Методика тестирования накопителей образца 2018 года
«Экспансия NVMe» началась на массовом рынке более трех лет назад, но первое время затрагивала в основном топовый сегмент. Бюджетные же устройства на первых этапах выглядели странновато — во многом и потому, что были не слишком уж «бюджетными» на фоне SATA-моделей, но и не претендовали на какую-то выдающуюся производительность. Впрочем, как это обычно бывает, именно они и оказались основным драйвером развития. Особенно после того, как производители недорогих контроллеров исправили «детские болезни» первых своих продуктов, а производство недорогой памяти 3D TLC вышло на запланированные объемы.
В процессе мы чуть было не лишились одного из производителей контроллеров, а именно компании Phison. Не то, чтоб ей было совсем нечего предложить рынку — на деле наоборот: Phison PS5007-E7 внес немалый вклад в развитие бюджетного направления на первом этапе. Точнее, такого, которое тогда считалось бюджетным — с MLC-памятью. Производительность, впрочем, оказывалась более низкой, чем у многих конкурирующих решений, но сама память «вытягивала». А вот к переходу индустрии на TLC компания оказалась не совсем готова: E7 не поддерживал LDPC-кодирование. Да и разработанный вслед за ним PS5008-E8 — тоже, так что, хоть его и пришлось применять в ряде бюджетных продуктов (а на другие сегменты контроллер с поддержкой лишь двух линий PCIe и претендовать не мог), но без особого энтузиазма. Тем более, что в 2017 году Silicon Motion огрехи своего первенца SM2260H исправила — и семейство SM2262/SM2263 стало очень популярным у многих производителей: от Intel до малоизвестных сборщиков из материкового Китая.
Ответом на это должен был стать контроллер Phison PS5012-E12, анонсированный еще осенью 2017 года. Вот в нем как раз компания планировала реализовать все достижения прогресса, доступные на тот момент: поддержку самых разных типов памяти и устойчивых схем кодирования данных, новейший протокол NVMe 1.3, производство по техпроцессу 28 нм (Е7 выпускался по нормам 40 нм — и очень сильно грелся при работе). Но что-то пошло не так — и серийное производство нового чипа началось лишь годом позже, когда рынок был уже в немалой степени поделен. В итоге с того момента прошло еще полгода, компания уже успела анонсировать Е16 с поддержкой PCIe 4.0, а устройства на базе Е12 только-только начали появляться в заметных количествах.
И, несмотря на то, что формально Phison E12 на данный момент еще не устарел, каких-то априорных технических преимуществ перед конкурентами на данный момент у него уже не осталось: просто хорошая современная платформа, но не более того. Год назад еще можно было как-то выделиться, но сейчас SSD на этом контроллере по характеристикам сливаются с общим фоном. Следовательно, производителям таковых приходится искать какие-то особые ниши. Возможно, даже, и весьма своеобразные — как в случае нашего главного героя, вышедшего «из-под пера» компании Gigabyte.
Aorus RGB AIC NVMe SSD 1 ТБ
Большинство NVMe-накопителей последние года три представляют собой «стандартные» карты M.2 (в большинстве случаев — 2280, хотя встречаются и другие варианты). Накопители на базе Phison E7 тоже обычно были такими, да и уже анонсированные модели на Е12 в основном таковы. Есть подобный продукт и в ассортименте Gigabyte — Aorus RGB M.2 NVMe SSD это как раз накопители формата M.2 2280 (емкостью 256 и 512 ГБ), снабженные радиаторами с подсветкой. AIC же — просто карта расширения PCIe (собственно, так и расшифровывается — add-in-card); подобно первым SSD с этим интерфейсом (появившимся еще до разработки протокола NVMe) или некоторым серверным моделям.
Почему такие устройства сейчас редки? Поскольку любое исполнение имеет свои достоинства и недостатки, причем применительно к конкретному сценарию использования они могут меняться местами. Начнем с недостатков: во-первых, такие накопители просто не лезут в ноутбуки. SSD с радиаторами — тоже «не лезут», но радиаторами не обязательно комплектовать все поставляемые устройства (что все производители и делают). Но и с десктопами не все просто. Например, платформа АМ4 — все чипсеты семейств 300/400 поддерживают только PCIe 2.0, что несколько ограничивает потенциальные возможности топовых SSD. Есть один-два процессорных слота для видеокарт — но они как правило видеокартами и заняты. Есть специальный «выделенный» интерфейс для SSD в процессоре — но эти четыре линии PCIe 3.0 обычно и разводят на плате для слота M.2: соответственно, и накопитель лучше именно такой покупать. У старых массовых платформ Intel все еще хуже, кстати — там вообще скорее всего придется ограничиваться PCIe 2.0 всегда, так что их пользователи вообще не слишком склонны обращать внимание на дорогие устройства, ограничиваясь «привычным» SATA.
Но даже если платформа «подходящая», может не найтись подходящих слотов. Например, недавно изученная нами Asus ROG Maximus XI Gene формата microATX: дополнительный PCIe 3.0 x4 есть, но вплотную к видеокарте устанавливать накопитель как-то... пугающе. На бюджетных компактных моделях слотов PCIe x4 может и просто не быть. В общем, если в серверах проблем с подобными слотами нет, то «подходящих» десктопов немного — как правило, это «полноразмерные» модели на HEDT-платформах или, хотя бы, двух версиях Intel LGA1151. Т. е. ограниченный рынок. И производителям накопителей проще ориентироваться на M.2 как на универсальный формат: благо такие слоты уже обычно есть и на платах, подходящих для AIC, и на всех остальных тоже. В конце концов, при желании M.2 превращается в карту расширения PCIe при помощи банального переходника. Для эстетов — банального переходника и большого радиатора с подсветкой (как сделано, например, в семействе Plextor M9Pe).
Но если серьезно ориентироваться на этот сегмент рынка, AIC-формат имеет и свои достоинства. Хотя бы потому, что не приходится оперировать в столь скученных условиях, как на платке M.2. В первую очередь, конечно, это актуально при высоких емкостях, но и для терабайтников нередко «приходится» использовать кристаллы высокой емкости (а они обычно немного медленнее), либо упаковывать их в чипы в большом количестве (что достаточно дорого), а то и вовсе применять двухсторонний монтаж (а это, кстати, все равно «портит» совместимость с ноутбуками, эффективность охлаждающих радиаторов и т. п.). Во многом поэтому Gigabyte в линейке M.2 ограничивается емкостями 256 и 512 ГБ, а вот AIC — это 512 ГБ и 1 ТБ. Причем старшая модель крайне похожа на вдвое менее емкую — просто у нее «удвоено» все, кроме контроллера. Т. е. на плату установлено восемь чипов памяти, содержащих по четыре кристалла 64-слойной памяти BiCS3 3D TLC NAND Toshiba, емкостью 256 Гбит каждый, и два же чипа DDR4-2400 по 512 МБ каждый (стандартный DRAM-буфер из расчета «мегабайт на гигабайт емкости»). Можно было бы обойтись и одной — но расширенный интерфейс теоретически чуть быстрее. А место экономить не нужно. И снабдить всю конструкцию радиатором — тоже очень просто, благо не приходится делать многослойные «бутерброды». С одной стороны чипов тепло отводится основной частью радиатора, с другой — через плату без неизбежной в переходниках воздушной прослойки.
К тому же радиатор можно сделать большим — и снабженным настраиваемой RGB-подсветкой. Этим в линейке Aorus RGB AIC распорядились сполна. С «настраиваемостью», впрочем, все сложнее — пока каких-то «стандартных» протоколов для управления RGB-подсветкой накопителей нет, да и места их размещения могут быть разными. Совсем не похоже на оперативную память — производители которой быстро добились совместимости со всеми системами управления. Здесь речь только о «родной» RGB Fusion 2.0, причем в списке совместимости лишь несколько плат на Z390 (типа недавно изученной нами Gigabyte Z390 Aorus Xtreme, а накопитель нужно устанавливать в «чипсетный» слот PCIEX4 (в «процессорных» управление не работает). Во всех остальных случаях придется ограничиваться схемой по-умолчанию или настроенной на другой плате. Но и это, все-таки, много лучше, чем ничего — на упомянутом Plextor M9Pe RGB-подсветка не управляемая, а на Intel Optane SSD 905P можно только поменять базовый цвет (синий/красный/зеленый) или вовсе отключить подсветку.
Мы так заостряем внимание на «дополнительных» особенностях накопителя, поскольку «основные» довольно банальны — как уже сказано, это просто SSD на базе Phison E12 с памятью BiCS3 3D TLC NAND Toshiba и DRAM-буфером из расчета «мегабайт на гигабайт емкости». Разумеется, реализовано и SLC-кэширование, причем в случае Е12 (как и последних контроллеров Silicon Motion) правомерно говорить именно о «кэшировании»: при записи по-умолчанию никто не торопится очищать кэш, перенося данные в основную память. В принципе, такой подход полезен на практике — что современные ОС, что прикладное ПО в работе активно создают временные файлы, которые будут потом (возможно всего) один раз прочитаны и удалены. Переписывать их в TLC-массив — лишняя операция, причем в прямом смысле. Да и это самое единственное считывание из SLC-кэша будет выполняться быстрее. Казалось бы, все правильно сделали. Но не забываем, что огромное количество тестовых утилит низкого уровня работает точно также — создают файл непосредственно перед использованием, а потом уже тестируют производительность в его пределах. Соответственно, нужно быть готовым к тому, что их результаты могут быть немного завышены. Причем речь идет о, в общем-то, небольших объемах (что как раз хорошо коррелирует с бенчмарками, но не приложениями): примерно 6 ГБ на каждые 256 ГБ емкости, а динамическое увеличения емкости кэша за счет свободной памяти (как «умеют» современные контроллеры Samsung и Silicon Motion) в Phison E12 не реализовано (опять возвращаемся к тому, что на рынок он вышел с опозданием).
Возвращаясь опять конкретно к Aorus RGB AIC NVMe SSD, отметим, что и за пределами эстетических у него есть интересные особенности — а именно очень высокий заявленный ресурс: при стандартной для этого сегмента рынка пятилетней гарантии, компания ограничивает объем полной записи значениями в 800 ТБ или 1,6 ПБ (для 512 ГБ / 1 ТБ соответственно). И можно долго рассуждать о том, что при типовом использовании в ПК это слишком избыточно, но... Некоторые покупатели до сих пор «побаиваются» ограничения количества перезаписей для SSD. Вот их компания и решила успокоить, установив такие щадящие лимиты. 1600 ТБ (в случае терабайтника) — это совсем не типичные для топовых NVMe-накопителей на TLC той же емкости 600 ТБ. И даже не 1200 ТБ, которые Samsung «разрешает» записывать на 970 Pro, несмотря на MLC-память в последнем. Понятно, что исчерпание официального полного объема записей не приводит к выходу накопителя из строя — но вот гарантийные обязательства производителя с этого момента прекращаются (т. е., грубо говоря, в случае поломки и независимо от ее причины в течение этих пяти лет сервис владельцу устройства с превышением TBW просто пошлет сходить в... другое место), так что эти цифры имеют конкретный физический смысл (в отличие от разнообразных «испытаний на выносливость», результаты которых никто во внимание принимать не станет). Следовательно, чем больше — тем не хуже как минимум.
Таким образом, очевидные группы пользователей, на которых ориентирована данная линейка, прослеживаются очень хорошо. Но это все без учета цены и производительности — а в данном сегменте немаловажно и то, и другое, причем в комплексе. Ценам свойственно меняться, а вот производительность мы можем просто измерить. Чем сейчас и займемся.
Образцы для сравнения
Недавно мы тестировали WD Black SN750 емкостью 1 ТБ, где используется та же память, что и в Aorus RGB AIC, но собственный контроллер WD. В качестве образцов для сравнения в упомянутом материале использовались Samsung V-NAND SSD 970 Evo Plus и Intel SSD 760p аналогичной емкости — и такой же, как у нашего сегодняшнего главного героя. Именно эту тройку (точнее, ее результаты) мы и возьмем сегодня за образец.
Тестирование
Методика тестирования
Методика подробно описана в отдельной статье. Там можно познакомиться с используемым аппаратным и программным обеспечением.
Производительность в приложениях
Поскольку (что не раз уже было повторено — и не раз еще будет) использование практически любого SSD приводит к тому, что производительность в тестах высокого уровня начинает определяться исключительно прочим аппаратным и программным обеспечением (в т. ч. и эмулируемым со всеми присущими задержками), и результаты их всех оказываются очень близкими. Даже если брать устройства существенно разных классов — типа бюджетного SATA-накопителя малой емкости и топового Optane SSD. Но такие сравнения мы делаем редко, а в рамках одной группы разница вообще исчезает. Почти исчезает — Aorus формально оказывается самым быстрым, но невооруженным глазом заметить это все равно не получится.
Потенциально — он тоже самый быстрый, но, фактически, в тех же пропорциях. С одной стороны, плохо, что интриги не получается, с другой... А когда она в PCMark получалась? :) Фактически, просто отмечаем, что полку самых быстрых SSD прибыло — устройства на базе Phison E12 вполне могут претендовать на это звание. Может, и не во всех сценариях — но это мы проверим далее.
Пока же только отметим, что для предыдущей версии пакета Aorus RGB AIC уже не самый лучший. Хотя и в ней результаты испытуемых близки — вплоть до смешения с учетом погрешности измерения.
Последовательные операции
Все хорошо у накопителя (точнее — у используемой платформы) и с производительностью в этих сценариях — пусть и не слишком важных (по-хорошему) на практике, но это как раз тот случай, где наглядно видна полезность интерфейса PCIe. Компания, напомним, «обещает» 3480/3080 МБ/с — практически столько мы и получили в многопоточном режиме. Правда... Стоит учитывать, что SLC-кэш здесь хоть и статический, но его при такой емкости 24 ГБ, т. е. достаточное количество для того, чтобы низкоуровневые утилиты начали «укладываться» в него. Плюс Phison (равно как и Silicon Motion) немножко «читерит» — не спеша его освобождать. Что, опять же, помогает улучшить результаты в таких программах — создающих тестовый файл непосредственно перед использованием. Но это общая практика — и именно с ее учетом и «заявляются» скорости. А они тут сходные при чтении... а при записи однозначным аутсайдером стал Intel SSD 760p. Впрочем, из всех участников он и самый старый, так что немудрено — кавалергарда век недолог.
Случайный доступ
Безусловно, здесь тоже уже сказываются «современные подходы» к кэшированию — но их используют все, благо и альтернативы особой нет (точнее есть, но покупателям, а не желудям-теоретикам, она не слишком-то нравится ;)). Но «длинные» и «сверхдлинные» очереди, все же, в первую очередь стресс-тест контроллера. С таковым Phison E12 (и, следовательно, основанные на нем накопители) справляется хорошо. Вот про Е7 такое сказать было сложно — под конец жизненного цикла устройства на базе него и MLC-памяти (а использование TLC в связке с Е7 было вообще нежелательным) в подобных сценариях иногда умудрялись отставать и от более дешевых TLC-накопителей на разных контроллерах (не от всех, но и такое бывало). «Новичок» же ведет себя нормально — где-то от кого-то отстает, где-то кого-то обгоняет, но все это в равных условиях и в среднем — паритет.
Он же «вытанцовывается» и на более коротких очередях — что куда более актуально на практике. Заметим — паритет с самыми быстрыми моделями. И на уровнях, существенно превосходящих потребности современного массового ПО. Зачем это нужно? Ну... Вообще-то, много — не мало. Да и, по большому счету, не так уж дорого это уровень ныне обходится — тем более, что подобные устройства приобретаются далеко не «на последние деньги». Выбор их становится больше — и это хорошо.
Работа с большими файлами
К таким результатам мы были полностью готовы на основании тестов низкого уровня. Да и до них — тоже. Современный NVMe-терабайтник высокого уровня, как нам кажется, просто обязан как минимум быстро читать данные: на уровне не ниже 3 ГБ/с в многопоточном режиме и, хотя бы, 2 ГБ/с в однопоточном. Не то, чтоб это было сильно необходимо — просто так принято.
А вот при записи сразу 32 ГБ данных (откуда они могут взяться при практическом использовании — отдельный вопрос) повторить результаты низкоуровневых утилит, конечно, не выходит. С другой стороны, все примерно в таком же положении. Работу можно ускорить агрессивным кэшированием — но это палка о двух концах: чем «бодрее» начало процесса, тем сильнее «расплата» в конце. Кстати, в данном случае это тоже проявляется — именно из-за такого эффекта при многопоточной записи накопитель обогнал только 760p, отстав от остальных двух участников тестирования.
Вообще говоря, в таких сценариях и Phison E7 не блистал — так что можно считать, что Е12 унаследовал некоторые его слабые стороны. Особенно это касается последовательного режима, из которого современные контроллеры могут выжимать много. Что еще смешнее, даже «безбуферный» WD Blue SN500 на 500 ГБ в таком сценарии работает заметно быстрее (справедливости ради, пока он такой один). И нельзя сказать, что подобные ситуации слишком уж синтетические — банальное копирование большого файла в пределах раздела или работа с большими архивами (в первую очередь, с нулевой компрессией — иначе, конечно, производительность будет сильно лимитироваться процессором) «просадит» производительность до... Скажем так — уровня, который сложно априори ожидать от накопителей этого класса. Что, понятное дело, радовать никак не может.
Рейтинги
Поскольку, как мы видели выше, с результатами низкоуровневых утилит все хорошо (во многом, конечно, потому, что Phison плотно поработал именно над тем, чтобы они были высокими) — таков и рейтинг в них. Чуда, впрочем, не вышло — если привязываться только лишь к производительности, то... То можно и вовсе прийти к выводу о необходимости покупки чего-либо не на NAND-флэш на самом деле, поэтому лучше при покупке учитывать и другие факторы. В целом же видно, что устройства на базе Phison E12 могут составить неплохую конкуренцию и лидерам рынка, повышая разнообразие выбора. И тут конкретно тот же Aorus RGB AIC очень интересен относительно редким (но в некоторых случаях — очень удобным!) форм-фактором. Больше производителей — больше вариантов.
Добавление тестов высокого уровня картину не портит — скорее наоборот. Правда, и в этом случае не стоит забывать о постоянной борьбе производителей непосредственно с бенчмарками, в которой первые начинают, похоже, выигрывать (так что над этим придется в ближайшее время поработать с нашей стороны). Тем более, что это проще, чем увеличивать производительность «по-настоящему», хоть и куда менее полезно (мягко говоря) для покупателей. С другой стороны, положение дел «спасает» то, что производительность, в общем-то, избыточна для современного массового ПО. Особенно если рассматривать именно данный сегмент — NVMe-накопителей высокой емкости, где сравнение производительности разных представителей сродни спорту высоких достижений.
Итого
На этой смешанной ноте и закончим. Впрочем, «ноты» у нас сегодня две: Phison E12 и непосредственно Aorus RGB AIC NVMe SSD — как первое попавшее к нам в руки устройство на данной платформе.
Подведение итогов начнем с первой. Хорошо видно, что в Phison поработали над проблемами своей первой NVMe-платформы, исправив многое — но не все. С тестами все очень хорошо, поскольку над этим потрудились специально. Однако при этом, как уже сказано выше, некоторые вполне себе бытовые нагрузки (казалось бы, ну что может быть проще копирования информации?) способны испортить всю идиллию. Так что, скорее всего, удачных продаж можно будет добиться только традиционным для Phison способом: ориентируясь на бюджетный сегмент или чуть выше (но не слишком). Кстати, и для Е16, скорее всего, будет верно то же самое: поддержка интерфейса PCIe 4.0 добавлена без существенного изменения контроллера, так что недостатки Е12 будут присущи и ему (и в итоге такой накопитель с PCIe 4.0 будет иногда отставать от конкурентов со «всего лишь» PCIe 3.0).
В то же время, Aorus RGB AIC NVMe SSD — совсем не бюджетное устройство. Понятно, что цены со временем могут меняться, но на момент тестирования накопитель стоил процентов на 20-25 дороже трех остальных участников. Да и среди других устройств на Phison E12 он точно будет самым дорогим — поскольку и конструкция существенно отличается от простой платы M.2. Поэтому с точки зрения ценителей производительности (и, в особенности, любителей пресловутого философского соотношения «цена/производительность») «ловить» тут нечего. Но можно взглянуть и с других сторон. В частности, оригинальное исполнение в ряде случаев может оказаться достоинством: точно можно не заботиться об охлаждении, поскольку «просторный» монтаж и большой радиатор при, в общем-то, не сильно прожорливой платформе делают устройство практически «холодным» даже под синтетическими нагрузками. Плюс, конечно, подсветка — относиться к которой можно по-разному, но есть и ценители. Здесь, пожалуй, один из лучших вариантов — с совместимостью по управлению с остальными комплектующими Gigabyte.
Да и с точки зрения борьбы с паранойей по поводу ресурса эти накопители крайне интересны. Напомним, что компания ограничивает пятилетнюю гарантию полным объемом записи в 1600 ТБ — против всего 600 ТБ у Samsung и WD или 544 ТБ у Intel. В конце концов, и последнее стоит денег — такие условия гарантии не могут предложить даже Samsung 970 Pro на MLC-памяти, да и серверные Seagate Nytro 1351 или IronWolf 110 немного скромнее (причем куда менее интересны для энтузиаста, поскольку это лишь SATA). В общем, как уже было сказано выше, своеобразные ниши есть. А на массовый рынок Gigabyte не слишком рассчитывает — поскольку подобное конструктивное исполнение вообще не слишком совместимо с массой современных компьютеров. В то же время, для большого красивого игрового десктопа, владельцу которого интересна подсветка, так что аналогично подобраны и прочие комплектующие, особых альтернатив нет. Производительности для такого сценария использования — достаточно (даже с запасом), так что можно заплатить и за эстетику. Иногда имидж выше жажды :)
