Тестирование SSD Digma Pro Top P6 1 ТБ на первом и пока единственном контроллере с поддержкой PCIe Gen5

Методика тестирования накопителей образца 2021 года

Компьютеры со слотами PCIe Gen5 относительно массово продаются уже два года, а втыкать в те слоты по-прежнему практически нечего. То есть, есть чего — но только пользуясь совместимостью разных версий PCIe. А вот именно рассчитанного на Gen5 оборудования практически нет. Впрочем, и удивляться тут тоже нечему. Во-первых, извечная проблема курицы и яйца — сначала появляется новый интерфейс, а потом уже для него разрабатывают периферию. Во-вторых, темпы обновления компьютерного парка вообще замедлились уже давно, так что и спешить с разработкой особо некуда — до сих пор даже продаются (не говоря уж об эксплуатации) компьютеры, где и PCIe Gen4-то нет, а потому торопиться с Gen5 тем более незачем.

В-третьих, и среди покупателей буйных мало — на предыдущих переходах большинство уже натренировалось. Практически каждый уже понимает, что рост пропускной способности интерфейса не обязательно увеличивает все скоростные показатели. Особенно в первом поколении любых устройств, куда тот интерфейс нередко и вовсе «прикручен» лишь для галочки. Которая сама по себе стоит заметных денег, поскольку выделяет продукт на рынке среди прочих. А к тому моменту, как цены снизятся (для чего необходимо не наличие целого одного разработчика-торопыги, а хотя бы пара-тройка массовых поставщиков), а толк от новых возможностей появится, уже, может быть, и компьютер менять придется. Так что новые внутренние интерфейсы давно уже не то, ради чего выбирают новые платформы.

Естественно, разработчики платформ продолжают делать вид, что это не так, а рекламируют тот же Gen5 как серьезный запас на будущее. Но им больше ничего не остается — конкуренция все-таки. Однако говорить — одно дело, а делать — другое. И на данный момент ни AMD, ни Intel не выпускают GPU с поддержкой PCIe Gen5. Nvidia — тоже: ей вообще торопиться некуда, так что компания и вовсе воспользовалась случаем, и урезала интерфейс до восьми линий PCIe уже не только лишь в самых дешевых чипах. При этом нельзя даже сказать, что какой-нибудь GeForce RTX 4060 Ti невыносимо страдает и попав в совсем старую (относительно) систему с наличием исключительно PCIe Gen3 — так что не так страшен черт, как его малюют иногда.

Intel, надо заметить, в этом плане проще — в рамках LGA1700 (и соответствующих мобильных процессоров) поддержка PCIe Gen5 реализована исключительно процессорным контроллером и в количестве 16 линий, которые традиционно отдаются видеокарте (или двум — хотя SLI и Crossfire фактически умерли, кроме игрушек бывают и другие задачи, мягко говоря). AMD же при выводе своей AM5 на рынок в прошлом году особо подчеркивала, что у нее модных линий не 16, а целых 28. Правда четыре, предназначенные для связи с чипсетом пока гарантированно работают как Gen4, из-за ограничений самих чипсетов, но сделано это на будущее. Равно как поддержка прямого подключения ни одного, а целых двух SSD — и оба могут быть Gen5x4 хотя бы потенциально. У Intel же, напомним, со времен предыдущей LGA1200 ничего не изменилось: только один NVMe SSD и только PCIe Gen4x4. Но тут тоже ничего удивительного — AMD пока не может позволить себе менять платформы целиком и в сжатые сроки, так что вынуждена делать их «долгоживущими» при всех недостатках этого подхода. Впрочем, они в глобальном смысле недостатки, а пока сохранившаяся небольшая популяция любителей апгрейда настольных систем, напротив, довольна возможностью поставить какой-нибудь Ryzen 7 5800X3D в пятилетнюю плату — и что им до того PCIe Gen5 (да и до Gen4 — тоже)? В отличие от производителя — у которого эксклюзивное преимущество (пусть и виртуальное) через годик рассосется, поскольку новым процессорам Intel накинут еще четыре линии PCIe Gen5 — как раз для SSD, коих можно будет непосредственно к процессору подключить два. Один так и останется ограниченным Gen4, но, глядя на то, как события развиваются, есть подозрение, что никто не расстроится (как минимум, не успеет — там уже в очередной раз платы придется менять).

При этом, что самое интересное SSD с новым интерфейсом хотя бы есть — в отличие от видеокарт или какого-либо еще оборудования. И, на первый взгляд, их достаточно много. Однако если приглядеться внимательно, то окажется, что всего два. Может, и полтора. В любом случае, контроллер ровно один. Да, конечно, есть довольно интересные предварительные анонсы и других контроллеров — например, пару месяцев назад Silicon Moton отчитался на тему SM2508, который должен быть не только быстрым, но и экономичным. Однако все их объединяет одно — буквально все производители планируют выпуск реальных продуктов на конец 2024 года. Может, чуть раньше, может, чуть позже — на самом деле, как Intel свою новую LGA1851 выпустит, так и планируют. Подстраиваться только под AMD не хотят — несмотря на все успехи этого производителя, его доля рынка до сих пор маловата. Да и та в основном завоевана продуктами, обходящимися нередко не то, что без Gen5, но и без Gen4. А у Intel пока установка SSD с новым интерфейсом способна «обидеть» видеокарту — так что никому кроме тестеров такое не интересно. Повторяется ситуация с внедрением Gen4 — теоретическую поддержку которого некоторые продукты AMD предложили еще летом 2019 года, однако все производители дружно игнорировали этот факт до осени 2020 года. А как Intel Tiger Lake на рынке появился, так сразу и выяснилось, что у всех давно всё готово.

И единственным, кто тогда «успел» к появлению поддержки PCIe Gen4 в рамках AMD AM4, оказался Phison. Ничего удивительного, что и сейчас ситуация повторилась — только уже на новом витке. И с новыми проблемами. Кого интересует только спорт высоких достижений, тот может просто пропустить следующий (весьма объемистый) раздел — он нужен исключительно для понимания, как мы дошли до жизни такой. И почему никакой другой получиться не могло.

Phison E26 как практическая реализация концепции первого блина

Три года назад и к Phison E16 претензий было порядком — в первую очередь потому, что как-то не убедительно он демонстрировал преимущества нового интерфейса. Когда рынок заполнился прочими продуктами, горячие головы убедились, что не всегда в контроллере проблемы — просто скорость выполнения некоторых сценариев от интерфейса не зависит. По иронии судьбы — как раз самых важных массово. Но были и свои недоработки у Phison, из-за которых накопители на E16 от появившихся позднее конкурентов отставали, например, по скоростям последовательного чтения и записи. Для многих неактуально — однако больше производителям меряться особо нечем. Вот и начали все пальцем тыкать в Phison E16, который даже читать данные быстрее 5 ГБ/с не умел. А не умел потому, что не поддерживал быстрый интерфейс с памятью — откуда и серьезные ограничения пиковых скоростей. С другой стороны, на момент его выпуска и не было-то на рынке памяти с быстрым интерфейсом. И следующий продукт компании (Phison E18) некоторое время от недостатка скоростной памяти страдал — исправилось это лишь в середине 2021 года, то есть парой лет позднее выпуска Е16. А первое время проблема была вовсе неразрешимой.

Напомним, что все топовые контроллеры для потребительских SSD восьмиканальные. Меньше каналов — ниже суммарная скорость «прокачки» данных между контроллером и флэш-памятью, что для топовых устройств не подходит. А больше восьми просто невозможно нормально развести на стандартных платах M.2, шириной 22 мм. Были опасения, что на новом витке прогресса этого и для восьми будет маловато, почему спецификации M.2 расширили такой версией плат, как 25110 (то есть 25 мм в ширину и 110 в длину), но такие слоты даже в новейшей технике еще попробуй найди. К счастью, реальные продукты удалось «вместить» и в наиболее типичный 2280. Но, повторимся, больше восьми каналов в таких условиях реализовать невозможно. Серверные SSD активно используют более крупные форм-факторы, так что их эта проблема касается в меньшей степени. Там и 16—18 каналов нередки, так что вопрос ускорения внешнего интерфейса между контроллером и системой более актуален — недаром иногда приходится и по восемь линий PCIe использовать. В общем, для серверных устройств и переход на Gen4 был важен, и на Gen5 им уже сейчас есть для чего мигрировать. А в бытовухе еще бы суметь реализовать такие скорости.

Потому и нужен быстрый интерфейс с памятью. Но на момент разработки Phison E16 массово доступна была лишь память со скоростью 800 мегатранзакций в секунду (МТ/с) на канал. Учитывая, что МТ/с в МБ/с прямо в лоб не переводятся, а также всего восемь каналов, и получаем как раз те самые 5 ГБ/с (5000 МБ/с), которыми и мог оперировать E16. Это в полтора раза больше, чем пропускная способность PCIe Gen3х4 — так что эффект от перехода на Gen4 был. Но это в полтора раза меньше, чем пропускная способность PCIe Gen4x4 — так что эффект куда слабее, чем многим хотелось бы. А вот когда более-менее массово освоили память со скоростью 1200 и 1600 МТ/с, так сразу и удалось утилизировать всю пропускную способность PCIe Gen4x4. Более того — сейчас эти высоты уже (хотя бы в пиках) штурмуют более дешевые четырехканальные контроллеры, но им для этого нужна всё еще ограниченно поставляемая память со скоростью от 2000 МТ/с.

А пропускная способность каждой линии Gen5 вдвое выше, чем Gen4 и в четыре раза выше, чем Gen3. Поэтому даже 2000 МТ/с мало — получим лишь чуть больше 12 ГБ/с, а не штатные 14 ГБ/с. Для последних нужна уже память со скоростью 2400 МТ/с — но такой почти нет. И та, что есть, нередко не слишком хорошо держит полную скорость, так что ее приходится эксплуатировать как раз на 2000 МТ/с. Массово и без проблем доступна память со скоростью 1600 МТ/с — но это лишь 10 ГБ/с максимум. Если же мы посмотрим на заявленные характеристики уже анонсированных и продающихся SSD на базе Phison E26, то обнаружим... засилье моделей с как раз такой скоростью чтения с крайне редкими вкраплениями чуть более быстрых. Но даже собственный SSD Micron, а именно Crucial T700 — это, как раз, «двенадцатигигабайтник», то есть пока достаточных количеств отборной памяти у производителя нет даже для себя. В природе она существует — сам Phison на выставках демонстрировал двухтерабайтный SSD с неудобоваримым названием PS5026-E26 Max14um Gen5, который хотя бы в CrystalDiskMark выбирается за 14 ГБ/с при чтении данных и достигает почти 12,5 ГБ/с при записи (разумеется, в обоих случаях речь идет только об операциях внутри SLC-кэша). А вот продавать такую модель разработчик не может никому из партнеров. Даже стратегических — которые компанию памятью снабжают. Но пока так снабжают.

Есть еще одна проблема, связанная с памятью. В принципе, можно было бы ограничиться и 10 ГБ/с — что многие вендоры на практике и делают. Но Phison, наученный горьким опытом с Е16, разрабатывать такую «неполноценную» модель как основную не стал. А жаль — поскольку ее возможно получилось бы выпускать и на уже давно массовой 176-слойной памяти Micron B47R. Но дизайн и прошивки оказались заточены под 232-слойный флэш Micron B58R — поэтому вне зависимости от заявленных скоростных показателей сомнительно выглядят SSD терабайтной емкости. И 2 ТБ уже мало — B57R поставляется исключительно кристаллами по 1 Тбит, так что четырехкратное чередование получится лишь при емкости в 4 ТБ: 32 кристалла на восьми каналах контроллера. Для компенсации этого внутреннее чередование памяти увеличено с 4-plane до 6-plane, но исправляется ситуация лишь частично. Понятно, что в таких условиях новые SSD в принципе не могут рассчитывать на высокую популярность — в массовом сегменте в ходу совсем другие емкости. Поэтому «полноформатный» SSD на этой платформе нужно еще суметь купить — большинство брендов ограничиваются 1 и 2 ТБ. А покупать что-то изначально «урезанное», да еще и втридорога — какой-то странный для энтузиаста выбор.

И проблемы с тепловыделением пугают даже многих энтузиастов. Phison E26, равно как и предшественник Е18, изготавливается по нормам 12 нм — другие «периферийщикам» сейчас недоступны. А вот данных через себя ему перекачивать приходится даже в «медленной» версии больше, что увеличивает энергопотребление и тепловыделение. Понятно, что происходит это лишь в абсолютно синтетических сценариях, однако кроме как для бенчмарков покупать сейчас такие накопители в общем-то и незачем.

В Phison к решению проблемы подошли максимально ответственно, существенно переработав структуру контроллера — например, по сравнению с предшественником в нем уменьшили количество «универсальных» ядер с трех до двух. Но всё равно вышло горячо — поскольку такие SSD под полной нагрузкой (а неполная сейчас мало кого интересует) способны перерабатывать в тепло более 10 Вт энергии. Положение усугубилось тем, что первое время компания никак не могла правильно настроить троттлинг. Последний мало кому нравится, но, вообще говоря, свою задачу обычно выполняет — контроллер держит в рабочем состоянии, пусть и ценой снижения производительности. Первое время Phison E26 удержать в рамках вообще не удавалось — под нагрузкой он за несколько секунд разогревался до критической температуры и аварийно отключался. В конце концов работа по подбору настроек троттлинга свои плоды принесла. Теперь более-менее можно быть уверенным в том, что и вообще без охлаждения SSD не сгорит, и отключаться не будет. Правда скорость передачи данных при этом падает до уровня в сотню-другую мегабайт в секунду, так что пользы от такого режима работы нет никакой. И у всех производителей в спецификациях четко прописано наличие активного охлаждения.

Заодно все они выпустили и соответствующие кулеры. Кто-то их вкладывает в комплект, кто-то продает как отдельный аксессуар. В принципе, не обязательный — можно обойтись и своими силами. Но решать этот вопрос нужно — так или иначе. Штатные же решения плохи поголовным наличием мелких вентиляторов с высокой частотой вращения, не шуметь которые не могут даже новыми. Появились и здоровенные пассивные радиаторы с тепловыми трубками, способные обуздать норов Phison E26 — но больно уж здоровенные. На самом деле, повторимся, самостоятельно чаще всего можно придумать что-нибудь куда более тихое и эффективное — для чего достаточно и традиционных для многих плат простеньких металлических пластин и правильным образом расположенного 80-миллиметрового вентилятора. Но этим заниматься нужно.

В общем, складывается немного парадоксальная ситуация. Купить SSD с поддержкой PCIe Gen5 можно. Но сложно избавиться от мысли, что это какой-то неправильный Gen5: заведомо известно, что скорости могут быть более высокими, чем у продающихся сейчас продуктов. И когда-нибудь действительно будут. Причем и цены будут более низкими — потому что эксклюзива не будет. Также априори очевидно, что не все скоростные показатели от перехода на новый интерфейс заметно улучшатся. Точнее, новые контроллеры и память их должны повысить — но и только. Всё это мы проходили и при переходе с PCIe Gen3 на Gen4, было это менее пяти лет назад — так что воспоминания остаются свежими. Кроме того, пока новые SSD вряд ли могут заинтересовать пользователей Intel LGA1700 — просто потому, что штатные слоты M.2 на этих платах ограничены PCIe Gen4. На топовых платах есть два «больших» процессорных слота PCIe, но задействовать один из них — автоматически переводить видеокарту из режима х16 в х8. Понятно, что какой-нибудь RTX 4060 Ti или ниже всё равно — она сама по себе х8, только вряд ли пользователи таких видеокарт решат переплачивать за SSD. С большинством же более старых платформ AMD и Intel даже возиться не стоит. Остается только AMD AM5, где штатные слоты в наличии — но ее пользователей и в относительном, и в абсолютном исчислении пока не так и много. Впрочем, и предложений соответствующих SSD немного.

Digma Pro Top P6 1 ТБ в двух инкарнациях

Если же все описанные выше трудности не пугают, то есть даже из чего повыбирать. Не забывая, конечно, о том, что сейчас все эти SSD производятся непосредственно под контролем Phison и отгружаются всем партнерам, так что все последние примерно в равном положении. И тут уже определяющими будут не какие-то технические характеристики, а, например, отношение к конкретному бренду, либо вопросы гарантии. В любом случае будет получен SSD с одного и того же завода, где на плате 2280 установлен один и тот же восьмиканальный контроллер Phison E26, 1, 2 или 4 ТБ флэш-памяти Micron B58R, да DRAM — из расчета 2 ГБ на каждый терабайт емкости. Вдвое больше типичного значения, но имеет это лишь имиджевое значение и не раз уж использовалось в платформах Phison на старте производства.

Технические характеристики же, как и цена влияют лишь на то, какую из версий платформы покупать — побыстрее или помедленнее. В ассортименте Digma Pro есть обе, причем емкостью 1 и 2 ТБ. К сожалению, нет 4 ТБ, но это верно для большинства вендоров. С точки зрения полноты реализации потенциальных возможностей платформы правильнее было бы тестировать хотя бы двухтерабайтник, но... Цены! Обе модификации Top P6 даже на терабайт стоят сейчас дороже, чем Digma Pro Top P8 на два. Но и последний — топовое решение совсем недавнего прошлого на контроллере Phison E18 и 176-слойной TLC-памяти Micron B47R (без вариантов — для всех SSD Digma Pro фиксируется и контроллер, и конкретная память). А «модные» 2 ТБ по цене почти дотягиваются до Top P8 уже на 4 ТБ. То есть, в принципе, мы пока не видим рациональных причин бежать за прогрессом. С точки зрения же «на попробовать» можно рассмотреть и младшую по емкости версию.

Почему их две? Вспоминаем сказанное выше — на данный момент 232-слойная память Micron B58R (другая с Phison E26, повторимся. пока не используется) есть в двух версиях: на 1600 и 2400 МТ/с. В случае Digma Pro Top P6 конкретная модификация указана прямо на коробке, да и по полному модельному номеру определяется: последняя цифра 6 или 4. Но рассчитывать на полуторакратную разницу в производительности не стоит — самая быстрая память используется всеми не в самом быстром виде: на практике включен режим 2000 МТ/с. Заострим внимание — касается это не только Digma Pro, а вообще всех. Пока так. Со временем, возможно, будет освоен и «полноскоростной» режим, но сейчас таких SSD в продаже еще нет. И, если уж покупать, то нынешнюю старшую версию — поскольку тут-то разница в цене лишь порядка 10%. А если просто тестировать, то имеет смысл сравнить обе модификации. Заодно и посмотреть — как это сказывается при ограниченной емкости.

В ассортименте компании есть и специальный кулер, на который можно было полюбоваться и выше. Продается как отдельный товар, что, на наш взгляд, правильно — ведь можно обойтись без него. Но, повторимся, вопрос с охлаждением в данном случае решать надо обязательно. Это уже не рекомендации, а жесткое требование — в том числе, и от производителя. Что же касается предлагаемой им системы охлаждения, то она очень похожа на аналоги. Плюсы и минусы — тоже те же. К первым относится то, что оно работает — и гарантированно справляется с такими SSD даже под длительными «тяжелыми» нагрузками. Главный минус — еще один вентилятор в компьютере, да еще и мелкий. Пока новый — работает достаточно тихо, так что способен и потеряться на общем фоне. Со временем ситуация может и ухудшиться, причем когда — неизвестно. Однако тут все в одной лодке. Почему мы и рекомендуем решать проблему самостоятельно — если уж вообще с ней связываться.

Тестирование

Методика тестирования

Методика подробно описана в отдельной статье, в которой можно более подробно познакомиться с используемым программным обеспечением.

А вот с аппаратным пришлось импровизировать. Обычно 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 Gen4 и «чипсетным» PCIe Gen3. Очевидно, что сегодня не интересно ни первое, ни второе. Поэтому специально для тестирования двух главных героев был собран новый стенд — уже с Core i9-12900K (превратив его в чистый восьмиядерник — чтоб Е-ядра не мешались) и системной платы Asus ROG Maximus Z690 Hero на чипсете Intel Z690.

В ее комплекте также есть и специальная плата-адаптер с двумя слотами M.2 и мощным радиатором (к которому мы приколхозили еще и вентилятор). Во-втором процессорном слоте PCIe работает только первый M.2, но для тестирования нам этого достаточно. Главное, что вообще работает — пяток опробованных простых дешевых и не очень переходников нормально функционировать в режиме PCIe Gen5 всё равно отказалась. Как и предполагалось, требования к качеству изготовления повысились.

Для больше академичности следовало бы все SSD протестировать на этом стенде. Но для экономии времени мы ограничились только этой парой, но в двух режимах — Gen5 и Gen4. А для референсных устройств мы ограничились Gen4 со старого стенда. В принципе, в свое время проведенное специальное исследование показало, что как минимум WD Black SN850 на этих двух стендах ведет себя одинаково. В работе же более новых и более быстрых SSD могут появиться и отличия. Но нам часть результатов нужна просто для качественного, а не точного сравнения. А последнее прекрасно покажут и просто два режима в одном компьютере.

Образцы для сравнения

Тем более, что с парой топовых современных устройств сравнение будет немного в неравных условиях — Samsung 990 Pro и WD Black SN850 мы тестировали в двухтерабайтных модификациях. Но по деньгам это, кстати, скорее справедливо, чем нет — именно такой 990 Pro стоит лишь немногим дороже, чем терабайтные Digma Pro Top P6. Повторимся — приобщение к прогрессу в самой прогрессивной его форме обходится очень дорого. А что такое приобщение дает с практической точки зрения сравнительно с заведомыми фаворитами для PCIe Gen4 как раз и интересно.

А вот Seagate FireCuda 530 и Adata Legend 960 мы возьмем терабайтными — благо их тестировали. Для обоих это не самая оптимальная конфигурация, но в меньшей степени, чем для SSD на Phison E26. Почему именно Seagate, а не Kingston KC3000 на том же Phison E18 с Micron B47R (то есть предыдущей топовой платформе Phison)? У KC3000 алгоритмы SLC-кэширования слишком отличаются от накопителей на Е26, а вот в Seagate — такие же. Legend 960 же пример SSD с той же быстрой памятью B47R, но с контроллером Silicon Motion SM2264. Задачи сравнивать эту пару с Samsung и WD не стоит (это уже делали) — она нам нужна для более точной оценки новой платформы Phison. Кстати — аналог Top P6 с памятью на 1600 МТ/с есть и в ассортименте Adata. Называется Legend 970 — то есть такое сравнение интересно и для поклонников продукции этого производителя.

Заполнение данными

Полный набор графиков слишком уж велик, так что запутаться в нем немудрено. Поэтому ограничимся самыми важными для понимания. Для начала — четверка SSD на двух контроллерах Phison и одном Silicon Motion в слоте PCIe Gen4.

Скорость записи в SLC-кэш сравнительно с предыдущим поколением выросла примерно на гигабайт в секунду. А вот разницы между ними в таком режиме нет вообще. Более того — «быстрая» модификация немного медленнее «медленной». И обе они справляются с работой немного хуже предыдущего топа. По сравнению же с Adata на Silicon Motion и скорость записи в кэш не увеличилась. Да и вообще — все очень похожи.

Если посмотреть на результаты второго прохода по мусору, становится немного понятнее — почему так. Во-первых, хорошо видно, что Phison E26 не чистит даже статическую часть SLC-кэша без внешнего воздействия, что унаследовано от Е18. Во-вторых, собственная скорость записи для B58R ниже, чем демонстрировала B47R. С одним уточнением — при равной емкости. Вспоминая разницу в размере кристаллов, всё логично — более старые терабайтники работали хотя бы с двукратным чередованием, а теперь никакого не осталось. Впрочем, падение не так уж и велико — благодаря увеличению внутреннего параллелизма. Но оно есть — что можно скомпенсировать лишь увеличением емкости. Хорошо, когда несколько терабайт действительно нужно: тогда и платить за них не жалко. А если и терабайта хватает?

В общем, режим совместимости для таких новейших SSD совсем не интересен — особенно если говорить о записи. А использование родного интерфейса интересно — возможность вырваться за ограничения PCIe Gen4 хотя бы тогда, когда пишем в кэш. И тут уже разница между модификациями, хотя бы, есть. И не такая уж и маленькая, хотя главным преимуществом придется считать скорость при чтении данных.

Второй прогон ничего нового не приносит. Да и не мог — ведь его скорость зависит от памяти, а она не меняется. Более того — интерфейс памяти здесь тоже ничего дать не может, а что касается внешнего, то и PCIe Gen2 в теории могло бы хватить.

Выводы неутешительные для поборников прогресса — узкие места в современных условиях как правило обнаруживаются далеко не в интерфейсе. Точнее, можно сразу сказать — где он критичен: если последовательно читать большие объемы данных. Но если писать, то память до сих пор не так уж и быстра. А операции с произвольной адресацией будут слишком сильно зависеть от контроллера и только потом уже от всего остального. Медленной памятью их тоже можно замедлить, но сегодня совсем не тот случай. Так что на этом с данным сценарием заканчиваем. С Samsung и WD большого смысла сравнивать результаты нет — там и емкость другая, и, главное, настройки SLC-кэширования заметно отличаются. А вот эта четверка в примерно равных условиях. Так что сразу записываем (и просим прощения за каламбур): запись — не то, ради чего сейчас нужно бежать за Gen5-накопителями. Впрочем, кто бы сомневался.

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. А в том сегменте, который мы сегодня рассматриваем — просто высокие. Самые-самые — и неважно, можно ли повторить этот результат в более приближенных к жизни условиях.

Заявленных скоростей мы не увидели. Но тут, во-первых, все вопросы к Phison, а во-вторых, мы от них воздержимся как минимум до того, как к нам попадет подобный SSD большей емкости — терабайта этим моделям явно мало. В любом случае очевидно, что PCIe Gen5 работает, да и разница между двумя модификациями памяти есть. И контроллер действительно серьезно переработан под то, чтобы ворочать большими объемами данных на высокой скорости. Особенно хорошо это заметно в смешанном режиме — где, как раз, не так уж сильно проявляется новый интерфейс, нежели способность контроллера на двух потоках удерживать скорости порядка 9 ГБ/с. А это возможно и в режиме Gen4, поскольку PCIe — интерфейс дуплексный.

Если воспользоваться настройками CrystalDiskMark по умолчанию, то скорость последовательной записи немного снизится, а чтения — подрастет. Однако первая всё равно останется выше, чем указано в спецификациях этих SSD, а вторая — останется немного ниже. Но уже совсем немного, так что см. выше. Главное — обе скорости выше, чем может обеспечить PCIe Gen4, во-первых, и у двух модификаций с разной памятью различаются, во-вторых.

Улучшения контроллера проявляются и здесь. Для Phison смена E18 на E26 — точно шаг вперед. Однако конкуренты тоже не дремали, так что однозначного лидерства нет. Хотя в целом получилось всё равно очень быстро. Но интерфейс тут, понятно, практически ни при чем — пропускной способности и ранее хватало с запасом. Немножко уменьшаются задержки, и эффект от этого есть, однако решающее значение имеют именно характеристики контроллера. А Phison E26 в этом плане, безусловно, хорош.

При записи вклад поддержки PCIe Gen5 увеличивается. Но на рекорды рассчитывать изначально не приходится — проблема конфигураций малой (а терабайта в этом классе уже очень мало) емкости в низком параллелизме. Поэтому бодро начав, оба SSD Digma Pro сдуваются при увеличении глубины очереди — порядка 400 тысяч операций в секунду для них потолок. Но, напомним, это имеет лишь теоретическое значение — на практике в обычном ПК очереди просто не успевают появиться. При использовании жестких дисков — бывают, а любой SSD (не только топовый) успевает обрабатывать запросы быстрее, чем они генерируются.

А вот подобные операции оказывают куда большее влияние на скорость работы реального ПО, чем предыдущие: «длинным» очередям 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. Однако здесь мы натыкаемся на ту же проблему, что и в предыдущем сценарии — контроллер может больше, а вот память в терабайтной модификации за ним не поспевает. Adata и Kingston это тоже касается, но в меньшей степени. А для новейшей платформы терабайт — это слишком мало. Точнее, абсолютный минимум, который вообще может получиться.

С записью — попроще. Плюс сама по себе подросшая пропускная способность и снизившиеся задержки PCIe Gen5 вообще позволяют и в этом сценарии добраться до 7 ГБ/с на больших блоках — на что Gen4 в принципе неспособен. К сожалению, на практике такие операции востребованы меньше, чем чтение с произвольной адресацией — но тоже важны. И для тестирования — тоже: мы нашли еще одну нагрузку, для которой полезен переход на новый интерфейс, отличную от элментарных последовательных операций.

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. Проблема в том, что тут «играют» все факторы. Мощный контроллер тянет устройства вперед, быстрый интерфейс ему помогает, а вот медленная память иногда этому мешает. Да — лучшая существующая на рынке память для этой платформы недостаточно хороша. Да еще и много ее нужно — по-хорошему четыре терабайта. И лучшей модификации. И частоты перестать ограничивать. И губозакаточную машинку приложить :)

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.

Всё чаще сталкиваясь с неразрешимой проблемой — современные топовые SSD достигли уже таких скоростей, что узким местом оказывается не «железо», а софт. И уже даже не прикладной. Операционные системы постоянно улучшаются и дорабатываются, однако никто их не пишет с нуля. Так что, если хорошо покопаться в функциях работы с файлами Windows API, там найдутся и куски кода, написанные лет 30 назад, а то и больше. Даже если и меньше, то ни о каких гигабайтах в секунду применительно к массовому рынку еще лет десять назад никто всерьез и рассуждать не мог. Выливается это в то, что вся «базовая» система заточена под низкопроизводительные устройства. Более того — преимущественно последовательные, типа винчестеров, поскольку где-то на нижнем уровня вся очередь запросов разгребается всего в один поток. Проще говоря, производительность системы ввода-вывода данных строго упирается в скорость одного ядра центрального процессора. Откуда и инициативы с DirectStorage — задача не ускорить как таковую загрузку текстур и тому подобное в играх, а выделить это всё в отдельный поток, не толпящийся вместе со всеми прочими запросами в одной очереди. И всё остальное модернизироваться будет так же — не переписывая весь ввод-вывод, а постепенно добавляя новые механизмы. Сейчас их практически нет, а старые уже абсолютно несогласованы со скоростью топовых накопителей. И это приходится учитывать. Всего лишь учитывать — изменить ситуацию могут только разработчики операционных систем, кое-где это постепенно делается, но огромные объемы унаследованного кода по-прежнему будут тормозить процесс. Лет пять назад это не мешало — сейчас очень даже.

Работа в один поток — самый частый (146% случаев), но и самый сложный сценарий. Зато здесь описанная выше проблема не стоит — мы все-таки по-прежнему тестируем именно SSD, а не их окружение. И новинкам рынка гордиться здесь нечем — из-за памяти. Точнее, ее нехватки в таких конфигурациях. Будет больше — будет выше внутренний параллелизм. И скорость, соответственно.

В этом же сценарии против накопителей начинает играть весь комплекс проблем, так что никаких «низкоуровневых» 10—12 ГБ/с мы не получаем. Но эффект от перехода на PCIe Gen5 есть. Даже такие «неоптимальные» (в плане достижения максимальной производительности) конфигурации за ограничения Gen4 вылазят. Совсем недавно основной решаемой производителями проблемой было их достичь.

Казалось бы, здесь до потолка PCIe Gen4 еще далеко. Однако в таком режиме оба SSD на Phison E26 находятся всего лишь на уровне немногим выше топовых накопителей «предыдущей» волны, а при переходе на Gen5 добавляют еще 300 МБ/с. Почему так мало? А сложно реализовать потенциальные скоростные возможности, когда сама операционная система и ее функции становится ограничителем. Чтобы двигаться дальше, нужно именно с ним справиться для начала.

Тут же и вовсе ощущение, что софт «запуталась» — поскольку скорость не выросла, а строго наоборот. Причем версия с быстрой памятью оказалась еще и медленнее, чем с медленной. Так что опытным путем установлено, что в диапазоне 4—5 ГБ/с начинают происходить чудеса. Современные SSD теоретически могут записывать данные быстрее? Это их проблемы.

Если рассматривать результаты новинок в отрыве от всех прочих, то всё более-менее логично. Если без такового, то скорость низковата. С другой стороны, как уже сказано, сейчас всё завязалось в настолько плотный клубок из софта и железа, что найти конкретный «затык» иногда не представляется возможным. Несколько гигабайт в секунду для современных SSD достижимы, а достичь чего-то большего им могут уже и просто помешать со стороны.

Кстати, мы не удивимся, если на внешние проблемы придется списать и этот сценарий — слишком уж все похожи стали. Топовые SSD, во всяком случае — бюджетным продуктам такой уровень не светит. Но именно потому их и можно как-то различать и отличать от дорогих моделей, а вот последние стали уже слишком быстрыми. О возможности чего программисты просто не задумывались когда-то.

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.

Свершилось чудо — наконец хоть кто-то сумел обогнать Intel Optane SSD 900P образца 2017 года. Правда, чудо пока ограниченное — Optane спокойно обходился без кэширования, а для современных накопителей на TLC-памяти оно критично. Пока можем задействовать кэш — всё хорошо. Приходится работать с основным массивом памяти — всё ломается. Особенно если память недостаточно быстрая, что мы имеем и в данном случае. Модели высокой емкости смогут похвастаться большей стабильностью показателей.

Основная проблема даже не в этом. А в том, что не осталось проблем, которые такие накопители могли бы решить. Действительно — для жестких дисков главной сложностью являются операции с произвольной адресацией, поскольку потолок даже лучших моделей находится на уровне 1000 операций в секунду, но даже в простейшем «офисно-браузерном» сценарии иногда требуется обеспечить 2-3 тысячи. Чего винчестер принципиально не может — откуда и «тормоза» при работе. Любой самый дешевый SSD эту проблему снимает. Но самые дешевые добавляют новых проблем, для неофитов иногда неожиданных — слишком низкой является скорость записи, в том числе — и банальной последовательной. Чаще всего это удается замаскировать SLC-кэшированием, но, если оно не справляется, тоже получим те самые «тормоза», только уже при каком-нибудь банальном копировании большого файла. Однако уже где-то в среднем классе и эта проблема снимается, так что с точки зрения массового пользователя никаких уже и не остается. Больше, разумеется, не меньше. И даже просто цифры в бенчмарках иногда душу греют как самостоятельное достижение. Но и всё.

Итого

Почему производительность SSD растет, несмотря на то что многие уже просто не могут придумать — как ей распорядиться (хуже всего то, что это касается уже не только пользователей, но и разработчиков ПО)? Потому, что может. Основной тренд, разумеется снижение стоимости — почему в бюджетном сегменте чаще всего стоит задача не увеличить скорость, а, хотя бы, ее не уменьшить с очередным поколением. Но и ее обычно удается решать. Тем более, на более высоких уровнях. Поэтому за одни и те же деньги (немаловажное уточнение — в бюджетке и абсолютные цены бодро снижаются) пользователи с каждым годом получают не только более емкие, но и более быстрые SSD. Для чего приходится осваивать и более быстрые интерфейсы — иногда уже и они становятся ограничителями. Тем более, производителям топовых устройств в принципе деваться некуда — снизу давят те самые середнячки. Значит необходимо регулярно прыгать выше головы — по-другому на этом рынке не выжить.

Однако всё это достается не даром. В том числе, и в прямом смысле — любые эксклюзивные преимущества (пусть, даже, номинальные) не только можно продавать с заметной наценкой, но и их себестоимость куда выше, чем в массовом сегменте. А некоторые проблемы только лишь деньгами и не решишь. Что проявляется и в этом случае — Phison E26 в связке с Micron B58R может хотя бы при чтении загрузить на полную PCIe Gen5x4, но пригодной для этого памяти пока хватает лишь для выпуска выставочных образцов, а совсем не массовых продаж. Продавать приходится более медленные модификации, что последним популярности не добавляет. Особенно учитывая цены и сопутствующие проблемы, типа необходимости активного охлаждения. А последнее заодно ограничивает и сферу применения таких устройств. Изначально не слишком большую — фактически только AMD AM5 и подходит без оговорок. Недаром одновременно с E26 был анонсирован и ограниченный старым интерфейсом E25, используемый в недавно вышедшем на рынок Crucial T500. Но мы очень сильно удивимся, если E25 окажется чем-то иным, нежели E26 с заблокированной поддержкой PCIe Gen5.

Если же отвлечься от глобальных проблем и философских вопросов необходимости и достаточности, то всё просто. SSD с поддержкой PCIe Gen5 существуют и их можно просто пойти и купить в любом магазине. Если есть такое желание и финансовые возможности, но это к любому оборудованию применимо. И есть они в ассортименте многих производителей, хотя фактически «производитель» тут только один — непосредственно Phison. А вот обе версии («быстрая» и «медленная») есть не у всех — так что на фоне некоторых Digma Pro Top P6 выгодно выделяется. И вообще это наиболее современное решение на рынке. Пусть и победу Phison приходится засчитывать только по очкам — из-за неявки хоть кого-либо из соперников. И пусть у всех таких SSD общие не только достижения, но и проблемы. По крайней мере, что приобрести — есть. А нужно ли приобретать — вопрос отдельный. Как минимум, увидеть в бенчмарках цифры, недостижимые при использовании PCIe Gen4 — можно.

В заключение предлагаем посмотреть наш видеообзор SSD Digma Pro Top P6 1 ТБ: