Содержание

Шестисотый… нет, не Mercedes. Знакомимся с семейством накопителей Seagate 600 SSD

  • Вступление
  • Seagate 600 SSD
    • Упаковка и комплектация
    • Внешний вид и особенности
    • Устройство накопителя
  • Проверка скоростных характеристик на заполненном носителе
  • Технические характеристики
  • Тестовый стенд и ПО
  • Тестирование производительности
    • Futuremark PCMark 7
    • AS SSD Benchmark
    • CrystalDiskMark (64bit) 3.0.1
    • Intel NAS Performance Toolkit 1.7.1
    • Операции с различными типами файлов внутри носителя
    • Время доступа при операциях случайного чтения и записи
  • Уровень энергопотребления накопителей
  • Заключение

Вступление

Шестисотая серия. Что вспоминается нашему соотечественнику при этом словосочетании? Разумеется, герой многочисленных анекдотов – Mercedes-Benz серии W140. Правда, иностранцам российские традиции и творчество, как правило, неизвестны. Впрочем, это чисто наш фольклор и иностранным маркетологам незачем знать такие вещи. Вот и компания Seagate представила свои первые массовые SSD накопители в мае этого года.

Результатом анонса стало появление на рынке твердотельных дисков сразу нескольких новых линеек, и лишь одна из них является «пользовательской» – Seagate 600 SSD. Технических подробностей не указывается: все, чем могут порадовать опубликованные на сайте компании-производителя спецификации – данными о габаритах и ресурсе SSD на запись, а также некоторыми данными об энергопотреблении. Никаких сведений об используемом контроллере и памяти нет.

Благодаря поддержке со стороны нашего партнера – компании Регард лаборатория получила возможность познакомиться с новинками Seagate объемом 120, 240 и 480 Гбайт самостоятельно.

Seagate 600 SSD

Упаковка и комплектация

Накопители попали на тестирование в OEM-поставке – в антистатическом пакете с наклейкой, громогласно заявляющей о том, что его содержимое произведено в Таиланде.

Хм… кто-нибудь может просветить меня на тему, чем так уникально таиландское производство?

Антистатический пакет довольно прозрачен, можно без труда рассмотреть данные на этикетке, где производитель не постеснялся указать даже версию микропрограммы и дату производства устройства.

Внешний вид и особенности

Твердотельные диски Seagate получили довольно запоминающийся дизайн: верхняя часть корпуса накопителя отличается матовым черным цветом,…

… а днище отполировано до практически зеркального отражения.

Как известно, компания Seagate является одним из ведущих производителей традиционных жестких дисков (HDD), однако современная схема их производства такова, что компании не производят весь спектр комплектующих самостоятельно: часть приобретается у сторонних производителей.

Например, двигатели Nidec стоят в почти 80% выпускаемых сейчас традиционных накопителей HDD. Компания TDK выпускает магнитные головки для Toshiba и Samsung (ныне мощности Samsung по производству HDD проданы Seagate). Компания Showa Denko K.K. (SDK) выпускает магнитные пластины для Toshiba, Seagate и Western Digital. Компания Link_A_Media специализируется на микроконтроллерах (правда, с некоторых пор она утратила самостоятельность и ныне входит в состав SK Hynix) и является давним партнером Seagate.

Поэтому, когда встал вопрос о начале выпуска собственной линейки твердотельных накопителей, ориентированной на розничного потребителя, в Seagate решили использовать контроллер для SSD также из ассортимента разработок Link_A_Media. Тем более что он уже продемонстрировал себя с хорошей стороны в накопителях Corsair семейств Neutron и Neutron GTX.

Но не нужно считать, что Seagate только-только начала выпускать твердотельные диски – это будет ошибочным мнением. Достаточно вспомнить серию накопителей Pulsar. А вот на розничный рынок компания действительно выходит впервые.

Фактически в основе Seagate 600 SSD лежит уже отработанная на вышеупомянутых Pulsar платформа LAMD. В данном случае это контроллер Link_A_Media LM87800 и MLC NAND, произведенная Toshiba по техпроцессу 19 нм. Устанавливается буферная память DDR2-800, используемая контроллером накопителя в своей работе и объем которой зависит от объема устройства: 128 Мбайт у модификации SSD объемом 120 Гбайт, 256 Мбайт у 240 Гбайт и 512 Мбайт у 480 Гбайт.

Накопители производятся в двух вариантах корпусов, которые отличаются толщиной: 5 мм (Ultra Slim) и 7 мм (Slim). Различить их можно по маркировке: ST***HM000 – 7 мм, ST***HM001 – 5 мм.

Корпус дисков достаточно нестандартен: его крепление осуществляется не винтами, а специальными защелками и (даже несмотря на отсутствие пломб как таковых) факт вскрытия устройства легко обнаруживается благодаря мягкой крышке днища накопителя.

Устройство накопителя

Изучим внутреннее устройство Seagate 600 на примере модификации объемом 120 Гбайт. Внутри скрывается плата собственного производства Seagate.

Дизайн платы отличается от такового в составе моделей Corsair, поэтому перед нами не клон старой разработки. На плате разместились восемь микросхем MLC NAND производства Toshiba, выполненной по техпроцессу 19 нм и работающей в режиме Toggle Mode 2.0 (маркировка TH58TEG7DDJBA4C). Емкость каждой микросхемы – 16 Гбайт (четыре кристалла MLC NAND в едином корпусе, объемом 32 Гбит каждый).

Таким образом, контроллер LM87800 работает в восьмиканальном режиме с четырехкратным чередованием. Он снабжен двумя микросхемами буферной памяти, в роли которой выступает DDR2-800 суммарным объемом 128 Мбайт производства компании Micron.

С обратной стороны плата совершенно пуста. Модификации объемом 60 и 240 Гбайт используют идентичный дизайн платы, отличия только в микросхемах флеш-памяти и буферной памяти контроллера.

Накопители не обладают обширным S.M.A.R.T., но показания термомониторинга считываются. Версия микропрограммы всех трех участников одинакова – C675:

Программа Crystal Disk Info не отображает статистику записанных и прочитанных данных в явном виде, однако статистика все же ведется.

Возьмем старшую модификацию на 480 Гбайт. Сравним еще раз скриншоты, а именно – параметры EA, F1 и F2:

Это состояние накопителя «из коробки» (предварительно была выполнена лишь команда Secure Erase).

А это – после целого ряда «издевательств».

Проверка скоростных характеристик на заполненном носителе

С помощью CrystalDiskMark (64bit) 3.0.1 в режиме случайных данных производится замер производительности четыре раза:

  • Поскольку изначальное состояние накопителя точно неизвестно, «нулевое» состояние достигалось выполнением Secure Erase;
  • После проведения всего цикла тестов происходит перезапись диска пользовательскими данными (с файлами word, фотоснимками, аудио- и видеозаписями), таким образом, чтобы суммарный объем записанных данных был не менее двукратного общего объема накопителя, затем на опустошенный силами операционной системы раздел копировались данные до заполнения практически всего доступного объема;
  • Тридцатиминутный простой, в течение которого не производится каких-либо операций с SSD – для работы фоновых функций накопителя по уборке «мусора»;
  • Выполнение команды TRIM силами операционной системы.

Посмотрим на полученные результаты.

Seagate 600 SSD 120 Гбайт

Seagate 600 SSD 240 Гбайт

Seagate 600 SSD 480 Гбайт

Твердотельные диски Seagate 600 отлично сохраняют скоростные характеристики при работоспособной TRIM, но каково будет их поведение при отключенной команде? Насколько адекватно накопитель Seagate будет сохранять скоростные характеристики в среде, например, Windows XP?

Проверим это на самой емкой модификации. Отключим TRIM, после этого два раза перезапишем весь объем SSD различными файлами, причем после вторичного заполнения удалять данные не будем, а только освободим немного места для работы набора тестов из состава CrystalDiskMark, затем дадим накопителю 30 минут простоя, затем удалим и создадим раздел заново:

Без работы TRIM производительность устройства заметно страдает не только на операциях записи, но и на операциях чтения. Особенно это касается операций с большой глубиной очереди запросов, причем восстановления производительности не наблюдается даже после простоя. Лишь пересоздание разделов позволяет отчасти вернуть скоростные показатели к изначальным. Таким образом, у микропрограммы моделей Seagate 600 полностью отсутствуют внутренние алгоритмы «уборки мусора», либо они на данный момент работают неэффективно.

В заключение запустим Disk Benchmark из состава AIDA64 (режим «Write», размер блока составляет 1 Мбайт) – данный тест производит линейную запись всего объема носителя, попутно выводя информацию о процессе записи в виде удобного графика.

Аналогичная картина наблюдается и на остальных двух модификациях меньшего объема.

Ровный график записи данных, без провалов и взлетов, говорит о том, что микропрограмма накопителей Seagate 600 SSD не использует в своей работе никаких хитростей вроде «псевдоSLC-режима», нашедших применение в микропрограммах Toshiba HG5d (THNSNH), OCZ Vertex4, Vector и Vertex 450.

Технические характеристики

Сводная таблица спецификаций всех участников данного тестирования.

Характеристики
Seagate
600 SSD 120 Гбайт
Seagate
600 SSD 240 Гбайт
Seagate
600 SSD 480 Гбайт
Технический код модели
ST120HM000
ST240HM000
ST480HM000
Объем, Гбайт
120
240
480
Фактически доступный
пользователю объем после
создания файловой системы (MBR, NTFS), Гбайт
111.79
223.57
447.13
Форм-фактор, дюймы
2.5
2.5
2.5
Толщина корпуса, мм
7
7
7
Интерфейс подключения
SATA 6 Гбит/с
SATA 6 Гбит/с
SATA 6 Гбит/с
Тип памяти, интерфейс памяти
19 нм MLC NAND,
Toggle Mode 2.0
19 нм MLC NAND,
Toggle Mode 2.0
19 нм MLC NAND,
Toggle Mode 2.0
Контроллер
Link_A_Media LM87800
Link_A_Media LM87800
Link_A_Media LM87800
Версия микропрограммы
C675
C675
C675
Заявленная производителем
максимальная скорость чтения, Мбайт/с
Более 500
Более 500
Более 500
Заявленная производителем
максимальная скорость записи, Мбайт/с
Более 300
Более 400
Более 400
Заявленная производителем
максимальная скорость записи, IOPS
60000
70000
70000
Рекомендуемый объем
записи данных на накопитель в сутки, Гбайт
20
40
40
Гарантия производителя
3 года или 36.5 Тбайт записанных данных*
3 года или 73 Тбайт записанных данных*
3 года или 73 Тбайт записанных данных*

*Стоит немного пояснить о трехлетней гарантии производителя: она заканчивается по факту истечения трех лет, либо по достижении максимального объема, указанного производителем, записанных на накопитель данных – смотря какое значение (временное или по ресурсу) наступит раньше. Telegram-канал @overclockers_news — это удобный способ следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.

Многие пользователи грезят о том, чтобы их ПК откликался и запускал приложения так же быстро, как, например, современные смартфоны и планшеты. А путь к исполнению этого желания лежит, как правило, не через более мощный ЦП и даже не через оперативную память большего объема. Наилучший результат приносит замена нерасторопного HDD (или старого SSD) на действительно быстрый твердотельный накопитель.

Мерилом всех вещей в этом отношении являются модули с интерфейсом M.2, работающие по спецификации NVMe. Шина PCI Express и специально предназначенный для подключенных по ней твердотельных накопителей протокол передачи данных прорывают все ограничения, из-за которых обычные твердотельные накопители с поддержкой SATA не могут развить скорость выше 550 Мбайт/с и которые представляют узкое место при параллельных запросах на многоядерных системах.

Твердотельные накопители SATA на 2,5 дюйма
Обычные твердотельные накопители в форм-факторе дисков 2,5 дюйма в большинстве случаев являются единственным вариантом для ноутбуков и старых ПК

Но такие SSD, как правило, заметно дороже, чем твердотельные накопители с SATA-подключением и требуют наличия современной материнской платы. Далее мы расскажем, для каких компьютеров подходит тот или иной тип дисков и насколько велика разница в скоростях на практике. Затем мы приводим результаты тестов твердотельных накопителей, работающих по протоколу NVMe, и в заключение советуем, как проще всего перенести систему со старого HDD или SSD на новый.

Выбор лучшей технологии: NVMe или SATA

Выбор типа накопителя зависит от системы, которую вы намерены переоснастить. Большинство ноутбуков (прежде всего старые) оснащены только одним разъемом SATA и отсеком для жесткого диска. В таком случае диск можно заменить только 2,5-дюймовым SATA SSD (см. рейтинг SSD). Это же касается и большинства ПК вплоть до поколения Intel Broadwell, даже если на некоторых дорогих материнских платах предусмотрен слот M.2 (в нем наряду с линиями PCIe может использоваться и SATA с характерными для него ограничениями). Если современного слота M.2 на плате нет, можно подключить модуль форм-фактора M.2 к слоту PCIe через адаптер.

Адаптер M.2–PCIe
Простые недорогие адаптеры (от 300 руб.) позволяют использовать накопители M.2 в слотах PCIe на ПК. Чтобы можно было загружаться с них, в BIOS UEFI должна быть предусмотрена поддержка NVMe

Если вы собираетесь использовать твердотельный накопитель NVMe в качестве системного диска, то в UEFI должна быть поддержка загрузки с NVMe — убедиться в этом следует на сайте производителя материнской платы (опция NVMe Boot). В противном случае можно использовать SSD в качестве дополнительного диска под управлением Windows, но оправданно это будет только в отдельных случаях.
Слот M.2 стал широко использоваться в платформах, начиная с поколения Skylake (сокет LGA 1151) — информацию можно найти в технических характеристиках платы. Но будьте внимательны: M.2 — это в первую очередь обозначение форм-факто­ра карты (22×80 мм).

Их существует два типа. Модуль M.2 с так называемым ключом «B» поддерживает обычную технологию AHCI, которая используется для подключения накопителей по интерфейсу SATA. Подобные диски называются так же, как их 2,5-дюймовые аналоги SATA (например: Crucial MX300 M.2, Samsung SSD 850 Evo M.2) и по скорости от них не отличаются. Их преимущество в том, что с этими накопителями проблем с совместимостью или драйверами не возникает, и даже установка Windows 7 происходит без проблем.

Модуль M.2 с технологией NVMe
Если на материнской плате ПК или ноутбуке предусмотрен слот M.2, оптимальным будет решение установить в него ­высокоскоростной SSD с поддержкой спецификации NVMe

Модуль же с ключом «M» и поддержкой протокола NVMe может использовать до четырех линий PCIe 3.0. Большинство современных материнских плат и многие ноутбуки оснащены слотами с заглушкой в позиции «M», то есть в принципе совместимы с дисками NVMe. Но в любом случае перед покупкой ­накопителя с поддержкой NVMe следует изучить документацию производителя и непременно принять во внимание следующее: первоначально установить ОС Windows 7 на диск NVMe сложно. Если же Windows 7 уже установлена на дооснащаемый компьютер, то можно перенести систему на твердотельный накопитель NVMe.

В первое время существования твердотельных накопителей из-за их ограниченных возможностей и высокой стоимости было популярно использовать параллельно один небольшой SSD под ОС и один HDD под файлы. Сейчас этот вариант, как и прежде, имеет право на существование, но из-за снижения цен на твердотельные накопители он теряет привлекательность. Самая выгодная цена за один гигабайт в настоящее время — у твердотельных накопителей SATA емкостью около 1 Тбайт: эти модели можно купить от 17 000 рублей. Для десктопов и ноутбуков со слотом M.2 и отсеком 2,5 дюйма оправдано также сочетание твердотельного накопителя под ОС и программы и HDD большой емкости под файлы.

NVMe против SATA: основные отличия
Интерфейс SATA был разработан для последовательного доступа к HDD. Протокол NVMe обеспечивает параллельный доступ к SSD

Разъем/протокол M.2/NVMe SATA/AHCI
Форм-фактор карта 22×80 мм корпус 2,5″ 70×100 мм
Подключение слот M.2 кабель передачи данных SATA + кабель питания SATA
Интерфейс PCI Express 3.0 x4 Serial ATA
Макс. пропускная способность 4 Гбайт/с 600 Мбайт/с
Очереди до 64 000 потоков с очередью глубиной в 64 000 команд 1 поток с очередью глубиной в 32 команды
Параллельный доступ возможен невозможен
Встроенная поддержка ОС Windows 8.1 и выше, ядро Linux 3.3 и выше Windows Vista и выше, Linux 2.6.19 и выше

С другой стороны, разница в цене на новый терабайтный жесткий диск (около 2500 рублей) и 256-гигабайтный твердотельный накопитель (около 5500 рублей) с одной стороны и терабайтный SSD (от 17 000 рублей) — с другой пока достаточно велика, поэтому вариант с двумя дисками все еще актуален. Однако некоторым пользователям удобнее, когда ОС, программы и файлы находятся на одном накопителе.

Перед владельцами современных систем, желающими перейти на SSD NVMe, стоит выбор. С одной стороны, существуют высокопроизводительные и дорогие SSD-накопители (например, линейки Samsung 960), которые полностью используют потенциал NVMe. С другой стороны, Intel предлагает серию NVMe-накопителей под названием 600p, которые интересны оптимальной стоимостью гигабайта памяти, соотносимой с ценой за гигабайт накопителей с интерфейсом SATA, а их скорость в зависимости от сценария использования колеблется от «значительно более высокой, чем SATA» до «ниже, чем SATA».

NVMe против SATA: практические аспекты
Преимущества в скорости диска NVMe (Samsung) отражаются и при запуске программ. При копировании на SSD стандарт NVMe заметно превосходит современный (Crucial) и старый (Intel) диски SATA

Практическое сравнение SSD разных типов

Скорость передачи данных и значения IOPS накопителей NVMe «на бумаге» впечатляют. Но какие преимущества у этих накопителей в действительности? В первую очередь в чисто внешнем сравнении с 2,5-дюймовыми SATA-накопителями обращает на себя внимание практичность форм-фактора: модуль M.2 аккуратно располагается прямо в слоте материнской платы, тогда как SATA требует использования в корпусе ПК кабеля питания, который главным образом и мешает. Для того, чтобы наглядно показать преимущества в скорости, мы сравнили три твердотельных накопителя: раннего поколения из семейства Intel Postville, современного Crucial MX300, а также сверхскоростного с поддержкой NVMe Samsung 960 Evo 500 GB.

В десять раз больше скорости, чем у HDD
Твердотельные накопители на NVMe (здесь: Toshiba OCZ RD400 256GB) читают и записывают очень быстро — это демонстрирует специальное тестовое ПО

Преимущество в скорости должно было проявиться еще во время загрузки ПК, но в процессе практического тестирования мы натолкнулись на препятствия. В качестве платформы M.2/NVMe у нас была только новейшая система AMD Ryzen, материнская плата которой с момента включения до приведения десктопа в готовность потратила целых 25 секунд на инициализацию UEFI. И это несмотря на все оптимизированные под увеличение скорости параметры: Windows 10 была установлена в режиме UEFI (то есть и установочный носитель, и твердотельный накопитель инициализировались как поддерживающие стандарт GPT), технология UEFI была настроена на поддержку Windows 10 и быструю загрузку и т. д.

Следующие обновления UEFI должны сократить паузы. Для NVMe-накопителя Samsung чистое время загрузки Windows составляет 8,6 секунды. Современному SSD с SATA (Crucial) требуется на 33% больше времени, а накопителю Intel Postville из-за невысокой скорости передачи данных — вообще вдвое больше. Другими словами, при повседневном использовании разница довольно ощутима.

Высокая скорость копирования NVMe

Особенно яркими оказались отличия во время копирования на накопители папки с программами. При параллельном чтении и записи накопитель NVMe продемонстрировал свои несравненные возможности многозадачности, достигнув скорости, в три и четыре раза превышающей показатели современного и старого SATA-накопителей соответственно. Но тем удивительней оказалось небольшое преимущество NVMe при установке LibreOffice.

Задержка загрузки BIOS/UEFI
Операционная система должна быть установлена в режиме UEFI, а сам UEFI должен быть правильно настроен, чтобы система быстро загружалась

После вызова установочного пакета MSI с параметром «/passive» сразу начинается процесс установки без запросов, причем оба современных накопителя по скорости заметно оторвались от старенького Intel — 23 секунды у Crucial и 22,2 секунды у Samsung против 38,7 секунды у Intel. При сканировании при помощи Защитника Windows копии папки «Программы» вообще обнаружилось, что силы накопителей равны — даже невысокую скорость старого накопителя SATA Защитник использует в незначительной степени.

Высокопроизводительный восьмиядерный ЦП Ryzen как узкое место можно исключить. Но в процессе дальнейшего тестирования выявилось, что если SATA-накопитель полностью занят сканированием, то система выполняет другие запросы (например, запуск программ) со значительной задержкой. Система же с накопителем на NVMe продолжает откликаться незамедлительно. Из-за этой ощутимой плавности и перспективности технологии мы рекомендуем приобрести накопитель, который работает по спецификации NVMe — конечно, при условии совместимости с системой.

Именно поэтому в следующей части статьи мы подробно расскажем о результатах тестирования NVMe-накопителей, проведенного в тестовом центре Chip. Но даже если вы хотите сэкономить или ваша система не совместима с накопителями M.2 с поддержкой NVMe, современный твердотельный накопитель с интерфейсом SATA вам не помешает, тем более что они стоят относительно недорого.

На высоких скоростях: испытание накопителей NVMe на выносливость

Если от диска требуется прежде всего высокая скорость передачи данных, тогда это должен быть твердотельный накопитель, работающий по протоколу NVMe. Если поначалу на рынке было представлено совсем небольшое количество подобных моделей (причем недешевых), то в настоящее время выбор стал значительно более разнообразным. Свои модели предлагают даже мелкие поставщики. Наше тестирование покажет, какая модель оптимально подходит для выполнения определенных задач. Мы решили ограничиться моделями для слота M.2. Они предпочтительнее экзотических дорогих карт PCIe, поскольку их можно установить на материнские платы и в ноутбуки как в слот M.2, так и через адаптер в слот PCIe.

Накопители NVMe: разные контроллеры
Производительность твердотельных накопителей NVMe во многом зависит от используемого контроллера. Наибольший потенциал предлагает Samsung Polaris с пятью ядрами на архитектуре ARM. Чип Silicon Motion накопителя Intel 600p (на рисунке) экономичен и доступен, но это один из самых медлительных контроллеров

Технические вопросы: контроллер и флеш-память

Задачи управляющего элемента твердотельного накопителя — контроллера — заключаются в обмене данными с процессором ПК по интерфейсу PCIe, а также в произведении записи в ячейки памяти и считывании из них данных. Его производительность играет особую роль при работе с большими объемами данных и параллельном доступе на чтение и запись. Наш тест охватывает широкий ассортимент современных накопителей с пятью различными типами контроллеров.

Обновление программного
обеспечения
Помимо мощного аппаратного обеспечения важное значение имеют также хорошие драйверы и обновления прошивки, с чем крупные производители справляются лучше всех других

Samsung разрабатывает и производит не только микросхемы памяти, но и собственные контроллеры с пятиядерным процессором на микроархитектуре ARM — самым мощным из тестируемых, который практически по каждому бенчмарку ­постоянно выдает высокие результаты. Накопители Corsair и Patriot с контроллером Phison по скорости чтения и передачи данных, а также количеству выполняемых операций в секунду конкуренцию Samsung составить могут — но, тем не менее, скорости записи у них оказались гораздо ниже. Однако эта разница при работе на домашнем десктопе или игровом ПК будет заметна в крайне редких случаях. В этот ряд устройств с производительностью и пометкой «очень хорошо» попадает также Toshiba OCZ RD400 с контроллером Toshiba, который обнаруживает сходство с чипом Marvell.

В нашей таблице ниже Toshiba прослеживается видимый и ощутимый отрыв в общей оценке, которая исходит в первую очередь из производительности: накопители с контроллерами Marvell и Silicon Motion (начиная от Plextor и до WD) отстают на добрых десять баллов от предыдущей позиции. Но следует учесть, что по крайней мере цена за один гигабайт у них значительно ниже. Тем не менее Plextor слишком маломощен для своей цены за гигабайт.

Поэтому выгодным предложением становится Intel 600p, стоимость гигабайта которого находится на уровне накопителей SATA — правда, характерную для накопителей NVMe производительность этот диск выдает совсем ненадолго. Дело в следующем: Intel использует многоуровневую технологию флеш-памяти Triple Level Cell, в ячейке которой хранятся три бита. Поскольку эта технология более сложная, чем обычно используемая двухбитовая память Multi Level Cell, процесс записи проходит медленнее. Чтобы исправить ситуацию, Intel 600p задействует определенную часть ячеек под SLC-кеш (Single Level Cell — однобитовая одноуровневая ячейка), который заполняется очень быстро.

Твердотельные накопители
для слотов PCIe
Накопители NVMe в виде карт PCIe,
например, Zotac Sonix (на рисунке)
или Intel 750, тоже характеризуются
высокими скоростями, но стоят дороже, чем модули M.2

Все поступающие данные сначала оказываются здесь, а потом постепенно сохраняются в стандартную TLC-память. Пока этот трюк срабатывает, Intel по скорости достигает уровня NVMe-накопителей. Но как только объем данных увеличивается, кеш перестает справляться. В этом случае кеш приходится высвобождать (а это весьма трудоемкий процесс), и только потом он сможет принять новые данные. А поскольку это перегружает контроллер, кеш, который сам по себе является оправданным решением, превращается в узкое место, а скорость работы снижается до уровня ниже накопителя SATA.

Флеш-память: MLC, TLC и другая

Твердотельные накопители используют флеш-память различной плотности записи, которая зависит от ступени развития технологии.

> SLC (Single Level Cell) — самая быстрая и надежная флеш-память. Каждая ячейка хранит один бит. В настоящее время SLC используется или в очень дорогих дисках, или в в качестве быстрого кеша.

> MLC (Multi Level Cell) — память с несколькими уровнями заряда, хранящая два бита на ячейку.

> TLC (Triple Level Cell) с большим количеством уровней заряда сохраняет по три бита на ячейку, из-за чего работает медленнее и оказывается чувствительнее, чем MLC.

> 3D-MLC или 3D-TLC означает, что ячейки располагаются не только в одной плоскости, но еще и слоями. Трехмерная структура обеспечивает более высокую плотность и надежность записи и более короткую линию передачи данных, а значит, и более высокую ее скорость.

Проблема нагрева и узкое место памяти

Последняя проблема не касается накопителей, которые используют технологию MLC на постоянной основе. Но зато им угрожают неприятности из-за нагрева. Долгий процесс записи доводит контроллер до максимально возможной температуры, а на небольшом модуле с чисто пассивным охлаждением тепло не может быть отведено эффективно, и поэтому контроллер убавляет скорость, чтобы охладиться. Но в повседневной эксплуатации вряд ли такое будет часто случаться: Corsair MP500 480 GB демонстрирует такое резкое падение после примерно 50 секунд непрерывной записи на максимально возможной скорости — а благодаря высокой скорости передачи данных этот промежуток времени соответствует записи 64 Гбайт.

Скорость передачи данных: недостатки при записи
При чтении Corsair едва заметно вырывается вперед, а доступный Intel почти не отстает. При записи картина совершенно другая

Компания Samsung сама разрабатывает и производит память и контроллеры, поэтому ее продукция обходит большинство соперников. В ее модулях используется технология трехмерной флеш-памяти, которая позволяет располагать ячейки не только в плоскости, но еще и слоями, благодаря чему сокращается длина линий передачи данных и повышается ее скорость. Версия MLC (два бита на ячейку) предназначена для дорогих моделей 960 Pro, которые рассчитаны на то, чтобы выдерживать даже высокие нагрузки на рабочих станциях или серверах. Модели 960 Evo работают на более дешевой версии трехмерной памяти TLC (три бита на ячейку), их скорость ощутимо ниже, и поэтому, как и Intel, Samsung прибегает к SLC-кешу.

На 500-гигабайтном Evo очень хорошо заметно, когда SLC-кеш переполняется: через 11 секунд, или примерно 20 Гбайт, записи (несжимаемых данных) скорость падает с 1800 максимально возможных до 630 Мбайт/с. Эта скорость остается фиксированной, что говорит о том, что данные затем сохраняются прямо в трехмерную TLC-память. На 960 Evo с емкостью 1 Тбайт предусмотрен SLC-кеш большего объема и в два раза больше модулей памяти, на которые накопитель умеет записывать одновременно.

Диски с памятью TLC заметно медленнее
Часть памяти TLC-дисков отводится под быстрый SLC-кеш. Когда он переполняется, скорость заметно снижается

Фактически накопитель удерживает скорость на уровне 1800 Мбайт/с примерно в два раза дольше (23 секунды), а затем она снижается до уровня, примерно в два раза превышающего минимальную скорость модели емкостью 500 Гбайт. Но и в этом случае нужно копировать десятки гигабайтов данных из источника, скорость которого соответствует или превышает скорость твердотельного накопителя NVMe, чтобы достичь узкого места памяти — а это в обычном использовании едва ли когда-нибудь произойдет.

Застой тепла в форм-факторе M.2
В процессе интенсивной записи под долгой нагрузкой доступные накопители M.2 нагреваются и сбрасывают скорость, но Samsung Pro это почти совсем не касается

Будущее твердотельных накопителей

Как показывают выпущенные и анонсированные продукты, новые виды памяти открывают новые возможности использования дисков.

> Intel Optane — название технологии для дисков M.2, работающих на новой памяти 3D XPoint с мгновенным откликом. Модули Optane, однако, предназначены не для использования в качестве накопителей, а как быстрый кеш для часто используемых файлов, хранящихся на HDD или SSD.

> Samsung Z-NAND — следующий этап развития флеш-памяти. Накопитель с памятью Z-NAND емкостью 800 Гбайт обещает скорость до 3,2 Гбайт/с и 750 000 операций ввода/вывода в секунду. Правда, когда он выйдет, пока неясно.

Сервис и условия гарантии

Если вы покупаете дорогой накопитель с заделом на будущее, проследите за тем, чтобы срок гарантии вашего устройства был большим. Вообще, твердотельные накопители и их флеш-па­мять в последнее время не доставляют особых неудобств, поэтому некоторые производители — например, Adata, Intel, Plextor и Western Digital — дают на них целых пять лет гарантии.

Максимальная производительность с правильным драйвером
В Windows 10 есть драйвер для NVMe, но оптимальную производительность можно достичь только с драйверами производителя

Toshiba OCZ в течение срока даже бесплатно предлагает немедленно поменять устройство: вы получаете новый диск до того, как отправите неисправный. На модели Samsung Pro тоже действует пятилетняя гарантия — правда, с условием, что она перестает действовать, когда накопитель превышает установленный порог общего количества записанных байтов (Total Bytes Written). Для 960 Pro 512 Гбайт значение порога составляет целых 400 Тбайт.

То есть, чтобы досрочно закончить гарантию, нужно в течение пяти лет каждый день записывать на SSD не менее 220 Гбайт. Так или иначе, высокая скорость твердотельных накопителей, работающих на NVMe, обеспечивает их перспективность на следующие несколько лет.

ТОП-15 твердотельных накопителей M.2/NVME

1. Samsung 960 Pro 1TB (MZ-V6P1T0BW)

Скорость передачи данных при чтении (80%) : 96.1
Скорость передачи данных при записи (20%) : 94.5
Общая оценка: 95.8 Соотношение цена/качество: 63

2. Samsung 960 Pro 512GB (MZ-V6P512)

Скорость передачи данных при чтении (80%) : 95
Скорость передачи данных при записи (20%) : 92.9
Общая оценка: 94.6 Соотношение цена/качество: 79

3. Samsung 960 EVO 1TB (MZ-V6E1T0)

Скорость передачи данных при чтении (80%) : 91.4
Скорость передачи данных при записи (20%) : 89.3
Общая оценка: 91 Соотношение цена/качество: 77

4. Corsair MP500 480GB (F480GBMP500)

Скорость передачи данных при чтении (80%) : 94.1
Скорость передачи данных при записи (20%) : 80.9
Общая оценка: 91.5 Соотношение цена/качество: 60

5. Patriot Hellfire M2 480GB (PH480GPM280SSDR)

Скорость передачи данных при чтении (80%) : 93.9
Скорость передачи данных при записи (20%) : 80.1
Общая оценка: 91.1 Соотношение цена/качество: 54

6. Patriot Hellfire M2 240GB (PH240GPM280SSDR)

Скорость передачи данных при чтении (80%) : 94.9
Скорость передачи данных при записи (20%) : 80.2
Общая оценка: 91.9 Соотношение цена/качество: 47

7. Corsair MP500 240GB (F240GBMP500)

Скорость передачи данных при чтении (80%) : 95
Скорость передачи данных при записи (20%) : 80.1
Общая оценка: 92 Соотношение цена/качество: 60

8. Corsair MP500 120GB (F120GBMP500)

Скорость передачи данных при чтении (80%) : 93.6
Скорость передачи данных при записи (20%) : 77
Общая оценка: 90.3 Соотношение цена/качество: 49

9. Samsung 960 EVO 500GB (MZ-V6E500BW)

Скорость передачи данных при чтении (80%) : 94.2
Скорость передачи данных при записи (20%) : 66.3
Общая оценка: 88.6 Соотношение цена/качество: 75

10. Toshiba OCZ RD400 256GB (RVD400-M22280-256G)

Скорость передачи данных при чтении (80%) : 90.5
Скорость передачи данных при записи (20%) : 82.3
Общая оценка: 88.9 Соотношение цена/качество: 51

11. Plextor M8Pe 256GB (PX-256M8PeG)

Скорость передачи данных при чтении (80%) : 82.2
Скорость передачи данных при записи (20%) : 69.3
Общая оценка: 79.6 Соотношение цена/качество: 41

12. Adata SX8000 512GB (ASX8000NP-512GM-C)

Скорость передачи данных при чтении (80%) : 68
Скорость передачи данных при записи (20%) : 73.9
Общая оценка: 69.2 Соотношение цена/качество: 47

13. Intel 600p 512GB (SSDPEKKW512G7X1)

Скорость передачи данных при чтении (80%) : 80.9
Скорость передачи данных при записи (20%) : 27.7
Общая оценка: 70.3 Соотношение цена/качество: 46

14. Western Digital Black PCIe 512GB (WDS512G1X0C)

Скорость передачи данных при чтении (80%) : 72.4
Скорость передачи данных при записи (20%) : 42.7
Общая оценка: 66.4 Соотношение цена/качество: 46

Игра на чужом поле: обзор твердотельного накопителя Seagate 600 SSD

Выпуском твердотельных накопителей сейчас занимается немало компаний. Многих из них мы знаем давно — ранее такие компании производили смежные продукты, вроде оперативной памяти, флешек или карт памяти. Поэтому нет ничего удивительного в появлении SSD от Samsung, OCZ, SanDisk, Kingston и даже Transcend. Тут смогла отличиться даже компания Plextor, которая до этого занималась производством оптических приводов. А вот гиганты рынка накопителей вроде Seagate, WD, HGST и Toshiba не очень спешат выходить на новый для себя рынок. Наиболее тесно с рынком SSD связана Toshiba, хотя и косвенным образом: сейчас во многих SSD используется память с интерфейсом Toggle-Mode DDR 2.0 от этого производителя. Кроме того, SSD от Toshiba — брутальный THNSNH512GCST — уже побывал в нашей тестовой лаборатории. Компания Western Digital, хоть и представила несколько своих накопителей ещё три года назад, особой популярности на этом поприще не добилась. С другой стороны, есть Samsung, который уже не выпускает жестких дисков, но достиг успехов, помимо прочего, именно в качестве производителя SSD.

Seagate раньше тоже выпускала твердотельные накопители, но только для корпоративного сегмента рынка. Это был Seagate Pulsar, а теперь есть Seagate 1200 SSD с интерфейсом SAS 12 Гбит/c. Судя по официальному сайту, вся линейка 1200 SSD оснащена контроллером, производства Seagate. Наш же подопытный — накопитель Seagate 600 SSD объёмом 240 Гбайт — гораздо проще. Внутри него установлен контроллер стороннего производителя.

⇡Технические характеристики

Точно такой же контроллер мы встречали внутри Corsair Neutron GTX. Напомним, что в то время (ноябрь 2012 года) это был, пожалуй, самый быстрый SSD-накопитель, да и сейчас он остается одним из безоговорочных лидеров. Несмотря на то, что с момента выхода той статьи прошёл почти год, подробностей об архитектуре восьмиканального контроллера LAMD LM87800 известно по-прежнему мало. Насколько мы знаем, под крышкой чипа находится два ядра ARM: одно ядро отвечает за связь с хост-контроллером, а второе — за установленную на накопителе память. Теперь расскажем о памяти. Перед нами чипы с интерфейсом Toggle-Mode DDR 2.0, произведённые по 19-нм техпроцессу. Похожее же сочетание контроллера и памяти мы видели внутри Corsair Neutron GTX. Вот только маркировка его памяти была другой: Toshiba TH58TEG8D2HBA8C, что говорит о техпроцессе 24 нм и интерфейсе Toggle- Mode DDR1.0. В рассматриваемом нами Seagate 600 SSD объёмом в 240 Гбайт установлена немного другая память — Toshiba TH58TEG8DDJBA8C. У нашей модели объёмом в 240 Гбайт в каждой из восьми микросхем находятся по четыре NAND-устройства объёмом по 8 Гбайт каждое.

Производитель Seagate
Серия 600 SSD
Модельный номер ST120HM000 ST240HM000 ST480HM000
Форм-фактор 2,5 дюйма
Интерфейс SATA 6 Гбит/с
Емкость, Гбайт 120 240 480
Конфигурация
Микросхемы памяти: тип, интерфейс, техпроцесс, производитель MLC, ToggleMode DDR 2.0, 19 нм, Toshiba
Микросхемы памяти: число / количество NAND-устройств в чипе 8/2 8/4 8/8
Контроллер Link A Media LAMD LM87800
Буфер: тип, объем, Мбайт 128 256 512
Производительность
Макс. устойчивая скорость последовательного чтения, Мбайт/с >500
Макс. устойчивая скорость последовательной записи, Мбайт/с >300 >400 >500
Макс. скорость произвольного чтения (блоки по 4 Кбайт), оп./с 80 000
Макс. скорость произвольной записи (блоки по 4 Кбайт), оп./с 60 000 70 000
Физические характеристики
Потребляемая мощность: бездействие/чтение-запись, Вт 0,6/1,1
Ударопрочность 1500 g
MTBF (среднее время наработки на отказ), ч НД
AFR (annualized failure rate), % 0,58
Габаритные размеры: ДхВхГ, мм 100,45х69,85х7
Масса, г 77
Гарантийный срок, лет 3
Ориентировочная розничная цена, руб. 4 000 6 800 13 000

Внимательный читатель заметит, что в нашей таблице технических характеристик указана только примерная устоявшаяся скорость чтения и записи. Любой производитель старается указывать в этом пункте точные, а не примерные значения. Кроме того, многие производители ещё и гордятся этими скоростями. Увы, в Seagate решили пойти своим, тернистым путём и вместо точной величины указали примерную. Судя по спецификациям рассматриваемого нами накопителя, его максимальная скорость последовательной записи составит «более 400 Мбайт/c», а чтения — «более 500 Мбайт/с». О том, какие именно скорости покажет накопитель, — мы узнаем в тестах. Пока можно сказать только о том, что выражение «более 400 Мбайт/с» звучит очень расплывчато, ведь так можно сказать про скорости в 401 и 499 Мбайт/c. Другое дело скорость последовательного чтения, которая составляет «более 500 Мбайт/с». Примерно такой результат показывают многие SSD, и, кроме того, такие результаты оказываются очень близки к «потолку» SATA III 6 Гбит/с. На момент написания этой статьи за Seagate 600 SSD 240 Гбайт придётся отдать около шести c половиной тысяч рублей. За такие же деньги можно купить накопитель Kingston HyperX 3K или OCZ Vertex 3. Объём у них будет точно такой же, как и у Seagate 600 SSD, а скорости последовательной записи будут выше 500 Мбайт/с. Впрочем, скорость записи у SSD с контроллерами SandForceзависит от возможности сжимать записываемый контент, а потому это, возможно, вполне адекватная замена. Модели, лишенные подобной слабости (например, OCZ Vertex450 или Corsair Neutron GTX), стоят уже дороже.

Рубрики: IT

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *