Методика тестирования накопителей образца 2018 года

Как и предполагалось, основные темпы роста сейчас демонстрируют бюджетные NVMe-накопители — существенно опережая как своих более дорогих собратьев, так и (пока еще) чуть более дешевую SATA-классику. Соответственно, новые модели для этого сегмента в настоящее время анонсируются наиболее активно — всеми производителями, не исключая и Western Digital, причем в случае этой компании обновление ассортимента вообще знаковое.

Чтобы понять, почему это так, достаточно вспомнить историю. WD, вообще говоря, на рынок твердотельных накопителей выходила неоднократно, но «по-настоящему» серьезным игроком на нем стала после приобретения SanDisk. Первое время компания продолжала использовать эту привычную и раскрученную марку, но около трех лет назад появились и SSD именно под брендом WD: линейки Green и Blue. Как и следовало из названия, первая относилась к бюджетному семейству, а вторая — к «среднему классу» (в тогдашнем понимании). Общим же было использование SATA-интерфейса и «чужих» контроллеров (Silicon Motion и Marvell) в паре с планарной 15-нанометровой TLC-памятью совместного предприятия SanDisk и Toshiba (т. е. условно «собственной»).

Естественно, по аналогии с винчестерами все сразу же начали ждать появления WD Black SSD. И дождались — хоть и не совсем такого, как предполагалось: по сути, компания не стала выходить за рамки бюджетного сегмента, использовав ту же TLC-память, а для первой волны NVMe-устройств это было не совсем типичным. Многих покупателей такие решения интересовали в качестве способа выйти за ограничения SATA-интерфейса по пиковой производительности, но модели на тогдашних контроллерах (а в Black, как и во многих SSD того времени, использовался Marvell 88SS1093) с планарной TLC это обеспечивали лишь постольку поскольку, в ряде сценариев отставая и от «приличных» SATA. Но в целом с этого момента в ассортименте Western Digital появилось три потребительских линейки твердотельных накопителей: две SATA и одна NVMe.

В том же 2017 году (но уже в самом конце) компания приступила к обновлению первых двух — переведя их на 3D TLC. В Green начал использоваться и контроллер собственной разработки, не отличающийся высокой производительностью. А вот Blue 3D сохранили тот же четырехканальный контроллер Marvell 88SS1074 и DRAM-буфер, зато нарастили максимальную емкость (до 2 ТБ вместо 1 ТБ в «плоском» семействе) и перешли на пятилетнюю гарантию. В общем, хорошо было видно, какому сегменту компания уделяет максимальное внимание :)

Обновленный Black появился чуть более года назад, тоже получив 3D-память и собственный контроллер. В отличие от SATA-модели такового, SanDisk 20-82-007011 оказался весьма шустрым, функциональным и хорошо масштабируемым. Заодно компания увеличила максимальную емкость Black 2018 до 1 ТБ, а в аппаратно идентичном ему семействе Black SN750 этого года — и до 2 ТБ. В общем, NVMe-решения WD перестали казаться несуразными «гадкими утятами», но были, как и ранее, представлены одним семейством.

Теперь их стало два: к Black SN750 добавились и более дешевые Blue SN500. В принципе, полностью Blue 3D они не заменяют — как уже было сказано выше, представители этого сегмента имеют емкость до 2 ТБ, а новинки — только 250 и 500 ГБ (и больше в обозримой перспективе не будет). Но зато в «ходовых» емкостях на четверть и половину терабайта WD может предложить покупателям уже и Green (самый-самый бюджетный вариант), Blue 3D (хорошие SATA-середнячки), Blue SN500 (бюджетный NVMe) и Black SN750 (топчег), т. е. все четыре линейки, и половина из них — это NVMe. Причем одним из самых интересных вариантов начинает выглядеть как раз новинка: это уже не SATA, но еще недорого.

WD Blue SN500 250 ГБ

WD Blue SN500 500 ГБ

В принципе, по первому взгляду ясно, почему так ограничена емкость: хотя перед нами типичная платка М.2 2280, такая длинная она только для красоты: все активные элементы поместились бы и в 2230. Полностью эта возможность реализована только в ОЕМ-линейке SN520, предлагающей выбор между форматами 2230, 2242 и 2280, а потребительские модели имеют только исполнение 2280 — что на данный момент типично для этого сегмента. Но изначальная ориентация на компактность не обеспечивает свободы выбора с конфигурацией: в отведенное пространство помещается всего одна микросхема флэш-памяти. В младшей модификации в нее упаковано четыре кристалла по 512 Гбит, в старшей — восемь. И это на сегодняшний день максимум для семейства даже в теории. Более емкие модели могут появиться, скорее всего, не ранее перехода на память BICS4 (с увеличенным количеством слоев), но использование более крупных кристаллов (которые в ее случае будут) «ударит» и по скоростным характеристикам — уж точно не увеличит их.

Отметим, что Toshiba, также предлагающая платки 2230/2242, «упаковывает» в один чип не только флэш, но и контроллер. У WD SN500/SN520 он «дискретный», хотя функционально похож на используемый Toshiba — в частности, речь идет о поддержке только двух линий PCIe 3.0, да и DRAM-буфер отсутствует (но есть поддержка Host Memory Buffer, позволяющая использовать для хранения таблиц трансляции оперативную память компьютера). Маркировка контроллера — SanDisk 20-82-007010, т. е. от примененного в Black 2018/SN750 (и в их ОЕМ-родственнике SN720) отличается только последней цифрой. Впрочем, компания и не скрывала, что изначально разрабатывала масштабируемое решение, в разных модификациях применимое в разных сегментах рынка. Более интересно то, что теперь три из четырех линеек потребительских SSD WD используют собственные контроллеры — что-либо закупать приходится только для производства Blue 3D. А еще для него (как и для Black — но в отличие от Green и Blue SN500) приходится «на стороне» заказывать DRAM, которую WD не производит. Это, в частности, объясняет и невысокие цены на новые накопители: в них компания обходится только собственными компонентами, так что себестоимость может быть более низкой, чем в случае Blue 3D.

Внутренней же конкуренции между SN500 и SN750 можно не опасаться: младшее семейство по определению не только дешевле, но и медленнее. У него «у́же» интерфейс (х2 вместо х4), нет DRAM, «крупнее» (а стало быть, и медленнее) флэш (кристаллы по 512 Гбит используются только в SN750 на 2 ТБ — аналогов которому в бюджетных семействах и близко нет). Общего у двух семейств — основные алгоритмы работы контроллеров (благодаря их близкому родству), в т. ч. и SLC-кэширование — оно так и осталось статическим, причем собственно кэш имеет небольшой размер: 3 ГБ на каждые 250 ГБ емкости. В старших модификациях SN750 в итоге может «набраться» солидная общая емкость, позволяющая на полной скорости «принять» более 10 ГБ данных на полной скорости, но SN500 ограничен 3 или 6 ГБ, как и младшие SN750 — только в них сама по себе флэш-память быстрее, так что и скорость записи «за кэшем» снижается в меньшей степени.

Хотя... как нам кажется, младшему Black SN750 (емкостью 250 ГБ) можно будет в скором времени отправиться на покой — не зря же в WD даже не стали для него предусматривать модификацию с радиатором. Тем более, что гарантийные условия для Blue SN500 ближе к Black SN750, чем к Blue 3D — во всех случаях речь идет о пяти годах гарантии, — а вот полный объем записи (TBW) ограничен 150/300 ТБ — у Black SN750 200/300 ТБ, тогда как у Blue 3D «всего лишь» 100/200 ТБ (при емкости 250/500 ГБ). Что забавно, при этом рекомендованная цена Blue SN500 500 ГБ на четыре доллара ниже, чем у аналогичного Blue 3D: $75,99 против $79,99. Реальная же розничная цена, естественно, у новинки пока немного выше. Но выше она не радикально, так что за новизну, [потенциальную] производительность и улучшенную гарантию, как нам кажется, можно доплатить, благо не так и много. А вот Black SN750 уже намного дороже. Таким образом, при выборе SSD емкостью 250 или 500 ГБ для не слишком старого компьютера Blue SN500 выглядит очень хорошим компромиссом (как минимум — в ассортименте WD). Впрочем, остается еще проверить производительность этих моделей на практике, чем мы сейчас и займемся.

Образцы для сравнения

Разумеется, в обязательном порядке нам нужны результаты Blue 3D и Black — причины описаны выше. Правда мы тестировали Black SN750 только на 1 ТБ — но был и Black 2018 500 ГБ, а эти две линейки различаются незначительно. Поразмыслив, мы решили в очередной раз стряхнуть пыль и с самого первого Black на 512 ГБ — когда-то лучшего потребительского SSD в ассортименте компании.

И тройка бюджетных NVMe-накопителей: Adata XPG SX6000 Pro 256 ГБ, Toshiba RC100 240 ГБ и Transcend 110S 512 ГБ. Все — DRAM-less и с поддержкой HMB, а в Toshiba RC100 еще и память аналогичная, да и «внешний» интерфейс — тот же PCIe 3.0 x2. В принципе, можно было взять и еще какие-нибудь модели, но, как нам кажется, этих будет достаточно.

Тестирование

Методика тестирования

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

Производительность в приложениях

Поскольку (как уже неоднократно было сказано) любой твердотельный накопитель обеспечивает производительность, превосходящую уровень запросов со стороны современных операционных систем и массовых прикладных программ, не удается получить и существенно различающиеся результаты в этом тесте — как раз призванном эмулировать перечисленных. Впрочем, NVMe-накопители (даже самые простые и недорогие) здесь всегда чуть лучше, чем даже лучшие SATA-устройства, но этим можно и пренебречь. Собственно, почему как раз в первую очередь для большинства покупателей актуальны цены и некоторые другие особенности, а вовсе не абстрактная производительность.

Потенциально же NVMe-устройства и в качестве «системных накопителей» могут демонстрировать более высокую производительность, нежели их SATA-собратья. И касается это даже современных DRAM-less моделей — которые еще и, как видим, быстрее некоторых «полноценных» представителей первой волны. Пусть и не ставят рекорды — современные же накопители высокого уровня (и подобающей емкости) еще быстрее. Однако, повторимся, имеет это лишь теоретическое значение — на деле более чем достаточно «полосы пропускания» и в 100 МБ/с (в терминологии этого теста), но... Винчестеры и близко не подходят к этому значению, а все SSD (за исключением разве что самых простых и дешевых моделей) существенно превосходят. И будет это 250-300 МБ/с (приличный SATA) или 1,5 ГБ/с (Optane SSD 905P) — уже не важно.

Предыдущая версия тестового пакета хоть и формально имитирует более старое программное обеспечение, но вот результаты от этого принципиально не меняются. Любые NVMe-накопители быстрее, чем SATA, причем касается это и «старых» или бюджетных моделей (новые небюджетные еще быстрее), но заметной разница становится, лишь если измерять «чистую» производительность дисковой системы — то есть, по сути, переходить к синтетическим нагрузкам, пусть и на базе реальных приложений.

Последовательные операции

В этих сценариях (особенно при многопоточном чтении) актуальна «ширина» интерфейса, так что SATA ловить вообще нечего. С другой стороны, несложно также заметить, что четыре линии PCIe в бюджетном сегменте (или устройствам первой волны) тоже не слишком-то нужны: Adata SX6000 Pro за ограничения двух выбрался не так уж и далеко (а возьми мы SX6000 Lite на том же контроллере, так тот и не выбрался бы вообще), Transcend 110S — почти нет, а первый WD Black… Ладно — не будем о грустном — поскольку когда-то эта модель была лучшей в ассортименте WD, придется проявить уважение к аксакалу. Сейчас этот уровень достижим куда более простыми накопителями. В общем, самое главное тут то, что производительность Blue SN500 соответствует позиционированию — конечно, эти SSD при чтении данных в пару раз медленнее, чем Black 2018/SN750, но в своем классе им есть с кем побороться на равных, а то и обогнать. А если рассматривать их как недорогую альтернативу SATA-устройствам — тем более все хорошо.

С записью ситуация повторяется. Накопитель на 250 ГБ, конечно, могу бы работать и побыстрее — жизнь ему сильно портит использование крупных (относительно — для такой емкости) кристаллов. Но и это уровень, недостижимый любыми SATA-устройствами, да и многими «историческими» NVMe-накопителями тоже. Старшая модель — еще быстрее. Тем более, при такой нагрузке «взрослый» Black 2018 тоже не слишком-то далеко отрывается от бюджетных накопителей — к вящему удовольствию покупателей последних.

Случайный доступ

Как и следовало ожидать, Blue SN500 стабильно быстрее Blue 3D и не менее стабильно медленнее Black 2018. Сравнение с «историческими» моделями или современными конкурирующими разработками уже менее однозначное — все зависит от конкретной нагрузки. Но, в общем и целом, каких-либо замечаний к работе испытуемых нет — на рекорды никто и не рассчитывал, а производительность, уровнем выше, чем у SATA-устройств, априори обеспечена.

Более короткие очереди картину несколько сглаживают, но принципиально ее не меняют.

Да и в этих сценариях тоже практически все, как и ожидалось. Однозначным аутсайдером является Blue 3D — благо SATA. Несколько неожиданными на общем фоне, разве что, могут показаться результаты Transcend 110S, но они объяснимы тем, что SM2263XT (равно как и другие современные контроллеры Silicon Motion) «не торопится» ужимать данные из SLC-кэша в TLC-массив. Это полезно с точки зрения работы с временными файлами (которые что современные ОС, что прикладное ПО «плодят» в больших количествах), но несколько завышает результаты низкоуровневых бенчмарков. Такое же поведение свойственно и современным контроллерам Phison, а вот прочие в нем «не замечены», так что их можно сравнивать напрямую. Но, как видим, можно и не сравнивать :)

Работа с большими файлами

Как уже было сказано выше, несложно заметить, что четыре линии PCIe в бюджетном сегменте (или устройствам первой волны) не слишком-то нужны. Причем переход от низкоуровневой синтетики к реальному чтению большого объема данных из файлов показывает, что они и вовсе не нужны: SX6000 Pro в данном случае отстает даже от RC100, хотя последний к слишком быстрым не относится. А вот WD Blue SN500 в многопоточном режиме «выбирает» возможности PCIe 3.0 x2 полностью. И, возможно, мог бы работать еще быстрее — не ограничь компания контроллер специально. А так получилась «половинка» Black — нового, разумеется, поскольку старый в обоих сценариях медленнее. Напомним, что чуть более года назад это был самый быстрый накопитель WD — прогресс внушительный. А с SATA сравнивать результаты в любом случае бессмысленно — скорость чтения данных он ограничивает очень давно.

При записи же хотя бы до него надо еще «допрыгнуть» — что удается далеко не всем накопителям; особенно небольшой емкости. Так, как видим, Toshiba RC100 на 240 ГБ отстает даже от WD Blue 3D, но на 500 ГБ, а Adata SX6000 Pro 256 ГБ обгоняет последний лишь в многопоточном режиме. Что же касается WD Blue SN500, то младшая модификация сильно «страдает» из-за низкого параллелизма: четырех кристаллов по 512 Гбит маловато. Впрочем, даже она обгоняет тот же WD Blue 3D вдвое большей емкости, а при равной разница будет еще более заметной. Старший же SN500 безусловно хорош — он и от Black 2018 отстает не сказать, чтоб радикально.

Особенно выигрышно новички смотрятся в этих сценариях — из отсутствия DRAM не обязательно следует слишком низкая производительность. Особенно если говорить о старшем SN500 — который способен выступать на уровне терабайтных накопителей на Phison E12, например. С другой стороны, и младший на общем фоне неплох — особенно с учетом позиционирования. Во всяком случае, он быстрее любых SATA-накопителей — даже лучших их представителей, типа Samsung 860 Pro. Кстати, позади остается и Intel SSD 760p 256 ГБ. В общем, при желании производителя даже оперируя бюджетной памятью и очень бюджетным контроллером можно достичь многого. Но чудес, конечно, не бывает — Black 2018 еще быстрее.

Рейтинги

В итоге приходим к тому, что оба накопителя неплохо справляются с любыми нагрузками — и хорошо «встраиваются» в плотные ряды NVMe-устройств. Разумеется, не ставя при этом никаких рекордов — так изначально и было задумано. Главная их задача — работать быстрее, чем SATA-устройства, но продаваться по сопоставимым ценам, и с этим они справляются отлично. А что иногда могут обгонять и накопители формально более высокого класса — это просто приятный бонус.

Итого

Понятно, почему до последнего времени производители основное внимание уделяли SATA-сегменту: во-первых, намного больше инсталляционная база, во-вторых, давно разработанные (и отработанные :)) контроллеры и платформы. В таких условиях NVMe-накопители являлись в основном игрушками для гиков и прочих энтузазистов, готовых платить даже за абстрактных «попугаев», лишь бы это было современно и модно (разумеется, речь лишь о применении в персональных компьютерах и ноутбуках — в других избушках свои погремушки встречаются). На данный момент положение дел несколько изменилось: во-первых, количество систем, где можно применять такие устройства, уже достаточно велико (и речь не только о самых новых компьютерах), во-вторых же, начала сказываться возможность сэкономить даже немного больше, чем на SATA. И в этом качестве новые WD Blue SN500 — отличная иллюстрация проистекающих процессов. Ведь для производства этих устройств, как уже было сказано, компании практически ничего не требуется закупать у сторонних поставщиков: DRAM в них просто нет, а контроллер — собственный (причем все вложения в его разработку в основном были «отбиты» уже на Black 2018/SN750). Скоростные же показатели все равно оказываются более высокими, чем даже у лучших SATA-устройств. А уж о сравнении с самыми дешевыми SATA, также использующими безбуферные контроллеры, и речи не идет: в каких-то сценариях «оторваться» можно просто за счет более быстрой связи с хост-системой, в каких-то эффект усиливается дополнительно за счет применения HMB, а где-то «работает» уже то, что сами контроллеры все-таки новее, так что при их разработке была проведена необходимая работа над ошибками и «расшивка» узких мест. Увеличение скорости на практике не такое уж значимое, но когда за него не требуют доплачивать — почему бы и нет? В конце концов, и чисто психологически покупка SN500 на 500 ГБ вместо «старого» SSD невысокой емкости выглядит куда привлекательнее, чем Blue 3D на те же 500 ГБ, даже когда только емкости на самом деле и не хватало.

В общем, шаг предсказуемый — и очень удачный. Естественно, WD Blue SN500 не является «вундервафлей»: это нишевое решение, оптимальное именно в пределах своей ниши. Поэтому Western Digital изначально ориентировалась только на самые ходовые емкости и невысокую цену, а всем, чем можно было пожертвовать ради экономии, пожертвовала. Кроме того, новое семейство было ограничено дополнительно, дабы не создавать конкуренцию более дорогим собственным продуктам WD: очевидно, например, что компании ничего не стоило (максимум — несколько десятков центов на чуть более сложную разводку платы и «лишние» миллиметры контроллера) сохранить интерфейс PCIe 3.0 x4, причем в части сценариев это какой-никакой эффект бы обеспечило. Но сделано как сделано — с целью, повторимся, создать массовое предложение ходовой емкости, но более производительное, чем SATA-накопители. Что, в принципе, очень многим покупателям как раз и требуется.