Обзор SSD Intel 545s емкостью 256 и 512 ГБ на базе памяти 3D NAND TLC

Выход в свет около 10 лет назад накопителей семейства Intel X25-M существенно изменил расстановку сил на рынке твердотельных накопителей. Можно даже сказать, что он этот рынок создал с нуля. Не потому, что это было первое устройство такого рода — на самом деле SSD к тому моменту в компьютерной технике применялись уже достаточно широко. Но ранее они применялись только в определенных нишах, где без них обойтись было нельзя. Новая же разработка ориентировалась на массового потребителя, пусть и имела высокую для повсеместного использования цену. Компании удалось создать производительное и надежное устройство на базе недорогой MLC-памяти, используя самый совершенный (на тот момент) контроллер, нивелирующий ее недостатки. Во многом это была демонстрация возможностей того, каким может быть потребительский SSD.

И в этом сегменте рынка начался настоящий бум. К разработке контроллеров приступали все новые игроки, производство флэш-памяти росло как гробы после вождя, с соответствующим снижением цен. В итоге в некоторых нишах конкуренция механических и полупроводниковых накопителей просто прекратилась: когда-то производители пытались устанавливать винчестеры даже в карманные компьютеры, а сегодня уже многие серии ноутбуков HDD просто не поддерживают. В целом экспансия на рынок компьютеров оказалась не радикально заметной (поскольку цены до сих пор являются слабым местом SSD), но в каждом пятом ПК того или иного форм-фактора уже есть твердотельный накопитель, а в каждом десятом никакого иного и вовсе нет.

А вот позиции Intel на рынке по мере роста этого рынка становились все более и более скромными. Складывается ощущение, что «показав светлый путь» другим производителям, компания просто устранилась от самых конкурентных направлений, сконцентрировавшись на наиболее маржинальных. Например, на серверных продуктах. Или на внедрении новых интерфейсов. А то и на освоении новых типов памяти. В общем, показательным является недавний анонс линейки Optane SSD 900P — NVMe-устройств на базе памяти 3D XPoint. Общего с массовыми SSD у них нет практически ничего. Хотя в принципе интерфейс PCIe 3.0 x4 и протокол NVMe встречаются и в накопителях на базе NAND-флэша, но для последних это до сих пор в определенной степени экзотика. Наибольшие продажи все еще приходятся на «старомодный» SATA, от которого Intel уже рекомендует отказываться. Впрочем, из-за наличия спроса на такие решения (повторимся — максимального в сегменте) компания продолжает их продавать, хотя и не обязательно выпускать — первым делом из этой линейки «выпали» собственные контроллеры Intel, а в семействе 540s перестала использоваться память совместного производства Intel и Micron, да и непосредственным производством этих устройств занялись ODM-производители. В общем, получился один из многих на рынке SSD на базе контроллера Silicon Motion и TLC-памяти. Правда, в отличие от большинства бюджетных устройств (а такая связка широко применяется именно в них), представители линейки 540s продаются с пятилетней гарантией, да еще и без ограничения на общий объем записанных данных, но за это нужно платить — в прямом смысле этого слова. Лишь немногим дороже можно приобрести 600p аналогичной емкости, где будут те же пять лет гарантии (хоть и с ограничением TBW в 72 ТБ на каждые 128 ГБ емкости, но на практике для типичного персонального использования это все равно избыточно много), плюс модный и перспективный интерфейс. В принципе, скорее всего, так и было задумано :)

Однако пока еще инсталляционная база для SATA-устройств превосходит количество систем с поддержкой NVMe — особенно на розничном рынке, где SSD очень часто приобретаются для модернизации старых компьютеров. Соответственно, «держать» в ассортименте хотя бы одну такую линейку полезно. А вот ориентироваться исключительно на сторонние ее поставки означает не иметь гибкости в плане ценовой политики и других вопросов. Собственно, не будь у IMFT проблем с освоением 3D NAND TLC, семейство 540s могло бы и не появиться на рынке. Однако проблемы были, так что компания предпочла пропустить первое поколение 32-слойных чипов и перейти сразу на новые микросхемы с 64 слоями. Заодно подоспел и немного модифицированный контроллер Silicon Motion. В итоге эти компоненты встретились в новом семействе Intel SSD 545s.

Intel 545s 256 и 512 ГБ

На данный момент семейство насчитывает шесть моделей, две из которых мы и протестировали. Третья имеет емкость 128 ГБ и анонсирована уже в этом квартале — в первую очередь, для нужд ОЕМ-рынка, поскольку для розницы такие устройства слишком малы. Кроме того, все емкостные модификации имеют аналоги в форм-факторе М.2 (256 ГБ в таком исполнении появились еще в прошлом квартале), постепенно превращающемся в основной отраслевой стандарт. Интерфейс же во всех случаях одинаковый — SATA, поскольку компания использует контроллер Silicon Motion SM2259. От уже хорошо знакомого нам SM2258 он отличается лишь косметически: добавлена поддержка ЕСС для DRAM-буфера. В принципе, емкость этого буфера может достигать уже гигабайта и более, так что данное нововведение не повредит, но существенным его назвать нельзя: данная линейка контроллеров Silicon Motion целиком и полностью нацелена на бюджетный сегмент рынка, поскольку все они продолжают оставаться одноядерными четырехканальными. Таким образом, даже новые модели в этой линейке не слишком принципиально отличаются от старого доброго SM2246, который во времена господства MLC-памяти звезд с неба не хватал. А вот его наследники, в связи с переходом на TLC быстро обзаведшиеся поддержкой LDPC-кодирования и «двухрежимностью» (SM2259, равно как и SM2258, «умеет» записывать данные непосредственно в массив флэш-ячеек «мимо» кэш-буфера, причем при наличии свободного места — в быстром SLC-режиме), оказались одними из лучших предложений на рынке. В принципе, это не удивительно: направление SATA-контроллеров вообще признано тупиковым, больших денег на нем не заработаешь. Собственно, у Silicon Motion не осталось даже свободных цифр для (теоретически возможного) появления в семействе новых моделей: линейка SM226х — это уже интерфейс PCIe и NVMe. Впрочем, вряд ли в этом появится необходимость: до начала внедрения QLC-памяти остается еще как минимум полгода (по оптимистичным прогнозам), но мы не удивимся, если окажется, что SM2259 подойдет и для нее.

Стоит отметить, что, несмотря на возможность комплектования этих контроллеров большим количеством DRAM, в линейке Intel 545s эта возможность не используется: модели на 256 и 512 ГБ снабжены одной микросхемой DDR3L емкостью 4 Гбит (т. е. 512 МБ). Правда, и емкость этих SSD с точки зрения современности невелика, но это объяснимо используемыми чипами NAND. Дело в том, что у 64-слойной 3D NAND TLC существуют две модификации: с кристаллами по 256 и по 512 Гбит. К первому поколению памяти компании (а 32-слойные кристаллы 3D TLC, напомним, имеют емкость 384 Гбит) было много нареканий по скорости работы, в том числе из-за сильно увеличившихся страниц и блоков. При этом даже возможности бюджетных контроллеров типа той же линейки SM22xx в устройствах «типичной емкости» обычно оставались задействованы не полностью (как правило, три канала из каждых четырех), что снижало степень параллелизма в работе. В пределах SLC-кэша с производительностью все было неплохо (особенно учитывая «динамический подход» к нему в SM2258), но в общем и целом работа с массивом флэш-памяти происходила очень медленно и с большими задержками. Новые кристаллы на 256 Гбит должны эту проблему решить, что особенно актуально для накопителей малой емкости, а таковой ныне уже можно считать и 512 ГБ. Более емкие модели будут использовать кристаллы по 512 Гбит, что им не помешает — там таких кристаллов все равно нужно много :)

Гарантия на новую серию осталась пятилетней, что для накопителей на базе TLC-памяти редкость — в этом Intel верна себе. А вот ограничение на полный объем записанных данных появилось, но остается чисто теоретическим, как и в 600р: те же 72 ТБ на каждые 128 ГБ емкости. Рекорд, установленный Plextor M7V (80 ТБ на каждые 128 ГБ емкости), продолжает держаться, но на него уже и сам «рекордсмен» не замахивается, «назначив» для нового S3 512 ГБ значение TBW в 70 ТБ — это меньше, чем декларируется даже для младшего Intel 545s на 128 ГБ! В любом случае, на практике для покупателя важнее длительность гарантийного срока и то, насколько им просто воспользоваться — а в этом плане у Intel дела всегда обстояли неплохо. Вот с ценами — бывало когда как, так что их мы затрагивать не будем. Что ж, упомянем, что накопители тестировались с прошивкой версии LHF002C, и перейдем к практической проверке их способностей.

Конкуренты

Для оценки новых SSD нам пригодятся результаты трех ранее протестированных. Во-первых, AData Ultimate SU800 и «родственного» Transcend SSD230S: оба используют контроллер Silicon Motion SM2258 и память 3D NAND производства Micron «первого поколения» (т. е. с 32 слоями). Во-вторых, нам не обойтись без Intel 600p, где такая же память соседствует с контроллером Silicon Motion SM2260H: формально это другой класс, а фактически накопители стоят сравнимо, так что в глазах многих покупателей будут прямыми конкурентами. Если сравнивать Intel 600p с Intel 545s, у них разные и память, и контроллер, причем функционально SM2260H уступает SM2258/SM2259 во всем, кроме интерфейса: ни прямой записи во флэш, ни поддержки LDPC у него нет. Поэтому замена «шестисотке» запланирована, причем именно она будет максимально похожа на 545s — отличаясь только интерфейсом. Но пока ее нет не то что в магазинах, но и у нас в лаборатории :)

Отметим, что все три референсных накопителя имеют емкостью 512 ГБ, а Intel 545s у нас есть и на 512 ГБ, и на 256 ГБ. Но тем оно и интереснее: посмотреть, насколько младшая модель (128 ГБ мы за пределами ОЕМ-рынка серьезно воспринимать уже не склонны) уступает старшей, тоже полезно. Особенно при желании сэкономить.

Тестирование

Методика тестирования

Методика подробно описана в отдельной статье. Там можно познакомиться с используемым аппаратным и программным обеспечением.

Производительность в приложениях

Как не раз уже было сказано (и не только нами) в роли «системного накопителя» все SSD примерно одинаковы, а радикально отличаются исключительно от «механики». Что понятно — на текущий момент твердотельные накопители «узким местом» в системе не являются, так что какие-то различия между ними можно искать лишь тогда, когда прочее программное и аппаратное окружение «не мешает». Однако при таком подходе просто очевидно, что само по себе существование всего сегмента SATA-устройств смысла уже не имеет: все равно флэш-память вносит основной вклад в себестоимость устройства (что всегда было, есть и будет есть), так что недорогой «заменой» одного лишь контроллера можно добиться заметно большего. Что неприменимо разве что к тем случаям, когда NVMe-устройства вообще не будут работать нормальным образом (в старом компьютере, например), но тут уж и не до сравнения производительности :) А когда ее вообще сравнивать можно, то SATA-устройства всегда в (немного) отстающих. Преимущество которых в низкой цене и высокой совместимости, но не в потенциальной производительности. Тем более, что, все равно, последняя остается на том же уровне, что и ранее. Неплохом, конечно — и SU800, и SSD230S в своем классе устройства быстрые, но не более того.

Последовательные операции

Скорость последовательного чтения закономерно «упирается в интерфейс» всегда, когда может. Поэтому никакой конкуренции внутри класса SATA-устройств нет. Между разными классами SSD ее тоже нет и быть не может: хотя 600р относится к самым медленным NVMe-накопителям, но и этого хватает.

А при записи данных сдерживающим фактором является сама флэш-память, но это можно подправить SLC-кэшированием. В этом сценарии оно прекрасно работает, поскольку область данных ограничена 2 ГБ. В итоге единственное, на что имеет смысл обратить внимание — небольшой проигрыш 545s на 256 ГБ другим участникам тестирования. Но он и правда небольшой — на практике можно не обращать внимания.

Случайный доступ

Преимущества новой памяти хорошо видны при чтении с единичной длиной очереди — это наиболее распространенный в персональном компьютере сценарий, причем не поддающийся никаким интенсивным способам повышения быстродействия, за исключением радикального: полной смены носителя. Поэтому в таких условиях 545s оказывается лидером — пусть и с небольшим преимуществом перед прочими, но, повторимся, «большое» здесь получить и невозможно, не перейдя на 3D XPoint, например. Соответственно, и это неплохо, а в остальном — ничего особенного. Но особенного и не ожидалось.

Работа с большими файлами

Равно как и с чтением больших объемов данных — как и ожидалось. С чтением у флэш-памяти все хорошо — независимо от типа, так что сдерживает ее лишь интерфейс (когда сдерживает).

А вот нормальным образом справиться с записью невозможно без режимов работы, появившихся в SM2258 (и сохранившихся в SM2259, разумеется), но отсутствующих в SM2260H и подавляющем большинстве представленных на рынке контроллеров. Разница между этими двумя группами радикальная, и 545s попадает в «быструю». Что естественно, верно это в первую очередь для модели на 512 ГБ — младшая версия заметно медленнее просто из-за меньшего параллелизма.

Но при записи одновременно с чтением по псевдослучайным адресам (что на практике и будет встречаться чаще, чем «чистые» последовательные операции) «двухрежимность» уже не панацея, а SLC-кэширование вообще слабо помогает из-за ограниченных размеров самого кэша. Это мы отмечали еще в обзоре AData Ultimate SU800, и с тех пор, естественно, ничего не изменилось — за исключением появления немного более быстрой памяти, которая как раз и применена в новой серии накопителей Intel.

Рейтинги

С точки зрения низкоуровневых характеристик серия 545s воображения не поражает, и интегральная оценка программы Anvil’s Storage Utilities сводит эти показатели воедино. Для получения максимального количества «попугаев» лучше использовать другие контроллеры, благо цену готового SSD в основном все равно определяют не они, а сама память.

В общем же и целом (с учетом и результатов тестов высокого уровня) два представителя нового семейства Intel уверенно встраиваются в плотные ряды прочих SATA-устройств, причем ближе к верхней части списка. Это не удивительно: у таких решений есть «потолок», достигнутый уже давно. Но раньше этот «потолок» достигался за большие деньги, а сейчас те же скоростные показатели удается достигать дешевле. Впрочем, если перестараться с «дешевле», то получится что-то уровня GoodRam CX300 или WD Green — хотя и это лучше, чем показатели Intel X25-M, который когда-то стоил несколько сотен долларов. С учетом этих факторов основная конкуренция между SSD идет по цене и гарантии — тем более, что это главный фактор, сдерживающий экспансию твердотельных накопителей. А производительности хватало и раньше.

Цены

В таблице приведены средние розничные цены протестированных сегодня SSD-накопителей, актуальные на момент чтения вами данной статьи:

Итого

Главная задача, которую ставили перед собой производители, внедряя TLC-память — получить то же самое, что было достигнуто при использовании MLC, но дешевле. И можно утверждать, что в общем и целом эта задача решена. У части пользователей сохраняется предубеждение против данного типа памяти, однако в этом нет ничего нового — ровно то же самое происходило и при внедрении MLC. Просто тогда рынок был меньше, так что процессы были менее заметными :) Ну а в ближайшем будущем нас ожидает появление устройств на базе QLC-памяти, и по ее поводу даже у производителей оптимизма несколько меньше. Но в любом случае в SATA-сегменте достигнутый сейчас уровень, возможно, окажется лучшим: в дальнейшем основные страсти будут кипеть совсем в других частях рынка. В этом смысле 545s может навсегда остаться лучшим предложением Intel с SATA-интерфейсом. Тем более, что компания готова продавать свои накопители с пятилетней гарантией, чего многие производители не делали даже во времена MLC. Так что в целом семейство Intel 545s интересное, но конечный выбор в рознице будет зависеть, разумеется, от конкретных цен, как оно всегда и бывает.