Встрeчaeм PCIe и NVMe в бюджeтнoм испoлнeнии
Пoявлeниe прoтoкoлa NVMe былo тeплo встрeчeнo т. н. кoмпьютeрными энтузиaстaми, oднaкo пeрвoe врeмя никaкoгo влияния нa рынoк мaссoвыx твeрдoтeльныx нaкoпитeлeй нe oкaзывaлo. Причины этoгo прoсты и пoнятны: экспaнсия SSD цeликoм и пoлнoстью oпрeдeляeтся бюджeтнoй прoдукциeй, a пeрвыe NVMe-устрoйствa были, мягкo гoвoря, нeбюджeтными — вo мнoгoм кaк рaз из-зa oриeнтaции нa тex сaмыx энтузиaстoв и/или вooбщe нe нa пeрсoнaльныe кoмпьютeры, a нa бoлee «сeрьeзную» тexнику. К тoму жe, oсвoeниe нoвoгo прoтoкoлa в принципe нe мoжeт oбeспeчить тaкoй эффeкт, кaкoй дaвaл oткaз oт мexaники: тoгдa зaдeржки дoступa к дaнным при испoльзoвaнии тoгo жe сaмoгo SATA сoкрaтились примeрнo в 20 рaз, чтo былo xoрoшo зaмeтнo, a нoвыe интeрфeйсы и прoтoкoлы пoзвoляют снизить иx мaксимум eщe в пoлтoрa рaзa, чтo нa фoнe прeдыдущeгo ужe тeряeтся. Крoмe тoгo, внeдрeниe NVMe дoлгoe врeмя нaтыкaлoсь нa мaссу «пoдвoдныx кaмнeй», связaнныx, в пeрвую oчeрeдь, с прoблeмaми сoвмeстимoсти нoвыx нaкoпитeлeй сo «стaрыми» кoмпьютeрными систeмaми.
Впрoчeм, пo мeрe oбнoвлeния пaркa тexники и oпeрaциoнныx систeм прoблeмы стaнoвятся всe бoлee рeдкими, a из SATA-сeгмeнтa прoизвoдитeли в oснoвнoм ужe выжaли всe сoки. Нeльзя скaзaть, чтo жизнь в нeм oстaнoвилaсь, oднaкo сeйчaс в этoм сeгмeнтe идeт тoлькo бoрьбa зa сeбeстoимoсть, в oснoвнoм рeaлизуeмaя зa счeт испoльзoвaния всe бoлee дeшeвoй пaмяти. Кaк мы нeдaвнo видeли, и TLC при «прaвильнoм» испoльзoвaнии пoзвoляeт выпускaть нaкoпитeли с xoрoшими пoтрeбитeльскими xaрaктeристикaми, тaк чтo «мaгистрaльнaя линия» прoслeживaeтся чeткo. В бoлee дорогих сегментах в результате конкуренция будет обостряться, причем тоже аналогичным образом: ассортимент NVMe-устройств начнет расширяться за счет появления бюджетных накопителей, к чему уже есть все предпосылки. В общем, в ближайшее время будет что повыбирать и там — и по цене, и по производительности, и по сроку гарантии. В частности, наш сегодняшний герой — по сути, представитель «новой волны» NVMe-накопителей, но представитель не самый радикальный. Это как раз тот класс, к которому, как нам кажется, в ближайшее время будут присматриваться покупатели, пока настороженно относящиеся к TLC-флэшу.
AData XPG SX8000 256 ГБ
Основным отличием нового накопителя AData от первых представителей NVMe-сегмента является контроллер: мы уже знакомились с реализациями Intel, Marvell и Samsung, но в данном случае «сердцем» устройства является Silicon Motion SM2260H. Компания Silicon Motion наиболее известна благодаря своим бюджетным продуктам с SATA-интерфейсом, типа популярных (в этом сегменте) контроллеров SM2256/SM2258 — SM2260 от них ушел не слишком далеко, но все-таки ушел, причем не только в плане интерфейса. Эта модель стала двухъядерной и восьмиканальной, т. е. «по обеим осям» подросла вдвое, если сравнивать с упомянутыми контроллерами. И все же даже «по меркам SATA» это не рекордные показатели. Кроме того, в современных условиях восьмиканальностью нужно еще суметь воспользоваться: в накопителе AData XPG SX8000 используется 3D NAND MLC Micron с кристаллами по 256 Гбит. Micron утверждает, что благодаря использованию четырехбанковой архитектуры производительность устройств с этой памятью будет соответствовать тому, что демонстрировали накопители на планарной памяти с кристаллами по 128 Гбит, но с маленьким замечанием: касается это только емкостей в 480 ГБ и выше. В линейке же SX8000 такую емкость имеют лишь две старшие модификации, причем и для них выдающаяся производительность не обещана: даже на последовательных операциях речь идет о 2400/1000 МБ/с (чтение/запись соответственно), и второй показатель примерно соответствует некоторым устройствам с интерфейсом PCIe 2.0. Для той же модификации, которую тестировали мы, заявлено лишь 2000/600 МБ/с, а младшая в семействе модель на 128 ГБ и вовсе способна похвастаться лишь 1000/300 МБ/с, т. е. теоретические возможности интерфейса пропадают втуне. Причем можно предполагать, что речь идет о скоростях, достижимых в рамках SLC-кэша, который здесь статический (есть серьезные подозрения, что динамический пока не поддерживается контроллером, в основном по функциональным возможностям соответствующим контроллеру SM2256, а не SM2258) и не слишком большой —, а за его пределами производительность упадет еще заметнее. В этом не было бы ничего неожиданного для SATA SSD на TLC-памяти, но человека, купившего NVMe-устройство, подобное его поведение может обескуражить.
Впрочем, с чем связаны эти ограничения — понятно и упомянуто выше: фактически, такие SSD, как SX8000, предназначены не для того, чтобы устанавливать рекорды, а как альтернатива постепенно исчезающим SATA MLC, в т. ч. и бюджетным, от которых новое устройство не имеет особых шансов отстать. Если при этом цена окажется сопоставимой, то рассматриваемый накопитель и ему подобные будут процветать, благо уже появились в продаже модели на том же контроллере, но вообще с TLC-памятью. По сравнению с ними, очевидно, у AData XPG SX8000 и решений того же уровня вообще все будет хорошо — и уж точно все будет хорошо с ресурсом и производительностью. Во всяком случае, у AData по этому поводу особых опасений нет: SX8000 продается с пятилетней гарантией, в то время как недавно изученный Ultimate SU800 на TLC 3D-NAND — только с трехлетней.
Остается отметить, что в устройствах этого семейства используется и DRAM в количестве 1 МБ на каждый гигабайт, т. е. в нашем случае 256 МБ DDR3–1600. Во время тестирования использовалась прошивка версии 0.6.
Конкуренты
Разумеется, мы не могли не сравнить накопитель с чем-нибудь формально того же класса, благо у нас есть результаты Plextor M8Pe той же емкости. Однако, как уже было сказано выше, нужно отдавать себе отчет, что это лишь формальное соответствие, а фактически NVMe-устройства на Silicon Motion SM2260 должны конкурировать с «обычным порошком», пусть и не самым дешевым. Поэтому мы решили взять результаты быстрого «старичка» Toshiba Q300 Pro 256 ГБ на базе Marvell 88SS9187 и памяти A19 MLC ToggleNAND Toshiba (формально отгрузки этой модели уже прекращены, но «товарные остатки» еще встречаются в продаже, что верно и для ее аналогов). А для усиления интриги возьмем современный TLC-накопитель AData Ultimate SU800 вдвое большей, чем у остальных участников тестирования, емкости.
Тестирование
Методика тестирования
Методика подробно описана в отдельной статье. Там можно познакомиться с используемым аппаратным и программным обеспечением.
Отметим, что (в отличие от накопителей на контроллере Marvell, типа Toshiba OCZ RD400 или Plextor M8Pe) никаких проблем совместимости со штатным NVMe-драйвером у XPG SX8000 обнаружено не было: производительность оказывается одинаковой что при разрешенной очистке буфера кэша записей (а именно этот вариант рекомендуется Microsoft и выбран по умолчанию), что при запрещенной. Это еще один показатель того, что «период пристрелки» на рынке NVMe-устройств подходит к концу — их покупателям уже не придется учитывать какие-то нюансы и «детские болезни» в плане программной и аппаратной совместимости накопителей с используемыми платформами, можно просто приобретать их и использовать. Для SATA-устройств эта ситуация давно уже является привычной, однако и там проблемы изначально были: к примеру, на заре становления рынка Intel X25-M с некоторыми SATA-контроллерами не работал вообще, а на некоторых вел себя, скажем так, странновато. Но вообще, отсутствие подобных проблем, безусловно, должно быть обязательным для всех сегментов рынка.
Производительность в приложениях
Что уже привычно, в тестах высокого уровня не наблюдается разницы не только между сходными по начинке SSD, но и между совсем разными, даже несмотря на то, что сегодня они у нас «еще более разные», чем обычно. Здесь все упирается в потребности современного ПО, которые (в кои-то веки!) не превосходят возможности накопителей — во всяком случае, если речь не идет о каких-то специфичных сферах применения и соответствующих нагрузках.
Впрочем, на более низком уровне какие-никакие различия между двумя классами устройств проявляются, но и их нельзя назвать принципиальными — в отличие от теоретической пропускной способности интерфейсов и используемых протоколов. А если вспомнить результаты тестирования других NVMe-накопителей (из числа участников этого тестирования M8Pe как раз оказывался самым медленным), то окажется, что разброс значений в этой группе больше, чем наблюдаемый на диаграмме для представителей разных сегментов.
Трассы предыдущей версии PC Mark «легче» (соответствуют программному обеспечению конца нулевых), однако, как видим, какие-то различия между испытуемыми можно искать только в RAW-режиме.
AData Ultimate SU800 512 ГБ
Plextor M8Pe 256 ГБ
Toshiba Q300 Pro 256 ГБ
AData XPG SX8000 256 ГБ
Windows Defender (RAW), МБ/с
5,68
(70,78)
5,83
(102,85)
5,64
(64,83)
5,71
(75,43)
Importing Pictures (RAW), МБ/с
30,31
(143,53)
33,45
(258,68)
30,85
(156,63)
32,80
(224,33)
Video Editing (RAW), МБ/с
23,40
(250,49)
24,45
(465,38)
23,76
(299,59)
23,63
(279,61)
Windows Media Center (RAW), МБ/с
8,30
(445,03)
8,39
(1026,85)
8,28
(405,89)
8,37
(855,73)
Adding Music (RAW), МБ/с
1,41
(151,49)
1,42
(206,46)
1,41
(144,19)
1,42
(186,30)
Starting Application (RAW), МБ/с
62,75
(120,71)
86,26
(253,71)
66,20
(134,15)
78,19
(194,64)
Gaming (RAW), МБ/с
17,25
(137,35)
18,26
(244,30)
17,55
(158,34)
17,86
(188,12)
В очередной раз повторимся: не так уж важно, что может современный накопитель сам по себе, его производительность часто определяется другими компонентами системы (кроме как раз RAW-режима). «Большой скачок» в плане уменьшения задержек при переходе от механики к флэш-памяти оказался настолько «большим», что за прошедшие годы полностью его утилизовать не удалось. Более того, производительность твердотельных накопителей нередко меняется по принципу «шаг вперед — два назад», но это не мешает расти их поставкам, поскольку сопровождается снижением цен.
Последовательные операции
Как и следовало ожидать, этот тест выродился в соревнование интерфейсов: хотя ни для M8Pe, ни для SX8000 в модификациях на 256 ГБ никаких рекордов в спецификации не заявлено, это все равно уровень в принципе недостижимый ни для каких SATA-устройств. Даже при чтении в один поток SX8000 (а для него это по понятным причинам очень «неудобный» случай) все равно более чем вдвое быстрее, чем можно было бы получить без перехода на PCIe.
А вот с записью дела обстоят гораздо хуже. Впрочем, обещанный производителем уровень достигнут и даже немного превзойден — другой вопрос, что и обещали-то не так много, да еще и в ограниченной области, где может развернуться в полную силу статическое SLC-кэширование. А что будет при бо́льших объемах данных, чем переваривает кэш, мы чуть позже увидим.
Случайный доступ
При чтении данных блоками по 4К накопитель AData сопоставим с SATA-устройствами (или с AHCI PCIe), а вот при записи демонстрирует относительно неплохую производительность — мы ожидали худшего. Впрочем, и здесь наверняка получению таких результатов способствует SLC-кэш, поскольку в остальном аппаратная начинка SX8000, как уже было сказано, на рекорды производительности изначально не рассчитана.
На блоках разного размера с единичной длиной очереди накопитель в очередной раз демонстрирует сравнимые с SATA-моделями результаты. Впрочем, существенно их улучшить усовершенствованием протоколов и интерфейсов вообще вряд ли возможно — здесь нужна именно быстрая память. Современному же массовому ПО (а в нем такие нагрузки встречаются сплошь и рядом), в принципе, и минимального достигнутого уровня достаточно — механические накопители все равно как минимум на порядок медленнее, так что преимущество твердотельников над ними заметно просто «на глаз». Однако для дальнейших улучшений уже придется что-то серьезно менять — вплоть до отказа от флэш-памяти и перехода на другие технологии.
Работа с большими файлами
А вот, собственно, мы и до «страшилок» добрались: как видите, если объем одномоментно записываемых данных превышает емкость SLC-кэша, то скорость записи падает практически до 200–300 МБ/с. Бороться с этим эффектом можно разве что переходом от статического к динамическому кэшированию (что нам демонстрирует SU800), но в семействе SX8000 оно пока не реализовано. Впрочем, определенные слухи о том, что AData готовит обновление линейки с более высокой производительностью, начали бродить сразу после анонса SX8000 — мы не удивимся, если реализовано оно будет как раз при помощи обновления прошивки контроллера (либо смены контроллера на близкую, но чуть более функциональную модель). Пока же положение дел особого энтузиазма не вызывает, во всяком случае если говорить о модификациях низкой емкости — накопители на 512 ГБ и 1 ТБ должны работать быстрее, поскольку из большего массива флэша восьмиканальный контроллер и «выжать» сможет больше, в соответствии с обещаниями производителя памяти.
Рейтинги
В целом производительность AData XPG SX8000 на низкоуровневых операциях по крайней мере превышает уровень, демонстрируемый SATA-устройствами. Понятно, что это заслуга не только и, скорее, не столько протокола NVMe, сколько использованного интерфейса PCIe: пропускная способность SATA600 во многих сценариях сдерживает скорости даже TLC-флэша, а в данном случае мы имеем «полноценный» PCIe 3.0×4, который в разы быстрее. Конечно, бюджетный контроллер и небольшой (по современным меркам) объем небыстрой флэш-памяти не позволяют правильно распорядиться потенциалом интерфейса, что хорошо видно при сравнении XPG SX8000 с M8Pe, но это все равно лучше, чем быть ограниченным «прокрустовым ложем» SATA.
Впрочем, накопитель AData неплох и при сравнении с другими PCIe-накопителями: в частности, AHCI-устройства с PCIe 2.0, типа Kingston HyperX Predator или, тем более, Plextor M6e (имевший интерфейс PCIe 2.0 x2), остаются позади. Но, разумеется, это не топовый сегмент, а просто действительно недорогой NVMe SSD, причем еще и не самый дешевый — скоро появятся в продаже модели с тем же контроллером в паре с TLC-памятью.
Цены
В таблице перечислены средние розничные цены протестированных сегодня SSD-накопителей в Москве, актуальные на момент чтения вами данной статьи:
AData Ultimate SU800 512 ГБ
Plextor M8Pe 256 ГБ
Toshiba Q300 Pro 256 ГБ
AData XPG SX8000 256 ГБ
T-1711603435
T-1711601900
T-13013734
Н/Д
Итого
Производители уже успели приучить нас к тому, что NVMe-устройства — это очень дорого и очень быстро. Во всяком случае, потенциально — потому что их возможности в массовых компьютерах на данный момент, по сути, избыточны. Да и вообще новый протокол во многом нацелен на будущее, в котором появятся более быстрые носители данных, нежели флэш-память. Но все равно такие накопители до последнего времени позиционировались как лучшие из лучших на текущий момент времени — с соответствующими побочными эффектами в виде цены.
AData XPG SX8000 — ария совсем из другой оперы: это бюджетный накопитель с интерфейсом PCIe и поддержкой NVMe. Бюджетный контроллер может (в идеале) позволить ему конкурировать с SATA-устройствами непосредственно, в том числе и по цене. Разумеется, какой-нибудь SM2258 в паре с 3D TLC будет стоить еще дешевле, но решения на нем относятся немного к другому классу устройств, в который метят накопители типа Intel 600p (на том же Silicon Motion SM2260H, что и AData SX8000, но с TLC-памятью). И пока некоторые покупатели относятся к TLC-памяти с предубеждением, а MLC-накопители с SATA-интерфейсом рынок постепенно покидают, в ближайшем будущем SX8000 и ему подобные могут оказаться самыми дешевыми из SSD на MLC-памяти. В общем, для продвижения протокола NVMe на массовый рынок появление в продаже таких устройств более важно, чем какие-то там рекорды производительности. Именно с этой точки зрения их и стоит оценивать, тем более что подобный подход в конечном итоге может оказаться дешевле «классического»: форм-фактор 2,5″ избыточен для современных SSD, а при использовании М.2 активный отказ от SATA-контроллеров позволит производителям плат не разводить соответствующий интерфейс, ограничиваясь только PCIe, что дает небольшую, но реальную экономию. Конечно, покупающие компьютерные комплектующие в розницу эту экономию ощутить не смогут, но их интересы всегда обслуживались «по остаточному принципу», а некоторые преимущества в производительности получат и они.
В заключение предлагаем посмотреть наш видеообзор SSD-накопителя AData XPG SX8000:
