Обзор Intel SSD 520: high-end накопитель на контроллере SandForce – THG.RU

Intel SSD 520 | Накопитель для энтузиастов

Многие производители, которые сегодня собирают SSD, используя контроллеры SandForce, в “прошлой жизни” производили системную память. Естественно, все они пытались выйти за границы возможного, поскольку хотели выделиться из массы других производителей DRAM. Такой же подход сейчас наблюдается в сфере накопителей. Каждый пытается вытянуть из SSD как можно больше производительности, используя одни и те же инструменты. А это значит похожий логический контроллер, несколько различных версий прошивки и несколько вариантов флэш-памяти (с некоторыми вариациями по качеству).

Но с другой стороны, производители, работающие с технологией SandForce, одновременно пытаются выжать максимум производительности и как можно сильнее уменьшить стоимость, чтобы сохранить доминирующее положение на рынке. В результате мы не раз находили проблемы у некоторых новых моделей SSD. Эти проблемы, обычно, быстро исправляются, но когда вы работаете с личными данными, у накопителя нет права на ошибку. Именно поэтому множество компаний в поисках решений для бизнеса, в первую очередь, покупают накопители, которым они доверяют, а не гонятся за спецификациями производительности.

И сразу вспоминается Intel. У Intel и Samsung самые надёжные накопители, как по мнению наших читателей, так и по результатам наших лабораторных тестов. У Samsung собственный современный контроллер 6 Гбит/с, который позволяет ему соревноваться за первое место против лучшего оборудования от SandForce и Marvell. Однако у Intel ничего подобного нет.

Самое удивительное, что новый Intel SSD 520 базируется на той же технологии SandForce, о которой мы уже писали почти год назад.

Учитывая большое количество конкурирующих приводов, использующих такую же основу, Intel SSD 520 легко назвать ещё одним вариантом, основанным на уже знакомых нам компонентах. Но не забывайте, что это Intel – чьи накопители зарекомендовали себя как очень надёжные модели, и как нам кажется, компания не выпустит на рынок новую продукцию, пока не убедится, что она высокого качества. Может быть это первый SSD, который, на самом деле, подтверждает, что SandForce является поставщиком быстрых и надёжных компонентов накопителя? Конечно если это так, SandForce вряд ли получит все почести. Не забывайте, что Intel имеет доступ к самой лучшей флэш-памяти производства IMFT, совместного предприятия с компанией Micron Technology. В результате накопители Intel уже используют детали, которые имеют более высокий уровень надёжности.

И сегодня мы столкнулись с немного необычным твердотельным накопителем. Наряду с быстрым контроллером SandForce, Intel уделяет огромное внимание защите данных. Это отличное предложение для энтузиастов, которые нуждаются как в скорости, так и в надёжности (а кто на самом деле в этом не нуждается?).

Мы не готовы слепо отдавать деньги за Intel SSD 520. Поэтому хотим узнать, что именно Intel делает по-другому, и как компания обходит некоторые проблемы, с которыми сталкиваются другие поставщики SSD, работающие на такой же платформе.

Встречайте Intel SSD 520

В результате решения Intel использовать контроллер SandForce SF-2281, у Intel SSD 520, по-сути, много общего с конкурентами, да и с собственной продукцией, которая использует такую же логику.

Не удивительно, что сегодня мы имеем дело с восьмиканальной архитектурой, включающей память NAND ONFi 2.2, разработанную на существующей технологии 25 нм от IMFT. Хотя компания уже анонсировала память плотностью 64 Гбайт с техпроцессом 20 нм, придётся ещё подождать, пока она доберётся до SSD.

Последним, ориентированным на производительность приводом, который выпустила компания Intel, была модель SSD 510. Разработав привод на контроллере Marvell 88SS9174 и памяти 34 нм, компания ограничила себя объёмами 120 и 250 Гбайт. Intel SSD 520 предоставляет более широкий диапазон для выбора, включающий 60, 120, 180, 240 и 480 Гбайт. И как у любого другого SSD, производительность может колебаться в зависимости от объёма памяти.

Но при любом объёме, можно ожидать, что пиковые показатели производительности Intel SSD 520 будут очень близки к другим конкурирующим предложениями на контроллере SandForce. Например, OCZ заявляет, что последовательное чтение и запись привода Vertex 3 на 240 Гбайт находится на уровне 550 и 520 Мбайт/с, соответственно. У Intel такие же показатели. У OCZ случайное чтение и запись блоков по 4 кбайт достигает уровня 60 000 и 85 000 IOPS (опять же соответственно). Intel заявляет, что скорость у Intel SSD 520 достигает 50 000 и 80 000 IOPS.

Конечно, характеристики ввода/вывода у Intel немного ниже. Но для компании это большой скачок, по сравнению с предыдущими моделями. Компания заявляет, что разработала собственную прошивку, которая может устранить этот недостаток. Хотя, учитывая агрессивные характеристики, возможно больше всего нас интересует вопрос: почему Intel сочла необходимым приложить усилия по настройке прошивки контроллера и какие изменения она внесла?

Доступное пользовательское пространство: различия при объёме 120 Гбайт

Доступное пользовательское пространство в прошлом году стало “горячей” темой, когда обнаружилось, что у некоторых приводов Vertex 2 оказалось меньше доступного пространства после того, как компания перешла с техпроцесса 3х на 2х нм без смены названия моделей.

Intel SSD 520 не отклоняется от того, что теперь мы считаем нормой для приводов на базе SandForce. Вся серия SSD 520 резервирует 7% всего объёма памяти (over-provisioning). Например, модель на 60 Гбайт использует 64 Гбайт чистой памяти NAND, но оглашается только 60 Гбайт, а Windows сообщает, что доступно 55.9 Гбайт (из-за конверсии из десятичных в двоичные единицы). Для сравнения, Crucial и Samsung не используют память NAND специально для резервации, поэтому они указывают объём 64 Гбайт, даже если Windows конвертирует его в 59.6 Гбайт.

Также стоит обсудить проблему с технологией RAISE (избыточный массив кремниевых элементов) от SandForce , поскольку это новая способность в портфолио SSD от Intel. Технология RAISE помогает защититься от неисправимых ошибок, которые ECC (error-correcting code) не может предотвратить, и она требует один кристалл флэш-памяти NAND, что отрицательно сказывается на объёме. Для SSD объёмом 60 Гбайт, состоящим из кристаллов по 8 Гбайт, это слишком большая жертва. Поэтому большинство поставщиков не включают данную функцию на моделях малой ёмкости. Из того, что мы видели, технология RAISE практически повсеместно распространена на моделях с объёмом 240 Гбайт и больше. И только некоторые производители используют её в накопителях на 120 Гбайт.

На скриншоте выше видно, как Windows 7 сообщает, что и у Intel SSD 520 на 120 Гбайт, и у OCZ Vertex 3 на 120 Гбайт объём памяти составляет 111.79 GiB. Но между ними есть разница. Включая RAISE на Vertex 3 объёмом 120 Гбайт, OCZ откладывает 8 Гбайт пространства для этой функции, ничего не оставляя для резервирования. Для сравнения, Intel отключает RAISE на своём Intel SSD 520 на 120 Гбайт, устраняя избыточное пространство, но компенсируя это преимуществами, связанными с резервированием.

Есть ли проблема в том, что приводы Intel SSD 520 на 60 и 120 Гбайт не используют технологию RAISE? По словам компании, нет. SandForce разработала RAISE , чтобы поставщики SSD могли использовать чипы NAND низкого качества, совместно с более качественными контроллерами без ущерба для долговечности привода. Но поскольку Intel комплектует семейство Intel SSD 520 флэш-памятью высшего класса, любые беспокойства по поводу долговечности несущественны.

Intel SSD 520 | Конфигурация и тесты

Примечая по прошивке:

Из-за нехватки времени, нам не удалось протестировать Crucial m4 с прошивкой 0309. Этот патч, прежде всего, устраняет ошибку BSOD, связанную с включением питания счётчика SMART. Согласно журналу изменений Crucial, это никак не влияет на производительность.

Intel SSD 520 | Встречаем новые тесты

За последние несколько лет структура обзоров SSD сильно развилась. С одной стороны, есть поставщики, которые проводят свои тесты так, чтобы демонстрировать максимальную производительность, используя настройки, которые вряд ли найдёшь в реальных настольных окружениях. Таким способом проводится множество тестов, но если честно, это хорошая возможность выявить различия между накопителями.

Хотя с другой стороны, если попытаться отразить ежедневные задачи энтузиастов, вы не узнаете, на что фактически способен SSD, даже если сделаете условия более реалистичными. Именно поэтому мы уделяем особое внимание глубине очереди от одного до четырёх. Для примера, ниже мы поместили таблицу, которая показывает, что во время сканирования на вирусы, примерно 80% операций проводиться на глубине очереди, равной единице.

Но есть ещё одна переменная, которую стоит обсудить: разница между логической (форматированной) и физической (неформатированной) производительностью.

Чтобы отобразить сектора, к которым обращаются Windows и OS X, на массиве NAND-памяти SSD, твердотельный накопитель использует адресацию на флешь-память (flash translation layer). Прошивка в этом процессе играет главную роль…

Почти в каждом обзоре SSD используются тесты на физическом уровне (второй уровень на диаграмме). Это значит, что вы записываете страницы/блоки на SSD, полностью в обход файловой системы (первый уровень на диаграмме). Почему тесты проводятся таким образом? Идея в том, чтобы изолировать производительность подсистемы, убирая все другие переменные. Логика в этом есть.

Когда вы рассматриваете файловую систему как показано на картинке, реального способа отделить производительность привода от эффективности системы в целом, не существует. Но мы всё же считаем, что не стоит забывать о производительности форматированного привода (логического). У каждой файловой системы есть, в каком-то роде, потолок, и это, в конечном счёте, влияет на работу привода в реальных условиях. Кроме того, взаимодействие между прошивкой и файловой системой тоже может повлиять на общий результат.

Пользователи не работают с приводом на физическом уровне. И именно поэтому мы добавили тесты, характерные для NTFS (Windows 7) и HFS+ (Mac OS X), и измерили реальную производительность.

Стационарная производительность (steady state)

Конечно, ранее мы уж затрагивали тему стационарного состояния. Но в этот раз мы хотим поговорить об этом более подробно. Если честно, такой вещи, как статическое стационарное состояние не существует. У вас может быть одно стационарное состояние для последовательного чтения и другое для последовательной записи. К тому же стоит принять во внимание состояние привода. Все ли блоки заполнены? Есть ли на нём фрагментированные файлы?

В конце концов, твердотельные накопители начинают замедляться с того момента, как вы начинаете их использовать. В результате активности привода, происходящей в фоновом режиме, накопитель, использующийся сто дней, гораздо медленнее, чем тот, который использовался один день. Но невозможно воспроизвести идентичное стационарное состояние на другом накопителе, поскольку оно определяется каждым вашим действием в течении предыдущих 99-ти дней.

Стационарное состояние в тестах начинается с того момента, когда производительность SSD не меняется с течением времени. Чтобы определить стационарную производительность в производстве требуется постоянная запись на накопитель. В таблице выше показан экстремальный пример стационарного состояния. В потребительской сфере такое существенное падение производительности вы вряд ли увидите. Однако, основная идея не меняется. Чтобы оценить поведение привода через несколько лет использования на вашем настольном компьютере, учитывая реальные нагрузки, нужно имитировать скопившийся на нём “мусор”.

Сейчас мы знаем, что прошивка SSD играет важную роль в общей картине производительности. Но также нам хочется, чтобы поддержка TRIM и “уборка мусора” работали правильно, поддерживая скорость накопителя как можно ближе к изначальному состоянию. Это в идеале. Противоположная ситуация происходит, когда вы записываете и читаете с засорённого привода, со всеми его перезаписанными блоками, как мы делали в тестах на выносливость.

Производительность всегда будет находиться где-то между этими двумя пределами. В прошлом году наш набор тестов не позволил рассмотреть обе ситуации. Вместо этого, мы предоставили один снимок производительности, определяя стационарное состояние, как состояние SSD после запуска специфической нагрузки. Теперь, когда у нас есть оба теста, мы можем показать производительность свежего SSD в Iometer без искажения производительности в реальных условиях. Вы можете сравнить сегодняшние показатели с результатом теста на выносливость, где нам пришлось довести SSD до нежелательного состояния.

Intel SSD 520 | Производительность случайных операций блоками по 4 кбайт: чистая, на Windows, на MAC

Производительность случайного чтения

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

Хотя Intel указывает более низкие характеристики случайного чтения, чем у OCZ, в тестах это не заметно. На физическом уровне Intel SSD 520 так же быстр, как более старый Vertex 3, который является здесь представителем основной массы накопителей на базе SandForce.

Это хороший знак. Твердотельные накопители на базе контроллера SF-2281 обычно лидируют на high-end рынке, соответственно Intel с агрессивными результатами случайного доступа присоединяется к этой группе. Даже если учесть, что большинство настольных нагрузок проходит на низкой глубине очереди, накопитель Intel всё равно превосходит Crucial m4 и Samsung 830. Конечно, 90% времени вашей работы будет, проходит на глубине очереди равной единице. В этом случае, Intel обгоняет m4 и 830 только на 10 Мбайт/с. Однако, в оставшееся время, вы сможете наслаждаться гораздо большим приростом производительность, когда будете давать накопителю более тяжёлые нагрузки. С увеличением глубины очереди, приводы на контроллере SandForce достигают более существенного преимущества.

Хотя для Intel сейчас важнее всего показать улучшенные результаты, по сравнению с SSD 510. В прошлом году модель 510 на контроллере Marvell предположительно появилась как флагман. Но хотя этот накопитель использовал такой же контроллер как Crucial m4, компания Intel отдавала предпочтение последовательной производительности, нежели случайным операциям ввода/вывода. В результате на графике выше SSD 510 сильно отстаёт. Но для SSD 520 Intel выбрала правильное направление.

Издержки производительности, вызванные файловой системой, кажется, довольно ощутимы. Мы уже установили, что физическая производительность накопителя начинается примерно с уровня 80-90 Мбайт/с для m4 на 256 Гбайт, 830 на 256 Гбайт, Vertex 3 и Intel SSD 520, но здесь ситуация иная. После форматирования все накопители начинают примерно с 20 Мбайт/с.

Наша система на базе Windows 7 показывает относительно сильные результаты случайного чтения. На глубине очереди, равной восьми, с помощью производительного накопителя типа Intel SSD 520 можно преодолеть барьер в 100 Мбайт/с. Однако, на нашем MacBook Pro мы ограничены скоростью до 100 Мбайт/с.

На графике выше видно, что при работе на нашем ПК результаты моделей SSD 320, 520 на 240 Гбайт, Vertex 3 на 240 Гбайт, m4 на 256 Гбайт и 830 на 256 Гбайт очень близки друг к другу, в то время, как более медленные модели 520 на 60 Гбайт, Vertex 3 на 60 Гбайт и SSD 510 на 250 Гбайт начинают сильно отставать, когда появляется больше восьми тяжёлых операций ввода/вывода. А после увеличения их количества до шестнадцати Samsung 830 даже получает существенное преимущество.

На Mac всё немного по-другому. Хотя Samsung по-прежнему лидирует, все приводы с контроллером SandForce сильно отстают при более высокой глубине очереди. По иронии, мы даже видим, как оба привода SSD 320 превосходят 520 и Vertex 3.

Производительность случайной записи

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

Производительность случайной записи похожа на производительность случайного чтения. На глубине очереди, равной единице, SSD с интерфейсом SATA 6 Гбит/с также начинают с уровня 90 Мбайт/с. Только SSD 510 и 320 работают заметно хуже. Хотя, с повышением глубины очереди всё становиться гораздо интереснее.

Все накопители на базе SandForce показывают лучшие результаты, но Intel SSD 520 на 240 Гбайт сильно выделился и пересёк черту 300 Мбайт/с всего при четырёх операциях ввода/вывода. Crucial m4 на 256 Гбайт отстал от остальных моделей с контроллером SandForce на 50 Мбайт/с и его предел составил 250 Мбайт/с. Нас сильно разочаровал привод Samsung 830 на 256 Гбайт, который плетётся на скорости около 150 Мбайт/с.

На Mac и ПК результаты сильно отличаются. Похоже, что наш ПК на базе Windows 7 лучше приспособлен к случайным операциям ввода/вывода. Результаты в значительной степени отражают то, что мы видим в блоке физических тестов.

Наш MacBook Pro, напротив, показывает значительно меньше производительности. Даже при глубине очереди 16, нам, кажется, не удаётся пробиться через барьер 140 Мбайт/с. Результаты производительности приводов Intel SSD 520, OCZ Vertex 3, Crucial m4 на 256 Гбайт и Samsung 830 на 256 Гбайт очень близки друг к другу, без существенных отличий.

Intel SSD 520 | Производительность последовательных операций блоками по 128 кбайт: чистая, на Windows, на MAC

Производительность последовательного чтения

Примеры включают в себя копирование файлов, кодирование, загрузку игр, процесс игры, просмотр видео и обработку видео.

В последовательном чтении новый SSD от Intel пробивается на вершину нашего графика. Скорость чтения моделей Intel SSD 520 на 240 и 60 Гбайт сравнима со скоростью Crucial m4 на 256 Гбайт и двумя моделями Vertex 3. Samsung 830 на 256 Гбайт показал отрыв на 100 Мбайт/с на глубине очереди, равной единице.

Здесь отчётливо видна разница в производительности между накопителями с интерфейсом SATA 3 Гбит/с и SATA 6 Гбит/с. Это тяжело заметить, но оба привода SSD 320 показали идентичные результаты последовательного чтения чуть ниже 300 Мбайт/с, когда глубина очереди поднимается выше двух. Остальная часть участников состоит из SSD, использующих контроллер SATA 6 Гбит/с, это объясняет, почему скорость этих приводов начинается с 350 Мбайт/с и достигает 550 Мбайт/с.

Столкнувшись с издержками NTFS, участники показали более разнообразные результаты. На глубине очереди между двумя и четырьмя операциями лидирует Samsung 830. Тем временем Intel SSD 520 на 60 Гбайт слегка отстаёт, хотя он всё же обгоняет Vertex 3 на 60 Гбайт.

На системе Mac все SSD находятся под влиянием хост-кэширования (host cashing), поэтому большинство приводов начинают с 500 Мбайт/с. Интересно, что m4 на 256 Гбайт и Samsung 830 поддерживают эту скорость, и в итоге пересекают барьер в 600 Мбайт/с, а это уже потолок для интерфейса SATA 6 Гбит/с.

С увеличением глубины очереди на SSD с контроллером SandForce, мы видим противоположные тестам на ПК результаты. В этот раз обе модели Vertex 3 превосходят накопители Intel SSD 520. Конечно, разница небольшая. Всё же речь идёт об очень быстрых SSD и все четыре модели на базе SandForce способны предоставить скорость на уровне 500 Мбайт/с.

Производительность последовательной записи

Примеры включают в себя установку приложений и сохранение документов.

При сжатии данных, производительность приводов Intel SSD 520 сравнима с Vertex 3 почти при любой глубине очереди. Стоит отметить, что все четыре модели на контроллере SandForce превосходят Crucial m4 и Samsung 830.

Интересно, что на MacBook Pro приводы Crucial m4 на 256 Гбайт и Intel SSD 510 показывают некоторую потерю производительности.

Intel SSD 520 | Производительность без сжатия: слабости SandForce

На предыдущей странице был показан лучший сценарий того, как контроллер SF-2281 от SandForce справляется с информацией. Мы знаем, что особенно эффективно он справляется со сжимаемыми данными. Но компания признаёт, что привод не такой быстрый, когда сталкивается с несжимаемыми файлами. Его движок, под названием DuraClass, разработан с учётом того, что большинство нагрузок на настольных ПК, по сути, сжимаемы. Несмотря на это остаётся немало нагрузок, которые включают в себя несжимаемые данные.

Последовательное чтение несжимаемых данных

Примеры включают в себя копирование/создание мультимедиа файлов, архивацию, шифрование, игры и запись видео.

В этом специфическом сценарии при глубине очереди, равной единице, привод OCZ был почти на 100 Мбайт/с быстрее, чем Intel. На более высокой глубине очереди это преимущество исчезает.

Наш ПК с системой NTFS испытывал задержки, которых не было при тестировании физических блоков. Производительность здесь начинает расти с уровня 300 Мбайт/с. Как мы и ожидали, приводы на 60 Гбайт оказались немного медленнее, чем модели с объёмом памяти 240 Гбайт.

На системе Mac приводы ведут себя иначе. В этот раз уровень производительность на низкой глубине очереди выше. Однако модели на 240 Гбайт были быстрее, чем менее объёмные модели на 60 Гбайт. Кстати, это единственный случай, когда Intel SSD 520 на 60 Гбайт обогнал OCZ Vertex 3 на 60 Гбайт.

Последовательная запись несжимаемых данных

Примеры включают в себя копирование/создание мультимедийных файлов, архивацию, шифрование, игры и запись видео.

Последовательная запись несжимаемых данных – более тяжёлая задача, чем чтение. В этой дисциплине Intel установил хоть и небольшое, но заметное преимущество. Его SSD 520 стабильно обходит Vertex 3 на 5-8 Мбайт/с и эта небольшая разница характерна как для Mac, так и для ПК.

Intel SSD 520 | Storage Bench и PCMark 7

Storage Bench v1.0

Storage Bench v1.0 – наш собственный тест, который повторяет первые две недели активности SSD на настольной рабочей станции. Поскольку тест учитывает несколько установок программного обеспечения, трассировка включает довольно много записи последовательной сжимаемой и несжимаемой информации.

Более ёмкий Intel SSD 520 оказался немного медленнее привода Vertex 3 на 240 Гбайт. Тем временем, модель Intel на 60 Гбайт обгоняет OCZ на 13%. Это немалое преимущество учитывая, что Vertex 3 на 60 Гбайт находится примерно на одном уровне с SSD 320 на 80 Гбайт. Если вам нужен производительный бюджетный твердотельный накопитель, Intel SSD 520 на 60 Гбайт – лучший кандидат на покупку.

PCMark 7

Intel SSD 520 | Потребление энергии: бездействие и случайные операции с блоками по 4 кбайт

Бездействие

Поскольку SSD такие быстрые, они находятся в режиме бездействия большую часть времени. И действительно! Во время почти 30-ти минутного сканирования на вирусы SSD был занят всего 281 секунду. В результате энергопотребление в режиме бездействия очень важно для рассмотрения в настольном окружении.

Samsung 830 здесь справился великолепно. Хотя этот SSD использует массивный трёхъядерный контроллер на базе ARM, он потребляет немного меньше электричества, чем Crucial m4 и его двухъядерный контроллер на базе ARM от Marvell.

Больше всего энергии потребляет Intel SSD 520 (даже превосходит Vertex 3).

Случайная запись блоков по 4 кбайт

Под нагрузкой накопители на базе SandForce потребляют меньше энергии, чем конкуренты. На глубине очереди, равной единице, Intel SSD 520 на 60 Гбайт и Vertex 3 потребляют на 0.5 Вт больше, чем Crucial m4 на 256 Гбайт и Samsung 830, независимо от того, установлены они на ПК либо на Mac.

Случайное чтение блоков по 4 кбайт

Приводы с контроллером SandForce достигают более высокой производительности случайного чтения блоков по 4 кбайт и, в тоже время, их уровень энергопотребления ниже, чем у конкурентов.

Intel SSD 520 | Потребление энергии: последовательные операции с блоками по 128 кбайт (Windows 7/Mac OS X)

Последовательное чтение блоков по 128 кбайт

На ПК Samsung 830 на 256 Гбайт почти на 100 Мбайт/с обгоняет Intel SSD 520 на 240 Гбайт и OCZ Vertex 3. Эта разница отражается в результатах энергопотребления. В итоге Samsung предлагает почти на 20% больше производительности, но потребление энергии во время работы у него также больше на 20%.

На системе Mac энергопотребление при последовательном чтении блоков по 128 кбайт растёт похожим образом. Больше производительности ведёт к большим энергозатратам.

Заметно выделился здесь привод Intel SSD 520 на 240 Гбайт от Intel. Он немного медленнее, чем Vertex 3, но потребляет на 25% больше электричества.

Последовательная запись блоков по 128 кбайт

SSD на базе контроллера SandForce не просто лидируют по производительности, они делают это используя гораздо меньше энергии. Просто посмотрите на Intel SSD 520 240 Гбайт. Он может оперировать, сжимать и записывать данные, используя всего 2 Вт. Сравните его с Crucial m4 на 256 Гбайт, который требует 3.5 Вт, хотя его производительность на 50% меньше. Samsung 830 ещё менее эффективен. При 75% скорости Intel SSD 520, ему необходимо 5 Вт.

Intel SSD 520 | Потребление энергии: последовательные операции с несжимаемыми данными

Последовательное чтение блоков по 128 кбайт

Тип данных, которые вы считываете, почти не влияет на последовательную производительность. Но изменяется ли энергопотребление? Мы знаем, что данные, сжатые с помощью DuraWrite контроллера SandForce, необходимо распаковывать, что в свою очередь должно увеличивать потребление энергии. Однако всё оказалось не так. В большинстве случаев, при чтении сжатых данных, наблюдается пониженное энергопотребление.

Последовательная запись блоков по 128 кбайт

При записи сжатой информации, потребление электричества снова понижается, что противоречит нашим ожиданиям.

Intel SSD 520 | Тесты на выносливость: усиление записи/Write Amplification и предполагаемый срок службы

Технология SandForce: очень низкое усиление записи

По словам компании SandForce, производители SSD могут настраивать прошивку различными способами. И, естественно, нам стало интересно, изменила ли Intel принцип технологии сжатия от SandForce.

Данное измерение предполагает вычисление усиления записи. Обычно нам бы потребовалось несколько дней тестирования, чтобы получить цифры, необходимые для изучения. К счастью все SSD на базе SandForce комплектуются счётчиками SMART для записей хоста (E9) и записей NAND (F1). У Intel SSD 520 эти счётчики тоже присутствуют, поэтому остаётся только настроить Iometer на запись сжимаемой последовательной нагрузки. Получив данные, довольно легко подсчитать усиление записи: просто поделите записи хоста на записи NAND.

Похоже Intel не вмешивалась в работу DuraWrite и это определённо хорошо. Несмотря на то, что компания заявляет, что она сама разработала прошивку для Intel SSD 520, эта часть контроллера SandForce не требует дополнительной настройки.

Теперь при глубине очереди, равной единице, SSD с контроллером не от SandForce всегда включают усиление записи больше, либо равной единице, а это значит, что ячейки флеш-памяти изнашиваются быстрее, чем на приводах с контроллером SandForce. Сжимая информацию, Intel SSD 520 способен записывать меньше данных и продлить общий срок своей службы.

Выносливость: с технологией сжатия от SandForce лучше

Минимизация усиления записи положительно влияет на срок службы. Этот факт нельзя недооценивать. Можете не верить нам на слово, однако все последние твердотельные накопители от Intel поставляются со счётчиками рабочей нагрузки, которые позволяют продлить срок службы вашего SSD.

Счётчики рабочей нагрузки от Intel можно сравнить со счётчиками ежедневного пробега в автомобиле. Но вместо дистанции они измеряют выносливость в течение определённого промежутка времени. Чтобы сгенерировать достаточно данных, мы дали трёхчасовую нагрузку на привод.

Прежде, чем двигаться дальше, мы хотим разъяснить несколько вещей, чтобы вам было понятнее, о чём мы говорим.

Во-первых, индикатор износа носителя (MWI) на SSD ведёт отсчёт со 100 до 1. MWI разработан, чтобы облегчить грубую оценку износостойкости, поскольку количество циклов программирования/записи, которое может выдержать ячейка NAND, ограничено. В теории, когда счётчик заполняется, циклы программирования/записи, рассчитанные для памяти, исчерпываются, но нельзя сказать, что сразу после этого произойдёт что-то плохое.

Во-вторых, измерение с помощью счётчиков рабочей нагрузки нельзя назвать значительным, и эта информация больше теоретическая, нежели практическая (для полного измерения нужно довести привод до предела). Iometer работает так быстро и записывает так много, что мы по-сути, смогли уместить месяцы работы в несколько часов. И Micron и Intel высчитали, что обычный пользователь, в среднем, записывает 7-10 Гбайт информации в день. Поэтому для нашего измерения в реальных условиях мы сделали, по крайней мере, 7 Гбайт записей на хосте.

И, наконец, циклы программирования/записи рассчитываются для каждой ячейки флэш-памяти. Но поскольку более ёмкие SSD используют больше NAND-памяти, для записи на все ячейки нужно больше времени. Следовательно, уровень их выносливости выше. В таблице ниже указаны значения исключительно для Intel SSD 520 на 60 Гбайт.

Intel SSD 520 на 60 Гбайт записал 583 Гбайт полностью сжимаемых данных на хост и 100 Гбайт на флэш-память. Это можно перевести в коэффициент усиления записи равный 0.17x. Данный результат очень впечатляет учитывая, что усиление записи у приводов с контроллером не от SandForce больше похоже на результаты при несжимаемой нагрузке, где 211 Гбайт записывается на хост, а 626 Гбайт на ячейки NAND (усиление записи 2.9x).

В реальных условиях, вы, возможно, никогда не увидите такие экстремальные примеры. Мы нагружаем эти SSD так, чтобы не было свободного времени для фонового сбора “мусора” в режиме бездействия, влияющего на привод. Это важный процесс, ответственный за дальнейшее уменьшение усиления записи. В результате, при нормальном использовании, выносливость не говорит о надёжности. Опять же, мы просто пытаемся показать, как технология сжатия от SandForce, которую иногда ругают за переменчивое влияние на производительность, может помочь увеличить срок службы SSD от поставщиков, использующих не самую качественную NAND-память.

Intel SSD 520 | Производительность в стационарном состоянии (худший сценарий) и TRIM

Чистая производительность

производительность свежего SSD из коробки

Чтобы изучить изменение производительности SSD с течением времени, мы сначала заполнили доступное пользователю пространство несжимаемыми данными. Смысл в том, чтобы изобразить худший сценарий, когда записан каждый доступный блок и контроллер не провёл сбор “мусора”.

Производительность заполненного накопителя

загрязнённая производительность стабилизированного состояния

Поскольку все доступные пользователю блоки содержат данные, необходимо выполнить сбор “мусора” (который включает в себя выравнивание износа). В этот момент для того, чтобы записать данные на накопитель, существующие блоки должны быть перемещены. Резервная область данных (over-provisioning) – это зарезервированное пространство, куда их можно перенести.

Согласно Iometer, от свежего привода можно ожидать скорость до 400 Мбайт/с в последовательных операциях. При этом, скорость последовательной записи не снижается. Технология SandForce проводит большую часть процесса сбора “мусора” в фоне, поэтому пиковая скорость записи остаётся на оптимальном уровне.

Как ни странно, после заполнения привода, производительность чтения сжатых данных упала до 200 Мбайт/с. Это необычно. В том, что скорость чтения падает, а записи остаётся на прежнем уровне, нет смысла. Мы потратили несколько часов на повторное тестирование и получили такой же результат, и всё равно не смогли найти причину.

Мы повторили тест на Vertex 3 объёмом 60 Гбайт, но результаты не изменились, похоже, что данное поведение будет наблюдаться у всех SSD на контроллере SandForce.

Производительность при максимальной загрузке

Стоит рассмотреть ещё одно стационарное состояние, в котором мы будем записывать случайным образом блоки по 4 кбайт на заполненный накопитель. Поскольку накопитель уже полон данными, контроллер не может записывать на доступные блоки. Когда мы снова начинаем записывать последовательные данные, включается сбор “мусора”. Из-за фрагментации данных этот тест тяжелее, чем предыдущие.

Стабилизированное состояние при тяжёлой нагрузке: последовательная скорость после часа бездействия

Эта задача стремится подчеркнуть фоновый сбор “мусора”, который, как мы только что заметили, не относится к SandForce. В результате, оставлять накопитель в бездействии для Intel SSD 520 не так эффективно, как например для Samsung 830.

Увеличение фрагментации данных на накопителе приводит к понижению скорости последовательного чтения сжимаемых данных до 100 Мбайт/с. Такое понижение характерно для всех SSD на контроллере SandForce, а не только для моделей Intel.

Производительность TRIM

Хотя время простоя оказывает меньшее влияние на SSD с контроллером SandForce вследствие их приоритетного процесса сбора “мусора”, можно восстановить производительность чтения сжимаемых данных, инициировав команду TRIM. Это происходит, когда вы очищаете корзину. Однако, скорость записи не восстанавливается, потому что контроллер SandForce задерживает восстановление блоков, пока они фактически не будут записаны.

К счастью, у вас вряд ли возникнет такая проблема. Такое бывает только тогда, когда заняты все блоки, да и то в системах без поддержки TRIM, либо когда два SSD на базе SandForce находятся в RAID-массиве.

Intel SSD 520 | Производительность в реальных условиях: копирование файлов и бэкап

В данном тесте мы перемещаем 11 Гбайт видеоклипов в формате H.264 (несжимаемые фалы), наряду с более мелкими сжимаемыми файлами.

Поскольку в данном тесте преобладают несжимаемые данные, Intel SSD 510 с контроллером от Marvel, полностью оптимизированный для последовательной передачи, справился очень хорошо. Этот привод отстаёт от Samsung 830 на 256 Гбайт всего на пару секунд. Intel SSD 520 тоже неплохо себя показал и даже на секунду обогнал OCZ Vertex 3.

Но посмотрите на разницу между самым медленным твердотельным накопителем Intel SSD 320 и диском для ноутбука Scorpio Blue от Western Digital. Этот тест больше похож не на соревнование высокопроизводительных SSD, а на казнь магнитного накопителя.

Сохранение игры, использующей Steam, сопровождается смесью последовательной записи сжимаемых и несжимаемых данных, наряду со значительным количеством операций случайного чтения. Мы также заметили повышенное использование CPU при архивации отдельных файлов. Поэтому существенной разницы между приводами с интерфейсом SATA 3 Гбит/с и 6 Гбит/с, и даже между SSD и жёстким диском мы не увидели. Похоже, что накопитель здесь оказывает минимальное влияние на производительность.

Чтобы сделать этот тест более требовательным, можно добавить параллельные операции. Например, мы можем переместить другие файлы с и на SSD, в то время, как резервная работа выполняется с минимальным воздействием. На жёстком диске такая же многозадачная рабочая нагрузка сильно замедляет обе операции.

Intel SSD 520 | Производительность в реальных условиях: время загрузки Windows и MAC

Измерение скорости загрузки системы – лучший способ подчеркнуть выгоду SSD, по сравнению с обычным жёстким диском. Здесь мы получаем смесь случайных и последовательных операций чтения наряду с несколькими операциями записи, связанными с авторизацией. Глубина очереди при загрузке Windows с лёгкостью достигает четырёх, поскольку операционная система требует быстрого или одновременного доступа к множеству файлов. В целом, разница между участвующими SSD не существенна, но разница в скорости с механическим накопителем поражает.

В общем, не стоить ожидать, что интерфейс SATA 6 Гбит/с увеличит скорость загрузки.

Тестировать скорость загрузки на ПК легко. Мы просто клонировали загрузочный диск с помощью Acronis True Home Image. Мы уже сравнивали инсталляции оригинальной Windows 7 на DVD и знаем, что результаты идентичные. А клонирование просто экономит время.

Однако с MacBook Pro не всё так просто. Сначала мы попытались клонировать с помощью Carbon Copy Cloner. Но результат оказались не очень хорошими. Когда мы клонировали наш жёсткий диск на SSD, время начальной загрузки, фактически, увеличилось, поэтому данный подход нельзя назвать точным. Также невозможно менять приводы между MacBook Pro 8,1 и MacBook Pro 7,1 без последствий для производительности. В результате нам пришлось устанавливать OS X 10.7.2 с Lion USB Key на каждую платформу MacBook Pro.

Результаты говорят сами за себя. Как и на ПК, скорость начальной загрузки не улучшается при переходе на интерфейс SATA 6 Гбит/с.

Intel SSD 520 | Не просто ещё один SSD на базе SandForce

Новые производительные SSD почти всегда сравнивают с накопителями на базе технологий SandForce из-за хорошей производительности контроллеров первого и второго поколения. До сих пор проблема заключалась в том, что слишком много производителей используют эти контроллеры, пытаясь дифференцировать свою продукцию по цене, что иногда приводит к ошибкам. Хотя если у трёх или четырёх различных моделей на базе SandForce наблюдались проблемы, они быстро исправлялись через обновления прошивки, но всех их связывал контроллер SandForce.

Теперь, когда Intel тоже находится в этом лагере, можно надеяться, что бренд SandForce станет синонимом надёжности, как это произошло с производительностью.

Но что насчёт реализации Intel? Представители компании говорят, что они долго и усердно работали над собственной прошивкой, хотя эффект от этих стараний не очень заметен. С уверенностью можно сказать, что Intel SSD 520 на 240 и 60 Гбайт можно сравнить с OCZ Vertex 3 на базе контроллера SF-2281, который мы тестировали почти год назад.

В то же время, компании Intel придётся бороться с другими поставщиками, продающими приводы с такой же технологией. Не удивительно, что Intel будет ставить акцент на надёжность, вооружая Intel SSD 520 самой лучшей памятью NAND от IMFT, подкрепляя свою уверенность в продукции гарантией сроком на пять лет. Главный козырь компании – комбинация всем знакомого контроллера SandForce второго поколения и присущей Intel надёжности. К тому же только две компании, OWC и Intel, предлагают пятилетнюю гарантию на SSD с контроллером SF-2281.

Но самая качественная флэш-память стоит дороже, чем увеличенная на несколько лет гарантия. Чтобы поддерживать данные в целостности, другие поставщики полагаются на технологию RAISE от SandForce и одновременно используют NAND-память более низкого качества. Это позволяет им снизить стоимость конечной продукции.

В результате возникает вопрос: готовы ли вы заплатить больше за высококачественную память NAND, более длительный срок гарантии и поддержку Intel, либо вы достаточно уверены в том, что контроллер SandForce, компенсирует менее качественную, но дешёвую память?

Так или иначе, выбирать вам. Когда на первом месте стоит цена, грамотнее всего заплатить меньше за продукцию, которая без проблем проработает несколько лет. С другой стороны, личные данные достаточно важны, чтобы переплачивать за их долгосрочное хранение. Но помните, что Intel тоже не защищён от проблем с SSD, и за несколько лет мы получили не одно сообщение об ошибках, требующих исправлений прошивки. Но, несмотря на это можно надеяться, что проверенный контроллер и память более высокого качества как можно дальше отгородят вас от проблем. Как говориться, время покажет.

Сколько всё же придётся переплатить за новый накопитель от Intel на базе SandForce? Вот данные, которыми мы располагаем на сегодняшний день:

Чтобы узнать реальную стоимость придётся дождаться поставок. Но мы определённо готовы к SSD на контроллере SandForce без катастрофических ошибок, требующих срочного обновления прошивки. Будем надеяться, что Intel справиться с этой задачей. И кстати, выражаем благодарность сотрудникам компании Crucial, которые в последний момент предоставили накопители и помогли с тестами для Mac OS X.