Мeтoдикa тeстирoвaния нaкoпитeлeй oбрaзцa 2016 гoдa
Зa пoслeднee врeмя мы прoтeстирoвaли нeмaлo твeрдoтeльныx нaкoпитeлeй, испoльзующиx рaзнooбрaзную TLC-пaмять (кaк плaнaрную, тaк и «трexмeрную») в пaрe с тeм или иным кoнтрoллeрoм Silicon Motion. Причины, пoчeму прoдукция небольшой тайваньской компании, некогда считавшаяся пригодной лишь для самых дешевых накопителей, внезапно стала использоваться многими производителями, включая и очень именитых, просты. Во-первых, как уже не раз было сказано, рынок сейчас в основном растет как раз за счет бюджетных SSD — особенно SATA-сегмент, где все равно никаких рекордов скорости поставить невозможно, так что и энтузиасты в его стороны смотреть перестали (у них теперь есть новые игрушки :)). Во-вторых, сам по себе ассортимент контроллеров по мере упорядочивания рынка сильно сократился из-за разнообразных слияний и поглощений. Да и не только их: например, Samsung на ранних стадиях развития рынка свои компоненты отгружал многим производителям, однако чуть позднее компания пришла к выводу, что выгоднее при наличии возможности замкнуть все производство «на себя», что позволило ей занять лидирующие позиции, но сильно уменьшило видовое разнообразие SSD. А некоторые из выживших контроллеров просто «неудобно» использовать: например, продукцию Marvell сильно портит не только относительно высокая цена, но и то, что этот производитель отгружает партнерам как правило «голые» чипы, делегируя им весь труд по разработке конечных устройств — от аппаратного дизайна до прошивки. Ну и, в-третьих, немаловажным являются технические детали. Silicon Motion всегда специализировалась на бюджетных продуктах, в результате чего даже во время гонки за производительностью ее устройства оставались одноядерными четырехканальными (т. е. ниже среднего уровня), а многие из них даже не поддерживают подключение кэш-памяти — это сохранилось и в современных версиях SATA-контроллеров. Зато темпы увеличения их функциональности, необходимой для работы с дешевой памятью, не оставляют желать лучшего — в чем мы уже неоднократно убеждались. Чего стоит только «двухрежимность» последних контроллеров, позволяющая им при наличии свободных ячеек памяти использовать их в SLC-режиме, позднее «ужимая» данные при необходимости. Это позволяет накопителям на базе недорогих SM2258/SM2259 быстро записывать до трети объема, что делает их практически неотличимыми от более дорогих устройств с MLC-памятью. Ну, а поддержка LDPC-кодов, теоретически позволяющая увеличить ресурс микросхем флэша в три раза (что очень актуально для как раз для TLC) появилась еще ранее.
Последней же очень не хватает контроллерам еще одного тайваньского производителя, а именно Phison. Точнее, не всем контроллерам, а очень интересному Phison PS3110-S10. Объясняется это очень просто — данная четырехъядерная восьмиканальная (в старшей модификации, но и младшая не уступает SATA-продуктам Silicon Motion) модель появилась еще в 2015 году и была в основном ориентирована на использование MLC-памяти. Впрочем, и первые устройства на TLC его тоже использовали с успехом — все равно на тот момент LDPC-коды не поддерживал ни один из контроллеров. Позднее альтернативы начали появляться, однако S10 с различными вариантами планарной памяти на их фоне выглядел все равно неплохо. Тем более, что фактически всю работу не только по разработке референсного дизайна и прошивок, но и по фактическому производству накопителей Phison брал на себя. Но вот внедрение «трехмерной» памяти в устройства на базе S10 было сочтено неэффективным. Во-первых, из-за поддержки только «упрощенной» системы коррекции ошибок на базе BCH ECC. Во-вторых же (что тоже важно), для дешевой (в хорошем смысле этого слова) памяти желательно использовать и недорогой контроллер. Поэтому, повторимся, реализовывать поддержку 3D NAND в S10 или его «наследнике» не стали. Разрабатывать упрощенную, но улучшенную функционально версию контроллера тоже. Просто потому, что у компании формально такая уже была в ассортименте: PS3111-S11, с которым мы уже знакомились на примере очень дешевого накопителя GoodRam CX300. В таких устройствах S11 всегда выглядел неплохо, но… По сравнению с S10 он слишком уж «упрощенный» — не просто двухканальный одноядерный, но и не поддерживающий DRAM-кэш. Так что если уж сравнивать S11 с продуктами Silicon Motion, то не с лучшими моделями, а с самыми простыми — типа SM2256S. Это мы как раз в обзоре СХ300 и делали — выяснилось, что в случае недорогих устройств низкой емкости S11, вообще говоря, вполне конкурентоспособен. Во многом благодаря тому, что разработчик немного скомпенсировал отсутствие внешней микросхемы динамической памяти, встроив 32 МБ непосредственно в контроллер — для таблицы трансляции адресов и тому подобной служебной информации. И поддержка LDPC в нем, разумеется, уже есть.
Почему же тогда мы склонны сожалеть об уходе со сцены S10? Да именно потому, что по сравнению с ним S11 слишком простой, и полностью это скомпенсировать нельзя. А ведь некоторые виды 3D NAND TLC сами по себе не быстры — то же первое поколение кристаллов IMFT, которое на более-менее пристойный уровень мог вытянуть только «хороший» контроллер. И если в моделях невысокой емкости важен каждый цент, а в сравнении с «безкэшовыми» моделями Silicon Motion контроллер S11 неплох, то выпуск на его базе накопителей высокой емкости на первый взгляд кажется сомнительным занятием. Впрочем, не будем спешить, а сделаем второй взгляд — вооруженным глазом 🙂
Corsair Force LE200 240 ГБ
Не так давно мы тестировали Corsair Force LE емкостью 960 ГБ, содержащий в себе как раз контроллер Phison PS3110-S10, 15-нанометровую TLC-память Toshiba и DRAM-буфер DDR3–1600 объемом из расчета «мегабайт на гигабайт емкости». Как уже было сказано выше, связка до сих пор популярна и предлагается многими производителями. В том числе, и самой Toshiba — таким был ее OCZ TR150. LE200, несмотря на сходство названий, совсем другой продукт — на базе PS3111-S11 и… А вот тут-то и оказывается, что это даже не один «продукт», а целых три разных. Точнее, шесть — как и положено ультрабюджетным накопителям, существуют таковые только в версиях на 120 и 240 ГБ. Но при этом для каждой емкости есть три модификации, различающиеся типом памяти. В большинстве обзоров, например, фигурирует модель на базе той же 15-нанометровой TLC Toshiba, что и в «обычном» LE или упомянутом CX300. А вот нам досталась совсем другая версия — в которой применяются те самые 32-слойные кристаллы 3D NAND Micron по 384 Гбит. Очевидно, что это разные накопители, тем не менее существующие параллельно, и различить их можно только по полному номеру модели. В нашем случае им был CSSD-F240GBLE200C — последняя буква имеет значение, поскольку без нее как раз и получаем простую и давно знакомую планарную память. Отметим также, что за содержимое модели CSSD-F240GBLE200B мы не отвечаем. Corsair, похоже, тоже.
Впрочем, это обычная ситуация для бюджетного сегмента: «начинку» могут поменять в любой момент и в более дорогих устройствах, причем не всегда можно понять, что покупаешь, пока не купишь. Нельзя сказать, что нас такое положение дел радует, но и не удивляет тоже. В принципе, если ограничиваться моделями минимальной емкости (как в случае Corsair), никаких принципиальных отличий такие изменения не вносят, так что в обзоре мы просто посмотрим, как эта связка работает на практике. Остается добавить, что накопитель мы тестировали с прошивкой версии SBFM71.0 — что, кстати, тоже позволяет однозначно идентифицировать платформу.
Toshiba TR200 960 ГБ
Казалось бы, емкость этого устройства слишком уж отличается от LE200, так что нет смысла смешивать их в одном обзоре. Но на деле они очень похожи идеологически, а не только используют одинаковый контроллер. Напомним, что Corsair Force LE и Toshiba OCZ TR150 были практически идентичны по внутреннему устройству. А LE200 (в рассматриваемой нами модификации) и TR200 — то, что из них получилось переходом на PS3111-S11 и 3D NAND. Кстати, и аналог LE200 с планарной памятью в ассортименте Toshiba тоже был — OCZ TL100. Причем аналог еще и более полный: модельный ряд TL100 ограничивался теми же емкостями в 120 и 240 ГБ.
В этом сходство — дальше начинаются различия: Corsair не заменил всю линейку LE на LE200, а вот Toshiba реализовала весь модельный ряд, поэтому TR200 (уже без приставки «OCZ», так что накопитель показателен не только платформой) можно считать полной заменой TR150. В принципе, таковой эта модель в планах компании и является: основными становятся три линейки, две из которых будут использовать MLC-память, а одна — и вовсе интерфейс PCIe. Кроме того, в TR200 используются собственные 64-слойные кристаллы флэш-памяти BiCS 3D NAND TLC, с которыми мы ранее не сталкивались, но, учитывая обычные пути распространения платформ Phison, наверняка столкнемся в будущем. И не раз. И не только мы. И, скорее всего, все такие решения будут иметь сходную гарантию — 3 года при ограничении полного объема записи в 60 ТБ на каждые 240 ГБ емкости. Во всяком случае, Toshiba предлагает именно такую, что вполне соответствует среднему уровню для современных TLC-накопителей (выделяется на общем фоне разве что Intel 545S, но это совсем отдельная история).
Во время тестирования применялась прошивка версии SBFA12.0.
Конкуренты
Поскольку накопителей у нас сегодня два и разных, опорных точек должно быть много. Во-первых, уже не раз упомянутый GoodRam CX300 — на том же контроллере. Во-вторых, WD Green SSD 240 ГБ на базе контроллера Silicon Motion SM2256S, благо эта линейка имеет аналогичное Corsair LE200 позиционирование. В-третьих, нам пригодится Corsair Force LE емкостью 960 ГБ, благо он идентичен TR150 той же емкости (а означенный TR150 будет вытесняться с прилавков новым TR200). И для массовости мы взяли еще результаты Intel 545s и Plextor S3C емкостью 256 ГБ — как еще пару примеров связок контроллеров Silicon Motion (уже уровнем повыше) с разной TLC-памятью.
Тестирование
Методика тестирования
Методика подробно описана в отдельной статье. Там можно познакомиться с используемым аппаратным и программным обеспечением.
Производительность в приложениях
Мы не устаем повторять, что в тестах высокого уровня все твердотельные накопители ведут себя примерно одинаково. Однако, как видим, в бюджетном сегменте иногда можно заметить какие-то мелкие нюансы. Например, если CX300 обгонял WD Green, на основании чего мы в свое время делали вывод о том, что реализация «безкэшевых» контроллеров у Phison более правильная, то смена памяти сделала Corsair LE200 отстающим от этой пары. А вот TR200 демонстрирует неплохую производительность, но тоже чуть ниже, чем обеспечивали накопители на S10 с планарной TLC-памятью (включая его непосредственного предшественника — TR150). В целом на такие отличия можно не обращать внимания: все равно это не тот уровень, что у «механики», то есть отличия в работе любого из наших героев от винчестера будут видны невооруженным глазом, а вот проранжировать сами эти SSD можно только при помощи тестовых утилит. И только если задаться такой целью специально 🙂
С точки зрения оценок низкого уровня (в том же тестовом пакете) различия становятся более заметными — как обычно и бывает.
В предыдущей версии PC Mark картина аналогичная. Явными фаворитами по RAW-оценке выглядят накопители на Silicon Motion с кэш-памятью. Аутсайдерами — связка из S11 и 3D NAND. Особенно в случае памяти Micron, но на низкое быстродействие микросхем первого поколения жаловались многие. Показатели же новой разработки Toshiba «ровнее», так что в плане сценариев высокого уровня TR200 можно считать равноценной заменой TR150.
Последовательные операции
Накопители на базе Phison PS3111-S11 — одни из немногих, кто и при чтении данных не достигает ограничений интерфейса. Кроме того, в многопоточном режиме им иногда свойственно снижать производительность, что тоже не совсем типично. Но является платой за отсутствие кэш-памяти. Причем (пусть и) небольшое количество встроенной DRAM по-прежнему позволяет им работать в таком режиме быстрее, чем могут обеспечить соответствующие модификации Silicon Motion.
Зато с записью в пределах SLC-кэша они справляются очень хорошо — особенно модификации на 240 ГБ и более. 120 же (как и предполагалось) по всем раскладам минимальный уровень — такие модели независимо от конкретных контроллеров уже и по скорости заметно проигрывают более емким. Но с окончательными выводами мы спешить не будем — запись небольшого количества данных это идеальный случай для TLC-накопителей благодаря SLC-кэшированию, а вовсе не каким-то другим особенностям. Так что посмотрим — что будет дальше.
Случайный доступ
AS SSD тоже «укладывается» в кэш (при выбранных нами настройках), так что подробно разбирать ее результаты мы не будем. В первом приближении наши сегодняшние герои демонстрируют поведение, аналогичное прочим накопителям.
Более интересны результаты Anvil’s Storage Utilities, поскольку данной утилите мы специально установили рабочую область в 12 ГБ, что заведомо превышает размеры статистического SLC-кэш фактически на всех платформах. Зато немного «подыгрывает» устройствам на базе SM2258/SM2259, но это делалось не специально — просто на момент разработки тестовой методики их все равно еще не было 🙂 Но сегодня нам важно не это, а то, что накопители на базе Phison PS3111-S11 в таком сценарии оказываются (как и ранее) одними из самых медленных. И особенно расстраивают показатели TR200 — все-таки покупая устройство небольшой емкости (типа 120 или 240 ГБ) мало кто обычно рассчитывает на высокие скоростные показатели, но эта-то линейка позиционируется Toshiba как универсальная. Впрочем, S10 с TLC-памятью тут тоже не блистал, однако это все равно не отменяет того факта, что с точки зрения низкоуровневой производительности TR200 — шаг назад по сравнению с TR150.
С другой стороны, с чтением блоками разного размера при единичной очереди команд (а это для персонального компьютера намного более частая операция, чем запись и/или «глубокие» очереди) он справляется даже получше непосредственного предшественника. Да и Corsair LE200 работает на допустимом для недорогого накопителя низкой емкости (= «бюджетный системный») уровне. В общем, все будут определять цены. А что накопители на этой платформе не слишком (мягко говоря) рассчитаны на интенсивные операции записи — так это вообще применимо к большинству устройств на базе TLC-памяти; особенно небыстрой 3D. И бороться с этим можно лишь специальными ухищрениями, которые (что заметно на примере Intel 545s 256 ГБ, отстающего от Plextor S3 той же емкости) все равно не всегда помогают.
Работа с большими файлами
Как уже было сказано выше, до ограничений интерфейса накопители на этой платформе обычно не добираются, что заметно отличает ее от более дорогих решений (и не обязательно существенно более дорогих). Но в целом уровень производительности неплохой — для конкуренции с винчестерами (ради чего все и затевалось) более чем достаточный. В многопоточном режиме — и избыточный.
А вот про запись мы такого сказать не можем. Впрочем, практически все современные бюджетные платформы отстают в таких сценариях от топовых настольных винчестеров даже в многопоточном режиме, но Phison S11 может проиграть и портативному внешнему жесткому диску. При небольшой емкости флэш-памяти во всяком случае и не слишком забитому данными — в противном случае обгонит, но не радикально. На практике, конечно, ничего страшного в этом нет, но сильно снижает привлекательность идеи использования такого SSD в качестве вторичного накопителя — в дополнение к быстрому и маленькому топовому «системному». Лучше уж винчестер в таком качестве и применять. Либо «основной» SSD выбирать из среднего класса, но емкостью побольше.
И при записи одновременно с чтением тоже никаких рекордов. Тут-то производительность уровнем повыше «винчестерной» (особенно при случайном доступе, что не так уж и редко встречается при работе нескольких программ), но внутри «твердотельного сегмента» — лишь на «нижнем базовом» уровне. Причем емкостью дело не подправить — контроллер двухканальный, так что все свои потенциальные возможности полностью реализует уже на 240–480 ГБ. Вот медленной памятью его можно только испортить, так что модели на кристаллах IMFT первого поколения вообще выглядят не блестяще. Для обработки больших объемов данных, конечно — в качестве небольшого системного накопителя тот же LE200 при условии невысокой цены будет неплох, а именно так он компанией и позиционируется.
Рейтинги
Низкоуровневый рейтинг Anvil’s Storage Utilities это все подтверждает — по сути накопители на базе Phison PS3111-S11 оказываются по производительности там же, где и устройства на базе контроллеров Silicon Motion без кэш-памяти, причем и те, и другие «проваливаются» в основном на операциях записи. При использовании одинаковой флэш-памяти S11 может оказаться и более быстрым, однако способов обойти ограничения медленных видов последней в его арсенале нет. Впрочем, как видим, BiCS 3D NAND TLC Toshiba в этом качестве неплоха, но не лучше планарной памяти этого производителя. А первое поколение чипов IMFT… хорошо бы как можно быстрее заменить на второе:)
И даже если рассматривать производительность в целом — вместе с результатами тестов высокого уровня, вообще говоря, к бюджетным накопителям благосклонных, то… Toshiba TR200 хотя бы есть кого обгонять, но только лишь среди других бюджетных моделей. А Corsair Force LE200 обошел в общем зачете только старичка Intel X25-M, которому, вообще говоря, даже интерфейс немножко мешал в некоторых сценариях.
Цены
В таблице приведены средние розничные цены протестированных сегодня SSD-накопителей, актуальные на момент чтения вами данной статьи:
Corsair Force LE 960 ГБ
GoodRam CX300 120 ГБ
Intel SSD 545s 256 ГБ
Plextor S3C 256 ГБ
WD Green 240 ГБ
Corsair Force LE200 240 ГБ
Toshiba TR200 960 ГБ
виджет Яндекс.Маркет
виджет Яндекс.Маркет
виджет Яндекс.Маркет
виджет Яндекс.Маркет
виджет Яндекс.Маркет
виджет Яндекс.Маркет
Н/Д
Итого
В принципе, оба варианта платформ, равно как и вообще все вариации на тему Phison S11, укладываются в современную концепцию разработки «максимально бюджетных» накопителей, поскольку цена продолжает иметь определяющее значение. Однако, как видим, на этом пути можно и немного перестараться — все-таки данный контроллер слишком уж упрощен разработчиком. При прочих равных, впрочем, он позволяет разрабатывать несколько более быстрые накопители, чем с использованием прямого конкурента из стана Silicon Motion, но при неравных условиях (например, с более медленной памятью) вполне может отстать. При этом экономия на DRAM-буфере заметна только в ценах устройств невысокой емкости — по мере увеличения емкости вклад в себестоимость со стороны контролера и буферной памяти в относительном исчислении уменьшается. Соответственно, устройства на Phison S11 емкостью 120 или 240 ГБ (которыми ограничиваются многие производители) имеют право на жизнь в качестве очень дешевого системного накопителя, работающего в паре с винчестером, а вот с более емкими SSD ситуация сложнее (но мы помним, как Toshiba когда-то экспериментировала с резекцией DRAM у накопителей на базе контроллеров Marvell, причем конечный итог получался не таким уж плохим). Очевидно, здесь все будет зависеть в первую очередь от конечных цен, а также условий гарантии, которые смогут обеспечить поставщики. Полку́ бюджетных решений прибыло, и это хорошая новость для покупателей, которые не могут (или не хотят) позволить себе не слишком бюджетные. А рекордов производительности сегодня все равно не следует ждать ни от каких SATA-устройств — не только использующих TLC-память и недорогие контроллеры.
