Методика тестирования накопителей образца 2018 года
Медленно, но верно в сегменте NVMe-накопителей с интерфейсом PCIe 4.0 начинается движение — Samsung представил линейку 980 Pro, да и анонсы накопителей на новом Phison E18 начали появляться. Пока анонсы — реально в продаже в основном встречается Phison E16, но тоже во все большем количестве устройств (и даже какое-то разнообразие конфигураций начинает проклевываться хотя бы в теории).
Почему все происходит так медленно, если, казалось бы, рынок должен был развиваться бурными темпами после представления в прошлом году первой платформы с поддержкой нового интерфейса? А именно, что «казалось» — основные проблемы мы уже озвучивали и не раз. Да, летом прошлого года AMD представила процессоры семейства Ryzen 3000 и чипсет X570, «проапгрейдившие» АМ4 до поддержки PCIe 4.0 — но в слишком ограниченном виде. Во-первых, речь шла только о десктопах — и только достаточно дорогих. Любые APU AMD (включая и десктопные — не говоря уже о мобильных) поддерживают только PCIe 3.0. Во-вторых, и сам по себе чипсет Х570 — топовое решение, предназначенное для дорогих плат. Да и в этом сегменте его многие «недолюбливают» из-за необходимости в активном охлаждении — от которого за последние годы все как-то отвыкли. При этом компания в новом семействе процессоров реализовала совместимость и со старыми системными платами, но никакой поддержки PCIe 4.0 в этом случае не будет. И недорогих процессоров в данной линейке изначально не было: минимум — Ryzen 5 3600 с рекомендованной ценой в $200. В общем, входной билет в мир PCIe 4.0 изначально стоил не менее 400 долларов, что многовато для массовой популярности. Сами процессоры раскупались неплохо — но даже в новых системах их обычно ставили в более дешевые платы на Х470 или В450. Да и снижение цен на Ryzen предыдущих серий отвлекло на себя симпатии экономных пользователей. В общем, так или иначе — а гоняться специально за PCIe 4.0 желающих не нашлось. И получить новый интерфейс «в нагрузку» шансов тоже не было. Если только в новой системе на Ryzen Threadripper — но это совсем уж хай-енд, в т. ч. по цене.
В таких условиях у производителей SSD стимулов слишком уж активно шевелиться не было. Сейчас стали активнее в первую очередь благодаря Intel — недавно представленные этой компанией процессоры линейки Tiger Lake предназначены как раз для ноутбуков, т. е. давно уже более массовых компьютеров, чем настольные. Впрочем, и настольную платформу LGA1200 ожидает подобное обновление, пусть и в начале следующего года — но период недосказанностей закончился. Что привело и к росту интереса покупателей. Тем более, что и AMD без дела все это время не сидела. Во-первых, к Х570 весной добавился и В550: более дешевый, более «холодный»... Более ограниченный, но «процессорную» поддержку PCIe 4.0 для видеокарты и одного SSD тоже реализующий. Да и подходящих процессоров стало больше, причем ассортимент расширился в сторону недорогих моделей — вплоть до бюджетных Ryzen 3. А пара из Ryzen 3 3100 и платы на В550 может уложиться и в 200 долларов — стало быть вход в мир новейших технологий подешевел за год вдвое.
Тут, правда, может возникнуть вопрос — а нужно ли туда спешить? Одно дело топовая система с мощным процессором, прочими компонентами того же уровня — и парой «реактивных» дорогих SSD. В данном случае увидеть пользу от нового интерфейса можно без сложных сценариев и быстро — хотя бы переписав пару объемистых файлов с одного накопителя на другой. Не то, чтоб это часто могло быть полезным — но можно же. И совсем другое дело, когда все недорогое, а недешевый (за новый интерфейс надо доплачивать — объективная реальность, делающая такие SSD не слишком «интересными» для экономных пользователей) накопитель окажется в гордом одиночестве. Может же получиться и так, что даже тесты никакой зримой пользы в его наличии не найдут? Может. Или... не может. Проверять нужно — но до последнего времени мы использовали для тестирования таких устройств достаточно мощный Ryzen 7 3700X. А «основная» платформа для массовых тестирований — трехлетней давности: первая версия LGA1151 в виде процессора Core i7-7700, который в среднем не быстрее того же Ryzen 3 3100 (или, например, новых Core i3 для LGA1200). Поэтому сегодня мы не будем тестировать собственно накопители — ограничимся одним, но в четырех тестовых конфигурациях. В процессе освоения новых интерфейсов подобные материалы тоже нужны.
Недавно, например, мы взяли Goodram IRDM Ultimate X, Ryzen 7 3700X — и пару плат на Х470 и В550. Вместе со «стандартным» тестовым стендом, это дало нам пяток вариантов — в одном из которых накопитель работал в своем «штатном» режиме, а остальные — разные вариации PCIe 3.0. Пришли к выводу, что в части сценариев внедрение нового интерфейса действительно увеличивает производительность — но и в прочих равных далеко не всегда. А сейчас подойдем к вопросу немного с другой стороны, в чем нам поможет...
Silicon Power US70 1 ТБ
Что можно сказать про сам накопитель? Процитировать соответствующий кусок предыдущей статьи:
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 1 ГБ DRAM: две микросхемы DDR4L SK Hynix по 4 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.
Что изменилось за прошедшее время? Да, практически, ничего. Разве что двухсторонний дизайн после появления Tiger Lake уже можно считать недостатком — подходящие ноутбуки-то появились. Но над ним «работают» — есть информация о появлении односторонних терабайтников на Е16 с памятью Intel. Будут ли они отличаться по производительности — нужно будет проверить. Пока в наших краях не продаются. Во-вторых, и в этом сегменте началось движение к экономии. Например, Gigabyte в дополнение к первой пафосной версии своих накопителей в красивой коробочке и с вычурным радиатором, безо всяких анонсов выпустил и вторую — и сами SSD, и упаковка выглядят практически также, как и в случае US70, да и цены аналогичные (процентов на 20 ниже «красивой версии»). Да и появление US70 само по себе знаковое: Silicon Power в основном специализируется на недорогих продуктах, так что ранее устройства с PCIe 4.0 под своей маркой не продавал, а теперь вот начал. И это хорошо — поскольку, как мы уже говорили не раз, Е16 лучше предыдущих разработок Phison и при использовании PCIe 3.0, но для их вытеснения до последнего времени был дороговат. Если сейчас подешевеет (и благодаря уменьшению избыточности конструкции, и из-за выхода в свет новых устройств на новых контроллерах) — тем лучше покупателю. Ну и, в-третьих, в очередной раз что-то обновили в прошивках — теперь EGFM11.3.
Тестирование
Методика и задачи тестирования
Методика подробно описана в отдельной статье. Там можно познакомиться с используемым программным обеспечением.
Аппаратное опять будет другим — и снова разным. Никуда не делся только «стандартный» стенд на Core i7-7700 и ASRock Z270 Killer SLI на чипсете Intel Z270, но к нему мы добавили еще и более мощный Core i5-10600K и Asus ROG Maximus XII Extreme на чипсете Intel Z490. Здесь по-прежнему пока лишь PCIe 3.0 — но вдруг компания чего-то за это время доработала, да и производительность процессора может сказаться. А основной платформой будет, естественно, AMD АМ4 — благо тут уже поддержка PCIe 4.0 больше года как есть. Для реализации мы взяли Gigabyte B550 Vision D на чипсете AMD B550, куда устанавливали Ryzen 3 3100 и Ryzen 7 3800X. Если что-то от процессора зависит — мы это увидим. В одном режиме, естественно — для сокращения объема работы. Благо «чипсетный» PCIe 3.0 с «процессорным» PCIe 4.0 на подобной плате в прошлый раз уже сравнивали.
Заполнение данными
Ни для кого (наверное) уже не секрет, что практически 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. Причем для Phison E16 это верно в полной мере — а вся поддержка PCIe 4.0 в его случае в основном работой с кэшем и ограничивается.
Так это выглядит на практике — в кэш мы пишем уже четыре, а не три гигабайта в секунду, а вот за ним — все те же порядка 600 МБ/с. Но в целом — прогресс не остановить, так что в этот раз у нас впервые получилось и на этой операции по суммарному времени наконец-то обогнать старую платформу Intel. Кого благодарить в первую очередь (Phison за обновление прошивок контроллера — или AMD за новые версии прошивок плат) не совсем понятно, да и разница составила всего 39 секунд — но все же :) Ранее и такого не получалось, что приводило в уныние поборников новых решений.
Производительность в приложениях
Тест предназначен для накопителей — так что на другие компоненты системы слишком уж рьяно реагировать не должен. Вот и не реагирует. Правда и на накопители начиная с определенного уровня перестает.
На этом уровне можно искать какую-то разницу, но, разве что, между процессорами AMD на одной платформе — более мощный и дает более высокий результат. При этом продукцию этой компании PCMark 8 вообще недолюбливает (в чем мы убеждаемся в очередной раз), да и из решений Intel предпочитает более старые выдержанные.
Предыдущая версия пакета менее «вендорозависимая», однако с практической точки зрения это выливается разве что в расхождение результатов целых платформ — а не каких-то частностей.
Последовательные операции
По сути все, что эта утилита может сделать в современных условиях — измерить скорость обмена данными с SLC-кэшем. Как и следовало ожидать, полученные результаты практически полностью совпадают с заявленными. При использовании PCIe 4.0, конечно — поскольку возможности предыдущей версии в обоих случаях превышены, в таком режиме мы «измеряем» именно ее.
Но в целом же, как не раз было сказано, механизм измерения последовательных скоростей низкоуровневыми утилитами давно уже оставляет желать лучшего — поэтому от окончательных выводов мы пока воздержимся: есть и другие (более показательные) приборы.
Случайный доступ
С такими сценариями все сложнее — точнее, сложнее с методиками измерения их производительности. Однако хорошо видно, что какая-то сверхточность здесь и не нужна: при одном и том же накопителе какая-то заметная разница есть разве что между разными платформами — но не в пределах одной платформы. Т. е. «прикручивание» PCIe 4.0 к Ryzen 3 ничуть не менее оправдано, тем тоже деяние в отношении Ryzen 7 как минимум.
Работа с большими файлами
Наконец-то нашлось применение мощных процессоров — ворочать большими объемами данных, да еще и в 32 потока лучше с их помощью. Однако... Однако, верно, это лишь до тех пор, пока мы «выбираем» возможности PCIe 3.0 — новая версия интерфейса настолько быстрее, что до нее пока еще современные SSD допрыгнуть не в состоянии. А реализовать их способности может и бюджетный Ryzen 3 3100 — и это в любом случае намного быстрее, чем любой процессор, но при ограничениях PCIe 3.0.
Запись же — операция намного более сложная для всех. Особенно когда речь идет о тех самых пресловутых 32 потоках — тут впервые лидером вообще оказался Core i5-10600K на Z490, а Ryzen 7 3800X лишь на втором месте. Ryzen 3 3100, впрочем, на последнем — но отставание от более быстрого собрата невелико. А вот если быстро «гнать» данные в один поток — снова определяющим становится интерфейс, так что на 3.0 ловить особого нечего. Тем более, опять видим, что у Intel в этом плане новые платформы, мягко говоря, не лучше старых.
Но на практике редко приходится только читать или только писать данные. А как дело доходит до смешанных операций — так в лидерах платформы Intel (включая уже и очень древнюю). Можно даже задуматься — а нужен ли вообще тот PCIe 4.0? Впрочем, в рамках тестирования вывод можно переформулировать: для Ryzen 3 не нужен не больше, чем для Ryzen 7.
Рейтинги
В низкоуровневом рейтинге учитывается и скорость выполнения последовательных операций (по мнению данной программы), так что платформам Intel тут ловить вообще особо нечего, а LGA1200 хуже старой LGA1151 несмотря на куда более мощные процессоры. А для АМ4 все примерно ровно — тоже независимо от процессоров.
Общая же картина сильно сглажена благодаря тестам высокого уровня. Однако главные выводы просты. Во-первых, поддержка PCIe 4.0 — реальное преимущество AMD AM4. Во-вторых, пренебрегать им не стоит и покупателям недорогих Ryzen.
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. Они есть, естественно, не для всех участников тестирования. Зато какие есть, те в двух состояниях — на пустом устройстве и заполненном на 90% (т. е. когда свободного места остается лишь 100 ГБ).
В принципе, ничего нового — больше отличий между платформами, чем между процессорами. Несмотря на то, что «процессоразависимость» тут, вообще говоря, есть — некоторые нагрузки больше зависят от платформы, чем от конкретного накопителя. Однако, в общем и целом, это сильно смазывается тестами копирования данных и подобными. В результате чего и оказывается, что... определяющим вообще является конкретный SSD, а PCIe 4.0 все еще способ ускорить частности, а не что-то важное и нужное «в среднем». Так что на одной диаграмме и остановимся — результаты средней пропускной способности и средние задержки ведут себя аналогично. На практике — ничего принципиально нового: вопреки бодрым реляциям производителей, до сих пор для решения массовых задач массового пользователя необходимым и достаточным можно считать любой SSD среднего уровня с банальным SATA-интерфейсом. Все более продвинутые модели с точки зрения повседневных нагрузок всего лишь приятное излишество, но никакого вау-эффекта с собой не приносят.
Итого
Хорошая новость для пессимистов — какой-то суровой необходимости в PCIe 4.0 для накопителей как не было год назад, так за год и не появилось. И в обозримой перспективе — вряд ли появится (пока мы не выходим за рамки персональных компьютеров и типичных для них нагрузок, конечно). Хорошая новость для оптимистов — местами использование нового интерфейса профит получить позволяет. Небольшой, но стабильный. И для этого вовсе не требуется топовая системная плата с мощным и дорогим процессором. И вообще — ноутбучных будет тоже хватать, так что решение Intel начать именно с них вполне логично, поскольку это куда более серьезный рынок сбыта. Но и пользователей десктопов с расширением списка целевых платформ в сторону снижения стоимости можно тоже поздравить.
Единственное, что может мешать в таких условиях SSD с поддержкой PCIe 4.0 — цены. При сопоставимых с «устаревшими» продуктами нет никаких причин выбирать последние. При существенной доплате — не за что особо доплачивать. Но в этом контексте устройства на базе Phison E16 становятся куда более интересными, чем год назад. Тогда они однозначно проходили по категории топовых накопителей, имея уникальную фишку, которой как раз была поддержка нового интерфейса. Сейчас они уже перестают быть топовыми даже в ассортименте Phison — поскольку выходит новый контроллер, да и другие разработчики подтягиваются. Так что у этих устройств есть все шансы занять нишу недорогих решений с новым интерфейсом. На что как раз тот же Silicon Power US70 явно нацелен — тут нет, например, никаких излишеств в виде вычурных радиаторов, подсветки и прочих украшений. Просто быстрый и недорогой SSD, как раз и способный претендовать на исполнение роли PCIe 4.0 за разумные деньги.
