Тестирование SSD Crucial P2 500 ГБ в третьей версии за два года — снова с TLC-памятью

Методика тестирования накопителей образца 2021 года

Мы (да и вообще все, кто занимается тестированиями разного оборудования) нередко слышим упреки в отрыве от народа: дескать, зачем тестировать всякие дорогие игрушки, когда большинство покупателей выбирает более бюджетные продукты — а в этом случае точная информация нужна даже больше. Претензия с одной стороны справедливая, а с другой — не все так однозначно. Топовый сегмент — место, где как раз в наибольшей степени проявляются веяния прогресса и в первую очередь реализуются новейшие технологии. Такие устройства интересно изучать — и про них интересно читать. Несмотря на то, что покупка не планируется — может, даже, и благодаря этому: если с новинками не получается познакомиться лично, то пусть про них хотя бы кто-то расскажет.

Что же касается бюджетного сегмента, то в нем этот самый «прогресс» проявляется исключительно в форме: дешевле, еще дешевле, настолько дешево, насколько возможно — а теперь еще дешевле. Новые технологии, впрочем, этому обычно способствуют — но с определенной задержкой. Это хорошо видно, например, на примере процессоров. Долгие годы все обновления ассортимента Intel начались с топовых моделей — а до Celeron и Pentium добирались где-то через пол-года. И к тому моменту обычно детали новой микроархитектуры оказывались изученными от и до, так что и добавить нечего было. А в настоящее время бывает и так, что что-то может даже не добраться — к примеру, настольные AMD Athlon по сути своей продукты трехлетней давности, да и Intel в младших семействах «одиннадцатое» поколение Core просто пропустил.

Но с процессорами, хотя бы, все понятно: новые технологии либо есть — либо нет. Бюджетные же SSD это адский коктейль, в котором вообще не всегда понятно — а что же такое лежит на прилавках? Конфигурации производителями не фиксируются, меняются регулярно до неузнаваемости, некоторые названия моделей существуют при этом годами — но под ними продаются совершенно разные устройства. На разных контроллерах и разной памяти. И тут даже «устаревшие» обзоры могут покупателю просто навредить — когда он хочет купить одно, а получает... Разве что, указанную емкость и интерфейс — с этим, как правило, не вольничают. А вот все остальное — другое, нежели в найденном обзоре. Самое смешное, что иногда даже достается более ценный мех. Просто другой.

Сегодня мы решили как раз немного отступить от традиций — и познакомиться с бюджетным SSD. Популярным, небезынтересным — и с очень показательной историей. Как нельзя лучше иллюстрирующей процессы в этом сегменте рынка.

Crucial P2: небольшая историческая справка

Долгое время в ассортименте Crucial не было NVMe-накопителей. Настолько долгое, что это уже даже стало неприличным — все-таки Micron (который эту марку для розничного рынка и использует) является одним из крупнейших производителей флэш-памяти. И используют ее очень многие производители, в том числе в топовых устройствах — но таких под брендом Crucial не было. Были только привычные и проверенные SATA-устройства. В конечном итоге — семейств МХ500 и ВХ500, тоже неоднократно менявшихся в процессе производства.

А NVMe компания начала покорять с низов — появились SSD семейства Crucial P1. По-своему любопытные — но это практически полный аналог Intel SSD 600p, т. е. одни из первых накопителей на базе QLC-памяти со всеми вытекающими. Дальше дорожки компаний немного разошлись — в Intel решили доказать, что не так плоха QLC, как ее малюют, и даже добились определенных успехов на этом поприще. А в Micron сочли, что контроллер Silicon Motion SM2263 для этого сегмента дороговат — хоть это и упрощенное четырехканальное решение, но не самое простое, да еще и требующее наличия DRAM-буфера. Вариантов удешевления на тот момент у компании было два: безбуферный Silicon Motion SM2263ХТ — либо аналогичный Phison E13T. Компания Phison долгое время в производимых под своим контролем SSD (а она давно уже предпочитает отгружать партнерам готовые устройства, но не контроллеры) использовала в основном память Kioxia, затем сотрудничество немного попортилось и потребовались альтернативные поставщики флэша — в общем, судя по всему, с ней удалось договориться на более выгодных условиях. И в Crucial P2 прописался как раз Phison E13T — хотя до этого большинство накопителей Crucial использовали контроллеры Silicon Motion, а для топовых SSD Micron готовил собственные продукты.

Что же касается памяти, то использование QLC планировалось продолжать и дальше — она дешевле. Исключение было сделано лишь для Р2 на 250 ГБ — в таком объеме от QLC ничего приличного по производительности ожидать не приходится, но он до сих пор очень востребован в рознице. Применение TLC в младшей модели и QLC в 500 ГБ и выше было сразу же заложено и в спецификации. Не в прямом виде — явно указывать тип памяти в этом сегменте до сих пор не всегда принято. А в косвенном — для 250 ГБ декларировалась скорость последовательной записи 1150 МБ/с, для 500 ГБ — 940 МБ/с, а для 1 и 2 ТБ уже 1800/1900 МБ/с. Во всех случаях — исключительно в SLC-кэш, а разница образовывалась в т. ч. из-за размеров кристаллов. Именно поэтому Phison E13T с 500 ГБ QLC даже в кэш пишет столь медленно — в чем мы уже убеждались на практике на примере Seagate BarraCuda Q5 емкостью 500 ГБ. Кстати, как раз использующей 96-слойную QLC-память Micron, т. е. P2 должен был быть точно таким же, как Q5. За исключением младшей модификации, которая должна была принципиально отличаться от всех остальных — поскольку в ней предполагалось применять TLC NAND.

Действительность же оказалась более интересной. То ли у компании первое время не хватало QLC, то ли с какой-то практической целью, но в первых партиях «пятисоток» тоже стояла 96-слойная TLC. Именно такие модели разошлись по обзорам и магазинам. Потом подключилось сарафанное радио — так что устройство резко стало популярным: серьезный бренд, пять лет гарантии, низкая цена и TLC. Но, по мере увеличения производства, внезапно оказалось, что первые три пункта в наличии — а вот четвертого нет. В принципе, и не обещали — но осадочек-то остался. И попал в копилку подобных же историй со многими другими недорогими (а то и не совсем недорогими) SSD, где конфигурация ухудшалась.

А потом она взяла — и улучшилась. Связано это было с освоением Micron новейшей 176-слойной TLC-памяти, которая оказалась не только очень быстрой (по ряду параметров на сегодня самой быстрой на рынке), но и недорогой. В то же время улучшить QLC NAND компания то ли не смогла, то ли не захотела — а продолжение выпуска 96-слойных кристаллов утратило смысл. Поэтому многие ходовые модели перешли с 96-слойной QLC на 176-слойную TLC — включая и в очередной раз поменявшийся Crucial P2 на 500 ГБ. Возможно, даже не только эту модификацию процесс затронул — поскольку это не самый большой кульбит в истории. К примеру, Kingston NV1 емкостью 1 и 2 ТБ изначально встречался на Phison E13T и QLC (т. е. тоже аналогично Crucial P2), а сейчас в продаже замечены модификации на Silicon Motion SM2263XT, но с той самой 176-слойной TLC. Может быть, и какие-то еще накопители получили столь же внезапный апгрейд — повторим еще раз: в этом сегменте можно либо гадать, либо точно утверждать что-либо исключительно про попавший в руки экземпляр устройства. Через месяц в магазине может быть что-то другое, через два — третье, а вот название останется прежним.

Но, во всяком случае, Crucial P2/500 третьей версии (т. е. на TLC — как и в первой, но в отличие от второй) к нам в руки попал. Почему и интересно стало посмотреть — а как он работает. А то, может статься, и никакого выигрыша от скоростной памяти на деле не будет.

Crucial P2 500 ГБ

Внешне — ничего особенного. И не только если говорить про SSD на этой платформе — платки M.2 в принципе достаточно однообразны. А уж если речь идет о решениях на безбуферных четырехканальных контроллерах, то все еще проще — они сплошь односторонние, так что все интересное отлично закрывается наклейкой. Почти все — версия прошивки P2CR04x однозначно свидетельствует о том, что перед нами та самая третья версия.

Но надо отдать должное компании — она «постаралась», чтобы эта модификация не отличалась от второй. Виной тому политика кэширования, неудачная для Phison E13T. Под SLC-кэш отводятся все свободные ячейки, что позволяет на трети свободного места удерживать скорость на уровне 1960 МБ/с (при заявленных 940 МБ/с — напомним), зато потом приходится переписывать уже записанные ранее данные и новые принимать, а контроллер одноядерный и не слишком быстрый. В итоге скорость «за кэшем» падает примерно до 70 МБ/с.

Для сравнения — если тому же контроллеру «оставить» только небольшой статический кэш, то за его пределами мы получим уже порядка 500 МБ/с (это терабайтный MSI Spatium M370, однако практика показывает, что и 500 ГБ с такими настройками кэша работают аналогично).

«Кэш на полную» вообще свойственен как раз модификациям с QLC NAND — вот так ведут себя BarraCuda Q5 (верхний график) и Kingston NV1 (нижний) на том же контроллере с 500 ГБ и 2 ТБ QLC. Разница в абсолютных результатах как раз и обусловлена разной емкостью — Crucial P2 второй версии с теми же количествами памяти показывал бы такие же цифры. Однако несложно заметить, что и третья недалеко ушла. TLC, разумеется, быстрее, да и кристаллов при прочих равных больше (размер каждого 512 Гбит и 1 Тбит соответственно), так что выше степень параллелизма, увеличивающая скорость. Но принципиальное поведение в первую очередь зависит от прошивки.

Хорошо это или плохо? Универсального ответа в технике не существует. Разумеется, подобный подход не является удачным для накопителя «под данные» — когда возможны не только чтение, но и запись больших объемов информации сразу. Но основная роль бюджетных SSD — основной и единственный накопитель в бюджетном же компьютере. В этом случае продолжительные нагрузки по записи редки (нужному количеству данных неоткуда взяться), а короткие всплески активности эффективно поглощаются SLC-кэшом — который все же придуман для того, чтоб в него «попадать», а не «промахиваться». Однако большое значение будет иметь запас свободных ячеек (чтобы максимизировать кэш) и алгоритмы его очистки. Последнего по результатам низкоуровневых утилит не разглядишь, так что имеет смысл перейти к более сложным сценариям. Упомянув лишь то, что гарантийные условия в данном конкретном случае от типа памяти в конкретной модификации не зависят — срок, как уже сказано, пятилетний, но он ограничен полным объемом записи (TBW) в 150 ТБ, т. е. 30 ТБ в год. Впрочем, при использовании устройства по прямому назначению никаких проблем это не вызовет — тут важнее срок, а записывать по 100 ГБ каждый день без передышки никто не станет. Но нельзя не упомянуть, что для TLC такой емкости более свойственны «разрешенные» 60-80 ТБ в год. О чем не стоит забывать.

Тестирование

Методика тестирования

Методика подробно описана в отдельной статье, в которой можно более подробно познакомиться с используемым программным и аппаратным обеспечением. Здесь же вкратце отметим, что мы используем тестовый стенд на базе процессора Intel Core i9-11900K и системной платы Asus ROG Maximus XIII Hero на чипсете Intel Z590, что дает нам два способа подключения SSD — к «процессорным» линиям PCIe 4.0 и «чипсетным» PCIe 3.0, но первое нам сегодня не пригодится. В отличие от «чипсетного» же контроллера SATA600 — одному из участников тестирования нужен именно такой способ подключения.

Образцы для сравнения

Сравнивать Crucial P2 нам особо не с кем — в основном мы тестировали устройства более высокого класса. С другой стороны, есть модель Seagate BarraCuda Q5 емкостью 500 ГБ, которая идентична другой версии Р2. Есть MSI Spatium M370 1 ТБ на похожей платформе (различия в емкости для нее не принципиальны в данном случае), но с другой логикой работы SLC-кэширования. А еще по этой версии методики мы тестировали WD Red SA500 емкостью 500 ГБ. Официально он предназначен для NAS, но аппаратно идентичен бытовому WD Blue 3D — хорошему SATA-накопителю среднего уровня. С которым Р2 точно имеет смысл сравнить — чтобы понять, нужна ли на деле такая реализация NVMe или лучше подобрать что-нибудь другое.

Предельные скоростные характеристики

Низкоуровневые бенчмарки в целом и CrystalDiskMark 8.0.1 в частности давно уже пали жертвой в неравной борьбе с SLC-кэшированием — так что ничего, кроме самого кэша, протестировать и не могут. Однако и публикуемая производителями информация о быстродействии устройств тоже ограничена его пределами, так что проверить их всегда полезно. Тем более, что вся работа над кэшированием как раз и ведется для того, чтобы и в реальной жизни как можно чаще «попадать в кэш». И демонстрировать высокие скорости, несмотря на снижение стоимости памяти.

Освоение быстрых интерфейсов во многом дань как раз последовательным операциям — недаром эксперименты с PCIe начались еще до появления протокола NVMe. И тут, казалось бы, все ясно. Если забыть об уже сказанном — пробиться сквозь кэш низкоуровневые утилиты неспособны. Так что это лишь пиковые значения. Зато красивые.

Что же касается столь любимыми многими «рандома», то тут иногда и между интерфейсами разница отсутствует. А при одинаковом контроллере — зависит от латентности конкретной памяти, но разброс между разными вариантами таковой не слишком велик.

При записи отлично работает SLC-кэш, так что SATA тут ловить нечего. А дальше вспоминаем, что в Q5 контроллер работает вообще без чередования (четыре кристалла по 1 Тбит), в Р2 — с двукратным (кристаллы по 512 Гбит, так что их уже восемь), а в М370 — с самым эффективным четырехкратным (16 кристаллов). Вот и основная причина разных результатов.

Вопреки расхожему заблуждению, на скорость работы реального ПО подобные операции оказывают куда большее значение: «длинным» очередям, как уже сказано, взяться на практике неоткуда — зато блоки, отличные от 4К байт, встречаются очень часто. Количество операций в секунду на «больших» блоках немного снижается, но сами они больше — так что результирующая скорость в мегабайтах в секунду оказывается более высокой. Поэтому по возможности все и стараются работать именно так. И вот тут-то становится понятно — зачем нам нужен NVMe. Любой — даже, казалось бы, настолько «страшная» конфигурация, как E13T+QLC невысокой емкости. А Crucial P2 в нынешней (третьей) версии еще лучше.

С записью тоже все нормально — по крайней мере, пока удается «попадать» в кэш. Вот промахи — болезненны. И чем бюджетнее устройство, тем больнее.

Смешанный режим тоже важен — ведь в реальности (а не в тестовых утилитах) редко бывает такое, что долгое время данные приходится только писать или только читать. Особенно в многозадачном окружении — и с учетом богатой внутренней жизни современных операционных систем. Но ничего нового мы тут не видим — даже дешевые NVMe-накопители способны обгонять и более дорогие SATA-устройства, а вот среди них обычно скорости очень прямо связаны с ценами (скорее, с себестоимостью, конечно).

Работа с большими файлами

Но, как бы хороши не были показатели в низкоуровневых утилитах, достигнуть таких скоростей на практике удается далеко не всегда. Хотя бы потому, что это всегда более сложная работа — тот же CrystalDiskMark работает с небольшими (относительно) порциями информации, причем внутри одного файла. Во-первых, таковой в современных условиях практически всегда и гарантировано располагается в SLC-кэше все время тестирования, во-вторых, не нужно отвлекаться на служебные операции файловой системы — реальная запись одного файла это еще и модификация MFT, и журналы (основные используемые в работе файловые системы журналируемые — и не только NTFS), так что писать приходится не в одно место последовательно, а в разные (и частично — мелким блоком). В общем, большую практическую точность дает Intel NAS Performance Toolkit. При помощи которого можно протестировать не только кэш. И не только на пустом устройстве, где он имеет максимальные размеры — а и более приближенный к реальности случай, когда свободного места почти нет. Что мы всегда и делаем.

Работа в один поток — самый частый (146% случаев), но и самый сложный сценарий. А контроллеры Phison в настоящее время вовсю используют SLC-кэш и для ускорения чтения (что нередко называют «оптимизацией под бенчмарки», хотя на деле оно под работу с временными файлами в целом). Впрочем, даже когда это не получается (данные вытеснены при заполнении SSD), чтение — процедура относительно простая, так что SATA-интерфейса давно не хватает.

В многопоточном режиме некоторые бюджетные четырехканальные контроллеры до сих пор иногда скорость даже снижают. Phison E13T к счастью как максимум ее не слишком увеличивает. Но увеличивает. В чем, собственно, и есть основной смысл выпуска дешевых NVMe-накопителей — они быстрее даже дорогих SATA, но дешевле.

Для быстрой записи нужна быстрая память — или большие ее количества. А лучше и то, и другое. Полностью на кэш полагаться опасно, а если это и делать, то желательно его, хотя бы, чистить в паузах. Crucial P2 в принципе все, что может — делает. Так что и поругать особо не за что — мы опасались худшего.

Поскольку и однопоточная запись на деле внутри превращается в многопоточную, особой разницы в результатах этих сценариев нет. Разве что Crucial P2 расчистив при первой же возможности достаточное количество места в кэш бодро вырывается в абсолютные лидеры.

Запись с чтением — из той же оперы, поскольку лимитирующим фактором обычно оказывается как раз скорость записи. Если с ней проблем нет, то и с результирующей скоростью тоже не будет. А с этим снова все вышло просто — большой кэш и быстрая его расчистка оказываются лучше, чем маленький для записи ограниченных объемов информации. Для чего все и затевалось.

Повторение пройденного. Как уже было сказано выше, такая политика кэширования вредит длительным операциям записи — но вот если они периодические «порционные» метод пишем-чистим оказывается эффективным. Пока каждая порция информации помещается в кэш, разумеется. И пока есть паузы для его очистки. В этом тесте все выполняется, а вот в следующем — не будет.

Комплексное быстродействие

На данный момент лучшим комплексным бенчмарком для накопителей является PCMark 10 Storage, с кратким описанием которого можно познакомиться в нашем обзоре. Там же мы отметили, что не все три теста, включенных в набор, одинаково полезны — лучше всего оперировать «полным» Full System Drive, как раз включающим в себя практически все массовые сценарии: от загрузки операционной системы до банального копирования данных (внутреннего и «внешнего»). Остальные два — лишь его подмножества, причем, на наш взгляд, не слишком «интересные». А вот этот — полезен в том числе и точным измерением не только реальной пропускной способности при решении практических задач, но и возникающих при этом задержек. Усреднение этих метрик по сценариям с последующим приведением к единому числу, конечно, немного синтетично, но именно что немного: более приближенных к реальности оценок «в целом», а не только в частных случаях, все равно на данный момент нет. Поэтому есть смысл ознакомиться с этой.

Как уже было сказано выше, в данном случае времени на расчистку кэш нет. Пока накопитель пуст, это не мешает — общая емкость SLC-кэш составляет, напомним, более трети свободных ячеек, т. е. больше полутора сотен гигабайт. Если же мы оставляем всего сотню, то быстро записать можем только немногим более 35 ГБ — а Full System Drive нужно куда-то запихать 80 ГБ. И вот с этим уже возникают сложности — а производительность снижается практически до уровня приличных SATA-накопителей. Но выше мы не раз видели примеры, когда эта схема отлично справляется с работой, так не компенсирует ли одно другое? Мы считаем, что нет. По большому счету при покупке топового SSD мы платим не просто за высокие показатели — а за стабильно высокие показатели. Равно как и в среднем классе нужны стабильно средние. А в бюджетном получаются высокие пиковые (с чем даже Seagate BarraCuda Q5 справляется — пока SLC-кэш не кончится), но далее (внезапно!) могут случиться неожиданные тормоза на ровном месте. И самое неприятное, когда неожиданные. С другой стороны... По-хорошему, не такие уж и тормоза — раз даже в худшем случае на уровне SATA (в отличие от устройств с аналогичным объемом QLC). Так что по соответствующей цене подход право на жизнь имеет. Но могло бы быть и лучше. «Железо» позволяет — а вот оптимизации прошивки нет.

Итого

Crucial P2 500 ГБ — по-своему забавный SSD, в котором прямо со старта должна была использоваться QLC-память, но первое время встречалась TLC, а потом TLC опять вернулась. Такое в современном мире бывает нечасто — обычно уж померла так померла. Поэтому мы и говорим: случай забавный. Нельзя сказать, что накопитель Crucial плох на общем фоне или, напротив, заметно выделяется в лучшую сторону. Это обычная бюджетная модель, которая в ряде случаев придется очень даже к месту — когда с SATA связываться уже не хочется (тем более, что там все эти тенденции еще более заметны), но и платить больше смысла не видно (или нет такой возможности). Просто следует учитывать заранее, что выбор в этом сегменте зачастую сводится к покупке кота в мешке. Есть вероятность получить что-то хуже, чем предполагалось — но бывает и обратное. В любом случае разница между этими ситуациями на деле не так уж велика, как может показаться. То, что заявлено, крупные производители обычно выполняют. Другой вопрос, что и четкие однозначные «заявления», как правило, встречаются немного за другие деньги. Здесь же фактически фиксируются исключительно емкость, интерфейс, форм-фактор — и условия гарантии. А цену, по которой весь этот набор продается, имеет смысл смотреть уже в конкретном магазине на момент покупки. От перечисленных характеристик и стоит отталкиваться, не пытаясь что-то додумывать — иначе слишком легко разочароваться.