Обзор и тест SSD OCZ Vector 256 Гбайт на контроллере Barefoot 3 – THG.RU

Обзор OCZ Vector 256 Гбайт | Контроллер Barefoot 3

Недавно в высшем руководстве компании OCZ произошла некоторая неразбериха, к тому же её представители заговорили о финансовых трудностях, связанных с дефицитом NAND-памяти. Недовольные заявления конкурентов говорят о том, что значительное снижение цен на SSD является прямым результатом попыток OCZ повысить уровень продаж. Естественно всем пришлось последовать их примеру.

В нынешнее время быть поставщиком SSD непросто. Но обсуждать мы сегодня будем не это. Даже несмотря на споры и трудности, возникавшие в прошлом, OCZ продолжает вертикальную интеграцию. В отличие от поставщиков, которые закупают память и контроллеры у сторонних производителей, связывают всё это не самой качественной прошивкой и называют такие SSD собственной разработкой, OCZ давно поняла, что единственный способ выстоять в конкурентной борьбе – это контролировать максимальное число компонентов.

До сего момента к нам на тесты приходили накопители OCZ с эксклюзивными прошивками и эксклюзивными контроллерами. Но недавно их поставщики начали предлагать свою продукцию другим продавцам. Некоторое время мы думали, что контроллер Everest 2 в Vertex 4 – это собственная разработка компании, но потом узнали, что он создан на базе контроллера Marvell. Однако OCZ добилась выдающейся оптимизации прошивки, которая вылилась в довольно запутанную историю с производительностью. С прошивкой 1.5 OCZ существенно изменила поведение накопителя Vertex 4, продемонстрировав мастерство разработчиков ПО и более чем серьёзный подход к своему делу.

Собственный контроллер: на сей раз по-настоящему?

На днях OCZ представляет новый SSD под названием Vector. Он работает под управлением полностью нового контроллера Barefoot 3. В отличие от Vertex 4 с логикой Everest 2, которая носила маркировку Indilinx IDX400M00-BC и была замаскирована под модель собственной разработки, нас заверяют, что Barefoot 3 (IDX500M00-BC) – это результат приобретения OCZ компаний Indilinx и PLX.

Контроллер Barefoot 3

Таким образом, компания контролирует два из трёх компонентов составляющих SSD. Мы уверены, что руководство OCZ c удовольствием открыло бы собственную производственную линию NAND-памяти, чтобы в будущем избежать убытков, связанных с недостаточными поставками. Но, как энтузиасты, мы знаем, что главным оружием OCZ является собственный контроллер. Компании больше не придётся вкладывать много ресурсов в запуск новой продукции, зная, что конкуренты, использующие такую же логику, программное обеспечение и память, дышат ей в спину.

OCZ на удивление открыто рассказывает о начинке новой модели. Barefoot 3 состоит из одного ядра ARM Cortex с сопроцессором Aragon. Первое отвечает за работу с контроллером SATA, а второй управляет обменом данных с флеш-памятью. Представители компании не захотели комментировать скорость или архитектуру лицензированного чипа ARM, но об Aragon уже опубликовано множество информации.

Блоковая диаграмма Barefoot 3

По заявлению от 10.07.2012, тогда ещё генерального директора Райана Питерсона (Ryan Peterson):

Контроллер Barefoot 3 использует разработанный нами 32-разрядный процессор Aragon 400 МГц, который для Barefoot 3 был произведен по 65-нанометровому техпроцессу TSMC.

Ядро Aragon – это первый в мире оптимизированный под нужды SSD процессор. Он поддерживает характерные для SSD наборы инструкций RISC и позволяет выполнять за один цикл большую часть команд и ветвлений.

OCZ подтвердила, что эти данные относятся и к накопителям Vector.

Итак, этот SSD имеет контроллер, разработанный Indilinx, и, следовательно, уникальную прошивку. Однако компания по-прежнему зависит от поставщиков флеш-памяти. Но вместо того, чтобы использовать 20-нанометровую память от IMFT или 21-нанометровую NAND Toggle-mode 2.0, как в NAND Samsung 840 Pro, OCZ Vector 256 Гбайт оснащён уже знакомой памятью ONFi 2.x от IMFT с техпроцессом 25 нм.

Вид изнутри

Обзор OCZ Vector 256 Гбайт | Конфигурация и тесты

Мы считаем, что переход на Windows 8 в какой-то степени повлияет на бенчмарки накопителей. Но чтобы сменить ОС, необходимо перетестировать множество других SSD, и пока мы этого ещё не сделали. Поэтому тесты проводятся на платформе под управлением Windows 7.

Обзор OCZ Vector 256 Гбайт | Результаты тестов

Скорость случайных операций блоками по 4 кбайт

Скорость случайного чтения

Примеры включают в себя сканирование на вирусы и работу в Word.

При глубине очереди в одну команду, скорость всех SSD не превышает 25-30 Мбайт/с. С увеличение до 32 команд ввода/вывода OCZ Vector 256 Гбайт выходит в лидеры с результатом почти 390 Мбайт/с (или примерно 100 000 IOPS). Он почти на 15% быстрее Vertex 4 и на 10% быстрее, чем Samsung 840 Pro. Однако Vector отстаёт и от Vertex 4 и от Samsung 840 Pro при более низкой нагрузке.

Чтобы не перегружать графики результатами множества накопителей на базе SandForce, в качестве образца диска с контроллером SF-22xx и синхронной NAND-памятью мы выбрали модель Intel SSD 520. По сравнению с этими SSD, новый OCZ Vector 256 Гбайт демонстрирует заметную разницу на глубине очереди в восемь и более команд.

Скорость случайной записи

Примеры включают в себя работу с электронной почтой, сжатие данных и интернет-сёрфинг.

В тесте случайной записи блоками по 4 Кбайт при глубине очереди от одной до четырёх команд, OCZ Vector 256 Гбайт смог немного обогнать Intel SSD 520, представляющий SSD с контроллерами SandForce второго поколения и синхронной флеш-памятью. Большинство SSD стартовали со скорости ~50 Мбайт/с, однако скорость нового SSD от OCZ составила ~80 Мбайт/с.

Начиная с четырёх команд, OCZ Vector 256 Гбайт отстаёт от Vertex 4 и Samsung 840 Pro, однако обходит их на глубине очереди в 32 команды.

Хотя Vertex 4 показывает неплохие результаты при высокой глубине очереди, в данном тесте он показал себя не очень хорошо, поскольку для настольных окружении более характерна низкая глубина очереди. Таким образом, OCZ Vector 256 Гбайт снова в лидерах.

Скорость последовательных операций блоками по 128 Кбайт

Скорость последовательного чтения

Примеры включают в себя копирование файлов, перекодирование, загрузку игровых уровней, игры, просмотр и редактирование видео.

Все SSD в сегодняшнем обзоре, за исключением Crucial m4, достигли скорости 530 – 550 Мбайт/с последовательного чтения. На практике, больше от интерфейса SATA 6 Гбит/с мы не получим.

Однако большинство десктопных задач формируют куда более низкую глубину очереди. При одной команде скорость OCZ Vector 256 Гбайт снижается до 380 Мбайт/с, в то время как у Samsung 840 Pro она составляет 410 Мбайт/с, а у Vertex 4 – 405 Мбайт/с. К счастью, Vector улучшил свой результат по сравнению с Vertex 4.

Скорость последовательной записи

Примеры включают в себя установку приложений и сохранение файлов.

Графики последовательной записи очень похожи на предыдущие. В данном случае, Samsung 840 Pro обогнал всех участников.

OCZ Vector 256 Гбайт отстаёт лишь незначительно и, в целом, обходит Vertex 4.

Диски на контроллерах SandForce при работе со сжимаемыми данными в этом тесте дают неплохую скорость, приблизительно 350 Мбайт/с на глубине очереди равной единице. Однако при появлении несжимаемых файлов, пропускная способность падает примерно до 290 – 310 Мбайт/с.

Производительность с течением времени

NAND-память может считывать или записывать только одну страницу за раз (каждая страница в OCZ Vector 256 Гбайт занимает 8 Кбайт). Допустим, вы заполнили образец на 256 Гбайт данными и затем полностью их стираете. Хотя Windows говорит, что пространство свободно, страницы всё равно содержат данные. Перезаписать их можно только совершив очистку, причём очистка происходит только на уровне блока (в случае OCZ Vector 256 Гбайт, это 256 страниц памяти на блок или 2 Мбайт).

Как вы может представить, очистка блоков это не просто удаление 2 Мбайт за раз, особенно когда на диск записано много случайных данных. К тому же некоторые страницы в блоке могут содержать нужную информацию. Поэтому, чтобы подготовить блок, состоящий из 256 страниц к следующей записи (или для сбалансированного износа памяти), нужные данные перемещаются в новый блок, этот процесс называется “уборкой мусора”.

Проблема в том, что ячейки флеш-памяти рассчитаны лишь на определённое количество циклов записи/стирания, поэтому контроллер не хочет лишний раз перемещать данные, подвергая накопитель риску преждевременного износа. Максимальная отсрочка “уборки мусора” помогает понизить усиление записи, поскольку данные перемещаются реже. Но это только задерживает неизбежное и влияет на скорость, поскольку приходится ждать завершение очистки, прежде чем будет произведена запись. Более частая уборка мусора оптимизирует производительность ценой более быстрого износа.

В своей презентации представители OCZ указали, что OCZ Vector 256 Гбайт оптимизирован для поддержания одного уровня производительности в течение долгого времени, в отличие от конкурентов, чьи диски сначала работают быстро, но сталкиваясь с перемещением страниц и освобождением блоков, начинают замедляться.

К сожалению, тест, который OCZ использовала для иллюстрации (50% LBA, запись 4 Кбайт и глубина очереди 32 команды) не совсем характерен для настольного окружения, в котором преобладает низкая глубина очереди команд. Поэтому мы создали собственный тест на выносливость и надеемся, что он более актуален в пользовательской среде. Сначала мы записываем данные последовательно, чтобы заполнить каждый блок на диске. Затем запускаем 30-минутную случайную запись блоками по 4 Кбайт. Поскольку накопитель уже заполнен данными, контроллер не имеет свободных блоков для “уборки мусора” на фоне или в простое. Таким образом, производительность, которую мы видим при последовательной записи данных на глубине очереди в одну команду, демонстрирует происходящее сразу после нагрузки флеш-памяти случайной записью блоками 4 Кбайт.

Это не значит, что один SSD лучше другого. Данная процедура помогает определить, какой тип “уборки мусора” использует архитектура: приоритетный или фоновый.

На графике выше OCZ Vector 256 Гбайт стартует с достаточно низкими показателями (примерно 100 Мбайт/с), однако производительность растёт с такой же скоростью, с которой “процесс уборки” мусора освобождает блоки. В конце концов, скорость последовательной работы возвращается к первоначальному уровню, как в Iometer на предыдущей странице.

Для сравнения, Samsung 840 Pro поднимает скорость не так плавно. Пропускная способность начинается с очень низкого уровня 18,5 Мбайт/с и взлетает до 100 Мбайт/с только когда ёмкость накопителя заполняется до 90%.

Опять же, эти графики не говорят о преимуществах дизайна Samsung или OCZ. Мы просто демонстрируем скорость, на которой OCZ Vector 256 Гбайт восстанавливает производительность в случае очень тяжёлой нагрузки (хотя большинство людей вряд ли такую нагрузку создадут).

Tom’s Hardware Storage Bench и PCMark 7

Storage Bench v1.0

Storage Bench v1.0 – это наш собственный тест на базе трассировки, имитирующий первые две недели использования накопителя в формате рабочей станции. Поскольку тест подразумевает установку программ, трассировка включает последовательно записываемые сжимаемые и несжимаемые данные.

По результатам этого теста, OCZ Vector 256 Гбайт выходит в лидеры, с небольшим отрывом следует Samsung 840 Pro 512 Гбайт.

PCMark 7

PCMark 7 использует в процессе тестирования больше сжимаемых данных, поэтому SSD на базе SandForce улучшают свои позиции.

OCZ Vector 256 Гбайт в этом тесте оказался чуть хуже Samsung 840 Pro и Vertex 3. Вполне возможно, что более короткая продолжительность теста Futuremark отражает зависимость накопителя от приоритетной “уборки мусора”, в то время как у Samsung 840 Pro такого недостатка не наблюдается.

Практические тесты чтения и записи

Мы не устаём повторять: апгрейд до любого современного твердотельного накопителя существенно ускорит вашу систему по сравнению с обычным HDD, независимо от модели. Конечно, тесты показывают, что между дисками есть различия, но в реальности найти их становится всё труднее.

Тем не менее, мы решили добавить “живые” тесты записи, чтобы продемонстрировать различия между SSD.

В нашем первом тесте мы клонируем системный SSD (Vertex 3 240 Гбайт) на целевой накопитель с помощью Acronis True Home Image 2013. Источником данных служит современный ноутбук среднего класса. Кроме операционной системы передаётся сотня музыкальных файлов, видеороликов, несколько игр, Photoshop, Office 2010 и множество личных документов. В целом, это довольно сбалансированная смесь сжимаемых и несжимаемых данных.

В первом тесте OCZ Vector 256 Гбайт справился с задачей за 31 минуту 22 секунды и уверенно занимает первую позицию. Последним к финишу приходит Intel SSD 335 с результатом 32 минуты 9 секунд (разница всего 47 секунд). Мы прогнали тест несколько раз, и, похоже, показатели более стабильные, чем с программой Todo Workstation, которая использовалась в обзоре “Тест 10 SSD ёмкостью 240 – 256 Гбайт”. Хотя некоторая разница среди показателей всё же присутствует, главная идея в том, что на практике она не так велика, как показывают синтетические бенчмарки.

Сразу после клонирования диска, мы передаём файл ёмкостью 2,86 Гбайт в формате H.264, используемый для тестов времени автономной работы планшетов и ноутбуков. Этот тест немного отличается от проводимого в обзоре 10-ти SSD, где после каждого измерения проводилась безопасная очистка SSD. Результаты определённо показывают разницу между способами управления несжимаемыми данными различных контроллеров. Конечно, как и в любом реалистичном тесте, результаты могут колебаться, но мы с уверенностью можем утверждать, что OCZ Vector 256 Гбайт находится на одном уровне с конкурентами, построенными на контроллерах отличных от SandForce.

Сканирование на вирусы включает последовательное и случайное чтение файлов различного размера. В нём даже присутствуют процессы записи, поскольку для проверки архивов программа распаковывает их содержимое.

Не забывайте, это практический бенчмарк, поэтому результаты различных прогонов могут отличаться. Тем не менее, из теста в тест, OCZ Vector 256 Гбайт занимает лидирующие позиции. Контроллер Barefoot 3 в этом SSD действительно хорош. Но следует обратить внимание, что показатели участвующих в этих тестах SSD очень близки друг к другу, и зачастую разница не превышает одного процента.

Энергопотребление: в режиме простоя и PCMark 7

Энергопотребление в режиме простоя

Благодаря высокой скорости работы большую часть времени SSD простаивают. Во время почти 30-минутного сканирования на вирусы SSD был активен всего 281 секунду. В результате, в настольном окружении важнее рассматривать энергопотребление в простое.

Несмотря на трёхъядерную архитектуру контроллера ARM, энергопотребление дисков Samsung остаётся на низком уровне. По сравнению с ними OCZ Vector 256 Гбайт проявил себя не так хорошо, особенно если рассматривать его для мобильных платформ. Несмотря на то, что уровень производительности у OCZ Vector 256 Гбайт близок к Samsung 840 Pro 512 Гбайт, ему для этого необходимо в 2,6 раза больше энергии в простое.

Энергопотребление в PCMark 7

Чтобы достигнуть производительности флагмана Samsung под нагрузкой, OCZ Vector 256 Гбайт тратит примерно на 28% больше электроэнергии. Энергопотребление обеих моделей не превышает 1 Вт, поэтому абсолютная разница по сравнению с CPU или дискретной видеокартой несоизмеримо мала. Тем не менее, очевидно, что Samsung производит более эффективные SSD, особенно в сегменте накопителей, ориентированных на энтузиастов и предназначенных для ноутбуков.

Среди решений на базе микросхем SandForce, OCZ Vector 256 Гбайт можно сравнить с OCZ Agility 3, хотя он более экономичен, чем Vertex 3 и Intel SSD 520.

Измеряем долговечность

Надёжность – важный аспект

Вопросы долговечности часто всплывают при обсуждении твердотельных накопителей, поскольку всех волнует, в какое время наступит момент, когда SSD больше не сможет надёжно хранить данные (даже несмотря на то, что очень не многие с этим сталкивались).

Если вы используете SSD в ноутбуке или обычном ПК, эта проблема вас беспокоить не должна. Вероятность того, что вы записываете достаточно данных, чтобы исчерпать весь ресурс ячеек NAND-памяти, очень мала. Micron и Intel подсчитали, что средний пользователь ПК записывает примерно 7-10 Гбайт информации в день. Даже если вы записываете больше, несложные вычисления доказывают, что вы вряд ли доведёте SSD до предельного состояния в течение гарантийного периода. Даже если и возникнут проблемы с надёжностью, то, скорее всего, они будут связаны с ошибками в прошивке.

IMFT NAND 25 нм

Тем не менее, нам интересно отслеживать, как изменяется расчётная долговечность ячеек в различных литографических процессах. Не менее интересно выяснить каким образом поставщики решают проблему физического износа флеш-памяти. По словам OCZ, OCZ Vector 256 Гбайт использует 25-нанометровую память ONFi 2.x от IMFT. Нам известно, что такая флеш-память рассчитана на 3000 и 5000 циклов записи/стирания, поэтому нам любопытно, какая установлена в OCZ Vector 256 Гбайт.

Наша оценка основывается на показателях индикатора износа (он называется MWI) со шкалой от 100 до 1. Поскольку количество циклов записи/стирания, которое может выдержать NAND-ячейка ограничено, MWI разработан для грубой оценки надёжности.

В теории, когда счётчик останавливается, все циклы записи/стирания памяти заканчиваются. Ничего плохого не случится, просто никто не хочет доверять важные данные нестабильному хранилищу. Естественно в корпоративной сфере, MWI гораздо важнее, ведь он отражает “безопасную зону”.

Имеет ли значение количество циклов?

Для анализа надёжности диска OCZ Vector 256 Гбайт мы пропустили через него примерно 759 Тбайт данных. Если верить MWI, то с помощью некоторых вычислений ([записей на хост на 1% счётчика MWI * 100] / ёмкость) мы выяснили, что NAND-память этого SSD рассчитана примерно на 3000 циклов записи/стирания. Это не самый лучший результат, который мы видели, но нас это не сильно волнует, особенно при объёме 256 Гбайт. Если записывать по 10 Гбайт в день, то для износа всех NAND-ячеек по данным нашего теста, вам понадобится более 200 лет.

Но это не всё. Расчётная выносливость относится к каждой ячейке. Но поскольку у более ёмких дисков больше флеш-памяти, то и времени на заполнение всех ячеек уходит больше, следовательно, и рейтинг надёжности выше. Теперь кое-что непонятное: OCZ указывает одну цифру для всех моделей семейства OCZ Vector 256 Гбайт: 36,5 Тбайт записи. Это примерно 20 Гбайт в день в течение пяти лет (продолжительность гарантийного срока).

Естественно возникают вопросы. Показатель OCZ – 36,5 Тбайт, значительно ниже полученного нами – 759 Tбайт, а 20 Гбайт в день, это гораздо больше нашего среднего показателя, а именно 7-10 Гбайт.

В нашем тесте надёжности мы пытаемся изолировать долговечность самой NAND-ячейки, применяя шаблон, по которому количество записей на хост совпадает с количеством записей в NAND. В реальности, записи на хост состоят из множества транзакций разного размера при различной глубине очереди. В результате количество записанных на хост данных является лишь частью того, что записывается во флеш-память. Этот феномен известен как усиление записи (запись в NAND / запись на хост). Для OCZ Vector 256 Гбайт выносливость равная 759 Тбайт с однократным усилением записи эквивалентна 36,5 Тбайт с примерно двадцатикратным усилением записи.

Усиление записи редко достигает таких коэффициентов. Ниже представлена ситуация после записи комбинации случайных и последовательных данных:

На Intel SSD 520, усиление записи достигает 2,9x при обработке абсолютно несжимаемых данных. В лучшем случае, чип SandForce сжимает данные таким образом, что записи в NAND представлены как 17% от пространства запрошенного хостом.

Понятно, что контроллер OCZ Barefoot 3 не использует сжатие так, как это делает логика SandForce. Тогда теоретически, усиление записи во время большой последовательной записи не должно превышать 1x. Однако на практике запись не ограничена одним шаблоном. Чаще всего накопитель сталкивается с комбинацией последовательных и случайных операций ввода/вывода. Но даже при смешанном типе данных, этот показатель не превышает 2,8x. В таком случае, чтобы исчерпать выносливость OCZ Vector 256 Гбайт понадобиться приблизительно сорок лет при условии ежедневной записи по 10 Гбайт. С таким рейтингом надёжности даже Vector 128 Гбайт должен продержаться 20 лет. Если вы будете использовать диск в нормальном режиме, то проблем с ним не возникнет на протяжении всего гарантийного срока.

Обзор OCZ Vector 256 Гбайт | Barefoot 3 обеспечивает отличную производительность

OCZ может праздновать победу. Barefoot 3 – это первый контроллер собственной разработки. Все компоненты OCZ производит сама, или через своих посредников, кроме флеш-памяти, которую она закупает у IMFT. В мире существует ещё две компании, производящие пользовательские SSD из собственных компонентов: Intel и Samsung. Значит ли этот факт что-нибудь? Конечно, нет. Чтобы получить признание, OCZ придётся его заслужить.

К счастью, микрочип Barefoot 3 обеспечивает достаточный уровень производительности чтобы поднять OCZ Vector 256 Гбайт на один уровень с Samsung 840 Pro. На практике, различий между ними вы почти наверняка не увидите (как с другими более дешёвыми моделями из нашего цикла “Лучший SSD”). Но больше производительности нас заинтересовала скорость, с которой OCZ Vector 256 Гбайт может восстановиться после очень тяжёлых задач.

OCZ Vector 256 Гбайт не только заметно обгоняет своих конкурентов, но, что ещё более важно, является существенным шагом вперед по сравнению с собственными дисками на контроллерах Marvell, которые компания выпускала после того, как отказалась от SandForce. Несмотря на то, что Vertex 4 уже подбирался к пределам интерфейса SATA 6 Гбит/с, OCZ Vector 256 Гбайт демонстрирует ещё более высокие показатели скорости последовательных и случайных операций.

Характеристики энергопотребления в простое и под нагрузкой по сравнению с Vertex 4 тоже увеличились. Это хорошо, поскольку предшественник OCZ Vector 256 Гбайт по этим показателям был хуже всех среди 26 моделей нашего рейтинга. Пониженное энергопотребление также улучшает ситуацию с тепловыделением. В открытом тестовом стенде без должного охлаждения нам удалось перегреть OCZ Octane и Vertex 4 (до такой степени, когда система перестала определять привод). У OCZ Vector 256 Гбайт такой проблемы нет. Накопитель горячее Samsung 840 Pro, это и понятно, если посмотреть на показатели энергопотребления последнего, но проблем со стабильностью работы у нас не возникало.

Учитывая расходы, которые пошли на разработку контроллера Barefoot 3, мы поначалу опасались, что OCZ запросит за новый SSD очень высокую цену. И, похоже, OCZ, увидев, что OCZ Vector 256 Гбайт приближается к уровню Samsung 840 Pro, планирует вести соответствующую ценовую политику. Компания не собирается занижать цены по сравнению с Samsung, хотя должна, учитывая желание OCZ закрепить своё новое положение и заметно более высокое энергопотребление линейки Vector.

Заметным исключением является OCZ Vector 512 Гбайт, который будет стоить чуть дешевле, чем конкурирующая модель Samsung. Стоит также отметить, что OCZ в новой линейке не предлагает модели ёмкостью 64 Гбайт. На самом деле, в этом нет необходимости. Сейчас, когда твердотельные накопители продаются по цене $1/Гбайт, наши рекомендации также будут начинаться с моделей объёмом 128 Гбайт.

Приближаясь к рождественским праздникам, в сегменте SSD для энтузиастов доминируют два производителя и оба разрабатывают собственные контроллеры. И хотя на большинство дисков с чипами SandForce второго поколения цена упала до $0,70/Гбайт, эти компании остаются выше долларовой отметки. Будем надеяться, что в ближайшем будущем из-за конкуренции между OCZ и Samsung стоимость этих SSD снизится на 10-20%.