Продолжаем изучение технологии Intel Optane Memory: влияние емкости кэширующего модуля и аппаратного окружения на производительность на примере двух моделей Intel NUC

Продолжая тему технологии Optane Memory, мы решили снова вернуться к Intel NUC, однако рассмотреть некоторые вопросы, которые не поднимались в предыдущих статьях. В которых, напомним, мы изучали разные системы хранения данных в одинаковом окружении. А как на производительность может повлиять последнее? Вопрос интересный. Кроме того, мы не сравнивали на практике поведение двух модификаций модулей Optane Memory, немного отличающихся не только емкостью, но и логикой работы. И ценой тоже — поэтому вопрос, стоит ли платить больше за модуль на 32 ГБ, является практическим, а не теоретическим.

Что же касается теории, сегодня она нам не потребуется — поскольку, как уже было сказано выше, это продолжение цикла материалов, а не отдельное самостоятельное исследование. Соответственно, всем заинтересованным рекомендуем ознакомиться с предыдущими материалами по данной теме:

• Теоретические особенности технологии ускорения системы Intel Optane Memory: он вам не Smart Response
• Практическое знакомство с технологией Intel Optane Memory: тестирование первое, пробное — на основе тестов приложений
• Выбор системы хранения данных бюджетного игрового компьютера: одиночный винчестер, кэширование Optane Memory и разные твердотельные накопители в тестах PCMark 8 и PCMark 10

Объекты тестирования

Почему именно NUC? На сегодня даже младшие модели этих компьютеров и их аналоги можно считать отличными решениями для дома или небольшого офиса. Они имеют достаточную для выполнения большинства повседневных задач производительность, очень компактны и не слишком дороги. Применение же технологий кэширования позволяет немного сэкономить при конфигурировании устройства, ничего существенного не потеряв сравнительно с использованием только твердотельного накопителя. А готовый комплект с соответствующей скидкой относительно компонентов по-отдельности тем более привлекателен. Такие уже есть; в том числе — и «фирменные» от разработчика. Компания Intel предлагает в последнее время платформы этого семейства уже с модулем Optane Memory на 16 ГБ. Есть даже и законченные мини-ПК — с оперативной памятью, накопителями и предустановленной Windows 10. Причем накопители могут быть разными, но пара из Optane Memory и винчестера на 1 ТБ обойдется покупателю дешевле, чем SSD на 256 ГБ — что вполне коррелирует и с розничным рынком.

Но, естественно, наличие готовых систем не отменяет, конечно, возможности усовершенствовать уже имеющийся NUC седьмого поколения, если по-ошибке он был приобретен только с винчестером — одним из достоинств технологии Optane Memory является как раз легкость подобной модернизации, не требующая ни что-либо перенастраивать, ни менять привычки использования компьютера. Да и вообще вариант с покупкой «по частям» остается кое-чем интересным. В частности, в укомплектованных NUC чаще всего встречается Optane Memory на 16 ГБ, а в рознице доступны и вдвое более емкие модули — на 32 ГБ. Такой сразу можно получить только с топовым и достаточно дорогим NUC на Core i7, причем только в законченном виде с памятью, винчестером и ОС, а вот самостоятельно — добавить к любой модели линейки. Поэтому, как уже было сказано выше, интересно сравнить эти модификации на практике.

Для более полного раскрытия темы, мы взяли и две модели NUC. Во-первых, NUC7i3BNH — младшее решение в линейке на базе процессора Intel Core i3-7100U. Младшее, но достаточное для того, что принято называть «повседневным компьютером», причем и недорогим — в укомплектованном описанным ранее образом готовом виде стоит менее 500 долларов. А примерно на сотню дороже стоит более быстрый компьютер на базе NUC7i5BNH Это уже более серьезная модель, снабженная процессором Core i5-7260U (с графическим ядром Iris Plus Graphics 640 и более высокими тактовыми частотами), так что на таком мини-ПК даже в какие-то нетребовательные игры можно поиграть и не только. Подробное изучение NUC данного семейства будет позднее — сегодня нам достаточно такой информации.

Оба мини-ПК мы решили протестировать в четырех вариантах конфигурации: терабайтный винчестер WD10JPVX, он же ускоренный посредством Optane Memory на 16 или 32 ГБ, полутерабайтный твердотельный накопитель Intel 545s. Отметим, что SSD мы таким выбором немного подыгрываем — на самом деле и винчестер на 2 ТБ в паре с Optane Memory 32 ГБ обойдется дешевле. И даже если попробовать поискать более дешевый накопитель аналогичной емкости, выйдем в лучшем случае на паритет по цене. А бюджетный терабайтник, да еще и с модулем на 16 ГБ вообще напрямую конкурирует с самыми дешевыми SSD на 240-256 ГБ... но если терабайта достаточно очень многим пользователям, то всего «четвертинки» в современных условиях без привлечения других накопителей может и не хватить. Это добавляет еще больше привлекательности идеи с кэширующей СХД, так что мы ее искусственно и ограничим — должна справляться и в неравных условиях :)

Объем оперативной памяти во всех случаях был равен 8 ГБ двумя модулями — мы решили ограничиться таким количеством, как базовым на данный момент. Тем более, что «сложными задачами» заниматься сегодня не будем, да и не слишком-то они нужны целевой аудитории компактных систем — если уж нужны, есть смысл перераспределить бюджет в сторону производительности.

Программное обеспечение

Как и в предыдущем тестировании, мы решили воспользоваться популярными пакетами «тестирования систем»: давно знакомым нам PCMark 8 и относительно новой версией PCMark 10. Да — это «синтетика», использования которой мы стараемся избегать. Но в тестах накопителей таковая все равно обычно используется. Кроме того, Futuremark старается использовать сценарии нагрузки, основанные на реальных приложениях. И охватывает достаточно широкий спектр последних: от запуска браузера Firefox с открытием в нем Facebook до рендеринга в POV-Ray. В общем, при исследовании новых технологий без синтетических тестов обойтись сложно, а насколько стоит доверять их результатам — каждый решает сам. В первом приближении это просто еще один источник информации, а чем их больше — тем она полнее.

Другое ПО нам сегодня не потребуется. За исключением, конечно, операционной системы Windows 10 Home x64 и драйверов устройств — последних версий на момент тестирования.

PCMark 8 Storage 2.0

Для полноты картины мы решили добавить и три результата из предыдущего тестирования, благо они делают некоторые вещи более наглядными. Во-первых, в очередной раз хорошо заметно, что распеваемая некоторыми пользователями мантра «это ноутбучные винчестеры медленные, а десктопные-то нормальные, так что SSD не нужен», не имеет никакого отношения к действительности: разница, безусловно, есть, но на фоне отставания от «нормальных» вариантов системы хранения данных исчезающе мала. Во-вторых, прирост производительности при использовании Optane Memory 16 ГБ можно считать двукратным — но привязанным к производительности ускоряемого винчестера. И вот тут уже разница между терабайтниками разного назначения приводит к разному же итогу: в настольной системе мы получили тот же уровень, что обеспечивает SSD, а в компактной — не вышло. И даже более емкая и дорогая модификация Optane Memory достичь паритета не позволила, хотя отставание сократилось до микроскопического. А вот от платформы производительность конкретного накопителя (в т. ч. гибридного) в этом тесте не зависит — что и было обещано разработчиком. Соответственно, главные выводы: винчестеры бывают либо медленными, либо очень медленными (в очередной раз подтверждено), но медленный винчестер можно «подстегнуть» до уровня твердотельных накопителей, а очень медленный — только до сопоставимого :) Впрочем, на практике и последнего уже достаточно — ибо, как уже было сказано, намного дешевле, а места на винчестере всегда мало (с)

«Пропускная способность» — результат, который показывает, как могло бы быть, если бы было, как хотелось. Иными словами, если бы работе накопителей не мешал весь остальной компьютер вместе с пользователем :) И здесь разные накопители демонстрируют очень разные результаты, но и разные платформы с одинаковым накопителем — иногда тоже. К такому нас жизнь не готовила, так что результаты этого (в отличие от предыдущего) теста из разных источников стоит сравнивать друг с другом очень аккуратно. Впрочем, ничего нового в них для нас уже нет — потенциальное быстродействие кэширующей системы хранения данных при использовании современных технологий может даже превосходить обеспеченное «обычными» SSD. Может и не превосходить — тут уже окружение важно, да и ускоряемый винчестер тоже. Но прирост производительности на порядок (сравнительно с одиночным винчестером) — будет всегда. Но, не забываем, потенциально — прикладным программам этого может оказаться даже много.

PCMark 8 Creative 3.0

Мы не стали использовать тесты группы Home, поскольку они являются упрощенным подмножеством Creative, причем все скопом для современных систем такого уровня слишком «легки». Впрочем, и Creative демонстрирует небольшую зависимость результатов от накопителя — понятно, что нагрузка в основном на процессор. Но и отставание системы с одиночным винчестером от всех прочих конфигураций тоже велико — причем чем мощнее платформа, тем оно больше. В итоге очевидно, что младший-то NUC в таком виде ради какой-то максимальной экономии средств еще можно использовать (хотя лучше и не стоит), а уже средний — не рекомендуется. В то же время сэкономить и приобрести вместо твердотельного накопителя пару из винчестера и модуля Optane Memory можно — в отличие от настольной системы, производительность окажется немного более низкой (хотя... можно же купить и чуть более быстрый ноутбучный винчестер: разница в цене между WD10JPVX и, к примеру, WD10JPLX невелика), но лишь на пару процентов. Это не «винчестерное» падение на все 15%-20%.

PCMark 10 Extended

Общий результат в новой версии пакета чем-то похож на предыдущий случай: в частности, отставание винчестеров от всех остальных тоже тем больше, чем выше производительность платформы. Но есть и нюансы — Optane Memory 16 ГБ внезапно оказался быстрее, чем более емкий и дорогой. Впрочем, внезапно ли? Давайте посмотрим на подробные результаты.

Если говорить о простых повседневных задачах (что для мини-ПК более актуально, чем тяжелые нагрузки), то в этом случае положение дел еще более удобно для Optane Memory, чем в среднем. Особенно, для модулей на 16 ГБ. А чем они различаются кроме емкости? Вспоминаем, что работа на файловом уровне возможна только при использовании старшей модели — младшая ограничена переносом информации по секторам и никаким анализом файловой системы программное обеспечение не занимается. С практической точки зрения это означает снижение накладных расходов — которые в простых случаях заметны. А вот при тяжелых нагрузках этот метод работы оказывается более эффективным.

Что нам демонстрирует как раз другая группа тестов пакта, где мы опять возвращаемся к красивым лесенкам. Но с довольно короткими ступеньками, что объяснимо входящими в нее приложениями — понятно, что ускорить, например, рендернг в POV-Ray накопитель никак не сможет. С другой стороны, для таких нагрузок вообще лучше использовать другие компьютеры — как мы помним даже Core i3-7100, но настольный, работает вдвое быстрее, чем Core i3-7100U, да и Core i5-7260U настольная система обгоняет в полтора раза. Опять же — независимо от накопителей. Разумеется, и места она займет больше, но при такой разнице в производительности этим можно и пренебречь. Тем более, что дальнейшее увеличение быстродействия возможно и в тех же габаритах, а вот в мини-ПК с этим, мягко говоря, сложно.

К таким результатам предыдущее тестирование нас уже подготовило — для работы с электронными таблицами или текстами лучше использовать обычный твердотельный накопитель. В принципе, если определяющими являются именно они (например, в офисе) это может оказаться и более дешевым — терабайты дискового пространства в данном случае не нужны, так что вполне можно обойтись одним SSD на 128 ГБ, а то и меньше. Будет быстро, бесшумно и даже более компактно — версии NUC, рассчитанные на установку только накопителя формата M.2 (т. е. без «дискового» отсека), традиционно имеют меньшую толщину. А вот при необходимости в более «многоцелевой» системе с большой вероятностью придется идти на компромиссы. И уже понятно, что «голый» винчестер среди всех них является наименее интересным. Пусть и пока наиболее популярным.

Особенно если взглянуть на такой непосредственно влияющий на комфорт использования компьютера сценарий, как запуск приложений. Несложно заметить, что зависит она не только от накопителя — но от него в первую очередь. Что же касается влияния платформы, то опять видим, что чем больше ее производительность, тем сильнее одиночный винчестер отстает от прочих конфигураций. И как обычно в таких случаях чуть быстрее работает модуль Optane Memory минимальной емкости — ниже накладные расходы.

Итого

В принципе, поскольку это тестирование было уже далеко не первым, с плюсами и минусами данной технологии мы уже были знакомы. Просто решили затронуть еще несколько потенциально интересных вопросов, а именно влияние на Optane Memory других компонентов системы и зависимость производительности от емкости кэширующего модуля. Что касается первого, то тут ничего неожиданного — разумеется, итоговое быстродействие зависит от всех компонентов. Поэтому нельзя сказать, что в любых условиях гибридная СХД будет эквивалентна твердотельному накопителю: в каких-то случаях производительность может оказаться даже более высокой, но иногда и отставать. Хотя бы потому, что чем медленнее ускоряемый винчестер, тем ниже и итоговый результат. SSD тоже работают с разной скоростью, но и самые медленные-то уже давно могут оказаться избыточными для программного обеспечения. Кэшированию пока на такое рассчитывать сложно. Но, что немаловажно с практической точки зрения, чем мощнее платформа — тех хуже ей становится от традиционного подхода с использованием одиночного механического накопителя в системе хранения данных. И речь идет не только о дорогих топовых компьютерах — как видим, и ультрабучные процессоры от этого уже «страдают». Полный отказ от механики при нынешних ценах выход не для всех — кэширование же может оказаться разумным компромиссом. Тем более еще одной важной на практике приятной неожиданностью оказалось то, что Optane Memory на 16 ГБ оказался не так уж и плох на фоне старшего родственника. В «легких» же сценариях за счет меньших накладных расходов на функционирование технологии иногда даже быстрее работает. Понятно, что на более мощных, нежели мини-ПК, системах, этими накладными расходами можно будет и пренебречь, так что положение станет более однозначным, но то, что в бюджетной системе более эффективным способен оказаться более дешевый кэширующий модуль — на практике очень полезно. Ну а в дальнейшем мы планируем заняться и другими особенностями Optane Memory и других кэширующих технологий — возможно, это не последнее приятное открытие.

В заключение предлагаем посмотреть наш видеообзор с тестированием кэширующих модулей Intel Optane Memory:

Наш видеообзор с тестированием кэширующих модулей Intel Optane Memory можно также посмотреть на iXBT.Video