Методика тестирования накопителей образца 2018 года
Твердотельные накопители с поддержкой протокола NVMe появились на рынке еще пять лет назад, но до сих пор не могут похвастаться такой массовостью, как более дешевые SATA-устройства. В первую очередь из-за того, что последние как раз более дешевые — но достаточные для подавляющего большинства сценариев, не выходящих за рамки персонального компьютера. И лишь только у самых требовательных покупателей, желающих получить самое самое лучшее (не важно — насколько нужное: лишь бы возможность оплатить «хотелки» присутствовала) выбора попросту нет — по уровню потенциального быстродействия это непересекающиеся миры.
При этом большинство NVMe SSD использует интерфейс PCIe 3.0. Несмотря на то, что почти год назад стараниями компании AMD и в массовый сегмент рынка персональных компьютеров пришла новая версия стандарта, пока еще темпы ее распространения оставляют желать много лучшего. На деле себестоимость «устаревших» и «перспективных» накопителей отличается незначительно, поскольку речь в первую очередь идет лишь о выборе того или иного контроллера — основной вклад в цену вносит флэш-память, одинаковая в обоих случаях. Однако меньшая потенциальная целевая аудитория приводит к тому, что большинство производителей контроллеров на этом рынке все еще не работают. Практически за единственным исключением — компания Phison не только разработала в прошлом году свой Е16, но контролирует выпуск твердотельных накопителей на его базе. Причем только в одной возможной конфигурации — с 96-слойной памятью BiCS4 TLC NAND Kioxia (экс-Toshiba). Не так давно отгрузку SSD с интерфейсом PCIe 4.0 начала и компания Samsung, но пока она ориентируется только на корпоративный рынок — где новый стандарт по объективным причинам более востребован.
В итоге весь выбор накопителя с интерфейсом PCIe 4.0 в рознице на данный момент сводится к покупке такого устройства у одного из партнеров Phison. Все они имеют одно и то же фактическое место производства и конфигурацию, поставляются с пятилетней гарантией, да и цены обычно сопоставимы. Но не в точности равны — небольшая возможность конкуренции осталась. Равно как и по комплекту поставки, который уже зависит от конкретного поставщика. На этом и все.
Поддержка же PCIe 4.0 фактически этим накопителям мешает — что мы уже не раз говорили. Она является конкурентным преимуществом Phison E16 — делая его более дорогим решением, чем более массовые устройства. Например, использующие предыдущую разработку Phison — E12, ограниченный PCIe 3.0. Он медленнее, чем Е16 — но рассматривать последний как хорошее решение под «старый» стандарт мешает, поскольку в этом случае можно и сэкономить. И вообще — устройства с интерфейсом PCIe 3.0 распространены массово, так что конкуренция в этом сегменте есть и немалая. А Е16 остается своеобразной вещью в себе — хорошее решение, но кому-то из покупателей просто не нужное, а кто-то (даже при наличии подходящей платформы) считает ненужной доплату за перспективность. Классический замкнутый круг — выйти из которого получится не ранее, чем этим направлением займутся и другие производители.
Goodram IRDM Ultimate X 1 ТБ
Что делать тем, кто все-таки решился на покупку накопителя на базе Phison E16? Обратить внимание на цену — ведь все эти продукты практически одинаковые и производятся в одном месте. А в этом плане крайне интересно начинает выглядеть линейка Irdm Ultimate X уже хорошо знакомого нам польского производителя Wilk Elektronik SA, использующего торговую марку GoodRam. Не из-за каких-то технических особенностей — просто это одно из самых дешевых предложений на рынке.
Это уже четвертый терабайтник на Е16, попавший в наши руки — но он может быть и пятым, и десятым... Отличить одно устройство от другого можно, разве что, по наклейкам. Все устройства на этом контроллере (как уже не раз сказано) производятся под непосредственным контролем Phison и используют 96-слойную память BiCS4 3D TLC NAND Kioxia (экс-Toshiba) с кристаллами емкостью 256 Гбит (500 ГБ и 1 ТБ) или 512 Гбит (2 ТБ). Кроме того, на терабайтниках устанавливается 2 ГБ DRAM: две микросхемы DDR4L-2400 SK Hynix по 8 Гбит каждая. Недостатком можно считать двухсторонний дизайн, вообще говоря, присущий всем накопителям на Е12/Е16 с памятью BiCS3/BiCS4. Но можно и не считать — низкопрофильные слоты как правило встречаются только в ноутбуках, а там Phison E16 не нужен — даже новая мобильная платформа AMD поддерживает только PCIe 3.0.
Все накопители на этой платформе обещают скорость чтения до 5 ГБ/с и записи на уровне 4,4 ГБ/с (для моделей от терабайта). Причем и условия гарантии у всех одинаковые — пять лет с ограничением полной записи 1,8 ПБ для терабайта емкости. Словом, как уже сказано, конкурировать остается ценами, радиаторами да прошивками — других вариантов фактический производитель не оставил. Но у большинства и прошивки одинаковые — так мы обнаружили здесь ту же EGFM11.2, что и у ранее протестированного TeamGroup T-Force Cardea Zero Z440. Настройки SLC-кэширования, правда оказались немного другими — но об этом позже.
Что интересно, несмотря на низкую цену, в комплекте Ultimate X нашлось место и красивому радиатору. Устанавливать его нужно самостоятельно: «свои» есть на большинстве целевых плат, так что придется выбрать что-то одно. Либо не выбирать — если производитель «пожадничал». Но не в этом случае :)
А теперь пора и перейти к тестированию — немного не такому, как обычно.
Тестирование
Методика и задачи тестирования
Методика подробно описана в отдельной статье. Там можно познакомиться с используемым программным обеспечением.
Аппаратное будет другим — причем разным. В самом деле — в очередной раз тестировать уже знакомое устройство и сравнивать его с близкими по цене конкурентами не интересно: делалось. Тем более «скучно» устраивать групповой забег терабайтников на Phison E16 — хоть их уже и четыре, но все одинаковые. Поэтому интереснее в подробностях изучить — что новый интерфейс на деле дает этим накопителям. Желательно в идентичном в остальных чертах окружении. И заодно задействовав новую плату на чипсете AMD B550 (мы взяли MSI MAG B550 Tomahawk) — благо в этом случае будет доступен и «процессорный» слот PCIe 4.0 x4, и «чипсетный» PCIe 3.0 x4. Последний интерфейс — лучшее, чем можно ожидать от «старых» чипсетов, типа Х470, но там он «процессорный». А на имеющейся в нашем распоряжении плате Asus TUF X470-Plus Gaming есть и второй «чипсетный» M.2 — но только PCIe 3.0 x2, т. е. вдвое медленнее. Но деваться некуда — все платы под АМ4 до выхода Х570 для второго NVMe-накопителя могут обеспечить либо PCIe 3.0 x2, либо PCIe 2.0 x4, что по пропускной способности одно и тоже. При этом обе платы мы можем снабдить одинаковым процессором (в данном случае Ryzen 7 3700X) и одинаковой памятью — в общем, сравнение в максимально равных условиях для четырех конфигураций. Пятая — «стандартный» стенд на Core i7-7700 и ASRock Z270 Killer SLI на чипсете Intel Z270. Третий уже по счету вариант реализации PCIe 3.0 x4 — и все их нужно сравнить друг с другом. Добавив «сверху» PCIe 4.0 x4 и «снизу» PCIe 3.0 x2, что даст исчерпывающий ответ на вопрос — как сказывается на производительности конкретно интерфейс, а как — все остальное.
Заполнение данными
Ни для кого (наверное) уже не секрет, что все бытовые накопители на TLC- и QLC-памяти в плане операций записи спринтеры. Высокие результаты достижимы лишь в пределах SLC-кэша, а это лишь часть емкости. Как правило, даже часть свободной емкости. Запись в «однобитовом» режиме идет быстро — но, если ее объем превышает емкость SLC-буфера, приходится начинать «честно» писать данные в TLC-массив, да еще и со старыми данными что-то делать. А это скорость существенно снижает.
Это мы и получаем на практике. В пределах кэша — однозначный «упор» в интерфейс в случае PCIe 3.0. 4.0 скорость увеличивает — но не слишком, поскольку Е16 возможности нового стандарта использовать умеет не вполне. Кэш большой — треть свободного места, т. е. в GoodRam используется «агрессивная» стратегия кэширования, в основном известная по контроллерам Silicon Motion, но в последнее время все чаще применяемая и в разных продуктах на базе Phison. Тоже — разных. Так что какой-нибудь S11 во второй части графика «умеет» проседать и до 30-50 МБ/с, а топовые контроллеры все-таки в 15-20 раз быстрее. Но лишь немногим быстрее потенциальных возможностей «хорошего» SATA600 — о чем необходимо помнить. Чтение-то всегда «реактивное», а запись — зависит от количества записываемых данных. В персональном компьютере, впрочем, не слишком-то и мешает. В каких-то специфических сферах применения — может.
Производительность в приложениях
А вот для решения задач «системного накопителя» даже бюджетные SSD подходят с запасом — скорость ограничивается совсем другими компонентами системы, но не ими. В этом классе — тем более. И интерфейс значения не имеет.
Потенциально — может, но лишь в том плане, что пары линий PCIe 3.0 не хватит. А 4.0 еще и не самым быстрым может оказаться.
Предыдущая версия пакета на первый взгляд однозначно за PCIe 4.0. Но если приглядеться и подумать... то, как бы не за SATA. Благо тоже быстро на практике, относительно дешево, совместимо с любыми системами. Чем выше — тем сложнее обеспечивать соответствующие условия эксплуатации. Хотя, как видим, не так уж и обязательны «соответствующие».
Последовательные операции
Понятно, что именно такие нагрузки необходимо использовать как иллюстрацию необходимости внедрения PCIe 4.0 — создать SSD, которому при чтении данных будет уже маловато четырех (не говоря уже о двух) линий предыдущей версии стандарта на сегодняшний день уже несложно.
А вот с записью — уже сложнее. И выигрыш меньше. Ну и о том, что он вообще достижим в лучшем случае на 1/3 емкости, покупателям лучше не признаваться, конечно :) Но если речь вести только а максимальных скоростях (вполне достижимых — просто при удачном совпадении обстоятельств), тот они выше, конечно. Т. е. переход на PCIe 4.0 не бесполезен.
Случайный доступ
В отличие от операций с хаотической адресацией. В таковых производительность в первую очередь определяется задержками носителя данных — которым во всех случаях является одна и та же TLC-память. Во-вторую — важен конкретный контроллер. И он тоже одинаковый. А дойдет ли очередь до всех остальных факторов? Когда как.
В основном, не доходит. Да, когда речь идет о синтетических сценариях, типа «длинных» очередей (при том, что в обычном ПК практически никогда не успевают выстроиться и «короткие»), тут иногда «играет» уже даже интерфейс. Но лишь в одну сторону — двух линий PCIe 3.0 топовым накопителям может оказаться маловато. Плюс иногда значение начинают иметь прочие компоненты платформы — например, при чтении разными блоками системы на Intel Core со своими контроллерами PCIe сейчас оказываются уже в отстающих. На этом — и все. PCIe 4.0 даже не всегда оказывается в числе лидеров. А в среднем — все конфигурации можно считать примерно равными. Чтобы положение дел изменилось принципиально, повторимся, нужен другой носитель. Либо другая флэш-память, либо и вовсе «нефлэш». При одинаковой же памяти и одинаковом контроллере «игры» с интерфейсом подключения особого смысла не имеют.
Работа с большими файлами
Чтение данных в комментариях не нуждается — в немалой степени все определяется как раз интерфейсом. Единственное, на что стоит обратить внимание — «чипсетный» PCIe 3.0 x4 на В550 оказывается все-таки помедленнее, чем «процессорный» PCIe 3.0 x4 на плате на Х470. Впрочем, так было не раз и выше. Но существенного значения это не имеет — поскольку для В550 это «второй» слот M.2. Которому на старых платах такого режима в принципе не доставалось, если не «обижать» видеокарту. А первый теперь 4.0 — и этим при соответствующем SSD можно даже воспользоваться не без выгоды.
С записью все скромнее — поскольку кэша, все-таки, немного «не хватает». Особенно в многопоточном режиме. Но польза от увеличения пропускной способности интерфейса тоже есть — просто размер ее для сегодняшних накопителей все еще скромный. Появятся более быстрые модели — можно будет «выжать» и больше.
А вот при чтении с записью больше «играет» сам SSD, чем интерфейс. Однозначно мало разве что двух линий PCIe 3.0 x2 — тут уже пропускной способности маловато. Что неудивительно — вообще-то она в четыре раза ниже чем то, на что Phison E16 рассчитан штатно. Половины штатной на деле уже достаточно. Типичные особенности первых реализаций — не только в этом случае. Все-таки они больше похожи на решения «предыдущих поколений». А полная реализация новых возможностей начинается где-то со второй волны устройств... которой пока нет.
Рейтинги
Поскольку ничего нового тут нет, обойдемся без развернутых комментариев. Кратко же двух линий PCIe 3.0 современным быстрым устройствам маловато — но четыре линии PCIe 4.0 им пока не необходимы. Производительность в некоторых сценариях оказывается более высокой — но без какого-то убедительного лидерства «в среднем». А дальше каждый уже должен определиться: охотиться за этим небольшим, но существующим преимуществом — или не обращать на него внимания и сэкономить. Оба подхода имеют свои плюсы и свои минусы. Поэтому однозначного ответа на вопрос нет и быть и не может — исходить придется из субъективных представлений.
PCMark 10 Storage
В конце прошлого года компания Futuremark выпустила специальное дополнение к своему тестовому пакету — долгожданный набор для тестирования накопителей. К сожалению, доступен он только пользователям «топовой комплектации» (которая сама по себе стоит полторы тысячи долларов в год), причем в виде дополнительных компонентов для загрузки. Но это радикально переработанный набор тестов, ориентированный на SSD (в отличие от старых версий, которые разрабатывались много лет назад), причем способный «загрузить» работой любую систему. Причем в очень разных сценариях — от скорости загрузки Windows 10, до банального копирования данных.
В общем, отдельный материал, посвященный PCMark 10 Storage, у нас будет. Вводить программу в рабочий цикл мы тоже будем — очень интересна в качестве комплексной оценки потребительских характеристик. Пока же стадия тестирования самого пакета — который мы применили и в этом случае. Посмотрим на результаты.
Общая оценка показательна. Благодаря части сценариев «выжать» лидерство PCIe 4.0 удалось. Но небольшое. Особенно небольшое на фоне результата (старой уже) платформы Intel. Впрочем, и решения AMD ведут себя немногим хуже — даже «покалеченный» режим PCIe 3.0 x2. Причем, повторимся, это очень комплексная оценка, а не только «системные» операции. Как и все комплексные рейтинги — синтетичная. Но определяется на таком наборе, который реально может показать — что, в общем и целом, среднестатистический пользователь и «увидит» своими глазами.
Почему все так похоже? А вот результаты реальной средней пропускной способности в тестовых сценариях. Как видим, они все еще недалеко уходят даже от давно устаревшего SATA300. Сами-то SSD могут и больше — но больше «не могут» прочие компоненты системы; в первую очередь — программные.
Средние задержки ведут себя таким же образом. Да — немного различаются, но поскольку худший результат составляет всего 90 микросекунд... С точки зрения человека это мгновенно — а даже не почти мгновенно. Винчестеры, кстати, в этих тестах демонстрируют средние задержки уже в миллисекундах, т. е. тысячах мкс — разница в два порядка. Которая и отлично заметна даже невооруженным глазом. В отличие от «разницы» между худшими в сегодняшнем тестировании 90 мкс и лучшими 75 мкс.
Итого
Что касается непосредственно Goodram IRDM Ultimate X 1 ТБ, то это типичный терабайтник на Phison E16 — такой же, как и все остальные. При выборе конкретного накопителя имеют значения разве что доступность (в локальных магазинах или чуть шире — кто к чему привык при покупках), цена да комплект поставки. У Ultimate X с последним все обстоит неплохо — и стоит недорого, и даже на фирменный радиатор не поскупились.
Но, естественно, это все выбор внутри класса — технически все эти накопители устроены одинаково и ведут себя одинаково. Поэтому главный вопрос — покупать ли вообще устройство на базе этого контроллера или обойтись чем-нибудь еще. Ответ на него всем придется искать самостоятельно — универсального не существует. Главное, что стоит отметить — на текущий момент доступность плат с поддержкой PCIe 4.0 увеличилась — и модели на Х570 подешевели, и В550 появился. Поэтому при покупке нового Ryzen по крайней мере «проработать» вопрос использования нового интерфейса стоит. Но вот чего не стоит делать, так это ожидать от него какого-то существенного вау-эффекта. С другой стороны, польза в части сценариев — тоже польза, а не только отсутствие вреда :) В дальнейшем же такой накопитель может и сменить роль с основного (и единственного) на дополнительный. Причем без радикальных потерь в производительности — новые платы это тоже позволяют сделать. Что может оказаться дополнительным фактором в пользу новых технологий, а не проверенной классики.
В заключение предлагаем посмотреть наш видеообзор SSD-накопителя Goodram IRDM Ultimate X:
Наш видеообзор SSD-накопителя Goodram IRDM Ultimate X можно также посмотреть на iXBT.video
