Методика проведения тестов накопителей, разработанная в 2021 году
Как правило, мы проводим тестирование SSD по отдельности. Реже – парным способом, хотя и в этом случае обычно выбирается одна и та же модель с различным объемом памяти. Мы сопоставляем их с аналогичными устройствами или находящимися в сопоставимом ценовом сегменте. Это необходимо, поскольку без сравнения результаты теряют свою ценность, однако сопоставление слишком непохожих друг на друга устройств редко бывает продуктивным. Но сегодня у нас именно такая ситуация: мы рассмотрим всю (почти всю) линейку продукции одного бренда, использующую контроллеры одного разработчика. Разумеется, все эти накопители относятся к разным категориям – иначе бы не было смысла поддерживать разнообразие в ассортименте. Такой подход упростит понимание представленных моделей. И это полезно не только применительно к конкретному производителю, а в целом.
Мы рассмотрим NVMe-накопители Digma, использующие контроллеры Phison. Что делает их привлекательными? Известно, что компания Digma не осуществляет собственное производство, а заказывает SSD у сторонних производителей. Также известно, что Phison все чаще поставляет не отдельные контроллеры, а готовые SSD, изготовление которых осуществляет ее дочерняя компания PTI. Таким образом, здесь присутствует большая определенность, чем в случае контроллеров InnoGrit, Maxiotek или Silicon Motion, поскольку SSD на них могут выпускать различные ODM-производители, что и привлекает многих покупателей. Однако, важно понимать, что не все SSD на контроллерах Phison одинаковы, поскольку конфигурации могут различаться, а память поставляется с разной степенью качества и, соответственно, по разным ценам. Но это справедливо для всех случаев, поэтому для линейки Digma на Phison определенность все же выше.
Добавляется также то, что в SSD Digma до последнего времени не применялась память QLC. Сейчас первый накопитель с таковой официально анонсирован, но в продаже пока не представлен. Как и следовало ожидать, таким оказался накопитель на MAP1602, причем в единственном варианте — 4 ТБ. Называется это Meqa M6, а не Meta M6. И артикул у нее DGSM4004TM63Q в отличие от DGSM4004TM63T — так что спутать несложно. А во всех остальных моделях пока по-прежнему используется только TLC. Но, стоит заметить, что бюджетные Run S9 на QLC иногда отсутствуют, но всё же приезжают и поступают в продажу. Компания принимает их обратно без разговоров, но сам факт показателен — PTI не был замечен в таких вольностях. И это тоже благо для покупателя, поскольку заниматься тем же возвратом неудачно купленного экземпляра значит тратить время непродуктивно.
Линейка контроллеров Phison достаточно широка, поэтому разобраться в ней может быть непросто. Выделяется, пожалуй, только Phison E31T, однако сегодня мы не будем его рассматривать. Прежде всего, потому, что Новое устройство Digma Meta P31 прошло недавние тесты . Во-вторых, тестирование показало, что приобретение подобных накопителей целесообразно лишь тем, кому принципиально важно иметь SSD с интерфейсом PCIe Gen5. Хотя новый контроллер обладает и другими преимуществами, на данный момент их стоит игнорировать — из-за высокой цены, обусловленной использованием современного интерфейса.
По этой причине данную модель мы исключаем из рассмотрения — и у нас остается четыре SSD. Для удобства — с «народной» емкостью в 1 ТБ. Объем больше пользуется меньшим спросом, поскольку для некоторых пользователей он кажется дорогостоящим, а меньший объем часто не имеет особого смысла приобретать. Два из них были протестированы ранее и с тех пор не обновлялись, одна модель — совершенно новая, а четвертый накопитель… был заменен. Оригинальную версию мы уже тестировали сразу после ее появления в продаже, затем конфигурация была изменена на более эффективную — и именно на нее мы сегодня и рассчитывали. Однако реальность оказалась немного сложнее, но не будем предвосхищать события, а начнем с представления участников. В порядке неофициальной иерархии.
Digma Mega P5 1 ТБ
Обозначения SSD Digma отличаются простотой и ясностью: буква «P» указывает на контроллер Phison, а серия Mega предполагает интерфейс PCIe Gen3. На первый взгляд, выпуск подобного накопителя на данный момент кажется необоснованным, учитывая, что для энтузиастов стандартом де-факто стал Gen4, и ведутся дискуссии о переходе на Gen5. Однако на практике это единственная совершенно новая модель из представленных, поступившая в продажу лишь в конце прошлого года. И это не случайно.
Раньше самой скромной моделью в данной линейке была Mega P3, использующая контроллер Phison E13T. Однако это довольно старая разработка, выпущенная еще в прошлом десятилетии. По всей видимости, количество доступных экземпляров подходит к концу, а поддержание корректной работы с современными чипами памяти и оптимизация работы с устаревшими – задача непростая, к тому же и их количество ограничено. Тем не менее, разработчику пока еще приходится использовать Silicon Motion SM2263XT, хотя эти контроллеры и появились примерно в одно время и обладают схожими характеристиками. Phison предложила более изящное решение.
Phison E15T стал первым бюджетным Gen4-контроллером компании, основанным на E19T, однако поддержка Gen4 в нем была деактивирована. Ограничение это не является существенным, поскольку Phison спешил вывести чип на рынок, и он оказался недостаточно мощным для нового интерфейса, поэтому поддержка Gen4 не приносила практической пользы. В то время в этом сегменте часто переплачивали за бренд, поэтому на этом контроллере выпускались даже довольно дорогие SSD, такие как WD Black SN750 SE. В настоящее время использование его в исходной конфигурации не имеет смысла. Продать дорого не удастся, а продажа по низкой цене может негативно сказаться на продажах более дорогих и быстрых E21T и E27T. Кроме того, нежелательны негативные отзывы покупателей, связанные с формальной поддержкой PCIe Gen4 без дополнительной платы – особенно учитывая, что на ней можно было бы заработать. Поэтому сейчас он постепенно исчезает и с рынка OEM, не говоря уже о розничной торговле.
В качестве разумного решения было принято возвращение к интерфейсу Gen3 и реализация продаж по сниженным ценам. Имеет ли смысл перейти на новый подход? Да, безусловно. Phison E13T даже при последовательной обработке данных мог обойтись двумя линиями PCIe Gen3, а E15T способен задействовать как минимум четыре линии этого интерфейса. Однако для этого ему требуется оперативная память высокой скорости, которая ранее нередко использовалась в сочетании с данным контроллером, но сейчас это уже не актуально.
Модель Digma Mega P5 представляет собой более доступный вариант, поэтому в этой серии применяется 162-слойная TLC-память Kioxia BiCS6 с кристаллами объемом 1 Тбит. Максимальная производительность могла бы быть достигнута при емкости 2 ТБ, однако такой конфигурации в линейке не предусмотрено – она ограничена терабайтом. Вместо этого, серия начинается с объема в 250 ГБ, что станет настоящей находкой для пользователей с ограниченным бюджетом.
Поэтому рассчитывать на выдающиеся скорости не стоит. Достаточно приемлемые показатели достичь вполне реально. Тем более, что здесь не используется QLC-память, что само по себе является положительным моментом. Хотя SSD с подобной памятью и способны демонстрировать высокую производительность, это происходит лишь при идеальных условиях. Работа затрудняется благодаря SLC-кэшированию — и тут же начинаются задержки, порой ощутимые даже без специального оборудования. Такой неравномерный режим работы раздражает многих, поэтому лучше пока воздерживаться от приобретения устройств с QLC-памятью для домашнего использования — особенно, если SSD является единственным накопителем в компьютере. Сложность заключается в том, что бюджетные модели с памятью, использующей четырехбитные ячейки, занимают лидирующие позиции на рынке, поэтому следовать этому совету оказывается непросто.
Модель Digma Mega P5 может стать решением проблемы, однако её реальная эффективность будет зависеть от качества программного обеспечения. Прошивки, используемые компанией Phison, отличаются разнообразием, и не все из них обеспечивают стабильную работу на высоких скоростях. Подробности покажет дальнейший анализ.
Digma Meta P21 1 ТБ
Этот накопитель уже год не был новым продуктом, когда мы его подробно тестировали. Впрочем, с тех пор параметры системы не претерпели изменений, что облегчает нашу деятельность.
Кратко остановимся на ней. Это уже Meta — то есть PCIe Gen4. Контроллер Phison E21T, заменивший E19T и обеспечивший полную поддержку нового интерфейса на скоростях (последовательных, разумеется) до 5 ГБ/с.
Обычно все характеристики объявляются в пределах SLC-кэша, а поведение за его границами определяется особенностями используемой памяти. В этой модели для данного сегмента использована очень эффективная флэш-память – 176-слойный TLC от SK Hynix. Кристаллы имеют объем 512 Гбит, поэтому накопитель емкостью 1 ТБ позволяет реализовать наиболее эффективное четырехкратное чередование.
Возможно, в будущем Meta P21 подвергнется удешевлению, путем замены на терабитные кристаллы, хотя это приведёт к снижению производительности. В настоящее время необходимости в подобных мерах нет.
В целом, он представляет собой крепкого середнячка, цена которого немного превышает стоимость Mega P5. Производительность должна быть значительно выше, а гарантия от Meta составляет полных пять лет, в отличие от трех лет, предоставляемых для более бюджетных моделей Mega и Run. Но на этом рынке ассортимент не ограничивается этим предложением.
Digma Meta P7 1 ТБ
Этот SSD мы тестировали еще ранее — осенью 2023 года. Однако его структура с тех пор не претерпела изменений — это радует и свидетельствует о необычайной и ныне редко встречающейся устойчивости.
Контроллер Phison E27T является развитием модели E21T, обеспечивающим увеличение пиковых скоростей до 7 ГБ/с. Компания Maxio достигла подобного результата благодаря появлению памяти с высокоскоростным интерфейсом. Phison же потребовалось создавать новый чип, поскольку в конструкцию предыдущей модели не были внесены запланированные улучшения. Однако, при детальном рассмотрении характеристик обоих чипов, возникает ощущение, что улучшения были предусмотрены, но обновленная версия была выпущена на рынок под другим названием. Такой подход удобен, поскольку позволяет позиционировать контроллеры в различных ценовых сегментах. В конечном счете, компания Maxio поступила аналогичным образом, но в противоположном порядке, представив «замедленную» модель MAP1608, которую диагностическое программное обеспечение не идентифицирует как отдельную от MAP1602.
Быстрые интерфейсы памяти являются как ее преимуществом, так и недостатком. Почти все подобные решения основаны на терабитных кристаллах, что ограничивает увеличение общей емкости максимум до двукратного чередования. Это можно было бы исправить за счет использования внутренних решений, поскольку Micron и YMTC нарастили число «плоскостей» с 4 до 6 при переходе на «скоростные» 232 слоя. Однако, как и в большинстве SSD на базе Phison E27T, здесь используется 162-слойная TLC-память Kioxia BiCS6, аналогичная той, что применяется в Mega P5, где кристаллы имеют лишь 4-plane.
Перейдем к результатам тестирования — в предыдущих испытаниях мы уже выяснили, что из-за разной организации памяти Meta P7 иногда проигрывает Meta P21. Поэтому на терабайтной отметке второй вариант более интересен, причем и доступнее по цене. А вот при большей емкости расклад может измениться. Впрочем, для существенно большего объема есть совершенно другая модель.
Digma Top P8 1 ТБ
Данный SSD был добавлен в линейку продуктов компании еще в 2022 году. Это была одна из первых попыток достичь высокого уровня: в его конструкции использован восьмиканальный контроллер Phison E18 с DRAM-буфером, что указывает на использование чипа более высокого класса по сравнению с четырехканальными моделями без DRAM-буфера, представленными в среднем ценовом сегменте. Однако, как это часто бывает, первая модель имела определенные недоработки.
На тот период конфигурации SSD для E18 обычно включали память Micron, а именно более раннюю модель B27B или B47R (последняя стала доступна в 2022 году). Компания Digma выбрала более бюджетное решение – 112-слойную TLC-память Kioxia BiCS5 с кристаллами объемом 512 Гбит. Однако, данная память выпускалась в двух версиях: с высокой скоростью доступа (4-plane) и с более низкой (2-plane), а также существовала очень медленная модификация – 2-plane на 1 Тбит. В целях снижения затрат был выбран именно вариант с более низкой скоростью.
В этом подходе имела место своя логика: в середине 2022 года ситуация с поставками оставалась неопределенной, а валютные курсы демонстрировали значительную волатильность. Поэтому, вероятно, и возникла мысль о доставке хотя бы синицы в руках. Правда до розничной торговли SSD докатилась осенью, к тому времени когда рынок претерпел значительные изменения. Прежде всего, курс рубля существенно отступил от отметки в три знака. Кроме того, активизировался параллельный импорт. Благодаря ему цены на отдельные товары, в том числе и твердотельные накопители, оказались даже ниже, чем при официальных поставках. К тому же, в тот период SSD во всем мире ощутимо подешевели из-за очередного избытка производства флэш-памяти. «Параллелка», разумеется, не лишена недостатков, поскольку сроки гарантийного обслуживания, как правило, отличаются от официальных, но некоторые производители, по всей видимости, решают этот вопрос с импортерами в неофициальной обстановке порешали (что приводило к не всегда параллельному импорту). В результате, к примеру, осенью Kingston KC3000 можно было приобрести по цене, лишь немного превышающей стоимость Digma Top P8, несмотря на его более высокую производительность и аналогичный пятилетний гарантийный срок.
Продать устройство в сложившихся обстоятельствах оказалось непросто, поэтому потребовалась его незамедлительная модернизация. Сначала в розничной продаже появились модели Digma Pro Top P8 на базе контроллера Phison E18 с использованием памяти Micron B47R, а впоследствии и стандартные Digma Top P8 были доработаны аналогичным образом. Стоимость продукции при этом осталась прежней. Небольшим разочарованием обновилась информация о том, что накопители оказались практически идентичными Kingston KC3000, что означало, что в качестве компенсации за быструю память была реализована не самая подходящая для неё (и для данного сегмента в целом) стратегия SLC-кэширования на все свободные ячейки, впрочем, это не являлось существенной проблемой в целом.
В этот момент история могла бы завершиться, поскольку SSD в подобной комплектации были доступны в продаже довольно продолжительное время. Мы решили повторно протестировать накопитель с учетом этого, однако… Micron B47R стал дефицитным, и Kingston начал предлагать модели с памятью Kioxia — хотя и с 4-plane, что не повлияло на скорость работы. В Digma же приняли решение вернуться к первоначальной конфигурации Top P8. Это не противоречит логике совсем топовый сегмент Phison E18 уже не тянет: давно есть E25 и E26, да и последний сейчас меняют на E28. А недорогой SSD на «взрослой» платформе интересен многим — в конце концов, некоторые просто побаиваются безбуферных контроллеров.
Сегодня Digma Top P8 стоит воспринимать как более дорогой аналог Meta, но всё ещё доступный вариант с гарантией спокойствия. В связи с этим повторное тестирование SSD не представляется необходимым, поскольку он аналогичен тому, что был представлен три года назад. Тем не менее, имея в руках устройство, было решено провести дополнительные исследования. Возможно, обновление прошивок внесло какие-либо улучшения, пусть и незначительные. Стоимость терабайтника сейчас ниже 8000 рублей, даже меньше, чем у недавно протестированного Silicon Power Endura ES75. Однако здесь также присутствуют TLC и DRAM-буфер, что может успокоить наиболее требовательных пользователей. А вот существуют ли преимущества более бюджетных Meta в повседневном использовании — это вопрос, который стоит проверить.
Тестирование
Методика тестирования
Методика подробно описана в отдельной статье, в этом разделе вы сможете более детально изучить программное и аппаратное обеспечение, которое было использовано. Для справки отметим, что для тестирования был применён стенд, основанный на процессоре Intel Core i9-11900K и материнской плате Asus ROG Maximus XIII Hero на чипсете Intel Z590, что дает нам два способа подключения SSD — к «процессорным» линиям PCIe Gen4 и «чипсетным» PCIe Gen3. Первое — как раз то, на что рассчитаны современные SSD, что позволяет им работать в полную силу. Но режим совместимости также часто оказывается необходимым — чипсетный контроллер PCIe в подобной реализации впервые появился в микросхемах Intel «сотой» серии (то есть в 2015 году), и с тех пор принципиально не претерпел изменений. В последнее время мы используем его все реже, поскольку количество не охваченных платформ значительно уменьшилось, а повторение работы для каждой модели нецелесообразно. Однако сегодня мы задействуем его. Во-первых, один из участников тестирования не поддерживает иных вариантов. Во-вторых, остальные представляют интерес в первую очередь для обновления устаревших компьютеров. В-третьих, само по себе влияние интерфейса на контроллеры различных уровней представляет определенный интерес для оценки. Понятно, что даже Phison E21T, не говоря уже об остальных, в некоторых случаях демонстрирует положительную реакцию на PCIe Gen4, но точное влияние ограничений (которые в некоторых случаях могут отсутствовать) также необходимо оценить.
Заполнение данными
Для контроллеров Phison доступны прошивки с разнообразными стратегиями SLC-кэширования. Наиболее эффективными для записи крупных файлов являются версии, осуществляющие прямую запись в TLC-массив и использующие небольшой кэш, иногда только статический. Вариант с динамическим кэшированием на все доступные ячейки таковым не является. Он чаще всего применяется с QLC, а его использование с TLC приводит к снижению скорости записи до примерно ста (плюс-минус десять) мегабайт в секунду при заполнении кэша. Однако мы не будем критиковать производителя, поскольку объем памяти изначально ограничен, а кристаллы имеют значительный размер, поэтому собственная скорость массива памяти также невысока (это подтверждается тем, что даже запись в кэш осуществляется со скоростью около 2 ГБ/с). Для накопителей объемом 1 ТБ было бы целесообразно уменьшить размер кэша, но основные целевые емкости составляют 500 ГБ. А для самых экономных пользователей (или, например, для офисного компьютера) оптимальным выбором являются емкости в 250 ГБ. Поэтому приходится решать те же проблемы и использовать те же методы, что и при работе с QLC. Впрочем, результат хоть и незначительный, но положительный. А при обычной работе большой кэш будет «потреблять» большинство реальных операций записи.
Если у вас есть сомнения в том, что данная схема с работой будет эффективна в конкретном случае, целесообразно доплатить немного и приобрести Digma Meta P21. Кэш здесь небольшой, но это не создает существенных неудобств, поскольку большая часть объема данных обрабатывается со скоростью более гигабайта в секунду. В результате время выполнения теста сокращается в семь раз.
Компьютеров, поддерживающих только PCIe Gen3, становится все меньше. Однако, какую пользу дает более быстрый интерфейс для бюджетных SSD? В плане скорости записи — не так уж и много. Запись в кэш, безусловно, ускорилась до потенциальных возможностей контроллера, но, что вполне закономерно, скорость прямой записи и/или очистки кэша не увеличилась. В моем случае выигрыш составил всего 15 секунд.
Как мы предупреждали, увеличение кристаллов памяти (следовательно, параллелизма массива) негативно сказалось на Meta P7. Скорость записи в кэш возросла, для чего и был разработан новый контроллер. В то же время скорость прямой записи почти сократилась вдвое, так как данные записываются именно в память.
Подобно предыдущему случаю, интеграция SSD в спецификацию PCIe Gen3 оказывает влияние исключительно на скорость записи в кэш. Интересно, что аналогичную ситуацию можно было бы наблюдать и в Mega P5, если бы применялась такая же политика кэширования. Но речь идет не об аналогичной, а о более медленной картине – в полтора раза медленнее на всех этапах. Это обусловлено менее мощным контроллером, при этом память в этих двух накопителях идентична. Время выполнения всего сценария сократилось бы до 40 минут, что вдвое меньше текущего показателя. Однако на практике терабайт данных сразу записывать не приходится, и уменьшение объема кэша привело бы к переходу к прямой записи, особенно при небольшой общей емкости накопителя – с сопутствующими последствиями. В конечном счете, бюджетные SSD – это всегда результат компромиссов. Невозможно улучшить все характеристики одновременно. Точнее, это возможно, но тогда они потеряют свою доступность.
Топ P8 даже в такой комплектации не сильно опережает уровень «бюджетных компромиссов». Ему остро не хватает памяти, как в Meta P21 — тогда бы он всем смог продемонстрировать свои возможности! При правильной политике кэширования, конечно — напомним, что в версиях на Micron вся оперативная память уходила на увеличение размеров SLC-кэша, поэтому скорость за его пределами была примерно такой же. Кроме того, емкость тоже стоило бы увеличить — контроллер восьмиканальный, так что терабайтник и на «быстрых» кристаллах по 512 Гбит будет всё равно ограничен по скорости из-за низкой кратности чередования. Обе проблемы можно было бы решить — так и на 3 ГБ/с можно было бы замахнуться на 75% графика. Одну проблему — 1,5 ГБ/с. А так имеем лишь примерный паритет с Meta P7, которого тоже судьба не баловала, и заметное отставание от Meta P21 — к конфигурации которого звезды были максимально благосклонны.
Впрочем, это лишь запись. При своей сущности она весьма обобщенная – на практике, как мы уже отмечали, потребность в записи сотен гигабайт на максимальной скорости возникает лишь у специалистов, занимающихся тестированием. Однако, данный тест позволяет наглядно продемонстрировать некоторые особенности внутреннего устройства SSD, что делает его весьма интересным для изучения. Только не следует забывать, что основной объем работы обеспечивают другие типы задач.
Предельные скоростные характеристики
Базовые тесты производительности, включая CrystalDiskMark 8.0.1, давно уже не позволяют оценить реальные возможности накопителей из-за SLC-кэширования — они демонстрируют лишь его работу. Однако и данные о быстродействии, предоставляемые производителями, также ограничены этим кэшем, поэтому их проверка всегда актуальна. Особенно учитывая, что оптимизация кэширования направлена на то, чтобы и в реальной жизни как можно чаще «попадать в кэш». И демонстрировать высокие скорости, несмотря на снижение стоимости памяти.
Сценарий отличается простотой и отрывается от действительности, но даже он содержит некоторые полезные сведения. Так, даже контроллер Phison E15T с подобной памятью не достигает ограничений PCIe Gen3 при чтении данных, а более новые модели справляются с этим легко и непринужденно. Для использования пропускной способности Gen4 давно не нужны восьмиканальные контроллеры – достаточно четырех быстрых каналов. Бывший флагман, но с небыстрой памятью при таких простых нагрузках в пределах SLC-кэша может, даже, и проигрывать иногда.
К тому же, увеличение числа вычислительных ядер и наличие дополнительного DRAM-буфера не гарантируют возможности хранения большего объема данных при произвольном доступе. Однако, как мы неоднократно отмечали, эти показатели давно потеряли свою практическую ценность, поскольку даже самые медленные современные твердотельные накопители способны обеспечить значительно большую производительность, чем требуется современному программному обеспечению, и это при отсутствии очередей. Если же очередь возникает, то это характерно лишь для синтетических тестов. Тем не менее, анализ числовых значений может быть полезным.
Зато даже более ранние модели (а E18T был представлен на несколько лет раньше, чем E21T, не говоря уже об E27T) могут отоптимизировать лучше. Пусть это и всего лишь спорт высоких достижений, но, опять же, очень показательный для тех, кто желает досконально разобраться во всех деталях, влияющих на производительность.
Практически никогда не наблюдаются длинные очереди из запросов — поскольку скорость обработки системой в наихудшем случае превышает скорость их появления (за исключением бенчмарков). «Большие» блоки могут встречаться — количество операций с ними уменьшается, но общая скорость растет. Такая оптимизация применяется уже несколько десятков лет, начиная со времен жестких дисков. Однако никаких неожиданных результатов мы не увидим. Влияние памяти на результаты незначительно — все рабочие данные полностью помещаются в SLC-кэш. Производительность контроллеров всех классов повышается. Phison E18T по времени разработки больше всего напоминает E19T/E15T — и его превосходство над ними очевидно. Но прогресс не остановился на этом.
Конкуренцию Top P8 на рынке часто составляют модели Meta P21, возможно, из-за разницы в объеме памяти. Тем не менее, в общем случае эту группу можно считать примерно равноценной. Цены также отражают эту тенденцию: Top P8 — самый дорогой вариант, Meta P21 — самая доступная, но разница между ними меньше, чем между Meta P21 и Mega P5. В этом диапазоне необходимо разместить и Meta P7.
Смешанный режим также имеет значение, поскольку в реальных условиях (в отличие от тестовых утилит) редко встречаются ситуации, когда данные постоянно только записываются или только считываются. Это особенно актуально в многозадачной среде и с учетом сложной внутренней работы современных операционных систем. Однако, интересных результатов здесь мы не увидим, пока не выйдем за пределы SLC-кэша. Оптимизация работы контроллеров в пределах его работы не представляет для разработчиков большой сложности — именно этим они и занимаются. Компания Phison добилась значительных успехов в этом направлении, и каждый этап развития можно четко проследить в ретроспективных обзорах. В действительности не всегда приходится иметь дело со свежими данными, и их локальность может быть существенно ниже, чем в низкоуровневых тестах. Именно поэтому мы приводим последние – они служат своего рода ориентиром. Предпочитая делать более широкие выводы на основе иных сценариев.
Работа с большими файлами
Несмотря на хорошие результаты, демонстрируемые в специализированных утилитах, достичь подобных скоростей в реальных условиях не всегда представляется возможным. Это связано с тем, что работа с накопителями в реальных сценариях значительно сложнее. Например, CrystalDiskMark использует небольшие (по сравнению с реальными объемами данных) порции информации, при этом все операции выполняются внутри одного файла. Во-первых, в современных условиях такие тесты практически всегда и гарантированно выполняются из SLC-кэша на протяжении всего процесса, во-вторых, не требуется учитывать служебные операции файловой системы – запись одного файла включает в себя модификацию MFT и работу с журналами (которые используются в журналируемых файловых системах, таких как NTFS), поэтому запись осуществляется не последовательно в одном месте, а в различные (и частично — мелким блоком). В целом, наиболее точные практические результаты демонстрирует Intel NAS Performance Toolkit. С его помощью можно протестировать не только кэш, но и смоделировать более реалистичные условия, в которых свободного места практически не остается, а не только на пустом диске, где кэш имеет максимальный размер. Именно так мы и поступаем.
Работа в однопоточном режиме является наиболее распространенным (в 146% случаев), однако и самым трудоемким сценарием. Тем не менее, нам уже удалось достичь скорости передачи данных, превышающую два, а иногда и три гигабайта в секунду, хотя для многих пользователей даже пропускная способность SATA остается достаточной. Важно отметить существенную разницу в скорости чтения недавно записанных данных из кэша и данных, уже находящихся в основной памяти, причем эта разница становится более заметной при использовании менее производительных контроллеров и медленной памяти. С вторым аспектом все ясно. В первом случае наблюдается ситуация, когда даже контроллер Phison E27T не может превзойти более старый E18T, поскольку у второго всего больше. В реальных условиях применение PCIe Gen4 для данной задачи, даже с новейшим контроллером Phison E31T, оказывается недостаточным. Не всегда можно добиться желаемого результата, несмотря на данные, полученные в специализированных тестах.
Впечатляет динамика развития современных бюджетных контроллеров при работе с несколькими потоками. К сожалению, этот режим до сих пор кажется несколько искусственным – и причина тому десятилетия доминирования жестких дисков, которые, наоборот, диктовали необходимость сокращать число потоков ввода-вывода (в идеале – до одного). С другой стороны, для потребителей это в определенной мере является и положительным фактором, поскольку, несмотря на все улучшения контроллеров, физические ограничения преодолеть непросто. Phison E27T уже превосходит E18T при чтении из кэша, однако вытеснение данных оттуда сразу расставляет все точки над ё: уменьшение скорости во втором случае менее заметно. Более стабильно работают предыдущие популярные платформы — и медленной (в приемлемых пределах) памятью их сложно испортить. В остальном всем не повезло с ее скоростью. За исключением разве что Meta P21 — но ему быстрая память позволяет лишь достичь предельной производительности контроллера.
Скорость записи зависит от нескольких факторов: попадания данных в кэш и накладываемых штрафов за ошибки со стороны SSD, а также возможностей операционной системы для работы с файлами.
Недорогие SSD пока редко ограничивают возможности ОС, но ограничения последних уже ощутимы. Организация кэширования также имеет значение — маленький кэш позволяет снизить падение производительности при превышении своих пределов, а большой может вместить больше информации. Иногда эти факторы компенсируют друг друга: например, Mega P5 с несовершенной организацией кэширования показывает приемлемые результаты при недостатке свободного места. В свою очередь, Top P8 снова разочаровывает, отставая по пиковым показателям даже от Meta P21.
Различия в подходах к работе с жесткими дисками и SSD существенны в плане их аппаратной реализации, однако SSD в конечном итоге сводят всё к единому принципу. Почти – для бюджетных контроллеров обработка данных остаётся несколько более трудоёмкой задачей. Тем не менее, принципиальных отличий это не вносит, и, соответственно, выводы остаются прежними.
«Работа в разных направлениях представляется еще более затруднительной, чем многопоточность в одном направлении, однако это не принципиально меняет общую ситуацию. В среднем классе мы, как правило, достигаем нескольких гигабайт в секунду, когда все функционирует корректно, и сталкиваемся с трудностями, когда невозможно скрыть ограничения памяти с помощью кэширования. В настоящее время практически нет возможности что-либо скрывать, поэтому проблем также не возникает. По сути, даже у Mega P5 их нет – несмотря на относительно низкую (для этой платформы) скорость памяти и не самую удачную стратегию кэширования, производительность все равно превышает возможности прикладного программного обеспечения.
В последние два года наблюдается значительная разница в подходах к разработке для жестких дисков, в то время как для твердотельных накопителей различия несущественны. Второй вариант, безусловно, сложнее в реализации, что и влияет на характеристики бюджетных моделей. Однако и их производительность уже достигает гигабайтов в секунду – для потребителей, ориентированных прежде всего на цену, этого более чем достаточно. Те, для кого важна не только стоимость, также получают высокую скорость передачи данных.
Комплексное быстродействие
В настоящее время наиболее подходящим комплексным тестом для оценки производительности накопителей является PCMark 10 Storage, подробнее о котором рассказано в нашем обзоре. Там же мы указали, что не все три теста, входящие в состав, одинаково информативны — наиболее полезным представляется «полный» Full System Drive, который охватывает практически все типичные сценарии использования: от загрузки операционной системы до простого копирования данных (как внутренних, так и внешних). Другие два теста являются лишь его частными случаями, и, по нашему мнению, не слишком информативны. Этот тест, в свою очередь, полезен благодаря точному измерению не только фактической скорости передачи данных при решении реальных задач, но и возникающих при этом задержкам. Усреднение этих показателей по различным сценариям с последующим преобразованием к единому значению, разумеется, несколько упрощает картину, но именно что немного: в настоящее время отсутствуют всесторонние и реалистичные оценки, а не только данные, полученные в отдельных ситуациях. Поэтому имеет смысл изучить этот документ.
Стоит еще раз напомнить, что суммарный объем данных, записываемых всеми подтестами, достигает 200 ГБ — это означает, что мы гарантированно превысим объем доступного кэша, учитывая, что свободного места всего 100 ГБ. Оперативное освобождение этого пространства невозможно из-за практически отсутствующих перерывов. Тесты PCMark 10 Storage были разработаны с учетом реальных сценариев, однако они демонстрируют не самый оптимистичный взгляд на ситуацию. Дело в высокой интенсивности рабочих процессов: то, что тест выполняет за час, в реальных условиях может занимать целый день, а то и неделю, что вполне достаточно для очистки данных и предотвращения проблем, которые отражает оценка этой программы. Однако, как мудрый игрок в преферанс, следует учитывать только те взятки, которые можно гарантированно отдать, а не потенциально выиграть — поэтому при планировании на будущее мы также придерживаемся подобного пессимистичного подхода. Ошибаться в этом случае не так уж и неприятно 🙂
Следует рассматривать ситуацию с пустым накопителем исключительно как способ расширить кругозор, поскольку в реальных условиях он будет содержать не только минимальный набор необходимых программ, но и значительный объем данных. В подобных обстоятельствах даже бюджетный NVMe SSD может уступить по производительности качественному SATA… но это не критично, так как неприличных SATA накопители демонстрируют скорость, в полтора-два раза превышающую показатели базовых моделей. В современных реалиях Top P8 также представляет собой вполне достойный накопитель среднего уровня. Благодаря более быстрой памяти его характеристики могли бы быть улучшены, хотя это и не является критичным фактором. В то же время это увеличило бы вероятность его вывода из соответствующего ценового сегмента, но не сказалось бы на производительности, которая за три года несколько возросла. Основной недостаток, а именно заметное снижение скорости при недостаточном объеме кэша, сохраняется. Из-за этого накопитель может уступить и более бюджетным SSD, выпущенным значительно позже.
Итого
Нас интересовало подобное массовое тестирование не только в контексте конкретных продуктов определенной марки, но и для оценки развития бюджетных контроллеров компанией Phison. Для решения этой задачи идеально подходит такая четверка SSD. Напомним, что контроллеры Phison E15T/E19T и E18 фактически являются ровесниками (все они были анонсированы в 2020 году), но относятся к разным категориям. Понятно, что Digma Mega P5 несколько снижена производительность из-за неоптимальной памяти, используемой в этом контроллере, но и к памяти в Digma Top P8 также имеются претензии, поэтому подобное сравнение вполне оправданно. Впрочем, производительность этих устройств отличается не просто по количеству, а по качеству. Зато существенно переработанный E21T уже позволяет выходить за пределы PCIe Gen3. И SSD, использующие этот контроллер и испытывающие проблемы с памятью, могут в некоторых случаях превосходить некоторые модели на E18. Для E27T это утверждение еще более справедливо — и уже гораздо чаще. Понятно, что топовые восьмиканальные контроллеры Phison также не остались без изменений, но большинство «преемников» E18 рассчитаны уже на PCIe Gen5, что является совершенно отдельной историей, в первую очередь, из-за цен. «Ветеран» же может оказаться на одном уровне с более молодыми бюджетными решениями. Особенно в старших объемах, где определяющим фактором является стоимость памяти.
Линейка SSD Digma, использующих контроллеры Phison, представлена в полном объеме. Однако, по итогам сравнения скорости, можно сделать и противоположный вывод, хотя и с учетом некоторых особенностей. Объем в один терабайт является общим для всех этих моделей. В Digma Mega P5 не предусмотрены большие объемы памяти, а в Digma Top P8 – меньшие. Различные цели использования дисков определяют и различные подходы к технической реализации, в частности, к настройкам кэширования. Модель Mega P5 ориентирована на пользователей, для которых решающим фактором является цена, даже если это означает снижение объема. Поэтому кэш на все деньги — скорость прямой записи в младших модификациях остается недостаточно высокой, поэтому их рекомендуется дополнять большим кэшем. В моделях Top P8 на 2 ТБ и более, тем более на 4 ТБ, недостатки внутреннего параллелизма памяти могут быть скомпенсированы внешним, а экономия на памяти станет ощутимой. Общая стоимость всё равно оказывается такой, что на контроллере и DRAM-буфере можно не экономить. К тому же, для многих пользователей наличие последнего имеет важное значение — значит, нужны соответствующие предложения.
У моделей Meta P21 и Meta P7 максимальная емкость составляет 2 ТБ, что можно считать целесообразным значением для второго. В этом случае общее количество памяти компенсирует использование терабитных кристаллов. На долю первого же остается задача «защищать» позиции бренда на терабайтной отметке, что он успешно выполняет. Если, конечно, эту конфигурацию не оптимизируют по цене. Но поскольку за всё время существования модели она не менялась, то вряд ли это грозит ей в будущем — скорее, она покинет ассортимент в связи с моральным устареванием. Такое тоже возможно — все-таки слишком плотно сейчас располагается эта тройка на прилавках.
Заметно, что контроллеры, применяемые в разработках, с каждым новым поколением становятся быстрее. При этом очевидно, что речь идет в первую очередь о потенциале этих контроллеров, для раскрытия которого необходим соответствующий объем памяти. Однако производители при выборе памяти часто руководствуются другими факторами, а не стремлением к максимальной скорости. Не говоря уже о том, что данные о скорости, выходящие за пределы SLC-кэша, обычно не указываются в спецификациях. Поэтому важно рассматривать все характеристики в совокупности, чтобы избежать разочарований. Следует также учитывать, что конфигурации могут изменяться, причем в любом направлении. А в перспективе – иногда и кардинально, на целых 360 градусов, как учила одна дипломатка).