Методика тестирования накопителей образца 2018 года

Процесс увеличения емкости массовых твердотельных накопителей касается не только старших модификаций — постоянно растут и минимальные значения в линейках, многие из которых сейчас только начинаются с 240/256 ГБ. Цены на флэш-память параллельно снижаются, однако, по мнению многих потенциальных покупателей, снижение идет недостаточно быстро, и это заставляет все дальше и дальше откладывать покупку, поскольку «входной билет» остается не слишком дешевым.

Но хотя основной определяющей себестоимость накопителей характеристикой остается цена самой памяти, другие компоненты тоже нужны и обходятся не бесплатно. Причем стоимость контроллера, платы, корпуса и пр. фиксирована, так что одно дело — «размазывать» эти расходы на терабайт флэша, и совсем другое — на четверть терабайта. Поэтому большинство накопителей невысокой емкости давно уже обходится без DRAM-буфера и базируется на упрощенных (зато недорогих) контроллерах, так что работает куда медленнее, чем «старые» устройства той же емкости, но среднего класса (справедливости ради, те и стоили существенно дороже).

К этому добавляется еще и проблема роста емкости самих кристаллов NAND-флэш. Точнее, само по себе это проблемой не является: большие кристаллы выгодны экономически и позволяют наращивать максимальную емкость устройств. Но работают они обычно несколько медленнее «маленьких», и устанавливать их приходится в небольшом количестве — не загружая все каналы контроллера, что еще более снижает производительность. Это существенно отличает положение дел от рынка винчестеров, где производительность существенно зависит от самих пластин, а вот их количество влияет лишь на емкость (при прочих равных). Дело в том, что винчестеры хоть и относятся к запоминающим устройствам с прямым доступом, т. е. время поиска любой записи мало зависит от ее местоположения (в отличие от магнитных лент, например), но в каждый момент времени работают всего с одним цилиндром, т. е. совокупностью дорожек на всех дисках, а время позиционирования относительно велико. Латентность флэш-памяти намного ниже, а все каналы контроллера могут работать независимо друг от друга — это позволяет увеличивать производительность за счет параллелизма, но сильно снижает ее при отсутствии такового.

В общем, современный накопитель емкостью 120/128 ГБ — как правило, бюджетное устройство, имеющее невысокую производительность (возможно, даже более низкую, чем у накопителей той же емкости пятилетней давности — но и за меньшие деньги). Однако когда есть возможность использовать в компьютере несколько накопителей, и такой SSD может пригодиться в качестве системного диска. Зато дешево! А если обратиться не к брендам первого эшелона, а к продукции компаний из материкового Китая — то и очень дешево. Так что даже интересно, как оно на деле работает и что вообще можно получить за такие деньги.

Netac N600S 128 ГБ

Не попробуешь — не узнаешь, решили мы. Правда, пробовать приходится за свой счет, но денег на такой эксперимент требуется не так уж много: в частности, этот накопитель мы приобрели (благодаря предновогодним распродажам) дешевле 25 долларов. Когда-то за такие деньги и USB-флэшку приличную купить было невозможно, а тут целый SSD. Маленький — но больше и не требовалось.

Что касается начинки, то тут изначально никакой определенности не было. В частности, на сайте самой компании линейку N600S обнаружить не удалось. Да и вообще никаких накопителей на 128 ГБ — тоже. Продавцы же указывали разное, но в целом все сводилось к какой-то неизвестной 3D TLC NAND и контроллеру Silicon Motion SM2258XT. Последний, конечно, решение ультрабюджетное, но несколько менее пугающее, чем контроллеры «с материка». Впрочем, SM2258XT с ними сейчас успешно конкурирует и по цене — основным заказчиком его, похоже, был Western Digital, но после перевода линейки WD Green SSD на контроллер собственной разработки Silicon Motion пришлось куда-то девать невостребованную продукцию.

С памятью же сложнее, и диагностические утилиты ничего путного определить не смогли. Пришлось вскрывать корпус.

Маркировка микросхем, впрочем, тоже никакой определенности не внесла, а вот их количество помогло (по крайней мере, так показалось сначала). На плате действительно обнаружился SM2258XT, отсутствие разводки под DRAM-буфер и три микросхемы флэш-памяти, несмотря на наличие четырех посадочных мест. А кратное трем количество чипов (причем в основном в паре с контроллерами Silicon Motion) нам встречалось в одном и только одном случае: у 32-слойных кристаллов 3D TLC NAND «первого поколения» Intel/Micron. И связано это с несколько нестандартной емкостью последних: 384 Гбит. Соответственно, трех таковых уже с избытком достаточно для емкости в 128 ГБ, шести — для 256 ГБ, и т. д. Обратная сторона медали — использование лишь трех каналов четырехканального контроллера. Плюс определенная медлительность самой по себе этой памяти, да и не слишком быстрые контроллеры. В итоге получаем нечто вроде минимума производительности для SSD такой емкости — хуже будут разве что конфигурации на 1 Тбит; особенно QLC, а не TLC. В данном случае вроде бы не оно. С другой стороны, маркировка чипов, повторимся, ни о чем не говорит (в т. ч. и о том, не является ли часть их пустышками), а диагностические утилиты ничего определить не могут. Значит, надо тестировать. В конце концов, вопросы определения «минимума» на практике даже более интересны, чем изучение «максимумов», так что этим-то мы сейчас и займемся.

Eaget S300L 128 ГБ

Но сначала познакомимся с еще одним представителем «китаепрома», который был доставлен чуть позднее (поэтому мы отошли от алфавитного порядка), но обошелся в ту же сумму. В отличие от Netac, с продукцией этой компании мы ранее не сталкивались совсем, а вот накопитель оказался, на первый взгляд, почти идентичным — с поправкой на форм-фактор и то, что тут-то на чипах памяти обнаружилась маркировка Micron. Впрочем, диагностическим утилитам эти чипы все равно оказались незнакомы, да и по маркировке опять ничего путного найти не удалось, но, по крайней мере, это можно считать косвенным подтверждением гипотезы об использовании именно 32-слойных кристаллов 3D TLC по 384 Гбит (напомним, что кроме Intel/Micron никто продукцию такой емкости на рынок не поставлял). Контроллер — тот же Silicon Motion SM2258XT, прошивка — та же R0423A0. В общем, с точки зрения житейской мудрости, работать накопители должны идентично (или близко к тому), но мы торопиться не будем.

Образцы для сравнения

Прямых конкурентов данным устройствам в наши руки давно не попадало, да и вообще подобные минималистичные решения по текущей версии методики не тестировались. Поэтому подойдем к вопросу творчески — воспользовавшись недавним тестированием Samsung 860 Qvo 1 ТБ в качестве базы. Тем более, что этот накопитель в данном сравнении нужен и сам по себе: здесь медленная (относительно) QLC-память, зато в большом количестве, что несколько компенсирует ее медлительность. Как это будет соотноситься с небольшим объемом чуть более быстрой TLC — проверим. И в очередной раз воспользуемся еще и Toshiba TR200 960 ГБ — это тоже «DRAMless»-решение, причем на бюджетном двухканальном контроллере Phison S11. Так что такая емкость, с одной стороны, избыточна, а с другой — по крайней мере позволит контроллеру показать все, на что он способен.

Кроме того, 860 Qvo мы сравнивали с двумя ноутбучными винчестерами, благо в основном целевое назначение у этих устройств сходное. Однако некоторые читатели посчитали нужным в качестве ориентира использовать и быстрый современный настольный винчестер — что ж, у нас есть результаты Seagate IronWolf на 12 ТБ. Накопители такой емкости редко работают в компьютере в гордом одиночестве, поскольку у их покупателей деньги на SSD тоже гарантированно найдутся, но это неважно — нам просто нужен очень быстрый и современный винчестер. А это как раз такой. Причем наше тестирование показало, что IronWolf Pro на 14 ТБ работает немного медленнее, поэтому возьмем именно 12-терабайтную модель.

Но основными ориентирами будут два современных SSD среднего класса: Intel 545S 256 ГБ («полноценный» контроллер Silicon Motion SM2259 с DRAM-буфером и 3D TLC NAND Intel «второго поколения») и Samsung 860 Evo 250 ГБ. Последний в своей линейке — младший, причем производителю пришлось использовать для его производства кристаллы памяти на 256 Гбит (а не 512 Гбит, как в моделях на 500 ГБ и 1 ТБ), чтоб «не слишком тормозило». А в семействе 545S есть и модель на 128 ГБ, но ее существование в Intel не слишком афишируют (хоть и продают) — дабы не портить впечатление. Еще один аргумент в пользу того, чтобы начинать считать именно четверть терабайта разумной на сегодняшний день минимальной емкостью для массовых накопителей.

Но когда-то было не так: высокие цены самой флэш-памяти делали устройства подобной емкости более дорогими, чем нынешние терабайтники. У нас как раз «освободился» гость из тех времен, а именно PNY Prevail Elite на базе контроллера SandForce SF-2281. Емкость — 240 ГБ, причем набранные 16 чипами 25-нанометровой eMLC-памяти Intel. Когда-то (шесть-семь лет назад) это было топовое устройство, так что интересно сравнить его с современными массовыми и бюджетными.

Тестирование

Методика тестирования

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

Производительность в приложениях

Винчестеры бывают медленными и очень медленными. К первым относятся настольные модели, ко вторым — ноутбучные. Впрочем, использование разнообразных ухищрений, типа гибридизации, может «подтянуть» вторые до уровня первых — но не более того. А вот «рассортировать» подобным образом твердотельные накопители уже не выходит: в таких сценариях они всегда быстрее любых винчестеров, причем настолько, что «узким местом» в системе не оказываются. Соответственно, производительность существенным образом зависит от других компонентов, на фоне чего различия между накопителями просто теряются. И все же, если Eaget S300L ведет себя практически идентично прочим протестированным SSD, то Netac N600S на этом фоне заметно медленнее, хотя по внешнему осмотру мы предполагали одинаковую элементную базу.

А если убрать влияние прочих аппаратных и программных компонентов, оценивая только потенциальное быстродействие накопителя, разброс результатов заметно увеличивается. Особенно «страдают» ультрабюджетные конфигурации, однако и тут раз на раз не приходится: Eaget S300L практически идентичен модели TR200 и даже чуть быстрее, чем 860 Qvo, а вот Netac N600S вдвое медленнее. Конечно, даже лучшие винчестеры он обгоняет почти в пять раз — комментарии излишни. Но радикальное отставание от всех протестированных на данный момент SSD (менее 126 МБ/с в этом тесте мы не видели никогда, в том числе и на Intel X25-M почти десятилетней давности) — тоже тот еще «звоночек».

Предыдущая версия тестового пакета оперирует более легкими нагрузками, так что и разброс результатов увеличивается, и винчестеры уже зачастую с работой более-менее справляются. Но все равно винчестеры делают это заметно хуже, чем любой твердотельный накопитель — даже такой, где абсолютно все принесено в жертву снижению цены. В общем, соревнование на роль лучшего «системного» накопителя «механика» проиграла полностью и безоговорочно. Что же касается SSD, то два наших главных сегодняшних героя в очередной раз ведут себя по-разному: Netac N600S заметно медленнее, чем Eaget S300L, а тот сопоставим даже с некоторыми накопителями более высокого класса. Чем-то, кстати, соотношение результатов N600S в «обычном» и в RAW-режиме (напомним, что в последнем как раз тестируется «чистая» производительность накопителей без влияния других компонентов системы) напоминает винчестеры, а не SSD.

Последовательные операции

Как мы не раз отмечали, в отличие от большинства современных (да и не очень) твердотельных накопителей среднего класса, бюджетные устройства на базе Phison S11 до ограничений SATA-интерфейса немного «не достают». Но разницу между контроллерами можно искать при достаточном количестве памяти и «правильной» реализации платформы — что бывает в специфических конфигурациях хорошо заметно на примере Netac N600S: он даже читает данные со скоростью ноутбучных винчестеров на 5400 об/мин (зато, впрочем, по всему объему, а не только в начале). Хороший настольный винчестер вдвое быстрее. Абсолютные же значения скорости чтения свидетельствую в пользу гипотезы о всего одном кристалле флэш-памяти в данном устройстве, да еще и не самом быстром. Но в некоторых сценариях это не важно, в чем мы чуть выше и убедились. Хотя многие пользователи до сих пор обращают внимание в первую очередь на скорость последовательных операций, это больше дань истории: при сравнении накопителей одного класса (винчестер vs. винчестер) полезную информацию из этих цифр извлечь можно, а вот если речь идет о разных по принципам работы устройствах, обращать внимание (как минимум) нужно и на другие показатели.

При записи данных помогает SLC-кэширование — при агрессивном использовании и если не возникнет проблем где-то в другом месте. Netac N600S опять «провалился» до уровня ноутбучных винчестеров, а абсолютные цифры вновь наводят на мысль о наличии в нем всего одного кристалла флэш-памяти. Особенно если предположить использование медленной памяти — даже более медленной, чем первое поколение 3D TLC «интеломикрона». Вот в Eaget S300L, похоже, действительно она, и три кристалла (впрочем, одно из другого вытекает гарантированно), откуда и существенно более высокие результаты что при записи, что при чтении.

Случайный доступ

Эти тесты для винчестеров мы не используем, а при сравнении разных твердотельных накопителей друг с другом... Все понятно без комментариев: в лучшем случае SM2258XT с небольшим количеством «медленной» памяти может выдать чуть более 80 МБ/с. И то — на длинных очередях (т. е. при синтетической нагрузке). Чтение 4К QD1 — на уровне SandForce SF-2281 образца начала десятилетия. На деле мы ожидали даже худшего :) И, заметим, результаты чтения у обоих накопителей одинаковы, т. е. это можно считать общей особенностью платформы.

А вот запись показывает, что ее реализация может быть разной, что дает двукратную разницу итоговых результатов. Даже лучший в этой паре все равно является очень медленным для «рынка в целом», но все-таки какой-никакой «параллелизм» в работе Eaget S300L есть, в отличие от. На операциях записи им воспользоваться можно практически всегда, но N600S читает и пишет данные практически с одинаковой скоростью.

По показаниям этой утилиты можно сравнить твердотельные накопители с винчестерами. Однако (в очередной раз) выясняется, что «сравнивать» тут по большому счету нечего: задержки у NAND-флэш и «механики» отличаются на порядок — так же соотносится и производительность. Причем даже в тех случаях, когда невозможно (вообще или частично) задействовать присущий твердотельным накопителям «встроенный параллелизм» — например, потому что в конкретной модификации конкретного устройства его... просто нет. Когда возможно — разница может достигать и двух порядков. На практике, впрочем, более важно первое — что и приводит к качественным отличиям: типа «тормозит» / «уже не тормозит». Дальше начинаются количественные — уже менее значимые. В частности, очевидная разница результатов двух главных испытуемых в части сценариев — это именно разница показателей тестовых утилит.

Работа с большими файлами

Традиционно считается, что любые SSD от любых винчестеров всегда отличает меньшая восприимчивость к количеству потоков данных. Однако хорошо заметно, что медленные твердотельные накопители на бюджетных контроллерах могут снижать производительность сильнее, чем винчестеры. А Netac N600S ее снижать практически некуда — тут производительность в любом режиме соответствует одноканальному режиму работы, т. е. (скорее всего) наличию ровно одного терабитного кристалла флэш-памяти.

При этом стоит учитывать, что, «изувечив» устройство для получения итоговой цены на уровне USB-флэшки, в некоторых случаях и производительность можно снизить до уровня... той самой USB-флэшки, причем не слишком быстрой (результаты Eaget S300L еще более-менее, а Netac N600S старался уложиться в возможности USB 2.0 — что ему почти удалось). На этом фоне относительно стабильные 87 МБ/с у 860 Qvo выглядят очень хорошо. И получены они, напомним, большим количеством медленных (при нагрузке такого рода) кристаллов памяти. Причем емкость 1 ТБ в этом семействе — минимум, так что обычно кристаллов еще больше. Но, в общем и целом, понятно, что емкий SSD полезен не только самой по себе емкостью — хотя и это тоже важно. На деле в современных условиях «быстрый» накопитель небольшой емкости выпустить сложно. А если и получится, то стоить он будет слишком дорого для того, чтобы заинтересовать покупателей, присматривающихся именно к небольшой емкости. Таким образом, заниматься этим особого смысла не имеет — что и приводит к процессам, упомянутым в начале материала. Крупные производители постепенно мигрируют вверх (заодно сохраняя объемы выручки с каждого продаваемого накопителя), оставляя нишу для компаний, не слишком заботящихся о поддержании скоростных показателей своих накопителей на «нормальном уровне». Впрочем, и целевая аудитория их продукции обычно об этом не слишком заботится, выбирая цену любой ценой. Но с экономией можно и перестараться...

Чтение одновременно с записью в очередной раз ставит наших главных испытуемых в неловкое положение, причем обоих в одно и то же, поскольку главным «узким местом» можно считать недорогой «безбуферный» контроллер. Единственный накопитель, который от них стабильно отстает — Seagate FireCuda: «гибридность» здесь не слишком помогает, а SMR-пластины как раз и не позволяют получить высокую производительность. Старенький ноутбучный WD Blue уже не всегда медленнее, а хороший настольный винчестер — всегда быстрее.

Рейтинги

В общем и целом, Netac N600S на 128 ГБ радикально отличается ото всех прочих: он все еще «усредненно» обгоняет винчестеры (за счет принципиально иного уровня производительности на операциях с (псевдо)случайным доступом), но в разы медленнее «нормальных SSD». Впрочем, Eaget S300L, несмотря на отсутствие таких странностей в работе, воображения тоже не поражает: он может «потягаться на равных» разве что с бюджетным TR200 или со старым PNY Prevail Elite. Intel 545S «нормального» (с точки зрения современности) объема радикально быстрее, а оба SSD Samsung — еще быстрее. Причем, отметим, и Evo, и Qvo имеют минимальную емкость в соответствующих линейках — меньше в Samsung делать не стали, в том числе и чтобы удержать производительность на приемлемом уровне, хотя и могли бы.

С другой стороны, возьми мы для сравнения Intel 545S на те же 128, а не 256 ГБ, да найди еще какой-нибудь Corsair Force LE200 такой емкости в модификации с теми же 32-слойными кристаллами 3D NAND Micron по 384 Гбит (или его аналог — коих год назад было немало) — разница бы и подусохла. Вполне возможно, что подошел бы и обновленный WD Green на 120 ГБ — неспроста же производитель не брезгует производством и продажей этого семейства, но старается не выдавать его представителей на тесты :) Просто... в основном мы тестируем другие модели. И не только мы. Поэтому и те, кто интересуется вопросом абстрактно, привыкли к несколько иному уровню производительности накопителей — который обычно демонстрируется в обзорах. Потом, правда, возможны неприятные открытия при покупке вроде бы «правильной» модели, но в виде младшей модификации в линейке — а не старшей, которая везде и тестировалась. Ну а столкновение с самыми дешевыми произведениями компаний, не склонных сильно напрягаться по поводу ТТХ своих продуктов, и вовсе может вызвать шок и трепет. Тем более, что в случае последних приходится покупать кота в мешке, заранее не зная, какого именно пришлют (так что даже жизненный опыт других покупателей не всегда помогает). Причем, надо заметить, «игры» с начинкой бюджетных накопителей (вплоть до радикальной смены контроллера и/или типа памяти без явного уведомления) некогда были свойственны и более «раскрученным» производителям. Однако складывается ощущение, что в последнее время они к этому вопросу подходят аккуратнее, а по «материковой» продукции, реализуемой через интернет-аукционы, опять же, даже статистику точную не соберешь. Да и собирать ее бесполезно: напомним, что два наших главных героя используют одинаковый контроллер и визуально сходную конфигурацию флэш-памяти, да и версией прошивки не отличаются — но работают очень по-разному.

Впрочем, на деле при использовании таких устройств «по прямому назначению» особых проблем не возникает. В частности, встречаются и более медленные с точки зрения «системных» нагрузок накопители — например, eMMC-модули Toshiba/SanDisk на 64 ГБ демонстрируют раза этак в полтора более низкие результаты, нежели даже Netac N600S. Но пользоваться ими в планшетах/неттопах/«недобуках» вполне реально — больше мешает емкость, а не производительность. 128 ГБ хватит на куда большее количество сценариев, а цены подобных накопителей, как уже сказано, находятся в районе $20 и ниже. За такую сумму винчестер не купишь (разве что бывший в употреблении), т. е. в тех случаях, когда нужна минимальная стоимость компьютера, но не важны емкость и производительность, бюджетные SSD уже тоже победили «механику». Такие дела.

Итого

В принципе, оба устройства приобретались для использования по прямому назначению, а тестировали мы их просто для того, чтобы понять, чего можно ожидать за такие деньги. Стоит отметить, что в настоящий момент даже в местной рознице некоторые накопители аналогичной емкости и подобного же уровня (но более известных массовому покупателю брендов) стоят сопоставимо. Стоит ли их приобретать? Зависит от задач. В целом, это всегда бюджетные устройства. Крупные производители либо ушли из этой ниши полностью, либо без особого шума предлагают подобные же продукты по близким ценам. Стабильность результатов в их случае, впрочем, должна быть чуть более высокой — но это еще надо проверить отдельно. Покупая же устройство на разных интернет-аукционах, нужно быть готовым получить что угодно — и даже технические характеристики и/или визуальный осмотр тут не всегда могут помочь, в чем мы сегодня и убедились.

Либо можно просто не забивать всем этим голову, а считать, что современный твердотельный накопитель массовых серий только с четверти терабайта и начинается. При отсутствии же существенных финансовых ограничений и/или каких-либо специфических требований вообще стоит ориентироваться на полтерабайта и больше. Такая емкость полезна и сама по себе — позволяет не слишком задумываться о сортировке программ и данных по разным накопителям, а то и вовсе обходиться одним. И второй фактор: сейчас выпускать быстрые накопители низкой емкости сложно, да и результат этих попыток может оказаться слишком дорогим для того, чтобы его приобретали (конкретный пример — Optane SSD 800P, который даже в младшей модификации способен обгонять массовые SSD на NAND-флэш, но и обойдутся эти 58 ГБ дороже, чем 256 ГБ флэша). Это абсолютно не похоже на винчестеры, где емкость — просто емкость, а производительность могла увеличиваться, лишь когда менялись и другие характеристики (например, увеличение плотности магнитных пластин при сохранении их количества увеличивает и емкость, и скорость работы, а вот увеличение их количества при прочих равных — только емкость), так что к такому просто нужно привыкнуть. Равно как и к тому, что понятие этой самой «минимальной разумной емкости» постоянно меняется, причем в сторону увеличения. К счастью, это в немалой степени компенсируется снижением цен (оно идет несколько быстрее), ради которого все отрицательные с точки зрения чистой производительности изменения в NAND-флэш и вносятся.