Обзор 11 лучших SSD по продажам на 480-512 ГБ M.2 PCI-E NVME: тест и сравнение

Обзор 11 лучших SSD по продажам на 480-512 ГБ M.2 PCI-E NVME: тест и сравнение
25 мин
29
Товары в статье
Содержание

В Клубе DNS моя последняя работа по групповому тестированию SSD вышла десять месяцев назад. За это время обстановка на рынке заметно поменялась. Однако в привычном сегменте SSD с интерфейсом SATA я пока навёрстывать упущенное не буду. Вместо этого — первый групповой обзор PCIe NVMe SSD.

Для данного материала компания DNS предоставила одиннадцать накопителей объёмом 480-512 Гбайт:

  • ADATA XPG SX8200 Pro;
  • ADATA XPG SX6000 Lite;
  • HP EX900;
  • Intel 660p;
  • Samsung 970 EVO Plus;
  • Samsung 970 Pro;
  • Silicon Power P34A60;
  • Smartbuy Stream E13T;
  • Transcend MTE220S;
  • WD Black SN750;
  • WD Blue SN550.

Отбор осуществлялся не наобум, а по продажам: перед нами — самые продаваемые модели по внутренней статистике этой российской торговой сети. Этим и объясняется такой, на первый взгляд, странный набор участников с колоссальным ценовым разрывом: Samsung 970 Pro за 12 000 рублей в связке с SmartBuy Stream E13T за 5 900 рублей и ADATA XPG SX6000 lite за 5 400 рублей.

Упаковка и комплектация

Накопители можно разбить на две группы: первая — картонная коробка с формой из пластика внутри, вторая — картонная подложка с пластиковой формой с накопителем. Комплектация — у некоторых накопителей есть информационные буклеты, а у HP EX900 дополнительно винтик (который вполне может оказаться бесполезным — производители материнских плат в части крепления в M.2 используют разные винты и к материнским платам они идут в комплекте). Ну и традиционно Intel отличилась упаковкой: коробка из промышленного картона, в которую вложена глянцевая «розничная» упаковка.

В комплекте у накопителей ADATA идёт дополнительный "теплораспределитель" — тонкая пластинка, судя по всему, из алюминиевого сплава с нанесённым на внутреннюю сторону двусторонней клейкой лентой (перед установкой пластины на накопитель нужно снять серый защитный слой с этой ленты).

Аппаратное устройство

Все тестируемые SSD — устройства, выполненные в типоразмере M.2 2280, оснащённые физическим интерфейсом PCI-Express 3.0 (четыре линии) и логическим интерфейсом NVM Express версий 1.4 (WD Blue SN550) и 1.3 (все остальные).

Набор аппаратных платформ весьма разнообразный: тут и «готовые наборы» от Phison и Silicon Motion, и независимые Samsung с WD. Естественно, не обошлось и без «однояйцевых близнецов» — это HP EX900 и Silicon Power P34A60.

(все фотографии в высоком разрешении, при просмотре галереи в окне браузера справа вверху нажимаем кнопку увеличения)

ADATA XPG SX8200 Pro

ADATA XPG SX6000 Lite

HP EX900

Intel 660p

Samsung 970 EVO Plus

Samsung 970 Pro

Silicon Power P34A60

Smartbuy Stream E13T

Transcend MTE220S

WD Black SN750

WD Blue SN550

Из «необычностей» можно отметить ADATA XPG SX6000 Lite — это не только контроллер нечасто встречаемой Realtek, но флеш-память Samsung. ADATA, являясь обладателем производственных мощностей, как правило, использует память Micron, причём берёт её как готовую, так и в виде производственных пластин, которые режет и упаковывает уже самостоятельно. И тут вдруг Samsung. Это может быть и нехорошим признаком: использованная при производстве этого накопителя бюджетного класса партия памяти Samsung могла оказаться здесь по причине меньшей стоимости из-за невысокой градации качества.

(отчёты Flash Identificator Вадима vlo Очкина по поддерживаемым FI моделям SSD)

Другим необычным явлением стало обнаружение в Transcend MTE220S флеш-памяти от SanDisk — все ранние обзоры сообщали о памяти Micron (само партнёрство этих двух компаний не является необычным, оно длится уже много лет).

В накопителях WD Black SN750 и WD Blue SN550 в качестве контроллера установлены микросхемы с маркировкой “SanDisk 20-82”, отличающейся лишь цифрами на конце. Один и тот же? Разные? Физические размеры корпусов разные, однако в SN550 нет и микросхемы DRAM-буфера, а это значит, что часть выводов контроллера реализовывать не нужно. Поэтому ни количество выводов, ни размеры корпуса не могут быть признаком. Можно отметить, что SN750 и SN550 сигнализируют о разных версиях NVMe — 1.3 и 1.4. А вот набор параметров SMART — одинаковый.

Помимо накопителей ADATA, в комплект которых были вложены пластинки для самостоятельной установки пользователем, ещё у трёх SSD теплораспределительные пластины установлены на заводе и манипуляций со стороны пользователя не требуют. Эти распределители также тонкие, внешне выглядят как этикетки, но при этом — выполнены из сплава, похожего на медь. HP EX900, Samsung 970 EVO Plus и Samsung 970 Pro.

Но не нужно питать особых иллюзий на счёт этих пластинок, наклеек и прочего. Да, эта полоска металла может помочь распределить тепло более равномерно по всей площади устройства, возможно, за счёт этого некоторая дополнительная доля тепла уйдёт с накопителя. Но основная масса тепла никуда от этого не денется. Тепло нужно полноценно отводить. Либо организовывать направленный обдув, либо устанавливать полноценный массивный радиатор, который будет отдавать тепло за счёт естественной конвекции. Либо избегать интенсивных нагрузок.

Объединим все характеристики тестируемых накопителей в одну общую таблицу:

В заключение можно отметить, в сравнении с прошлым, что теперь в гарантийных условиях, в дополнение к временным рамкам, стали гораздо чаще указывать условие зависимости от объёма записи. При этом сами лимиты стали более лояльны: если для SATA SSD объёмом 480-500 Гбайт, как правило, указывались значения в пределах 70-200 Тбайт, то для тестируемых SSD, в среднем, это 300 Тбайт. Всего лишь 100 Тбайт предлагает Intel 660p, но он единственный среди всех базируется на QLC NAND — новой памяти с пока ещё явно не отлаженными производственными процессами. ADATA XPG SX6000 Lite — 240 TBW установлены явно ради разделения со старшими моделями и возможно, для реализации NAND худшей градации. Сложно объяснить лимит лишь у HP EX900, но по меркам SATA SSD и его значение в 200 Тбайт проходит по верхней планке.

Тестовый стенд

  • Процессор: Intel Core i5-8600K, разогнанный до 5200 МГц («скальпирование» с заменой термоинтерфейса на ЖМ);
  • Оперативная память: Corsair Vengeance LPX DDR4-3600 18-19-19-39 с разгоном до 3866 МГц с таймингами 16-16-16-38;
  • Материнская плата: ASRock Z370 Extreme 4;
  • Система охлаждения процессора: Thermaltake Water 3.0 Ultimate;
  • Системный накопитель: PCIe NVMe SSD Silicon Motion SM2262G объёмом 480 Гбайт (инженерный образец);
  • Блок питания: Corsair HX750W;
  • Операционная система: Windows 10 x64 «Домашняя» May 2020 Update 10.0.19041.329
  • Тестируемый накопитель через адаптер M.2>>PCIe x4 устанавливается в первый слот PEG на материнской плате (линии PCIe от процессора), системный — в штатное посадочное место M.2. Для унификации при тестировании производительности накопитель обеспечивается направленным обдувом.

Устойчивость скоростных характеристик: линейная нагрузка

Начнём мы с линейной записи. Этот простой тест позволит выявить сразу три возможных особенности накопителя: наличие SLC-режима и объём принимаемых в таком режиме данных (это напрямую влияет на общие показатели быстродействия, и немаловажно при, например, отправке ПК в "спящий режим" вместо обычного выключения, когда всё содержимое оперативной памяти сбрасывается на накопитель и от размера буфера, а также скорости вне него, зависит время, затрачиваемое ПК на переход), скорость накопителя на записи, возможный фатальный перегрев.

ADATA XPG SX6000 Lite. В пустом состоянии на накопитель в SLC-режиме записался объём, соответствующий примерно 37,5% пользовательского пространства. Похоже, микрокод контроллера использует не только всё свободное пространство, но и задействует резервную область. 

ADATA XPG SX8200 Pro. В отличие от своего младшего "собрата" (SX6000), здесь SLC режим менее агрессивен — вместо 37.5% только 16%. Очевидно, что тут под SLC-режим выделяется не всё свободное в текущий момент времени пространство, а только его половина. И скорость вне SLC-режима поначалу держится на более высоком уровне — порядка ~470 Мбайт/с против ~100 Мбайт/с. Однако на уровне ~66% происходит ещё одно падение скорости. Это говорит нам о том, что для достижения более высокой скорости записи разработчики накопителя заложили отложенную консолидацию данных, записанных в SLC-режиме.

HP EX900. Здесь картина близка, с той лишь разницей, что здесь под SLC-режим, похоже, выделяется только треть имеющегося свободного пространства.

Intel 660p выглядит совсем драматично: мало того, что в SLC-режиме скорость всего 800-850 Мбайт/с, так после исчерпания выделенного под него пространства скорость падает до уровня... ну разве что немногим выше очень приличной флешки USB2.0 — ~40-57 Мбайт/с. Впрочем, память тут — медленная QLC NAND.

Samsung 970 EVO Plus обладает SLC-режимом, в котором его скорость выше, нежели у его "старшего брата". При этом быстродействие как контроллера, так и массива памяти, позволяет не реализовывать никакую отложенную консолидацию — микрокод контроллера занимается этим в фоне и в какой-то момент справляется с задачей фоновой расчистки, снова включая SLC-режим. На самом деле у Samsung 970 EVO Plus величина объёма данных, записанных в SLC-режиме, состоит из двух частей: фиксированный объём из 4 Гбайт в служебной области и до 12% от имеющегося свободного места. Итого модификация объёмом 500 Гбайт способна принять в SLC-режиме до 22 Гбайт данных.

Samsung 970 Pro не располагает в своём арсенале никакими SLC-режимами. И из-за этого, как мы увидим дальше, его "младший брат" 970 EVO Plus в ряде тестов оказывается даже быстрее.

Silicon Power P34A60 технически является клоном HP EX900. Версии прошивок у них тоже близки по наименованию: S0614B0G (у SP) и S0614B0 (у HP). Поведение в тесте идентично.

Продукт совместного творчества Phison и PTI (от российской Smartbuy тут только этикетка) показывает неплохой результат для бюджетного SSD: около 24 Гбайт со скоростью до 1800 Мбайт/с в SLC-режиме и 490 Мбайт/с вне него.  Плюс отложенная консолидация данных, записанных в SLC-режиме — процесс запускается только когда заканчиваются свободные ячейки.

А вот Transcend MTE220s подбросил сюрприз. Вся масса прошлогодних обзоров показывала, что микрокод данного накопителя настроен под использование в SLC-режиме до 50% имеющегося свободного пространства, т.е. перед нами должен был оказаться близкий аналог ADATA XPG SX8200 Pro. А тут — всего 3%. А вот скорости ни в SLC-режиме, ни за его пределами не изменились. Возможно, это из-за отмеченной выше смены памяти.

WD Black SN750 тоже располагает SLC-буфером небольшого размера, но в отличие от Transcend, тут никаких сюрпризов, оно так и было. И было в прошлом поколении WD Black, хотя и появилось отличие: скорости выросли более чем вдвое как в SLC, так и вне SLC-режима, увеличился и сам SLC-буфер. 2200 Мбайт/с, 900 Мбайт/с и 7 Гбайт (было 800, 390 и 4.8). 

Второй WD, рангом ниже — WD Blue SN550. И скорости ниже (1780 и 470 Мбайт/с) и SLC-буфер меньше (5 Гбайт).

Объединим всё в общую таблицу:

Кто победитель в этом тесте? А их два: при необходимости писать очень много, лучше подойдёт Samsung 970 Pro, когда надо записать пару-тройку десятков гигабайт разом, лучше выступит уже Samsung 970 EVO Plus — за счёт большей скорости в SLC-режиме и достаточно немаленький SLC-буфер. Второе место — тоже борьба, но уже между тремя накопителями: ADATA XPG SX6000 Lite, Smartbuy Stream E13T и WD Black SN750 — первый давит размером SLC-буфера (но с не очень высокой скоростью), второй — буфер меньше, но скорость в его рамках высока, третий обладает ещё меньшим SLC-буфером, но это компенсируется довольно немалой скоростью вне буфера.

Устойчивость скоростных характеристик: мелкоблочная запись, работа без TRIM

Непрерывная мелкоблочная запись с большой глубиной очереди запросов при отсутствии TRIM (накопитель ведь не размечен) — это тип нагрузки, являющимся совершенно несвойственным для домашних ПК, это скорее серверная нагрузка (базы данных и т.д.), где важны показатели постоянства скоростей и работа накопителя в стиле "пишем на уровне 25000 IOPS > ушёл в себя, 0 IOPS > принимаем ещё порцию данных с 15000 IOPS > оживаем до 30000 IOPS > ушёл в себя, 0 IOPS" просто недопустима. Слабость многих "безбуферных" контроллеров в том, что при постоянных запросах ко всему массиву памяти, микрокод контролллера накопителя вынужден постоянно останавливать работу, выгружать ненужные фрагменты таблицы ретранслятора и подгружать требуемые (а таблица хранится в массиве памяти — разница в скорости между DRAM и NAND существенна, особенно на записи). Выражается это в сильном разбросе показателей моментальной производительности. И чем больше объём массива флеш-памяти, тем больше этот разброс. Слишком "тормозные" SSD могут вызывать в работе такие задержки, которые может заметить даже рядовой пользователь в домаших условиях.

Но практическое применение есть. Полное "замусоривание" массива ячеек позволяет увидеть, как будет вести себя накопитель: имеется ли реализация алгоритмов, высвобождающих страницы памяти в условиях отсутствия команды TRIM и насколько велик высвобождаемый объём, а так же не теряет ли накопитель в быстродействии (вспоминаем SandForce). Если с сохранением быстродействия понятно, то отсутствие TRIM сложнее — этот момент не так очевиден.

Работа в условиях отсутствия TRIM. Да, с одной стороны, PCIe NVMe SSD в домашнем ПК — это практически со стопроцентной вероятностью будет современная система с версией Windows/Linux, где с поддержкой TRIM проблем быть не должно. И вряд ли будет иметь место работа с базами данных. Однако на Aliexpress и подобных площадках в последние месяцы в массовую продажу пошли относительно недорогие внешние боксы с интерфейсом USB 3.1 Gen1/2, внутри которых устанавливаются уже не M.2 SATA или mSATA, а PCIe NVMe SSD. И тут с прохождением TRIM могут возникать нюансы (хотя это актуально при использовании высокоскоростного подключения к ПК). Поэтому я пока не исключаю данные тесты из общего пакета.

Тест ADATA XPG SX6000 Lite я прервал: после порядка десяти часов непрерывного теста накопитель переписался лишь на две трети. Скорость записи упала до 15-20 Мбайт/с. Продолжать тест не было смысла: с учётом того, что указанное время — это с SLC-режимом, для завершения теста требовалось бы ещё весьма изрядно времени. Могу лишь отметить, что в таком режиме в SLC-режиме записалось примерно 150 Гбайт — это меньше, чем в условиях крупноблочной записи.

ADATA XPG SX8200 Pro выступил на порядки лучше: уровень быстродействия высокий, нет разброса показателей моментального быстродействия, причём и после исчерпания свободных ячеек он не возникает. Интересное наблюдение: после перехода из SLC-режима в обычный некоторое время приоритет отдаётся внешней нагрузке и только после полного исчерпания свободного места микропрограмма начинает заниматься консолидацией данных, что приводит ко второму провалу быстродействия. Но и тут приоритет у внешней нагрузки: быстродействие начинает расти по мере высвобождения ячеек памяти. В условиях отсутствия TRIM этот накопитель может принять на повышенной скорости (хотя и не доходящей до нормального уровня) до 6 Гбайт.

HP EX900 и Silicon Power P34A60. Два накопителя, судя по всему, близких не только аппаратно — они и графики выдали идентичные. Потому я их и объединил. Как и в случае SX6000 Lite, тестирование было сочтено бессмысленным и было прервано: за примерно семь часов тестирования они оба смогли принять от силы половину своего объёма. Примерно 60 Гбайт принимаются с довольно устойчивым моментальными показателями, а после —  начинается разброс с систематическими падениями производительности до нуля. Пытаться использовать эти накопители в высоконагруженных системах — занятие для мазохистов.

Intel 660p довольно неплохо ведёт себя в тесте: хоть и с заместным разбросом показателей моментальной производительности, но порядка 44 тысяч IOPS в SLC-режиме. В условиях отсутствия TRIM этот накопитель работать не приспособлен вовсе.

Samsung 970 EVO Plus. График записи просто идеальный: нет разброса показателей, а сам уровень достигает 650 000 IOPS в SLC-режиме и порядка 210 000 IOPS вне него. И точно также, как на линейной записи, мы видим всплеск — быстродействия аппаратной платформы хватает на то, чтобы когда фоновые алгоритмы «уплотнения» SLC-кэша завершают свою работу, SLC-режим включался снова. Помните, я при тестах линейной записи говорил о двусоставности SLC-кэша? Здесь мы видим её наглядно: в отсутствие TRIM накопитель принял 4 Гбайт — фиксированная часть кэша расчищается, а динамическая — нет.

Samsung 970 Pro. График можно было бы назвать образцовым, но присутствует непонятный провал после принятия извне примерно 300 Гбайт данных. Но целом накопитель в разы лучше остальных участников. И даже после перехода в "устоявшееся" состояние его быстродействие выше всех — порядка 50 тысяч IOPS. В условиях отсутствия TRIM накопитель работать не приспособлен.

Smartbuy Stream E13T. Этот накопитель ведёт себя несколько особенно: разброс показателей моментальной производительности невелик, уже после примерно 380 Гбайт записи наблюдается поведение, свойственное исчерпанию свободных ячеек. Не после ~450 Гбайт (объём занятого места в массиве памяти в результате отработки SLC-режима). В условиях отсутствия TRIM накопитель не может поддерживать своё быстродействие.

Transcend MTE220S. График наглядно подтверждает, что в тесте на линейную запись не имелось ошибки: тут мы тоже видим необычно мелкий буфер. И если в обычной обстановке пишется около 5 Гбайт, то в условиях отсутствия TRIM даже чуть больше — около 5.5 Гбайт. Скорее всего, тут мы имеем дело с аналогично Samsung 970 EVO Plus режимом SLC из двух «частей» — фиксированной и динамической. И, логически рассуждая, мы приходим к возможной разгадке необычного результата: в текущей версии микрокода по каким-то причинам отключена динамическая часть SLC-режима.

WD Black SN750 демонстрирует неожиданно отличные показатели моментального быстродействия — разброс минимален. Ему бы ещё производительность в целом повыше и тогда он мог бы составить конкуренцию накопителям Samsung: в рамках небольшого SLC-буфера достигается 240 тысяч IOPS, а вне него — 130 тысяч. И в условиях отсутствия TRIM накопитель может работать- до 5.4 Гбайт на скорости SLC-режима.

WD Blue SN550. 50 тысяч IOPS в SLC-режиме и более 20 тысяч IOPS, причём без существенного разброса показателя моментальной производительности — это весьма неплохой результат для безбуферного контроллера. В условиях отсутствия TRIM накопитель может принять до 5.35 Гбайт в SLC-режиме, ещё около 6 Гбайт — на скорости чуть ниже «без SLC-режима».

Объединим всё в одну таблицу:

Внимательных читателей смутит ещё один момент: сама Samsung декларирует для своих накопителей до 550 и 500 тысяч IOPS. На моих же графиках — до 650 и 560 тысяч IOPS. Как так?

На самом деле всё довольно просто. Samsung, составляя спецификации, приводит цифры, которые можно получить на компьютере с неким усреднённым уровнем производительности. Мной же в качестве тестового стенда используется система уровнем выше этого некоего «среднего». Не исключаю того, что при использовании более производительных процессоров (коих существует уже немало, хотя их процентная доля их на рынке пока невелика) можно было бы получить и более высокие показатели, хотя и ненамного — очевидно, что оба накопителя уже близки к пределу своих возможностей. Уточню: для слабых SSD такой тестовый стенд не будет «допингом», просто определённая система способна обеспечить некий уровень IOPS, а вот насколько накопитель «выберет» этот лимит, зависит уже от него.

А вот почему оба накопителя WD даже близко не дотянулись до заявленного уровня? Скорее всего, составители таблиц спецификаций банально перепутали, дав цифры от более ёмких модификаций менее ёмким. Или же произошли изменения в аппаратной конфигурации уже после утверждения официальных спецификаций.

Задержки при отработке TRIM

Накопители на флеш-памяти (SSD) отличаются от привычных решений на магнитных пластинах (HDD) ещё и тем, что, в отличие от последних, им, для сохранения быстродействия, необходимо производить стирание ставших ненужными данных. Перед записью флеш-память должна быть пуста, в отличие от магнитных пластин, где запись можно производить «поверх».

Для этого была придумана команда TRIM, которую операционная система передаёт вместе с удалением данных, сигнализирующую микропрограмме накопителя, что имеющиеся по определённым LBA-адресам данные более неактуальны. И тут настройки микрокода контроллера (откладывать выполнение очистки «на потом» или выполнять сразу), быстродействие контроллера и памяти приводят к различиям между накопителями.

На живом примере это выглядит так: удалили дистрибутив с игрой объемом в пару десятков гигабайт, тут же пытаемся записать небольшой файл на 1-2 Гбайт и видим, как скорость записи падает до нуля. А если этот накопитель попутно ещё и системный, то это может выражаться в рывках ("фризах") даже операционной системы и приложений, вплоть до того, что система может вообще перестать откликаться на действия пользователя.

Тест выполняется на тестируемом накопителе следующим образом: на накопителе записываются восемь файлов по 8 Гбайт каждый, после паузы в несколько минут осуществляется удаление записанных файлов и сразу запускается чтение накопителя с параллельным ведением мониторинга (показания снимаются каждые 0.5 секунд). В конечном итоге получилось следующее:

Результат SmartBuy E13T настолько удивил, что я дополнительно ещё несколько раз проделал данный тест. Нет, результат один: удаление 64 Гбайт данных приводит накопитель к ступору аж на полминуты. Соответственно, удаление даже 2-3 Гбайт может дать заметную задержку. К сожалению, это пока первый SSD на контроллере Phison E13, попавшийся мне, поэтому сказать, насколько типичным является такое поведение, я пока не могу. Для сравнения, предыдущий Phison E12 (в том числе, в лице «безымянного китайца с Aliexpress» Kingchuxing, не имеющего даже собственного наименования модели) выдавал вполне пристойные 0.5 сек задержки. Update: уже после написания этих строк Вадим vlo Очкин сообщил мне: на его более старом E13T такой проблемы нет.

Следующей группой аутсайдеров стали Intel 660p и ADATA XPG SX8200 Pro — единовременное удаление 64 Гбайт данных вводит их в ступор на 10.5 и 8.5 секунд. Тоже не очень комфортный результат.

ADATA XPG SX6000 Lite (модель, официально позиционируемая как младшая по отношению к SX8200 Pro!), HP EX900, Silicon Power P34A60 и WD Black SN750 обеспечивают ещё меньшие задержки, а про оставшихся WD Blue SN550, Transcend MTE220S и можно сказать, что на них задержки заметить будет сложно. На обоих накопителях Samsung очистка массива в заданных условиях происходит и вовсе незаметно для рядового пользователя.

SLC-кэширование

Развитие отрасли NAND идёт по пути увеличения плотности хранения данных — растёт ёмкость кристаллов. Довольно несложно понять, что для набора одного и того же объёма необходимое количество кристаллов в массиве будет лишь уменьшаться. А ведь ни скорость чтения, ни записи у NAND не выросли пропроционально.

С проблемой невысокой скорости записи разработчики столкнулись давно, и решение в виде SLC-режима тоже существует не первый год (вспоминаем, к примеру, OCZ Vertex 4). Популярности оно поначалу не имело, но по мере перехода на более ёмкие микросхемы это изменилось, и на записи SLC-режим стал использоваться настолько часто, что ныне накопители без оного стали настоящей редкостью. Однако SLC-режим увеличивает не только скорость записи: записанные в таком режиме данные и считываются быстрее. Этот нюанс практически не использовался разработчиками — производительности NAND на чтении хватало до поры до времени и без этого. Но времена изменились.

Многие популярные бенчмарки оперируют не только ограниченным объёмом данных, но и сами их действия происходят на небольшом временном отрезке. Достаточно заложить в микропрограмму накопителя отложенную консолидацию/стирание SLC-кэша («уплотнение» данных, внутреннюю перезапись их уже в MLC/TLC/QLC-режиме — в зависимости от того, какая память применена) и бенчмарк будет получать данные из SLC-буфера, выдавая в итоге результаты, совершенно оторванные от реальности.

Но назвать это бесчестным поведением нельзя: это может дать некоторый прирост быстродействия в программах с активным кэшированием, а также немного сэкономить ресурс, причём в этих же программах — временные файлы активно пишутся/удаляются, их долговременное хранение не требуется, а запись в SLC-режиме изнашивает NAND в гораздо меньшей степени, нежели в «родном» для TLC/QLC режиме. Хотя вопрос ресурса вряд ли беспокоил разработчиков: как показывает практика, он на порядки выше, чем нужно среднестатистическому пользователю. Да и лимит записи (TBW), по достижении которого накопитель снимается с гарантии, тоже много скромнее (ну а некоторый процент отклонений вполне вписывается в долю брака).

Произведём несложный тест, в результате которого произведём три замера (случайное мелкоблочное чтение в течение одной минуты). Создаём тестовый файл iometer, который полностью помещается в SLC-буфер. Первый замер. Делаем паузу, чтобы микропрограмма накопителя могла произвести консолидацию записанных данных. Производим второй замер. Затем удаляем тестовый файл. Делаем паузу для возможности отработки алгоритмов «сборки мусора». Пишем на накопитель объём данных, превышающий объём SLC-кэша, и сразу, без пауз, создаём тестовый файл iometer. Делаем паузу. Производим третий замер. Первая цифра понятна (и её дадут классические бенчмарки в качестве итога). Вторая покажет нам, реализованы ли в микропрограмме накопителя алгоритмы использования SLC-кэша для операций чтения. Третий результат — уже «чистый», однозначно без SLC-кэширования.

Продемонстрирую это наглядно на примере участвующего в данном тестировании WD Blue SN550 500 Гбайт:

Программы, кэширующие свои текущие операции (вроде Adobe Photoshop) и не превышающие размер SLC-кэша, будут иметь дело с примерно 55 Мбайт/с. А вот все остальные приложения (например, запуск операционной системы, программ, игр, установленных когда-то в прошлом) — уже около 40 Мбайт/с.

А вот так ведёт себя Intel 660p 512 Гбайт:

Записанные в SLC-режиме данные перезаписываются в родном режиме (в данном случае — QLC) и чтение идёт только оттуда. SLC-кэширование на чтении никак не используется, данные перезаписываются в QLC-режиме и чтение всегда идёт оттуда, а не из SLC-кэша.

Теперь результаты всех тестируемых накопителей в виде таблицы:

Из этой таблицы вывод: большинство привычных нам бенчмарков на тестируемых в материале накопителях выдадут результаты, отличающиеся от того, с чем пользователю придётся иметь дело в реальности.

К сожалению, отказаться от «стандартных» общепринятых тестов, вроде Crystal Disk Mark и PCMark, сложно — слишком они привычны подавляющему большинству пользователей (да и углублённое тестирование отличается от простого «нажал кнопку — получил цифру»).

Но вот в своих «самодельных» тестах (копирование, архивация, микширование) я ещё несколько лет назад реализовал «защиту»: тестовые файлы помещаются на накопитель после предварительного копирования дополнительного объёма данных, превышающего размер SLC-буфера. Тест автоматизирован (bat-файлы и скрипты), поэтому никаких нештатных пауз, возникающих при ручном проведении тестов, здесь нет. Да, согласен, было бы неплохо привести цифры, полученные без этой «защиты», чтобы наглядно увидеть влияние SLC-кэширования, но на дополнительные тесты, к сожалению, у меня в этот раз не хватало времени.

Тестирование

Этот тест утверждает, что между тестируемыми накопителями нет слишком уж большой разницы. Но вот насколько верить ему? В принципе, тестовый файл PCMark8 достаточно большой, крупнее SLC-кэша части накопителей — 12 Гбайт.

Скопировать 1.5 Гбайт фотографий — задача настолько лёгкая, что даже наихудший результат — всего четыре секунды. Хуже справились накопители с DRAM-less-контроллером SM2263XT — хотя с мелкоблочным чтением при вытеснении из SLC-кэша, их результаты лучшие, смешанные мелкоблочные чтение-запись быстро рассавляют всё по своим местам.

Архивация примерно такого же объёма мелких файлов (документы Word) — тоже не такая задача, чтобы серьёзно озадачить NVMe SSD. Пусть результаты уже начинают различаться сильнее, но речь идёт тоже о единицах секунд.

А вот скопировать десяток гигабайт крупных файлов — задача уже посерьёзнее и результаты  начинают различаться более выраженно.

Неожиданно "отличился" ADATA XPG SX8200 Pro: ему этот тест дался очень тяжело. Микширование — задача, которая генерирует параллельные запросы на чтение и запись в несколько потоков. На первый план уже начинает выступать сам контроллер, как он умеет работать со смешанными операциями чтения и записи. Ещё и размер SLC-кэша играет роль. С последним у SX8200 Pro сложностей нет, значит, они есть с первым.

Чисто последовательное крупноблочное чтение — задача, встречающаяся довольно редко. Например, когда нужно скопировать на другой быстрый накопитель крупные файлы или производится выход компьютера из спящего режима (да и то в последнем случае есть другие ограничивающие факторы).

В довершение — посмотрим на температурный режим.

Температурный режим

Тестирование производилось на открытом стенде без какого-либо обдува.

ADATA XPG SX8200 Pro в SLC-режиме не перегревается — после исчерпания буфера накопитель доходит только до +65°C. А вот дальше — да, скорость приёма данных падает, но накопитель продолжает работать «на полную катушку», занимаясь фоновой работой по «уплотнению» данных, записанных в SLC-режиме. Температура продолжает расти, доходит до +76°C и вот тут включается защита. Но и тут приоритет на некоторое время разработчики отдают пользовательской нагрузке — судя по пилообразному графику температуры и ровному по скорости, микропрограмма накопителя сначала пытается уменьшить температуру за счёт прекращения фоновых процессов «уплотнения» данных и только когда не помогает и это, тогда снижается скорость приёма данных извне. Но и тут свой нюанс: при снижении скорости температура наоборот начинает расти, т.е. явно включаются фоновые процессы. Затем снова вырастает скорость. Температура растёт некоторое время, потом падение температуры при стабильности скорости приёма данных извне, т.е. снова прекращаются фоновые процессы, затем — скорость приёма данных извне. И так далее.

ADATA XPG SX6000 Lite. Первые признаки срабатывания температурной защиты обнаруживаются после записи 1075 Гбайт данных при температуре +70°C, однако ещё некоторое время накопитель пытается удерживать быстродействие, что выражается в пилообразном графике и дальнейшем росте температуры до +76°C. Окончательно SX6000 Lite сдаётся после записи 164 Гбайт. И, судя графику температуры, также меняется активность фоновых процессов. Это всё — меньше того объёма, который накопитель принимает с обдувом (примерно 179 Гбайт).

HP EX900 смог записать 62 Гбайт — немногим меньше, чем с обдувом (65 Гбайт). Порог срабатывания — +60°C. Но при этом рост температуры продолжился и стабилизировался на уровне порядка +72…+74°С.

Схож с накопителем HP оказался Intel 660p: скорость записи упала после принятия примерно 61 Гбайт данных (тогда как под обдувом этот накопитель в SLC-режиме может принять до 66 Гбайт). Температурная точка срабатывания защиты — +61°C и точно так же рост температуры продолжился после этого. Причём практически до той же температуры — +71°C.

Samsung 870 EVO Plus оснащён двумя термодатчиками — явление крайне редкое среди потребительских моделей SSD. Простые приложения вроде Crystal Disk Info отображают показания лишь одного, а вот чтобы отслеживать оба потребуется установить более продвинутые программы, например, HWiNFO. Максимально достигнутые значения — +83° и +95°C. Температурная защита срабатывает после 135 Гбайт записанных данных.

Если уж быть первым, то первым надо быть по всем показателям. Samsung 970 Pro 512 Гбайт оказался самым горячим участником тестирования: +102°C. Самих термодатчиков, как и у его младшего брата, два.

У Silicon Power P34A60 мы видим картину, становящуюся привычной: температурная защита срабатывает (+61°C), скорость записи падает (55 Гбайт против 62 Гбайт в SLC-режиме при обдуве), но температура продолжает расти (стабилизируясь на уровне +77…+78°C). Кстати, мы можем сделать вывод, что если не все, то многие накопители на контроллере Silicon Motion SM2263xx настроены на срабатывание защиты по достижении +70°C, но защита работает недостаточно агрессивно — температура продолжает расти. К сожалению, нельзя было рисковать жизнеспособностью накопителей, поэтому я не стал экспериментировать с дополнительным подогревом, чтобы выяснить, как микропрограмма поведёт себя при температурах свыше +80…+90°C.

А вот Smartbuy Stream E13T повёл себя довольно странно: после принятия 16 Гбайт данных скорость резко просела, хотя температура составляла на тот момент всего лишь +44°C. И после падения скорости температура сразу снизилась до +41°C. После температура снова пошла в рост, стабилизировавшись на уровне +57…+58°C. Температурный режим накопителя очень умеренный, почему срабатывает защита — вопрос.

Transcend MTE220S нагреться в рамках SLC-режима не успевает — в силу малого объёма SLC-буфера, но температура расти не перестаёт и через несколько секунд после достижения +74°C защита срабатывает, дав накопителю принять 56 Гбайт.

WD Black SN750. Этот накопитель способен работать в условиях отсутствия обдува без срабатывания тепловой защиты. В условиях непрерывной записи температура накопителя стабилизируется на уровне +78°C. Мало того, даже при такой температуре SLC-режим не отключается: характерный всплеск на графике — микропрограмма сумела в фоновом режиме произвести «уплотнение» данных и активировала «ускоренную» запись (причём объём принятых данных не уменьшен).

WD Blue SN550. Тоже нет «троттлинга». Замечательный температурный режим (+59°C в пике), вся разница с Black SN750 в том, что нет повторной активации SLC-режима. Но тут и аппаратная платформа менее производительная.

Ну и в заключение — сводная таблица:

Конечные результаты будут зависеть от того, в каких условиях окажется накопитель в конкретной системе обычного пользователя. Дополнительный теплосъём потребуется всем. Даже WD Black/Blue в стеснённых условиях по соседству с горячей видеокартой вполне могут "закипеть". 

Заключение

Кто победитель? За первое место по уровню производительности бьются два накопителя Samsung — в одной ситуации вырывается вперёд один, в другом — второй.

Так что тут выбирать из "бонусов": 970 Pro предлагает имидж и MLC NAND, а 970 EVO Plus — цену пониже. Их единственное слабое место — нагрев.

Второе место по результатам тестирования можно присудить ADATA XPG SX6000 Lite — умеренные результаты изрядно компенсирует низкая цена — это самый дешёвый SSD среди всех.

Хотя накопитель поистине "страшен" на линейном чтении — 780 Мбайт/с (в реальности, а не в простеньких тестах типа Crystal Disk Mark). Но помимо цифр в тестах и ценника в прайс-листе магазина есть логика. У этого накопителя — один из самых невысоких лимитов по циклам перезаписи (хотя срок гарантии производителя нормальный), что вкупе с обнаружением нетипичной памяти может наводить на определённые мысли. Но это — лишь предположение. Возможно, третье место будет выглядеть более разумным вариантом...

На третье место мог бы претендовать WD Black SN750: сложно добиться перегрева, достойное быстродействие. Но — цена: добавив совсем немного, можно приобрести Samsung 970 EVO Plus. Ещё один претедент на третье место — Smartbuy Stream E13T. Но у него тоже не всё ладно: в процессе тестирования выявилась пара странностей — слишком рано срабатывающая температурная защита и необычно долгая отработка команды TRIM. ADATA XPG SX8200 Pro тяжело даются смешанные нагрузки, да и отработка TRIM может оказаться не очень быстрой. Transcend MTE220S и WD Blue SN550? У первого хорошие задатки, но слишком малый SLC-буфер (ошибка в микрокоде? разовая партия?), при этом умеренный ценник и показатели в тестах. Второй — хуже в ряде тестов, но зато минимальный нагрев и заметно меньший ценник.

Вплотную к концу в списке я бы поставил Silicon Power P34A60 и HP EX900. Нет, они не плохи, они просто недорогие SSD с невысокими-средними результатами. Брать можно, просто ничего привлекающего нет.

Вот Intel 660p — однозначный аутсайдер: за худшие показатели во многих тестах, самый низкий заявленный ресурс всего в 200 циклов, да вкупе с новой QLC NAND, просится ценник повыше, чем на ряд иных накопителей на TLC NAND. Отчасти это может компенсироваться наличием фирменной гарантии, но он среди протестированных — не единственный обладатель таковой.

29
Как вам материал?

    Комментарии 30

    Наслаждайтесь общением. Критикуйте сообщения, а не авторов. Меньше токсичности, больше любви ❤️

    Аватар пользователя
    2 года назад

    Странно почему из серии Kingston А2000 и KC2500 ничего нету, прямо просятся в список.

    2
    Аватар пользователя
    2 года назад
    Изменено автором

    Реальность продаж. Поднял служебную переписку за то время. В списке самых продаваемых NVMe SSD (был выгружен напрямую из общероссийской базы продаж DNS) на тот момент не было ни одного, ни второго. Там на самом деле список длиннее (выкладывать не имею права), но Kingston нет и за пределами вышеперечисленной десятки.

    Сейчас дело в любом случае обстоит иначе (не владею ситуацией). Всё же полтора года прошло.

    2
    Аватар пользователя
    3 года назад
    Изменено автором

    Пишем на накопитель объём данных, превышающий объём SLC-кэша, и сразу, без пауз, создаём тестовый файл iometer. Делаем паузу. Производим третий замер.

    к сожалению эта методика не дает такого :

    Третий результат – уже «чистый», однозначно без SLC-кэширования.

    для всех накопителей. я не раз писал о том что slc-буфер в некоторых ssd, в частности на контроллере sm2263xt, работает в режиме очереди, так что новые записываемые данные вытесняют из slc-буфера ранее записанные (иначе говоря, вся запись прогоняется через slc-буфер).
    поэтому при описанной методике файл iometer все равно оказывается в slc-буфере.
    чтобы работало как задумано надо записывать объём данных, превышающий объём SLC-кэша и до, и после записи тестового файла. вот тогда он точно окажется вне slc-буфера.

    собственно, результаты p34a60 и ex900 делают очевидным написанное мной. вероятно с e13t та же история.

    1
    Аватар пользователя
    3 года назад

    I.N. поменяй картинки с температурой 6000 и 8200 адаты.

    1
    Аватар пользователя
    3 года назад

    Спасибо.

    0
    Аватар пользователя
    3 года назад
    Удалено автором
    Аватар пользователя
    3 года назад

    Исправил. Спасибо.

    0
    Аватар пользователя
    3 года назад

    102 градуса у 970 Pro — жестоко. До сих пор не понимаю, почему сразу не оснащают такие накопители съемными радиаторами. Даже тонкая пластинка уже дала бы результат, т.к. тепловая мощность там по сути вообще смешная.

    1
    Аватар пользователя
    9 месяцев назад

    вроде в других тестах для HP ex900 объем slc кэша 27% ?

    0
    Аватар пользователя
    3 года назад

    использую 220s вполне был дешёвым но текущая цена прям фантастика. да в тестах показывал просто невероятные вещи, но почитав это обзор понял что просто не заполнял полностью. благодаря обзору просто куплю следующий накопитель дешевле, нечего рассчитывать на всякие чудеса👍.

    0
    Аватар пользователя
    3 года назад

    У какого накопителя самое разумное соотношение цена-качество? Оправдана ли цена Самсунга? 

    0

    ADATA XPG SX8200 Pro - для обычного (не для работы с постоянным перекидыванием по 100Гб+ каждый день) пользования топ. Заметно дешевле Самсунга, показатели почти такие же. Но брать надо от 500ГБ и выше объёмом.

    1
    Аватар пользователя
    3 года назад
    Изменено автором

    Спасибо за ответ. Я брал Samsung 860 EVO 500Gb SATA под систему. Теперь думаю, что брать под игры. Если брать NVMe, то его поставлю под систему, а SATA - под игры. Хотелось бы разумного соотношения цены и надежности. 

    0
    Аватар пользователя
    3 года назад

    Если кто-то желает поучаствовать в написании сравнительных обзоров, читаем новость по этой теме!

    Авторы могут предлагать и свои идеи для обзоров на любой ходовой и интересный товар.

    0