Методика тестирования накопителей образца 2018 года

Изучая недавно линейку Intel SSD 660p, мы отметили, что наиболее интересна в ней старшая модель: высокая емкость несколько нивелирует недостатки QLC-памяти в плане быстродействия, зато сразу «выпячивает» достоинство в виде низкой (относительно) цены. Что же касается других модификаций, то за сопоставимые деньги нередко можно подобрать и устройство на более привычной (и менее пугающей) TLC NAND, не слишком потеряв (или вообще не потеряв) в интерфейсе и условиях гарантии. Сказав «а», надо говорить «б», так что сегодня мы рассмотрим пару недорогих NVMe-терабайтников. Актуальны ли устройства такой емкости в условиях, когда флэш-память несколько месяцев только дорожала (пусть и сильно подешевев за предыдущие два года), к чему добавились еще и скачки на валютном рынке? Вопрос сложный — и каждый ищет ответ на него самостоятельно. В конце концов, любые кризисы рано или поздно кончаются, а накопители — остаются. Ориентироваться же в тестах только на бюджетные накопители минимальной емкости с SATA-интерфейсом попросту скучно. Впрочем, посвященный им большой материал мы сейчас готовим, но сегодня — другая тема: 1 ТБ в «модном» исполнении, но относительно недорого.

Intel SSD 660p 1 ТБ

Для начала освежим информацию об этой хорошо знакомой нам модели. Отличительной особенностью данной линейки является использование 64-слойной QLC NAND с кристаллами емкостью 1 Тбит, производимыми бывшим совместным предприятием Intel и Micron. Контроллер — четырехканальный Silicon Motion SM2263. В паре с ним во всех модификациях работает 256 МБ DRAM — обычно емкость зависит от количества флэша и заметно выше, но на этой линейке решено сэкономить. Не радикально, поскольку в бюджетном сегменте давно уже правят бал контроллеры без DRAM, типа SM2263ХТ, которые, кроме всего прочего, еще и не умеют записывать данные «мимо» SLC-кэша, так что при большом объеме записи скорость ее снижается иногда и до неприличных значений. Впрочем, в этой линейке используется та же стратегия кэширования, но вынужденно: все-таки «собственные» возможности QLC пока еще достаточно скромны, чтобы на них полагаться.

Этот график мы демонстрируем уже второй раз. Запомнить на будущее имеет смысл даже не его в целом, а общее время заполнения накопителя данными — 154 минуты 40 секунд, т. е. «средняя температура по больнице» в таком сценарии составляет ≈107,5 МБ/с. Много это или мало — познается в сравнении. Например, недавно мы тестировали связку из Silicon Motion SM2258XT (бюджетный безбуферный SATA-контроллер) и такого же объема 64-слойной памяти 3D TLC NAND Intel с кристаллами по 512 Гбит — на ту же операцию ушла 161 минута 15 секунд. Несмотря на использование TLC — получилось даже медленнее из-за аналогичной стратегии записи. Но устройства сопоставимы, а производительность в таком сценарии явно не ограничена не только лишь SATA.

Еще одним недостатком с точки зрения потенциального покупателя можно считать жесткие ограничения гарантии: при стандартной (для Intel) длительности в пять лет, полный объем записи не должен превышать 200 ТБ. Во многих случаях этого более чем достаточно (поскольку речь идет о ≈55 ГБ записи ежедневно и без выходных) — но заметно ниже, чем для многих накопителей на TLC даже меньшей емкости, что пугает. В общем, нет ничего удивительного, что отношение многих пользователей к этому семейству остается настороженным. Хотя, как уже было сказано, свои сферы применения для таких накопителей есть — просто в них не должно быть больших количеств интенсивной записи. Например, дополнительный (а то и единственный) накопитель игрового ПК — операции записи в основном только при обновлении игр, но скорость этого процесса лимитируется сетью (причем не пиковой пропускной способностью канала «до провайдера», а всем маршрутом), а вот быстрое чтение может и пригодиться. Но можно и просто попробовать подобрать что-нибудь с близкой ценой — но на другой памяти.

Silicon Power A60 1 ТБ

На чем еще можно сэкономить, кроме как на памяти? Выше уже упоминали — более дешевый контроллер Silicon Motion SM2263ХТ и отсутствие DRAM-буфера — благо он его и не поддерживает. Но не стоит забывать и о том, что в данном сегменте отказ от DRAM обходится меньшей кровью, чем для SATA-устройств: благодаря наличию в спецификациях NVMe функции Host Buffer Memory, что позволяет использовать для таблицы трансляции и подобных нужд немножко системной памяти. Именно немножко — типичными значениями для SM2263ХТ являются 32-64 МБ, но это лучше, чем ничего.

Подобные накопители есть в ассортименте огромного количества производителей — мы же для примера взяли А60 (или как его часто именуют «P34A60»), поскольку Silicon Power предлагает очень хорошие (для данного сегмента) условия гарантии: те же пять лет, что и накопителей более высокого класса. Официальных ограничений на полный объем записи, правда, найти не удалось, но есть информация, что составляет он 600 ТБ — втрое выше, чем у 660p например. И, что еще важнее в наших краях, компания готова решать проблемы замены устройства, не привязываясь исключительно к розничной торговой точке. Понятно, что отправлять накопитель придется за границу, но это лучше, чем ничего — да и с новыми технологиями это стало проще, чем пересылка каких-нибудь жестких дисков. Особенно когда речь идет о SSD форм-фактора M.2 2280.

Компактная односторонняя модель. Никаких радиаторов нет — разве что информационная наклейка металлизированная, так что теплоотводу мешать не будет — а немного распределять тепло по площади сможет. Под ней скрывается контроллер SM2263ХТ и четыре чипа памяти — с четырьмя 64-слойными кристаллами 3D TLC NAND Intel по 512 Гбит в каждом.

Повторимся — технически это типичный представитель накопителей на данном контроллере, относящихся к бюджетному сегменту. Особого разнообразия конфигураций здесь быть не может, да и многообразием прошивок в данном случае Silicon Motion не балует: SM2263ХТ в принципе всегда пишет все данные только через SLC-кэш.

Однако хорошо заметно, что смена типа памяти и в этом случае идет на пользу — накопитель лишь немного не уложился в час, т. е. «в среднем» и в неудобных сценариях он работает в 2,5 раза быстрее, нежели 660p или SATA-модели на контроллерах Silicon Motion с той же стратегией кэширования. Если же объемами записи не злоупотреблять, то тут кэширование позволяет достичь скоростей порядка 1,5 ГБ/с — как у 660р (что неудивительно — в однобитном режиме разный флэш пишется на деле одинаково) и далеко за пределами возможностей SATA. При этом простота конструкции позволяет таким накопителям напрямую конкурировать как раз со своими «родственниками» из SATA-семейства: основной вклад в цену вносит флэш-память, которая и там, и там одинакова.

Hikvision Crius E2000 1 ТБ

А если не пытаться остаться в тех же ценах, а доплатить немного больше? Тогда можно уже рассчитывать и на контроллер с DRAM. Если для простоты ограничиваться памятью Intel/Micron, то на данный момент это дает выбор даже между производителями контроллеров — либо один из продуктов Silicon Motion, либо... Phison E12. Хотя ранее мы привыкли наблюдать в паре с последним 64-слойную память Kioxia (экс-Toshiba) BiCS3, но в прошлом году она, похоже... кончилась. Компания полностью перешла на производство BiCS4 (и недавно анонсировала BiCS5), часть накопителей на Е12 или там S11 — на ее же использование, но в некоторых бюджетных семействах «прописалась» память IMFT. Как бы не первым SSD, где это было замечено, оказался Silicon Power A80 — старший брат А60 (хотя сейчас в нем уже начала встречаться BiCS4). Но мы для разнообразия решили взять накопитель Hikvision, на него похожий (есть в линейке Hikvision и полный аналог А60, называющийся Е1000). Просто потому, что стоит немного дешевле — за что приходится расплачиваться трехлетней гарантией. Зато за этот срок «разрешается» записать целых 1665 ТБ данных, что внушает уважение. По крайней мере, виртуальное. А вот три года — это реальное ограничение. Впрочем, многих оно устраивает — в конце концов, явный брак обычно вообще «летит» быстро, а что там будет дальше — неизвестно. Некоторые покупатели готовы приобретать устройства совсем без гарантии — дело добровольное. Наша задача — о таких нюансах предупредить :)

Плата похожа на попадавшиеся нам ранее модели на этом контроллере с BiCS3 (да и Е16 с BiCS4 аналогичны), но одно улучшение сравнительно с ними заметно сразу — накопитель стал односторонним, чего ранее в таком объеме не наблюдалось. Хотя и используется 64-слойная память Micron с кристаллами по 256 Гбит, но эти четыре чипа плотненько размещены на одной стороне.

А вот на емкости DRAM-буфера компания сэкономила: здесь всего 256 МБ DDR3L-1600, хотя Е12 при такой емкости чаще всего работает с одним, а то и с двумя гигабайтами. Но так даже лучше: те же 256 МБ и в Intel 660p, а в Silicon Power A60 и вовсе ничего (но благодаря HMB он использует до 64 МБ системного ОЗУ).

Примечательно, что контроллер практически не полагается на SLC-кэширование — да с такой емкостью такой памяти, как видим, оно не слишком-то и нужно. 18 минут 42 секунды на полное заполнение данными — это более 900 МБ/с. Когда-то такое считалось недостижимым для накопителей на TLC-памяти. Но вот как скажется уменьшение SLC-кэша да и DRAM, нужно будет оценить при более сложных нагрузках.

Что интересно, сэкономив на аппаратном оснащении и гарантийном сроке, компания снабдила накопитель радиатором, термопрокладкой и даже отверткой. Правда собирать комплект придется самостоятельно, да и радиатор совершенно простенький — на системных платах в настоящее время лучше стоят.

Образцы для сравнения

В принципе, наиболее интересно нам сравнить три этих накопителя между собой. Но без определенных реперных точек это делать не интересно, поэтому в качестве таковых мы возьмем пару устройств совсем другого ценового класса. Во-первых, Gigabyte Aorus RGB AIC NVMe SSD емкостью 1 ТБ: эталонный Phison E12 с BiCS3 и целым гигабайтом DDR4-2400 на «удвоенной» шине — с ним стоит сравнить Hikvision Е2000. Во-вторых, Samsung 860 Pro на 1 ТБ: самый-самый топ SATA-сегмента. Понятно, что покупают его давно не за производительность, но почему бы не сравнить и ее с современными бюджетными накопителями с другим интерфейсом?

Тестирование

Методика тестирования

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

Производительность в приложениях

В очередной раз убеждаемся, что для «системных» нагрузок накопитель не важен — лишь бы SSD: все «упрется» в другие компоненты. Небольшие различия есть, но не заслуживающие внимания.

Могли бы быть большими — если бы программному обеспечению требовалось больше. Но тенденции здесь видны лучше: во-первых, потенциально NVMe лучше, во-вторых, лучше уж QLC — чем без DRAM. Последнее понятно почему — все-таки тут в основном случайное чтение с малыми объемами записи.

Причем предыдущая версия пакета демонстрирует нам ровно ту же картину. Программное обеспечение за прошедшие годы поменялось — а его требования к накопителю не слишком-то.

Последовательные операции

Три разных мира: восьмиканальный Phison E12 в принципе способен «сожрать» всю полосу PCIe 3.0 x4, четырехканальные контроллеры обошлись бы и х2, а SATA600 в таких условиях всегда будет мальчиком для битья, причем независимо от остальных характеристик устройства.

Случайный доступ

Практически ровные лесенки показывают, что в накопителе все должно быть прекрасно... Но душат прекрасные порывы цены — так бы все давно купили себе по старшему Optane. А главное, что на практике это не слишком нужно: хорошо заметно, что максимальная разница достигается на «длинных» очередях — которых в обычном персональном компьютере не бывает. В более «приземленных» же сценариях «ландшафт» мгновенно становится плоским — в первую очередь потому, что производительность начинает определяться латентностью самого носителя данных, т. е. флэш-памяти, а она у разных типов последней отличается незначительно.

Работа с большими файлами

При чтении больших объемов данных NVMe-накопитель даже на QLC-памяти недостижим для любых SATA-устройств. Вовсе не какое-то открытие, однако показательно. Переход же на TLC позволяет увеличить производительность такого рода операций в полтора раза, а дальнейший рост возможен после перехода на восьмиканальные контроллеры. Каждый шаг дается не бесплатно, так что приходится выбирать — где на этом пути разумно сделать остановку.

Что интересно, на записи основная тройка испытуемых ведет себя практически одинаково. Причина, впрочем, лежит на поверхности — Hikvision E2000 практически не полагается на SLC-кэш, а вот накопители Intel и Silicon Power задействуют его по полной программе. С одной стороны, вынуждены (поскольку прошивки по-другому работать не могут), с другой стороны — могут: при большом количестве свободного места на высокой скорости «пролетают» десятки гигабайт информации.

Но если накопитель «забит» данными под завязку, картина радикально меняется. Е2000 продолжает работать на той же скорости — поскольку она от работы кэша не зависит: слишком уж последний маленький. У Intel и Silicon Power кэш тоже становится маленьким — да еще и «расчищать» его нужно вместе с «приемом» новых данных. Опять же — в этом нет ничего принципиально нового: просто следует учитывать, что производительность твердотельных накопителей на операциях записи может принципиально меняться в зависимости от их состояния. Иногда таковое даже более важно, чем аппаратная «начинка», хотя и ей пренебрегать не стоит — при одинаковом алгоритме работы контроллера и в одинаково неудобном положении А60 все-таки вдвое быстрее, чем 660р.

Еще одно слабое место Intel 660p — чтение одновременно с записью: справляется он с ним намного медленнее, чем «хорошие» (да и просто приличные) SATA-устройства. Впрочем, хорошо видно, что в таком сценарии к связке Е12+BiCS3 не на пустом месте возникали претензии: что контроллер, что сама память могут работать быстрее. И работают быстрее — но только не такой парой. Такой — хуже, чем может недорогой P34A60 (когда ему SLC-кэш позволяет, разумеется).

Рейтинги

«Агрессивное» SLC-кэширование очень способствует высоким результатам в низкоуровневых утилитах. Справедливости ради — не только в них, почему сильно критиковать этот подход не стоит. Тем более, от его «упразднения» способны выиграть разве что устройства на TLC-памяти большого объема — но при низкой емкости и/или любых количествах QLC все станет только хуже. Поэтому воспринимаем результаты «как есть»: 660р в целом существенно превосходит SATA-накопители, но, если экономить не на памяти, а на ее обвязке при близкой цене можно «выжать» и немного больше «попугаев». Ну а для максимального количества последних придется ставить и память подороже, и контроллер высокого уровня, и про DRAM для него не забывать. Вот «гоняться» за ее емкостью, возможно, и не стоит. Как минимум в быту — выбранных и Hikvision, и Intel 256 МБ вполне достаточно и при такой емкости. В серверном окружении — свои «погремушки», но им мы не занимаемся.

Если добавить в смесь и результаты тестов высокого уровня, то... Все предсказуемо: Hikvision E2000 попадает в топовый сегмент, поскольку в нем экономили на многом, но не на аппаратной конфигурации (уменьшение емкости DRAM, как уже было сказано выше, экономия, скорее, вполне разумная). Silicon Power A60 попроще, но так и задумано. И хорошо видно, что при такой емкости он может конкурировать по скорости и с устройствами формально более высокого класса, но меньшего объема. В общем, популярная в отдельных кругах идея покупать «маленький, но топовый NVMe» вряд ли является разумной — либо маленький, либо топовый :) Либо пусть и бюджетный, но тоже не маленький: емкость в случае SSD полезна не только сама по себе, но и для повышения производительности.

Итого

Обычно в рамках одного материала мы сравниваем накопители одного класса и одной емкости — и приходим к выводу, что ведут они себя примерно одинаково. Сегодня взяли разные — и получили обратный результат (кто бы мог подумать). При этом постарались подобрать участников так, чтобы их цена оставалась невысокой — и вообще близкой друг к другу. Точного равенства, разумеется, все равно не получается, поскольку если бы «разные» накопители стоили одинаково, не было бы проблемы найти «лучший». В реальных же условиях хорошо заметно, что сильное место Intel 660p и других устройств на QLC-памяти — цена. Когда она ниже, чем у сопоставимых моделей на TLC — сферы применения подбираются легко. Когда равна — TLC универсальнее, а значит, и лучше, даже при не совсем равных условиях. Абстрактно SM2263+DRAM лучше, чем SM2263ХТ, а конкретный Silicon Power A60 заметно быстрее, чем Intel 660p — и иногда в разы.

Но если ставить во главу угла скорость, то придется доплачивать. Законы физики обмануть невозможно, так что необходим «хороший» восьмиканальный контроллер с DRAM и прочими балеринами и преферансом на борту. Главное только определиться, какая именно «скорость» нужна, поскольку в разных сценариях принципиально по-разному могут вести себя даже просто разные прошивки (с разными стратегиями SLC-кэширования, например). Это хорошо проиллюстрировал Hikvision E2000: всего 12 ГБ SLC-кэша (обычно в накопителях на Е12 при такой общей емкости его размер вдвое больше) иногда маловато даже для синтетических тестов. В чем, конечно, есть и наша «вина»: оставь мы в тестах значения по умолчанию, т. е. 1 ГБ, а не 16 ГБ, этого бы «хватило». Потому и не оставляли в свое время, чтоб такие случаи «отлавливать» :) Но, как бы то ни было, получился практически идеальный SSD для переделки во внешнее исполнение: стабильная скорость на уровне не ниже ограничений USB 3.x Gen2 этому очень способствует, благо сочетается с высокой (относительно, конечно) емкостью и невысокой (тоже относительно) ценой.

В общем, выбирать недорогой твердотельный накопитель на деле сложнее, чем «дорогой» — последний-то (практически) гарантированно будет хорошо справляться с любыми сценариями. В среднем же сегменте всегда приходится танцевать «от задач» и от цены. Одно можно сказать точно: во всех случаях, когда система позволяет, выбирать желательно из NVMe-накопителей. Особенно если речь идет о емкостях в районе терабайта и выше — такие SSD все еще могут стоить недорого, но любым SATA-накопителям шансов на конкуренцию по скорости уже практически никогда не оставляют.