Тестирование SSD MSI Spatium M390 500 ГБ на новом бюджетном контроллере Phison E15T и быстрой TLC-памяти

Методика тестирования накопителей образца 2021 года

Основным плюсом конкуренции на рынке часто считают расширение ассортимента предлагаемых покупателю продуктов. На самом деле, выполняется это далеко не всегда — производители существуют не в вакууме, так что на любые тренды реагируют дружно и даже не сговариваясь. Что продается лучше — того и будут продавать больше. К удивлению покупателей, которым нужно что-то похожее, но с перламутровыми пуговицами — а не продают. Однако если не говорить о совсем уж специфических требованиях, удовлетворить их на конкурентном рынке все-таки проще, чем на монопольном.

Даже когда речь идет о конкуренции виртуальной — например, многие производители на самом деле под своей маркой продают те или иные накопители, сделанные под контролем Phison. Когда-то эта компания занималась разработкой контроллеров, потом пришла к выводу, что, если уж делать последние, а также создавать референсные дизайны SSD и писать для них прошивки (что в любом случае нужно делать), то проще и партнерам отгружать уже готовые изделия. Казалось бы, у последних в итоге в портфолио должны быть одинаковые продукты. Но не совсем — все-таки разработок у Phison много разных. Так что всегда есть возможность выбрать какой-нибудь не слишком раскрученный аппаратный продукт — как раз чтобы выделиться. Главное, чтоб у него были какие-то преимущества.

С этой точки зрения MSI Spatium M390 очень любопытен — это модель на контроллере Phison E15T. С ним мы ранее не встречались, зато с более ранним Phison E13T знакомы хорошо. И встречались уже с Phison E19T — выбранным WD для своих Black SN750 SE. Все это недорогие четырехканальные безбуферные контроллеры — тем не менее позволяющие создавать на своей базе накопители с достаточными для многих сфер применения характеристиками. Даже E13T сложно считать в этом плане совсем уж устаревшим. Разве что поднадоевшим — ему уже три года, что много. А также ограничивает производительность — ведь рассчитан он был на флэш-память того времени, имеющую медленный (с точки зрения сегодняшнего дня) интерфейс. Да и сам по себе контроллер уже небыстрый. Производительность, повторимся, достаточная для многих применений и (при использовании TLC-памяти) заметно превосходящая уровень любых SATA-устройств, но пора бы уже и дальше двигаться. Делать это призван Phison E19T, но его одновременно и сильным, и слабым местом является поддержка PCIe Gen4. На практике этим SSD она ничего не дает — не те все еще скорости, чтоб узким местом стал PCIe Gen3. Но «модные» устройства по-определению должны стоить дороже, хотя практическую пользу из этого могут извлечь разве что пользователи Sony PlayStation 5. И только потому, что в новой консоли совместимость со «устаревшими» SSD отсутствует — вне зависимости от их производительности. Поэтому нужен «модный» пусть даже и более медленный.

Но это специфический случай. А большинству покупателей гоняться за Phison E19T смысла нет. Если поддержка PCIe Gen4 нужна, то стоит покупать SSD, где от нее будет хоть какая-то практическая польза. А если не нужна, то зачем за нее платить? И вот тут-то на сцену выходит Phison E15T — фактически это E19T со всеми внутренними и внешними оптимизациями, но отключенной поддержкой PCIe Gen4. И по более низкой цене, естественно — без чего не стоило и огород городить: фактически модели на этом контроллере заменяют предшественников на Е13T. Так произошло в ассортименте MSI — где Spatium M390 заменяет уже знакомый нам M370. В нашей рознице M390 даже немного дешевле. А вот основанный на Phison E19T Spatium M450 уже немного дороже аналогичного по емкости M370. Большинство же партнеров Phison пока новые контроллеры вообще игнорируют, продолжая отгружать накопители на E13T — но практически по той же цене или совсем немногим дешевле. Поэтому MSI Spatium M390 — почти эксклюзивное предложение, с которым нужно обязательно познакомиться.

MSI Spatium M390 500 ГБ

Визуально, впрочем, знакомиться почти не с чем — все SSD на базе четырехканальных контроллеров Phison выглядят практически одинаково. Единственным исключением можно считать упомянутый WD Black SN750 SE — компания упаковывает всю флэш-память своего производства независимо от общей емкости в одну микросхему, как и в полностью собственных разработках линеек Green и Blue. Остальные производители настолько плотную упаковку не используют — она стоит пока еще дороговато. Да и не нужна в моделях этого уровня, поскольку и при сохранении одностороннего дизайна (что важно) на плату M.2 2280 Phison E13T помещался вместе с четырьмя микросхемами памяти.

Но платы M390 и M450 (одинаковые, поскольку, что естественно, Phison E15T и E19T имеют идентичную разводку) рассчитаны на две микросхемы памяти. Место для еще двух в этом дизайне Phison предусмотрено на обратной стороне, но пригодиться это уже может лишь для модели, емкостью 2 ТБ на TLC или 4 ТБ QLC — чему в бюджетном сегменте пока делать нечего. Сама память будет стоить достаточно дорого, чтобы исчез смысл в экономии на контроллере — только и всего. Поэтому MSI в обеих упомянутых моделях ограничивается 1 ТБ, мы же вообще решили волевым решением опустить планку до 500 ГБ. По той же причине — даже терабайт это все еще серьезная покупка обычно, так что многие предпочитают в этом случае и контроллер «посерьезнее».

В MSI Spatium M390 и M450 используется TLC-память, причем одна из лучших на сегодня: 176-слойная от Micron с кристаллами по 512 Гбит (B47R). Впрочем, она не только быстрая, но и недорогая — почему используется и в топовых SSD, и в бюджетных. Нередко и в паре с контроллерами Phison E13T или Silicon Motion SM2263XT, которые ее преимуществами в полной мере распорядиться не могут. Именно поэтому есть смысл присматриваться к более новым контроллерам Phison и других разработчиков — пусть и будет немного дороже, зато может получиться заметно быстрее.

Что мы и наблюдаем. Всего лишь при четырех каналах скорость записи в SLC-кэш уже достигает 3 ГБ/с, хотя старые контроллеры и в таких тепличных условиях не достигали и 2 ГБ/с. Забавно, но в MSI подстраховались — и в спецификациях такую скорость записи указывают лишь для старшей модификации терабайтной емкости. 500 ГБ в обеих линейках (и M390, и M450) имеют право писаться медленнее — 2,3 ГБ/с. Это логично, поскольку в них используется лишь двукратное чередование, а не более эффективное четырехкратное. Но даже новое поколение контроллеров Phison не позволит заметить пользу от такового — фактически это их ограничение. Сильно критиковать не будем — предшественники были намного медленнее. Да и за пределами буфера почти 850 МБ/с — E13T с такими настройками кэширования держался примерно на 500 МБ/с (с другими — все еще хуже). В общем, отлично для этого ценового сегмента. И в очередной раз показывает, что контроллер и флэш должны «подходить» друг к другу. Micron B47R — очень быстрый флэш, но старые контроллеры превращают его в посредственность.

А вот так работает Phison E19T с 96-слойной памятью BiCS4 от WD. В полтора раза медленнее и в пределах, и за пределами SLC-кэш. Несмотря на то, что контроллер поддерживает PCIe Gen4, а у E15T это отключено — не те скорости, чтоб это стало важным. Даже с быстрой памятью, не говоря уже о прочих случаях.

Так выглядит второй прогон без специальной очистки — т. е. когда все ячейки заполнены «мусором» с первого, который нужно расчищать непосредственно перед запись. Хотя и заметно, что статическую часть SLC-кэша контроллер пытается держать наготове всегда, но она маленькая, так что это не слишком помогает. Поэтому режим прямой записи почти на всем объеме и с выдающейся для бюджетного накопителя скоростью. Совсем недавно на такое были способны лишь модели на восьмиканальных контроллерах, но ускорение интерфейса с флэш-памятью позволяет достичь того же уровня и при четырех каналах. Когда память быстрая, конечно — WD Black SN750 SE и тут был раза в полтора медленнее.

С другой стороны как мы уже писали не стоит зацикливаться только на таких сценариях. На практике производительность SSD зависит от очень многих факторов. Так что и изучать ее нужно комплексно. К чему мы и приступаем. Упомянув напоследок лишь о неплохих условиях гарантии для SSD семейств Spatium M390 и M450 — она пятилетняя, хотя многие конкуренты из этого ценового диапазона ограничены всего тремя годами. Вот полный объем записи (TBW) у M390 чуть ниже, чем принято в SSD уровня выше среднего: всего 400 ТБ на каждый терабайт емкости. Но это как раз идентично и M370, так что можно считать, что у M450 гарантийные условия улучшены (там 600 ТБ — как у многих топовых устройств), а не у M390 ухудшены. Ну и, опять же, сложно считать «ухудшением» ограничение 200 ТБ (для пятисотки), когда многие аналоги ограничены всего 150 ТБ, а то и вовсе всего тремя годами гарантии.

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 первое нам сегодня не пригодится.

Образцы для сравнения

На данный момент мы протестировали три накопителя, емкостью 500 ГБ, идеально подходящих для сравнения с MSI Spatium M390. Во-первых, это Crucial P2 — на той же памяти, но с контроллером Phison E13T. Во-вторых, Kingston NV1 — тоже на Micron B47R, но в паре с Silicon Motion SM2263XT. Как раз и посмотрим — что Spatium M390 дает использование контроллера того же класса, но более современного. И, разумеется, WD Black SN750 SE — где память-то другая, зато контроллер почти такой же. Отличается поддержкой PCIe Gen4, но мы уравняем шансы, установив его в тот же «чипсетный» слот, что и остальных испытуемых.

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.

Как и следовало ожидать, Phison E15T и E19T существенно быстрее старых контроллеров того же класса. При чтении — гарантировано. Для высокой скорости записи (хотя бы в пределах SLC-кэш) нужна и быстрая память. С другой стороны, SN750 SE и с относительно медленной не хуже старичков с «быстрой» (которым она практически ничего не дает), а M390 закономерно вырывается в лидеры.

Всенародно любимая синтетическая дисциплина, но в очередной раз несложно заметить, что на ее показатели влияет огромное количество факторов, из которых «железо» явно не на первых позициях. Но, опять же, хорошо заметно, что в пиковой «насыщенном» режиме (что достигается на длинных очередях) новые контроллеры однозначно быстрее старых. А друг другу практически эквивалентны — что и ожидалось.

При записи отлично работает SLC-кэш вне зависимости от конкретного контроллера. Но можно сделать вывод, что SM2263XT был немного пошустрее Phison E13T в задачах такого рода, а новые разработки Phison ушли далеко вперед. Хотя, конечно, их конкурентом является уже скорее SM2267XT (как и Е19Т поддерживающий PCIe Gen4), но нам он пока в руки не попадался. А новые Phison — уже не первый раз.

Вопреки расхожему заблуждению, на скорость работы реального ПО подобные операции оказывают куда большее значение: «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. А производители оптимизируют прошивки именно под такие нагрузки — в результате чего нередко получается и нивелировать аппаратные недостатки судя по всему. Впрочем, главное для испытуемых — убедительно обгонять любые SATA-накопители вне зависимости от цены последних, а это они делают все и не напрягаясь. Из-за чего SATA и стало умирающим сегментом, а вовсе не из-за каких-то рекордов топовых SSD.

А вот запись программным путем уже не особо-то и вытянешь. Точнее, это всем давно приходится делать — так что ничего выдающегося не придумаешь. Нужен (относительно) быстрый контроллер и быстрая память. На роль первого современные четырехканальные модели подходят куда больше, чем их предшественники.

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. Но тут опять открывается бескрайнее поле для оптимизаций — благодаря чему, похоже, у WD и получился немного атипичный не только ценой накопитель на Phison E19T. А вот если референсные прошивки серьезно не модифицировать, то на первое место выходит железо. С ним у Spatium M390 все очень хорошо. Для этого класса, разумеется.

Работа с большими файлами

Но, как бы хороши не были 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. А контроллеры Phison в настоящее время вовсю используют SLC-кэш и для ускорения чтения (что нередко называют «оптимизацией под бенчмарки», хотя на деле оно под работу с временными файлами в целом). Впрочем, даже когда это не получается (данные вытеснены при заполнении SSD), чтение — процедура относительно простая, так что SATA-интерфейса давно не хватает. Но, как видим, другие (не менее бюджетные) контроллеры могут показывать и более высокие результаты, причем стабильно. Да и тот же Phison E19T хорошо поработав над прошивками можно довести да аналогичного состояния — и даже чуть лучше. Т. е. опять видим, что далеко не все определяется в современном мире железом. Но хорошее железо, бесспорно, лучше... менее хорошего. И возраст разработки на «хорошесть» влияет.

В многопоточном режиме можно уже и аппаратную платформу загрузить по полной программе. Особенно бюджетную. Так что тут уже оптимизации менее важны — для получения высоких результатов надо уметь быстро читать данные. А это умение от платформы зависит. Новые — лучше.

Для быстрой записи нужна быстрая память — или большие ее количества. А лучше и то, и другое. Но если SLC-кэш большой, то иногда и недостаточность в первых двух пунктах можно замаскировать. В этом плане четверка делится на две пары: Crucial и Kingston под кэш выделяют все свободные ячейки, а WD и MSI — нет. Поэтому первые оказываются заметно быстрее заполнены данными: на тестовый файл места хватило. Когда же всем хватает, на первое место выходят как раз собственные способности. Которые у новых контроллеров выше.

Поскольку и однопоточная запись на деле внутри превращается в многопоточную, особой разницы в результатах этих сценариев нет. Главный вопрос — хватит места в кэш или нет. При прочих равных, естественно, лучше иметь более быструю изначально платформу, а вот при неравных — результат сравнения непредсказуем. Именно поэтому не стоит пытаться искать какие-то волшебные тестовые сценарии, позволяющие легко предсказать показатели быстродействия в целом. Поскольку выигрывая в одном всегда проигрываешь в чем-то другом. В отличие от топовых моделей, где всё прекрасно, бюджетные SSD — всегда плод компромиссов.

Запись с чтением — из той же оперы, поскольку лимитирующим фактором обычно оказывается как раз скорость записи. Если с ней проблем нет, то и с результирующей скоростью тоже не будет. А с этим снова все вышло просто — большой кэш и быстрая его расчистка оказываются лучше, чем недостаточно быстрая. Или, тем более, маленький кэш. Последний позволяет слабее ронять скорость на непрерывной записи, но с «порционной» нагрузкой может справиться хуже. С другой стороны, хорошие собственные скоростные возможности платформы обычно приводят к тому, что это «хуже» в абсолютном исчислении все равно оказывается достаточным на практике. Основная проблема современных накопителей не потенциально достижимые скорости, а то, что большинство прикладного ПО ими все равно неспособно распорядиться. Да — жестких дисков радикально не хватало еще тогда, когда массовых SSD вообще не было. Теперь — есть. Но отличить быстрый SSD от медленного зачастую без специальных тестов невозможно.

Что особенно ярко проявляется в таких сценариях работы. Для жестких дисков однозначно плохих, так что их скорость измеряется до сих пор буквально в десятках мегабайт в секунду. SATA SSD позволяют и тут выйти на сотни — но они ограничены скоростью интерфейса, где теоретические 600 МБ/с (на практике — еще меньше) потолок для суммы чтения и записи. Выше — не прыгнешь в принципе. PCIe более быстрый интерфейс. К тому же и двунаправленный. Бюджетные накопители утилизировать его возможности в принципе не способны. Но счет уже тоже идет на гигабайты в секунду. А будет их больше или меньше — уже не слишком важно: пока софт затачивается под возможности SATA-моделей, а то и вовсе жесткие диски.

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.

Большой SLC-кэш — это хорошо. Но специфика теста такова, что, каким бы большим он не был, а кончится рано или поздно. Просто потому, что максимум для 500 ГБ TLC-памяти даже на пустом накопителе порядке 170 ГБ, а тесту нужно записать более 200 ГБ, причем часть SSD он еще на этапе инициализации занимает под рабочие файлы. Быстрая расчистка, реализованная, например в Kingston NV1, тоже не всегда спасает — пауз во время выполнения теста куда меньше, чем в обычной жизни, так что накопителю не до служебных операций. Но, в принципе, несмотря на улучшения современных платформ, M390 не удалось обогнать тот же NV1 ни пустым, ни полным. Зато от Crucial P2 на Phison E13T он оторвался заметно. А лидером по общему результату остался (из тестируемых) WD Black SN750 SE — ближайший родственник М390, причем использующий более медленную память, но программисты WD очень хорошо переработали исходные прошивки Phison. Поэтому, повторимся, этот накопитель стоит особняком в ряду аппаратных «одноклассников». Ну и намек любителя низкоуровневых тестов, причем каких-то обособленных — полной информации о том, как SSD будет вести себя в общем и целом, никто из них не дает. Лучше тогда уж полагаться на тот же PCMark 10 Storage — ибо комплексный. Правда слишком уж комплексный для изучения всех нюансов и, как раз, низкоуровневых различий разных платформ. Поэтому все тесты должны дополнять друг друга — для чего их столько и придумано :)

Итого

С точки зрения энтузиастов Phison E15T не интересен: это бюджетное безбуферное четырехканальное решение. Даже E19T любопытнее — благодаря хотя бы виртуальной поддержке PCIe Gen4, которую у Е15Т как раз и отрезали. Но и тот меркнет на фоне топовых многоядерных восьмиканальных решений с DRAM-буфером — естественно, в каждый момент времени таковые всегда быстрее своих упрощенных собратьев. Однако есть пара нюансов.

Во-первых, как не раз было упомянуто, основной проблемой скоростных устройств являются не сами скорости, а их слабая востребованность реальным программным обеспечением. Если разница между двумя SSD видна только в бенчмарках, то от нее нет никакой практической пользы. Во-вторых же, и в этом сегменте производительность растет (во всяком случае, пока мы говорим о контроллерах). Самые дешевые накопители сейчас комплектуются QLC-памятью, а с ней пока еще всё хуже. Но появление Micron B47R рынок сильно перетряхнуло. Это не только очень быстрая TLC-память, но и недорогая память — вплоть до экономической оправданности ее применения в самых-самых дешевых SSD. Однако одной из ее особенностей является поддержка быстрого интерфейса с контроллером — чем старые разработки (ни бюджетные, ни даже былые топчики) воспользоваться не могут: не рассчитаны они на такое применение. Поэтому более современный недорогой четырехканальный контроллер из той же памяти может на практике «выжать» больше, чем несовременный даже более дорогой. Или не больше, но все равно достаточно на практике. А стоить это будет недорого.

Вообще же в этом сегменте цена имеет решающее значение. В этом плане новая модель SSD MSI нам очень понравилась: компания позиционирует Spatium M390 именно как прямую замену M370, да и другие разработки на базе Phison E13T не сказать чтоб заметно дешевле. А у самых массовых из них есть свои тараканы: например, спецификации Crucial P2 прямо написаны под QLC-память (и она там уже была, а значит, может вернуться), а Kingston NV1 любой из модификаций имеет лишь трехлетнюю гарантию. В общем, при небольшой или отсутствующей разнице в цене Phison E15T предпочтительнее, чем Phison E13T или Silicon Motion SM2263XT. И при использовании по основному назначению он не хуже, чем Phison E19T, но зато хоть немного дешевле. Так что если этот расклад сохранится, подобные SSD ждет неплохое будущее — у них есть хорошая и большая ниша.