Тестирование mSATA SSD KingSpec MT-512 емкостью 512 ГБ

Методика тестирования накопителей образца 2021 года

Технический прогресс имеет массу достоинств — с точки зрения стороннего наблюдателя. Однако таковой если и существует, с землянами пока на связь не выходит :) Мы же все в этом процессе участвуем непосредственно, так что сталкиваемся и с его побочными явлениями. К примеру, с абстрактной точки зрения смена старого менее прогрессивного формата накопителей новым более прогрессивным — это всегда благо. На практике же подобные замены всегда происходят не мгновенно, а переживают несколько этапов. На первом «старый» уже есть, уже отлажен, уже массово используется и стоит недорого — а новый нужно еще поискать, да и цена найденного не всегда устраивает. Затем «новый» становится уже не совсем новым, так что все эти проблемы решаются. Зато у выбравших (по объективным и весомым причинам) «старый» начинаются свои проблемы. Он же «старый» — так что устройства постепенно прекращают выпускаться. И найти что-то подходящее для ремонта или модернизации становится непросто. И найденное может не слишком-то порадовать.

В полной мере это всё применимо и к SSD. Первые модели твердотельных накопителей «мимикрировали» под жесткие диски в плане используемых форм-факторов и интерфейсов. Иначе им было не выжить — массовости не было, а под нишевые устройства никто не стал бы перерабатывать инфраструктуру. Вот и стал на долгое время стандартом де-факто форм-фактор 2,5″, унаследованный от ноутбучных винчестеров, и SATA-интерфейс — родом из той же области. Первое SSD давно стало избыточным — они занимают лишь небольшую часть такого корпуса. Второе — быстро начало ограничивать скоростные возможности. Зато полная совместимость. И возможность заменить твердотельным накопителем жесткий диск хоть в ноутбуке, хоть в настольной системе самым простым образом: извлечь старый — поставить на его место новый. Именно эта простота позволила SSD набрать «мышечную массу», а затем и начать переформатировать рынок под себя. Из-за чего сейчас уже у старого доброго SATA-интерфейса начались проблемы во всех его проявлениях, но сегодня мы затронем лишь один специфический случай.

Взлет и падение формата mSATA

Дело в том, что начало массового внедрения SSD по времени совпало с очередной волной миниатюризации техники. В стандартный ноутбук «двухсполовинойдюймовочка» всегда поместится, а то и пара-тройка таких — но в конце позапрошлого десятилетия производители задумались о более компактных нетбуках и ультрабуках. Первые были изначально ограничены по длине и ширине размерами экранов, вторым же требовалась минимальная толщина. И даже если один отсек помещался, производителям часто хотелось поставить сразу два накопителя — ведь SSD тогда еще были слишком маленькими по емкости и дорогими, а с производительностью жестких дисков (остающихся большими и дешевыми) тоже всё понятно было уже тогда. Поэтому производители начали экспериментировать с карточными форматами — например, mini-PCIe. Даже сделали SSD с таким интерфейсом, но быстро поняли, что это тупик. До разработки стандарта NVMe (как раз и основанного на PCIe в качестве транспорта) оставалось еще много лет, так что для таких устройств пришлось бы придумывать специальные контроллеры, другим сегментам рынка ненужные. Кроме того, пропускная способность одной линии PCIe Gen2 (а другого массово и не было) даже ниже, чем у уже разработанного к тому моменту SATA600, так что это был бы сомнительный апгрейд. В результате решено было придумать новый формат — взяв всю геометрию и разъем от mini-PCIe, но используя в качестве интерфейса SATA. И всё получилось — что сразу же убило нескольких зайцев. Во-первых, такие разъемы уже были в ноутбуках, да и на рынке массово продавались — так что немного переработать системные платы оказалось делом нехитрым. Во-вторых, удалось использовать «обычные» контроллеры — такие же, как в SSD формата 2,5″. Вот флэш-памяти на маленькую плату помещалось меньше, но это не слишком мешало. Часто речь шла всего лишь о 24—32 ГБ для кэширования жесткого диска. А если и нет, то SSD и на 256 ГБ был отличительной особенностью топового ноутбука, да и 64—128 «в базе» ставились совсем не в бюджетные.

Как и любое временное решение, mSATA отлично заткнул обнаруженные дыры — и начал быстро распространяться. Однако сразу было понятно, что век его будет ограниченным — дальнейшее развитие SATA не предполагалось. Зато планировалось, все же, массово перейти на PCIe — но выделив SSD не одну, а 2—4 линии. И сам по себе формат карт нуждался в доработке — как в сторону большей компактности, так и в обратном направлении — для большей функциональности. Заодно надо было решить проблему «втыкается, но не работает» хотя бы частично. mSATA и mini-PCIe идентичны внешне, у них одинаковые платы и одинаковые разъемы — но они друг с другом абсолютно несовместимы. Таких коллизий в индустрии не любят — должно либо «не втыкаться», либо работать.

В общем, так или иначе, а девять лет назад (в декабре 2013 года) появилась первая версия спецификаций формата карт M.2. Универсального, а потому очень запутанного — но решавшего все ранее выявленные проблемы. В том числе, и с компактными SSD — но не только с ними. Но M.2 SATA никаких прямых преимуществ перед mSATA не имел, связка из интерфейса PCIe и протокола AHCI оказалась практически мертворожденной (хотя в свое время мы такие продукты тестировали), а NVMe начал продвигаться только с 2015 года. Поэтому SSD всех версий формата M.2 массово распространяться начали где-то так с 2017 года. До этого основным форм-фактором оставался 2,5″ 7 мм, а где таковой был великоват — mSATA. Тем более, уже в первой половине «десятых» флэш заметно подешевел, так что SSD стали превращаться в массовый товар. В том числе, и mSATA SSD. Такие слоты одно время встречались чуть ли не повсеместно — от ноутбуков и мини-ПК до полноразмерных десктопных системных плат. В последних, в общем-то, не нужны — зато модно. А в ноутбуках и мини-ПК нередко только поддержка таких карт позволяла перейти от схемы с единственным накопителем к двум не в ущерб компактности. И, как уже было сказано выше, это было по-прежнему нужно: иначе приходилось выбирать между низкой емкостью доступных по ценам SSD (подешевевший — еще не обязательно дешевый) и отвратительной производительностью жестких дисков.

Но это было давно. Последние годы настолько изменили ландшафт, что во многие ноутбуки уже невозможно установить накопитель формата 2,5″. В немалое их количество — даже и M.2 SATA тоже ни одной штуки. Перестали они быть интересными как покупателям, так и производителям — ведь практически за те же деньги можно купить NVMe аналогичной емкости. И емкость уже начала измеряться в терабайтах — догнав и обогнав компактные жесткие диски. Последние до сих пор немного дешевле, но это уже не спасает.

Поэтому вообще весь SATA-сегмент перешел в состояние угасания, а mSATA… mSATA многие уже и не помнят. Кроме тех, у кого сохранилась техника, на него рассчитанная. Вполне возможно, до сих пор справляющаяся с предъявляемыми требованиями к мощности процессора и видеокарты — если «добить» памяти до максимума и поставить SSD побольше. Но вот это просто было делать лет пять-семь назад, относительно несложно — года три назад, а сейчас на рынке ничего пристойного почти и не встречается. Единственное исключение — в появившейся три года назад линейке Kingston KC600 есть и mSATA-модели. Правда выпускали их в компании вовсе не из какого-то альтруизма, а чтоб подзаработать побольше — раз спрос есть, а предложение сократилось почти до нуля, цены можно выставить и повыше. Тем более, что такие слоты использовались не только в персональных компьютерах (которые относительно несложно поменять на новые — если уж припрет), но и в более дорогостоящей технике. Так что купить Kingston KC600 mSATA можно — но не дешево: даже 256 ГБ в таком исполнении по цене ближе к 512 ГБ в «обычном», а ведь серия в принципе не бюджетная.

Дешево — на AliExpress. Со всеми особенностями данного подхода — но не все из них можно считать отрицательными. Цену — так уж точно. Тем более, что есть за площадкой своеобразный должок — мелкие производители из материкового Китая использовать mSATA в своих ноутбуках и мини-ПК перестали куда позднее серьезных брендов. Так что если компьютер куплен на Али, то и за диском для него потом логично отправляться туда же.

Нам вот понадобилось это сделать, поскольку потребовался именно такой SSD. При этом особых требований к скорости заведомо не было, к другим характеристикам — тоже, так что логично было поискать что-нибудь подешевле. А раз уж нашли — можно традиционно и показать: что именно там сейчас бывает. Полезно будет как решающим ту же задачу (довольно серьезную — для объяснения чего и потребовалось такое немного затянутое вступление), так и просто интересующимся состоянием рынка.

KingSpec MT-512 512 ГБ

Ранее продукты этого производителя у нас на страницах не светилась, хотя какое-то подробное знакомство не требуется. По сути названия товарищам китайцам нужны только чтобы более-менее идентифицировать конкретного продавца. При этом в один и тот же момент времени под разными марками могут продаваться идентичные SSD, а под одной — разные. И не обязательно позже будет хуже — бывает и наоборот. Причем таким же могут баловаться и уважаемые бренды, но обычно в бюджетных сериях SSD. У мелких же производителей из Китая почти все — бюджетные. А те линейки, которые «технически небюджетны» все равно продаются в пару раз дешевле, чем аналоги от крупных производителей. Поэтому такая продукция и популярна — за небольшие деньги рискнуть готовы многие. Особенно когда речь заходит о специфических нишах. Вот этот SSD, например, на момент написания этих строк продается за 2200 рублей, аналогичный по емкости Kingston KC600 в Москве можно купить за 5800 рублей (на Али за ним идти смысла уже никакого — там сейчас Kingston еще дороже, чем в местных магазинах). При такой разнице в цене уже как-то не очень важно, что KC600 — заведомо хороший накопитель во всех своих версиях, а тут лотерея, причем безвыигрышная. Не в том плане, что работать вообще не будет (хотя и такое бывает), а просто потому, что при любом раскладе будет какой-нибудь безбуферный контроллер и в лучшем случае TLC-память неизвестной степени свежести. Это в лучшем — скорее же и при такой емкости пора уже закладываться на QLC. И тоже неизвестного роду племени.

Насколько повезло нам? На плате обнаружился двухканальный контроллер Maxio MAS1102 — что скорее хорошо, нежели наоборот. Ну или, скажем так, может быть неплохо. В отличие от бюджетных продуктов Silicon Motion, неспособных не тормозить при записи с любой памятью, здесь бывают разные варианты и разные прошивки. Но это теоретические преимущества, поскольку с памятью скорее не повезло — 176-слойный QLC Micron (N48R). Аналогичный TLC-флэш у компании получился быстрым и недорогим, QLC — только дешевым. Собственные контроллеры Micron, впрочем, из такой памяти способны выжимать что-то приличное, но старенький MAS1102 для этого, естественно, слабоват. Так что можно заранее предположить, что читать данные будет неплохо, а вот с записью проблемы неизбежны. Маркировка же SpecTek на чипах памяти в данном случае скорее плюс. Да, лучшие зерна идут на Micron, а дочерний SpecTek — это уже второй сорт не брак. В данном случае может быть и третий сорт, поскольку в терминологии маркировок SpecTek «-AR = Relaxed Spec», то есть вообще худший случай. Но ведь бывает и неопределенный сорт: когда память закупается пластинами, а дальше ее уже сторонние компании нарезают, тестируют и корпусируют. И потому неопределенный, что под маркой Kingston, например, можно ожидать не худшего качества, чем у «родного» Micron, а можно и не ожидать. Но если маркировка вообще абстрактная — лучше в принципе ничего хорошего не ожидать :) Так что, повторимся, в данном случае и SpecTek — уже хорошо.

Некоторый оптимизм по поводу контроллера и «свежей» памяти (пусть и QLC — но ее производительность тоже постепенно увеличивается) после этого типового теста рассосался. Кэш небольшой — MAS1102 такое позволяет. Однако несмотря на это по его окончании скорость записи отвратительная — ниже 50 МБ/с. Не сказать, чтоб совсем неожиданно — но были надежды на большее. «Большее» тут, если верить отзывам, случалось где-то до лета — когда KingSpec, как и другие производители, перевел линейку с TLC на QLC. С другой стороны, как уже сказано, особых требований к скорости записи не было изначально, да и емкость бралась с хорошим запасом — хватило бы и меньшей, но не настолько оно дешевле. А так основная задача — быстро запускать систему и буквально несколько программ, да «ворочать» неизменяемой базой данных на старом нетбуке. Иными словами, только чтение, причем не сильно напряженное. То, для чего сейчас в основном такие устройства и покупают. Но раз уж в руки попало, не протестировать его подробно было бы неправильно. Чем и займемся.

Тестирование

Методика тестирования

Методика подробно описана в отдельной статье, в которой можно более подробно познакомиться с используемым программным и аппаратным обеспечением. Здесь же вкратце отметим, что 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 4.0 и «чипсетным» PCIe 3.0, но ни первое, ни второе нам сегодня не пригодится. В отличие от «чипсетного» же контроллера SATA600 — он нужен будет всем участникам.

Образцы для сравнения

Нельзя сказать, что у нас есть представительная база образцов для сравнения, но она сегодня и не слишком потребуется. На деле хватит и пары SSD — экстремально-дешевого (даже по меркам AliExpress) двухтерабайтного Acos, тоже построенного на базе QLC-памяти, но в соавторстве с контроллером Silicon Motion SM2259XT, и WD Blue SA510. В обзоре последнего мы отмечали, что это совсем не тот WD Blue, к каким все привыкли за последние шесть лет. Но на уровень приличного SATA-накопителя в современных условиях он вполне тянет. Стоит при этом недорого при той же емкости, что и у главного героя. Так что при прочих равных мы бы, конечно, предпочли на такой уровень и ориентироваться. Выше — не обязательно, но ниже слишком много компромиссов. Однако условия заведомо неравные — если уж нужен вымирающий формат mSATA, то выбор слишком мал. Какими же будет потери — посмотрим.

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.

Последовательно читать или писать данные в наше время не сложно — особенно когда второму помогает SLC-кэширование. В итоге всё достаточно красиво для KingSpec MT-512 — благодаря двунаправленному режиму он выглядит даже лучше, чем новая «блюшка». Но не забываем, что, подобно старым, таковая как раз на кэширование не слишком полагается, а вот два условных «китайца» без него выглядели бы очень бледно.

В WD при разработке контроллера ставили перед инженерами простую практическую задачу — не отставать от предыдущих моделей. А для самых простых бюджетных безбуферных контроллеров и этот то уровень недостижим с любой памятью.

А с записью в пределах SLC-кэш KingSpec MT-512 на длинных очередях справляется даже лучше, чем Blue SA510. Хотя практического значения это не имеет — ввиду того, что таковые именно на практике и не встречаются. Но сам факт любопытный.

Вопреки расхожему заблуждению, на скорость работы реального ПО подобные операции оказывают куда большее влияние: «длинным» очередям, как уже сказано, 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. И оптимизировать накопители под такие сценарии — тоже. Точнее, их контроллеры — чем в WD явно занимались. В Maxiotek и Silicon Motion — скорее всего, тоже. Но лучше при таком сравнении выглядит продукция первой компании.

Да и с записью он справляется лучше — обгоняя временами и WD. Понятно, что благодаря SLC-кэшированию в первую очередь, но оно сейчас всеми используется.

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. И в этом сценарии KingSpec MT-512 вообще оказался самым быстрым. Во многом из-за сказанного выше — пробиться через SLC-кэш низкоуровневые утилиты уже давно не могут. А покупатель такого SSD, запустивший CrystalDiskMark (особенно сразу после покупки — когда ж еще этим заниматься) будет доволен. Ради чего всё и затевалось.

Работа с большими файлами

Но, как бы ни были хороши 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.

Работа в один поток — самый частый (146% случаев), но и самый сложный сценарий. Правда сложным он является для топовых моделей — снабженных совсем другим интерфейсом. А упереться в ограничения SATA дело не хитрое. Все давно умеют. Или почти все — но уж более 400 МБ/с выдать способны практически любые накопители на пол-терабайта, вне зависимости от контроллера и памяти.

В многопоточном режиме некоторые бюджетные SSD до сих пор иногда скорость даже снижают — и временами заметно. А вот те, которые не снижают, в таком режиме точно упираются в SATA.

Однако и с записью проблемы могут возникнуть лишь при выходе за пределы SLC-кэш. Для многих SSD WD это как раз до сих пор обычное дело — у них кэши маленькие статические. В SA510 размер немного увеличили, но сама память медленнее стала, откуда и результат такой. Зато стабильный — как и предшественникам, новой модели запас свободного места не требуется. А для бюджетных продуктов на базе QLC он критичен. Особенно если кэш не на все ячейки — как раз как в KingSpec MT-512: быстро удалось записать лишь небольшую часть тестового файла, а дальше случилось страшное. Очень страшное :)

Оно же повторяется и в многопоточном режиме, поскольку механизмы возникновение проблемы идентичные. Как от этого застраховаться? Покупать устройство с более быстрой памятью. Можно тоже недорогое — но не на столько. А бюджетные SSD — спринтеры, где всё завязано на SLC-кэш. И горе пользователю, если места в нем не хватает.

Причем очевидно, что это не какие-то частные особенности отдельных сценариев, а общая тенденция. Читать быстро ныне умеют все, а вот писать быстро в бюджетном сегменте можно только в кэш. Для чего его размер должен быть достаточным. Почему и размер SLC-кэш чаще всего меняется динамически и зависит от количества свободного места. Но если и последнего мало, то не спасают уже никакие ухищрения.

Повторение пройденного. Критичным ресурсом для современных бюджетных SSD является не просто наличие места, а наличие свободного места — это радикально сказывается и на скорости. Альтернативный подход предлагает WD, но, справедливости ради, это всяко не QLC — иначе могло бы выйти и еще хуже. А с остальными всё понятно: медленную память можно замаскировать SLC-кэшированием. Когда не получается — всё плохо.

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.

В принципе, одного теста достаточно -остальные нужны лишь для любителей большого количества циферок самих по себе, либо чтобы разобраться: что же в каком месте идет не так. В общем и целом же видно, что Maxio MAS1102 быстро работать умеет. А вот QLC-память, да еще и в малых количествах (а 512 ГБ применительно к ней такими точно является) на данный момент не умеет. Но все это можно замаскировать SLC-кэшированием — и получить прекрасную (для SATA SSD) производительность. Однако при отсутствии запаса свободного места рассчитывать на какие-то рекорды уже не стоит. Мы критиковали WD Blue SA510 за то, что он стал медленнее предшественников (что не удивительно — при создании этого семейства в компании в первую очередь старались сэкономить, а потом уже всё остальное), но по нынешним меркам это хорошее решение — поскольку предсказуемое. Бюджетные же модели (особенно самые дешевые) могут с точки зрения владельца иногда и притормаживать — настолько, что это будет видно даже невооруженным глазом. В среднем все равно лучше, чем у любых жестких дисков, конечно, но и только.

Итого

Стоит отметить, что на идентичных аппаратных платформах KingSpec выпускает и накопители в «обычных» корпусах, и платки M.2. До лета ушедшего года и в них нередко встречалась QLC — но обычно в модификациях большей емкости. 512 ГБ же в основном строились на TLC-памяти, так что вели себя веселее, хотя всё равно оставались в рамках своего сегмента, не более. Однако в последнее время большинство производителей перевели на QLC и бюджетные накопители на полтерабайта (естественно, без какого-либо изменения маркировок), да и такие «четвертинки» в продаже всё чаще встречаются. Производительность... соответствующая. Поэтому как бы ни была привлекательна цена, лучше от таковых держаться подальше. Во всяком случае, пока речь идет о моделях «стандартных» форм-факторов. Лучше уж «подвинуться» в емкости, но купить что-то заведомо более быстрое. В первую очередь, конечно, не в плане пиковых характеристик устройства «из коробки», а в реальных рабочих условиях.

Если же нужна какая-нибудь (уже) экзотика, типа mSATA, расклад немного меняется. Требуются такие в основном для старых ноутбуков и мини-ПК, которые тоже уровнем производительности не блещут, так еще и что-то дорогое для устаревшего компьютера покупать желание мало у кого есть. Поэтому под не слишком серьезные нагрузки (а с серьезными старый ноутбук и не справится) — сойдет. Особенно с учетом того, что записывать большие объемы данных на высокой скорости тут даже при желании наверняка будет неоткуда, а такое желание еще вообще должно возникнуть. Выбора всё равно практически нет, за такие деньги — тем более. Мы бы, конечно, предпочли что-нибудь более быстрое и предсказуемое, но на сегодняшний день хорошо еще, что такое осталось :)