Методика проверки накопителей, разработанная в 2021 году
На рынке SSD-платформ наблюдается своего рода затишье. Это скорее тактический ход — стратегически ясно, что необходимо внедрять поддержку PCIe Gen5, и разработчики активно этим занимаются, однако новые модели пока не оказывают значительного влияния на рынок. Причина заключается в том, что производители не готовы (и, возможно, не заинтересованы) предлагать такие модели без существенного повышения цены, в то время как пользователи на предыдущих этапах увеличения скорости интерфейса (переход с SATA на PCIe, а затем еще более мелкий шажок в виде перехода с PCIe Gen3 на Gen4) хорошо усвоили, что само по себе это мероприятие существенно на большинстве потребительских характеристик SSD не сказывается. Вау-эффект перехода с механики на твердотельные накопители был связан с существенным изменением латентности носителя — но таковой пока как раз дальше менять не на что. Intel попыталась внедрить 3D Xpoint с еще более низкими задержками — но это оказалось не слишком востребованным рынком, поскольку такая память была объективно дороже флэша, хотя и цены последнего устраивают пока далеко не всех. Поэтому Optane канул в лету, а основным трендом на рынке является стремление производителей продолжать снижать стоимость хранения информации.
Иногда в этом процессе из общего потока вытаскивают и ребенка — очевидно, что твердотельные накопители на бюджетных контроллерах с ограниченным объемом QLC-памяти не только не способны обеспечить высокую скорость работы, но и в ряде повседневных ситуаций демонстрируют заметное снижение производительности, которое заметно без специального оборудования… но их становится всё больше. Стоимость при этом, действительно, удается уменьшить — однако это происходит не без последствий. В некоторых ситуациях они не оказывают негативного влияния, а в остальных… остается лишь вспоминать старую поговорку: Бачили очі, що купували, їжте, хоч повилазьте. Либо стоит более внимательно подходить к выбору, основываясь на проверенной временем классике. Найти её не всегда просто, поскольку производители не всегда готовы делиться подробностями, однако это возможно. Особенно, учитывая, что иногда они всё же раскрывают информацию, что подтверждается, например серия Silicon Power Endura, с которой мы недавно знакомились, и где ключевым аспектом является гарантированная поддержка. За это, однако, требуется доплата, как в прямом смысле, так и отказываясь от надежды найти подобное в стандартных версиях продукции этого бренда. Ранее это уже встречалось, но теперь нет необходимости в ее продвижении более ценный мех дешево.
Однако, это далеко не единственный случай подобной ситуации. Их объединяет отсутствие каких-либо значительных технических инноваций в этих SSD. К тому же, многие из них уже ранее встречались в товарном предложении тех же производителей, но под другими наименованиями. Поэтому, с одной стороны, нет необходимости в их тестировании, поскольку мы не обнаружим ничего принципиально нового. С другой стороны, не стоит игнорировать этих вполне достойных представителей среднего ценового сегмента, а также бюджетных вариантов (поскольку в подобных линейках часто встречаются модели с интерфейсом PCIe Gen3 — стоимость таких контроллеров позволяет частично компенсировать затраты на память). Пусть это и менее захватывающая картина, чем виртуальные возможности PCIe Gen5, но она более востребована на практике.
TeamGroup T-Create Classic C47 1 ТБ
Ранее подобные наименования не применялись в линейке SSD TeamGroup — они использовались исключительно для оперативной памяти. В отличие от бренда T-Force, где их используют для обозначения как оперативной памяти, так и SSD для геймеров и энтузиастов. А T-Create Classic — это память (будь то оперативная или долговременная), предназначенная для профессионалов, работающих в креативных сферах. В целом, стандартные продукты — не самый базовый уровень, но и не отличается выдающимися качествами. При этом, если посмотреть вперёд, то сейчас T-Create Classic довольно часто встречается в связке с T-Force, и это без учёта более ранних моделей, не имеющих ярких названий (например, тех, которые мы давно исследовали TeamGroup MP44L), но это отдельная тема.
На данный момент компания не предоставляет подробностей о конфигурациях своих устройств, но в ходе анализа пока не было выявлено существенных недостатков. При этом семейство продуктов весьма разнообразно, и, например, для модели I45 четко указан контроллер InnoGrit IG5220. Однако для C45, сопоставимого по производительности, такой информации нет. То же самое относится и к модели C47.
Почему наше внимание было привлечено к модели C47? Прежде всего, это уникальный топовый уровень для бюджетных четырехканальных контроллеров — скорость чтения достигает 7,4 ГБ/с, что является пределом возможностей интерфейса. Теоретически, аналогичную производительность может демонстрировать и I47, однако эта модель пока упоминается лишь в некоторых публикациях компании — официально она не представлена и отсутствует в продаже. Кроме того, в отличие от накопителей с заявленной скоростью в пять гигабайт, здесь предлагаются весьма лояльные условия гарантии: объем данных, которые можно записать (TBW), не ограничен стандартными 300 ТБ на каждые 500 ГБ емкости, а составляет 500 ТБ на тот же объем. Говоря проще, на накопитель объемом в один терабайт в данном случае можно записать до петабайта данных в течение пяти лет без потери гарантии, в отличие от обычных 600 ТБ. Следует понимать, что расчеты TBW не могут быть абсолютно точными, однако формально 600 ТБ уже позволяют вместить современную QLC-память YMTC с ее 1500 циклами перезаписи каждой ячейки, а вот петабайт в этом случае не натягивается.
Причины, по которым мы выделили YMTC, заключаются в следующем: существует всего четыре подходящие платформы для C-серии, обеспечивающие скорость 7 ГБ/с. InnoGrit IG52220 точно не подходит, так как используется в I-серии, и не подходит Phison E27T. Последний вариант вообще является достаточно специфичным, но SSD на базе Phison E27T представлен в ассортименте под названием Classic PCIE 4.0 DL. Следовательно, в C45 должно быть другое решение, поскольку нецелесообразно создавать две идентичные модели одной линейки с различными названиями. Таким образом, наиболее вероятными кандидатами являются Maxio MAP1608 для C45 и MAP1602 для C47. Основа для таких предположений весьма ненадежна, однако именно последний контроллер в сочетании с 232-слойной TLC-памятью YMTC был обнаружен в C47. И, что наиболее важно, эта конфигурация пока не встречалась другим пользователям.
Можно ли это утверждать наверняка и в дальнейшем? Вопрос, безусловно, непростой — TeamGroup не предоставила четкой документации ни по контроллеру, ни по типу используемой памяти в этой модели. Однако, пока никаких отклонений не наблюдалось, и технические параметры, а также условия гарантии определены именно для этой конфигурации, поэтому весьма вероятно, что в будущем они не изменятся. Это, несомненно, выгодно для покупателя, но не очень интересно для тестирования — мы вряд ли обнаружим что-то новое, поскольку с 2023 года было протестировано множество подобных SSD. Тем не менее, незначительные различия в производительности между ними все же могут возникать из-за различных настроек кэширования и других особенностей прошивки, поэтому просто посмотрим, что происходит в данном случае.
В завершение обзора устройства стоит отметить, что у этих SSD не наблюдается проблем, связанных с глубоким сном. В настоящее время это типичная ситуация для большинства платформ, однако в Maxio MAP1602 режим энергосбережения иногда бывает деактивирован — последний пример такого рода мы разбирали совсем недавно . В настоящее время все параметры сконфигурированы корректно.
Тестирование
Методика тестирования
Методика подробно описана в отдельной статье, в ней представлена информация об используемом программном и аппаратном обеспечении. Также здесь в кратком изложении указано, что для тестирования используется стенд, основанный на процессоре Intel Core i9-11900K и системной 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. Сегодня мы ограничимся первым, поскольку второй нам вряд ли даст какую-то новую информацию: как себя ведет MAP1602, ограниченный интерфейсом, знаем уже давно и досконально. Да и большинство «старых» компьютеров давно уже до нужного уровня модернизированы, а в новых порой и PCIe Gen3 вообще уже нет. Поэтому этот режим потихоньку становится достоянием истории.
Образцы для сравнения
Учитывая, что платформа уже достаточно хорошо знакома, сегодня нам не понадобится большое количество устройств, и это упрощает анализ полученных результатов. Необходима, конечно, модель, аналогичная по контроллеру и объему памяти. Dahua C970 Plus выступает в качестве таковой, поскольку мы недавно его тестировали.
Последней моделью на базе MAP1602 с TLC-памятью стал Silicon Power Endura ES75. Однако это уже версия с флэш-памятью Micron, а не YMTC, что еще раз демонстрирует вариативность результатов при использовании различной, хотя и схожей TLC-памяти.
Сегодняшняя ключевая тенденция – это переход на QLC-память. Ранее модели Adata Legend 900 можно было найти на нашем рынке в схожей конфигурации с Dahua C970 Plus или TeamGroup T-Create Classic C47, однако это уже не актуально. В настоящее время эти накопители также используют 232-слойную память YMTC, но уже не TLC, а QLC. При этом, скорость работы в пределах SLC-кэша у них сопоставима, а 1500 циклов перезаписи на ячейку позволяют не устанавливать дополнительные ограничения по TBW (то есть заявленные 600 ТБ действительно достижимы), поэтому замена произошла незаметно, без предварительных объявлений. В конечном итоге стоимость снизилась, но это уже другой SSD. В результате, у нас появилась возможность сравнить три различных варианта, которые отличаются только типом памяти. Точнее, два варианта, для которых память идентична – но прошивки несколько отличаются, что потенциально может повлиять на производительность.
Заполнение данными
Иногда это можно заметить даже в такой несложной области, как полная пропись данными. Основные принципы остаются неизменными и наглядно демонстрируются на графике. Максимальная скорость записи обеспечивается в пределах статической области SLC-кэша, после чего производительность зависит от объема свободных ячеек – она составляет примерно половину или треть (точное значение устанавливается производителем). Затем происходит переход к режиму прямой записи на флэш-память и очистка кэша.
Замена памяти YMTC на продукцию Micron не влечет за собой существенных изменений. Скорость записи в кэш оказалась незначительно меньше, однако прямая запись в TLC-массив, напротив, ускорилась, что и обусловило некоторый прирост в общем времени работы. Тем не менее, это по-прежнему знакомая архитектура, которая и стала одной из ключевых причин востребованности MAP1602 среди потребителей.
При использовании QLC-памяти, принципиально мало что связывает этот случай с предыдущими. Более точно, самая левая часть графика идентична – отчетливо прослеживаются статическая и динамическая части SLC-кэша, причем их скорости практически совпадают. Прямая запись не предусмотрена, и это логично, поскольку она была бы крайне медленной. Поэтому наиболее целесообразным решением является распределение кэша по всем доступным ячейкам, чтобы обеспечить возможность быстрой записи большего объема данных. Очистка кэша происходит на скорости, которая примерно на порядок ниже, чем раньше – около 500 МБ/с и меньше. Поскольку значительная часть времени тестирования приходится на этот медленный участок, общее время выполнения также увеличивается примерно на порядок. Это характерная особенность накопителей на QLC-памяти: либо данные попадают в кэш, и тогда производительность высокая, либо не попадают – и тогда она резко падает. Контроллер остался прежним, и заявленные скоростные характеристики актуальны только для области кэша. Именно поэтому подобные накопители постепенно набирают популярность.
Предельные скоростные характеристики
Базовые тесты производительности, включая CrystalDiskMark 8.0.1, давно уже не способны показать реальную картину из-за SLC-кэширования – они демонстрируют лишь работу кэша. Однако и данные о скорости, предоставляемые производителями, также ограничены его возможностями, 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.
У испытуемых скорости оказались чуть ниже заявленных, однако стоит напомнить, что в данной программе, как сложилось исторически, применяются настройки, отличающиеся от стандартных. Наименьшая скорость наблюдается при использовании модификации на QLC, хотя разница незначительна и ею можно пренебречь. Другого исхода и не предвиделось – в однобитном режиме TLC и QLC от YMTC практически не различаются, поэтому вторую можно заменить первой без изменения официальных характеристик.
Подобное утверждение применимо и к этому тестовому сценарию. Даже значительные различия в объеме памяти, используемой в связке с Maxio MAP1602, при идеальных условиях работы с SLC-кэшем (поскольку CDM не может функционировать за его пределами), практически не оказывают заметного влияния – ключевым фактором является контроллер. Он сам по себе обладает достаточной скоростью, а незначительные колебания обусловлены небольшими различиями в версиях прошивок.
При значительной загрузке контроллеры Maxiotek демонстрируют невысокую производительность, но это не критично, поскольку и прикладным программам не требуется столь высокая скорость работы. Тем более, что в реальных условиях длинные очереди просто не успевают сформироваться – современные накопители способны обрабатывать запросы быстрее, чем они поступают. Различия между типами памяти QLC и TLC (особенно между вариантами TLC с незначительными отличиями) при использовании с одним и тем же MAP1602 практически не заметны, поскольку в ходе данного теста обе технологии работают в режиме, близком к SLC.
На практике длинные очереди не возникают, поскольку скорость обработки запросов системой, даже в наихудших сценариях, превышает скорость их поступления (за исключением случаев проведения тестов). Объемные задачи, безусловно, могут возникать, однако количество операций, связанных с ними, уменьшается, что приводит к увеличению общей скорости работы. Это явление наблюдается еще со времен использования жестких дисков, и данная оптимизация существует уже несколько десятков лет. Но это тоже задача на контроллер, пока мы используем кэш, учитываем и особенности конкретных прошивок, настройки которых могут незначительно отличаться. Поэтому полное соответствие между разными SSD на одной платформе не всегда возможно, и это вполне допустимо.
Контроллеры SSD уже давно используют собственные методы линеаризации и распараллеливания. Пропустить кэш в базовых тестах практически невозможно — отсюда и демонстрируемые гигабайты в секунду, а максимальные достигнутые скорости превосходят теоретические возможности не только SATA, но и PCIe Gen3. Но, повторим еще раз, это полностью соответствует известному анекдоту: в полночь Золушка превратилась в тыкву, но принца было уже не остановить . Ранее производительность накопителей была недостаточной для выполнения сложных запросов программного обеспечения. Переход к новому подходу решил эту проблему. Теперь пользователи ожидают, когда разработчики освоят все новые возможности. А производители контроллеров SSD продолжают совершенствовать свои продукты, поскольку имеют такую возможность.
Смешанный режим также имеет значение, поскольку в реальных условиях (в отличие от тестов) редко встречаются ситуации, когда данные постоянно только записываются или только считываются. Это особенно актуально в многозадачной среде и с учетом сложной внутренней структуры современных операционных систем. Однако, интересные результаты мы не получим, пока не выйдем за пределы SLC-кэша. Оптимизация работы контроллеров в пределах его объема не представляет для разработчиков труда — именно этим они и занимаются. В действительности, не всегда приходится иметь дело со свежими данными, а их локальность может быть значительно ниже, чем в низкоуровневых тестах. Но последние служат своеобразным ориентиром для оценки характеристик — поэтому мы и используем их. При этом, мы предпочитаем делать общие заключения, основываясь на иных сценариях.
Работа с большими файлами
Даже если показатели в специализированных утилитах выглядят впечатляющими, добиться таких скоростей в реальных условиях не всегда представляется возможным. Это объясняется тем, что работа с накопителями в практических сценариях значительно сложнее. Например, CrystalDiskMark оперирует небольшими (по сравнению с реальными задачами) объемами данных, при этом все операции выполняются внутри одного файла. Во-первых, в современных условиях такая информация практически всегда и на протяжении всего тестирования находится в SLC-кэше. 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, в том числе NTFS), поэтому запись происходит не в один последовательный участок, а в различные (и частично — мелким блоком). В целом, наиболее достоверные результаты демонстрирует Intel NAS Performance Toolkit. С его помощью можно проверить не только кэш, но и смоделировать ситуацию, близкую к реальной: когда свободного места на накопителе практически не остается, а не только на пустом устройстве, где кэш имеет максимальный размер. Именно так мы и поступаем.
Работа в однопоточном режиме — наиболее распространенный (146% случаев), но и самый трудоемкий сценарий. Тем не менее, нам уже удалось достичь скорости передачи данных, превышающую два, а то и три гигабайта в секунду, хотя для многих пользователей даже пропускная способность SATA оказывается достаточной. Однако для точных измерений необходимо учитывать, что скорость чтения данных, вытесненных из кэша, снижается, а специализированные низкоуровневые тесты не позволяют это зафиксировать. Наиболее заметное снижение производительности наблюдается у твердотельных накопителей с памятью QLC, поскольку они и выполняют чтение из кэша медленнее, чем модели с TLC — это связано с различиями во внутренней структуре памяти, что и повлияло на результат. Модель Classic представляет собой проверенное временем решение. Основное достоинство таких твердотельных накопителей заключается в отсутствии инновационных технических решений.
В многопоточной среде проблема, как правило, обостряется. Однако значительные объемы устаревшего кода, предназначенного для работы с жесткими дисками, делают это скорее теоретической возможностью — разработчики стремятся избегать одновременного ввода-вывода из нескольких потоков. В то же время, подобная ситуация может возникнуть и при работе нескольких программ одновременно. Тем не менее, на таких скоростях ею можно пренебречь — слишком затруднительно будет наложить друг на друга запросы. В целом, принципиальных отличий от предыдущего сценария не наблюдается. Лишь разница между недавно записанными и уже имеющимися данных становится весьма заметной, что характерно для систем хранения терабайтного объема на этой платформе — им не хватает двойной череды (поэтому твердотельные накопители емкостью 2 ТБ демонстрируют более стабильную работу). Расхождение результатов между протестированными экземплярами также возрастает, но, повторим, в настоящий момент это имеет куда меньшее значение, чем скорость последовательного чтения.
Скорость записи определяется возможностью попадания данных в кэш, штрафами за промахи на SSD, а также эффективностью функций работы с файлами операционной системы. Последние начинают создавать ограничения даже для недорогих SSD, хотя пока это происходит нечасто и не оказывает существенного влияния — зачастую более серьезными являются собственные ограничения системы. Важна и организация кэширования: небольшой кэш позволяет избежать значительного снижения скорости при переполнении, в то время как большой кэш способен вместить больше информации. Именно поэтому QLC-версия MAP1602 может превосходить стандартную модель при недостатке свободного места, поскольку у неё больший кэш.
Существующие два варианта развития событий кардинально отличаются с точки зрения работы жёстких дисков, однако SSD сводят все к единому знаменателю. Почти к единому – бюджетные контроллеры по-прежнему справляются с этой задачей с некоторым усложнением. Но принципиальных отличий при этом не наблюдается, поэтому и выводы остаются прежними.
«Работа в разных направлениях представляется еще более сложной задачей, чем многопоточный доступ в одном направлении, причем в таких условиях иногда уже может оказаться недостаточным кэширование – стоит напомнить, что оно ускоряет не только запись данных в современных условиях. Поэтому переход на память QLC заметно снижает скорость работы – особенно при нехватке свободного места, что также ограничивает емкость SLC-кэша. Однако это становится заметно лишь при сравнении с оригинальной версией платформы. В целом на рынке представлено множество более медленных SSD, причем некоторые из них используют память TLC, но с другими контроллерами. Комбинация MAP1602 с высокоскоростной памятью не вызывает нареканий и по этой причине стала весьма популярной.
Переход к памяти QLC обусловлен преимущественно снижением стоимости производства, хотя это не всегда приводит к заметному снижению скорости работы. По крайней мере, для пользователей бюджетных SSD, к которым относится данная платформа, это не является существенным недостатком, даже несмотря на то, что она находится в более высоком ценовом диапазоне этого сегмента. Однако, ситуация, когда это не всегда так, не исключает возможности возникновения проблем. Поэтому имеет смысл немного увеличить разовые затраты, чтобы избежать потенциальных сложностей в будущем.
Комплексное быстродействие
В настоящее время наиболее эффективным комплексным тестом для оценки производительности накопителей является PCMark 10 Storage, подробное описание которого представлено в нашем обзоре. Там же мы указали, что не все три теста, входящие в состав набора, равнозначны по своей ценности — наиболее информативным представляется тест «Full System Drive», охватывающий широкий спектр типичных задач: от запуска операционной системы до обычного копирования файлов (как внутренних, так и расположенных на внешних носителях). Два других теста являются лишь его частями, и, по нашему мнению, не представляют особого интереса. Данный тест полезен благодаря точному измерению не только фактической скорости передачи данных при решении практических задач, но и возникающих при этом задержкам. Усреднение этих показателей по различным сценариям с последующим преобразованием в единое число, безусловно, несколько упрощает картину, но именно что немного: в настоящий момент все же отсутствуют оценки, которые можно было бы считать реалистичными в большинстве ситуаций, а не только в отдельных случаях. Поэтому стоит изучить этот документ.
Общий объем записи от всех подтестов достигает 200 ГБ, что означает, что мы точно превысим объем кэша, поскольку свободного места всего 100 ГБ. Оперативное освобождение пространства не представляется возможным из-за практически отсутствующих пауз. Тесты PCMark 10 Storage имитировали реальные условия, однако демонстрируют не самый оптимистичный сценарий. Высокая интенсивность рабочих задач приводит к тому, что задача, выполняемая программой за час, у некоторых пользователей занимает день, а у других – неделю, что обеспечивает достаточно времени для очистки данных и снижения вероятности возникновения проблем. Однако, как и опытный игрок в преферанс, мы ориентируемся на те взятки, которые мы отдаем, а не на те, что можем выиграть, поэтому при планировании на будущее мы также принимаем во внимание подобный пессимизм. Ошибаться в меньшей степени неприятно 🙂
Как мы уже указывали в обзоре Adata Legend 900, подобные результаты можно объяснить и тем, что сам по себе бенчмарк устарел. Это нормальный и закономерный процесс: с развитием программного обеспечения накопителей, в частности, совершенствованием алгоритмов SLC-кэширования (которые значительно отличаются от тех, что были десять лет назад), становится все сложнее «пробиться» через эту маскировку. Предыдущие версии PCMark, как мы помним, вообще не справлялись с этой задачей, хотя разные жесткие диски вполне неплохо ранжировались по производительности — ведь для этого они и разрабатывались. Windows 10 решила старые проблемы, однако теперь, вероятно, настало время решать новые. Или не решать их вовсе — а просто принять, что большинство пользователей не сталкивается со сложными сценариями, и их мало волнует поведение накопителей в них. Впрочем, могут возникнуть неприятные сюрпризы, если все-таки придется столкнуться с ними. Но это уже вопросы общего характера. В контексте тестирования можно констатировать простой факт: как TLC-, так и QLC-версии этой платформы Maxiotek демонстрируют практически идентичное быстродействие в повседневных задачах. Местами наблюдаются существенные различия. И чтобы не беспокоиться о том, попадете ли вы в эти самые места, проще, как уже упоминалось, немного увеличить стоимость при покупке «классической» версии. Она, скажем так, более надежна 🙂
Итого
Ожидать каких-либо прорывов в ходе тестирования было невозможно, это было понятно сразу после выбора аппаратной платформы. TeamGroup T-Create Classic C47 использует вполне традиционное решение: SSD на базе контроллера Maxio MAP1602 уже применяются в течение двух лет. Это верхний предел бюджетного сегмента, поскольку существенные улучшения без изменения базовой концепции практически нереальны. В то же время, снижение качества ради удешевления вполне возможно, и подобные примеры встречаются на рынке. Формально, T-Create Classic C47 не застрахован от подобной участи — TeamGroup не дает гарантий сохранения текущей конфигурации. Однако, если бы у компании возникли планы по внесению изменений, вряд ли она создала бы отдельную линейку с большим количеством моделей, близких по техническим параметрам. Проще было бы продолжать продавать, например, какой-нибудь MP44L — который за время нашего знакомства успел побывать… Да в каких только моделях не побывал — в том числе и в точно таких же, как T-Create Classic C47. И даже в тех, что выпускает Silicon Power Endura ES75. И во множестве других — сейчас там чаще всего устанавливают контроллеры Phison E27T с памятью Kioxia, а о том, что будет завтра, не может знать даже сам производитель.
В линейке T-Create Classic наблюдается большая определенность, по крайней мере, на данный момент. И C47 является ее ярким представителем. Это поистине классический SSD, зарекомендовавший себя временем. Недостатком таких накопителей можно считать лишь их сравнительно высокую стоимость. Однако стремление сэкономить может обернуться (и зачастую оборачивается) риском.