Обзор Intel SSD 540s: знакомимся с SM2258 – THG.RU

Обзор Intel SSD 540s | Введение

Два года назад мы узнали, что Intel начала сотрудничать с тайваньским разработчиком полупроводников Silicon Motion, Inc. (SMI), не имеющим собственных производственных мощностей. В 2014 году SMI очаровала производителей SSD, представив высокоэффективные и дешёвые четырёхканальные контроллеры флеш-памяти, что положило конец доминированию чипов SandForce. Сотрудничая с такими крупными производителями SSD, как Crucial и SanDisk, SMI представила несколько удачных решений, и контракт на поставки контроллеров для SSD Intel 540s также можно отнести к крупным достижениям компании. Благодаря контроллеру SMI скорость Intel 540s достигает 78000/85000 произвольных операций ввода-вывода в секунду (IOPS) – вот почему контроллеры SMI стали настолько популярными.

Мы впервые знакомимся с Intel 540s и контроллером SMI SM2258, но у этого SSD интересная предыстория. Intel решила использовать новый контроллер в сочетании с NAND-памятью SK Hynix 16 нм с тремя битами на ячейку, поскольку компания не стала сотрудничать с партнёром по IMFT компанией Micron по 16-нм флэш-памяти и вместо этого сконцентрировала свои ресурсы на продуктах следующего поколение 3D NAND и Optane (3D XPoint). В итоге, вместо одного из немногих производителей NAND, который лидировал на рынке с целым поколением продуктов, Intel превратилась в заказчика.

В этой новой роли Intel пытается остаться конкурентоспособным игроком на рынке массовых и недорогих SSD. Проблема Intel как заказчика флеш-памяти связана с ценообразованием. Компания могла экономить на памяти, когда являлась её производителем, но в роли покупателя ей пришлось платить торговую надбавку за NAND, а это самый дорогой компонент твёрдотельного накопителя. Кроме того, заказчик, в отличие от производителя, не так глубоко понимает особенности NAND-памяти, с которой работает, и это замедляет вывод продукта в продажу.

Из-за нехватки дешёвой флеш-памяти собственного производства линейка SSD Intel 3-й и 5-й серии была представлена устаревшими продуктами, которые с трудом конкурировали по цене и производительности. Последняя модель серии 3 была выпущена в 2012 году. Intel решила не участвовать в быстрорастущем сегменте потребительских SSD после прекращения производства SSD 3-й серии.

5-я серия обновлялась нечасто и по-прежнему использовала контроллер SandForce SF-2281 образца 2012 года, вплоть до появления модели Intel SSD 540s. У других производителей SSD, как крупных, так и мелких, между накопителями на базе контроллера SandForce 2281 и последними моделями SSD прошло несколько поколений. Но переход от SSD 535 к 540s в некотором смысле демонстрирует, что прогресс не всегда является шагом вперёд, и наши тесты это подтверждают.

Менее напряжённый график выпуска позволяет Intel сосредоточиться на ключевых показателях продукта. Intel любит хвастаться самым низким в отрасли показателем возврата SSD. Два года назад мы посетили испытательную лабораторию SSD Intel и можем охарактеризовать её работу тремя словами: тестирование, тестирование и ещё раз тестирование. Как уже упоминалось, Intel и Silicon Motion начали сотрудничать два года назад. Мы бы не удивились, узнав, что большую часть этого времени Intel SSD 540s проходил тестирование.

Если оставить в стороне производительность, то Intel SSD 540s выводит на массовый рынок некоторые дополнительные функции, например, аппаратное 256-битное шифрование данных. Теперь, чтобы получить возможность шифрования, так необходимую во многих отраслях, заказчикам больше не нужно покупать модели из линейки Intel Pro Series SSD. Intel SSD 540s также имеет пятилетнюю гарантию, хотя процесс возврата отнимает много сил и времени, и его трудно назвать удобным.

Обзор Intel SSD 540s | Технические характеристики

SSD Intel 540s поставляются в шести вариантах ёмкости от 120 Гбайт до 1 Тбайт. Все шесть версий представлены в форматах 2,5 дюйма и M.2 2280. Intel давно предлагает модели нестандартной ёмкости, и 540s не являются исключением – в линейке представлены SSD на 180 и 360 Гбайт.

На бумаге характеристики производительности выглядят привлекательными по меркам современных массовых продуктов, но Intel указывает показатели накопителя в состоянии “только из коробки” (по собственной документации Intel), кроме того, не упоминается исходная скорость записи флеш-памяти TLC. Intel – не единственная компания, скрывающая реальную скорость записи TLC, с которой сталкивается накопитель, когда заполняется буфер SLC.

Скорость последовательного чтения составляет 560 Мбайт/с – это верхний предел интерфейса SATA 6 Гбит/с (с учётом издержек). Скорость последовательной записи (в пределах буфера SLC) колеблется в диапазоне 400 – 480 Мбайт/с, в зависимости от ёмкости. Скорость произвольных операций ввода-вывода также зависит от ёмкости. Мы протестировали накопитель на 480 Гбайт, его скорость чтения/записи составляет 85000/78000 IOPS.

В Intel SSD 540s Intel решила использовать контроллер SM2258 в тандеме с планарной флеш-памятью SK Hynix TLC 16 нм. Silicon Motion, однако, не спешит раскрывать подробности о преемнике чипа SM2256. После беседы с представителями компании, мы ожидали, что новый четырёхканальный контроллер появится одновременно с флеш-памятью IMFT3D. Но, похоже, Intel имеет эксклюзивное право на использование SM2258, по крайней мере, пока. В связи с этим нам трудно найти дополнительную информацию о контроллере и функциях, которые отличают его от предыдущего поколения.

Intel SSD 540s поддерживает полное шифрование диска по стандарту AES 256-бит, совместимое с технологиями TCG Opal и Microsoft eDrive. Этот же контроллер используется в накопителях Intel Pro 5400s. 5400s поддерживают технологию vPro, которая предлагает расширенные функции управления.

Обзор Intel SSD 540s | Цены, гарантия и аксессуары

Серия Intel SSD 540s представлена 12 моделями, поскольку охватывает два форм-фактора и шесть вариантов ёмкости. Тестируемая сегодня модель на 480 Гбайт на момент написания обзора стоила $145, то есть немного дешевле лидера рынка SSD, Samsung 850 EVO 500 Гбайт.

5-я серия SSD Intel имеет пятилетнюю гарантию, как 850 EVO и накопители Intel 7-й серии. Нам не удалось найти ограничения по износостойкости для Intel SSD 540s, указан только показатель наработки на отказ (1,6 миллионов часов), который мало о чём говорит конечному пользователю.

Intel SSD 540s работает с ПО SSD Optimizer и data-migration tool. Обе утилиты загружаются с веб-сайта Intel.

Обзор Intel SSD 540s | Детали

Intel не рассылает образцы Intel SSD 540s для СМИ, поэтому мы заказали наш накопитель у третьей стороны и не могли повлиять на возможные повреждения в ходе транспортировки. Упаковка очень простая и на ней нет почти никакой информации о продукте, кроме надписи “идеальный баланс цены и скорости”.

На упаковке также перечислены основные особенности SSD серий 7 и Pro 5. Здесь же покупатели найдут упоминание о пятилетней гарантии и схематичное обозначение, указывающее, что в коробке находится 2,5-дюймовый SSD.

Никаких дополнительных аксессуаров в комплекте нет. Покупатели получают только SSD в антистатическом пакете. Кроме того, внутри есть полоска бумаги и картонный наполнитель, придающий форму коробке.

По дизайну Intel SSD 540s мало чем отличается от других SSD Intel нового поколения. Толщина SSD составляет 7 мм, этот стандарт получает всё большее распространение среди ноутбуков и ультрабуков без поддержки форм-фактора M.2.

Наш образец с заявленной ёмкостью 480 Гбайт на самом деле имеет 512 Гбайт чистой флеш-памяти, но Intel отводит часть объёма для фоновых операций, таких как замена отказавших ячеек и функции повышения производительности. Четыре канала контроллера SMI SM2258 занимают шестнадцать модулей памяти, в каждом модуле есть по два 16-нм кристалла SK Hynix TLC объёмом 128 Гбит.

Чтобы получить две нестандартных ёмкости (180 и 360 Гбайт) Intel добавляет чипы NAND-памяти другой плотности. Эта практика не получила широкого распространения у производителей SSD, хотя некоторые другие компании так уже делали в прошлом.

Обзор Intel SSD 540s | Четырёхстороннее тестирование производительности

Модели для сравнения

Цена Intel SSD 540s соответствует массовым моделям среднего уровня, однако его скоростные показатели характерны для SSD начального уровня. В связи с этим мы решили взять для сравнения производительности модели начального уровня. За прошедший год рынок SSD среднего класса сильно сузился. Цены на флеш-память типа TLC постоянно падают, в то же время цены на память MLC растут одновременно с переориентацией производства на NAND повышенной ёмкости вместо NAND повышенной производительности.

Adata SP550 использует контроллер SMI SM2256 предыдущего поколения и TLC флеш-память SK Hynix. В тестах этот SSD находится очень близко к Intel SSD 540s. Кроме него, в группу накопителей начального уровня входят Crucial BX200, MyDigitalSSD BP5e и OCZ Trion 150 (теперь он официально называется TR150).

Mushkin Reactor и Samsung 850 EVO относятся к массовым накопителям среднего класса, их мы также сравним с Intel SSD 540s.

Дополнительную информацию по тестированию накопителей можно найти в статье “Как мы тестируем HDD и SSD”.

Последовательное чтение

Скорость последовательного чтения блоками 128 Кбайт, Мбайт/с (больше – лучше)

Скорость последовательного чтения блоками 128 Кбайт, глубина очереди = 2, Мбайт/с (больше – лучше)

Последовательное чтение данных из флеш-памяти – одна из самых простых задач для SSD. Все устройства показали одинаково высокую скорость при высокой глубине очереди, но мы заметили некоторые различия при низкой QD, с которой чаще всего сталкиваются накопители в ноутбуках и настольных ПК. Мы отделили показатели скорости на глубине очереди, равной двум, и выяснили, что почти все SSD достигают скорости свыше 500 Мбайт/с. Intel SSD 540s, в частности, показал 516 Мбайт/с, но находится ближе к нижней части диаграммы.

Последовательная запись

Скорость последовательной записи блоками 128 Кбайт, Мбайт/с (больше – лучше)

Скорость последовательной записи блоками 128 Кбайт, глубина очереди = 2, Мбайт/с (больше – лучше)

В тесте на последовательную запись проявляется гораздо больше колебаний скорости. Многие накопители на графике используют двухуровневый подход к хранению входящих данных. У SSD есть небольшая буферная зона флеш-памяти SLC, которая работает в режиме “один бит на ячейку”. Для повышения скорости SSD сначала записывает данные в эту область. К сожалению, по сравнению с флеш-памятью TLC, буфер SLC занимает в три раза больше ёмкости, поэтому производители SSD ограничивают его размер. Когда буфер SLC заполняется, SSD перемещает эти данные в более медленную NAND-память с трёхбитовыми ячейками (TLC). Когда буфер SLC достаточно большой, пользователи не замечают этого переноса.

Каждая компания использует собственный алгоритм. Phison внедрила новую систему прямой записи на кристалл для записи данных непосредственно в область TLC. Этот метод реализован в накопителях MyDigitalSSD BP5e и Trion OCZ 150.

Перед нами тест последовательной записи данных блоками 128 Кбайт на заполненный Intel SSD 540s. Скорость передачи данных памяти TLC, с которой пользователь сталкивается, когда переполняется буфер SLC, составляет приблизительно 135 Мбайт/с. Производительность достаточно высокая, чтобы принимать файлы на максимальной скорости по гигабитному соединению Ethernet.

Произвольное чтение

Произвольное чтение, IOPS (больше – лучше)

Произвольное чтение, низкая глубина очереди, IOPS (больше – лучше)

Произвольное чтение, высокая глубина очереди, IOPS (больше – лучше)

Во время произвольного чтения при низкой глубине очереди разница между SSD невелика, выделяется только Samsung 850 EVO 500 Гбайт. Intel SSD 540s – самый быстрый SSD на базе флеш-памяти с трёхбитовыми ячейками после Samsung. Кроме того, он лишь немного уступает Mushkin Reactor 512 Гбайт с NAND-памятью MLC при глубине очереди в одну команду. 540s хорошо адаптируется к повышению глубины очереди, но ему не удается догнать 850 EVO

Произвольная запись

Произвольная запись, IOPS (больше – лучше)

Произвольная запись, низкая глубина очереди, IOPS (больше – лучше)

Произвольная запись, высокая глубина очереди, IOPS (больше – лучше)

Intel SSD 540s с контроллером SMI SM2258 обеспечивает более высокую скорость произвольной записи, чем Adata SP550 с контроллером SMI предыдущего поколения (SM2256) и такой же флеш-памятью Hynix SK. Мы подозреваем, что новый контроллер SM2258 почти идентичен SM2256, за исключением повышенной тактовой частоты, позволяющей быстрее обрабатывать данные. В любом случае, оба SSD показали невысокую скорость произвольной записи и отстают от 850 EVO на 10000 IOPS при глубине очереди равной 1.

Обзор Intel SSD 540s | Тестирование в смешанных задачах и в устойчивом состоянии

Процедура тестирования в смешанных задачах и в устойчивом состоянии подробно описана в статье “Как мы тестируем HDD и SSD”.

Смешанные нагрузки – 80% последовательного чтения

Смешанные последовательные операции (80% чтения, 20% записи) блоками 128 Кбайт, Мбайт/с (больше – лучше)

В рекламных материалах Intel 540s говорится об оптимизации под нагрузки смешанного типа, то есть задачи, которые включают запись и чтение одновременно. Мы рады тому, что производители SSD потребительского касса прекращают настраивать свои продукты для достижения высоких результатов в бенчмарках с нереалистичными задачами и вместо этого концентрируются на оптимизации SSD для реальных рабочих нагрузок.

Intel SSD 540s показал действительно хороший результат в тестах смешанных операций с последовательным доступом. У большинства накопителей буфер SLC создаёт волны на графике, поэтому мы должны исследовать результаты и нормализовать полученные данные. Показатели на глубине очереди 2 и 4 для нас важнее, чем данные на более высоких значениях QD.

Смешанные нагрузки – 80% произвольного чтения

Смешанные произвольные операции (80% чтения, 20% записи) блоками 4 Кбайт, IOPS (больше – лучше)

Если из графика скорости смешанных операций убрать Samsung 850 EVO, то Intel 540s займёт первое место среди других накопителей с памятью TLC. Быстрее только Mushkin Reactor с более дорогой флеш-памятью MLC на некоторых глубинах очереди, хотя 540s работает примерно с той же скоростью. Мы уверены, что многие производители хотели бы убрать 850 EVO из графиков, но пока у этого накопителя высокая производительность и низкая цена, мы будем включать его в наши сравнения.

Скорость последовательных операций в устойчивом состоянии

Смешанные задачи: последовательные операции в устойчивом состоянии, Мбайт/с (больше – лучше)

Смешанные задачи: последовательные операции в устойчивом состоянии, чтение 80%, Мбайт/с (больше – лучше)

Смешанные задачи: последовательные операции в устойчивом состоянии, чтение 70%, Мбайт/с (больше – лучше)

Intel SSD 540s обеспечивает высокую производительность в условиях устойчивого состояния с преобладанием операций чтения. С интенсивными задачами записи у этого SSD возникают проблемы, однако стоит помнить, что Intel 540s представляет начальный уровень и не разрабатывался для тяжёлых задач записи.

Скорость произвольных операций записи в устойчивом состоянии

4 Кбайт, устойчивое состояние, предварительная подготовка, IOPS (больше – лучше)

4 Кбайт, устойчивое состояние, IOPS (больше – лучше)

Нас всегда интересовало, сможет ли Intel обеспечить устойчивую скорость в SSD начального уровня? В накопителях 7-й серии (модели PCIe и SATA) компания делают ставку на сохранение стабильного уровня производительности. В документации 540s об этом факторе вообще ничего не говорится, но мы не можем винить Intel в том, что она предпочла не затрагивать эту тему.

Intel SSD 540s лучше не использовать в массивах RAID 0. А вот SSD 730 – это отличный вариант.

Обзор Intel SSD 540s | PCMark 8 – реальные приложения

Процедура тестирования в реальных приложениях PCMark 8 подробно описана в статье “Как мы тестируем HDD и SSD”

Время обслуживания

WoW, время обслуживания (меньше – лучше)

Battlefield 3, время обслуживания (меньше – лучше)

Adobe Photoshop, лёгкая нагрузка, время обслуживания (меньше – лучше)

Adobe Photoshop, тяжёлая нагрузка, время обслуживания (меньше – лучше)

Adobe InDesign, время обслуживания (меньше – лучше)

Adobe After Effects, время обслуживания (меньше – лучше)

Adobe Illustrator, время обслуживания (меньше – лучше)

Microsoft Word, время обслуживания (меньше – лучше)

Microsoft Excel, время обслуживания (меньше – лучше)

Microsoft PowerPoint, время обслуживания (меньше – лучше)

В тестах на базе трассировки реальных задач Intel SSD 540s показал неоднозначные результаты. В некоторых тестах он оказался в середине списка, а в некоторых – в самом конце (или близко к нему). Загрузка изображений в Photoshop оказалась для 540s непростой задачей. Большие объёмы записываемых данных в ходе двух тестов быстро переполняют буфер SLC, и на производительность накопителя влияет уже исходная скорость памяти TLC.

Совокупная скорость накопителя, Мбайт/с (больше – лучше)

После усреднения и нормализации показателей мы чётко видим расположение Intel SSD 540s 480 Гбайт относительно других SSD. Накопитель уступает в производительности SSD Adata SP550 с контроллером SM2256 предыдущего поколения. SSD BP5e на базе контроллера Phison S10 тоже немного быстрее. Лидер в классе Samsung 850 EVO обгоняет 540s почти на 100 Мбайт/с.

Обзор Intel SSD 540s | PCMark 8 – расширенные тесты

Процедура расширенного тестирования PCMark 8 подробно описана в статье “Как мы тестируем HDD и SSD”.

Пропускная способность

Общая пропускная способность в зависимости от состояния диска, Мбайт/с (больше – лучше)

Пропускная способность в тяжёлых задачах, Мбайт/с (больше – лучше)

Пропускная способность в умеренных задачах, Мбайт/с (больше – лучше)

Intel SSD 540s работает немного лучше, когда он заполнен. На графиках представлены результаты в задачах высокой (включая время простоя на восстановление) и умеренной (с 5-минутной паузой для восстановления и выполнения фоновых операций) интенсивности, но в первую очередь нас интересуют показатели в умеренной части теста.

Можно заметить, что большинство продуктов начального класса работают примерно одинаково, когда есть время на восстановление. На фоне остальных снова выделяется 850 EVO 500 Гбайт, подтверждая свою позицию лидера в классе.

Тесты задержки

Общая задержка, секунды (меньше – лучше)

Задержка в тяжёлых задачах, секунды (меньше – лучше)

Задержка в простых задачах, секунды (меньше – лучше)

850 EVO и BP5e предлагают лучшее время доступа при умеренной нагрузке, но Intel SSD 540s не сильно отстает от лидеров. Хотя, учитывая количество моделей на рынке и их стоимость, 540s пока выглядит не слишком конкурентоспособно.

Время занятости накопителя

Время занятости накопителя, секунды (меньше – лучше)

Тест времени занятости накопителя измеряет время фактической работы накопителя за вычетом интервалов простоя и перехода в состояние низкого энергопотребления. Мы не всегда публикуем результаты этого теста, но они помогают объяснить показатели тестов от батареи ноутбука, которые вы увидите дальше. По сравнению с большинством других SSD на графике, накопителю Intel SSD 540s понадобилось больше времени на выполнение поставленных задач, то есть ему нужно больше времени, чтобы вернуться в экономичный режим сна.

Обзор Intel SSD 540s | Время работы ноутбука от батареи

Время работы ноутбука от батареи в минутах (больше – лучше)

Производительность при ограниченном энергопотреблении (больше – лучше)

Учитывая высокое время занятости накопителя, мы не рассчитывали увидеть хорошие показатели времени работы от батареи у Intel SSD 540s. После завершения теста наш прогноз подтвердился. Такое ощущение, что Intel отказалась от всех достоинств, за которые мы полюбили SSD этой компании, чтобы выпустить на потребительский рынок дешёвый продукт.

Обзор Intel SSD 540s | Заключение

Важно понять, почему компания выпустила этот накопитель. Intel продаёт много различных продуктов и имеет множество партнёров. На первый взгляд, SSD 540s не выглядит конкурентоспособным SSD для массового рынка, но, возможно, причина его появления в другом. Intel часто привязывает к своим процессорам и системным платам от партнёров другие свои продукты, поставляя их комплектом. Возможно, SSD 540s просто дополняет “общую картину ” и не является лишь неудачной попыткой побороться с Samsung на рынке SSD для массового потребителя.

Сейчас 540s не может конкурировать с другими SSD на массовом рынке ни по цене, ни по производительности. Все уже привыкли, что Intel продаёт свои SSD дороже большинства конкурентов, но чтобы эта стратегия работала, продукт должен обладать соответствующей производительностью. Мы не сомневаемся, том, что SSD 540s – это очень надёжный накопитель, но то же самое можно сказать и о Samsung 850 EVO, надёжность которого подтверждается годами работы.

SSD 540s больше подходит для 3-й серии, в которую входили SSD начального уровня с соответствующей ценой. В настоящий момент соперничающие бюджетные SSD аналогичной ёмкости стоят $120 и меньше. Intel не единственный производитель SSD, совершивший подобную ошибку. Некоторые крупные корпорации тоже сокращают издержки и поставляют более дешёвые решения, чем производители SSD второго и третьего уровня.

Репутация бренда – не самое главное, а предыдущие успехи компании лучше воспринимать как его историю. Когда на рулетке в казино шесть ряд подряд выпадает “чёрное”, это не значит, что в следующий раз будет “красное”. Предыдущий раунд никак не связан со следующим. Ту же аналогию можно провести с потребительскими SSD.

Сейчас Intel подвергает свои потребительские SSD строгому тестированию, но в прошлом компания выпускала продукты, имевшие проблемы с надёжностью. Сегодня можно сказать, что Intel производит одни из самых надёжных SSD. Но пока непонятно, как на надёжность повлияет переход на контроллер и флеш-память сторонних производителей. Как всегда, время покажет.

Нас немного удивило, что SSD 540s оснащается флеш-памятью Hynix SK вместо новой IMFT 3D. Даже Crucial уже объявила о производстве массовых SSD MX300 с памятью IMFT. В прошлом году ходили слухи, что между участниками IMFT (Intel/Micron) испортились отношения, и Intel даже объявила, что строит новую фабрику по производству 3D NAND-памяти. Появление Intel SSD 540s и Pro 5400 с памятью SK Hynix породит ещё больше слухов о взаимоотношениях давних партнёров.

Достоинства:

• Хорошая программа SSD Optimizer, включающая полезные функции
• Надёжность
• 5 лет гарантии

Недостатки:

• Дороговизна
• Уступает в производительности другим SSD с более низкой ценой

Заключение: SSD 540s Intel установила очень низкую планку, выпустив SSD 540s на рынок массовых SSD. По сравнению с лидерами рынка, этот накопитель обеспечивает меньше производительности на доллар и не в состоянии конкурировать с предложениями от производителей третьего уровня. Но если вы хотите надёжный SSD, то 540s может быть лучшим вариантом с памятью TLC, если не считать Samsung EVO. В то же время мы не видим причин покупать именно его вместо Samsung 850 EVO. Нам остаётся недоумевать, что заставило Intel отказаться от преимуществ новой NAND-памяти IMFT 3D, которую она уже поставляет.