Crucial, Samsung и SandForce: какой SSD объёмом 60/64 Гбайт выбрать? – THG.RU

Введение

После наводнения в Тайланде и последовавшего вслед за ним роста цен на винчестеры, необходимость покупки накопителя на магнитных пластинах для бюджетной системы остаётся столь же очевидной, как это было и ранее. Даже с учётом повышения цен, стоимость дискового пространства на HDD продолжает быть самой низкой: Seagate Barracuda объёмом 2 Тбайт сейчас стоит около $135, то есть один гигабайт обходится примерно в $0,07. По сравнению с твердотельными накопителями это очень дёшево, в то время как SSD объёмом всего 60 Гбайт стоит более сотни долларов – то есть почти $2 за гигабайт.

Вместе с тем, мы по-прежнему считаем, что значительные преимущества SSD, с точки зрения производительности, оправдывают средства, вложенные в их покупку. Существует умный способ соединить преимущества обоих типов накопителей: вместо покупки одного HDD максимального объёма либо покупки одного SSD на 256 или 512 Гбайт остановиться на комбинации твердотельного накопителя скромного объёма (под систему и основные программы), а также жёсткого диска достаточной ёмкости. Такой подход позволит разумно распределить бюджет, тем более, что почти всегда задачи обеспечения высокой производительности приложений и хранения большого объёма данных не пересекаются между собой. Именно по этой причине потребители, чаще всего, внимательно изучают тесты флагманских SSD объёмом 256-512 Гбайт, но покупают накопители небольшой ёмкости – в лучшем случае на 128 Гбайт, а чаще – вдвое меньшего объёма.

Подобный подход имеет один недостаток: как правило, SSD небольшой ёмкости работают не столь быстро, как старшие модели, регулярно попадающие в тесты. Мы знаем, почему так происходит, на примере SSD небольшого размера, вроде старого Intel X25-V, где работает всего пять из десяти доступных каналов NAND. Но почему даже накопители, не отличающиеся с точки зрения архитектуры от старших моделей в своей линейке, уступают им в скорости? Вот что мы писали в материале, посвящённом тестированию линейки накопителей Crucial m4:

“… просто подключить каждый канал недостаточно для его полного использования. Играет роль число пакетов? передаваемых через канал, объём памяти чипа в каждой микросхеме, плотность каждого чипа. Имеют значение модификации на уровне прошивки, которые используются производителями для управления производительностью”.

Crucial, Samsung и SandForce

Тем не менее, мы считаем производительность SSD-накопителей объёмом 60 или 64 Гбайт достаточно высокой для ПК начального уровня. Но это не означает, что вы должны верить нам на слово. Вместо этого, мы хотели бы собрать вместе решения на основе контроллеров Samsung, Marvell и SandForce небольшого объёма и измерить, насколько снизится производительность при переходе от старших накопителей к дискам малой ёмкости. Тем самым, мы сможем чётко определить, какой диск следует выбрать, если вы решили сэкономить на ёмкости SSD, но не хотите жертвовать производительностью.

Итак, какой из накопителей небольшого объёма стоит рассматривать в качестве пропуска в мир SSD?

Как ни странно, выбор в данном случае нельзя назвать широким и разнообразным. Если речь идёт о современных SSD, то выбор ограничен моделями Crucial m4 и Samsung 830 ёмкостью по 64 Гбайт, а также двумя дисками объёмом 60 Гбайт на базе контроллера SandForce второго поколения. Но почему речь идёт всего о двух накопителях на SandForce, а не о всех SSD на этих контроллерах от различных производителей? Это закономерный вопрос, которого мы ждали. Во-первых, у нас уже есть сводный обзор накопителей на контроллере SandForce второго поколения. Но это – не единственная причина…

SandForce: упрощая выбор

Как уже было замечено, в данный тест попало два накопителя на основе контроллера SandForce. Причина в том, что два SSD на контроллерах SF-22xx одинаковой ёмкости очень близки по производительности, если они основаны на одном и том же типе NAND-памяти. Единственный фактор, который может повлиять на производительность в тестах – это то, что не все производители используют один и тот же тип памяти, и именно по этой причине, существуют определённые вариации в производительности накопителей, в которых используется один и тот же контроллер.

SSD на основе контроллера SandForce второго поколения могут идти в комбинации с тремя разными типами памяти NAND:

1. SandForce в сочетании с памятью типа Toggle-mode (например, Mushkin Chronos Deluxe, Patriot Wildfire, OCZ Vertex 3 Max IOPS).
2. SandForce в сочетании с синхронной памятью ONFi (например, OCZ Vertex 3, Corsair Force GT, Kingston HyperX).
3. SandForce в сочетании с асинхронной памятью ONFi (например, OCZ Agility 3, Corsair Force 3, Mushkin Chronos, Patriot Pyro).

Toggle-mode и ONFi – это просто разные стандарты интерфейса памяти. Здесь можно провести аналогию с интерфейсами FireWire и USB. Они возникли по причине того, что производители чипов памяти NAND не пришли к единому стандарту: Intel, Hynix и Micron поддержали стандарт ONFi (Open NAND Flash Interface), Toshiba и Samsung – Toggle-mode. Но сравнение между двумя интерфейсами памяти сделать непросто. Из-за различий в архитектуре прохождения сигнала невозможно сравнивать напрямую пиковую пропускную способность двух интерфейсов. Вместе с тем, память типа Toggle-mode считается более быстрой и не случайно накопители с памятью данного типа занимают верхние строчки в результатах наших тестов.

Впрочем, накопителей на контроллерах SandForce с памятью Toggle-mode объёмом около 60 Гбайт не выпускается. По этой причине, в наш обзор попали лишь накопители с памятью ONFi, реализованные на базе контроллеров SandForce. В этом случае остаётся два варианта конфигурации: с памятью ONFi синхронного либо асинхронного типа. Чтобы определить, какой тип памяти используется в той или иной модели SSD, необходимо изучить спецификации к той или иной линейке SSD. И Intel, и Micron производят чипы NAND с интерфейсом ONFi обоих разновидностей, поэтому просто узнать производителя чипов памяти в данном случае недостаточно.

Хотя у каждой разновидности и поколения ONFi есть свои особенности, ключевым отличием является то, что синхронный интерфейс обеспечивает более высокую производительность. Также он всё чаще используется вместо более дешёвых чипов асинхронной памяти ONFi. В данном обзоре мы протестируем накопители небольшого объёма с обоими вариантами памяти, чтобы определить количественную разницу в производительности между ними.

Тестовый стенд и бенчмарки

Результаты тестирования

Storage Bench v1.0 и PCMark 7

Как обычно, мы начнём тестирование с PCMark 7 и нашего собственного бенчмарка Storage Bench v1.0.

Все четыре накопителя небольшой ёмкости находятся в нижней части тестовой таблицы и идут в одинаковой последовательности как в Storage Bench, так и в PCMark 7 (диаграмма ниже).

В Storage Bench со значительным отрывом лидирует 64-гигабайтный накопитель Samsung 830-й серии, вплотную приближаясь к результату модели Crucial m4 объёмом 128 Гбайт, которая ранее удостоилась нашей награды “Recommended Buy” благодаря впечатляющей скорости в операциях последовательной передачи данных.

Накопитель на контроллере SandForce и синхронной памяти ONFi обеспечивает результат, близкий к модели Crucial m4 объёмом 64 Гбайт. По результатам данного теста легко убедиться, что при использовании медленной асинхронной памяти NAND производительность, действительно, снижается. Если сравнить с накопителем Samsung, то результаты примерно вдвое ниже.

При тестировании в PCMark 7 разрыв в результатах четырёх накопителей уменьшается. Samsung 830 вновь лидирует, а накопитель на контроллере SandForce и асинхронной памяти демонстрирует худший результат, на этот раз уступая Samsung 42%. Более близкие результаты в тестах Futuremark связаны с тем, что в них больший вес придаётся случайным операциям чтения/записи. Учитывая минимальную разницу в цене между всеми четырьмя кандидатами (не более $10), Samsung 830 выглядит в данном тесте наиболее привлекательно.

Случайные операции блоками по 4 кбайт

Проанализировав загрузку диска в значительном количестве игр и приложений, мы пришли к выводу, что при использовании SSD большинство операций производится на глубине очереди, равной единице. Данный факт мы учитываем в наших тестах на скорость случайного чтения/записи и последовательного чтения/записи.

В прошлых тестах мы измеряли скорость передачи данных, используя четыре сценария рабочей загрузки в Iometer. Такой поход имитирует реальные условия использования накопителей, а каждый сценарий представляет собой специфический тип нагрузки, характерный при работе соответствующего типа приложений. Но при таком подходе наблюдается завышение результатов, так как в каждом случае используется глубина очереди, равная четырём. Чтобы показать более реалистичные результаты, мы снизили глубину очереди до минимального значения.

Случайное чтение (примеры в реальных приложениях: сканирование антивирусом, набор текста).

На глубине очереди, равной единице, 64-гигабайтный накопитель Samsung 830 вновь становится лидером теста, обеспечивая результат на уровне Crucial m4 объёмом 128 Гбайт. Crucial m4 объёмом 64 Гбайт занимает второе место после Samsung 830. Результаты обоих дисков небольшой ёмкости на контроллере SandForce заметно слабее.

При увеличении глубины очереди, 60-гигабайтные модели на SandForce продолжают показывать сравнительно слабые результаты. Даже на глубине очереди 32 ни один из них не может преодолеть рубеж в 100 Мбайт/с.

Интересно, что на длинной очереди Samsung 830 объёмом 64 Гбайт показывает практически столь же высокую скорость чтения, что и модель объёмом 256 Гбайт. Но результат не дотягивает до Crucial m4, лидирующего в данном тесте.

Случайная запись (примеры в реальных приложениях: загрузка сообщений электронной почты, архивация в WinRAR, веб-сёрфинг).

Здесь мы видим, что Crucial m4 ёмкостью 64 Гбайт обеспечивает относительно неплохую скорость случайной записи на глубине очереди от 2 и более. Но на минимальной глубине очереди этот накопитель является аутсайдером в данном тесте, в то время, как на первое место неожиданно вышла модель SandForce с асинхронной памятью. Вместе с тем, разница в производительности между двумя этими накопителями составляет всего 16 Мбайт/с.

На большей глубине очереди обе 60-гигабайтные модели на SandForce продолжают лидировать вплоть до глубины очереди 16, где наблюдается резкий провал в производительности. Подлинным аутсайдером данного теста является модель Samsung, которая стабильно показывать скорость около 75 Мбайт/с на любой глубине очереди. Результат Crucial m4 64 Гбайт выше примерно на 25 Мбайт/с.

Последовательные операции блоками по 128 кбайт

Последовательное чтение (примеры в реальных приложениях: копирование файлов, конвертирование видео, загрузка уровней в играх, некоторые игровые сцены).

При последовательном чтении почти все накопители показывают результат на уровне 350-370 Мбайт/с на минимальной глубине очереди и вплоть до глубины очереди 8 сложно выявить победителя. Единственные 60-гигабайтные диски, которые показывают относительно слабый результат – это оба накопителя на контроллерах SandForce. Пропускная способность на глубине очереди, равной единице, составляет 310 Мбайт/с и достигает 450 Мбайт/с на глубине очереди 4. Диски Samsung и Crucial ёмкостью 64 Гбайт превосходят данный результат уже на глубине очереди 2.

Последовательная запись при работе с сжимаемым и несжимаемым файлами (примеры в реальных приложениях: установка некоторых приложения, резервное копирование документов).

Когда речь идёт о записи сжимаемых данных, накопители на базе контроллера SandForce имеют преимущество, так как их архитектура предполагает сжатие данных при работе с блоками по 128 кбайт, обеспечивая скорость последовательной записи около 500 Мбайт/с. Результаты производят впечатление. Даже 60-гигабайтная модель с асинхронной памятью на контроллере SandForce обеспечивает результат на уровне флагманской модели Samsung 830 ёмкостью 256 Гбайт.

Аутсайдером в данном тесте стала 64-гигабайтная модель Crucial m4, которая показала стабильную скорость на уровне 100 Мбайт/с, не меняющийся на любой глубине очереди вплоть до 8. Samsung 830 объёмом 64 Гбайт обеспечивает несколько лучший результат, достигая 165 Мбайт/с. Однако, производительность накопителя Samsung снижается на 10-20 Мбайт/с при увеличении глубины очереди. При работе со сжимаемыми данными, оба этих накопителя не обеспечивают даже половину скорости моделей на контроллере SandForce.

SandForce: запись несжимаемых данных

Контроллеры SandForce наиболее эффективны, когда речь идёт о данных, которые можно сжимать. Но часть файлов, с которыми мы работаем, несжимаемы. В этом случае, технология DuraClass, отвечающая за ускорение операций записи посредством их потоковой компрессии, не работает, и производительность операций последовательной записи оказывается существенно ниже.

Скорость записи несжимаемых данных (примеры в реальных приложениях: копирование/создание мультимедиа-файлов, работа с архивами, шифрование, некоторые игровые сцены).

Результаты 64-гигабайтных моделей Samsung и Crucial не зависят от типа записываемых данных, поэтому мы не приводим здесь результаты по этим дискам. Что же касается накопителей на контроллерах SandForce, то мы видим заметную разницу в производительности при записи сжимаемых данных (показана сплошной линией) и несжимаемых данных (на графиках показана пунктиром). Для обоих дисков ёмкостью 60 Гбайт скорость записи падает до 80 Мбайт/с. Таким образом, при работе с несжимаемыми данными разница в скорости последовательной записи превышает 300 Мбайт/с.

Тестирование в реальных приложениях

Получив от наших читателей множество пожеланий увидеть среди тестов накопителей результаты в реальных приложений, мы решили предпринять определённые шаги в этом направлении. Наши тесты на основе трассировки дают целостную картину производительности. А более специфические измерения скоростей чтения и записи в случайных и последовательных операциях дают более углублённое понимание того, как поведёт себя тот или иной накопитель в зависимости от типа нагрузки.

Тем не менее, мы понимаем, что эти результаты до сих пор выглядят слишком абстрактными для тех пользователей, которые не слишком владеют специфическим языком систем хранения данных. Именно по этой причине мы добавили в набор наших тестов несколько реальных приложений, но на данный момент этот набор тестов всё ещё не является устоявшимся и, вполне возможно, что впоследствии мы изменим перечень приложений, которые будем использовать в тестах накопителей.

Большинство используемых нами при тестировании реальных приложений отдают приоритет операциям на глубине очереди, равной единице, и используют файлы смешанного типа (сжимаемых и несжимаемых). Именно по этой причине самый медленный из рассмотренных SSD не всегда превосходит по производительности современный жёсткий диск.

Собственно, именно это и происходит в тесте на копирование файлов, где жёсткий диск (Seagate Momentus 640 Гбайт) показал практически такой же результат, что и 60-гигабайтный SSD на контроллере SandForce, оснащённый асинхронной памятью.

Далее, когда мы переходим к копированию фильма Blu-Ray в формате H.264, оба диска на контроллере SandForce показывают результаты даже более низкие, чем Seagate Momentus.

Сканирование антивирусной программой может вовлекать значительное количество случайных операций чтения. Тем не менее, данный вид нагрузки также включает значительное количество операций обработки данных, вследствие чего производительность дисковой подсистемы может отойти на второе место. В результатах данного теста мы не видим существенного преимущества SSD над жёстким диском. Но такой результат может ввести в заблуждение неопытных пользователей. Дело в том, что речь идёт об измерении “чистой” производительности. В реальных условиях антивирус нередко запускается в фоновом режиме и в таком сценарии преимущество SSD становится намного более очевидным. Например, при работе с жёстким диском, во время сканирования антивирусом в фоновом режиме, загрузка уровня в Call of Duty: Modern Warfare 3 занимает, примерно, восемь минут, а при использовании SSD загрузка уровня в игре занимает всего 30 секунд.

Сохранение уровня в Call of Duty: Modern Warfare 3 через систему Steam включает последовательную запись данных смешанного характера (сжимаемых и несжимаемых), а также определённое количество случайных операций записи.

Случайные операции работают с блоками размером всего 4 кбайт, последовательные – с блоками по 128 кбайт. Таким образом, даже если мы имеем примерное равенство в количестве случайных и последовательных операций, то объём данных, переданных при последовательных операциях, всё равно намного больше. Именно этим и объясняется тот факт, что результаты в данном тесте очень напоминают тест на скорость копирования видеоролика в формате H.264.

Время загрузки Windows – вероятно, лучший пример, демонстрирующий преимущества SSD. Данный сценарий включает как операции случайного чтения, равно как и операции последовательного чтения. Сюда входят даже операции записи, обусловленные записью логов. Кроме того, глубина очереди может с лёгкостью превысить четыре операции, так как Windows обращается сразу к нескольким файлам в определённой последовательности или одновременно.

В данном случае разнице между теми или иными моделями SSD не следует придавать слишком большого значения, поскольку измерения проводились вручную, в отличие от других наших тестов. Разницу менее одной секунды между лидером и аутсайдером в тесте на скорость загрузки Windows следует списать на погрешность измерений.

SSD начального уровня: встречаем нового лидера

Не стоит автоматически предполагать, что когда-нибудь недорогие SSD будут стоить так же, как жёсткие диски. Хотя стоимость накопителей на магнитных пластинах за последнее время заметно подросла, они по-прежнему вне конкуренции с точки зрения цены за гигабайт и, по-сути, не имеют альтернативы, если вам нужно хранить где-то большую библиотеку файлов.

В условиях постоянного увеличения объёма библиотек мультимедиа-файлов, необходимо иметь как можно больше свободного места на диске. По этой причине, без жёсткого диска большой ёмкости не обойтись, хотя и не обязательно, чтобы он находился внутри ПК (во многих случаях, внешний HDD является более предпочтительной альтернативой).

С другой стороны, предпочтительно, чтобы операционная система и основной набор программ были размещены на SSD, так как преимущество в производительности накопителей подобного типа очевидно, и в некоторых случаях только твердотельные диски могут раскрыть потенциал современного ПК. Разумеется, SSD объёмом 256 Гбайт стал бы замечательным решением. Но цена в районе $350 способна остановить многих желающих. Что же остаётся? Если речь идёт о достаточно продвинутой системе, то мы рекомендуем остановить выбор на модели ёмкостью 128 Гбайт – как правило, такие накопители обеспечивают лучшее соотношение производительности и стоимости за гигабайт. Однако многие пользователи вынуждены идти на компромисс и выбирать между дисками объёмом 60-64 Гбайт. Подобного объёма обычно достаточно для операционной системы и программ, чувствительных к производительности дисковой подсистемы.

Хотя накопители объёмом 60/64 Гбайт, которые мы рассмотрели в данном обзоре, уступают своим родственникам более высокой ёмкости, они всё ещё очень производительны. Итак, если вы ищите SSD небольшого объёма под систему и набор основных программ, то мы можем смело рекомендовать накопитель Samsung 830-й серии на 64 Гбайт. Данная модель отлично показала себя в наших тестах и заслужила награду “Tom Hardware’s 2012 Recommended Buy” как лучший твердотельный диск начального уровня.

Стоимость современных накопителей небольшого объёма, имеющих интерфейс SATA 6 Гбит/с, почти не отличается между различными моделями. Накопители Samsung и Crucial ёмкостью 64 Гбайт стоят около $120-130, примерно в такую же сумму обойдутся модели на контроллерах SandForce второго поколения ёмкостью 60 Гбайт. Но в своём классе именно Samsung является лидером с точки зрения производительности, показывая стабильно высокие результаты в большинстве тестов.