Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
Редакция THG,  10 апреля 2017


Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7 | Введение

Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7

Накопитель с двумя чипами DDR увеличивает объём DRAM, которую SSD использует для кэширования карты переходного слоя флеш-памяти (flash translation layer – FTL) – это далеко не новый трюк Phison и её партнеров. Накопитель Corsair Neutron XTi стал первым розничным SSD (из известных нам), использующим двойной объём DRAM. XTi увеличил скорость операций с произвольным доступом и небольшими блоками – это одно из тех свойств SSD на базе Phison, которые требовалось улучшить, чтобы конкурировать с Samsung по производительности.

В лабораториях Phison также есть очень интересное решение, с которыминам удалось поработать, но, несмотря на интерес, оно оказалось не очень практичным в эру дешёвых потребительских SSD. Phison оснащает накопитель Ultimate Phison E7 флеш-памятью Toshiba MLC объёмом 1024 Гбайт, однако флеш-память работает полностью в режиме SLC. В итоге остаётся 512 Гбайт ёмкости, которую Phison сократила до 480 Гбайт в связи со стандартным резервированием 7% ёмкости. Таким образом, Phison либо резервирует, либо игнорирует больше 50% физического объёма флеш-памяти – и всё во имя скорости.

На наш взгляд, в продажу поступит только модель с двойной памятью DDR. Как уже говорилось, такие решения уже публично обсуждались. Похоже, больше всего ими заинтересовалась компания Patriot, показавшая несколько прототипов карт расширения с различными радиаторами. На выставке Flash Memory Summit мы видели несколько финальных визуализаций проектов, и оба выглядели потрясающе. Подтверждённых дат выпуска пока нет, но мы рассчитываем услышать анонсы в июне.

Накопитель Phison с памятью MLC, запрограммированной в SLC, (если таковой появится), может оснащаться флеш-памятью Toshiba BiCS (3D), поскольку микросхемы Toshiba 15-нм MLC на 128 Гбит слишком дорогие. Для создания такого SSD потребуется слишком много кристаллов и большое количество кристаллов на каждый чип. По сравнению с эталонным прототипом с двойной DDR, SLC-накопитель использует в два раза больше 15-нм кристаллов MLC. При одинаковой ёмкости 480 Гбайт (доступной пользователю) её стоимость будет в два раза выше. Возможно, мы и увидим такую конфигурацию, но она будет поставляться не в том виде, в котором мы тестируем продукт сегодня.

Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7 | Технические характеристики

Модель Двойной DDR Ultimate E7 SLC
Контроллер Phison PS5007-E7 Phison PS5007-E7
DRAM 1024 Мбайт Nanya DDR3 1024 Мбайт Nanya DDR3
NAND Toshiba 15 нм MLC Toshiba 15 нм MLC с программированием SLC
Ёмкость NAND пользовательская / чистая 480GB / 512 Гбайт 480GB / 1024 Гбайт
Перспектива Вероятно Маловероятно

Аппаратные спецификации двух накопителей практически идентичны. В обоих прототипах применяется контроллер Phison PS5007-E7, а ОЗУ Nanya DDR3 объёмом 1024 Мбайт разделена на два модуля по 512 Мбайт. Оба используют планарную NAND-память MLC с техпроцессом 15 нм от Toshiba. Разница лишь в объёме флеш-памяти – первый имеет стандартный объём 512 Гбайт, разбитый на восемь микросхем с полезной ёмкостью 480 Гбайт. Чтобы получить те же 480 Гбайт запрограммированной SLC памяти, требуется вдвое больше "чистых" ячеек. Как известно, флеш-память – это самый дорогой компонент SSD, и если Phison выпустит Ultimate E7 SLC (наше неофициальное название для продукта), он будет стоить как SSD на 1 Тбайт с протоколом NVMe, потому что он использует примерно столько же флэш-памяти.

Phison не предоставляла нам характеристик производительности, а сами прототипы не продаются. На eBay вы их тоже не найдёте. Однако мы хотим немного поговорить о выносливости. Благодаря пониженному изному Ultimate E7 SLC NVMe SSD с двойным программированием битов должен иметь крайне высокий показатель выносливости при записи, выше обычных SSD ёмкостью 1 Тбайт. Каждой ячейке нужно декодировать только простое значение 0 или 1 вместо значений 0, 1, 2 и 3, как у MLC. Упрощенный процесс также снижает задержку.

В обзоре Corsair Neutron XTi мы уже объясняли, что увеличение объёма доступной для контроллера DRAM увеличивает объём данных карты LBA, которые могут храниться в быстрой памяти DRAM. Во время операций чтения SSD ищет адреса данных на карте и обновляет её каждый раз при каждой записи новых данных. Когда SSD кэширует карту в DRAM, поиск и обновление происходят намного быстрее, что повышает производительность.

Оба прототипа карт расширения используют прошивку возрастом не менее шести месяцев. Phison создала и запрограммировала накопители до массового внедрения прошивки 2.1, которую мы впервые тестировали в накопителях Patriot Hellfire M.2 240 Гбайт и MyDigitalSSD BPX.

Давайте посмотрим на эти SSD.

Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7 | Внешний вид и конструкция

Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7

Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7

Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7

Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7

Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7

Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7

Эти накопители практически идентичны, за исключением количества NAND-кристаллов в каждой микросхеме. Эталонный дизайн карты расширения Phison имеет несколько функций, которые компания не включила ни в один SSD. В ближайшее время мы рассмотрим Galax Hall of Fame PCI-E SSD, на поверхности которого установлены конденсаторы для улучшениё защиты от сбоев питания. Наши прототипы эталонных карт расширения не обладают этой функцией, поскольку они не предназначены для работы в производственной среде.

Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7 | Тесты производительности SSD на 512 Гбайт

Накопители для сравнения

Модель SSD Цена в США, $ Цена в РФ, руб.
Intel SSD 600p (256GB) 100 От 7430
MyDigitalSSD BPX (240GB) н/д н/д
OCZ RD400 (256GB) 233 11150
Patriot Hellfire M.2 (240GB) 130 7530
Samsung 950 Pro 256GB 360 17400
Samsung 960 EVO (250GB) 130 9000

В этой статье мы рассматриваем не новые продукты, уже присутствующие на потребительском рынке, а новинки, которые готовит тестовая лаборатория Phison. Эти прототипы используют более старую прошивку. Существует мнение, что программирование и прошивка так же важны, как и аппаратная составляющая, и мы с ним согласны. За прошедшие годы мы не раз видели, как простое обновление прошивки повышало скорость и отзывчивость накопителя. Хорошим примером является последняя серийная прошивка от Phison. Мы протестировали накопитель Patriot Hellfire M.2 с первой версией и новой прошивкой MP 2.1. Обновление повысило производительность и улучшило позиции Hellfire M.2 в конкурентной среде на фоне других современных накопителей с протоколом NVMe. Сегодня вы сможете убедиться в этом сами. В некоторых тестах Hellfire M.2 и BPX обгоняют оба прототипа, несмотря на их превосходное аппаратное обеспечение.

В тестовой выборке присутствуют лидирующие в классе твёрдотельные накопители NVMe ёмкостью 512 Гбайт. Нам пришлось убрать несколько фаворитов, чтобы не перегружать обзор. В частности, мы вычеркнули SSD начального уровня Intel 600p 512 Гбайт и Samsung 960 EVO. Оба накопителя используют флеш-память NAND с тремя битами на ячейку (TLC), в итоге в тестировании участвуют только модели с памятью типа MLC.

Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7 | Четырёхстороннее тестирование производительности

Дополнительную информацию по тестированию накопителей можно найти в статье "Как мы тестируем HDD и SSD". Там же - см. раздел "Тестирование по четырём направлениям".

Последовательное чтение

Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
Скорость последовательного чтения блоками 128 Кбайт, Мбайт/с (больше – лучше)


Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
Скорость последовательного чтения блоками 128 Кбайт, глубина очереди = 2, Мбайт/с (больше – лучше)

Тестирование на последовательное чтение данных показало, что оба эталонных SSD немного обгоняют розничные модели SSD BPX и Hellfire M.2 на базе E7 при большой глубине очереди. При небольших нагрузках между QD1 и QD4 все накопители E7 показали очень близкие результаты.

Последовательная запись

Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
Скорость последовательной записи блоками 128 Кбайт, Мбайт/с (больше – лучше)


Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
Скорость последовательной записи блоками 128 Кбайт, глубина очереди = 2, Мбайт/с (больше – лучше)

Две референсные модели карты увеличивают производительность последовательной записи блоками 128 Кбайт на контроллере E7. Мы ожидали, что E7 с поддержкой SLC заметно обгонит другие SSD-накопители на базе этого же контроллера, однако накопитель с двойной памятью DDR перешёл в верхний уровень производительности наряду с OCZ RD400 и Samsung 950 Pro 512 Гбайт.

Чтобы соответствовать рабочей среде стандартного пользовательского ПК, мы используем один рабочий поток, поэтому наши показатели четырёхстороннего тестирования производительности отличаются от завышенных и нереалистичных данных, предоставляемых производителями в спецификациях SSD NVMe.

Произвольное чтение

Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
Произвольное чтение, IOPS (больше – лучше)


Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
Произвольное чтение, низкая глубина очереди, IOPS (больше – лучше)


Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
Произвольное чтение, высокая глубина очереди, IOPS (больше – лучше)

Результаты тестов скорости произвольного чтения похожи на результаты тестов последовательного чтения – у всех четырёх накопителей под управлением контроллера E7 почти одинаковые показатели. В этой области новая прошивка могла бы повысить производительность тестируемых прототипов SSD. Ни один из опытных накопителей не имеет специфической оптимизации в соответствии со своими возможностями, но если они поступят в розницу, то она обязательно появится.

Произвольная запись

Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
Произвольная запись, IOPS (больше – лучше)


Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
Произвольная запись, низкая глубина очереди, IOPS (больше – лучше)


Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
Произвольная запись, высокая глубина очереди, IOPS (больше – лучше)

В тестах произвольной записи мы видим аналогичные результаты. Phison не оптимизировала накопители, и мы видим результат работы с предсерийной прошивкой.

Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7 | 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

Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
Смешанные последовательные операции (80% чтения, 20% записи) блоками 128 Кбайт, Мбайт/с (больше – лучше)

Отсутствие оптимизаций не означает, что опытные накопители не смогут обогнать конкурентов. Возьмите любого человека с ростом под два метра, и он легко сможет положить мяч в баскетбольную корзину, даже если никогда не играл в баскетбол. Аналогичным образом память SLC, в исходной форме или в виде имитации в режиме программирования, без труда справляется с задачами последовательного чтения и записи в смешанном виде. Мы бы с удовольствием посмотрели на работу этого прототипа с SLC, когда он поступит в продажу, даже если Phison будет позиционировать его как специализированный SSD для мультимедиа редакторов.

Смешанные нагрузки - 80% произвольного чтения

Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
Смешанные произвольные операции (80% чтения, 20% записи) блоками 4 Кбайт, IOPS (больше – лучше)

Чтобы обеспечить сопоставимую скорость в смешанных операциях чтения-записи с произвольным доступом SSD E7 с программируемой памятью SLC требуется более тяжёлая нагрузка и более высокая глубина очереди. Тем не менее, они всё равно переходят на более высокий уровень производительности. Такой продукт можно успешно применять также и в центрах обработки данных. Похоже, Phison - не единственная компания, которая хочет улучшить флеш-память, сократив плотность записи в среде предприятий. Micron недавно выпустила накопитель 5100 MAX с резервированием ёмкости до 70%. Учитывая существенное лидерство Samsung в производительности NAND, возможно, это единственный способ создать конкурентоспособное решение с памятью 3D NAND, которые до сих пор были довольно посредственными.

Скорость последовательных операций в устойчивом состоянии

Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
Смешанные задачи: последовательные операции в устойчивом состоянии, Мбайт/с (больше – лучше)


Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
Смешанные задачи: последовательные операции в устойчивом состоянии, чтение 80%, Мбайт/с (больше – лучше)


Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
Смешанные задачи: последовательные операции в устойчивом состоянии, чтение 70%, Мбайт/с (больше – лучше)

Преимущество накопителя с SLC в смешанных нагрузках сохранилось в условиях устойчивого состояния. E7 с запрограммированной памятью SLC обеспечил один из самых высоких показателей скорости в смешанных последовательных операциях, где 80% занимают операции чтения.

Скорость произвольных операций в устойчивом состоянии

Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
4 Кбайт, устойчивое состояние, предварительная подготовка, IOPS (больше – лучше)


Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
4 Кбайт, устойчивое состояние, IOPS (больше – лучше)

В прототипах твёрдотельных накопителей E7 со старой прошивкой отсутствуют программные обновления Phison, которые повышают стабильность показателей. У Patriot Hellfire M.2 со старой прошивкой была схожая проблема, но новая прошивка MP 2.1 подтянула результаты накопителя с памятью MLC Toshiba 15 нм. Было бы очень интересно увидеть данные о скорости этих прототипов с обновлённой прошивкой, но мы не уверены, существует ли она вообще. Надеемся, что обе модели поступят в розничную продажу с соответствующим ПО.

Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7 | PCMark 8 – реальные приложения

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

Время обслуживания

Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
WoW, время обслуживания (меньше – лучше)


Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
Battlefield 3, время обслуживания (меньше – лучше)


Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
Adobe Photoshop, лёгкая нагрузка, время обслуживания (меньше – лучше)


Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
Adobe Photoshop, тяжёлая нагрузка, время обслуживания (меньше – лучше)


Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
Adobe InDesign, время обслуживания (меньше – лучше)


Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
Adobe After Effects, время обслуживания (меньше – лучше)


Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
Adobe Illustrator, время обслуживания (меньше – лучше)


Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
Microsoft Word, время обслуживания (меньше – лучше)


Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
Microsoft Excel, время обслуживания (меньше – лучше)


Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
Microsoft PowerPoint, время обслуживания (меньше – лучше)

Применение различных прошивок – довольно щекотливая тема. Мы взглянуть на контроллер, флеш-память и даже на DRAM, и понять, какие из них лучше, а какие хуже. Наш набор тестов наглядно демонстрирует, насколько иногда бывает важным то, что мы не фактически не видим. Несмотря на более слабое аппаратное обеспечение, накопитель MyDigitalSSD BPX в каждом тесте находится почти наверху списка и часто превосходит накопитель с памятью SLC, поскольку поставляется с усовершенствованной прошивкой.

Совокупная скорость накопителя в приложениях

Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
Совокупная скорость накопителя, Мбайт/с (больше – лучше)

Судя по усреднённым показателям, увеличение ёмкости буфера DRAM действительно повышает скорость в реальных задачах. Конфигурация Phison E7 с двумя модулями DDR станет долгожданным дополнением на рынке потребительских SSD и популярным обновлением для пользователей. Но для обновления E7 формат карты расширения совсем не обязателен. Карты M.2 поставляются с одним чипом DRAM, который устанавливается рядом с контроллером, а с другой стороны остаётся пустая площадка. Большинство SSD-накопителей с контроллером E7 уже поставляются в двухсторонней конфигурации и обе стороны заняты компонентами.

Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7 | PCMark 8 – расширенные тесты

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

Пропускная способность

Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
Общая пропускная способность в зависимости от состояния диска, Мбайт/с (больше – лучше)


Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
Пропускная способность в тяжёлых задачах, Мбайт/с (больше – лучше)


Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
Пропускная способность в умеренных задачах, Мбайт/с (больше – лучше)

PCMark 8 Extended Storage Test показал, что оба усовершенствованных накопителя на базе E7 обеспечивают более высокую скорость в условиях тяжёлых нагрузок. Естественно, модель SLC работает быстрее, но даже накопитель с двойным буфером DDR заметно сокращает разрыв с Samsung 950 Pro.

Тесты задержки

Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
Общая задержка, секунды (меньше – лучше)


Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
Задержка в тяжёлых задачах, секунды (меньше – лучше)


Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7
Задержка в простых задачах, секунды (меньше – лучше)

Тесты на стадии восстановления показывают, что многие SSD с NVMe работают примерно одинаково. NVMe имеет отличные показатели при малых нагрузках благодаря низкой задержке интерфейса и протокола. Phison PS5007-E7 зарекомендовал себя как один из лучших контроллеров для повседневных задач. Повседневные пользовательские приложения вряд ли сильно выиграют от этих SSD, если они поступят на рынок, но профессиональное ПО с более высокой интенсивностью задач записи получит значительное повышение скорости.

Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7 | Заключение

Обычно в наших обзорах для адекватной оценки продукта мы долго обсуждаем его производительность и стоимость. Но в сегодняшнем случае ни один из прототипов официально не продаётся, и ни один из них не использует конечную версию прошивки. Было бы несправедливо оценивать эталонный образец по тем же стандартам, которые мы используем для готовых решений, доступных в свободной продаже.

Обзор прототипа NVMe SSD накопителя Ultimate Phison E7

За прошедшие годы мы протестировали несколько похожих решений. И на основании полученного опыта мы можем сказать, что они очень редко успешно проходили весь набор тестов, не провалив ни одно испытание. Два опытных SSD Phison с этим справились без проблем. Кроме того, мы не привыкли анализировать и описывать такие ранние образцы эталонного дизайна. Мы сотрудничаем почти со всеми разработчиками контроллеров, тестируем аппаратное обеспечение, прошивку и функции, но многие наши результаты не публикуются до тех пор, пока конечный продукт не поступит в продажу.

Тестирование позволяет узнать, что сейчас находится в стадии разработки. Мы видим новые тенденции, такие как избыточное выделение ресурсов и новые типы флеш-памяти, к примеру, BiCS, задолго до их официального объявления. Нам нравится тестировать оборудование на ранних стадиях, поскольку это позволяет экспериментировать и находить сильные и слабые стороны заранее. Некоторые розничные продукты поступают на обзор с установленной датой выпуска, поэтому нередко у нас остаётся совсем мало времени на анализ. Поэтому мы всегда благодарны за возможность тестировать продукты заранее и тем более делиться полученной информацией с нашими читателями.

В прототипах, которые мы тестировали сегодня, используется более старая версия прошивки. Мы получили данные образцы после обзора Zotac SONIX, но задолго до Patriot Hellfire M.2, MyDigitalSSD BPX и Corsair Force Series MP500. По сравнению с прототипами, три последних накопителя имеют усовершенствованную прошивку. Мы не запрашивали у Phison новую прошивку, потому что эти диски всё еще находятся на стадии прототипа. Разработчики прошивки Phison заняты выпуском новых продуктов PS5008-E8 и E8T NVMe, это снизит затраты и позволит конкурировать в реальном сегменте SSD начального уровня с NVMe.

Из двух протестированных сегодня решений только SSD с двойным буфером DDR имеет реальный шанс выйти на розничный потребительский рынок. Данный дизайн должен увидеть свет в начале 2017 года. Он станет хорошей платформой для создания NVMe-накопителей премиум класса. В начале статьи мы уже говорили, что в дорожной карте Patriot присутствует похожий SSD с двойным DDR-буфером – по крайней мере, он там был в сентябре прошлого года. SSD не появился на выставке CES в этом году, но туда не приехал и их менеджер по продукции.

Накопитель с неофициальным названием Ultimate E7 SLC может появиться в 2017 году, но вряд ли он будет представлен как потребительская модель. Скорее всего, это будет продукт с ограниченным тиражом, либо Phison может использовать его для конкретного сегмента рынка. Сейчас наметилась тенденция выпуска SSD общего назначения, привлекательных для широкой аудитории. Издержки, связанные с изготовлением специального радиатора, затраты на наименование, юридические и другие малозаметные факторы непозволительны для NVMe SSD с ограниченным выпуском. Стоимость флеш-памяти тоже вносит свои коррективы. В целом, мы должны констатировать, что не стоит слишком рассчитывать на появление такого накопителя в текущих условиях, сложившихся на рынке SSD.

КОНЕЦ СТАТЬИ


Координаты для связи с редакцией:

Общий адрес редакции: thg@thg.ru;
Размещение рекламы: Roman@thg.ru;
Другие координаты, в т.ч. адреса для отправки информации и пресс-релизов, приглашений на мероприятия и т.д. указаны на этой странице.


Все статьи: THG.ru

 

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru