Методика проведения тестов накопителей, разработанная в 2021 году
При тестировании внешних SSD на контроллере Silicon Motion SM2320 в прошлом году мы фокусировались на компактных моделях, имитирующих обычные флэш-накопители, и оснащенных 10-гигабитным USB-интерфейсом. Это не является оптимальной конфигурацией для данного контроллера, и мы не стремились к максимальной емкости, обычно ограничиваясь 512 ГБ, что объяснялось определенными причинами. Первые версии программного обеспечения позволяли записывать данные исключительно через SLC-кэш, что вызывало типичную проблему бюджетных SSD: при заполнении кэша скорость записи существенно снижалась до уровня около 100 МБ/с. Это происходило независимо от объема накопителя, типа интерфейса подключения (эта платформа поддерживает и 20 Гбит/с USB 3.2 Gen2×2) и скорости установленной памяти – поэтому было нецелесообразно стремиться к более высоким показателям. Для решения сложных задач по-прежнему целесообразно рассматривать внешние SSD на базе NVMe-накопителей (включая самостоятельную сборку, которая не представляет особой сложности), а для пользователей с умеренными потребностями более привлекательными кажутся устройства, похожие на «флэшки», поскольку они отличаются компактностью и не требуют дополнительных кабелей.
Всё изменилось после того, как Silicon Motion разработал прошивки с функцией прямой записи в массив памяти, минуя SLC-кэш, для многих своих контроллеров, включая SM2320. Это привело к значительному повышению скорости, которая теперь стала зависеть от объема и других параметров памяти. В результате, более емкие модели, использующие этот контроллер, получили новые возможности и стали конкурировать с традиционными внешними SSD, оснащенными мостом USB—NVMe. Последние можно разместить в более компактных корпусах, используя накопитель формата M.2 2230, однако найти подходящую модель не всегда просто, особенно при необходимости емкости более одного терабайта. Кроме того, теплоотвод в таких компактных решениях оставляет желать лучшего. Следует отметить, что перегревом страдают и многие модели на SM2320. Разработчик предусмотрел решение этой проблемы, поэтому перегрева не возникает — в неблагоприятных условиях контроллер постепенно снижает скорость. Хотя это и нежелательный эффект, он возникает обычно при записи очень больших объемов данных – в несколько сотен гигабайт или даже больше.
Мы убедились в этом, проведя тестирование нескольких аналогичных накопителей, включая SmartBuy P5 Pro и Digma Mega X. Причем, первый из них мы испытывали в разных объемах: 256 ГБ и 2 ТБ. Оба варианта произвели на нас положительное впечатление, каждый – в своей особенности, однако делать окончательные выводы пока преждевременно. Причина в том, что внутреннее устройство обоих устройств оказалось практически одинаковым, поэтому различия (включая производительность) обусловлены в основном незначительными отличиями во внешнем оформлении. Кроме того, это продукты отечественных производителей, что имеет свои достоинства и недостатки. К ним относится, в частности, широкая распространенность в розничных сетях и отсутствие сложностей с гарантийным обслуживанием в случае чего. Ко второму типу относятся цены, которые, как правило, более доступны и соответствуют месту изготовления этих товаров. Безусловно, они сопровождаются определенным комплексом рисков прислали не то, до а куда его теперь сдавать-то?), несмотря на то, что трансграничные покупки не могут похвастаться всеобщей популярностью, они имеют своих преданных сторонников, которые оценили их преимущества достаточно давно.
Поэтому мы решили изучить ситуацию и посмотреть, какие товары пользуются спросом на популярных торговых площадках, а также протестировать альтернативные варианты, если они будут обнаружены. Ориентироваться следует именно на конфигурации, а не на конкретные модели, поскольку их разнообразие велико и постоянно обновляется. В то же время, сочетание определенного контроллера с конкретной памятью и прошивкой соответствующей версии будет функционировать схожим образом, независимо от марки корпуса. Хотя для внешних моделей этот параметр также имеет значение, поскольку он непосредственно влияет на удобство использования (более компактный вариант предпочтительнее) и на внутреннее устройство. При этом для теплоотвода ситуация обратная – чрезмерное уменьшение размеров может оказаться контрпродуктивным).
Поэтому сегодня мы рассмотрим продукцию компании Fanxiang. Этот производитель знаком некоторым, в то время как других китайские бренды, представленные преимущественно на AliExpress или Amazon, все еще настораживают. Решать, стоит ли с ними сотрудничать, – личное дело каждого, поскольку подобная продукция имеет как преимущества, так и недостатки. Мы лишь напомним, что сами разработчики SSD-платформ не стесняются сотрудничества с ними – например, Silicon Motion на своем стенде демонстрирует и продукцию Fanxiang (нашего сегодняшнего героя, представленного в верхнем правом углу), а не только Crucial и Kingston. При этом то, как накопители на этом контроллере вообще могут работать, определяет контроллер Silicon Motion. А как будут — это уже непосредственные производители. Их небрежность в отношении корпуса или выбор небыстрой памяти могут негативно сказаться на конечном результате. А сколько будут — вообще не определено. У брендов этот вопрос «подперт» гарантией, но таковая по сути является страховкой — то есть нужно немного заплатить аккордно, чтобы в случае чего не потерять стоимость всего устройства. Здесь формально те же пять лет гарантии, а фактически могут быть сложности с ее реализацией. Зато при покупке — вроде бы дешевле, у каждого свой багаж знаний и навыков, и это нормально. Впрочем, это не препятствует проведению тестов.
Fanxiang PS2000W 1 ТБ
Этот накопитель, а также его пылевлагозащищенная модель PS2100, не являются чем-то новым на рынке, поскольку были представлены вместе с оригинальными прошивками, которые имели ряд недостатков. Впоследствии были выпущены новые версии, однако действующие владельцы не получили должной поддержки. Однако, подобное поведение сложно объяснить исключительно китайскими особенностями, так как аналогичным образом поступили и другие производители. Похоже, что единственным исключением стал Transcend, предоставивший программу обновления прошивки для своих внешних SSD на этой платформе. А Kingston вообще не применяет новые прошивки даже в своих новейших устройствах, поэтому сложно однозначно сказать, что хуже.
Внешне PS2000W производит впечатление массивного, даже грубого устройства. Однако, это связано с тем, что мы привыкли к более компактным моделям. Фактически, накопитель по размеру почти не отличается от когда-то популярных Samsung T1, T3 и T5, габариты которых никогда не вызывали нареканий. В тех моделях размеры составляли 74×57×11 мм при массе 51 г., в то время как у PS2000W – 85×50×9 мм и 47 г. При этом пиковые скорости увеличились как минимум в четыре раза, объем памяти вырос до 4 ТБ, а стоимость значительно ниже, чем у этих более ранних моделей, и даже у их немного странного преемника T5 Evo – который не стал быстрее из-за применения QLC-памяти и использования интерфейса с ограниченной скоростью.
Корпус выполнен из цельного анодированного алюминия, только торцевые части изготовлены из пластика. Непосредственно возле разъема расположен небольшой светодиодный индикатор. Разъем, разумеется, Type-C — он не совместим с другими портами, поддерживающими скорость передачи данных более 20 Гбит/с.
Несмотря на то, что существует множество устройств со старыми разъемами, универсальный кабель остается актуальным. Важно отметить, что скорость передачи данных в 20 Гбит/с возможна только при использовании разъема Type-C – при использовании переходника скорость автоматически ограничивается до 10 Гбит/с. К сожалению, предупреждения об этом часто остаются незамеченными. Кроме того, стандарт не обязывает производителей обязательно реализовывать даже 10 Гбит/с в разъемах Type-C, поскольку допускается и использование USB 2.0. Режим USB 3.2 Gen2×2 также является достаточно редким явлением, особенно в ноутбуках. Но это общие проблемы, а не недостатки конкретного устройства.
Стоит отметить, что китайский комплект поставки является полным: в коробку положили даже транспортировочный тканевый мешочек. На наш взгляд, он не является обязательным элементом, поскольку корпус устойчив к царапинам и не подвержен загрязнениям. Однако, если вы планируете носить накопитель вместе с кабелем, удобнее хранить их вместе. Для этого идеально подходит мешочек.
В плане аппаратной составляющей стабильность не является ее сильной стороной, за исключением контроллера. Fanxiang использует память от четырех различных производителей, не отдавая предпочтения ни одному из них, поэтому в накопителе можно обнаружить чипы Sandisk (в нашем случае), SK Hynix, Micron или YMTC. Более того, два SSD одной модели, но различной емкости, отправленные одновременно, вполне могут быть оснащены памятью разных производителей. Однако медленной памяти в этих моделях от Fanxiang пока не встречается. Transcend, как мы помним, устанавливает во все накопители на базе SM2320 особо медленную модификацию TLC Sandisk BiCS5, а Adata SC750 или Kingston XS1000 — это уже накопители на QLC. Такого в PS2000W и других моделях этого производителя нет.
В рассматриваемом случае «средний» Sandisk BiCS5 представляет собой 2-плане кристаллы объемом 512 Гбит. Встречаются также 4-плане кристаллы от остальных трех производителей памяти. В целом, эти модели позволяют, по крайней мере, попытаться осуществлять запись данных без снижения производительности на всем доступном объеме. Если, конечно, температурные условия не окажутся критичными, что требует проверки. В данной же конфигурации скорость записи за пределами SLC-кэша, вероятно, будет ограничена — однако это также нуждается в подтверждении.
Тестирование
Методика тестирования
Методика подробно описана в отдельной статье, в этом разделе можно подробнее ознакомиться с программным и аппаратным обеспечением, которое мы используем. Также здесь кратко опишем тестовый стенд, основанный на процессоре Intel Core i9-11900K и системной плате Материнская плата Asus ROG Maximus XIII Hero, построенная на базе чипсета Intel Z590 , это позволяет гарантировать совместимость и поддержку всех скоростных режимов USB 3.2, включая Gen2×2.
Во всех случаях при тестировании применялась файловая система NTFS. Кэширование записи для USB-накопителей включено во всех случаях, когда оно вообще поддерживается. Для флэшек (включая даже скоростные) как правило не поддерживается. Для внешних SSD и жестких дисков — работает. И лучше им не пренебрегать. Особняком стоят накопители как раз на Silicon Motion SM2320, где в зависимости от конкретной прошивки или ее настройки галочку кэширования записи может и не получиться поставить. Впрочем, из-за изначально флэшечной природы данная настройка на него, похоже, никак не влияет — точнее, не влияет на результаты и тех тестов, которые от нее зависят.
Образцы для сравнения
Сегодня можно обойтись одним образцом, поскольку множественное число представляется скорее следствием стремления к унификации.
Мы используем SmartBuy P5 Pro 2 ТБ, чтобы изучить полную реализацию данной платформы с новыми прошивками. У Digma Mega X объем памяти аналогичен, но из-за небольших габаритов контроллер нагревается быстрее, что негативно сказывается на скорости работы. Однако для этого требуется запись сразу большого объема данных, в терабайт или больше, поэтому сравнение с накопителем большей емкости вряд ли будет корректным. Более того, в большинстве тестов два ранее рассмотренных внешних SSD демонстрировали практически идентичное поведение, поэтому для наглядности диаграмм достаточно одного устройства. Использование «комбинированных» внешних SSD на базе мостов USB—NVMe также пока не требуется, поскольку, по нашему мнению, это несколько иные концепции. Покупатель, планирующий самостоятельную сборку, вряд ли обратит внимание на интегрированные решения. А тем, кто доволен готовыми вариантами, можно обойтись тем же SM2320 – производительность примерно на том же уровне (в основном из-за ограничений интерфейса), при этом стоимость немного ниже. Особенно если искать на AliExpress, где подходящий накопитель для переделки во внешний SSD не всегда легко найти. И чаще всего это выходит заметно дороже Fanxiang PS2000W или аналогичных устройств, даже без учета стоимости корпуса.
Заполнение данными
Несмотря на это, взаимодействие AIDA64 с данной платформой нередко сопровождается трудностями. На этот раз мы зафиксировали некогда популярный « лок на 300», хотя ранее существовали ожидания, что с обновлением программного обеспечения это не произойдет. Таким образом, несмотря на удобство и понятность данной программы, сегодня придется использовать альтернативные способы — они доступны. К примеру, HD Tune в режиме File Benchmark. Эта программа также не безупречна, в определенных аспектах она предоставляет меньше информации, но обладает и своими достоинствами.
В качестве отправной точки стоит вспомнить, как себя проявлял SmartBuy P5 Pro. Очевидно, что в ходе записи контроллер испытал перегрев и начал уменьшать скорость, чтобы предотвратить достижение критических температурных значений. Обозначенный перегрев не отражается на показаниях термодатчика, который не способен фиксировать температуры выше 54 градуса. Однако в HD Tune это заметно, поскольку сразу после записи выполняется тест чтения (отображен голубой график), который стартует со скорости в 1 ГБ/с и постепенно возвращается к нормальному значению по мере остывания. В целом, последние участки на графике записи также можно объяснить нагревом, который возникает после записи около 1,2 ТБ, что приводит к стабилизации скорости на уровне 750 МБ/с.
Наш же Fanxiang PS2000W практически сразу не достигает заявленных 750 МБ/с, однако это не связано с перегревом контроллера – причиной является недостаточный объем памяти для поддержания таких скоростей без использования кэширования. Если бы здесь был использован тот же BiCS5, но с конфигурацией 4-plane вместо 2-plane, или объем памяти 2 ТБ вместо 1 ТБ, ситуация, вероятно, была бы более благоприятной. Однако, нельзя исключать, что и в этом случае возникли бы проблемы с температурой. В настоящее время их нет, что подтверждается графиком чтения.
Более детально ситуацию можно прояснить в обычном, неторопливом режиме. Устройство SmartBuy P5 Pro ограничено только интерфейсом, как при чтении, так и при записи. В Fanxiang PS2000W же скорость работы памяти немного ниже необходимого, поэтому за пределами SLC-кэша мы вновь видим скорость 750 МБ/с. И, стоит отметить, это свойственно конкретно протестированному экземпляру, а какая скорость будет у полученного устройства – во многом зависит от удачи, поскольку производитель использует в этих устройствах различную память. То, чтобы там не встречалась память, замедляющая работу, – это хорошо. А вот память, работающая недостаточно быстро, – перед вами. Понятно, что этот вопрос стал актуальным только с выходом новых прошивок — с предыдущими версиями скорость вне кэша была бы и вовсе ниже 200 МБ/с. На фоне этого 750 МБ/с – значительный шаг вперед. Но неприятное впечатление всё же остается.
Работа с большими файлами
Операция чтения данных для флэш-памяти не представляет сложности, поэтому ограничений на интерфейсе не возникает, за исключением случаев использования PCIe Gen4, но не USB. Однако, даже при идентичной прошивке возможны программные ограничения, связанные с различными настройками. Но в данной ситуации это не актуально.
В многопоточной среде указанные проблемы не возникают, так как она позволяет в полной мере использовать возможности USB. Однако, к сожалению, однопоточное чтение на практике остается более востребованным, и в этой области все еще существуют возможности для повышения производительности.
Практически любое обращение к памяти при записи приводит к её попаданию в кэш, поэтому процесс не сильно отличается от чтения – в данном случае старые версии программного обеспечения справились бы без проблем. Заметные отклонения наблюдаются, но они не выходят за рамки допустимых погрешностей измерений.
В данном случае они уже не справляются. Вместо этого их можно объяснить различиями в объеме памяти — которая, как отмечалось ранее, в модели Fanxiang PS2000W, попавшей к нам на тестирование, не отличается медлительностью, но может быть оценена как недостаточно производительная. Однако большинство приобретателей этого, вероятно, не ощутят, что и служит причиной для производителей, чтобы немного сократить расходы. Необходимо, чтобы они не зашли слишком далеко.
Несмотря на это, стоит признать, что многое определяется конкретной рабочей нагрузкой. Простые операции чтения или записи данных не представляют сложности, однако одновременное выполнение этих действий приводит к увеличению разницы в производительности накопителей разных классов. Двум внешним SSD, установленным на один контроллер и использующим память одного типа, нельзя отнести к одной категории – и это имеет свои последствия.
По мере увеличения рабочей нагрузки отклонения от первоначальных ожиданий становятся все более заметными. Для 10-гигабитного интерфейса данная версия памяти не создает ограничений, однако при снижении нагрузки начинают проявляться различия по сравнению с более производительными моделями TLC.
Комплексное быстродействие
В настоящее время наиболее подходящим комплексным тестом для оценки производительности накопителей является PCMark 10 Storage, о котором можно узнать больше в нашем обзоре. Там же мы указали, что не все три теста, входящие в этот набор, одинаково эффективны — наиболее информативным представляется «полный» Full System Drive, который охватывает практически все распространенные сценарии использования: от загрузки операционной системы до копирования файлов (как внутренних, так и внешних). Два других теста являются лишь его частными случаями, и, по нашему мнению, не представляют большой ценности. Этот тест полезен благодаря точному измерению не только реальной скорости работы при решении практических задач, но и возникающих при этом задержкам. Усреднение полученных данных по различным сценариям и преобразование их в единое число, конечно, несколько искусственно, но именно это позволяет получить наиболее реалистичную оценку общей производительности, а не только в отдельных ситуациях. Поэтому рекомендуется изучить этот тест, несмотря на то, что он может показаться несколько громоздким даже для оценки накопителей, предназначенных для полноценных систем небюджетных внешних SSD — все-таки пока еще даже для многих их владельцев идея использовать такой не вместе с, а иногда и вместо внутреннего кажется революционной. Что уж говорить про недорогие модели во флэшечном форм-факторе, которые и покупаются-то в основном только как более быстрая, но в тех же простых сценариях, альтернатива «обычным» флэшкам. Однако те же тесты чтения, записи и копирования данных в состав тестового пакета входят, да и более сложные трассы многим небезынтересны на практике — а потому при всей своей комплексности оценки программы очень полезны.
В процессе работы данный тест фиксирует свыше 200 ГБ информации, и перерывов, достаточных для очистки кэша, практически не возникает. Поэтому твердотельные накопители, сильно зависящие от кэширования, подвержены значительному износу, особенно если их собственная скорость работы недостаточна. В рассматриваемом случае она не является критически низкой, но уступает показателям референсного накопителя. Это и определяет наблюдаемый результат.
Но это не принципиально, поскольку не очень-то и хотелось. В конечном счете, для полноценной системной интеграции подобных устройств потребуется специальная настройка. USB-коробки удобны своей простотой: извлечение внутреннего SSD с Windows и приложениями из компьютера, вставка в коробку — и устройство готово к использованию. Если такие сценарии важны, это может стать причиной отказаться от встроенного решения. В противном случае, незначительные различия в скорости не будут существенными.
Итого
Основная сложность при выборе бюджетных накопителей заключается в неопределенности приобретаемого продукта. С дешевыми и дорогими моделями ситуация более понятная: в первом случае не стоит возлагать особых надежд (если повезет, это будет приятным сюрпризом), а во втором производители ограничены в возможностях для изменений, что затрудняет ухудшение заявленных параметров. Однако порой приходится идти на риск — когда средств на дорогое устройство недостаточно (или их не хватает), а приобретение заведомо некачественного бюджетного варианта нежелательно. В этом случае трансграничные покупки на маркетплейсах представляются привлекательным решением, поскольку терабайтный Fanxiang PS2000W или подобное устройство оттуда же обойдется примерно в те же деньги, что аналогичный накопитель на 500 ГБ в местной рознице. Причем при такой емкости доплата за местную гарантию, в общем-то, не так уж велика, но, если нужно 2—4 ТБ, всё очень усложняется. Отсюда и относительная популярность таких покупок. А производительность всё равно в первую очередь определяется используемой платформой (то есть ее разработчиком), хотя в конкретном изделии ее можно испортить ради экономии. И подобное мы сегодня как раз и наблюдали: память в протестированном накопителе медленновата для интерфейса в 20 Гбит/с. Причем совсем медленная память во внешних SSD Fanxiang пока не попадалась. Но раз уж ее вовсю начинают использовать и более именитые производители, здесь такое тем более возможно. А вопрос долговечности, равно как и способы воспользоваться декларируемой пятилетней гарантией (если понадобится), просто повисает в воздухе. Поэтому, как принято говорить в рекламе финансовых инструментов, оценивайте свои возможности и риски.