Обзор контроллера JMF667H: возвращение JMicron
Редакция THG,  17 июля 2014


Обзор контроллера JMF667H | JMicron представляет обновлённый контроллер

JMicron уже долгие годы присутствует на рынке SSD как производитель контроллеров. Проблема в том, что у компании не самая лучшая репутация среди энтузиастов, а всё из-за парочки неудачных контроллеров, представленным в прошлом. Но расклад может кардинально измениться, если новый процессор JMF667H, который мы рассмотрим сегодня, покажет себя с лучшей стороны. В конце концов, какой смысл JMicron присылать эталонный образец SSD, если чип не способен восстановить репутацию.

В прошлом году нам посчастливилось протестировать референсную платформу Silicon Motion с четырёхканальным контроллером SM2246EN ("Обзор нового SSD-контроллера Silicon Motion"). Данное решение прекрасно дополнило рынок с чипами Marvell и SandForce. Сегодня, в 2014 году, аналогичному обзору подвергнется новый четырёхканальный контроллер JMicron. Результаты анализа вы узнаете в конце данной статьи.

Обзор контроллера JMF667H
Четыре эталонных SSD пока недоступны в продаже

Почему четыре канала, а не восемь? Основная причина – стремление повысить эффективность. Меньшее число каналов позволяет использовать меньшую по площади интегральную схему (ASIC), что, в свою очередь, поможет сэкономить электроэнергию. Для систем хранения данных для корпоративных и мобильных окружений энергоэффективность – очень важный фактор. Для настольных ПК её значение не так велико. Конечно, есть большие восьмиканальные конструкции, включая новый Marvell 9189 и собственный SATA-контроллер Intel в таких накопителях, как Intel SSD 730. Они, как правило, используют больше энергии, но обеспечивают более высокое быстродействие. Но, как и для любой деятельности, для определённой задачи нужно использовать соответствующий инструмент, поэтому трудно отрицать эффективность более современных четырёхканальных решений.

Похоже, JMicron припрятала восьмиканальный дизайн для SSD с интерфейсом PCIe, а SATA-накопители используют более массово ориентированную платформу, включающую печатную плату, процессор и прошивку. Это гибкая бизнес-модель, которая даёт производителям SSD возможность выбора необходимых комплектующих. Silicon Motion также активно использует данный подход. Можно купить контроллер и написать свою прошивку либо купить всё в одном пакете.

В мире существует ряд SSD-брендов, не представленных на нашем рынке. Кто-то тоже должен продавать им процессоры, и такие SSD заполняют пробелы между новыми накопителями на базе SandForce, используя логику Marvell, Silicon Motion, а теперь и JMicron.

Обзор контроллера JMF667H

JMF667H

Чип JMF667H на ядре ARM разработан с использованием производственного процесса 55 нм от TSMC. Он поддерживает до 512 Мбайт кэша DDR3 и восемь чипов на каждый канал. Следовательно, ёмкость большинства накопителей с контроллером 667H будет в пределах 128-512 Гбайт. Естественно, наибольшее распространение получат NAND-модули по 128 Гбит, и 667H поддерживает большинство интерфейсов NAND, в особенности 20-нанометровый IMFT и 19-нанометровую память типа A19 Toggle-mode от SanDisk/Toshiba.

Однако четырёхканальная архитектура, как правило, ограничивает скорость, особенно небольших операций с произвольным доступом.

В контроллере реализована поддержка DevSlp, которую мы протестируем позже. В остальном каких-то новых функций, заслуживающих особого внимания, в чипе нет.

Обзор контроллера JMF667H

Мы впервые получили возможность протестировать одну платформу, использующую флэш-память разных типов, что позволяет действительно изолировать NAND как переменную для анализа нового контроллера JMicron, и это самое приятное в сегодняшнем исследовании. Компания прислала на тесты четыре различные конфигурации, и мы сравним JMF667H с L85A от Intel (20-нанометровые кристаллы по 128 Гбит) и Toshiba A19 (19-нанометровые кристаллы по 64 и 128 Гбит). Обзор должен получиться весьма зрелищным, поскольку очень часто нам трудно выделить возможности архитектуры контроллера на фоне флэш-памяти, с которой он работает.

Ещё раз напомним, что образцы JMicron в нашей лаборатории предназначены для внутреннего использования, и купить их Вам вряд ли удастся. Кроме того, для этих SSD не разработан корпус, и на них не распространяется гарантия.

Эталонная платформа JMicron JMF667H 128 Гбайт L85C 128 Гбайт A19 256 Гбайт A19 256 Гбайт L85A
Контроллер JMicron JMF667H, SATA 3.1, 4-канальный, восемь модулей на канал JMicron JMF667H, SATA 3.1, 4-канальный, восемь модулей на канал JMicron JMF667H, SATA 3.1, 4-канальный, восемь модулей на канал JMicron JMF667H, SATA 3.1, 4-канальный, восемь модулей на канал
NAND кристаллы Intel L85C, 20 нм, 128 Гбайт кристаллы Toshiba A19, 19 нм, 64 Гбайт кристаллы Toshiba A19, 19 нм, 64 Гбайт кристаллы Intel L85A, 20 нм, 128 Гбайт
Форм-фактор Печатная плата 2,5 дюйма Печатная плата 2,5 дюйма Печатная плата 2,5 дюйма Печатная плата 2,5 дюйма
Количество кристаллов 8 16 16 8

Сегодня мы заново познакомимся с производителем, который в сфере систем хранения упоминается относительно редко. Мы считаем, что у компании большое будущее. Учитывая смещением акцентов с SATA на SATA Express и PCIe, мы полагаем, что JMicron должна представить контроллеры, отвечающие требованиям современных систем хранения данных. Но сначала новый процессор должен пройти ряд наших специально разработанных тестов.

Обзор контроллера JMF667H

Обзор контроллера JMF667H | Как мы тестируем эталонные SSD JMicron

Наша тестовая платформа основана на чипсете Intel Z77 с CPU Intel Core i5-2400. C точки зрения хранения данных, чипсеты Intel шестой и седьмой серии практически идентичны. В качестве стандарта мы используем более старую версию драйверов RST 10.6.1002.

Изменения в пакетах драйверов RST могут иногда вести к небольшим изменениям в скорости. Также они могут стать причиной большой вариативности в показаниях, в зависимости от версии драйвера. Некоторые версии драйверов могут "впускать" операции записи с различной частотой. Другие лучше работают с RAID-массивами. Кстати, версии драйверов 11.2 и выше поддерживают TRIM-операции и в RAID. Результаты тестирования, полученные на системах с одной версией драйверов, могут отличаться или не отличаться от результатов при использовании другой версии, поэтому важно применять одну и ту же версию драйверов в рамках одного тестирования.

Конфигурация тестового стенда
Платформа для тестирования энергопотребления Lenovo T440s, 8 Гбайт DDR3, Windows To Go 8.1, тестовая платформа для ULINK DevSlp
Процессор Intel Core i5-2400 (Sandy Bridge), 32 нм, 3,1 ГГц, LGA 1155, 6 Мбайт общего кэша L3, режим Turbo Boost включён
Материнская плата Gigabyte G1.Sniper M3
Память G.Skill Ripjaws 8 Гбайт (2 x 4 Гбайт) DDR3-1866 @ DDR3-1333, 1,5 В
Системный диск Intel S3500 480 Гбайт SATA 6 Гбит/с, Версия прошивки: 0306
Тестируемые накопители Тестовый SSD 128 Гбайт JMicron JMF667H, флэш-память L85C, SATA 6 Гбит/с, Прошивка: 417a
Тестовый SSD256 Гбайт JMicron JMF667H, флэш-память L85C, SATA 6 Гбит/с, Прошивка: 417a
Тестовый SSD128 Гбайт JMicron JMF667H, флэш-память A19, SATA 6 Гбит/с, Прошивка: 423a
Тестовый SSD256 Гбайт JMicron JMF667H, флэш-память A19, SATA 6 Гбит/с, Прошивка: 423a
Устройства для сравнения Plextor M6e 256 Гбайт M.2 PCIe x2, Версия прошивки: 1.00
Plextor M6S 256 Гбайт SATA 6 Гбит/с, Версия прошивки: 1.00
Plextor M6M 256 Гбайт mSATA 6 Гбит/с, Версия прошивки: 1.00
Adata SP920 1024 Гбайт SATA 6 Гбит/с, Версия прошивки: MU01
Adata SP920 512GB SATA 6 Гбит/с, Версия прошивки: MU01
Adata SP920 256 Гбайт SATA 6 Гбит/с, Версия прошивки: MU01
Adata SP920 128 Гбайт SATA 6 Гбит/с, Версия прошивки: MU01
Crucial M550 1024 Гбайт SATA 6 Гбит/с, Версия прошивки: MU01
Crucial M550 512 Гбайт SATA 6 Гбит/с, Версия прошивки: MU01
Intel SSD 730 480 Гбайт SATA 6 Гбит/с, Версия прошивки: L2010400
Samsung 840 EVO mSATA 120 Гбайт, Версия прошивки: EXT41B6Q
Samsung 840 EVO mSATA 250 Гбайт, Версия прошивки: EXT41B6Q
Samsung 840 EVO mSATA 500 Гбайт, Версия прошивки: EXT41B6Q
Samsung 840 EVO mSATA 1000 Гбайт, Версия прошивки: EXT41B6Q
SanDisk X210 256 Гбайт, Версия прошивки X210400
SanDisk X210 512 Гбайт, Версия прошивки X210400
Intel SSD 530 180 Гбайт SATA 6Гбит/с, Версия прошивки: DC12
Intel SSD 520 180 Гбайт SATA 6Гбит/с, Версия прошивки: 400i
Intel SSD 525 180 Гбайт mSATA, Версия прошивки: LLKi
SanDisk A110 256 Гбайт M.2 PCIe x2, Версия прошивки: A200100
Silicon Motion SM226EN 128 Гбайт SATA 6Гбит/с, Версия прошивки: M0709A
Crucial M500 120 Гбайт SATA 6Гбит/с, Версия прошивки: MU02
Crucial M500 240 Гбайт SATA 6Гбит/с, Версия прошивки: MU02
Crucial M500 480 Гбайт SATA 6Гбит/с, Версия прошивки: MU02
Crucial M500 960 Гбайт SATA 6Гбит/с, Версия прошивки: MU02
Samsung 840 EVO 120 Гбайт SATA 6Гбит/с, Версия прошивки: EXT0AB0Q
Samsung 840 EVO 240 Гбайт SATA 6Гбит/с, Версия прошивки: EXT0AB0Q
Samsung 840 EVO 480 Гбайт SATA 6Гбит/с, Версия прошивки: EXT0AB0Q
Samsung 840 EVO 1 TB SATA 6Гбит/с, Версия прошивки: EXT0AB0Q
SanDisk Ultra Plus 64 Гбайт SATA 6Гбит/с, Версия прошивки: X211200
SanDisk Ultra Plus 128 Гбайт SATA 6Гбит/с, Версия прошивки X211200
SanDisk Ultra Plus 256 Гбайт SATA 6Гбит/с, Версия прошивка X211200
Samsung 840 Pro 256 Гбайт SATA 6Гбит/с, Версия прошивки DXM04B0Q
Samsung 840 Pro 128 Гбайт SATA 6Гбит/с, Версия прошивки DXM04B0Q
SanDisk Extreme II 120 Гбайт, Версия прошивки: R1311
SanDisk Extreme II 240 Гбайт, Версия прошивки: R1311
SanDisk Extreme II 480 Гбайт, Версия прошивки: R1311
Seagate 600 SSD 240 Гбайт SATA 6Гбит/с, Версия прошивки: B660
Intel SSD 525 30 Гбайт mSATA 6Гбит/с, Версия прошивки LLKi
Intel SSD 525 60 Гбайт mSATA 6Гбит/с, Версия прошивки:LLKi
Intel SSD 525 120 Гбайт mSATA 6Гбит/с, Версия прошивки LLKi
Intel SSD 525 180 Гбайт mSATA 6Гбит/с, Версия прошивки LLKi
Intel SSD 525 240 Гбайт mSATA 6Гбит/с, Версия прошивки LLKi
Intel SSD 335 240 Гбайт SATA 6Гбит/с, Версия прошивки: 335s
Intel SSD 510 250 Гбайт SATA 6Гбит/с, Версия прошивки: PWG2
OCZ Vertex 3.20 240 Гбайт SATA 6Гбит/с, Версия прошивки: 2.25
OCZ Vector 256 Гбайт SATA 6Гбит/с, Версия прошивки: 2.0
Samsung 830 512 Гбайт SATA 6Гбит/с, Версия прошивки: CXMO3B1Q
Crucial m4 256 Гбайт SATA 6Гбит/с Версия прошивки: 000F
Corsair Neutron GTX 240 Гбайт SATA 6Гбит/с, Версия прошивки: M206
Plextor M5 Pro 256 Гбайт SATA 6Гбит/с Версия прошивки: 1.02
Видеокарта MSI Cyclone GTX 460 1 Гбайт
Блок питания Seasonic X-650, 650 Вт 80 PLUS Gold
Корпус Lian Li Pitstop T60
RAID LSI 9266-8i PCIe x8, FastPath и CacheCade AFK
ОС и драйверы
Операционная система Windows 7 x64 Ultimate
API DirectX 11
Видеодрайвер Nvidia 314.07
RST 10.61002
IMEI 7.1.21.1124
Общая AHCI MSAHCI.SYS
Бенчмарки
ULINK DriveMaster 2012 DM2012 v980, тестовый сценарий TRIM на базе JEDEC 218A, тестирование протоколов
Оборудование специально для тестов Концентратор питания SAS/SATA, платформа DevSlp
Tom's Hardware Storage Bench v1.0 Intel iPeak Storage Toolkit 5.2.1, Tom's Storage Bench 1.0 запись трассировки
Iometer 1.1.0 # агентов = 1, произвольные операции блоками по 4 Кбайт: LBA = 16 Гбайт, различные глубины очереди, последовательные операции блоками по 128 Кбайт, зарезервированное пространство LBA = 16 Гбайт, экспоненциальное масштабирование глубины очереди
PCMark 8 Version 2.0.228, Storage Consistency Test
PCMark 7 Secondary Storage Suite

Обзор контроллера JMF667H | Результаты тестов

Скорость последовательных операций чтения/записи

Отличительной особенностью современных SSD является фантастический уровень производительности операций последовательного чтения и записи. Чтобы измерить эти параметры, мы используем несжимаемые данные общей ёмкостью 16 Гбайт и затем тестируем скорость на глубине очереди от одной до шестнадцати команд. Вместо десятеричных чисел (1 Кбайт - 1000 байт) данные представлены в двоичных числах (1 Кбайт – 1024 байт). При необходимости для удобства считывания мы ограничиваем шкалу графика.

Скорость последовательных операций чтения блоками по 128 Кбайт

Обзор контроллера JMF667H

Начнём с базовых тестов. Четыре эталонных накопителя с флэш-памятью разного типа показали различные результаты скорости последовательного чтения. SSD с модулями Intel L85C набрал скорость лишь в конце теста, когда выросла глубина очереди. Модели с L85A и A19 достигли и немного превысили барьер 500 Мбайт/с.

Практический лимит интерфейса SATA находится между 520 и 530 Мбайт/с, что и является ограничением для двух моделей с поддержкой ONFi (для справки: ONFi расшифровывается как Open NAND Flash Interface, и является консорциумом, разрабатывающим стандарты интерфейса для определённых компонентов флэш-памяти). Накопители с NAND-памятью A19 немного отличаются: они демонстрируют более низкий предел скорости чтения, характерный для интерфейса Toggle-mode DDR. Но это, возможно, последняя победа флэш-памяти ONFi.

Скорость последовательных операций записи блоками по 128 Кбайт

Обзор контроллера JMF667H

Обычно при тестировании сразу четырёх накопителей они все имеют разные ёмкости, и ввиду различий в конфигурации кристаллов SSD ведут себя по-разному на тестовом графике. Однако в данном случае различия есть только между двумя ёмкостями. Почему? Потому что интерфейсы NAND сильно различаются. Модель на 256 Гбайт с кристаллами Toshiba A19 лидирует с показателем 450 Мбайт/с, за ним следует версия 128 Гбайт с аналогичными модулями.

Два накопителя с поддержкой ONFi остались позади. Сочетание контроллера JMicron и флэш-памяти L85A обеспечило менее 250 Мбайт/с пропускной способности, а модель на 128 Гбайт с L85C и того хуже – меньше 150 Мбайт/с. По правде говоря, такие цифры нас не удивляют, учитывая меньшее число кристаллов на SSD с NAND памятью L85C.

Скорость произвольных операций чтения/записи

И снова в качестве синтетического теста для измерения скорости произвольных операций блоками по 4 Кбайт мы используем Iometer. Технически термин "произвольные" применим к происходящим друг за другом операциям доступа при обращении к блокам, расположенным более чем через один блок друг от друга. На жёстких дисках этот процесс может вести к задержкам, которые, в свою очередь, отрицательно влияют на производительность. Накопители с вращающимися дисками лучше показывают себя в операциях последовательного доступа, чем произвольного, так как накопителю не нужно физически перемещать головки. В случае с SSD разница между операциями произвольного или последовательного доступа менее заметна. Данные могут быть размещены там, где того пожелает контроллер, поэтому ощущение, что ОС видит один блок информации рядом с другим, – это, в основном, иллюзия.

Скорость произвольных операций чтения блоками по 4 Кбайт

При тестировании производительности SSD зачастую особое внимание уделяется операциям произвольного чтения блоками по 4 Кбайт, и это неспроста. Большая часть обращений системы к SSD характеризуется незначительным количеством произвольных операций. Более того, скорость чтения куда более важна, чем скорость записи, если говорить о типичных пользовательских задачах.

Обзор контроллера JMF667H

С самой быстрой памятью контроллер выдаёт "всего" 80 000 IOPS блоками 4 Кбайт. Версии с ONFi L85 не дотягивают до этой отметки, в то время как конфигурации с кристаллами A19 идут нога в ногу вплоть до глубины очереди, равной 32. Пользователям настольных систем важнее результаты при низкой глубине очереди, при которой скорость всех SSD находится в районе 10 000 IOPS.

С повышением очерёдности становится понятно, что флэш-память Toshiba A19 предлагает больший прирост скорости на каждом этапе. Две модели с памятью типа Toggle-mode начинают выравниваться на графике после глубины 16 команд, и, возможно, это связано с ограничениями контроллера. Ведь Plextor M6S (также с NAND-памятью A19, но с четырёхканальным контроллером от Marvell) в аналогичном тесте приблизился к 100 000.

Мы хорошо понимаем, что пиковые показатели, которые достигаются в основном для формирования высоких технических характеристик, мало что значат для настольных сред, в которых добиться таких результатов при выполнении повседневных задач крайне трудно.

Скорость произвольных операций записи блоками по 4 Кбайт

Обзор контроллера JMF667H

Модели на базе A19 снова вышли вперёд, почти обеспечив результат в 80 000 IOPS. Близкие показатели связаны с тем, что версия ёмкостью 128 Гбайт имеет аналогичное с версией на 256 Гбайт число кристаллов. Просто более ёмкий образец JMicron использует более плотные кристаллы по 128 Гбит.

Модель ёмкостью 256 Гбайт с памятью L85A не смогла пробиться выше 60 000 IOPS, а версия с L85C не превысила отметку 40 000 IOPS. Тем не менее, при обработке одиночной команды она справилась лучше, чем SSD на базе L85A. Похоже, четырёхканальный дизайн вытягивает максимум производительности из соответствующих интерфейсов NAND.

Но мы не собираемся использовать теоретические пределы скорости этих накопителей (результаты тестов скорости произвольных и последовательных операция чтения/записи) для определения победителей и проигравших. Тесты на основе трассировки позволяют сформулировать более реалистичные выводы, особенно для эталонных SSD на чипе JMF667H, поскольку купить и проверить их самостоятельно не представляется возможным.

Уровень насыщения при записи

Скорость произвольных операций с течением времени

Тест насыщения состоит из операций записи блоками 4 Кбайт на накопитель в течение 12 часов при очерёдности 32 команды. Но сначала мы выполняем безопасную очистку. Затем мы отправляем данные на запись блоками 4 Кбайт, которая показывает среднее количество операций ввода/вывода в секунду для каждой минуты (кроме последних 20 минут - в этом промежутке мы показываем среднюю скорость шагом в одну секунду).

Обзор контроллера JMF667H
Пример: Intel SSD 730

Графики, которые вы видите выше, взяты из обзора "Обзор Intel SSD 730: Intel возвращается с собственным контроллером", их можно рассматривать в качестве базы для сравнения. 100% записи (розовый график), 50% записи (зелёный график) и 30% записи (синий) тесно сгруппированы. Больших колебаний не наблюдается. Обратите внимание на порядок полос: при 100%-ной записи скорость, как правило, ниже, а с добавлением операций чтения (в процентах) она значительно повышается.

Обзор контроллера JMF667H

Этот график создан для коммерчески доступного накопителя Transcend SSD340 256 Гбайт на базе JMF667H с памятью L85A и более старой прошивкой серии 263. Другими словами, он идентичен эталонной модели на 256 Гбайт с кристаллами L85A, разница лишь в том, что решение JMicron использует более современную прошивку версии 417.

Взгляните на порядок полос. При 100%-ной записи скорость выше, чем при трассировке с 50%-ной записью, что довольно необычно. Увидев это впервые, мы предполагали, что что-то идёт не так, но получив эталонную платформу с новой прошивкой, получили следующий график:

Обзор контроллера JMF667H

Это график для эталонного SSD JMicron с прошивкой версии 417. Он не отображает постоянства результатов, но это связано с тем, что раньше производительность была значительно ниже. График при 50%-ной записи оказался выше чем при 100%-ной, но ниже чем при 30%-ной записи, как и должно быть. Очевидно, что уборка "мусора" и прочие фоновые операции в новой прошивке оптимизированы лучше.

Что будет, если сменить флэш-память на A19? Будет ли существенная разница?

Обзор контроллера JMF667H

Выше вы видите результаты для эталонного накопителя ёмкостью 128 Гбайт с кристаллами памяти A19 по 64 Гбит. График выглядит весьма "аккуратно". Полосы ровные с минимальным разбросом. График при 100%-ных операциях записи разделился на две кривые, однако он по-прежнему выглядит упорядоченным. Честно говоря, мы очень удивились, увидев, какие различия происходят при смене NAND-памяти. Учитывая, что SSD Plextor тоже показал высокие результаты в данном тесте, можно предположить, что стабильное поведение связано с использованием памяти Toshiba Toggle-mode. В данном случае JMicron поступила грамотно.

Tom's Hardware Storage Bench v1.0

Наш собственный тест, Storage Bench v1.0, использует информацию об операциях ввода-вывода из трассировки, записанной в течение двух недель. Повторно воспроизводя данный шаблон с целью проверить производительность накопителя, мы получаем результаты, которые, на первый взгляд, трудно истолковать. В результатах практически не учтены периоды простоя, то есть мы можем принимать во внимание только время, в течение которого накопитель был в активном состоянии и исполнял команды хоста. Таким образом, вычислив соотношение времени работы накопителя к объёму данных, обработанных в ходе трассировки, мы получаем показатель средней скорости передачи данных (в Мбайт/с), по которому можем сравнивать участников теста.

Эта система измерений не идеальна. Изначальная трассировка регистрирует команды TRIM в процессе транзита, но так как трассировка организована на накопителе без файловой системы, TRIM не будет работать, даже если её направили во время повторного воспроизведения трассировки (что, к сожалению, не так). Но всё же тестирование при помощи трассировки – отличный способ зафиксировать периоды времени, когда накопитель действительно работает, что имеет преимущества в сравнении с синтетическими тестами типа Iometer.

Несжимаемые данные и Storage Bench v1.0

Стоит также отметить, что во время нашего теста на базе трассировки несжимаемые данные направляются через буфер системы на тестируемый накопитель. Таким образом, когда воспроизведение трассировки повторяет процесс записи данных, записываются, в основном, несжимаемые данные. Если мы используем наш тест Storage Bench при тестировании SSD на основе контроллера SandForce, мы можем обратиться к показателям SMART для получения более подробной информации.

Mushkin Chronos Deluxe 120 Гбайт Рост необработанного значения
#242 операции чтения с хоста (в Гбайт) 84 Гбайт
#241 операции записи с хоста (в Гбайт) 142 Гбайт
#233 операции записи сжимаемых данных с NAND (в Гбайт) 149 Гбайт

Скорость чтения данных с хоста намного меньше скорости записи. Всё это обусловлено особенностями процесса трассировки. Но ввиду наличия встроенных возможностей дедупликации и сжатия данных контроллера SandForce, объём данных, записываемых на флэш-память, должен быть ожидаемо меньше, чем объём операций записи с хоста (конечно, при условии, что данные большей частью сжимаемые). На каждый гигабайт данных, записанных по команде хоста, SSD Mushkin приходится записывать 1,05 Гбайт.

Если бы воспроизведение трассировки подразумевало запись легкосжимаемых нулей из буфера, мы увидели бы, что количество операций записи на память NAND во много раз меньше, чем количество операций записи с хоста. Такой подход позволяет участникам теста соревноваться на равных, вне зависимости от возможностей контроллера сжимать данные на лету.

Средняя скорость передачи данных

Трассировка в Storage Bench генерирует более 140 Гбайт операций записи в ходе тестирования. Очевидно, это ставит в заведомо невыгодное положение SSD ёмкостью ниже 180 Гбайт и благоприятствует тем участникам теста, ёмкость которых превышает 256 Гбайт.

Обзор контроллера JMF667H

Список довольно длинный, но обратите внимание на SSD JMicron (выделено фиолетовым). Две модели, совместимые с ONFi, достойно выдерживают конкуренцию, особенно по сравнению с M500 и Adata SP920 ёмкостью 120 и 240 Гбайт соответственно. Эталонные платформы, оснащённые флэш-памятью A19, ведут себя по-другому, их позиции оказались заметно выше, чем мы ожидали.

Мы бы хотели использовать эти результаты для формирования положительного вывода. Однако показатели в следующем разделе также имеют критическое значение. Тем не менее, нельзя игнорировать высокие показатели SSD JMicron с NAND-памятью A19. Модель на 256 Гбайт догнала SanDisk X210 (хорошо известный и любимый многими накопитель). А версия ёмкостью 128 Гбайт обошла Plextor M6S/M с аналогичным интерфейсом флэш-памяти.

Давайте рассмотрим показатели времени обслуживания, подробно описанные в следующем разделе.

Время до возобновления обслуживания

Благодаря Storage Bench, мы можем собрать много информации, помимо средней скорости передачи данных. Среднее время до возобновления обслуживания показывает, насколько отзывчив накопитель, подверженный средней нагрузке операций ввода-вывода при трассировке.

Нам будет технически трудно нанести на график отметки до десяти миллионов операций ввода-вывода, поэтому для оценки среднего времени до возобновления работы мы будем использовать I/O. Также мы можем указать стандартную погрешность относительно среднего времени до возобновления обслуживания. Таким образом, накопители, демонстрирующие более низкий и постоянный показатель времени до возобновления обслуживания, на графике располагаются ниже (следовательно, их результат лучше).

Время задержки записи – это общее время, необходимое на ввод или вывод операции операционной системой, передачу по подсистеме хранения, подтверждение устройства хранения и подтверждение операции устройством. Задержка чтения аналогична. Операционная система запрашивает у устройства хранения данные, находящиеся в определённом месте, SSD считывает информацию и посылает на хост. Современные компьютеры быстры так же, как и SSD, но по-прежнему существует большая задержка, вызываемая временем транзакции системы хранения.

Просматривая результаты, обратите внимание, что мы нередко встречаем различия в результатах между моделями одного семейства, но разной ёмкости.

Обзор контроллера JMF667H

На этот раз разброс в показателях оказался больше, чем мы ожидали, учитывая разные ёмкости и интерфейсы NAND-памяти.

Среднее время задержки при записи

Обзор контроллера JMF667H

К этому моменту мы уже были готовы к тому, что конфигурации L85A/L85C окажутся в хвосте. С другой стороны, эталонный SSD на базе JMF667H с NAND-памятью Toggle-mode выглядит весьма неплохо. На позиции между накопителями с двумя вариантам ёмкости находится SSD M5 Pro, причём все они обгоняют Adata SP920 512 Гбайт.

Показатели времени задержки чтения в малой степени связаны с ёмкостью, в то время как показатели время задержки записи имеют с ней более тесную связь.

Обзор контроллера JMF667H

JMicron L85C 128 Гбайт обогнал M500 120 Гбайт, в то время как JMicron 128 Гбайт с памятью A19 отстал от эталонной платформы Silicon Motion всего на 11 миллисекунд в среднем.

Расширенные тесты накопителей PCMark 8

Расширенный тест накопителя Futuremark PCMark 8 просто поражает. С таким большим количеством данных и всеобъемлющей схемой тестирования мы действительно можем представить производительность накопителя в развёрнутом виде.

Сначала неразмеченное устройство дважды выдерживает полное заполнение LBA-пространства произвольной записью блоками по 128 Кбайт. Как только этот процесс будет завершён, наступает так называемая первая фаза деградации (Degradation Phase), в рамках которой происходят операции произвольной записи блоками объёмом от 4 Кбайт до 1 Мбайт в произвольном порядке на LBA-пространство. Поскольку запись блоков по 4 Кбайт проходит непостоянно, производительность SSD-накопителя довольно быстро падает, а запись блоков объёмом больше 4 Кбайт создаёт эффект перенасыщения и способствует значительному увеличению объёмов записи.

Первая фаза деградации начинается с серьёзной десятиминутной нагрузки за счёт операций записи, после чего PCMark 8 приступает к тестированию посредством каждой отдельной трассировки. Фазы похожи друг на друга, за исключением дополнительных пяти минут при каждой итерации. После восьми повторений длительность записи возрастает до 45 минут.

Затем следует так называемая устойчивая фаза (Steady Phase). В рамках каждой из пяти таких фаз происходит произвольная запись на протяжении 45 минут, и это ещё сильнее нагружает накопитель, которому становится всё труднее работать при полной производительности. С меньшим количеством доступных блоков для записи время задержки существенно увеличивается.

Наконец, PCMark 8 переходит в фазу восстановления (Recovery Phase), которая включает в себя пять минут в простое перед трассировкой. После пятикратных повторений тестирование завершается.

Дополнительную информацию о работе данного теста можно найти в обзоре "Обзор SSD Plextor M6e 256 Гбайт с интерфейсом PCI Express: форм-фактор M.2 в настольном ПК".

Измерение стабильности: трассировка Adobe Photoshop (высокая нагрузка)

В рамках теста 18 индивидуальных этапов тестирования выполняются в ходе десяти трассировок, так что нам нужно сосредоточиться и выбрать один из них – в нашем случае Adobe Photoshop (высокая нагрузка) – и как следует проследить за ним.

Пропускная способность

Раз уж вы дочитали до этого момента, хотим признаться: мы любим тестирование накопителей. Но ещё больше мы любим грамотное и продуманное тестирование накопителей. Жаль, что тест стабильности SSD не доступен для нормального пакета PCMark 8. Получить его могут только специалисты - продвинутым пользователям, включая обозревателей, доступ к нему ограничен. Если вы действительно хотите использовать эти тесты, то они обойдутся вам по цене хорошего ультрабука.

Обзор контроллера JMF667H

Что мы и говорили. В противостоянии с SSD 256 Гбайт на базе контроллера Marvell оба накопителя на чипе JMF667H ёмкостью 128 Гбайт и модель ёмкостью 256 Гбайт с памятью A19 буквально вознеслись над остальными участниками. Если дать контроллеру JMicron расправить плечи (или побыть пять минут в простое), он выйдет в лидеры.

Мы не показали версию на 256 Гбайт с памятью L85A, поскольку на графике трудно показать более шести накопителей одновременно. К слову, результат этих моделей находится на уровне SSD на 128 Гбайт с памятью L85C NAND.

Время задержки

В этом тесте используется та же самая трассировка Adobe Photoshop, и мы отслеживаем среднее время задержки чтения и записи в сравнении ещё с несколькими известными накопителями.

Обзор контроллера JMF667H

Впервые 13 секунд показатели на графике сильно колеблются. Кроме модели ёмкостью 256 Гбайт на базе A19, два SSD по 128 Гбайт показали достаточно высокую задержку чтения. На стадии восстановления значения упали до минимума.

Обзор контроллера JMF667H

Как и раньше, время задержки записи существенно сокращается, когда JMicron JMF667H имеет возможность "восстановить дыхание". Во время первых 13 этапов два SSD с флэш-памятью A19 смогли сохранить позиции.

Сравнение лучшего и худшего результатов

Обзор контроллера JMF667H

Тестирование TRIM с помощью ULINK DriveMaster 2012

Мы используем программный и аппаратный пакет ULINK DriveMaster 2012 для внедрения нового теста пользовательских накопителей. С помощью стандартной трассировки JEDEC 218A Master Trace DriveMaster может превратить последовать операций ввода/вывода (наподобие нашего теста Tom's Hardware Storage Bench) в тест TRIM. Трассировка JEDEC имитирует месяцы активности, повседневные задачи и фоновые задачи операционной системы.

ULINK удаляет команды чтения, и остаются только команды записи, очистки и TRIM. Учитывая, что задача может выполняться с поддержкой TRIM и без неё, мы имеем отличный инструмент для комплексного анализа поведения накопителя.

DriveMaster используется большинством производителей SSD для создания и расчёта метрических показателей. В настоящее время это единственный коммерческий продукт, способный создать сценарии для подтверждения безопасности шифрования TCG Opal 2, но, в целом, возможности применения практически не ограничены. С платформой связаны различные аппаратные средства, включая силовой концентратор SATA/SAS, что позволяет тестируемому устройству перезагружаться самостоятельно. Большое преимущество такого решения, как DriveMaster, заключается в способности диагностировать ошибки, обеспечивать совместимость и выдавать команды низкого уровня. Короче говоря, для производителей SSD-накопителей это очень полезная вещь, если уж имеющиеся готовые решения не способны помочь. Хотя процесс обучения непрост, но шансы на успех при использовании специальной документации всё-таки имеются.

Этот продукт предлагает нам новые пути для изучения производительности. Тестирование команды TRIM – лишь первый пример того, как мы будем использовать ULINK в наборе тестов Tom's Hardware.

Обзор контроллера JMF667H

На устройстве ёмкостью 256 Гбайт во время каждой итерации записывается почти 800 Гбайт данных, так что при запуске теста JEDEC TRIM на накопителе 256 Гбайт генерируется примерно 3,2 Тбайт в основном произвольной информации (точнее, 75% произвольной и 25% последовательной). К концу каждого запуска выдаётся более 37 млн команд. Количество трафика кажется гигантским, и в действительности так оно и есть.

Для доступа к памяти первые два теста применяют DMA, а два последних – Native Command Queuing. Многие не используют DMA на SSD (кроме некоторых устаревших или отраслевых программ), но мы не относимся к их числу. Проверка устройства по всем четырём направлениям может занять до 96 часов, однако более скоростные накопители способны сократить её длительность примерно в 2 раза. При записи большого количества данных на уже переполненный SSD (он заполняется перед каждым тестированием, затем за одну итерацию производится запись примерно 800 Гбайт информации), накопители могут быстрее работать под тяжёлой нагрузкой, и такие модели котируются гораздо выше. Без TRIM "сортировка мусора" помогает достичь высокого показателя IOPS, а с TRIM 13% пространства заняты этой командой, оставляя больше места для технического обслуживания.

Тестирование TRIM

Усреднённое значение

Чтобы избежать избыточных данных, мы вывели средний показатель производительности для каждого протестированного SSD как с поддержкой TRIM, так и без неё. Результаты отображаются в IOPS, что упрощает сравнение.

Обзор контроллера JMF667H

Те накопители на контроллере JMF667H, которые можно купить сегодня, в основном работают на старой прошивке 200-й серии. Наши эталонные образцы от JMicron обновились до ПО 400-й серии, которое вносит некоторые различия в работу накопителей.

Взгляните на модели ёмкостью 128 Гбайт. По результатам теста они расположились вокруг замечательных SSD Samsung 840 EVO 120 Гбайт и почти превзошли Crucial M500 240 Гбайт.

Текущее значение

Ниже представлены результаты текущего значения TRIM для всех четырёх эталонных платформ. Разобраться в графике довольно трудно, поскольку четыре линии сильно колеблются, но постарайтесь сконцентрироваться на отдельных цветах. Модель ёмкостью 256 Гбайт с памятью A19 показала себя особенно хорошо. Но у неё также есть секретное оружие: резервирование. Технически ёмкость этой модели составляет 240 Гбайт. Но в характеристиках указано именно 256 Гбайт, поэтому мы так его и называем.

Обзор контроллера JMF667H

Хотя это тест технологии TRIM, резервирование помогает как при выполнении команд, так и без него. В противном случае две модели ёмкостью 256 Гбайт показали бы более близкие результаты. При отсутствии радикальных отличий во флэш-памяти, тесты подобного типа оценивают влияние производительности TRIM, объединения состояний "сбора мусора" и простоя, а также резервного пространства. Так случилось, что новая прошивка оказалась довольно хороша в тесте TRIM, в то время как другие SSD (например, Plextor M5P) используют преимущества TRIM менее эффективно.

Пропускная способность

Мы собираем и публикуем показатели общей пропускной способности каждого накопителя в NCQ с помощью теста TRIM. Одно значение помогает охватить общую производительность накопителя в данном тесте.

Тестирование энергопотребления: теперь на 73% больше DevSlp

Энергопотребление в режиме простоя

Показатели энергопотребления в режиме простоя – это самый важный параметр энергопотребления пользовательских и клиентских SSD. Ведь принцип их работы таков, что твердотельные накопители быстро выполняют команды, поступающие с хост-контроллера, а затем переходят в состояние покоя. Кроме периодической фоновой уборки "мусора" и очистки, современные SSD большую часть времени практически ничего не делают. SSD корпоративного класса чаще работают на полную силу, поэтому в их случае показатель энергопотребления в режиме простоя не так значителен. Но это не относится к SSD в обычных ПК, так как запросы потребительских и клиентских систем в основное время не требуют от накопителя каких-то действий.

Показатель потребления энергии в активном простое имеет критическое значение, особенно для мобильных платформ. Однако простой на разных системах выглядит по-разному. Почти каждый протестированный нами накопитель имел один и более режимов низкого энергопотребления, вплоть до функции DevSleep, которую мы рассмотрели в предыдущем разделе.

Обзор контроллера JMF667H

Любопытно, что на эталонных SSD JMicron мы раз за разом получали различные показатели в состоянии активного простоя. Две конфигурации ёмкостью 128 Гбайт находятся в диапазоне 0,4 Вт, а две версии на 256 Гбайт приблизились к 0,2 Вт. Для накопителей, у которых вдвое больше флэш-памяти, это довольно странно.

Среднее энергопотребление в PCMark 7

Если зафиксировать энергопотребление при выполнении любой задачи, в том числе ресурсоёмкой, средний показатель энергопотребления всё равно приближается к показателю энергопотребления в простое. Максимальные скачки мощности могут быть достаточно высокими, однако в среднем энергопотребление во время прогона PCMark 7 умеренное. Можно наблюдать, как энергопотребление накопителей падает до состояния простоя между пиками различной интенсивности.

Обзор контроллера JMF667H

Могут возникнуть подозрения, что с результатами что-то не так. Однако всё верно. Два SSD 256 Гбайт на контроллере JMF667H снова потребляют значительно меньше энергии (в среднем), и всё благодаря более низкому энергопотреблению в простое.

Обзор контроллера JMF667H

Большой объём тестов энергопотребления, фиксирование результатов и работа в Excel позволили получить график, которые вы видите выше. Его трудно прочесть, но он сделан наподобие графиков энергопотребления, которые встречаются в наших обзорах процессоров.

Мы не совсем понимаем, почему выявляется такой большой разброс в показателях энергопотребления в простое. Это, должно быть, изъян эталонных платформ JMicron на базе JMF667H и компонентов накопителя. В заключение добавим, что эти SSD в целом очень эффективные, но нас беспокоит такое большое расхождение показателей энергопотребления в простое. Хотя эти результаты не так важны, пока к нам в лабораторию не попадут розничные образцы накопителей с процессором JMicron.

Обзор контроллера JMF667H | JMicron восстанавливает репутацию

SATA 3.1 действительно постепенно выходит из моды, и в следующем году накопителей с данным интерфейсом уже будет меньше. Они по-прежнему будут доминировать на рынке, но такого внимания, как раньше, привлекать уже не будут. Начнут набирать обороты накопители с интерфейсами PCI Express и SATA Express, демонстрирующие более низкое энергопотребление и более высокие скорости. Они станут новым стандартом в технологии твердотельных накопителей. Можно смело предположить, что стандартный ноутбук 2015 или 2016 года будет использовать другой тип интерфейса и форм-фактора, отличный от тех, что мы наблюдаем сегодня.

Сейчас настал золотой век SATA. Дальше популярность интерфейса пойдёт на спад. Или нет?

Мы уже несколько лет тестируем накопители на базе SATA, и нам становится ясно, что основная масса пользователей удовлетворена возможностями SSD с интерфейсом стандарта 6 Гбит/с (даже если скорость устройства ограничивается самим интерфейсом). Они потребляют мало энергии, они быстрые и они постоянно дешевеют. Если бы нам пришлось выбирать между двумя SSD на базе SATA и одним SSD с разъёмом SATA Express, то для настольного ПК мы бы предпочли RAID-массив. В случае с ноутбуками ситуация несколько иная, но даже здесь SATA себя отлично чувствует.

Обзор контроллера JMF667H

Дело в том, что возможности энергосбережения у устройства на базе PCIe не так значительны, как у нынешнего поколения SSD с разъёмом SATA. Технология DevSlp была представлена вместе с SATA 3.1, и ноутбуки последнего поколения выгодно её применяют. Даже если ваша система хранения не поддерживает DevSlp, состояние низкого энергопотребления всё равно существенно экономит заряд аккумулятора.

Только по одной этой причине SSD на базе SATA рано списывать со счетов. По правде говоря, ни один из протестированных нами PCIe-накопителей формата M.2 не показал радикального повышения скорости, особенно если говорить о мобильном сегменте, где нагрузки, как правило, мягче.

Обзор контроллера JMF667H

Мы хотим сказать, что энергоэффективный и экономически выгодный SATA-контроллер JMF667H производства JMicron имеет потенциал. Кроме того, составные компоненты процессора почти наверняка можно использовать для создания решений на базе PCIe. В частности, можно спрогнозировать, что нечто похожее мы и увидим довольно скоро. Но сейчас, платформа JMicron является неплохим массовым решением.

В паре с флэш-памятью Toshiba A19 контроллер обеспечивает великолепный уровень производительности. Но не думайте, что основная масса SSD будет использовать такую дорогую аппаратную конфигурацию. Скорее всего, более востребованной окажется бюджетная ONFi-совместимая NAND-память. Это не очень хорошо, поскольку в некоторых тестах эталонные SSD с памятью A19 обгоняют M6S и M6M. Эти накопители Plextor также используют четырёхканальный контроллер Marvell и память Toshiba A19, поэтому соревнование было достаточно справедливым. На наш взгляд, такой исход демонстрирует конкурентоспособность 55-нанометрового чипа JMF667H в самых важных задачах – реалистичных.

Обзор контроллера JMF667H

Мы с интересом проследим за тем, что будет предложено во второй половине 2014 года в плане систем хранения, при этом не забудем про JMicron. Тайваньская фирма не отказалась от SATA III, и, похоже, не собирается отказываться от интерфейса в будущем. Несмотря на все трудности, эта компания (и Silicon Motion) пытается преуспеть там, где другие потерпели поражение. Теперь, когда мы протестировали эталонные платформы, возникает закономерный вопрос: какова позиция JMF667H в сравнении с Silicon Motion SM2246EN? И мы знаем отличный способ это выяснить.

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