Метод испытания накопителей, выпущенных в 2021 году.
Мы проверили четыре внешние твердотельные накопителя (SSD) с контроллером Silicon Motion SM2320, каждый из которых использовал разную память. Настройки SLC-кэширования были одинаковыми у всех моделей, что может оказывать большее влияние на производительность, чем различные версии TLC: запись только через кэш. Такое поведение характерно для бюджетных SSD-контроллеров Silicon Motion, внутренне аналогичных SM2320, но вредит внешним накопителям.
Недостаток свободного места в кэше негативно сказывается на скорости записи. При необходимости «расчистить» уже записанные данные контроллер работает медленнее, скорость записи падает до 100 МБ/с. Такая скорость сравнима с обычными флешками или ноутбучными жесткими дисками, но уступает настольным винчестерам. Для внешних накопителей это критично, поскольку их часто используют для переноса больших объемов данных.
Внутренние бюджетные SSD этой проблемы почти не испытывают, потому что запись больших объемов данных на высокой скорости в их работе встречается редко. Большая часть операций записи происходит в пределах SLC-кэша, поэтому выполняются быстро. Чтобы попадать туда чаще, кэш делают больше — вплоть до выделения под него всех свободных ячеек. Такая же схема была использована в трех протестированных нами PSSD из четырех, что позволяет записывать треть свободного места на скорости порядка 900 МБ/с, но… На пустой полутерабайтной флэшке это 170 ГБ, чего на практике достаточно почти всегда. Однако если на диске свободно гигабайт 50, то быстро мы туда уже и 20 не впихнем. А в Kingston DataTraveler Max еще и размер кэша уменьшили (видимо, чтобы не пытался конкурировать с более дорогим и габаритным XS2000), так что он оказался самым медленным.
Существует ли альтернатива данной схеме? Да: реализовать режим прямой записи в TLC-массив. Такая запись медленнее, чем в однобитном режиме, поэтому полностью отказаться от кэширования невозможно — иначе заявить сотни мегабайт в секунду не получится. Но при этом можно уменьшить кэш, так как снижение скорости после его исчерпания будет относительно мягким, а на действительно низкий уровень мы выйдем лишь в самом конце — когда придется переуплотнять первые записанные данные. Однако всегда есть шанс, что записи закончатся раньше, и переуплотнения не потребуется.
Разницу этих подходов неоднократно наблюдали на примере внутренних SSD. Что касается PSSD на Silicon Motion SM2320, то первое время там встречалась только первая схема — совершенно не оптимальная. Недавно начали появляться продукты с прямой записью, и это часто происходило даже без обновления названия модели — просто с определенной поставки накопители начинали работать более правильно. Правда, касалось это в основном не самых компактных «флэшек», а более габаритных коробочек с кабелем. К тому же, отгрузки с новой прошивкой никак не помогали действующим покупателям — им простого способа обновления никто не предлагал. Оставался только сложный способ — лезть на низкий уровень служебных утилит для контроллера, где всегда есть риск полностью «окирпичить» устройство.
Недавно компания Transcend предложила обновления всем владельцам своих флеш-накопителей. Производитель использует в своих устройствах самую медленную современную память TLC NAND. Скорость записи в кэш не зависит от типа памяти, но скорость прямой записи напрямую связана с ней. Transcend хотя бы устанавливает TLC, а Kingston XS1000 уже использовал QLC. В DataTraveler Max тоже TLC, поэтому новая прошивка могла бы сделать его одной из самых быстрых флешек. Эффект для Transcend ESD310 будет меньше. Но проверить не проверишь! Эта возможность актуальна как для владельцев накопителей, так и для тех, кто только выбирает такое устройство.
Ожидания и неожиданности
Программа обновления прошивок для всех устройств серии SM2320 общее, а не раздельное от других продуктов фирмы. Загружается со… специальной страницы сайтаВ списке совместимых моделей по неизвестной причине отсутствует ESD300С, хотя это модификация ESD310 без разъема USB-A. Если вдруг кому нужен накопитель только под «старые» разъемы, то появился в ассортименте Transcend и ESD320A — слайдер с выдвижным USB-A. Transcend выпустил много моделей — как компактных флешек со скоростью интерфейса до 10 Гбит/с, так и коробочек с кабелем, где уже встречаются и 20 Гбит/с. Все модели совместимы друг с другом и используют одну и ту же 112-слойную 2-plane память SanDisk с терабитными кристаллами.
Процесс очень прост: достаточно согласиться на уничтожение всех данных и нажать кнопку. Но изначально не ожидали, что под «All Data» понимаются не только «All User Data». Потому что обновление прошивки «сносило» информацию о количестве включений и часов работы, а также записанных и считанных данных (см. пару скриншотов выше). Если это обязательный побочный эффект обновлятора Silicon Motion, то нет ничего удивительного в том, что остальные производители его не распространяют. Иначе есть риск, что кто-нибудь принесет в сервис уже протертую флешку, но с восстановленной девственностью — и что с этим делать?
Kingston раньше обновлял прошивки своих устройств через общую утилиту для внутренних SSD. Последний раз это было в декабре 2022 года, с тех пор ничего не изменилось. У Adata специальной утилиты нет, а общий Toolbox выдает неуместные сообщения. MoveSpeed мы изначально не рассматривали. Остается Transcend, и сейчас мы будем измерять «нового» мальчика.
Тестирование
Методика тестирования
Методика подробно описана в отдельной статьеЗдесь приводится более подробная информация об используемом программном и аппаратном обеспечении. Также кратко отметим, что для тестирования используется стенд с процессором Intel Core i9-11900K и материнской платой. Материнская плата ASUS ROG Maximus XIII Hero на базе чипсета Intel Z590. Это обеспечивает полную поддержку всех скоростных режимов USB 3.2, включая Gen2×2.
Все участники тестирования применяли файловую систему NTFS. Кэширование записи Функция всегда активна для USB-накопителей при её поддержке. Для флеш-накопителей (в том числе скоростных) она как правило недоступна. Для внешних SSD и жестких дисков функция работает и рекомендуется к использованию.
Образцы для сравнения
Преимуществом будет сравнение Transcend ESD310 с самим собой – старой прошивки с новой. Для полной картины включены и результаты Adata Elite UE800, где контроллер тот же, а память — более быстрая. При одинаковых настройках прошивки он работал побыстрее, чем нужно оценить влияние различных настроек. Добавим сравнение с конкурирующей платформой – Silicon Power DS72 на Phison U17.
Заполнение данными
Ноутбуки с одинаковыми прошивками Adata и Transcend демонстрировали схожее поведение, за исключением скорости записи вне кэша у Adata, которая была выше. Скорость записи в кэш у обоих моделей оставалась одинаковой — причина этому известна производителям. Размер кэша у них составлял максимум свободного места, поэтому при достаточном объеме информации скорость работы оставалась на высоком уровне.
Однако впоследствии разница между моделями стала очевидной: Adata Elite UE800 держалась выше отметки в 100 МБ/с большую часть времени, в то время как Transcend ESD310 заметно ниже этой отметки. Общее время выполнения теста у Adata было на полтора раза быстрее.
В этом частично сказался небольшой разницы в емкости (Adata выбрала более округлый объем — и больше резервных блоков), но главным образом разница обусловлена медленной записью на ⅔ «поляны».
Новая прошивка сократила время выполнения теста и сделала ESD310 быстрее UE800. Максимальная скорость записи в кэш немного уменьшилась, а сам кэш стал в полтора раза меньше. Это значит, что максимальное количество записываемых данных снизилось. Однако теперь, когда кэш заполнен, данные пишутся со скоростью около 170 МБ/с. Затем всё равно приходится очищать кэш, возвращаясь к прежнему режиму работы. На графике появляется небольшая ступенька из-за перегрева контроллера в таком режиме. Несмотря на это, ускорение очевидно и могло бы быть ещё больше, если бы память была быстрее. С другой стороны, это делает покупку ESD310 большей емкости более оправданной. Раньше всё равно тормозили одинаково, а теперь скорость прямой записи разная, и у «флэшек» на 1 и 2 ТБ она выше.
Второе прохождение (по мусору) хорошо показывает разницу скорости записи и отличия между двумя политиками.
Если записывать только через кэш, то потребуется два раза выполнять запись и дополнительно стирать в промежутке. Можно обойтись без лишней работы. Запись могла бы быть быстрее, ограничение накладывает сама память — мы… наблюдали Пробуя SSD на разных контроллерах, обнаружили, что некоторые работают в полтора раза медленнее. наблюдалиПамять само по себе не быстрая, но при определенных условиях может превосходить более скоростные варианты. Влияние прошивок и настроек играет огромную роль.
Поэтому понятно, почему нельзя полностью исключить кэширование: в таком случае заявленные характеристики в 900 МБ/с недостижимы. Кэш создается для того, чтобы данные попадали туда, а не промахивались, но это не всегда удается.
Работать можно и быстрее, но Phison U17 не способен к прямой записи данных. Благодаря 25 ГБ статического SLC-кэша (при любой емкости) запись полного объема занимаеь меньше времени, так как есть куда перекладывать данные. Но максимальная скорость записи тут ниже, а попасть в небольшой кэш сложнее. Идеал недостижим, но отказаться от неудачных решений полезно.
Работа с большими файлами
Из-за обновления прошивки скорость чтения увеличилась на 100 МБ/с, исправлены выявленные ошибки. Приятно.
Многопоточное выполнение на внешнем SSD – показатель синтетики, такой результат указан производителями в характеристиках, так как он более высокий.
Скорость записи уменьшилась, что ожидаемо. Во-первых, кэш начал работать, но медленнее. Во-вторых, при заполнении данными проявляется меньшая емкость кэша, которая для выбранного размера тестового файла стала недостаточной.
Каждый алгоритм имеет свои плюсы и минусы, невозможно улучшить всё — в некоторых ситуациях будет ухудшение. С файлом поменьше было бы быстрее, а с большим — не хватило бы кэша на все ячейки, поэтому новая схема выиграла бы. Но с этими настройками результат такой, как и должен быть.
Аналогично происходит и в многопоточном режиме. Важно не это, а то, что флэш-накопителям на этой платформе практически нет конкурентов. Платформа Phison всё же медленнее, про разнообразные USB—SATA и говорить нечего, а то, что быстрее, не помещается в компактные размеры. Так что здесь важными остаются исключительно стратегии работы — оптимизированные под ту или иную задачу. «Старые» прошивки (у Adata других и не появилось) рассчитаны на очень быструю запись ограниченных количеств информации. Прямая запись позволяет лучше справляться с объемами, выходящими за рамки размеров кэша. Но в этих тестах мы за них не всегда выходим. Точнее, выходим только с «новой» прошивкой.
В данном случае все участники демонстрируют схожую производительность. Если рассматривать только устройства на SM2320, то слабая сторона Phison U17 в подобных сценариях была предсказуема. Новая прошивка могла бы принести преимущество при большом объёме записываемых данных, однако здесь он составляет всего 16 ГБ по условиям теста. В результате всегда попадаем в кэш, а незначительное снижение связано с тем, что он стал несколько медленнее.
Случайность сильно уменьшилась. Следовательно, изменения в прошивках исходят не только из прямой записи. Это было понятно после резкого увеличения скорости однопоточного чтения. Скорость чтения выросла до уровня Adata Elite UE800 здесь же упала до уровня этого самого устройства — возможно, соответствующие модули стали ближе друг к другу.
Комплексное быстродействие
В настоящий момент наилучшим комплексным бенчмарком для накопителей считается PCMark 10 Storage, описание которого представлено в нашем обзоре. Там же отмечается неравная полезность трёх тестов набора: наиболее информативен «полный» Full System Drive, охватывающий практически все распространенные сценарии – от загрузки системы до копирования данных (внутренних и внешних). Две другие оценки представляют собой лишь его подмножества, которые, по нашему мнению, не столь интересны.
«Полный» тест полезен точным измерением не только реальной пропускной способности при выполнении практических задач, но и возникающих задержек. Среднее значение метрик по сценариям с последующим сводом к единому числу, конечно, немного синтетично, но лишь слегка: на данный момент более приближенные к реальности оценки в целом, а не только в частных случаях отсутствуют. Поэтому имеет смысл ознакомиться с этой оценкой, пусть она и несколько избыточна для оценки даже «полноформатных» и… небюджетных внешних SSD — все-таки пока еще Даже для многих хозяев мысль о применении такого – . вместе с, а иногда и вместо Внутреннее устройство кажется революционным. Что говорить о недорогих моделях в форм-факторе флэшки, которые покупаются преимущественно как более быстрая альтернатива обычным флешкам в простых сценариях. Тем не менее те же тесты чтения, записи и копирования данных входят в состав тестового пакета, да и более сложные трассы интересны многим на практике — а потому при всей своей комплексности оценка программы очень полезна.
Сегодня этот тест важен как лучшая иллюстрация смены стратегии кэширования. Во время его выполнения записывается примерно 200 ГБ данных, а пауз в работе недостаточно, чтобы заниматься «подготовкой» кэша. Поэтому большое значение имеет запас места в нем на момент запуска теста. С «старой» прошивкой при емкости 500 или 512 ГБ это порядка 170 ГБ — почти достаточно. Если оставить всего 100 ГБ, то лишь 30 ГБ — чего совсем недостаточно. Цифры верны для Silicon Motion SM2320 — у Phison U17 статический кэш на 25 ГБ, откуда и стабильно (невысокий) результат: не с чего ему меняться. После обновления прошивки мы получаем для Transcend ESD310 примерно 100 ГБ и всего 20 ГБ. Но во втором случае этот самый быстрый, обойдя Adata Elite UE800 — именно за счет резко увеличившейся скорости после SLC-кэша. сам себя Обгоняет и при достаточном пространстве. У UE800 такая прошивка сделала бы ещё быстрее, поскольку у неё память более быстрая. Ей её не предоставили.
Итого
Сравнение новых прошивок со старыми оставило неоднозначное впечатление. Благодарность Transcend за появление обновлений для продукции компании — остальные производители молчат. С другой стороны, расстраивает выбор именно Transcend — отличающегося от конкурентов использованием относительно медленной памяти в этих линейках. Все выбравшие ESD310 объемом 512 ГБ, фактически навредили себе. Со старыми прошивками скорость практически не зависела от емкости, эти модификации выглядели оптимальными по соотношению цены и характеристик. А теперь они самые медленные. 256 ГБ быстрее из-за более быстрой памяти. 1 и 2 ТБ используют те же терабитные кристаллы, но в большем количестве, поэтому скорость прямой записи выше.
В некоторых сценариях работа слегка замедлилась из-за условий тестирования. Ранее доступ в кэш был проще, так как он был больше в полтора раза. Ускорение заметно преимущественно там, где раньше происходили ошибки. Однако медленная память сделала ускорение более скромным, чем могло быть. Найти баланс непросто. Но для новичков этот вопрос не актуален: ESD310 и другие подобные флешки Transcend поставляются с новой прошивкой прямо с завода.
Некоторые производители в новых поставках обновляют ПО и в старых моделях. Почему пользователю не предоставляется возможность сделать это? Возможно, из-за обнаруженного сброса статистики при перепрошивке — не самый лучший эффект с точки зрения гарантийного отдела. Кто-то просто использует повод формально осовременить модельные ряды, сохраняя то же «железо», но в новом корпусе и с новой прошивкой. Фактически получается новое устройство, которое будет работать иначе, чем старые. Независимо от конкретных устройств, это очередное напоминание о сложности современного мира, где ПО и его настройки давно уже имеют не меньшее (а иногда и большее) значение, чем «железо».