Твёрдотельный SSD-накопитель Memoright: рекордная производительность – THG.RU

Жёсткие диски побеждены

Полгода назад в нашу лабораторию поступил твёрдотельный 32-Гбайт SSD-накопитель Mtron, который мы протестировали. Он оставался самым быстрым накопителем для настольных ПК до появления нового винчестера Western Digital VelociRaptor. VelociRaptor является традиционным жёстким диском, поэтому он не может дать очень малого времени доступа, как у твёрдотельных накопителей, но с большинством приложений он работает лучше, да и предлагает почти в 10 раз больше ёмкости, а стоит дешевле SSD-винчестеров. Однако недавно в нашу лабораторию поступил новый твёрдотельный накопитель для энтузиастов Memoright SSD MR25.2-032S, который оставляет традиционные винчестеры далеко позади.

Memoright сражается с лучшими традиционными жёсткими дисками… И побеждает их! Нажмите на картинку для увеличения.

Следить за продвижениями на рынке SSD-накопителей на основе флэш-памяти непросто. Твёрдотельные SSD-накопители выглядят и работают подобно механическим жёстким дискам, однако они хранят данные на флэш-памяти, которая знакома вам по чипу с прошивкой на материнской плате (в нём хранится BIOS) или по USB-брелокам. Флэш-память может обеспечивать приличную пропускную способность и практически мгновенное время доступа, хотя скорость записи и задержки доступа при записи заметно медленнее, чем у операций чтения. Флэш-память не нагревается так, как вращающиеся на высокой скорости пластины жёстких дисков, да и надёжность твёрдотельных накопителей лучше. Однако они по-прежнему не обеспечивают ёмкости, которую можно ожидать от современного накопителя. 2,5″ винчестеры для ноутбуков могут хранить до 500 Гбайт, а 3,5″ настольные жёсткие диски – до 1 000 Гбайт.

Зато флэш-винчестеры могут уместиться в любом форм-факторе: 3,5″, 2,5″, 1,8″ или даже ещё меньшем. Помните, что такие карты памяти, как CompactFlash, SD или Memory Stick, тоже построены на флэш-памяти. Обычно флэш-память требует меньше энергии для работы, чем стандартный жёсткий диск, да и к ударом она намного менее восприимчива. Ёмкости SSD-накопителей сегодня достигли 128 Гбайт, хотя только 32-Гбайт SSD-модели попадают в ценовой диапазон, который можно назвать доступным (да и то далеко не для всех пользователей).

Но почему вокруг SSD-накопителей так много шуму? Тому есть две простые причины: производительность и эффективность энергопотребления. Хотя жёсткий диск не может напрямую ускорять скорость вычислений “тяжёлых” задач по нагрузке на CPU или видеокарту, он ощутимо влияет на общую производительность операционной системы, а также приложений, когда они запускаются или запрашивают данные. Если запускаемая программа или данные размещаются в оперативной памяти системы, то ключевые комплектующие могут показать свой потенциал. Если же данные нужно считать или записать на жёсткий диск, то приходится ждать запуска Windows или приложений многие секунды, а то и минуты. Твёрдотельные накопители могут существенно снизить подобные задержки, поскольку они удачно сочетают более быстрый доступ к данным и хорошую пропускную способность. Наконец, флэш-винчестеры более эффективны по энергопотреблению, чем традиционные жёсткие диски. Хотя, конечно, энергопотребление зависит от числа чипов флэш-памяти, которые необходимы для достижения желаемой ёмкости, а также от используемых технологий флэш-памяти (MLC, SLC – см. ниже).

Мы уже протестировали разные твёрдотельные модели от Samsung, Sandisk, Ridata и корейского производителя M-Tron, который оказался самым быстрым SSD-винчестером на то время. После этого нам в редакцию выслали накопитель Memoright для обзора, заявив, что он будет лучшим выбором. И оказались правы.

Немного технических подробностей о SSD-накопителях

Существует два типа флэш-памяти: NOR и NAND. Память NOR даёт внешнюю шину адреса, поэтому может адресоваться контроллерами накопителей. Поэтому из флэш-памяти NOR можно напрямую выполнять код, в результате чего данный вид хорошо подходит для хранения прошивки. Однако у NOR не поддерживаются механизмы замены плохих секторов. К памяти NAND можно обращаться только крупными блоками, которые организованы в виде так называемых страниц, что положительно сказывается на пропускной способности. Благодаря такой раскладке, число соединений здесь меньше, чем у NOR. Кроме того, память NAND часто имеет встроенный контроллер, который отвечает за алгоритмы замены плохих секторов, а также за распределение нагрузки в целях снижения износа. Это позволяет производителям продавать устройства на NAND-памяти, даже если было обнаружено несколько плохих секторов. Звучит, конечно, как недостаток, но на самом деле это преимущество, позволяющее создавать объёмные хранилища, поскольку можно заметно повысить выход годных устройств и сохранять низкие цены на них для текущей и будущей плотности хранения.

Но разные виды флэш-памяти отличаются и по другим критериям, поскольку ячейки могут хранить как один бит, так и несколько битов. SLC-память (Single Level Cell Flash) хранит один уровень напряжения, а MLC-память (Multi Level Cell Flash) – по меньшей мере, два бита. SLC-чипы обычно существенно быстрее и более эффективны по энергопотреблению, чем MLC-аналоги, да и они, как правило, выдерживают больше циклов записи, чем MLC, хотя для пользователей настольных ПК это уже вряд ли критично.

Производители обычно не любят приводить подробных спецификаций SSD-накопителей, но было бы неплохо знать, какая именно флэш-память используется в том или ином продукте. В то же время, невозможно оценить или даже предположить уровень производительности SSD-накопителя только по одним техническим данным. Как нам кажется, производители должны честно указывать пропускную способность, тем более что этот параметр наиболее надёжный. В любом случае, 2,5″ флэш-винчестеры дают пропускную способность от 25 до 115 Мбайт/с (у SSD-винчестера Memoright).

Большинство твёрдотельных накопителей использует 2,5″ или 1,8″ форм-фактор, так как флэш-винчестеры наиболее интересны для мобильной сферы из-за их надёжности и низкого энергопотребления. Кроме того, малые ёмкости 16-128 Гбайт приемлемы в ноутбуках, но о настольных ПК такого не скажешь. Если вы всё же хотите установить 2,5″ флэш-винчестер в настольный ПК, то можете легко купить оснастку для крепления 2,5″ накопителей в 3,5″ отсек. Собственно, таким же путём пошла Western Digital со своим последним накопителем для энтузиастов VelociRaptor, который представляет собой 2,5″ винчестер на 10 000 об/мин, установленный в 3,5″ оснастку, которая ещё и обеспечивает отвод тепла.

Наконец, флэш-накопители могут работать в более широком диапазоне температур, а их надёжность прекрасно подходит для промышленных ПК. Традиционные винчестеры могут работать при температурах 5-55°C, за некоторыми исключениями, но большинство флэш-накопителей выдерживает 70°C, а модели промышленного класса валидируются даже для диапазона от -40°C до 85°C, что позволяет использовать их, например, для автомобильных компьютеров в условиях нашей зимы.

Статьи по теме.

• “Mtron SSD 32 GB: твёрдотельный накопитель с экстремальной производительностью“;
• “Western Digital VelociRaptor: жёсткий диск с рекордной скоростью“;
• “32-Гбайт флэш-винчестер Samsung Flash SSD: прощайте, жёсткие диски“;
• “SanDisk SSD 5000: твёрдотельный винчестер на 32 Гбайт“;
• “Твёрдотельные накопители от Ridata и Samsung на 32 и 64 Гбайт“;
• “Устанавливаем твёрдотельный SSD-накопитель в ноутбук: руководство THG“.

Memoright SSD MR25.2-032S

Нажмите на картинку для увеличения.

Твёрдотельные накопители Memoright Flash SSD MR25.2-032S доступны в нескольких вариантах ёмкости по 8, 16, 32, 64 и 128 Гбайт. Мы получили четыре 32-Гбайт модели, которые позволили провести тесты RAID 0, чтобы раскрыть потенциал флэш-винчестеров в массивах RAID. На все модели даётся 5-летняя гарантия, что соответствует уровню винчестеров для корпоративного рынка и должно вселить уверенность в надёжности SSD-моделей.

Мы обнаружили, что производительность 32-Гбайт Memoright SSD-накопителя действительно впечатляет. Время доступа 0,1 мс вполне соответствует другим флэш-винчестерам, но 115 Мбайт/с для чтения – это новый рекорд для SSD-накопителей. Хорошая новость заключается и в том, что скорость чтения почти такая же высокая. В нашей тестовой системе 32-Гбайт SSD-накопитель Mtron смог дать 95 Мбайт/с для чтения, но был ограничен 75 Мбайт/с для записи. За исключением теста web-сервера, во всех других тестах производительности ввода/вывода вперёд выходит Memoright: 700-4 300 операций ввода/вывода – прекрасный результат, это примерно в 4-20 раз больше, чем даёт Western Digital WD1500 Raptor.

Хотя мы получили, что последовательная пропускная способность всё же ниже скорости интерфейса, следующее поколение SSD-накопителей, определённо, будет использовать интерфейс SATA/300 вместо SATA/150, чтобы он не оказался “узким” местом. Когда мы сравнили четыре 32-Гбайт флэш-винчестера Memoright с четырьмя 2,5″ SAS-накопителями Seagate Savvio 10K.2 и четырьмя 3,5″ жёсткими дисками WD1500 Raptor, то обнаружили, что у традиционных жёстких дисков нет и шанса по сравнению с четырьмя Memoright. Время доступа 0,2 мс для массива RAID 0 впечатляет (против 7,4 мс для массива на Seagate Savvio 10K.2 и 8,5 мс на WD Raptor). В RAID 0 твёрдотельные накопители Memoright смогли выдать минимальную скорость записи 323 Мбайт/с, которая у массива на Savvio упала до 199 Мбайт/с, а на Raptor – до 177 Мбайт/с. Максимальная пропускная способность 450 Мбайт/с для четвёрки Mtron не менее впечатляет.

128-Гбайт версия стоит $3 500, что для большинства пользователей будет всё же многовато. 64-Гбайт SSD-винчестер всё ещё стоит чуть дороже $2 000, однако 32-Гбайт модель стоит на международном рынке $1 049 – вполне реалистичная цена для энтузиастов и требовательных пользователей. Другие 32-Гбайт флэш-винчестеры можно найти намного дешевле (DV Nation предлагает модель Mtron за $699), но они не такие быстрые. Если вы действительно хардкорный пользователь с солидным бюджетом, то можно смело покупать модель Memoright. Ну, а для остальных можно рекомендовать только политику выжидания: цены продолжают падать, а ёмкость и производительность – расти.

Нажмите на картинку для увеличения.

Нажмите на картинку для увеличения.

Тестовый контроллер: Adaptec RAID 5805

Хотя DV Nation попросила протестировать нас приводы Memoright с контроллером Areca из-за его прекрасной пропускной способности, мы использовали новый унифицированный RAID-контроллер Adaptec 5805, поскольку на данный момент он нам кажется получше. Не говоря уже о более проработанном программном обеспечении по управлению, данный контроллер даёт как великолепную пропускную способность, так и хорошие показатели в тестах ввода/вывода, что у продуктов Adaptec в прошлом наблюдалось не всегда.

Adaptec RAID 5805 – один из самых быстрых и мощных унифицированных RAID-контроллеров (SATA и SAS) на сегодняшний день. Нажмите на картинку для увеличения.

Тестовые жёсткие диски: 2,5″ Seagate Savvio 10K.2 и 3,5″ WD Raptor WD1500

Seagate Savvio 10K.2: 10 000 об/мин, 2,5″ форм-фактор и интерфейс SAS. Перед нами прекрасные серверные жёсткие диски, обеспечивающие высокую плотность хранения данных. Нажмите на картинку для увеличения.

Мы сравнили твёрдотельные накопители Memoright не только с полным ассортиментом механических и флэш-винчестеров от конкурентов, но пошли на шаг дальше. Мы взяли четыре 2,5″ SAS-винчестера Seagate Savvio 10K.2 корпоративного уровня, а также четыре 3,5″ жёстких диска Western Digital WD1500 Raptor, которые можно считать лучшими в своём классе: винчестер Raptor по-прежнему прекрасно подходит для установки в качестве системного диска в компьютерах для энтузиастов (пусть его преемник VelociRaptor существенно быстрее), а Seagate Savvio 10K.2 – основа для производительных серверов с высокой плотностью хранения данных. Мы сравнили конфигурации RAID 0 с четырьмя упомянутыми моделями против четвёрки твёрдотельных винчестеров Memoright, чтобы оценить максимальный потенциал производительности.

Пусть они и уступают преемнику, но старые добрые 3,5″ винчестеры Raptor от Western Digital по-прежнему считаются де-факто стандартом для систем энтузиастов и серверов начального уровня. Нажмите на картинку для увеличения.

Тестовая конфигурация

Результаты тестов Memoright SDD

Диаграмма передачи данных

Идеальная диаграмма передачи данных: на протяжении всей ёмкости выдерживаются скорости чтения и записи.

Время доступа

Подобно другим флэш-накопителям, время доступа практически мгновенное.

Производительность интерфейса

Производительность интерфейса отражает максимальную пропускную способность Serial ATA. SATA-интерфейс Memoright SATA поддерживает теоретическую пропускную способность 150 Мбайт/с, что на практике даёт, максимум, 126 Мбайт/с, – показатели соответствуют максимальной скорости обмена информацией с чипами флэш-памяти. Другие жёсткие диски дают более высокую производительность интерфейса, поскольку они оснащены дополнительной кэш-памятью (DRAM), которая работает быстрее флэш.

Производительность чтения

Пропускная способность 115 Мбайт/с стала новым рекордом. Особенно интересно видеть, что она снижается всего до минимума в 112 Мбайт/с, в то время как все механические жёсткие диски дают меньшую скорость по мере перехода от внешних секторов вращающихся пластин к внутренним. Western Digital VelociRaptor даёт чуть более высокую максимальную скорость чтения, однако его минимальная скорость составляет всего 65 Мбайт/с. Результат неплох, но сравниться с твёрдотельными накопителями он не может.

Производительность записи

На первый взгляд, скорость записи 120 Мбайт/с можно связать с кэш-памятью контроллера Adaptec. Однако, как явно показывает диаграмма передачи данных, накопитель действительно сохраняет подобную высокую пропускную способность.

Производительность приложений PCMark05

Производительность записи файлов соответствует уровню WD VelociRaptor, что очень неплохо для накопителя на основе флэш-памяти. Однако следует помнить, что привод Memoright стоит в 10 раз дороже, чем VelociRaptor.

Как видим, SSD-накопитель Mtron оказался быстрее по запуску Windows XP. Однако флэш-винчестер Memoright занял второе место, он всё равно в два раза быстрее, чем любой механический жёсткий диск.

Производительность ввода/вывода

За исключением теста ввода/вывода для сценария web-сервера, где запрашиваются очень маленькие участки данных, а скорость записи практически не влияет, флэш-винчестер Memoright доминирует во всех сценариях. Он быстрее WD1500 Raptor от 4 до 20 раз.

Энергопотребление

Memoright не только быстрее Mtron, но ещё и экономичнее. 0,8 Вт вместо 2,0 Вт в режиме бездействия – великолепный результат, сравнимый с быстрыми традиционными 2,5″ жёсткими дисками. Максимальное энергопотребление 2,3 Вт тоже ниже. Традиционные механические жёсткие диски, напомним, потребляют до 4 Вт.

Результаты тестов RAID 0

Как уже упоминалось выше, мы сравнили четвёрку твёрдотельных накопителей Memoright в массиве RAID 0. Для сравнения мы взяли четвёрку Seagate Savvio 10K.2, а также четыре Western Digital WD1500 Raptor. Жаль, что в нашей лаборатории не нашлось четырёх винчестеров VelociRaptor, которые ещё лучше подошли бы для сравнения, так как четыре таких жёстких диска примерно равны по цене одному 32-Гбайт Memoright MR25.2-032S.

Производительность потокового чтения (RAID 0, 4 привода)

Массив RAID 0 на твёрдотельных накопителях Memoright даёт скорость потокового чтения 460 Мбайт/с, а массив на традиционных жёстких дисках ограничен 350 Мбайт/с. Вполне очевидно, что массив на новых VelociRaptor мог бы приблизиться к этому великолепному результату, но вряд ли смог бы его обойти.

Производительность потоковой записи (RAID 0, 4 привода)

Производительность потоковой записи схожая. Учтите, что кэш контроллера влияет на скорость операций записи, поэтому и график возрастает. Результат на одиночных командах (Q1) можно считать реалистичным: 430 Мбайт/с.

Производительность ввода/вывода (RAID 0, 4 привода)

Неважно, по какому сценарию вы будете сравнивать: Memoright значительно обходит традиционные жёсткие диски. Если вы хотите создать действительно скоростное хранилище, а бюджет не ограничен, то используйте твёрдотельные накопители в паре с мощным RAID-контроллером. Обратите внимание, что мы тестировали массив RAID 0, который не обеспечивает избыточность и защиту данных.

Заключение

Нажмите на картинку для увеличения.

Результаты тестов твёрдотельного SSD-накопителя Memoright (мы использовали четыре 32-Гбайт модели MR25.2-032S) говорят сами за себя. Последовательная пропускная способность 115 Мбайт/с – новый рекорд для SSD-накопителей на основе флэш-памяти, причём Memoright даже получается выдержать почти такую же пропускную способность и для записи. Производительность ввода/вывода великолепная, а энергопотребление меньше, чем у прямого конкурента Mtron. Единственные тесты, где Memoright уступает накопителю Mtron, – тест запуска Windows XP в PCMark05 и сценарий web-сервера IOmeter. Во всех остальных случаях Memoright обходит накопители других производителей, обеспечивая непревзойдённую производительность. Администраторам серверов следует тщательно изучить результаты тестов, поскольку мы говорим о многих сотнях или тысячах операций ввода/вывода в секунду на одном жёстком диске.

SSD-накопители Memoright дружественны к массивам RAID, поскольку они замечательно работали в паре с контроллером Adaptec RAID 5805. Мы решили сравнить четыре флэш-накопителя Memoright с четырьмя жёсткими дисками Seagate Savvio 10K.2 и Western Digital Raptor WD1500 – все в конфигурации RAID 0, которая позволила оценить максимальную производительность. Результаты оказались приятными: массив на SSD-накопителях Memoright обеспечил существенно более высокую пропускную способность ввода/вывода (в несколько раз) и до 50% большую производительность в потоковых тестах.

Вполне понятно, что подобные твёрдотельные накопители являются самым оптимальным вариантом для системного жёсткого диска, который только можно найти. Но есть один существенный недостаток – это цена. За 32-Гбайт модель придётся выложить не меньше $1 000, а за более ёмкие твёрдотельные накопители, о которых остаётся только мечтать, ещё больше. Хотя 128-Гбайт модель обеспечивает наилучшую стоимость гигабайта, она слишком дорога, чтобы её можно было рекомендовать. Большинство пользователей вряд ли согласятся покупать за $1 000 даже компьютер. Если вы готовы смириться с тем, что подобные твёрдотельные накопители будут, вероятно, стоить половину сегодняшней цены или, возможно, всего треть к концу года, то смело покупайте, поскольку вы получите лучший флэш-винчестер, который только можно себе представить.

Переход с традиционных винчестеров на твёрдотельные начался, и результаты тестов вполне убедительные, чтобы продумать стратегию такой миграции. Если более скоростное “железо” может привести к существенному росту производительности, повысить доступность или дать новые возможности, то подобные высокие траты имеют смысл. Для нас вполне понятно, что первыми жертвами в новой войне станут винчестеры на 15 000 об/мин, поскольку мы бы уже выбрали компактный и быстрый твёрдотельный винчестер с ёмким дополнительным хранилищем вместо одного SAS-винчестера на 15k для сервера, не говоря уже о его малой ёмкости.

Но все эти боевые действия останутся в high-end или корпоративном сегменте, поскольку вряд ли возможно заменить все 500 млн. жёстких дисков, проданных в 2007 году, или даже все серверные и системные винчестеры твёрдотельными накопителями по одной простой причине: по информации Western Digital, всех производственных мощностей в мире по изготовлению флэш-памяти просто недостаточно, чтобы выдать соответствующее количество памяти. Поэтому нам следует ждать дальнейших улучшений по плотности хранения флэш-памяти, и когда цена SSD-винчестеров с ёмкостью выше 100 Гбайт упадёт ниже $500, они начнут выходить на массовый рынок.

Сравнительная таблица SSD-накопителей