Тест SSD Samsung 840 EVO ёмкостью 120, 250, 500 и 1000 Гбайт – THG.RU

Обзор SSD Samsung 840 EVO | Как Samsung превратилась в гиганта отрасли SSD

Представьте такой разговор между двумя руководителями Samsung:

– Так чем займёмся сегодня? – спрашивает первый.

– Тем же, чем и всегда – попытаемся поработить мир, – отвечает второй.

SSD Samsung предыдущего поколения: модели 470 и 830

– Отлично! А как?

– Будем делать все виды памяти под собственным брендом.

– Память? Неплохо. Давай!

Вот чем занимается компания. В наши дни, когда всем без исключения нужна память DRAM или NAND, производитель является королём рынка. Если компания ещё и является самым крупным производителем – полдела сделано. А вокруг множество покупателей. Поставки SSD продолжают расти, и возникает ощущение, что любая компания может озолотиться, продавая твердотельные накопители. Но это не так. Рынок контролируется компаниями, производящими NAND, и Samsung среди них – лидер.

Но Samsung прошла долгий путь, чтобы стать лидером рынка SSD. Для этого понадобилось несколько поколений продуктов с отличными показателями производительности, время, необходимое для того, чтобы доказать, что твердотельные накопители надёжны, и, конечно, огромное количество флэш-памяти.

Первые SSD Samsung были похожи на остальные накопители. Мы бы назвали первые продукты прото-SSD – ведь они стали своеобразным связующим звеном между флэш-накопителями старого образца и более современными архитектурами, которые возникли примерно тогда, когда Intel выпустила свои модели X25-M и X25-E. До этого SSD были чем-то вроде машин для обработки последовательных операций, не обладая той способностью быстро обрабатывать операции случайного доступа малыми блоками, которая по умолчанию ожидается от всех современных твердотельных накопителей. Некоторым продуктам недоставало встроенных возможностей организации очереди команд, технология TRIM только маячила на горизонте, а также многие накопители использовали интерфейс IDE с переходником на SATA. Samsung не выходила на рынок обновлённых SSD вплоть до 2010 года, хотя начала производить твердотельные накопители с самого зарождения технологии и продолжала продавать древние SSD OEM-сборщикам.

Но как только компания действительно серьёзно начала рассматривать рынок SSD для настольных компьютеров, её восхождение на вершину произошло очень быстро. Samsung 470 стал первой попыткой Samsung закрепиться на сверхконкурентном рынке решений потребительского класса. Данная модель сама по себе была неплоха, но она совершенно потерялась в море SSD c контроллером SandForce (если, к тому же, не принимать во внимание усилия Intel). Затем последовала модель Samsung 830, тепло встреченная как представителями тестовых лабораторий, так и конечными пользователями. SSD 830-й модели стали первым твердотельными накопителями с интерфейсом SATA 6 Гбит/с для ноутбуков, в том числе Apple. Samsung специально делала всё, чтобы заслужить похвалу. У компании была возможность разрабатывать всё, не привлекая сторонних подрядчиков, и Samsung 830 продемонстрировал, причём, даже в большей мере, чем Samsung 470, как много значит возможность полностью производить продукцию самостоятельно.

Год спустя Samsung разделила SSD-устройства на два семейства: Samsung 840 Pro и Samsung 840. Они во многом похожи, за исключением того, что флагман линейки, Samsung 840 Pro, имеет флэш-память Toggle-mode DDR. Это отличный продукт: один из самых быстрых SSD, прошедших через нашу тестовую лабораторию, к тому же, он очень приглянулся пользователям. Но есть смотреть на вещи в перспективе, данная модель не так важна, как Samsung 840, который основан на NAND-памяти, размещающей по три бита в ячейке. Некоторые компании предсказывали развитие таких решений задолго до того, как Samsung 840 появился на рынке. Но Samsung смогла создать такой продукт первой. Хотя тот накопитель не был нашим любимчиком. Невероятно недолговечная память? Немыслимо высокое время задержки? Нет уж, спасибо. Вообще, мы не совсем понимали, чем в то время мог привлечь покупателей Samsung 840. Тогда ёмкость росла быстрыми темпами, а цены на SSD на базе знакомой всем технологии MLC падали.

Новый Samsung 840 EVO

Но создание первого накопителя на TLC в то время не предполагало его продажу в рознице. Целью Samsung было увеличить продажи данной модели среди OEM-производителей, что, в конечном счёте, и было двигателем рынка SSD. OEM-сборщики продают продукцию крупными партиями и очень чувствительны к цене. Снижение стоимости SSD на пару долларов иногда значит немного для вас или нас, но представьте масштабы экономии, к которым может привести снижение цены на комплектующие ноутбука, и как много это значит для таких компаний, как Apple или Dell.

И, как вышло впоследствии, Samsung 840 был небезнадёжен. Он не умирал после 1000 циклов перезаписи и не был таким уж медленным. У нас в лаборатории был такой накопитель, который пережил целых 3207 циклов перезаписи до того, как отойти в мир иной в прошлом декабре. Многие докладывали об аналогичных результатах, так что обсуждение долговечности SSD при нагрузках, свойственных типичным пользовательским системам, только сбивает с толку. Показатели производительности операций записи у данного SSD были довольно скромны, а скорость чтения при этом превышала аналогичные показатели конкурирующих продуктов с ячейками памяти на два бита.

В общем, Samsung утверждает, что миссией накопителя было увеличить степень проникновения твердотельных решений Samsung, и, судя по всему, план компании сработал. Представители Samsung говорят о том, что продали уже 2 524 699 штук Samsung 840, и это составляет впечатляющие 20% рынка розничных SSD. Это значит, что один из каждых пяти SSD, реализуемых в онлайн-магазинах с момента появления продукта на рынке, – это модель Samsung 840. Если данные верны, то такому результату можно только позавидовать. Разве возможно остановить такого производителя?

Обзор SSD Samsung 840 EVO | Samsung 840 следующего поколения: EVO

Мы не уверены, что означает EVO: “эволюция” или просто набор букв. Но как бы то ни было, внутреннее устройство SSD, заключённое в новый металлический корпус, является усовершенствованным вариантом модели 840, а не абсолютно новой начинкой. Говоря откровенно, внутренние компоненты Samsung 840 были неплохи, и не требовали каких-либо исправлений. Но при наличии усовершенствованного контроллера, 19-нанометровой памяти и технологии, которую Samsung называет Turbo Write, конечный результат отличается от оригинальной модели.

В начале августа пять моделей SSD Samsung 840 EVO появятся на большинстве крупных рынков. Переход от техпроцесса 21 нм с использованием кристаллов с 64 Гбит на технологию памяти 19 нм с кристаллами на 128 Гбит позволил вдвое увеличить ёмкость SSD Samsung 840 EVO. Старая модель 840 имела максимальную ёмкость 500 Гбайт, SSD Samsung 840 EVO – 1 Тбайт. Таким образом, линейка включает в себя модели с такими вариантами ёмкости, как 120, 250, 500, 750 и 1000 Гбайт. Чем больше ёмкости – тем лучше, особенно если вспомнить, как размели с прилавков Crucial M500 960 Гбайт сразу после её появления. Модель на 750 Гбайт – это немного непривычно, но нас вполне устроит.

Итак, перед нами – пять моделей SSD Samsung 840 EVO ёмкостью от 120 Гбайт до 1 Тбайт. Цены на них соответствуют ценам семейства Samsung 840. Компания этим очень гордится, хотя, если честно, мы бы больше хотели видеть, как NAND с трёхбитными ячейками способствует снижению, а не повышению цен. Надеемся, в своё время это станет возможным. В той же степени компания надеется, что увеличение производительности и новые возможности – это то, что привлечёт внимание потребителя.

Новая версия ПО управления накопителем от Samsung, SSD Magician, также будет представлена в семействе SSD Samsung 840 EVO, сделав его ещё привлекательней за счёт усовершенствованных инструментов клонирования и новой функции RAPID, суть которой заключается в DRAM-кэшировании данных, поступающих с контроллера. Данная функциональность работает с Windows, позволяя увеличить производительность системы хранения данных сверх ограничений, наложенных интерфейсом SATA 6 Гбит/с.

Говоря о средствах ускорения SSD, стоит отметить спецификации. Если вам знакома оригинальная модель Samsung 840, то вы сможете заметить существенное увеличение производительности. Как Samsung удалось добиться этого? Давайте разберёмся.

Обзор SSD Samsung 840 EVO | Новые технологии в Samsung 840 EVO

Флэш-память

В новом SSD Samsung 840 EVO реализован ряд небольших улучшений, которые превратили крепкого середнячка Samsung 840 в нечто быстрое, как болид. Но всё восходит к флэш-памяти.

До этого Samsung не особо распространялась насчёт используемой в Samsung 840 памяти, хотя, очевидно, компания использовала кристаллы NAND-памяти на 64 Гбит, изготовленные на основе 21-нм техпроцесса. 64-гигабитный кристалл содержит 8 Гбайт данных; таким образом, новые кристаллы на 128 Гбит способны разместить 16 Гбайт информации. То есть на меньшем количестве кристаллов хранятся данные такой же ёмкости.

Это стало возможным благодаря уменьшению размеров комплектующих по мере того, как растёт количество транзисторов, умещающихся в одной единице пространства. С каждым новым этапом совершенствования производства компании типа Samsung могут производить больше кристаллов из одной полупроводниковой пластины. Если принять во внимание, как одна ячейка памяти вмещала сначала один, потом два, а потом и три бита информации, неудивительно, что мы становимся свидетелями появления ёмких и доступных по цене SSD на 1 Тбайт.

Но проблема заключается в том, что уменьшение геометрии кристаллов увеличивает время задержки и оказывает негативный эффект на допустимое количество циклов перезаписи. Третий бит в ячейке также усложняет ситуацию, усугубляя негативное влияние на время задержки в операциях чтения и, в большей степени, на операции записи. Поэтому обыкновенный Samsung 840 обеспечивает замечательный уровень производительности в операциях чтения, но показывает весьма посредственные результаты в тестах на скорость записи в сравнении с большинством конкурентов.

Но Samsung приходится не только разрабатывать собственные “лекарства” против врождённых “болезней” технологии флэш-памяти, но и решать проблемы, связанные со сложностью управления памятью NAND и исправлением ошибок. Компания обычно не делится информацией о том, каким образом она умудряется повысить долговечность памяти до приемлемых уровней. Но в случае с SSD Samsung 840 EVOпредставители обнародовали больше деталей.

Turbo Write

SanDisk была первым производителем, использующим память типа MLC NAND в качестве эмулированной памяти SLC для быстрого программирования. Toshiba использует похожий подход в памяти MLC с двумя битами на ячейку. Но Samsung пошла дальше в освоении данной технологии: она использует память типа TLC NAND. Хотя каждая из этих технологий работает по-разному, суть её в следующем: ряд ячеек памяти работает как SLC, позволяя значительно повысить производительность. В качестве приятного дополнения в некоторых сценариях использования такой подход к кэшированию может обеспечить большую долговечность SSD. Используемая Samsung технология действительно способствует повышению скорости записи, пусть даже и до тех пор, пока кэш-буфер не заполнится.

Внедрение данной технологии подразумевает использование для эмуляции фиксированного массива ячеек NAND-памяти с учётом типа устройства. Если взять часть памяти, хранящей три бита на ячейку, и использовать её в режиме SLC, то можно потерять до 66% ёмкости данного массива памяти. Например, SSD Samsung 840 EVO ёмкостью 1 Тбайт выделяет 36 Гбайт на исполнение функции Turbo Write, что даёт в итоге 12 Гбайт эмулированной памяти SLC. Это довольно серьёзный объём кэша. Приведём ниже разбивку модельного ряда по ёмкости.

Как только кэш-буфер накопителя заполнится, избытки информации перемещаются в трёхбитные ячейки NAND. То есть, если записывать данные на полной скорости в течение более долгого времени, чем занимает запись всего объёма буфера, уровень производительности падает до отметок, характерных для предыдущего поколения Samsung 840.

На диаграмме показаны результаты теста на скорость последовательной записи в Iometer. В зависимости от того, как долго продолжается процесс записи, очевидны изменения в пропускной способности. По истечении десяти секунд модель SSD Samsung 840 EVO на 120 Гбайт показывает скорость 331 Мбайт/с. Если производить запись блоками по 128 Кбайт в течение 20 секунд, загруженность кэша увеличивается ещё больше.

Как показано в таблице, у модели ёмкостью 120 Гбайт имеется примерно 3 Гбайт доступного кэша. Это значит, что для того, чтобы заполнить его объём полностью при скорости записи 331 Мбайт/с, понадобится примерно девять секунд. А по сведениям Samsung, при использовании функции Turbo Write скорость записи может вырасти до 400 Мбайт/с. Таким образом, при заполнении кэша производительность падает до 169 Мбайт/с по истечении одной минуты. Но в реальных условиях данная технология может оправдать себя, так как вряд ли вы будете записывать в течение такого продолжительного времени. Сценарии нагрузок в среде настольных систем предполагают логичность использования такого подхода к кэшированию.

Защита от перегрева

Венчает новшества, среди которых повышенная скорость записи, контроллер и обновлённая память, защита от перегрева. Хоть это и не говорит в пользу SSD, в ограниченном пространстве они могут ощутимо нагреваться. Это является проблемой для некоторых используемых компонентов, особенно для NAND с ячейками на три бита, которая не может работать при температуре выше 70 градусов Цельсия. Превышение этого температурного предела может сместить пороговое напряжение в ячейках за допустимые границы, что повлечёт за собой хаос.

Чтобы решить эту проблему, большинство новых моделей накопителей имеют функцию, в некоторой степени являющуюся троттлингом по температуре. Как и CPU при аналогичных условиях, защищённый такой функцией SSD ослабит интенсивность операций записи до того, как температура снизится до приемлемого значения. В случае с SSD Samsung 840 EVO, данный порог составляет 70 градусов. Чтение данных с флэш-памяти не требует высокого напряжения, но программирование и стирание – да. К счастью, продукты Samsung известны своим низким энергопотреблением, хотя память типа TLC NAND будет отличаться повышенным потреблением энергии.

Обзор SSD Samsung 840 EVO | Внутреннее строение

Вскрыть изящный металлический корпус совершенно нетрудно, вооружившись пятигранной отвёрткой №5. Два винта, которыми скреплён корпус, располагаются под наклейкой, а один находится в непосредственной доступности. Можно даже не пытаться избавиться от наклейки – мы открутили винты прямо через неё.

Внутри мы не обнаружили ни термальных подложек, ни наклеек, ни других клейких материалов. Верх корпуса, печатная плата и низ накопителя отделяются друг от друга так же легко, как масло и вода.

Печатная плата Samsung 840 EVO 500 Гбайт

Данная печатная плата принадлежит модели SSD Samsung 840 EVO на 500 Гбайт. 120-гигабайтовая версия накопителя Samsung немного короче, как показано на изображении ниже. Каждый модуль NAND размещает восемь кристаллов, но SSD ёмкостью 120 Гбайт располагает двумя модулями NAND по четыре кристалла. В других случаях каждый модуль из восьми кристаллов содержит 128 Гбит памяти Toggle-mode NAND и обеспечивает ёмкость 128 Гбайт.

Печатные платы накопителей Samsung 840 EVO ёмкостью 500 Гбайт (слева) и 120 Гбайт (справа)

Контроллер MEX на основе трёхъядерного процессора Cortex R4 с частотой 400 МГц имеет маркировку S4LN045X01-B030. Обновлённая версия контроллера работает на частоте, которая на 100 МГц выше, чем у процессора предыдущего поколения накопителей, Samsung 840. Он также поддерживает шифрование Opal 2.0, как непосредственно через накопитель, так и через функцию BitLocker Drive Encryption в Windows 8 (доступна по мере сертификации новой версии прошивки). Это важные новости в области самошифрования накопителей, так как на потребительском рынке пока немного решений, поддерживающих возможности шифрования Opal 2.0. Но, конечно, положение изменится, как только конкуренты обновят свои модельные ряды.

Samsung 840 EVO 500 Гбайт, вид сзади

И, наконец, мы добрались до кэша LPDDR2 DRAM. На фотографии SSD Samsung 840 EVO 500 Гбайт это модуль на 512 Мбайт. Samsung обеспечивает 1 Мбайт памяти DRAM на каждый гигабайт ёмкости – весьма стандартный для отрасли показатель.

Обзор SSD Samsung 840 EVO | Тестовый стенд и бенчмарки

Наша тестовая платформа включает в себя чипсет Intel Z77 с CPU Intel Core i5-2400. C точки зрения хранения данных чипсеты Intel шестой и седьмой серии практически идентичны. Мы используем более старую версию драйверов RST 10.6.1002.

Изменения в пакетах драйверов RST могут иногда вести к небольшим изменениям уровня производительности. 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 использовать одну и ту же версию драйверов в рамках одного тестирования.

Обзор SSD Samsung 840 EVO | Результаты тестирования

Производительность последовательных операций по 128 Кбайт

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.

Операции последовательного чтения блоками по 128 Кбайт

Ось “у” начинается с 300 Мбайт/с, так как нам нужно визуально отделить три наиболее ёмких накопителя SSD Samsung 840 EVO. У SSD Samsung 840 EVO 120 Гбайт немного другая траектория: график начинается с 400 Мбайт, пик приходится на глубину очереди в две команды (производительность в этой точке графика даже выше, чем у более ёмких моделей), а потом производительность прекращает расти на глубине очереди в 16 команд. Такова жизнь для накопителя, который может похвастаться наличием всего восьми кристаллов.

Если оценивать остальных участников тестирования, при малых глубинах очереди из всех выделяется только Intel SSD 335, который работает с несжимаемыми данными.

При глубине очереди в одну команду самый быстрый и самый медленный SSD разделяют 100 Мбайт/с. Модели SSD Samsung 840 EVO демонстрируют средние показатели.

Интересно, какие накопители стали лучшими в тесте последовательного чтения блоками 128 Кбайт? Предлагаем ознакомиться с графиком результатов максимальной зафиксированной производительности чтения в тестах на основе Iometer.

Все четыре накопителя SSD Samsung 840 EVO разместились в середине турнирной таблицы, притом каждый тестируемый образец принадлежит примерно к одной и той же категории по результатам производительности. Все SSD данного семейства обеспечивают, по крайней мере, скорость на уровне 500 Мбайт/с.

Операции последовательной записи блоками по 128 Кбайт

А вот здесь начинаются сложности. Когда мы тестировали SanDisk Extreme II, в нашем тестовом пакете на основе Iometer он показал нетипичные и не совсем позитивные результаты. Они были не настолько ужасны, но мы отметили, что больший размер блока LBA не шёл на пользу SSD. Мы решили, что такое поведение объясняется технологией SanDisk nCache.

Таким же образом оказывается, что при различной длительности тестирования на различных глубинах очереди результаты ограничиваются максимальной скоростью SSD Samsung 840 EVO, что неблагоприятно для моделей с более высокой ёмкостью, так как они обладают кэш-буфером Turbo Write большего размера.

Возьмём, к примеру, SSD Samsung 840 EVO ёмкостью 120 Гбайт. Его скорость должна равняться приблизительно 400 Мбайт/с. Но, как мы объяснили выше, накопитель резервирует 9 Гбайт ёмкости для кэширования записи 3 Гбайт информации. Остальное записывается на память с трёхбитными ячейками на более низкой скорости. SSD Samsung 840 EVO на 250 Гбайт вначале обеспечивает на 100 Мбайт/с более высокую скорость. Если остановить тестирование через две секунды, скорость может составить около 500 Гбайт/с, так как кэш-буфер на тот момент будет ещё не заполнен.

Версии накопителя на 500 и 1000 Гбайт не могут обеспечить ожидаемую скорость на уровне более 500 Мбайт/с, так как мы при этом превышаем объём их кэша. Но большая резервируемая ёмкость и дополнительные возможности параллелизма обеспечивают результат, довольно близкий к заявленным Samsung показателям скорости в режиме Turbo.

Даже не удивляет, что 120-гигабайтовая версия SSD Samsung 840 EVO близка по результатам к Samsung 840 250 Гбайт. Более старая модель SSD не имеет повышенной частоты контроллера или встроенных механизмов кэширования. Наличие таковых у SSD Samsung 840 EVO 120 Гбайт позволяет ему быть практически на равных с обычным Samsung 840, вдвое превышающим его ёмкость.

Производительность версии SSD Samsung 840 EVO 250 Гбайт соответствует таковой у Intel SSD 335, который умеет работать с несжимаемыми данными, а две более ёмкие модели SSD Samsung 840 EVO практически побеждают в данном тестировании.

Благодаря технологии Samsung Turbo Write 120-гигабайтовый SSD Samsung 840 EVO размещается между моделями Samsung 840 на 250 и 120 Гбайт. SSD Samsung 840 EVO 250 Гбайт находится на графике между двумя SSD Intel.

Модели SSD Samsung 840 EVO не смогли достичь максимальных результатов в тесте Iometer, но скорость на уровне 460 Мбайт/с – это не тот результат, которого нужно стыдиться.

Производительность произвольных операций блоками по 4 Кбайт

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.

Операции произвольного чтения блоками 4 Кбайт

Функция Turbo Write, очевидно, никак не способствует улучшению показателей накопителя в операциях произвольного чтения, поэтому некоторые сложности тестирования, которые мы описали выше, здесь не наблюдаются. Каждый накопитель находится на позиции, которую мы изначально предполагали. Все тестируемые решения достигают отметки в 90 000 IOPS при глубине очереди в 32 команды и показывают производительность на уровне 10 000 IOPS при глубине очереди, равной одной команде.

Представители Samsung неоднократно упоминали, что инженеры оптимизировали производительность для глубины очереди в одну команду, и эти усилия, судя по тестам, не прошли даром. Тот факт, что накопители Samsung достигают таких скоростей чтения, при этом используя NAND с трёхуровневыми ячейками памяти, заставит многих конкурентов позеленеть от зависти.

SSD Samsung, в которых были реализованы такие новейшие разработки, немного отстают от небольшой группы накопителей, ориентированных на высокую производительность, но с очень небольшим отрывом. Модели SSD Samsung 840 EVO быстрее, чем Samsung 830 512 Гбайт и оба накопителя из семейства Samsung 840.

Для дополнительного сравнения мы также оценили максимальные скорости чтения блоками по 4 Кбайт. Картина немного меняется, но различия практически незаметны. Для того чтобы продемонстрировать впечатляющие скорости чтения, не требуется много флэш-памяти, поэтому давайте перейдём к оценке скорости записи, чтобы увидеть более комплексную картину распределения позиций наших участников по показателям производительности.

Операции произвольной записи блоками 4 Кбайт

Картина результатов производительности становится более понятной, как только мы приступаем к тестированию накопителей в операциях произвольной записи блоками по 4 Кбайт. SSD Samsung 840 EVO ёмкостью 120 Гбайт показывает самым слабый результат из всего семейства, но то, что его максимальная производительность при использовании функции Turbo Write, может составить только 35 000 IOPS, было нам уже известно. Производительность модели на 250 Гбайт прекращает расти при глубине очереди в четыре команды. При этом накопитель достигает значений, обещанных Samsung – около 66000 IOPS. Ни 500-гигабайтовая, ни терабайтовая модель не показывают производительность в 90000 IOPS, хотя самая ёмкая модель практически добивается поставленного результата при глубине очереди в восемь команд.

Несомненно, производительность операций произвольной записи – очень важный показатель. Первые SSD на рынке не показывали приемлемых результатов в таких тестах, даже при минимальных нагрузках. Более новые поколения накопителей показывают производительность, более чем стократно превосходящую производительность решений образца 2007 года. Однако, наблюдается и эффект снижения выгодности таких решений в настольных системах.

Довольно легко определить, на первый взгляд, кто в семействе SSD Samsung 840 EVO портит всю картину: это 120-гигабайтовая модель. Но помните, что это накопитель медленный только в сравнении с производительными SSD. В абсолютных значениях производительности даже этот накопитель кладёт традиционный жёсткий диск на обе лопатки.

Tom’s Hardware Storage Bench v1.0

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. Поскольку тест подразумевает установку программ, трассировка включает последовательно записываемые сжимаемые и несжимаемые данные.

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 в 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.

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 бы увидели, 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.

Все модели SSD Samsung 840 EVO безоговорочно лидируют по показателям средней скорости передачи данных (средняя скорость передачи данных подсчитывается на основе производительности операций чтения и записи). Несмотря на то, что продукт позиционируется как экономичное решение, тесты показывают, что скорость чтения накопителей SSD Samsung 840 EVO также хороша, как и у других SSD, а функция Samsung Turbo Write способствует увеличению скорости записи. Накопители SSD Samsung 840 EVO ёмкостью 500 Гбайт и 1 Тбайт занимают второе и четвёртое места соответственно, а две остальные модели также показывают достойную производительность.

Время до возобновления обслуживания и стандартная погрешность

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).

Пользователь хочет, чтобы его SSD обрабатывал операции ввода-вывода так же быстро, как ниндзя бросает сюрикены (а ведь неплохая аналогия для задержки операций ввода-вывода!). Конечно, ниндзя способен бросать несколько сюрикенов в секунду, но им потребуется время, чтобы достичь цели. Поэтому в случае с накопителем нас интересует вопрос: если хост просит доставить ему некоторые данные, какое время у подсистемы хранения займёт поиск и отправка нужной информации? Разделение показателей времени до возобновления работы в операциях чтения и записи помогает нам определить сильные и слабые стороны каждого накопителя.

График, соответствующий накопителю SSD Samsung 840 EVO на 120 Гбайт, находится так далеко относительно шкалы, что даже выходит за рамки видимых результатов.

Все накопители, которые мы протестировали, демонстрируют прекрасные показатели времени возобновления работы в операциях чтения. Учитывая, что в новых накопителях Samsung используется трёхуровневая память NAND, стоит отметить, как хорошо они держатся в сравнении с MLC-моделями.

Накопитель Samsung 840 Pro лидирует, за ним финиширует OCZ Vector, а версия SSD Samsung 840 EVO на 1 Тбайт отстаёт от последнего всего на микросекунду и располагается на третьей позиции. Модели SSD Samsung 840 EVO на 250 и 500 Гбайт следуют за лидерами, как и менее ёмкая модель Samsung 840 Pro, Intel SSD 335 и Vertex 450. SSD Samsung 840 EVO 120 Гбайт располагается ещё ниже в турнирной таблице, хотя и обходит Crucial m4 256 Гбайт и Corsair Neutron GTX.

В использованной трассировке более чем вдвое больше операций чтения, чем записи. Но при этом операции записи обеспечивают большую часть передаваемой информации. И, хотя память с ячейками на три бита должна быть медленней, память Toggle-mode NAND и более быстрый контроллер, судя по всему, обеспечивают конкурентоспособность семейства SSD Samsung 840 EVO.

Накопитель SSD Samsung 840 EVO на 120 Гбайт отличается более длительным временем задержки. В среднем данной модели Samsung начального уровня понадобилось 2,14 мс для обслуживания запроса, что втрое дольше, чем у накопителя OCZ Vector, который расположился на первом месте.

Фактически оба накопителя OCZ на основе котроллера Indilinx занимают первое и второе места, а SanDisk Extreme II получает в этом состязании бронзу. Самые ёмкие SSD Samsung 840 EVO находятся в середине рейтинга, что весьма неплохо, учитывая особенности архитектуры накопителей Samsung и большое количество операций записи в нашей трассировке. Хотя модели SSD Samsung 840 EVO не лидируют в данном тесте, мы довольны тем, как память с трёхуровневыми ячейками достойно соперничает с конкурентными решениями на основе MLC.

PCMark 7 и PCMark Vantage

Futuremark PCMark 7: Secondary Storage Suite

Для тестирования накопителей PCMark 7 использует ту же технологию трассировки, что и наш бенчмарк Storage Bench v1.0. Он основан на системе расчёта среднего пропорционального и составления сводного результата, то есть единицей измерения в этом бенчмарке являются очки PCMark, а не Мбайт/с. Шкала теста начинает с нуля и заканчивается тысячью очков, но она служит для отображения намного более значительных различий между участниками теста, чем заслуженные ими очки.

PCMark 7 был существенно улучшен и доработан в сравнении со старым бенчмарком PCMark Vantage, по крайней мере, для тестирования SSD. Набор для тестирования накопителей подразумевает несколько прогонов. В конце среднее пропорциональное полученных результатов масштабируется с учетом коэффициента, представляющего собой быстродействие системы. Получаемые в ходе этого теста результаты намного отличаются от результатов PCMark Vantage, и из-за этого многим производителям не нравится новый бенчмарк. Сложно выяснить, как работает PCMark 7, так как он использует скользящую шкалу для генерирования результатов. Но, несмотря на это, он представляет собой одну из лучших программ для тестирования накопителей, и, по крайней мере, он помогает аргументировать идею, что разница в производительности современных SSD необязательно отражается на качестве работы накопителя при обычных нагрузках.

Высокопроизводительные флагманские продукты Samsung завершают гонку первыми. За ними следуют три модели SSD Samsung 840 EVO. Принимая во внимание то, что нам известно о производительности данного накопителя в операциях чтения, и тот факт, что PCMark 7, очевидно, представляет собой пример типичной нагрузки, которая подходит для демонстрации преимуществ технологии Turbo Write, возможно, не стоит удивляться.

PCMark 7 – замечательный тест, так как он отражает реальную производительность SSD. Некоторым не по вкусу то, что итоговые результаты практически не отличаются у различных накопителей, но это представляет весьма правдоподобную картину производительности накопителей в реальных приложениях и подтверждает, что медленный и быстрый накопитель в реальности не так далеки друг от друга, как это может показаться при использовании иных синтетических бенчмарков.

Futuremark PCMark Vantage: Hard Drive Suite

PCMark Vantage – не идеальный инструмент для тестирования SSD, главным образом, потому, что это достаточно старый бенчмарк, и он не был создан с учётом того уровня производительности, который могут показать современные твердотельные решения. Этот синтетический тест был разработан, чтобы исследовать новые возможности ОС Windows Vista, и в своё время находился в авангарде синтетических тестов для потребительских СХД. Vantage вычисляет среднее пропорциональное от сводных результатов накопителя и масштабирует их, как и PCMark 7. Но в случае с Vantage масштабирование достигается путём произвольного умножения предварительных результатов среднего пропорционального на 214,65. Коэффициент масштабирования служит для представления среднестатистической тестовой конфигурации (которая уже устарела лет на десять). PCMark 7 немного спасает ситуацию, рассчитывая уникальный коэффициент масштабирования в зависимости от свойств системы и используя новую технологию трассировки. Так зачем же тогда вообще использовать этот бенчмарк? Оказывается, очень многие всё равно предпочитают Vantage из-за красочных картинок и популярности, а также ввиду того, что данный устаревший бенчмарк используется в спецификациях почти всех производителей и рекомендациях для пользователей.

Производительность операций переноса файлов в Robocopy

Microsoft Robocopy, утилита командной строки по репликации директорий, постепенно заменила устаревшую xcopy. Она включает в себя ряд функций, обеспечивающих логику переноса больших массивов файлов. Это многопоточная утилита, в которой присутствует множество опций – то есть она даёт сто очков вперёд традиционному копированию файлов в Windows. Что самое примечательное – она уже встроена в операционную систему. Эта функциональность особенно важна для операций копирования в сети и резервного копирования, но в то же время Robocopy не перестаёт задавать вам сотни вопросов во время копирования файлов.

Суть тестирования производительности операций копирования состоит в том, что вам нужен быстрый накопитель, с которого надо копировать данные, и быстрый накопитель, на который нужно копировать данные. Это наиболее важный аспект бенчмарка при тестировании SSD. Не имеет значения, что ваш накопитель может последовательно записывать данные со скоростью 500 Мбайт/с, если вы копируете файлы с внешнего жёсткого диска, подключённого по USB 2.0. Мы копируем наши тестовые файлы с одного и того же Intel SSD DC S3700 на все тестируемые накопители, таким образом, исключая влияние быстродействия исходного накопителя из теста.

Тестовый массив состоит из 9065 файлов общей ёмкостью 16,2 Гбайт. Некоторые из файлов большие (до 2 Гбайт), а некоторые совсем маленькие. В среднем, каждый файл “весит” 1,8 Мбайт. Файловый массив представляет собой смесь музыки, программ, изображений и файлов произвольного формата.

Стоит отметить, что этот график выглядел бы совершенно по-другому, если бы мы использовали в качестве исходного накопителя жёсткий диск. Даже если бы пропускная способность диска при последовательных операциях не была бы ограничением, при копировании маленьких файлов возникли бы проблемы.

Накопители SSD Samsung 840 EVO не показывают себя так хорошо, как мы ожидали. Модель на 500 Гбайт по показателям примерно соответствует Samsung 840 Pro на 128 Гбайт, а SSD Samsung 840 EVO 1 Тбайт – SanDisk Extreme II на 120 Гбайт. Кажется, что кэширование операций записи при помощи Turbo Write позволит накопителям SSD Samsung 840 EVO вырваться вперед, особенно в случае с самой ёмкой моделью с 12 Гбайт симулированной SLC-памяти. Для сравнения: модель на 120 Гбайт лишь чуть быстрее, чем SanDisk Ultra Plus на 634 Гбайт. В то же время накопитель на 250 Гбайт всего на три секунды быстрее SanDisk Ultra Plus 128 Гбайт.

Энергопотребление

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.

Контроллер MEX, используемый моделями SSD Samsung 840 EVO, ещё больше снижает энергопотребление в режиме простоя, которое составляет менее трети ватта.

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.

Во время прогона каждый тестируемый накопитель показывает постоянные скачки от пикового показателя энергопотребления до энергопотребления в простое. Зачастую такие скачки соответствуют ёмкости накопителей: чем боле флэш-памяти содержится в накопителе, чем выше максимальное потребление энергии.

Вычисление среднего значения энергопотребления в тесте PCMark может дать более точное представление о том, как соотносится типичная нагрузка в настольной системе с энергопотреблением. И снова наблюдаем, что более ёмкие SSD потребляют во время работы больше энергии, а накопители малой ёмкости находятся вверху рейтинга.

Максимальное энергопотребление

О максимальном уровне энергопотребления можно сказать немного. Объяснить результаты в деталях не получится, если не учитывать то, что некоторые нагрузки, свойственные клиентским системам, повышают энергопотребление. Этот показатель намного важнее в серверных средах, где максимальное энергопотребление влияет на общую стоимость владения.

Периоды высокого энергопотребления, хоть иногда и случаются, длятся очень недолго. Показатели энергопотребления в состоянии простоя более репрезентативны, если вы хотите выбрать накопитель, который обеспечить вашему ноутбуку максимально возможное время автономной работы, хотя очень высокие показатели максимального энергопотребления – это повод для беспокойства.

У накопителей семейства SSD Samsung 840 EVO есть троттлинговый механизм, который ограничивает температуру нагрева и следить за состоянием SSD в течение большей части операций, связанных с передачей значительных объёмов данных, а также в условиях неблагоприятной температурной среды – но мы в любом случае не рекомендуем испытывать накопители на прочность таким образом.

Обзор SSD Samsung 840 EVO | Функция Samsung Magician RAPID

RAPID – это программная функция в самой последней версии утилиты Magician от Samsung. Проще говоря, этот программный инструмент использует 1 Гбайт ёмкости накопителя для кэширования “горячих” данных. Часто используемые приложения хранятся в памяти RAM, предоставляя самый быстрый доступ к данным, которые используются чаще всего. Но, в отличие от большинства решения для кэширования на основе оперативной памяти, RAPID сохраняет кэшированные данные между загрузками, записывая данную информацию на сам накопитель.

Данная функция будет доступна только в следующей версии Samsung Magician. Но на момент появления SSD Samsung 840 EVO на прилавках новая версия ПО уже будет доступна для загрузки. Нам в руки попала ранняя версия, и, хотя у нас было совсем мало времени, мы сделали кое-какие замеры.

Единственное требование, которое нужно выполнить, – это иметь совместимые с технологией SSD и версию утилиты Magician 4.2. Если эти два условия соблюдены, нужно нажать кнопку Enable, чтобы перезагрузить систему. Как только загрузится Windows, автоматически запускается нужный драйвер. Конечно, это не значит, что вы таким образом ускоряете загрузку системы. Но если у вас в результате имеется более быстрый SSD, не стоит расстраиваться.

Если вы не увидели текст, написанный оранжевым шрифтом внизу скриншота Magician, информируем вас о том, что RAPID ограничена работой только с одним накопителем. Неясно, сделано ли это специально, или всё-таки это ограничение обусловлено только особенностями технологии.

Самый быстрый способ узнать, работает ли RAPID, – это прогнать бенчмарк. У Magician имеется собственный тестовый модуль, но мы решили использовать CrystalDiskMark для верификации результатов. Ниже приводятся скриншоты “до” и “после” (в тесте задействованы SSD Samsung 840 EVO 250 Гбайт и тестовая конфигурация на платформе Haswell).

Рассмотрим скриншот с RAPID.

Повышение производительности просто невероятно. Скорость операций записи буквально “выстреливает” вверх, эффект также хорошо заметен и в операциях чтения. Но мы всё равно не могли понять, является ли RAPID просто маркетинговым трюком, который предстаёт в выгодном свете только в комплектном тестовом модуле. Не имея достаточно времени, чтобы разобраться в тонкостях, мы решили использовать нагрузку, отражающую реальные условия, – нашу трассировку Storage Bench v1.0 – и включили функцию RAPID.

Просто нереально, да? Средняя скорость передачи данных подскочила с 279 Мбайт/с до рекордных 325 Мбайт/с. Среднее время до возобновления обслуживания (при использовании комбинации скорости операций чтения и записи) сократилось вдвое, что является просто отличным результатом. Время до возобновления обслуживания при чтении немного увеличилось, возможно, из-за того, что накопителю приходится обращаться к данным дважды, если запрашиваемые данные не находятся в кэш-буфере. Но в самой большей степени улучшается показатель среднего времени до возобновления обслуживания при операциях записи. Снижение количества требуемого времени просто невероятно.

Мы уверены, что нужно подробнее разобрать данную технологию. Например, неясно, является ли дополнительный уровень кэша проблемой при потере электропитания. Ведь при использовании функции RAPID вы располагаете кэш-памятью DRAM, памятью DRAM самого SSD, буфером Turbo Write, а также трёхуровневыми ячейками памяти – а это уже довольно сложная иерархия.

Обзор SSD Samsung 840 EVO | Samsung 840 был хорош, 840 EVO – ещё лучше

SSD Samsung 840 EVO – это первый SSD Samsung с трёхуровневыми ячейками памяти. SSD Samsung 840 EVO – это не просто новый накопитель с NAND большей плотности, более быстрым контроллером и несколько обновлённой прошивкой. Но при этом он и не такой уж новый. В большей степени это некое среднее решение, обладающее улучшенным набором характеристик, который способен привлечь внимание покупателя к более экономичным предложениям на рынке.

Контроллер, обладающий на 100 МГц более высокой тактовой частотой, и 190-нм флэш-память – не самые выдающиеся характеристики SSD Samsung 840 EVO. Все лавры получает технология Samsung Turbo, которая используется для того, чтобы эффективно увеличить производительность операций записи в нагрузках, типичных для настольных ПК. Резервирование некоторой части трёхуровневой памяти NAND для эмуляции кэширования в ячейках SLC означает, что выделенное пространство должно работать намного дольше, чем остальные ячейки SSD. Samsung уверена в данной технологии: гарантия на семейство SSD Samsung 840 EVO составит три года.

SSD Samsung 840 EVO будет доступен в продаже в двух различных версиях. Одна из них – это комплект из одного накопителя, что позволит компании продавать его по цене, соответствующей цене Samsung 840. Второй вариант – накопитель вместе с набором для проведения апгрейда, в который входит переходник с USB 3.0 на SATA и кредл на 9,5 мм. Если вы планируете клонировать существующий жёсткий диск и затем использовать его в качестве внешнего хранилища, адаптер вам очень пригодится.

Даже по первоначальным данным утилита Samsung Magician показала себя с самой лучшей стороны. Постоянное развитие данного ПО – залог его пользы в дальнейшем. Ещё один достойный пакет утилит – это уважаемый многими SSD Toolbox от Intel. Однако Intel не включает в него такой же функционал. Хотя большинство покупателей даже не установят Samsung Magician, мы считаем его бесценным инструментом для тестирования, обновления и оптимизации SSD. Наличие в пакете RAPID и утилиты для клонирования накопителей предоставляет возможности, за которые до этого всегда надо было платить дополнительные деньги. Для нашей тестовой лаборатории пакет Samsung предоставляет полный набор необходимых инструментов, которые мы каждый день используем для тестирования и обслуживания тестовых платформ.

Одна из функций, не включенная в данное решение сейчас, но обещанная в более поздних версиях продукта, – это надёжная система защиты данных. Когда-то мощное шифрование не требовалось в средах пользовательских систем. Но ввиду постоянно появляющихся новостей о краже данных, мы считаем, что использование шифрования FDE – вполне правильное решение. Samsung планирует включить данную функциональность в одно из следующих обновлений прошивки SSD Samsung 840 EVO.

Мы – компьютерные энтузиасты, нам нравятся самые быстрые решения практически во всех сферах. Мы знаем, что SSD Samsung 840 EVO не может понравиться абсолютно всем. Однако этот продукт способен удовлетворить большинство пользователей – имеющиеся функции привлекательны для всех. Samsung планирует продавать новый накопитель по цене, равной цене обычного Samsung 840. При наличии моделей ёмкостью 750 Гбайт и 1 Тбайт семейство решений Samsung среднего класса полностью укомплектовано. Мы не знаем, чего ещё требовать от SSD, и присуждаем SSD Samsung 840 EVO награду Tom’s Hardware Smart Buy.