Методика тестирования накопителей образца 2018 года

Долгое время ассортимент SSD с интерфейсом PCIe 4.0 ограничивался только устройствами на базе контроллера Phison E16, так что таковые порядком уже надоели — хочется уже чего-то нового. Тем более, что и укладывались все такие модели в формулу двое из ларца одинаковы с лица: производились на одном заводе и без какой-то гибкости в конфигурациях под непосредственным контролем Phison, а потом отгружались партнерам. Те уже думали над упаковкой, комплектом поставки, ценами — собственно, и все. Есть версия, конечно, что разные компании «заказывали» себе разное «качество» — вот только гарантийные условия в данном случае тоже получались уж очень стандартными, что сильно бьет по данной версии. Действительно — с чего бы кто-то стал рисковать, предлагая что-то большее, чем можно обеспечить технически? С другими контроллерами проще — они действительно встречаются в компании с разной флэш-памятью, причем разными могут оказаться и сроки гарантии, и ограничения полного объема записи. А тут типовая 96-слойная память BiCS4 3D TLC NAND Kioxia с одинаковыми маркировками и даже платки идентичные обычно. Разве что Seagate чуть выделялся в общих рядах, поскольку компания заказывает у Phison очень много разных SSD — так что и контроллеры всегда маркированы «под себя». Не спутаешь, по крайней мере. Но других отличий обнаружить не удавалось, а между накопителями прочих производителей — тем более: тут вообще визуально все одинаковое. И на все «дают» пять лет гарантии и ограничением «пробега» 1,8 ПБ (для терабайтных SSD — у других емкостей пропорционально) — кого хочешь выбирай.

Зачем тогда возвращаться к этой теме, если за полтора года она была изучена вдоль и поперек? Просто с модификацией на 2 ТБ мы сталкивались только в самом начале жизненного цикла линейки — с тех пор в семействе обновились прошивки, да и измерять производительность мы начали немного «по-другому». Что же касается «младших» 500 ГБ (есть в ассортименте не всех производителей), то познакомились мы с поведением таких моделей лишь недавно. Поэтому решено было сделать групповое тестирование, посвященное в первую очередь масштабируемости платформы. В современных условиях — с прошивкой версии EGFM11.3. И при разной емкости — 500 ГБ, 1 ТБ, 2 ТБ.

Стоит быть сразу готовым к тому, что никаких открытий сделать не удастся. Контроллер одинаковый, так что различаются лишь флэш и DRAM. «Базовой» версией можно считать как раз терабайтники — где есть 32 кристалла 96-слойной флэш-памяти BiCS4 3D TLC NAND Kioxia по 256 Гбит и два чипа DDR4L-1600 по 512 МБ, т. е. гигабайт на шине 16 бит. В «поллитровках» — 16 точно таких же кристаллов и одна аналогичная микросхема DRAM, т. е. всего 512 МБ на шине 8 бит. Очевидно, такой вариант работает медленнее — и при записи, например, даже в пределах SLC-кэша может уложиться в ограничения PCIe 3.0, превосходя их только при чтении данных. А в старших модификациях основной массы накопителей на Phison E16 количественные характеристики те же, что и в терабайтниках: 32 кристалла флэш-памяти и два чипа DRAM. Только первые уже по 512 Гбит, а вторые — по гигабайту. Таким образом, и производительность не выше терабайтников. При некоторых типах нагрузки — даже ниже: поскольку «большие» кристаллы сами по себе обычно чуть медленнее. Но как это выглядит в точности — интересно сопоставить. Заодно получив точную «базу» для тестирования других платформ SSD — которые осенью прошлого года наконец-то начали появляться. Для этого нам потребуются три устройства — два из которых уже тестировались ранее, а одно — новое. Для нас, а не для рынка в целом — на нем Corsair Force MP600 появился одним из первых. Но раньше протестировать его не получалось — а сейчас хороший повод выдался.

Patriot Viper VP4100 500 ГБ

Тестирование SSD Corsair Force MP600 емкостью 2 ТБ и сравнение с моделями на том же контроллере, но другой емкости1

Silicon Power US70 1 ТБ

Тестирование SSD Corsair Force MP600 емкостью 2 ТБ и сравнение с моделями на том же контроллере, но другой емкости2
Тестирование SSD Corsair Force MP600 емкостью 2 ТБ и сравнение с моделями на том же контроллере, но другой емкости3

Corsair Force MP600 2 ТБ

Тестирование SSD Corsair Force MP600 емкостью 2 ТБ и сравнение с моделями на том же контроллере, но другой емкости4
Тестирование SSD Corsair Force MP600 емкостью 2 ТБ и сравнение с моделями на том же контроллере, но другой емкости5

Мы отсортировали их в порядке увеличения емкости — чтоб никому обидно не было. В целом, как уже было сказано выше, конкретные модели большого значения не имеют — мы могли бы взять только Patriot Viper VP4100 или только Corsair Force MP600 всех трех емкостей. Вот с накопителем от Silicon Power такой фокус бы не прошел — в линейке компании есть модели только на 1 и 2 ТБ, но не 500 ГБ. Кроме того, US70 представляет собой минималистичный подход к комплектации — только сам накопитель в компактном блистере. У VP4100 есть небольшой радиатор на лицевой стороне — где расположен контроллер, который имеет смысл охлаждать. Система охлаждения Corsair MP600 самая «продвинутая»: симпатичный радиатор черного цвета, охватывающий в сборе обе стороны платы M.2 2280.

Тестирование SSD Corsair Force MP600 емкостью 2 ТБ и сравнение с моделями на том же контроллере, но другой емкости6

На поверку же «задняя» часть скорее фиксирует «переднюю», нежели выполняет какие-то более серьезные функции. Впрочем, и охлаждать сзади почти ничего — два чипа флэша да один DRAM. Отметим, что двухсторонняя компоновка вообще является отличительной особенностью всех SSD на базе Phison E16 (по крайней мере, с памятью BiCS4) независимо от емкости. В какой-то степени ее можно считать недостатком — несовместима с некоторыми ноутбуками уже. Однако поддержка PCIe 4.0 в последних только появляется, так что серьезные претензии к дизайну предъявлять мы не будем.

Что же касается радиаторов в целом, то на практике накопителям на Phison E16 они не сказать, что необходимы. Довести контролер до тротлинга синтетическими нагрузками можно — но лишь вообще без охлаждения. При наличии хоть какого-то радиатора (такого, как на VP4100 или штатной пластинки из комплекта системной платы уже достаточно), либо просто принудительного обдува — уже и это не выходит. Реальные же нагрузки в системе куда менее интенсивны, так что особо по этому поводу можно вовсе не задумываться. Больше всего проблем в современных условиях вызывает не собственное тепловыделение SSD, а его «подогрев» со стороны других «горячих» устройств — в первую очередь видеокарты. Но и не только — например, некоторые платы на AMD X570 (а долгое время других «целевых платформ» для PCIe 4.0 и не было) снабжены единой пластиной-радиатором, накрывающим и чипсет, и все слоты M.2 (или часть их). Официально Х570 имеет TDP 15 Вт, на практике «жрет» и все 20-25 Вт — вот и внешний подогрев готов. Мелкий вентилятор в таких системах тоже обычно есть, но не всегда спасает. Так что обращать внимание стоит, повторимся, на проблему в комплексе — а не только лишь на сами накопители. Последние способны работать нормально и «без всего». Или не нормально даже с радиаторами — если тепло приходит извне. Так что таковые в первую очередь интересны лишь из эстетических соображений. Хотя и этого не мало.

Тестирование SSD Corsair Force MP600 емкостью 2 ТБ и сравнение с моделями на том же контроллере, но другой емкости7
Тестирование SSD Corsair Force MP600 емкостью 2 ТБ и сравнение с моделями на том же контроллере, но другой емкости8
Тестирование SSD Corsair Force MP600 емкостью 2 ТБ и сравнение с моделями на том же контроллере, но другой емкости9

Отметим, что, несмотря на все аппаратные и программные сходства, все производители публикуют немного разные данные о максимальной производительности — например, Corsair обещает скорость чтения до 4950 МБ/с и записи (для старших моделей) до 4250 МБ/с, а Silicon Power пишет о 5000/4400 МБ/с соответственно. Но одно другому не противоречит — Patriot и вовсе указывает два набора чисел: в зависимости от того, в какой программе они получены — 4700/4200 МБ/с в Atto и те самые 5000/4400 МБ/с в Cristal Disk Mark. В общем, не аргумент для выбора — да и выбор, как уже сказано, в этом сегменте условный. На практике же важнее не пиковые скорости — а более-менее гарантированный минимальный уровень. Выяснением которого мы, в частности, сейчас и займемся.

Тестирование

Методика и задачи тестирования

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

Аппаратного же опять будет немного больше. Поскольку основной отличительной особенностью Phison E16 является поддержка PCIe 4.0, нам потребуются две тестовых стенда: «стандартный» на Core i7-7700 и ASRock Z270 Killer SLI на чипсете Intel Z270 и «перспективный» на Ryzen 7 3800X и Gigabyte B550 Vision D на чипсете AMD B550, что нам обеспечивает поддержку нового интерфейса. Аналогичным образом мы уже тестировали Patriot Viper VP4100 500 ГБ и Silicon Power US70 1 ТБ. Сегодня добавим к набору результаты Corsair Force MP600 2 ТБ, что позволит оценить «масштабируемость» производительности в зависимости от емкости, причем как с использованием PCIe 4.0, так и на до сих пор существенно более массовом PCIe 3.0.

Заполнение данными

Для начала разберемся со скоростью записи. Ни для кого не секрет уже, что декларируемые для TLC-накопителей гигабайты в секунду достижимы лишь в пределах SLC-кэша. Соответственно, в случае Phison E16 какой-то профит от PCIe 4.0 на таких операциях можно получить только в этих пределах. А что получится на все объеме — можно легко оценить при помощи теста последовательной записи в AIDA64. Для начала в слоте PCIe 4.0.

Тестирование SSD Corsair Force MP600 емкостью 2 ТБ и сравнение с моделями на том же контроллере, но другой емкости10
Patriot Viper VP4100 500 ГБ
Тестирование SSD Corsair Force MP600 емкостью 2 ТБ и сравнение с моделями на том же контроллере, но другой емкости11
Silicon Power US70 1 ТБ
Тестирование SSD Corsair Force MP600 емкостью 2 ТБ и сравнение с моделями на том же контроллере, но другой емкости12
Corsair Force MP600 2 ТБ

Как и следовало ожидать, уменьшение количества кристаллов флэша в накопителях на 500 ГБ играет с ними дурную шутку — даже в однобитном режиме скорость не превышает 2500 МБ/с, т. е. целиком и полностью укладывается в возможности PCIe 3.0 — более быстрый интерфейс этим накопителям может пригодиться только для чтения данных. А вот более емким — и при записи: порядка 4000 МБ/с получить можно. Но за пределами «быстрой» области — лишь порядка 500 МБ/с, а для «малышей» — и вовсе 300 МБ/с, т. е. тут не то, что PCIe 3.0 хватило бы — а и вовсе SATA600.

Тестирование SSD Corsair Force MP600 емкостью 2 ТБ и сравнение с моделями на том же контроллере, но другой емкости13
Silicon Power US70 1 ТБ
Тестирование SSD Corsair Force MP600 емкостью 2 ТБ и сравнение с моделями на том же контроллере, но другой емкости14
Corsair Force MP600 2 ТБ

Из этого вытекает, что не стоит считать PCIe 4.0 обязательным условием для покупки накопителя на базе Phison E16 — он может отлично поработать и в устаревшей системе. Да, разумеется, снизятся пиковые показатели (особенно при чтении данных — на записи их получить не всегда просто), но скорость может остаться конкурентоспособной. При соответствующей цене. Если последнее выполнено, то такие устройства рассматривать как конкурентов «устаревшим» моделям смысл имеет. До последнего времени не выполнялось — поскольку поддержка PCIe 4.0 являлась эксклюзивной особенностью. Сейчас ситуация немного изменилась, так что выводы в каждом конкретном случае стоит делать осторожно и внимательно.

Осторожно и внимательно следует также интерпретировать результаты подобных тестов. Некоторые пользователи, например, глядя на них начинают считать, что емкость SLC-кэша равна трети полного объема, так что для возникновения каких-либо проблем нужно записывать в один прием несколько сотен гигабайт информации — чего обычно не бывает. Однако на деле речь идет лишь о трети свободных ячеек — т. е. совпадение только тогда, когда накопитель вообще пуст. Если на нем осталось лишь 100 ГБ свободного места, то и кэш «усохнет» до 30-40 ГБ. А нынешние цены на флэш-память прямо провоцируют к покупке «впритык» — с последующим забиванием накопителя вообще до упора.

Тестирование SSD Corsair Force MP600 емкостью 2 ТБ и сравнение с моделями на том же контроллере, но другой емкости15
Corsair Force MP600 2 ТБ второй проход

Кроме того, и треть свободных ячеек — максимум, которого можно достичь не всегда. Для использования в качестве «скоростной» области они должны быть действительно полностью свободны и готовы к записи — лучше всего, уже стерты. Что бывает в противном случае — показано выше. Мы просто запустили тест последовательной записи еще раз. Весь SSD заполнен мусором — но о том, что это мусор, он не в курсе, так что, по сути, получаем перезапись, а не «чистую» запись. И тут уже никакой ровной полочки на 4 ГБ/с в начале нет: скорости существенно ниже, причем еще и не стабильны. Но, что интересно, «хвост» при этом записывается быстрее, чем после активного использования однобитного режима. Т. е. технология SLC-кэширования все-таки «небесплатна» с точки зрения производительности. Но для устройств в персональном окружении, где длительные нагрузки не характерны, да еще и TRIM работает, полезна — потому в них и используется. А в корпоративных SSD — была бы бесполезна, почему обычно и отключена. Такой нюанс.

Последовательные операции

Тестирование SSD Corsair Force MP600 емкостью 2 ТБ и сравнение с моделями на том же контроллере, но другой емкости16

Как и следовало ожидать, результаты соответствуют заявленным — их и «заявляют»-то на основании показателей низкоуровневых бенчмарков, которые давно уже прекрасно «укладываются» в SLC-кэш при записи, ну а с чтением данных проблем не возникает еще дольше. Если, конечно, оно не ограничивается контроллером — за что не раз пеняли Phison E16: производительность в «родном» режиме заметно ниже теоретических возможностей PCIe 4.0, так что выигрыш у старого интерфейса не достигает и полутора раз. Причем речь идет только о многопоточном (достаточно синтетичном) режиме — однопоток на старой и новой платформах почти идентичны и намного медленнее.

Тестирование SSD Corsair Force MP600 емкостью 2 ТБ и сравнение с моделями на том же контроллере, но другой емкости17

На записи 1 и 2 ТБ идентичны — 500 ГБ предсказуемо медленнее. Все, как и обещали. И с точки зрения внутреннего устройства — по-другому и быть не могло. Но проверить теорию практикой всегда полезно.

Произвольный доступ

Тестирование SSD Corsair Force MP600 емкостью 2 ТБ и сравнение с моделями на том же контроллере, но другой емкости18
Тестирование SSD Corsair Force MP600 емкостью 2 ТБ и сравнение с моделями на том же контроллере, но другой емкости19
Тестирование SSD Corsair Force MP600 емкостью 2 ТБ и сравнение с моделями на том же контроллере, но другой емкости20
Тестирование SSD Corsair Force MP600 емкостью 2 ТБ и сравнение с моделями на том же контроллере, но другой емкости21

Если бы мы не рассортировали результаты по платформам, было бы очень сложно понять — кто где есть. Вот при сравнении накопителей на разных контроллерах вопрос сортировки проще. Собственно, и эта одна из причин возникновения претензий к Phison E16 — царь, дескать, не настоящий. «Настоящий» бы убедительнее демонстрировал преимущества нового интерфейса.

Тестирование SSD Corsair Force MP600 емкостью 2 ТБ и сравнение с моделями на том же контроллере, но другой емкости22

Единственной случай, где разница есть — если перейти от 4К к блокам большего размера, что на практике в целом вполне актуально. Только как уже было выяснено именно эти результаты в первую очередь зависят от процессора — так что были бы такими же и в слоте PCIe 3.0, но с тем же Ryzen 7. В общем, некогда любимый многим «рандом» очень слабо реагирует на интерфейсы. А применительно к нашей главной сегодняшней задаче — и к конфигурациям памяти зачастую не привязан. В первую очередь тут «играет» контроллер, а уже только во вторую — память и центральный процессор хост-системы.

Тестирование SSD Corsair Force MP600 емкостью 2 ТБ и сравнение с моделями на том же контроллере, но другой емкости23

Отметим, что обобщенный рейтинг Anvil's Storage Utilities 1.1.0 ставит «новую» платформу существенно выше старой. Но здесь нет ничего удивительного — в него входят сценарии не только с произвольной, но и с последовательной адресацией. Также нет ничего удивительного в том, что SSD на 500 ГБ существенно отличаются от пары 1 и 2 ТБ по очкам записи, а вот при чтении вся тройка примерно равна — все дело в количестве кристаллов флэш-памяти, которое в двух емких модификациях одинаковое, а вот в младшей вдвое меньше.

Работа с большими файлами

Мы решили постепенно «переводить» тесты на заполненных данными накопителях (т. е. когда свободного места остается лишь порядка 100 ГБ) в разряд обязательных, что приводит к необходимости небольшого изменения формата представления результатов. Делая их, скажем так, более показательными. Для всех накопителей, которые и тестировались в двух состояниях, конечно, но со временем эта проблема отпадет естественным образом.

Тестирование SSD Corsair Force MP600 емкостью 2 ТБ и сравнение с моделями на том же контроллере, но другой емкости24

Разница в скорости при чтении данных обусловлена тем, что из SLC-кэша они и читаются быстрее. На пустом устройстве тестовые файлы там и остаются, а вот при заполнении накопителя данными — вытесняются. Причем тем «гарантированнее», чем большее количество информации мы записываем. На практике, впрочем, хуже не это — а то, что при последовательном чтении данных из одного файла в один поток проникнуться высокой пропускной способностью PCIe 4.0 не удается. И до ограничений 3.0 далеко. А ведь это самая распространенная ситуация.

Тестирование SSD Corsair Force MP600 емкостью 2 ТБ и сравнение с моделями на том же контроллере, но другой емкости25

Для того, чтобы в полной мере получить отдачу от высокоскоростных интерфейсов (и не обязательно даже только PCIe 4.0) программистам придется менять привычки — и переходить к параллельной обработке больших массивов информации. Придется полностью переосмыслить былой опыт — ведь долгие годы господства жестких дисков приучили всех к тому, что такой подход только снижает скорость. А вот в случае современных SSD — строго наоборот. Что интересно, результаты получились немного разными. Но не все — а одинаковая пара плюс «отстающий». И последний менялся в зависимости от платформы, так что мелкие нюансы внутри прошивок все-таки возможны. Хотя на фоне абсолютных скоростей и, в особенности, при сравнении с «однопоточным» режимом — мелкие.

Тестирование SSD Corsair Force MP600 емкостью 2 ТБ и сравнение с моделями на том же контроллере, но другой емкости26

Повторить результаты низкоуровневых бенчмарков не удается, однако какой-никакой выигрыш «родного» режима сравнительно с PCIe 3.0 есть вообще у всех испытуемых. Которые опять разбиваются по системе 2+1 — как и на многопоточном чтении. Не единичный случай.

Тестирование SSD Corsair Force MP600 емкостью 2 ТБ и сравнение с моделями на том же контроллере, но другой емкости27

Если многопоточное чтение суммарную производительность увеличивало, то запись — наоборот. Причем и скорость на разных платформах оказывается практически одинаковой, т. е. тут мы однозначно «упираемся» в собственные возможности накопителей. В первую очередь — непосредственно контроллера Phison E16. А из положительных моментов — скорость записи на пустой и полный SSD (когда свободная емкость составляет от 5% до 20% общей) тоже одинаковая. И это на практике очень хорошо — бывает совсем по-другому: когда скоростные показатели по мере эксплуатации снижаются в разы сравнительно с состоянием «из коробки» не из-за каких-то сложных причин, а просто из-за уменьшения запаса свободного места.

Тестирование SSD Corsair Force MP600 емкостью 2 ТБ и сравнение с моделями на том же контроллере, но другой емкости28

При одновременном чтении и записи производительность на обеих платформах оказывается равной — а вот от емкости зависит. Простым и предсказуемым образом: младшая модификация медленнее прочих.

Тестирование SSD Corsair Force MP600 емкостью 2 ТБ и сравнение с моделями на том же контроллере, но другой емкости29

А в этом сценарии производительность в основном определяется накопителем — но еще и результаты на «старой» платформе выше. Как и было сказано выше — не стоит думать, что накопители на Phison E16 могут пригодиться только при наличии PCIe 4.0. На самом деле это в любом случае быстрые и емкие SSD со стабильными скоростными характеристиками — т. е. выше среднего уровня. Так что при «нормальных» ценах интересны и пользователям устаревших платформ. Главное, чтоб по совокупности характеристик нравились.

Производительность в приложениях

Как уже было сказано, от использования старых версий PCMark мы постепенно отказываемся — рассчитаны они были в первую очередь на тестирование жестких дисков, так что разницы между разными SSD почти «не видят». А вот новый PCMark 10 Full System Drive как раз ориентирован на быстрые твердотельные накопители. И включает в себя самые разные нагрузки — от запуска приложений, до простого копирования данных, так что дает полную информацию об усредненной «системной» производительностью SSD. Более подробную информацию можно получить из нашего краткого описания теста по ссылке, а сейчас — просто результаты.

Тестирование SSD Corsair Force MP600 емкостью 2 ТБ и сравнение с моделями на том же контроллере, но другой емкости30

Которые полностью соответствуют априорным предположениям. Во-первых, сам по себе эффект от нового интерфейса почти отсутствует. Для младшей модификации на 500 ГБ — практически полностью отсутствует, а работает она заметно медленнее двух других. «Точкой перегиба» является терабайтник — они в этой линейки самые быстрые. С другой стороны, если требуется высокая емкость, можно считать, что 2 ТБ практически не медленнее. Производительность отличается, но совсем чуть-чуть — в меньшей степени, чем 500 ГБ. Но вообще разброс результатов невелик — выше мы не раз видели куда более заметные расхождения. Однако так всегда и бывает при попытках свести производительность в разных сценариях к одному-двум числам. Зато они избавляют от завышенных ожиданий.

Итого

Каких-либо открытий мы сегодня делать не собирались — основной задачей было сведение имеющейся информации о линейке накопителей на базе контроллера Phison E16 воедино. Заодно протестировали Corsair Force MP600 2 ТБ, совместив приятное с полезным — устройства такой емкости вызывают все больший интерес, но нам попадались до последнего времени не слишком часто.

Само же сравнение таких SSD на 0,5, 1 и 2 ТБ не предвещало получения новой информации. Как они себя будут вести — приблизительно понятно уже из аппаратных конфигураций. Что такие модели лишь в редких сценариях могут продемонстрировать преимущества PCIe 4.0 — тоже было понятно давно. Но в ближайшее время они нам пригодятся для сравнения с появляющимися устройствами на новых контроллерах. Кстати, и само по себе таковое может сослужить хорошую службу подобным моделям — поскольку упразднит «доплату» за эксклюзивную поддержку новомодного интерфейса. Как раз эксклюзивность и исчезает — PCIe 4.0 начинаю поддерживать и такие SSD, которым она в принципе ничего не даст, а не только лишь не всегда даст. А накопители на Phison E16 — устройства выше среднего уровня. Быстро и стабильно работающие в том числе и на устаревших платформах. Так что потенциальное снижение цен сделает их еще более интересными для покупателей.

от admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.