РЕКЛАМА
ПОИСК И ЦЕНЫ
Поиск по сайту THG.ru


Поиск по ценам в Price.ru




ИНФОРМАЦИЯ
ПОЛЕЗНЫЕ ССЫЛКИ
SSD-кэширование (без Z68): RocketHybrid 1220 от HighPoint

Flash Memory Summit 2011: выступление THG

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru
bigmir)net TOP 100

НАКОПИТЕЛИ

Тест семи SSD на базе SandForce второго поколения
Краткое содержание статьи: Контроллеры SandForce первого поколения обеспечивали скорость чтения до 3 Гбит/с. Что изменилось? Мы собираемся протестировать семь SSD на контроллерах SandForce второго поколения от пяти разных производителей и постараемся дать исчерпывающий ответ.

Тест семи SSD на базе SandForce второго поколения


Редакция THG,  27 сентября 2011


Введение

Следует отметить, что технология SSD стала демократичнее. Цены на накопители заметно снизились, на рынке доступны такие устройства как, например, платформа Intel Z68 Express, которая поддерживает SSD-кэширование.

Первый вопрос, который нужно решить при покупке SSD-накопителя, таков: использовать ли его только как кэш-память, или превратить в загрузочный диск с OC и программами? Решать вам, однако заметим, что полноценное использование преимуществ SSD можно оценить только во втором варианте.

Дело в том, что SSD-кеширование обеспечивает высокую скорость чтения, но не записи. В том случае, если операционная система установлена на жёсткий диск, скорость записи будет заметно снижена затратами на синхронизацию данных. Поэтому наш выбор - достаточно большой SSD, на который установлена OС и рабочие приложения, и отдельный жёсткий диск, где хранится музыка, видео, фотографии и т.д.

Посчитаем, какой объём SSD понадобится для комфортной работы. 64-разрядная Windows 7 занимает 16 Гбайт пространства. Набор программ, включающий Office 2010, Photoshop CS5, WinRAR, Adobe Acrobat, Crysis 2, World of Warcraft: Cataclysm и Call of Duty: Modern Warfare 2, вместе с OС займёт уже около 90 Гбайт. Итак, чтобы иметь возможность установить все необходимые приложения и иметь достаточно свободного места, нужен SSD-накопитель объёмом, как минимум, 120 Гбайт.

Наибольшей популярностью, по статистике продаж, вне зависимости от производителя, пользуются модели на базе контроллеров Intel, Marvell и SandForce. Два первых использует модельный ряд Intel 320, семейство SSD 510 и линейка Crucial m4. Все остальные построены на логике SandForce.

Мечты и реальность

Когда мы договаривались о предоставлении нам тестовых образцов с производителями, они, как правило, выказывали пожелание отправить нам самые быстрые модели объёмом 240 - 256 Гбайт и более. Однако, как мы понимаем, для большинства пользователей такие диски являются чересчур дорогими. К тому же их производительность вряд ли будет востребована в полном объёме на большинстве машин. Поэтому мы настояли на предоставлении нам для тестов экземпляров SSD объёмом в 120 Гбайт. Это "золотая середина", выбор которой позволяет оставить бюджетные ресурсы для хорошего процессора и графической системы.

Таким образом мы получили 7 устройств на базе SandForce. Нужно сказать, что все эти устройства принадлежат к одному классу и обладают почти одинаковыми характеристиками. Разница между ними состоит в применённой технологии NAND и в прошивке: именно это и будет в центре нашего внимания.

Производитель Adata Corsair Mushkin OCZ OCZ OCZ Patriot
Модель S511 Force 3 Chronos Deluxe Vertex 3 Agility 3 Solid 3 Wildfire
Объём 120 Гбайт 120 Гбайт 120 Гбайт 120 Гбайт 120 Гбайт 120 Гбайт 120 Гбайт
Заявленная скорость записи 510 Мбайт/с 490 Мбайт/с 515 Мбайт/с 500 Мбайт/с 475 Мбайт/с 450 Мбайт/с 520 Мбайт/с
Заявляенная скорость чтения 550 Мбайт/с 550 Мбайт/с 560 Мбайт/с 550 Мбайт/с 525 Мбайт/с 500 Мбайт/с 555 Мбайт/с
Случайное чтение при размере блоков 4 кбайт (макс) 80 000 IOPS 80 000 IOPS 90 000 IOPS 85 000 IOPS 80 000 IOPS 20 000 IOPS 85 000 IOPS
Стоимость $240 $210 $284 $240 $200 $200 $300

Семь SSD на базе SandForce. В чём отличия?

Все семь устройств, которые мы тестируем, имеют один и тот же объём, и все они основаны на одной и той же архитектуре SandForce. В то же время, ценовой разброс между ними (а он достигает $100) основан не только на ценовой политике производителей. Отличия могут быть в технологии флэш-памяти и в заводской прошивке.


Сущность технологии NAND flash

Гонка технологий среди производителей NAND flash включает два пункта: это плотность памяти и производительность. Что касается плотности, то её показатели улучшаются вместе в уменьшением размера транзисторов (что позволяет уместить в тот же объём пространства большее количество ячеек памяти). Недавний скачок в технологии flash, когда производители массово перешли на применение 25 нм чипов, весьма благоприятно сказался на стоимости NAND-носителей в пересчёте на гигабайт. Но, правда, здесь довольно остро стоит вопрос изнашиваемости: чем сложнее архитектура, тем сложнее обеспечить требуемый лимит циклов записи/стирания.

Улучшение производительности меньше афишируется, однако новые поколения flash-устройств обладают заметно лучшими показателями. SSD - контроллеры используют несколько каналов для передачи данных. Сейчас, когда в широком доступе SATA-интерфейсы, работающие на скорости 6 Гбит/с, адекватное развитие и применение технологий, повышающих пропускную способность в SSD - контроллерах будет играть важную роль.

Среди представленных на рынке, наилучшие показатели производительности демонстрируют накопители, основанные на технологии синхронного обмена данными. Однако, многие разработчики по-прежнему применяют более старую и дешёвую асинхронную технологию. Посмотрим, обеспечивают ли такие устройства запросы современной рабочей станции. Взять, например, устройства от Intel c чипами х25-м второго поколения. Модули памяти, работающие по стандарту ONFi 1.0, обеспечивают скорость обмена данными в 50 Мбайт/с на канал. Получим, что работающий на полную загрузку 10-канальный контроллер обеспечивает пропускную способность даже больше, чем это нужно, чтобы обеспечить нагрузку на контроллер 3 Гбит/с. Если же мы имеем дело с контроллером на 6 Гбит/с, то и он будет работать, хотя и при неполной нагрузке, но почти на максимуме.

Но современные контроллеры SаndForce используют восьмиканальные контроллеры. Посчитаем: восемь каналов по 50 Мбайт/с — это слишком мало для последовательных операций с несжимаемыми данными. Поэтому технологичные устройства сегодня используют более дорогую синхронную память. Самые быстрые накопители из тех, что мы тестируем, построены на Toggle Mode 1.0 DDR NAND производства Toshiba, дальше идёт второе поколение устройств ONFi–стандарта, и на третьем месте — память на базе первого, асинхронного поколения ONFi.

Различия между продукцией Toggle Mode от Toshiba и ONFi от Intel и Micron касаются только прошивки; производительность качественно зависит, в основном, от использования синхронной либо асинхронной технологии управления тактового сигнала. Изображение ниже, взятое с презентации Боба Пирса на 2010 Flash Memory Summit, наглядно демонстрирует преимущества синхронных устройств.


Производительность: синхронная технология против асинхронной

Чтобы не было иллюзий: лучшая производительность, которую обеспечивает использование синхронных устройств, означает и бoльшие финансовые затраты. Это объясняется самим по себе процессом изготовления таких чипов, который обходится производителям дороже. Менее производительная асинхронная флэш-память стоит дешевле.

Наиболее популярные на сегодня SSD-контроллеры от SandForce, Marvell и Intel поддерживают как синхронную, так и асинхронную флэш-память. По схеме контроллера SF-2200, приведённой выше, можно составить представление о том, сколь широкие возможности в настройке накопителей предоставляет производителям SSD архитектура SandForce-контроллера.

Стоит посмотреть, скажем, на такие фирмы, как OSZ и Corsair: используя одну и ту же модель контроллера, они используют разные типы памяти и разную прошивку, и на выходе получаются линейки разнообразной продукции. Потребитель может выбирать только из готовых устройств: либо более дорогие накопители на основе синхронной памяти, такие как Vertex 3 или Force линейки GT, либо менее производительные, но дешёвые асинхронные Agility 3 и Force линейки 3.

Накопители на основе контроллера SandForce будут отличаться друг от друга в зависимости от объёма памяти, применённой технологии чипов флэш-памяти и прошивки.

Производитель Adata Corsair Mushkin OCZ OCZ OCZ Patriot
Модель S511 Force Series 3 Chronos Deluxe Vertex 3 Agility 3 Solid 3 Wildfire
Тип NAND Синх. Асинх. Синх. Синх. Асинх. Асинх. Синх.
Количество микросхем NAND 16 16 8 16 16 16 16
Количество чипов внутри микросхемы NAND 1 1 2 1 1 1 1
Стандарт ONFi 2.0 ONFi 1.0 Toggle Mode DDR ONFi 2.0 ONFi 1.0 ONFi 1.0 Toggle Mode DDR

Настройки тестирования

Оборудование
Процессор Intel Core i5-2500K (Sandy Bridge), 32 нм, 3.3 ГГц, LGA 1155, 6 Мбайт Shared L3, Turbo Boost Enabled
Материнская плата ASRock Z68 Extreme4, BIOS v1.4
ОЗУ Kingston Hyper-X 8 Гбайт (2 x 4 Гбайт) DDR3-1333 @ DDR3-1333, 1.5 Вт
Системный накопитель OCZ Vertex 3 240 Гбайт SATA 6 Гбайт/с
Тестируемые устройства Crucial m4 64 Гбайт SATA 6 Гбит/с, Прошивка: 0001
Intel SSD 510 250 Гбайт SATA 6 Гбит/с, Прошивка: 1.7
Intel SSD 320 300 Гбайт SATA 3 Гбит/с, Прошивка: 1.7
Crucial m4 128 Гбайт SATA 6 Гбит/с, Прошивка: 0001
Crucial m4 256 Гбайт SATA 6 Гбит/с, Прошивка: 0001
Crucial m4 512 Гбайт SATA 6 Гбит/с, Прошивка: 0001
Crucial RealSSD 256 Гбайт SATA 6 Гбит/с, Прошивка: 0006
OCZ Vertex 3 240 Гбайт SATA 6 Гбит/с, Прошивка: 2.06
OCZ Vertex 3 120 Гбайт SATA 6 Гбит/с, Прошивка: 2.06
OCZ Agility 3 120 Гбайт SATA 6 Гбит/с, Прошивка: 2.06
OCZ Solid 3 120 Гбайт SATA 6 Гбит/с, Прошивка: 2.06
Сorsair Force 3 120 Гбайт SATA 6 Гбит/с, Прошивка: 1.2
Corsair Force 120 Гбайт SATA 3 Гбит/с, Прошивка: 2.0
Adata S511 120 Гбайт SATA 6 Гбит/с, Прошивка: 311A
Mushkin Chronos Deluxe 120 Гбайт SATA 6 Гбит/с, Прошивка: 319A
Patriot Wildfire 120 Гбайт SATA 6 Гбит/с, Прошивка: 319A
Kingston SSDNow V+100 128 Гбайт SATA 3 Гбит/с, Прошивка: CJRA
Western Digital VelociRaptor 300 Гбайт (WD3000HLFS) SATA 3Гбит/с
G.Skill FM-25S2S 64 Гбайт SATA 3 Гбит/с, Прошивка: 02.1
Seagate Momentus 5400.6 500 Гбайт SATA 3 Гбит/с
Видеокарта Palit GeForce GTX 460 1 Гбайт
Блок питания Seasonic 760 W, 80 PLUS
ПО и драйверы
ОС Windows 7 Ultimate 64-bit
DirectX DirectX 11
Драйверы Графика: Nvidia 270.61
RST: 10.5.0.1022
Virtu: 1.1.101
Программы тестирования
Tom's Hardware Storage Bench v1.0 Trace-Based
Iometer 1.1.0 # Workers = # Logical CPUs, 4 кбайт Random: LBA=16 Гбайт, различная глубина очереди, размер блока 128 кбайт: глубина очереди 1
ATTO Benchmark LBA=2 Гбайт, QD=2 & 4, различные объёмы данных
PCMark 7 Storage Suite

Немного о прошивке

Производительность может меняться при установке обновлённых версий прошивки. Мы постараемся обновить данные тестирования, когда будут доступны новые версии.

Нужно сказать, что показатели работы дисков от OSZ могут отличаться от таковых в других тестах. Дело в том, что мы используем устаревшую версию прошивки (v2.06), так как последняя версия (v2.09) работает нестабильно и вызывает "синий экран". Это признаёт и сама компания, которая не рекомендует пользователям обновлять прошивку до версии v2.09, если оборудование работает стабильно на более ранних версиях.

Стационарная производительность

Когда мы договаривались с производителями об образцах устройств для этого исследования, они оговаривали такое пожелание: тесты должны проводиться со "свежими", только что вынутыми из коробки дисками. Специфика SSD-накопителей такова, что скорость их работы снижается при эксплуатации. По истечении какого-то времени в рабочем режиме показатели SSD достигнут стационарного уровня производительности: скорость чтения немного увеличится, скорость записи – немного уменьшится, а скорость удаления данных снизится довольно ощутимо.

Мы хотим получить такие результаты, которые отражали бы ситуацию обычного, рабочего использования накопителей. Измерения показателей работы новых устройств дало бы нам информацию узкой сферы применения: она была бы актуальна только для того сегмента пользователей, представители которого форматируют диски своих компьютеров каждую неделю. И как бы ни интересно было такое исследование с теоретической точки зрения, фактического значения оно бы не имело. Ведь в конечном счёте роль играет то, как ведёт себя устройство при повседневном пользовании.

Это, в самом деле, единственный метод получить результаты тестирования, которые отражают производительность устройства при длительном использовании. Это не наша причуда, есть много прецедентов такого подхода. Например, тестирование при стационарном режиме рекомендует Storage Networking Industry Assotiation (SNIA) (объединение производителей и потребителей продуктов хранения данных).

Существует несколько рецептов адекватного тестирования устройств. Мы собираемся использовать для этих целей стандарт IPEAK (Intel Performance Evaluation and Analysis Kit). Согласно нему, для измерения относительной производительности нужно использовать данные ввода/вывода. Для того, чтобы они были максимально приближены к "полевым" условиям, мы замерили результаты в течение двух недель после начала эксплуатации устройства.

На ПК установлены:

  • Игры: Call of Duty: Modern Warfare 2, Crysis 2 и Civilization V;
  • Microsoft Office 2010 Professional Plus;
  • Firefox;
  • VMware;
  • Adobe Photoshop CS5;
  • Утилиты для принтеров Canon и HP;
  • Инструменты для настройки экрана: ColorEyes, i1Match;
  • Программы общего назначения: WinZip, Adobe Acrobat Reader, WinRAR, Skype;
  • Программное ПО: Andriod SDK, iOS SDK и Bloodshed;
  • Мультимедийные программы: iTunes, VLC.

Нагрузка на память была довольно умеренной. Повседневные задачи включали в себя чтение новостей, просмотр веб-страниц, чтение текстов, программирование, тесты игровых программ, настройка режимов монитора, редактирование фотографий и использование Word.

Статистика нагрузки на память рабочей станции:

Статистика Storage Bench v1.0
Операций чтения 7408938
Операций записи 3061162
Прочитано данных 84.27 Гбайт
Записано данных 142.19 Гбайт
Максимальная глубина очереди 452

Согласно этим данным, объём записанных данных намного превышает объём считанной информации. Это связано со спецификой алгоритма чтения: при повторном обращении оно производится автоматически. Так что если мы хотим определить среднее количество нагрузки на память, то следует брать за основу объём записанной информации. Получится 8-10 Гбайт/день. Пожалуй, это типичный показатель для пользователя ПК среднего уровня активности. Хотя, например, на машинах, которые используются для работы с видео, эта цифра будет куда больше.

При моделировании условий тестирования, адекватных повседневному пользованию ПК, мы избегали создания слишком больших массивов данных (как это происходит, например, при установке большого количества программ за короткое время), в соответствии с принципом стационарной эксплуатации тестируемого оборудования. Накопители, которые находятся в повседневном пользовании, постоянно имеют дело с "хвостами" и забитым реестром, чистка которых оказывает огромное влияние на производительность. Подробнее об этом ниже.

Результаты тестов

Storage Bench v1.0 и Real-World Analysis

Мы начнём тестирование при помощи программы Storage Bench v1.0. Она поможет нам оценить реальную производительность системы в течение двух отчётных недель.

В IPEAK-стандартах имеется два дополнительных показателя, помимо "speed": это "busy" и "service", то есть время загрузки и сервисное время.

Busy time – это общее время, которое тратится на выполнение операции.

Service time — немного другой показатель; на диаграмме выше общее сервисное время составляет 1785 с, что выше, чем время исполнения, поскольку операция совершалась при глубине очереди (queue depth, QD)=3.

Показатель service time важен при одновременной обработке нескольких операций (т.е., для операций при глубине очереди больше, чем 1), в то время как показатель busy time играет важную роль при работе с низким значением глубины очереди. При повседневном пользовании ПК, когда бoльшая часть данных обрабатывается в ходе запуска офисных приложений и веб-серфинга, главным критерием производительности будет busy time.

Производители SSD в рекламных целях афишируют пиковую производительность своих накопителей, то есть ту, которая наблюдается при высоких значениях глубины очереди. Как узнать, какой процент при работе составляют единичные операции? Посмотрите на диаграмму чуть ниже.

При использовании HDD или SSD низшей ценовой категории, бoльшая часть работы будет проходить при глубине очереди от 2 до 5. При использовании SSD средней и высокой категорий на этом графике будут отображаться почти исключительно единичные операции. Это объясняется большей скоростью их выполнения.

Показатели busy time и service time связаны друг с другом и оба важны для полноценного анализа производительности.

Vertex 3 240 Гбайт демонстрирует лучшие показатели из всех устройств на базе контроллера SandForce. Если же говорить о накопителях ёмкостью 120 Гбайт, то в лидерах Patriot Wildfire и Mushkin Chronos Deluxe: они оба на 18% быстрее, чем Vertex 3 120 Гбайт. Отдельно отметим идентичные показатели у Adata S511 и Vertex 3.

Асинхронные накопители на основе контроллера SandForce второго поколения (Force 3, Agility 3 и Solid 3) демонстрируют примерно идентичную скорость - такую же, как у SSD 320 300 Гбайт от Intel. Это на 45 % медленнее, чем Wildfire и Chronos Deluxe. В сравнении с Vertex 3 на базе ONFi 2.0 асинхронные SandForce накопители на 20% медленнее.

Здесь мы видим широкий разброс показателей. 120 Гбайт Force 3 в этом тесте демонстрирует самую низкую скорость (119 Мбайт/с) из всех дисков на базе SF-2200. Лидирует 120 Гбайт Wildfire: его скорость достигает 174 Мбайт/с.

Для ясности сравнения мы добавили в таблицы данные тестирования 7200 об/мин SATA—накопителя: это Barracuda XT на 2 Тбайт. Как видно, его скорость в данном тесте на 66% ниже, чем у Crucial 64 Гбайт m4

Производительность случайных операций блоков 4 кбайт: пропускная способность

Storage Bench 1.0 обрабатывает данные последовательных и случайных операций вместе. Для того, чтобы получить данные по производительности 4 кбайт случайных операций, мы используем утилиту Iometer. Почему важен этот показатель? Дело в том, что при повседневном пользовании компьютером 4 кбайт операции занимают бoльшую часть общей нагрузки на накопитель. Сюда относится просмотр веб-страниц в браузерах, чтение и написание текстов в Word, - в общем, бoльшая часть того, что делает за день пользователь ПК.

Согласно графику, около 70 % случаев доступа к информации использует 8 секторов по 512 байт, что в совокупности составляет 4 кбайт.

При помощи механизма адресации LBA мы ограничили пространство тестирования для Iometer объёмом 16 Гбайт. Именно столько памяти занимает только что установленная 64-разрядная Windows 7. Проверке, таким образом, подвергнется кэш, временные файлы и другие временные файлы операционной системы.

Тестирование системы на производительность одно-очередных операций может быть полезным для многих рабочих станций. Именно в таком формате проходит большинство операций ввода/вывода.

Одно замечание перед тем, как мы начнём. Мы предпочитаем использовать обозначение производительности в Мбайт/с вместо принятого в среде компьютерщиков IOPS, поскольку имеем дело с фиксированным объёмом передаваемых данных. Огрубляя, можно сказать, что размер * IOPS = Мбайт/с, ну а обозначение IOPS оправдано применять в случаях, когда речь идёт о различных объёмах передаваемых данных. Если вам удобнее иметь дело с единицами IOPS, то их можно получить делением значений Мбайт/с на .004096 Мбайт для единиц данных в 4 кбайт.

При глубине очереди =1 устройства m4s объёмом 512 и 256 Гбайт показывают великолепную производительность при случайном чтении: 200 Мбайт/с. Немного хуже в чтении данных диск Vertex на 120 Гбайт от OSZ: его производительность хуже на 25%, скорость чтения составляет 153 Мбайт/с. Agility 3 ещё немного медленнее, скорость случайного чтения с него — 138 Мбайт/с. Остальные носители оказались заметно хуже: S511, Force 3, Solid 3, Wildfire и Chronos работают на вполовину меньшей скорости чтения (около 90 Мбайт/с).

Что касается случайной записи, то в этом отношении диски Crucial на 256 и 512 Гбайт показали чуть меньшую скорость, чем OCZ Vertex 3 и Agility 3. Разрыв здесь меньше, чем был при сравнении скорости чтения: 120 Гбайт Agility 3 пишет всего лишь на 13 % быстрее, чем 256 Гбайт m4. Прочие устройства (Force 3, Wildfire, Chronos Deluxe, S511) по показателю записи куда лучше, все они продемонстрировали скорость около 210 Мбайт/с.

Обратите внимание, как сильно отстаёт накопитель Solid 3. Его скорость случайной записи (86 Мбайт/с) уступает даже аналогичной 64 Гб Crucial m4. Здесь дело в прошивке. Solid 3 можно охарактеризовать как более бюджетный вариант Agility 3: оба накопителя построены на чипах в 25 нм и используют ONFi, однако, Solid 3 имеет куда меньшую производительность. (Разработчики планируют в будущем применять более дешёвые конфигурации NAND, чтобы удешевить производство, а затем — стоимость устройств).

Возможно, вы задались вопросом о том, почему версия Vertex 3 на 240 Гбайт работает при глубине очереди =1 медленнее своего 120 Гбайт собрата. Причина в том, что скорость работы зависит от объёма данных, к которым обращается кэш. Чем больше объём накопителя, тем к большим таблицам данных обращается память, что влияет на скорость записи.


Если же мы посмотрим на производительность накопителей при глубине очереди больше 4, то скорость 240 Гбайт варианта Vertex 3 окажется выше, чем у 120 Гбайт версии. В этом случае алгоритм записи не замедляет процесс. В этом случае, - то есть, при работе кэша с относительно большими массивами данных, - у 240 Гбайт диска Vertex 3 наконец появляется преимущество.

Тем не менее, пальма первенства в отношении производительности всё равно достаётся дискам m4s на 256 и 512 Гбайт.

Производительность случайных операций блоков 4 кбайт: время отклика

Время отклика, наряду со скоростью передачи данных, играет важную роль в производительности накопителя. Суть дела можно объяснить через аналогию с телефонным звонком. Качество звукового сигнала — это скорость передачи, а время, которое проходит с момента, когда вы произнесли фразу до момента, когда собеседник слышит её, - это время отклика. Ко второму относится и время, которое проходит в раздумьях над ответом.

Применительно к SSD это значит, что количество времени на отклик зависит: 1) от задержки при передаче данных и 2) от задержки при обработке данных. Именно таков принцип расчётов в Iometer: сложением двух факторов получается итоговый показатель времени отклика. Правда, в терминологии Iometer "отклик" (response) и "задержка" (latency) являются взаимозаменяемыми синонимами: пусть это вас не смущает.


При выполнении операций случайного чтения, время отклика на Vertex 3 и Agility 3 составило 0,1 мс. Это на 30 % медленнее, чем аналогичное при работе с m4s. Другие протестированные устройства показали время отклика около 0,2 мс.

Что касается операций случайной записи, то на всех устройствах, за исключением Solid 3, время отклика составило 0,07 мс. Solid 3 заметно хуже с показателем 0,18 мс, что объясняется особенностями прошивки устройства.

Время отклика отражает интервал между началом операции и её завершением, пропускная способность — количество передаваемых данных. Оба показателя важны для измерения производительности, но влияют на неё совершенно по-разному, и их нельзя приравнивать в процентном соотношении. То есть, например, если пропускная способность у накопителя m4 на 64 Гбайт хуже, чем у модели на 128 Гбайт, на 25 %, а время отклика — на 50%, то это не значит, что суммарная производительность первого на 75 % меньше, чем второго.

Итак, лучшие результаты по показателю времени отклика демонстрирует Crucial m4s, от него немного отстают SSD 510, Wildfire и Chronos Deluxe.

Отметим, что у нас на тестировании есть два экземпляра SSD на flash-памяти иного производителя, чем IM Flash Technologies (совместное предприятие Intel и Micron). Это Patriot и Mushkin, которые используют чипы производства Toshiba – Toggle Mode DDR. Это объясняет хорошие показатели времени отклика, которые они демонстрируют (сравнительно с S511, Vertex 3, Agility3, Solid 3 и Force 3).

При операциях записи все SSD с контроллером SandForce второго поколения демонстрируют время отклика от 42 до 55 мс. Ничего удивительного в таком небольшом разрыве нет: причиной тому идентичная архитектура контроллера и схожая прошивка. Однако, эти цифры говорят о другом важном факте: SandForce требует больше времени на "чистку" накопителя после каждой операции, в отличии от контроллеров от Marvell и Intel. Это обоюдоострый мечь. Можно производить "чистку" сразу после операций записи или отложить на то время, когда нагрузка на накопитель снизится. При этом сильнее будет проявляться эффект "усиленной записи". Либо можно производить чистку после каждой проделанной операции, что снизит общую производительность.

Производительность последовательных операций блоков 128 кбайт

Операции случайного чтения и случайной записи — удобный пункт сравнения SSD-накопителей с жёсткими дисками, так как они наглядно демонстрируют превосходство первых. Что касается последовательных операций, здесь всё не так однозначно.

График ниже даёт примерное представление о количественном соотношении последовательных и случайных операций ввода/вывода. Высота колонки — доля данных от общего объёма, линейка внизу показывает распределение операций по "дальности" соседних запрашиваемых мест на диске друг от друга, по секторам.

Первое, что бросается в глаза — это преобладание нулевого разброса между рабочими секторами. Собственно, это говорит о том, что 77% операций, представленных на графике, - последовательные. Но почему так много?

Конечно, бoльшая часть информации на рабочем накопителе записывается в случайном порядке. Однако с течением времени, в ходе чтений, стираний и изменений информации, - словом, в ходе эксплуатации, - баланс операций ввода/вывода смещается в сторону преобладания последовательного чтения и записи. Конечно, это не универсальное правило, однако так происходит в большинстве случаев. Конкретные алгоритмы и структура информации на накопителе во многом зависят от прошивки и архитектуры SSD—контроллера.


Производительность чтения выше всего у Intel SSD 510 на 250 Гбайт, а записи — у 240 Гбайт Vertex 3. Накопители Crucial m4 также показывают отличные результаты, но в сравнении с Vertex 3, версия Crucial на 512 Гбайт медленнее на 27%.

Среди 120 Гбайт накопителей на основе SF-2200 наблюдается чёткое разделение устройств с синхронной и асинхронной технологией flash. При выполнении операций чтения устройства на основе асинхронной памяти (Solid 3, Agility 3 и Force 3) отстают от своих более дорогих и технологичных собратьев, построенных на основе синхронной памяти (Vertex 3, S511, Wildfire и Chronos Deluxe) по крайней мере на 65 %. Разрыв в скорости последовательной записи не такой большой (от 15 до 35 %), но всё равно ощутимый.


Не удивляйтесь низким результатам производительности на диаграммах выше. Это показатели стационарной работы устройств, они на порядок хуже, чем скорость работы новых SSD-накопителей. Здесь отражена статистика для дисков, которые находились в жёсткой эксплуатации. Простая "чистка" накопителя может восстановить производительность.

Как известно, SSD-накопители лучше всего работают со сжимаемыми данными. Однако, в реальности этим устройствам часто придётся работать в условиях, далеких от идеала, приводя к результатам, которые отображены на графиках выше.

Производительность последовательных операций с использованием разных по объёму передаваемых данных

Все наши тесты линейных операций в Iometer проводились при глубине очереди 1, так как нам было важно показать, как работают устройства при работе распространённых приложений, офисных программ и веб-серфинге. Однако, есть сегмент пользователей, обычный рабочий режим накопителей которых — глубина очереди =2 или больше. И здесь-то преимущества SSD-накопителей, в сравнении с HDD, проявляются полноценно.

Для этих тестов мы используем программу ATTO. Мы проверим скорость работы при глубине очереди 2 и 4 на объёмах обрабатываемой информации 2 Гбайт и более. Вряд ли оправданно задавать параметр глубины очереди на больше 4: во-первых, скорость обработки таких операций на SSD будет очень высокой, что ясно и без тестов, а во-вторых, доля их в общем объёме выполняемых системой операций пренебрежимо мала.

Мы использовали ATTO ещё и потому, что с его помощью удобно проводить тесты над различными объёмами передаваемой информации. Ведь помимо блоков в 128 кбайт (который является стандартным для измерения производительности системы) в работе часто используются и другие, меньшие или бoльшие.

При глубине очереди 2, разница в производительности устройств SandForce весьма невелика. Однако, она всё равно ощутима: разброс достигает 50 Мбайт/с уже при размере передачи в 128 кбайт и растёт с её увеличением.

Как видим, в последовательной записи показатели Vertex 3, Agility 3, Solid 3, S511, Wildfire, Chronos Deluxe и Force 3 находятся примерно на одном уровне.

При увеличении глубины очереди до значения 4, картина остаётся, в целом, такой же. При схожих показателях остаётся небольшой разброс ± 50 Мбайт/с.

Картина при тестировании на последовательную запись также остаётся неизменной при глубине очереди =4.

PCMark 7: Storage Suite

PCMark 7 это самый свежий бенчмарк от Futuremark. Программисты этой компании немного усовершенствовали технологию IPEAK от Intel и позиционируют PCMark как максимально точный инструмент. Более старый Vantage давал при тестировании весьма приблизительные результаты, так, что показатели менялись от запуска к запуску. И, хотя мы предостерегаем от полного доверия к результатам тестирования PCMark, они, по крайней мере, стабильны.

Разница между накопителями Intel, Crucial, OCZ, Mushkin, Corsair, Patriot и Adata прослеживается очень чётко. Для дальнейших выводов нужно смотреть результаты подтестов PCMark.


Тест "Windows Defender" берёт за основу выполнение быстрого сканирования системы через утилиту Windows Defender. Эта тяжеловесная операция на 97,8% состоит из запросов чтения, причём на 93% - случайного чтения. Примерно так же будет выглядеть полная проверка системы антивирусной программой.

Принципиальной разницы между накопителями по этому показателю нет. 120 Гбайт Vertex 3 и S511 справляются чуть лучше, нежели другие SandForce-диски. Ну а если сравнить результаты с работой HDD, то можно констатировать увеличение производительности в 2 раза.


Второй тест использует данные от импорта 68 изображений с USB-накопителя в Windows Live Photo Gallery. В анализируемую информацию не входят сами файлы; PCMark использует для тестов только индексы активности входных/выходных данных. Эта операция, в противовес предыдущей, включает в себя, в основном, случайную запись данных.

Перед нами ещё один тест, который наглядно демонстрирует различия синхронной и асинхронной flash-технологий. Разница составляет от 15 до 30% на разных накопителях.


Тест Video Editing основан на активности операций ввода/вывода, при импортировании видео формата 1080p в Windows Live Movie Maker. В этом случае несколько источников вместе образуют единый выходной файл. Операций чтения здесь в 9 раз больше, чем записи, а соотношение случайного и последовательного чтения ~ 3/7.

Накопители SSD плохо справляются с этой операцией, поскольку при работе с видео нужно записывать несжимаемые данные.


В основе теста "Windows Media Center" лежит одновременная запись двух ТВ-шоу и проигрывания ещё одного, записанного ранее. Операция, таким образом, включает в себя чтение одного файла и запись двух других файлов.

Этот сценарий включает в себя значительное количество операций случайной записи (94%). Это объясняется тем, что Windows Media Center добавляет данные к файлу постепенно, по мере трансляции. И совсем иначе обстоят дела с операциями чтения, бoльшая часть (84%) которых — линейные. Проигрывание видео качественно отличается от записи: в этом случае файл загружается и воспроизводится, как единый поток данных.

Как видно из диаграммы, устройства демонстрируют минимальную разницу в производительности при выполнении операций такого рода.


Данные для теста "Adding Music" получены выполнением операции добавления музыкальных файлов (WMA без потери качества) общим объёмом 68 Гбайт в Windows Media Player. В неё не входит копирование файлов: только сканирование и индексирование. Фактически это означает чтение нужной информации о файлах и запись её в базу данных. Бoльшую часть операций составляет, таким образом, последовательная запись (75% от всех операций записи). Соотношение записи/чтения — 2/1.

Влияние на скорость обмена данными оказали характеристики внешнего носителя, с которого читалась информация.


Данные для теста "Starting Applications" основаны на выполнении двух команд: это открытие pdf-файла PCMark 7 Whitepaper v1.0 и запуск Internet Explorer (19.236 с). Сюда входит, таким образом, чтение файла размером 717 кбайт и обращение к загружаемым файлам и приложениям, а также — обращения к системным файлам. Соотношение операций чтения и записи в этом случае составило 63 к 1, и 86% из всего объёма операций доступа были случайными.

Здесь ещё раз наблюдается чёткое разграничение: накопители, построенные по технологии синхронной NAND, справляются быстрее, чем их асинхронные собратья.


Тест "Gaming" включает в себя запуск и загрузку игры "World of Warcraft". Понятно, что бoльшая часть выполняемых при этом операций относится к чтению данных, из которых, в свою очередь, большинство — случайное чтение. Это так, если отталкиваться от общего количества операций (3002 случайных чтений, 575 — последовательны для блоков <4 кбайт), однако, если брать за точку отсчёта объём данных, то будет преобладать уже последовательное чтение: для блоков данных от 1 до 2 Мбайт последовательные операции уже в большинстве.

Разница ощутима чуть меньше, чем в предыдущем тесте. Можно лишь добавить, что производительность SSD-накопителей в разы выше, чем HDD.

Выводы

Тот факт, что цена на SSD-накопители объёмом 256 Гбайт и более для большинства пользователей слишком высока, не означает, что нужно отказаться от мысли установить SSD на свою рабочую станцию. Во-первых, производительность пары HDD+SSD куда выше, чем вариант использования только жёсткого диска, и во-вторых, если говорить о пропорциях увеличения производительности, то SSD малого объёма здесь в лучшей ситуации, чем их крупнокалиберные собратья.

При сравнение с производительностью рабочей станции только с HDD — накопителями, выбор будет всегда в пользу использования SSD. Показательный пример — 3,5х увеличение производительности при использовании 120 Гбайт OSZ Agility 3 в ПК с рабочим винчестером Barracuda XT на 2 Тбайт. Vertex 3 на 240 Гбайт, который стоит вдвое дороже, увеличит производительность ещё в два раза (5,5х сравнительно с работой без SSD). При неограниченном бюджете это, конечно, достойная причина сделать выбор в пользу 240 Гбайт накопителя, но, тем не менее, это не такой заметный скачок в производительности.

Наилучший рецепт, который можно извлечь из этой статьи, это одновременное использование SSD и HDD. Покупка SSD-накопителя большого объёма с тем, чтобы использовать его как основное хранилище, будет бессмысленной тратой средств. Использование SSD в качестве кэша лучше, но и это не идеальный вариант. Другое дело — разграничение функций. У большинства пользователей ПК на рабочих винчестерах хранятся терабайты информации, значительную часть которой составляют аудио и видео-библиотеки. Решение — установить ОС и рабочие приложения на SSD, а все данные хранить на HDD. Для полноценного использования преимуществ технологии SSD вам не понадобится накопитель бoльшего объёма, чем 120 Гбайт.

Как можно судить по результатам тестов, семь дисков однотипной архитектуры и одинакового объёма довольно сильно отличаются в производительности (как, впрочем, и в цене). Дело здесь, как мы уже говорили, в типе используемой памяти и в прошивке. Лучшие показатели в передаче данных демонстрируют устройства на базе контроллера SF-2200 с синхронным типом памяти и устройства на базе Toggle Mode DDR. Потенциал этих контроллеров полностью реализуют накопители Patriot Wildfire и Mushkin Chronos Deluxe. Их скорость и производительность позволяет уверенно говорить о лидерстве.

Что касается цен. Chronos Deluxe и Wildfire, чипы которых работают по асинхронной технологии, обойдутся слишком дорого, если сопоставить стоимость и выгоду, при этом они обеспечивают весьма достойную производительность. Синхронная ONFi 2.0 – совместимая память производства IMFT немного медленнее, но также куда дешевле: достаточно посмотреть на цены S511 и Vertex 3 от OSZ.

В тех вариантах, которые доступны на рынке сегодня, Solid 3 от OSZ и Agility 3 при идентичной архитектуре имеют разную прошивку, что отражается на производительности. Говорят, что в планы компании входит снижение цен на SSD — накопители, и что Solid 3 в будущем будет оснащаться менее производительной памятью, и соответственно будет стоить дешевле. Сейчас оба устройства стоят почти одинаково, однако есть все основания надеяться, что скоро 120 Гбайт SSD-накопитель можно будет приобрести по цене < $200.

SSD на базе второго поколения SandForce — это ещё не идеальный вариант накопителя, однако на данный момент это одни из самых лучших устройств по соотношению цены и производительности. Что до результатов тестирования, то наша редакция делает выбор в пользу Vertex 3. Его цена на 20% выше, чем на Agility 3 такого же объёма, но при этом производительность лучше на 22%.

Производитель Adata Corsair Mushkin OCZ OCZ OCZ Patriot
Модель S511 Force 3 Chronos Deluxe Vertex 3 Agility 3 Solid 3 Wildfire
Тип NAND Синх. Асинх. Синх. Синх. Асинх. Асинх. Синх.
Объём 120 Гбайт 120 Гбайт 120 Гбайт 120 Гбайт 120 Гбайт 120 Гбайт 120 Гбайт
Стоимость $239.99 $209.99 $283.99 $239.99 $199.99 $199.99 $299.99




Свежие статьи
RSS
Лучший процессорный кулер: текущий анализ рынка Распродажа на Китайский Новый год, Microsoft Windows всего за $7,43 на Keysfan Лучшие мониторы для игр: текущий анализ рынка Главные новости за неделю Лучшая материнская плата: текущий анализ рынка
Лучший процессорный кулер Распродажа на Китайский Новый год Лучший монитор Главные новости за неделю Лучшая материнская плата
РЕКЛАМА
РЕКОМЕНДУЕМ ПРОЧЕСТЬ!

История мейнфреймов: от Harvard Mark I до System z10 EC
Верите вы или нет, но были времена, когда компьютеры занимали целые комнаты. Сегодня вы работаете за небольшим персональным компьютером, но когда-то о таком можно было только мечтать. Предлагаем окунуться в историю и познакомиться с самыми знаковыми мейнфреймами за последние десятилетия.

Пятнадцать процессоров Intel x86, вошедших в историю
Компания Intel выпустила за годы существования немало процессоров x86, начиная с эпохи расцвета ПК, но не все из них оставили незабываемый след в истории. В нашей первой статье цикла мы рассмотрим пятнадцать наиболее любопытных и памятных процессоров Intel, от 8086 до Core 2 Duo.

ССЫЛКИ