Методика тестирования накопителей образца 2016 года
За последнее время мы протестировали немало твердотельных накопителей, использующих разнообразную TLC-память (как планарную, так и «трехмерную») в паре с тем или иным контроллером Silicon Motion. Причины, почему продукция небольшой тайваньской компании, некогда считавшаяся пригодной лишь для самых дешевых накопителей, внезапно стала использоваться многими производителями, включая и очень именитых, просты. Во-первых, как уже не раз было сказано, рынок сейчас в основном растет как раз за счет бюджетных SSD — особенно SATA-сегмент, где все равно никаких рекордов скорости поставить невозможно, так что и энтузиасты в его стороны смотреть перестали (у них теперь есть новые игрушки :)). Во-вторых, сам по себе ассортимент контроллеров по мере упорядочивания рынка сильно сократился из-за разнообразных слияний и поглощений. Да и не только их: например, Samsung на ранних стадиях развития рынка свои компоненты отгружал многим производителям, однако чуть позднее компания пришла к выводу, что выгоднее при наличии возможности замкнуть все производство «на себя», что позволило ей занять лидирующие позиции, но сильно уменьшило видовое разнообразие SSD. А некоторые из выживших контроллеров просто «неудобно» использовать: например, продукцию Marvell сильно портит не только относительно высокая цена, но и то, что этот производитель отгружает партнерам как правило «голые» чипы, делегируя им весь труд по разработке конечных устройств — от аппаратного дизайна до прошивки. Ну и, в-третьих, немаловажным являются технические детали. Silicon Motion всегда специализировалась на бюджетных продуктах, в результате чего даже во время гонки за производительностью ее устройства оставались одноядерными четырехканальными (т. е. ниже среднего уровня), а многие из них даже не поддерживают подключение кэш-памяти — это сохранилось и в современных версиях SATA-контроллеров. Зато темпы увеличения их функциональности, необходимой для работы с дешевой памятью, не оставляют желать лучшего — в чем мы уже неоднократно убеждались. Чего стоит только «двухрежимность» последних контроллеров, позволяющая им при наличии свободных ячеек памяти использовать их в SLC-режиме, позднее «ужимая» данные при необходимости. Это позволяет накопителям на базе недорогих SM2258/SM2259 быстро записывать до трети объема, что делает их практически неотличимыми от более дорогих устройств с MLC-памятью. Ну а поддержка LDPC-кодов, теоретически позволяющая увеличить ресурс микросхем флэша в три раза (что очень актуально для как раз для TLC) появилась еще ранее.
Последней же очень не хватает контроллерам еще одного тайваньского производителя, а именно Phison. Точнее, не всем контроллерам, а очень интересному Phison PS3110-S10. Объясняется это очень просто — данная четырехъядерная восьмиканальная (в старшей модификации, но и младшая не уступает SATA-продуктам Silicon Motion) модель появилась еще в 2015 году и была в основном ориентирована на использование MLC-памяти. Впрочем, и первые устройства на TLC его тоже использовали с успехом — все равно на тот момент LDPC-коды не поддерживал ни один из контроллеров. Позднее альтернативы начали появляться, однако S10 с различными вариантами планарной памяти на их фоне выглядел все равно неплохо. Тем более, что фактически всю работу не только по разработке референсного дизайна и прошивок, но и по фактическому производству накопителей Phison брал на себя. Но вот внедрение «трехмерной» памяти в устройства на базе S10 было сочтено неэффективным. Во-первых, из-за поддержки только «упрощенной» системы коррекции ошибок на базе BCH ECC. Во-вторых же (что тоже важно), для дешевой (в хорошем смысле этого слова) памяти желательно использовать и недорогой контроллер. Поэтому, повторимся, реализовывать поддержку 3D NAND в S10 или его «наследнике» не стали. Разрабатывать упрощенную, но улучшенную функционально версию контроллера тоже. Просто потому, что у компании формально такая уже была в ассортименте: PS3111-S11, с которым мы уже знакомились на примере очень дешевого накопителя GoodRam CX300. В таких устройствах S11 всегда выглядел неплохо, но... По сравнению с S10 он слишком уж «упрощенный» — не просто двухканальный одноядерный, но и не поддерживающий DRAM-кэш. Так что если уж сравнивать S11 с продуктами Silicon Motion, то не с лучшими моделями, а с самыми простыми — типа SM2256S. Это мы как раз в обзоре СХ300 и делали — выяснилось, что в случае недорогих устройств низкой емкости S11, вообще говоря, вполне конкурентоспособен. Во многом благодаря тому, что разработчик немного скомпенсировал отсутствие внешней микросхемы динамической памяти, встроив 32 МБ непосредственно в контроллер — для таблицы трансляции адресов и тому подобной служебной информации. И поддержка LDPC в нем, разумеется, уже есть.
Почему же тогда мы склонны сожалеть об уходе со сцены S10? Да именно потому, что по сравнению с ним S11 слишком простой, и полностью это скомпенсировать нельзя. А ведь некоторые виды 3D NAND TLC сами по себе не быстры — то же первое поколение кристаллов IMFT, которое на более-менее пристойный уровень мог вытянуть только «хороший» контроллер. И если в моделях невысокой емкости важен каждый цент, а в сравнении с «безкэшовыми» моделями Silicon Motion контроллер S11 неплох, то выпуск на его базе накопителей высокой емкости на первый взгляд кажется сомнительным занятием. Впрочем, не будем спешить, а сделаем второй взгляд — вооруженным глазом :)
Corsair Force LE200 240 ГБ
Не так давно мы тестировали Corsair Force LE емкостью 960 ГБ, содержащий в себе как раз контроллер Phison PS3110-S10, 15-нанометровую TLC-память Toshiba и DRAM-буфер DDR3-1600 объемом из расчета «мегабайт на гигабайт емкости». Как уже было сказано выше, связка до сих пор популярна и предлагается многими производителями. В том числе, и самой Toshiba — таким был ее OCZ TR150. LE200, несмотря на сходство названий, совсем другой продукт — на базе PS3111-S11 и... А вот тут-то и оказывается, что это даже не один «продукт», а целых три разных. Точнее, шесть — как и положено ультрабюджетным накопителям, существуют таковые только в версиях на 120 и 240 ГБ. Но при этом для каждой емкости есть три модификации, различающиеся типом памяти. В большинстве обзоров, например, фигурирует модель на базе той же 15-нанометровой TLC Toshiba, что и в «обычном» LE или упомянутом CX300. А вот нам досталась совсем другая версия — в которой применяются те самые 32-слойные кристаллы 3D NAND Micron по 384 Гбит. Очевидно, что это разные накопители, тем не менее существующие параллельно, и различить их можно только по полному номеру модели. В нашем случае им был CSSD-F240GBLE200C — последняя буква имеет значение, поскольку без нее как раз и получаем простую и давно знакомую планарную память. Отметим также, что за содержимое модели CSSD-F240GBLE200B мы не отвечаем. Corsair, похоже, тоже.
Впрочем, это обычная ситуация для бюджетного сегмента: «начинку» могут поменять в любой момент и в более дорогих устройствах, причем не всегда можно понять, что покупаешь, пока не купишь. Нельзя сказать, что нас такое положение дел радует, но и не удивляет тоже. В принципе, если ограничиваться моделями минимальной емкости (как в случае Corsair), никаких принципиальных отличий такие изменения не вносят, так что в обзоре мы просто посмотрим, как эта связка работает на практике. Остается добавить, что накопитель мы тестировали с прошивкой версии SBFM71.0 — что, кстати, тоже позволяет однозначно идентифицировать платформу.
Toshiba TR200 960 ГБ
Казалось бы, емкость этого устройства слишком уж отличается от LE200, так что нет смысла смешивать их в одном обзоре. Но на деле они очень похожи идеологически, а не только используют одинаковый контроллер. Напомним, что Corsair Force LE и Toshiba OCZ TR150 были практически идентичны по внутреннему устройству. А LE200 (в рассматриваемой нами модификации) и TR200 — то, что из них получилось переходом на PS3111-S11 и 3D NAND. Кстати, и аналог LE200 с планарной памятью в ассортименте Toshiba тоже был — OCZ TL100. Причем аналог еще и более полный: модельный ряд TL100 ограничивался теми же емкостями в 120 и 240 ГБ.
В этом сходство — дальше начинаются различия: Corsair не заменил всю линейку LE на LE200, а вот Toshiba реализовала весь модельный ряд, поэтому TR200 (уже без приставки «OCZ», так что накопитель показателен не только платформой) можно считать полной заменой TR150. В принципе, таковой эта модель в планах компании и является: основными становятся три линейки, две из которых будут использовать MLC-память, а одна — и вовсе интерфейс PCIe. Кроме того, в TR200 используются собственные 64-слойные кристаллы флэш-памяти BiCS 3D NAND TLC, с которыми мы ранее не сталкивались, но, учитывая обычные пути распространения платформ Phison, наверняка столкнемся в будущем. И не раз. И не только мы. И, скорее всего, все такие решения будут иметь сходную гарантию — 3 года при ограничении полного объема записи в 60 ТБ на каждые 240 ГБ емкости. Во всяком случае, Toshiba предлагает именно такую, что вполне соответствует среднему уровню для современных TLC-накопителей (выделяется на общем фоне разве что Intel 545S, но это совсем отдельная история).
Во время тестирования применялась прошивка версии SBFA12.0.
Конкуренты
Поскольку накопителей у нас сегодня два и разных, опорных точек должно быть много. Во-первых, уже не раз упомянутый GoodRam CX300 — на том же контроллере. Во-вторых, WD Green SSD 240 ГБ на базе контроллера Silicon Motion SM2256S, благо эта линейка имеет аналогичное Corsair LE200 позиционирование. В-третьих, нам пригодится Corsair Force LE емкостью 960 ГБ, благо он идентичен TR150 той же емкости (а означенный TR150 будет вытесняться с прилавков новым TR200). И для массовости мы взяли еще результаты Intel 545s и Plextor S3C емкостью 256 ГБ — как еще пару примеров связок контроллеров Silicon Motion (уже уровнем повыше) с разной TLC-памятью.
Тестирование
Методика тестирования
Методика подробно описана в отдельной статье. Там можно познакомиться с используемым аппаратным и программным обеспечением.
Производительность в приложениях
![](/img/00/02/03/98/images/01-pcmark8-score_4.png)
Мы не устаем повторять, что в тестах высокого уровня все твердотельные накопители ведут себя примерно одинаково. Однако, как видим, в бюджетном сегменте иногда можно заметить какие-то мелкие нюансы. Например, если CX300 обгонял WD Green, на основании чего мы в свое время делали вывод о том, что реализация «безкэшевых» контроллеров у Phison более правильная, то смена памяти сделала Corsair LE200 отстающим от этой пары. А вот TR200 демонстрирует неплохую производительность, но тоже чуть ниже, чем обеспечивали накопители на S10 с планарной TLC-памятью (включая его непосредственного предшественника — TR150). В целом на такие отличия можно не обращать внимания: все равно это не тот уровень, что у «механики», то есть отличия в работе любого из наших героев от винчестера будут видны невооруженным глазом, а вот проранжировать сами эти SSD можно только при помощи тестовых утилит. И только если задаться такой целью специально :)
![](/img/00/02/03/98/images/02-pcmark8-bw_4.png)
С точки зрения оценок низкого уровня (в том же тестовом пакете) различия становятся более заметными — как обычно и бывает.
![](/img/00/02/03/98/images/03-pcmark7_4.png)
В предыдущей версии PC Mark картина аналогичная. Явными фаворитами по RAW-оценке выглядят накопители на Silicon Motion с кэш-памятью. Аутсайдерами — связка из S11 и 3D NAND. Особенно в случае памяти Micron, но на низкое быстродействие микросхем первого поколения жаловались многие. Показатели же новой разработки Toshiba «ровнее», так что в плане сценариев высокого уровня TR200 можно считать равноценной заменой TR150.
Последовательные операции
![](/img/00/02/03/98/images/11-cdm-lr_4.png)
Накопители на базе Phison PS3111-S11 — одни из немногих, кто и при чтении данных не достигает ограничений интерфейса. Кроме того, в многопоточном режиме им иногда свойственно снижать производительность, что тоже не совсем типично. Но является платой за отсутствие кэш-памяти. Причем (пусть и) небольшое количество встроенной DRAM по-прежнему позволяет им работать в таком режиме быстрее, чем могут обеспечить соответствующие модификации Silicon Motion.
![](/img/00/02/03/98/images/12-cdm-lw_4.png)
Зато с записью в пределах SLC-кэша они справляются очень хорошо — особенно модификации на 240 ГБ и более. 120 же (как и предполагалось) по всем раскладам минимальный уровень — такие модели независимо от конкретных контроллеров уже и по скорости заметно проигрывают более емким. Но с окончательными выводами мы спешить не будем — запись небольшого количества данных это идеальный случай для TLC-накопителей благодаря SLC-кэшированию, а вовсе не каким-то другим особенностям. Так что посмотрим — что будет дальше.
Случайный доступ
![](/img/00/02/03/98/images/21-asssd-4k-read_4.png)
![](/img/00/02/03/98/images/22-asssd-4k-write_4.png)
AS SSD тоже «укладывается» в кэш (при выбранных нами настройках), так что подробно разбирать ее результаты мы не будем. В первом приближении наши сегодняшние герои демонстрируют поведение, аналогичное прочим накопителям.
![](/img/00/02/03/98/images/31-anvil-4k-read_4.png)
![](/img/00/02/03/98/images/32-anvil-4k-write_4.png)
Более интересны результаты Anvil's Storage Utilities, поскольку данной утилите мы специально установили рабочую область в 12 ГБ, что заведомо превышает размеры статистического SLC-кэш фактически на всех платформах. Зато немного «подыгрывает» устройствам на базе SM2258/SM2259, но это делалось не специально — просто на момент разработки тестовой методики их все равно еще не было :) Но сегодня нам важно не это, а то, что накопители на базе Phison PS3111-S11 в таком сценарии оказываются (как и ранее) одними из самых медленных. И особенно расстраивают показатели TR200 — все-таки покупая устройство небольшой емкости (типа 120 или 240 ГБ) мало кто обычно рассчитывает на высокие скоростные показатели, но эта-то линейка позиционируется Toshiba как универсальная. Впрочем, S10 с TLC-памятью тут тоже не блистал, однако это все равно не отменяет того факта, что с точки зрения низкоуровневой производительности TR200 — шаг назад по сравнению с TR150.
![](/img/00/02/03/98/images/33-anvil-read_4.png)
С другой стороны, с чтением блоками разного размера при единичной очереди команд (а это для персонального компьютера намного более частая операция, чем запись и/или «глубокие» очереди) он справляется даже получше непосредственного предшественника. Да и Corsair LE200 работает на допустимом для недорогого накопителя низкой емкости (= «бюджетный системный») уровне. В общем, все будут определять цены. А что накопители на этой платформе не слишком (мягко говоря) рассчитаны на интенсивные операции записи — так это вообще применимо к большинству устройств на базе TLC-памяти; особенно небыстрой 3D. И бороться с этим можно лишь специальными ухищрениями, которые (что заметно на примере Intel 545s 256 ГБ, отстающего от Plextor S3 той же емкости) все равно не всегда помогают.
Работа с большими файлами
![](/img/00/02/03/98/images/41-naspt-read32_5.png)
Как уже было сказано выше, до ограничений интерфейса накопители на этой платформе обычно не добираются, что заметно отличает ее от более дорогих решений (и не обязательно существенно более дорогих). Но в целом уровень производительности неплохой — для конкуренции с винчестерами (ради чего все и затевалось) более чем достаточный. В многопоточном режиме — и избыточный.
![](/img/00/02/03/98/images/42-naspt-write32_4.png)
А вот про запись мы такого сказать не можем. Впрочем, практически все современные бюджетные платформы отстают в таких сценариях от топовых настольных винчестеров даже в многопоточном режиме, но Phison S11 может проиграть и портативному внешнему жесткому диску. При небольшой емкости флэш-памяти во всяком случае и не слишком забитому данными — в противном случае обгонит, но не радикально. На практике, конечно, ничего страшного в этом нет, но сильно снижает привлекательность идеи использования такого SSD в качестве вторичного накопителя — в дополнение к быстрому и маленькому топовому «системному». Лучше уж винчестер в таком качестве и применять. Либо «основной» SSD выбирать из среднего класса, но емкостью побольше.
![](/img/00/02/03/98/images/43-naspt-rw32_4.png)
И при записи одновременно с чтением тоже никаких рекордов. Тут-то производительность уровнем повыше «винчестерной» (особенно при случайном доступе, что не так уж и редко встречается при работе нескольких программ), но внутри «твердотельного сегмента» — лишь на «нижнем базовом» уровне. Причем емкостью дело не подправить — контроллер двухканальный, так что все свои потенциальные возможности полностью реализует уже на 240-480 ГБ. Вот медленной памятью его можно только испортить, так что модели на кристаллах IMFT первого поколения вообще выглядят не блестяще. Для обработки больших объемов данных, конечно — в качестве небольшого системного накопителя тот же LE200 при условии невысокой цены будет неплох, а именно так он компанией и позиционируется.
Рейтинги
![](/img/00/02/03/98/images/34-anvil-score_4.png)
Низкоуровневый рейтинг Anvil's Storage Utilities это все подтверждает — по сути накопители на базе Phison PS3111-S11 оказываются по производительности там же, где и устройства на базе контроллеров Silicon Motion без кэш-памяти, причем и те, и другие «проваливаются» в основном на операциях записи. При использовании одинаковой флэш-памяти S11 может оказаться и более быстрым, однако способов обойти ограничения медленных видов последней в его арсенале нет. Впрочем, как видим, BiCS 3D NAND TLC Toshiba в этом качестве неплоха, но не лучше планарной памяти этого производителя. А первое поколение чипов IMFT… хорошо бы как можно быстрее заменить на второе :)
![](/img/00/02/03/98/images/99-total_6.png)
И даже если рассматривать производительность в целом — вместе с результатами тестов высокого уровня, вообще говоря, к бюджетным накопителям благосклонных, то... Toshiba TR200 хотя бы есть кого обгонять, но только лишь среди других бюджетных моделей. А Corsair Force LE200 обошел в общем зачете только старичка Intel X25-M, которому, вообще говоря, даже интерфейс немножко мешал в некоторых сценариях.
Цены
В таблице приведены средние розничные цены протестированных сегодня SSD-накопителей, актуальные на момент чтения вами данной статьи:
Corsair Force LE 960 ГБ | GoodRam CX300 120 ГБ | Intel SSD 545s 256 ГБ | Plextor S3C 256 ГБ | WD Green 240 ГБ | Corsair Force LE200 240 ГБ | Toshiba TR200 960 ГБ |
---|---|---|---|---|---|---|
виджет Яндекс.Маркет
|
виджет Яндекс.Маркет
|
виджет Яндекс.Маркет
|
виджет Яндекс.Маркет
|
виджет Яндекс.Маркет
|
виджет Яндекс.Маркет
|
Н/Д |
Итого
В принципе, оба варианта платформ, равно как и вообще все вариации на тему Phison S11, укладываются в современную концепцию разработки «максимально бюджетных» накопителей, поскольку цена продолжает иметь определяющее значение. Однако, как видим, на этом пути можно и немного перестараться — все-таки данный контроллер слишком уж упрощен разработчиком. При прочих равных, впрочем, он позволяет разрабатывать несколько более быстрые накопители, чем с использованием прямого конкурента из стана Silicon Motion, но при неравных условиях (например, с более медленной памятью) вполне может отстать. При этом экономия на DRAM-буфере заметна только в ценах устройств невысокой емкости — по мере увеличения емкости вклад в себестоимость со стороны контролера и буферной памяти в относительном исчислении уменьшается. Соответственно, устройства на Phison S11 емкостью 120 или 240 ГБ (которыми ограничиваются многие производители) имеют право на жизнь в качестве очень дешевого системного накопителя, работающего в паре с винчестером, а вот с более емкими SSD ситуация сложнее (но мы помним, как Toshiba когда-то экспериментировала с резекцией DRAM у накопителей на базе контроллеров Marvell, причем конечный итог получался не таким уж плохим). Очевидно, здесь все будет зависеть в первую очередь от конечных цен, а также условий гарантии, которые смогут обеспечить поставщики. Полку́ бюджетных решений прибыло, и это хорошая новость для покупателей, которые не могут (или не хотят) позволить себе не слишком бюджетные. А рекордов производительности сегодня все равно не следует ждать ни от каких SATA-устройств — не только использующих TLC-память и недорогие контроллеры.