора все равно быстро заканчивается. Теоретически на 256 ГБ встречаются и модели былого среднего уровня, но практически стоят они обычно существенно дороже — настолько дороже, что за эти деньги можно присмотреться к бюджетнику на 480 ГБ. И вот это уже заставляет крепко задуматься.

Что можно сказать про «крепких середнячков», типа Crucial MX500, Intel 545s, Samsung 860 Evo или WD Blue 3D на 250 ГБ? Это хорошие накопители с пятилетней гарантией, но тоже не слишком быстрые. Фактически, и в этом сегменте (представители которого не обновляются уже не первый год) производительность ниже, чем у таких же моделей большей емкости. Не говоря уже о NVMe-накопителях — особенно тоже большей емкости, которых становится все больше. Да, конечно, их потенциальными возможностями воспользоваться на практике удается редко. И свои недостатки у них тоже есть, особенно у недорогих, а стоят они все равно не дешевле. Зато они более модные и перспективные, и желающие доплатить за это находятся. Однако уж точно найдутся желающие доплатить и приобрести модель вдвое большей емкости: раз рекордов скорости все равно не будет, то почему бы не приобрести SSD сразу на 480 ГБ? Все-таки двукратную разницу в емкости заметить проще, чем небольшие различия в скорости.

Но небольшие ли? Это мы решили проверить, просто купив три SSD на 480 ГБ на одном и том же контроллере Phison S11. Всего три — поскольку с этими моделями ясности больше всего. Почему этот контроллер? В предыдущих двух тестированиях он вел себя наиболее адекватно — в той степени, в которой это применимо к бюджетному сегменту. У популярного Silicon Motion SM2258XT заведомо есть проблемы с работой в «забитом» состоянии из-за излишне агрессивного кэширования, WD Green / SanDisk SSD Plus гарантированно продемонстрируют низкие результаты в низкоуровневых бенчмарках, а выбор моделей на Realtek и Maxiotek воображения не поражает (хотя последний и позволяет выпускать интересные нишевые модели). А тут хоть какая-то интрига: неизвестно, какими окажутся память и прошивка, поскольку с S11 бывает разное. От очень удачных случаев — до совсем плохих, типа QLC (что при такой емкости уже совсем плохо с точки зрения производительности). Вот и проверим, насколько нам повезет. Для этого, в общем-то, и нужны подобные тестирования: когда оборудование предоставляется производителем, у него всегда есть возможность показать свою продукцию в лучшем виде, а розница — она и есть розница (тут как в бане: все покупатели равны).

Gigabyte SSD 480 ГБ

В основном мы встречались совсем с другими накопителями компании, включая и пижонистые «одноплатные» RAID-массивы из NVMe-накопителей — но есть в ее ассортименте и такая бюджетка, даже не получившая собственного названия. Зато можно быть, по крайней мере, уверенными в контроллере: поскольку Gigabyte является одним из партнеров Phison, но не нуждается в слишком широком ассортименте поставляемых устройств (в отличие от производителей, специализирующихся именно на накопителях), большого разнообразия не бывает. А вот с памятью — как повезет.

На первый взгляд, повезло: в купленном нами экземпляре был обнаружен Phison S11 и 96-слойная 3D NAND TLC BiCS4 Kioxia (бывшая Toshiba) с кристаллами по 256 Гбит. В точности как в Patriot Burst 240 ГБ в прошлом тестировании — только прошивка немного более «свежая»: SBFM61.3, а не SBFM61.2. Посмотрим, как устройство ведет себя при «прописывании» всего объема.

Небольшой SLC-кэш фиксированного размера — а далее режим прямой записи в TLC на скорости порядка 115 МБ/с. Формально — неплохо, фактически же скорость устоявшегося режима невысока. Признаться честно, ожидалось больше. Для сравнения приведем график уже упомянутого Patriot Burst:

Практически точное совпадение, из которого можно сделать вывод — S11 в паре с BiCS4 при увеличении емкости по скорости не масштабируется. Понятно — почему: всего два канала и невысокая производительность одного вычислительного ядра на многое претендовать не может. Но с другими типами памяти иногда выходит и больше. Пока же просто учитываем этот факт: в такой конфигурации увеличение емкости и на практике увеличивает... только саму емкость. Если этого достаточно — хорошо. Но если хочется увеличить и производительность — не выйдет.

Maxtor Z1 480 ГБ

Seagate также работает в тесном партнерстве с Phison, но аккуратно дистанцируется от собственной бюджетной продукции — используя для нее название когда-то купленного с потрохами конкурента. Это повод поностальгировать по временам, когда на рынке жестких дисков боролись друг с другом на равных более десятка компаний — хотя их уже, пожалуй, мало кто помнит.

Внутри накопителя была обнаружена 96-слойная 3D NAND TLC BiCS4 Kioxia с кристаллами по 512 Гбит — но на графике последовательной записи по всему объему это практически никак не сказалось: он идентичен полученному на устройствах с меньшими кристаллами BiCS4 на 240 и 480 ГБ. То есть и это можно считать общей особенностью данной линейки прошивок.

Как видим, S11 настолько многообразен, что именно они имеют значение. Возможно, даже большее, чем память в некоторых случаях — хотя на деле это связанные вопросы. Что нам блестяще докажет следующий участник тестирования.

SmartBuy Revival 3 480 ГБ

В отличие от Gigabyte и Seagate, в ассортименте SSD SmartBuy можно найти самые разные контроллеры. К чести компании, она старается «разносить» их по разным линейкам — и даже как-то отображать в названии семейства тип памяти. Например, первый Revival был построен на «буферном» Phison S10 и планарной TLC-памяти Toshiba, в Revival 2 компания перешла на более дешевый (но и лучше подходящий для TLC) S11, оставив планарную память, а Revival 3 — это оно же, но с 3D TLC. Первое время — как раз BiCS3, что и послужило причиной выбора данной модели вместе с остальными двумя сегодняшними героями.

Действительность оказалась более интересной — внутри накопителя обнаружилась 64-слойная 3D NAND TLC с кристаллами по 512 Гбит производства Micron. Ранее такой случай однозначно относился к «хорошим» — даже при емкости в 240/256 ГБ обеспечивая за пределами SLC-кэша скорости в 300 с лишним мегабайт в секунду, то есть раза этак в два с половиной больше, чем получается на BiCS3/ BiCS4.

Но тут мы столкнулись с прошивкой SBFMBB.3 — и совершенно другому поведению накопителя: более похожему на модели с 96-слойной памятью Micron или... основанные на контроллере SM2258XT. Под кэш уходит практически все свободное место, далее оно кончается — и SSD нужно как «принимать» новые данные, так и перезаписывать старые в более «плотном» режиме, для чего приходится непрерывно стирать только что записанные блоки. Проблему усугубляет то, что S11 «послабее» того же SM2258XT, так что скорость падает до 32 МБ/с, а на запись всего объема требуется более двух с половиной часов. Для сравнения, Hikvision C100 960 ГБ на той же памяти и SM2258XT затратил на подобную операцию около 162 минут. Но записал за это время 960 ГБ, то есть вдвое больше, чем Revival 3 за 148 минут.

В общем, если накопитель на базе Phison S11 выбирается именно для того, чтобы избежать такой стратегии кэширования — нужно быть осторожным. Прошивки для Toshiba BiCS производительность ограничивают, но не настолько. 96-слойный Micron всегда ведет себя «плоховато» в этом плане: в прошлый раз это продемонстрировал Silicon Power S55, потративший 74 минуты на полное заполнение 256 ГБ. 64-слойный — может оказаться как самым быстрым, так и самым медленным. Почти самым медленным — еще ниже конфигурации из S11 и QLC-памяти: которая сама по себе медленнее, а прошивки — аналогичные «плохим» TLC-платформам.

Ну а как это все выглядит в более сложных случаях — сейчас и проверим.

Тестирование

Методика тестирования

Методика подробно описана в отдельной статье. Там можно познакомиться с используемым аппаратным и программным обеспечением.

Образцы для сравнения

В качестве таковых мы взяли пару моделей из предыдущего тестирования: на базе все того же Phison S11, но с 240 ГБ памяти BiCS4, как в Gigabyte и Maxtor (Patriot Burst), и 256 ГБ 96-слойной 3D TLC NAND Micron (Silicon Power Slim S55) — прошивка сходная с попавшим к нам в руки экземпляром SmartBuy Revival 3 480 ГБ. Кроме того, возьмем три модели среднего класса: Intel SSD 545s, Samsung 860 Evo и WD Blue 3D емкостью 250/256 ГБ. Выбор между «середнячком» и бюджетником на полтерабайта стоит на самом деле нечасто, поскольку слишком уж различается цена на них. А вот в таком раскладе сравнение совершенно практическое: выбор между уровнем выше и емкостью больше за сопоставимые деньги.

Производительность в приложениях

Собственно, как не раз уже было сказано, главная причина популярности бюджетных накопителей — в роли «системного диска» их практически невозможно отличить от небюджетных даже при помощи тестов. Не говоря уже о невооруженном взгляде — который, зато, прекрасно видит разницу между 250 ГБ и 480 ГБ. Тем более — за одинаковые (или близкие) деньги.

На деле разница могла бы быть и большей — требуйся это ПО. Но на практике остается невостребованным. И, кстати, понятно, для чего нужно было внедрять методы агрессивного кэширования в часть прошивок: именно такие используются в Silicon Power и SmartBuy, что повышает результаты в этом тесте примерно на 10%. В итоге можно даже обогнать некоторые устройства более высокого класса.

Причем положение дел не меняется уже давно, что демонстрирует и предыдущая версия тестового пакета, оперирующая немного другими нагрузками — собственное быстродействие накопителей среднего класса несколько выше, чем у бюджетных моделей, но и последних достаточно для того, чтобы производительность ограничивали совсем другие компоненты системы.

Последовательные операции

Накопители на базе Phison S11 — одни из немногих, кто не дотягивается до ограничений SATA-интерфейса даже в бенчмарках низкого уровня и даже при чтении данных. Ничего нового — это известно с момента появления контроллера почти пять лет назад. Однако, поскольку на реальной жизни такие сценарии практически никак не сказываются, на них можно не обращать внимания. Просто вот такая особенность — обусловленная во многом наличием всего лишь двух каналов флэш-памяти и одним слабеньким вычислительным ядром.

Что же касается записи, то ее сегодня просто нет смысла тестировать «простыми» утилитами — давно уже павшими в неравной борьбе с мастерами по настройке SLC-кэшей :) «Продраться» через этот уровень можно — но несколько другими способами, чем заложены в алгоритмы CDM и других подобных утилит.

Случайный доступ

В отличие от последовательных операций, тут уже может «играть» и емкость, и конкретные кристаллы памяти, и особенности прошивки, и т. п. Что хорошо заметно — разница между классами устройств в основном выливается не в результаты конкретных шаблонов (лидером иногда оказывается тот или иной бюджетник), а в некоторой большей стабильности, заключающейся в отсутствии совсем уж заметных провалов. В любом случае, все участники намного быстрее не только жестких дисков (при таких нагрузках их и сравнивать бессмысленно), но и некоторых SSD — например, на «собственных» бюджетных контроллеры SanDisk/WD или каких-то «исторических» моделей. В общем и целом, для реальных потребностей программного обеспечения персонального назначения этого не просто хватает — но и запас на будущее остается.

Работа с большими файлами

Даже чтение выполняется медленнее, чем на устройствах более высокого класса — но к этому-то мы уже привыкли. Интереснее другое: накопители на S11 делятся на две группы в зависимости от логики прошивок — а не какого-либо еще фактора.

Что касается записи, тут у всех результаты не блестящие — «середнячки» всяко быстрее. Криминала на первый взгляд не видно. Но если задуматься, то кэш на 40% от свободного места для Silicon Power S55 и SmartBuy Revival 3 из-за разницы в емкости это две большие разницы: в этом тесте на накопителях занято не менее 160 ГБ. Соответственно, когда общая емкость достигает 480 ГБ, на SLC-кэш остается порядка 100 ГБ — и этого достаточно. А 240-256 можно считать «забитыми».

Поэтому для тройки сегодняшних героев мы повторили тесты записи и в случае, когда на них свободно всего 100 ГБ — чтобы приблизить результаты к более реальным условиям, нежели тестирование пустого устройства. И сразу же между ними появилась разница — обеим моделям на BiCS4 это никак не помешало, поскольку производительность лимитирует скорость прямой записи во флэш. Невысокая — но «агрессивные» алгоритмы кэширования в SmartBuy Revival 3 и это «дно» с треском пробивают. И все получается еще хуже, чем у Silicon Power S55 в аналогичном состоянии.

Тесты чтения вместе с записью мы выполняли только на чистых SSD, так что тут все нормально. Относительно, конечно — скорость все равно ниже, чем у каких-нибудь устройств более высокого класса даже при меньшей емкости. При равной разница будет еще больше. Чем приходится расплачиваться за экономию.

Рейтинги

Главный вывод по тестам низкого уровня — накопители на Phison S11 с увеличением емкости плохо масштабируются по производительности. Разве что переход от 120 ГБ к 240 ГБ имеет значение — но не выше. До последнего времени исключением считались модификации на 64-слойной памяти Intel/Micron — но новая чудесатая прошивка свела все преимущества на нет. Если не хуже.

Добавление результатов тестов высокого уровня картину если и меняет, то совсем незначительно. По сути в устройствах этого класса большая емкость на практике и означает исключительно большую емкость — и не более того.

Итого

Главный вывод озвучен выше: принципиальных различий между модификациями накопителей на Phison S11 емкостью 240, 480 и 960 ГБ практически нет. Отличия могут появиться только при сравнении разных конфигураций — например, если в одном устройстве окажется TLC-память, а в другом — QLC. Хотя, как видим (еще один побочный, но важный вывод), в ряде случаев разница между типами памяти будет сильно сглажена, поскольку часть прошивок для 64-слойной памяти Intel/Micron и все для 96-слойной с этого завода настроены на агрессивное SLC-кэширование данных. Это позволяет работать быстрее при ограниченных объемах записи на свободном устройстве, но приводит к сильным «тормозам» на заполненном — или просто когда одним махом пишется много информации. Но ведь аналогичные проблемы возникают и в конфигурациях с QLC! И точно так же ведут себя устройства на Silicon Motion SM2258XT/SM2259XT — во избежание чего многие и выбирают S11. Оказалось, что от всех болезней не улетишь. И вообще, пожалуй, накопители на этих контроллерах хороши для использования «по прямому назначению»: малой емкости для бюджетных систем, а высокой... да тоже для бюджетных. Когда требуется «побольше да подешевле», но без явных требований к производительности — например, заменить винчестер в «пожилом», но устраивающем по прочим параметрам ноутбуке. При наличии же требований — лучше доплатить, благо доплачивать придется не так уж много. Иначе экономия может выйти боком. А что касается выбора конкретных моделей, то, как уже было сказано не раз, в этом сегменте вообще трудно ожидать какой-либо определенности. Аппаратная конфигурация может меняться в любую сторону — и иногда по несколько раз в год. Так что это дополнительный стимул не экономить. Или, наоборот, сыграть в интересную лотерею — пусть и с не слишком крупным выигрышем, вероятность которого все больше сокращается.