Методика тестирования накопителей образца 2018 года

Прошло больше года с момента анонса первых массовых контроллеров для SSD с поддержкой PCIe 4.0, скоро исполнится год первой поддерживающей их платформе, а мы тестируем всего четвертый такой накопитель. На самом деле — могли бы и больше. Но особого смысла нет: контроллер так и остался единственным, встречается всегда с одной и той же памятью, так что всё многообразие представленных на рынке устройств отличается друг от друга лишь упаковкой, радиаторами и небольшими вариациями прошивки, а в таких условиях тесты не слишком интересны. Виной тому в первую очередь — сама платформа. Как уже не раз было сказано, до последнего времени единственным способом заставить такие SSD работать в штатном режиме было использование плат на чипсете AMD X570 с процессорами Ryzen серии 3000. Последние — очень популярны, однако чаще всего используются в платах на «старых» чипсетах AMD, так что контроллер PCIe работает исключительно в режиме совместимости со «старой» версией спецификаций, и SSD достается только PCIe 3.0 x4. Несколько в лучшем положении были разве что покупатели новых систем на базе Ryzen Threadripper, благо там совместимость со старыми никто не реализовывал, так что все слоты (и процессорные — коих больше, чем у массовых материнских плат, — и чипсетные) всегда работают как PCIe 4.0. Однако платформа TRX40 подходит только тем покупателям, которые готовы выложить за плату с процессором хотя бы пару тысяч долларов. В своем сегменте платформа популярная, но таких компьютеров в разы меньше, чем даже с платами на Х570. Intel же новый стандарт PCIe 4.0 пока не поддерживает вовсе, ноутбучные Ryzen (даже самые «свежие») — тоже, так что поддержку накопителем PCIe 4.0 сейчас сложно преподнести как конкурентное преимущество.

Чипсет AMD B550 для платформы АМ4: приход PCIe 4.0 в массовый сегмент и исправление других исторических перекосов

Однако медленно, но верно положение дел меняется. В частности недавно был анонсирован чипсет AMD B550, позволяющий реализовать все периферийные возможности процессоров AMD Ryzen 3000. Кроме того, в платах на его основе встроенный процессорный контроллер может одновременно работать не с одним NVMe-устройством, а с двумя. Каждому при этом достанется лишь две линии интерфейса, но PCIe 4.0 x2 по пропускной способности как раз равен PCIe 3.0 x4. В общем, интерес покупателей к SSD с новым интерфейсом будет расти. Особенно — к бюджетным модификациям таковых, которые до последнего времени были совершенно не нужны. С другой стороны, возможно, роль завтрашней бюджетки исполнять будут сегодняшние «топчики» — которых с их позиций вытеснят новые разработки. Тем более, с осени снижение цен на флэш-память остановилось, и цены даже начали расти. А в таких условиях экономия на контроллере и DRAM-буфере опять начинает терять смысл — за исключением самых дешевых накопителей, но этот сегмент давно и плотно оккупирован SATA-устройствами, что вряд ли изменится в обозримой перспективе.

Обзор SSD Seagate FireCuda 520 с интерфейсом PCIe 4.0 и емкостью 1 ТБ1

Впрочем, загадывать на будущее — дело неблагодарное: очередную эпидемию и ее влияние на рынок еще пару-тройку месяцев назад в планы никто особо не закладывал, например. Поэтому лучше пока перейдем от прогнозов к тому, что уже продается, благо такие накопители точно есть и никуда не денутся.

Seagate FireCuda 520 1 ТБ

Само по себе знакомство может быть и коротким — как уже было сказано (и не раз) на данный момент в продаже встречается только один контроллер с поддержкой PCIe 4.0: Phison E16. Все устройства на нем 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 2 ГБ DRAM: две микросхемы DDR4L-2400 SK Hynix по 8 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 платформа AMD поддерживает только PCIe 3.0.

Обзор SSD Seagate FireCuda 520 с интерфейсом PCIe 4.0 и емкостью 1 ТБ2
Обзор SSD Seagate FireCuda 520 с интерфейсом PCIe 4.0 и емкостью 1 ТБ3

Без наклеек различить эти продукты очень сложно — на деле FireCuda 520 выглядит точно так же, как уже изученные нами ранее TeamGroup T-Force Cardea Zero Z440 и Gigabyte Aorus NVMe Gen4 SSD. Да и те устройства, с которыми мы пока не сталкивались, тоже идентичные — только цвета PCB иногда разные, не более того. Накопитель Seagate опознать можно только по тому, что контроллер маркирован как Seagate STXZP010BE70, но это не новость: объем заказов позволяет компании придерживаться особых отношений с Phison. В частности, получать от последней контроллеры с собственной маркировкой, что также делает Kioxia. Но внутри это все тот же Phison E16.

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. Seagate обходится без специального охлаждения (что логично — «свои» радиаторы для слотов M.2 есть практически на всех платах на Х570/TRX40), а вот прошивка здесь собственная и достаточно своеобразная.

Обзор SSD Seagate FireCuda 520 с интерфейсом PCIe 4.0 и емкостью 1 ТБ4

Проявляется это даже в таком простом режиме, как полное «прописывание» данными. Большинство устройств на Е16 в качестве SLC-буфера используют лишь часть свободных блоков — FireCuda 520 все. Соответственно, пустой накопитель на полной скорости может принять до трети свободной емкости. После чего свободные блоки кончаются — и нужно их освобождать, записывая и новые данные, и перезаписывая старые, так что скорость радикально снижается до примерно 600 МБ/с. Впрочем, на все про все устройство тратит около 22 минут — для терабайтного накопителя это неплохой результат.

Обзор SSD Seagate FireCuda 520 с интерфейсом PCIe 4.0 и емкостью 1 ТБ5

А при использовании «по назначению» т. е. в режиме PCIe 4.0, он немного… ухудшается. Скорость записи в SLC-буфер, естественно, выше — а за его пределами ниже. Т. е. считать ее инвариантом — не стоит: зависит от условий тестирования и платформы (точнее, контроллера PCIe).

Обзор SSD Seagate FireCuda 520 с интерфейсом PCIe 4.0 и емкостью 1 ТБ6

Проявляется даже при работе с накопителями, не поддерживающими новый интерфейс. Для примера мы взяли Hikvision Crius E2000 1 ТБ на Phison E12 и с уменьшенным размером SLC-буфера. На Core i7-7700 процесс занял менее 19 минут, причем большую часть времени график представлял собой ровнехонькую линию (один раз устройство успело «расчистить» кэш и подпрыгнуть до изначального значения).

Обзор SSD Seagate FireCuda 520 с интерфейсом PCIe 4.0 и емкостью 1 ТБ7

На Ryzen 7 3700X и плате на Х570 весь процесс занял уже больше 21 минуты. Максимальная скорость записи (в кэш) увеличилась, зато за пределами (маленького) SLC-буфера наблюдалась характерная пила. В итоге результирующая скорость оказывается процентов на 15 ниже, что уже заметно. В случае FireCuda 520 «потери» меньше — но они тоже есть. Даже несмотря на агрессивное кэширование, благодаря которому первые несколько сотен гигабайт записываются быстрее.

В общем, к чему это все? Не стоит надеяться, что PCIe 4.0 всегда и всюду даст выигрыш по сравнению с PCIe 3.0 — тут важны все компоненты. Корректным сравнением, пожалуй, будет только взять плату на В550 и проводить исследования на ней. Да и то — даже в данном случае контроллер PCIe 4.0 в процессоре, а 3.0 в чипсете, т. е. тоже разные. Понятно, что все эти нюансы на практике не так уж значимы для обычного пользователя — но пока еще тема новая и до конца не изученная, интересны и мелкие детали. Которые могут быть весьма причудливыми — это вот SATA-накопители, пожалуй, можно хоть на Atom тестировать, поскольку на них окружение не скажется.

Кстати, что касается тестирования, пора уже к нему и перейти.

Тестирование

Методика тестирования и образцы для сравнения

Методика подробно описана в отдельной статье. Там можно познакомиться с используемым аппаратным и программным обеспечением.

Однако тестировать накопители на базе Phison E16 только на «стандартном стенде» (Core i7-7700 на Z270) было бы, разумеется, идеологически неверным решением, поскольку главной их особенностью является поддержка интерфейса PCIe 4.0 x4. Поэтому ранее попадавшиеся нам терабайтники на этом контроллере (TeamGroup T-Force Cardea Zero Z440 и Gigabyte Aorus NVMe Gen4 SSD) мы тестировали также и на плате с чипсетом Х570 и процессоре AMD Ryzen 3700X. Кроме того, в такой конфигурации мы ранее протестировали WD Black SN750 1 ТБ с интерфейсом PCIe 3.0 x4, а сегодня добавим и результаты Hikvision Crius E2000 1 ТБ с таким же — но на Phison E12 и 64-слойной памяти Micron. Во всех случаях — при подключении непосредственно к процессорному контроллеру PCIe. Такое тестирование на двух платформах позволит точнее оценить — чего ждать от обновления интерфейса, а на чем больше сказывается сама платформа. В перспективе от этого можно будет и отказаться, но пока накопители с интерфейсом PCIe 4.0 интересны не только для работы в «родном» режиме, но и в «старых» платформах (коих на порядок больше), имеет смысл изучать их скоростные характеристики и так, и эдак.

Производительность в приложениях

Обзор SSD Seagate FireCuda 520 с интерфейсом PCIe 4.0 и емкостью 1 ТБ8

Как уже не раз было сказано, выискивать различия между разными твердотельными накопителями (особенно одного — или, хотя бы, близких классов) в этом тесте не стоит: поскольку производительность точно определяется не ими, а другими компонентами компьютера. Но мы повторим это еще раз — а может быть, и не раз. Такое положение дел следует понять и принять — принципиально увеличить скорость работы современного (и не очень) ПО можно сменой жесткого диска на SSD, а вот дальнейшие шаги по увеличению скорости таковых в основном на нее и влияют, но на производительности всей системы сказываются куда слабее.

Обзор SSD Seagate FireCuda 520 с интерфейсом PCIe 4.0 и емкостью 1 ТБ9

Может быть, и хорошо — поскольку на низком уровне (в рамках этого теста, т. е. если убрать собственные задержки программ) весомее сего вообще становятся особенности самих платформ. Самое забавное – сильнее всего это отражается как раз на накопителях с поддержкой PCIe 4.0: на целевой платформе они «падают» куда сильнее, чем «старые» накопители. Впрочем, все равно остаются быстрее таковых.

Обзор SSD Seagate FireCuda 520 с интерфейсом PCIe 4.0 и емкостью 1 ТБ10

Тем более, что тут многое может быть связано не только с особенностями самих платформ, а с тем, как на них работает тестовое ПО. В частности, более старая версия PC Mark, напротив, отдает предпочтение Ryzen. Ну и главное — накопители на базе Phison E16 интересны не только поддержкой PCIe 4.0, а тем, что в любых условиях они оказываются одними из самых быстрых. Т. е. не только благодаря интерфейсу.

Последовательные операции

Обзор SSD Seagate FireCuda 520 с интерфейсом PCIe 4.0 и емкостью 1 ТБ11

С другой стороны, давно очевидно, что в некоторых сценариях интерфейс имеет определяющее значение. Во времена господства SATA600 казалось, что освоение PCIe 2.0 x4, а затем и 3.0 х4 — огромный запас на будущее. На деле же современные топовые накопители умеют читать данные в многопоточном режиме на скоростях, этим интерфейсам недоступных. С другой стороны, 5 ГБ/с (обещанные — и получаемые) намного ниже, чем возможности PCIe 4.0 x4. Да и скорость в однопоточном режиме до сих пор далека еще даже от ограничений PCIe 3.0 x4. Это тоже причины, по которым производителям сложно продвигать накопители на Phison E16: прирост и меньше, чем можно было бы предположить, и реже, чем можно было бы предположить.

Обзор SSD Seagate FireCuda 520 с интерфейсом PCIe 4.0 и емкостью 1 ТБ12

К тому же запись — операция более сложная, несмотря на успехи технологии SLC-кэширования и другие ухищрения. В принципе, и тут обещанное выполнено и перевыполнено — но и «обещанного» не так и много. Зато заметен любопытный побочный эффект: раз уж Phison приходилось разрабатывать платформу, «выжимающую» больше, чем можно прокачать через PCIe 3.0 x4, в итоге получились отличные накопители… как раз для такого режима 🙂 Конкуренция в этом сегменте высокая, но очень многие скоростные модели все равно немножко не дотягиваются до практического максимума интерфейса — а вот эти могут. Но, опять же, в многопоточном режиме и при линейных нагрузках.

Случайный доступ

Обзор SSD Seagate FireCuda 520 с интерфейсом PCIe 4.0 и емкостью 1 ТБ13
Обзор SSD Seagate FireCuda 520 с интерфейсом PCIe 4.0 и емкостью 1 ТБ14

Что же касается любимого многими (и в разумных пределах достаточно актуального) «рандома», то тут проще с выводов и начать: интерфейс практически не сказывается, конкретная платформа — немножко может, а определяющее значение имеют характеристики самого устройства; в первую очередь — используемого контроллера. А теперь попробуйте быстро понять, где что, не читая подписи 😉

Обзор SSD Seagate FireCuda 520 с интерфейсом PCIe 4.0 и емкостью 1 ТБ15
Обзор SSD Seagate FireCuda 520 с интерфейсом PCIe 4.0 и емкостью 1 ТБ16

Особенно забавно это все выглядит на коротких очередях — где скорости всегда радикально ниже теоретических возможностей интерфейсов. И тут уже определяющей вообще может оказаться совместная работа накопителя с конкретным контроллером PCIe. Независимо от версии стандарта — из двух накопителей с PCIe 3.0 WD Black радикально ускорился на Ryzen при записи, а Hikvision наоборот — «затормозился». Впрочем, как уже было показано в начале статьи, такие нюансы могут «выплывать» даже в совсем уж (казалось бы) простых сценариях, типа линейной записи. Так чего же и было ожидать в более сложных?

Обзор SSD Seagate FireCuda 520 с интерфейсом PCIe 4.0 и емкостью 1 ТБ17

А основные нагрузки в обычном персональном компьютере — случайное чтение без очереди, но и использованием не только лишь совсем мелких блоков. И в этом случае, как видим, новые Ryzen справляются с генерированием нагрузки лучше, чем Core. Хотя происходит это вне зависимости от версии стандарта, да и вообще производительность не так уж и далеко выходит за рамки теоретической пропускной способности SATA, но в целом накопители на Phison E16 под такой режим работы оптимизированы тоже лучше. Правда достигнуто это было не сразу — что хорошо видно на примере накопителя от Gigabyte, с которого мы прошлым летом и начали. А SSD Team и Seagate снабжены уже более новыми прошивками — почему и сумели оторваться от основной массы устройств.

Работа с большими файлами

Обзор SSD Seagate FireCuda 520 с интерфейсом PCIe 4.0 и емкостью 1 ТБ18

Задача на чтение, причем последовательное — в таких условиях крайне важен интерфейс. В т. ч. и тогда, когда производительность в него формально не «упирается», т. е. в однопоточном режиме — накопители на Е16 на Х570 выдают на четверть большую скорость, нежели в рамках старого PCIe. Правда вот абсолютные значения тут такие, что их не продашь — в отличие от многопоточного режима. Вот там все ближе к спецификациям — и результат такой, что на PCIe 3.0 x4 в принципе получить невозможно. Но слишком редко подобное происходит.

Обзор SSD Seagate FireCuda 520 с интерфейсом PCIe 4.0 и емкостью 1 ТБ19

Поскольку при записи данных все уже куда скромнее. У всех, конечно, скромнее — так что накопители на Phison E16 стабильно оказываются самыми быстрыми, но даже при использовании PCIe 4.0 формально укладываются в ограничения PCIe 3.0. Так что, повторимся, в первую очередь они быстрые — именно потому, что быстрые, а не потому, что у них быстрый интерфейс. Хотя и он, конечно, не мешает как минимум.

Обзор SSD Seagate FireCuda 520 с интерфейсом PCIe 4.0 и емкостью 1 ТБ20

В таких же сценариях зависимость производительности от интерфейса вообще отсутствует. А тройка устройств на Phison E16 опять ведет себя отлично. В том числе, и в старой системе.

Рейтинги

Обзор SSD Seagate FireCuda 520 с интерфейсом PCIe 4.0 и емкостью 1 ТБ21

Как уже было отмечено, специфика сценариев в данной программе такова, что более высокую производительность на Х570 с современным Ryzen демонстрируют и накопители с поддержкой только лишь PCIe 3.0. Для WD Black SN750 прирост составляет вполне весомые 27,7%. А для Seagate FireCuda 520 — 30%. Фактически можно сказать, что вот эти около 3% и есть оценка преимущества PCIe 4.0 над 3.0. Мало? Ну… хоть что-то. Понятно, что в первую очередь обращать внимание стоит не на эффект от смены платформы, а на конкретные модели SSD. И вот в этой паре в одинаковых условиях (т. е. на одной и той же платформе) разница составляет 13-15% в пользу FireCuda 520. Подчеркнем — на любой из двух платформ и вне зависимости от интерфейса: вот именно на столько один накопитель быстрее другого. Даже если поддержкой PCIe 4.0 воспользоваться не удастся — так что она, как нам кажется, пока накопителям на базе Phison E16 больше мешает, чем помогает.

Обзор SSD Seagate FireCuda 520 с интерфейсом PCIe 4.0 и емкостью 1 ТБ22

Комплексную оценку мы решили привести для всех накопителей, протестированных на данный момент на двух платформах. И по ней хорошо видно, что как таковой зависимости от интерфейса почти нет — WD и Hikvision на AMD X570 в паре с Ryzen 7 3700X ускоряются в той же степени, что и четыре накопителя на Phison E16. Разве что Kingston KC2000 так не может — но только потому, что двухтерабайтная модификация у компании вообще получилась не слишком быстрой. Или, может быть, контроллер Silicon Motion своих тараканов подкинул — все это нужно проверять дополнительно, что мы и будем делать в будущем. Пока же просто отметим, что Phison E16 – это не только и даже не столько PCIe 4.0.

Итого

Повторим: на данный момент поддержка PCIe 4.0 накопителям на базе Phison E16 скорее мешает, чем помогает. Многие покупатели их просто игнорируют по причине отсутствия у них подходящей системы, хотя на деле такие устройства отлично работают и в «неподходящих». Кроме того, в ассортименте всех крупных производителей есть много разных накопителей. Например, у Seagate есть пара моделей на Phison E12: BarraCuda 510 (подешевле) и FireCuda 510 (для более требовательных пользователей). Очевидно, что FireCuda 520 должна продаваться дороже: ведь это совсем топовое устройство. Но хотя она и побыстрее перечисленных моделей даже при использовании PCIe 3.0, не все готовы за это доплачивать, благо конкуренция в сегменте высока. А доплачивать приходится порядочно, поскольку сама по себе поддержка PCIe 4.0 расценивается производителями как конкурентное преимущество. И вот среди устройств с поддержкой PCIe 4.0 выбор уже не так велик, однако воспользоваться новым интерфейсом на практике пока могут лишь немногие пользователи, поскольку большинство продаваемых на текущий момент систем PCIe 4.0 не поддерживают — что уж говорить про давно купленные и активно используемые.

При увеличении количества «подходящих» компьютеров наверняка развернется и конкуренция в сегменте накопителей с PCIe 4.0, причем новые контроллеры, вполне возможно, смогут лучше утилизовать данный интерфейс, нежели Phison E16. А в этом случае использующие этот контроллер устройства должны подешеветь — и занять в прайс-листах то место, которое сейчас оккупируют накопители на Phison E12. При равных (или близких) ценах Е16 предпочтительнее, чем Е12 и многие конкуренты. А вот при существенно различающихся — не очень.

Seagate FireCuda 520 — как раз типичный представитель семейства накопителей на Phison E16, поскольку, как уже не раз было сказано, никакого разнообразия в этом семействе нет: все устройства выходят с одного завода, имеют одинаковые скоростные характеристики и условия гарантии. Да и цены тоже сопоставимые — и на данный момент, повторимся, у всех высоковатые. Последнее как раз и приводит к тому, что интересуются такими SSD в основном те покупатели, кому нужен не просто быстрый SSD, а быстрый SSD непременно с поддержкой PCIe 4.0. После знакомства с ценами и ассортиментом это желание нередко отпадает, но конкретные производители SSD в этом не виноваты — просто такая вот рыночная конъюнктура на данный момент. Со временем она может измениться, но тогда возникнут и другие расклады. Пока же констатируем факт: FireCuda 520 представляет собой типичный накопитель на базе Phison E16 со всеми плюсами и минусами этого класса устройств в комплекте.

от admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.