Samsung MZMPA064: SSD на основе mSATA – THG.RU

Обзор SSD Samsung MZMPA064 | Введение

Несколько лет назад вам не приходилось всерьёз беспокоиться о форм-факторе своего накопителя. Традиционные 3,5″ жёсткие диски предназначались для серверов и настольных ПК. Накопители чуть меньшего размера (2,5″) работали в ноутбуках. Занявшие свою нишу диски, такие как 1,8″ и 1″ (IBM Microdrive) позиционировались как мобильные решения и потребительские устройства.

Но мир изменился. Сейчас 2,5″ накопители успешно соперничают в центрах сбора и хранения данных, выдвигая на первый план такой показатель, как плотность размещения информации на запоминающем устройстве. Это означает следующее: IT-профессионалы выяснили, что можно добиться большей ёмкости и производительности ввода-вывода от заданного смонтированного в стойку корпуса, используя накопители меньших размеров, по сравнению с 3,5″ дисками. Более того, появление твердотельных накопителей, в основном, делает бoльшие форм-факторы устаревшими, чисто с технической точки зрения. Но насколько маленькими они могут быть, чтобы не страдали такие понятия, как производительность, ёмкость и универсальность?

Международная организация Serial ATA объявила о выпуске mSATA в сентябре 2009 года. Важно отметить, что mSATA, что означает mini-SATA, – это форм-фактор; он не имеет ничего общего с микроразъёмом интерфейса, использованным для подсоединения 1,8″ жёстких дисков.

mSATA берёт за основу физический мини-интерфейс PCI Express, но работает с традиционной скоростью передачи данных SATA 3 Гбит/с. Один из продуктов mSATA от Intel – это SSD серии 310, и вы обнаружите такой же формат физического диска в Apple MacBook Pro (хотя он и не совместим с mSATA). Зная об Intel, недавно принявшей этот стандарт, и о Samsung, готовящейся поставлять больше подобных устройств на рынок, мы полагаем, что стандарт mSATA имеет большие шансы широко распространиться.

Обзор SSD Samsung MZMPA064 | Зачем же нужен mSATA?

Хороший вопрос. В конце концов, мы же уже убедились, что можно использовать соединения PCI Express для подключения хранилищ данных на базе флэш-памяти и контроллера SATA на небольшой печатной плате. Не так давно мы познакомили вас с вариантом данной концепции в статье “Обзор SSD OCZ RevoDrive 3 X2: свыше 1 Гбайт/c и PCIe”.

Хотя этот подход может оказаться довольно действенным, когда речь зайдёт о таких высокопроизводительных продуктах, как RevoDrive, такой вариант не всегда срабатывает с мобильными устройствами, поскольку он не даёт максимальную интеграцию. Тогда как современные ноутбуки основаны на использовании двух, трёх или четырёх чипов (процессор, чипсет, WiFi, а иногда и дискретный графический контроллер), новые разработки направлены на снижение общего числа элементов, что поможет минимизировать стоимость системы. Применение SSD-накопителя с собственным контроллером добавило бы сложности. Также было бы трудно интегрировать накопители на базе мини PCI Express в такие системы, как чипсет Intel Z68 Express, позволяющий использовать эти накопители как быстрый кэш.

Обзор SSD Samsung MZMPA064 | Ещё один образец mSATA

Это не первый mSATA SSD, который мы анализируем; Intel присылала нам образец своего твердотельного накопителя серии 310. Обе компании нацелены на один и тот же рынок потребителей. Samsung позиционирует SSD как системные диски. Intel также видит эти устройства как основную память для мобильных систем, дополненную жёстким диском большего объёма, который заполняет весь 2,5″ отсек в большинстве ноутбуков. Будучи разработанным для mini PCI Express, этот вариант позволяет повысить производительность без ущерба для ёмкости.

Не забывайте о том, что Intel SSD 310 сосредоточил своё внимание на технологии на основе флэш-памяти с многоуровневыми ячейками NAND, сделав её наиболее применимой в конфигурациях с двумя дисками, когда на SSD установлены операционная система и приложения, чувствительные к производительности. Напротив, 20 Гбайт SSD 311 использует память с одноуровневыми ячейками и больше подходит для кэширования.

Сначала мы не были уверены в том, что делать с твердотельным диском на базе mSATA, который прислала нам компания Samsung. Всё же обычный покупатель пока не может пойти в магазин и купить один из таких дисков. Тем не менее, поскольку Apple, Intel и Samsung продолжают работать с поставщиками ноутбуков, что позволяет развивать инфраструктуру, вы скорее увидите твердотельные диски mSATA, предлагаемые в качестве вариантов модернизации при сборке ноутбука, осуществляемой при помощи калькулятора конфигураций в режиме онлайн. Также мы не могли не отметить, что в большинстве случаев устройство от Intel жертвует производительностью записи, а ещё нам хотелось выяснить, разделит ли решение Samsung mSATA судьбу SSD 310.

Samsung mSATA имеет маркировку MZMPA064 и предлагает нам 64 Гбайт общей ёмкости. Также у Samsung есть модели по 32 и 128 Гбайт. Мы предполагаем, что устройства с бoльшими ёмкостями появятся во второй половине этого года, так как компания уже объявила о 64 Гбайт плотности своей флэш-памяти Toggle DDR 2.0 NAND. За основу возьмут 20 нм технологический процесс, что делает следующее поколение довольно интересным с точки зрения производительности, энергопотребления и ёмкости. Всего один взгляд на табличные данные у Intel и Samsung говорит нам о том, что потребление энергии, предположительно, сокращается на устройствах mSATA, но сегодняшние испытания не смогли подтвердить эти утверждения.

В нашем образце есть четыре чипа флэш-памяти и тот же контроллер MAX, что мы видели в накопителях серии PM810 (в продажу поступают под именем 470). Именно поэтому он оснащён 128 Мбайт встроенной кэш-памятью. Для проведения испытаний мы использовали переходник с mSATA на 2,5″ SATA.

Обзор SSD Samsung MZMPA064 | Переходник с mSATA на 2,5″ SATA

Как и Intel, компания Samsung прислала нам свой твердотельный диск mSATA с переходником, который позволил нам установить диск в обычный отсек для привода и задействовать стандартные силовые и информационные SATA-кабели.

Зеленоватая конструкция посередине – это лоток, в который вставляется устройство mSATA. Как только вы вставите плату в лоток, придётся всего лишь задвинуть лоток к коннектору и всё готово. Переходник может помещаться непосредственно в отсек для установки дискового накопителя в режиме JBOD или подключаться к системе при помощи обычных SATA-кабелей.

Поскольку концепция форм-фактора mSATA согласуется с SATA в вопросах электрической совместимости, для производителей материнских плат довольно просто внедрить дополнительные слоты для mSATA. Всё, что им придётся сделать – это взять один порт SATA у контроллера чипсета и вывести его на слот PCI Express, предназначенный для mSATA.

Обзор SSD Samsung MZMPA064 | Сравнение форм-факторов

Форм-фактор 3,5″ на самом деле не часто используется в мире твердотельных дисков. Всё и так прекрасно подходит к 2,5″ корпусам, и объём флэш-памяти, который понадобился бы для наполнения 3,5″ корпуса, был бы чрезмерно затратным. Наоборот, форм-фактор 2,5″ является наиболее распространённым среди SSD, а 1,8″ практически исчез с рынка настольных компьютеров и ноутбуков.

Производители дисков уверяют нас, что выпускать 1,8″ жёсткие диски имеет всё меньше смысла, именно поэтому, вероятно, этот форм-фактор вышел из употребления. Нетбуки могли бы ускорить данное развитие, поскольку большинство устройств оснащено 2,5″ жёсткими дисками в целях экономии. Итак, из-за высокого уровня производительности механические 2,5″ диски находятся в разряде самых дешёвых из всех доступных моделей. Также существуют 2,5″ конструкции жёстких дисков с одной пластиной, которые в высоту меньше стандартных 9,5 мм.

Тем не менее флэш-память достаточно компактна, чтобы занимать ещё меньше места, чем даже предусмотрено для форм-фактора 2,5″. Мы также выяснили, что существует большое количество возможных сценариев, в которых имеет смысл физически установить в систему диск, используя отсек для накопителей. Как показали продукты на основе mSATA, устройства хранения SSD могут быть достаточно небольшими, чтобы можно было их вставлять непосредственно в материнскую плату.

Всё это хорошо для энтузиастов, которые могут приобрести SSD в дополнение к жёсткому диску, чтобы получить прирост производительности. Однако форм-фактор важен и для тонких и лёгких ноутбуков и нетбуков, у которых производитель хочет полностью отойти от использования классического жёсткого диска. В течение двух лет появятся целые системы с ЦП, видеокартами и контроллером ввода/вывода на одном чипе (архитектуры Intel Sandy Bridge и AMD Llano уже добились этого в определённой степени), превращая 2,5″ устройства хранения в непропорционально большие компоненты. И наконец, интерфейсы USB 3.0, Thunderbolt и гигабитный Ethernet приведут к тому, что в будущем внешние накопители станут более функциональными.

Обзор SSD Samsung MZMPA064 | Образец системы – ноутбук Samsung Series 9

Давайте посмотрим на конструкцию системы, которая по-настоящему выиграет от такого форм-фактора.

Модель Samsung NP900X3A – это тонкий и лёгкий 13″ ноутбук в семействе Samsung Series 9. Устройство стоимостью $1600 конкурирует с подобными себе ноутбуками, такими как 13″ Apple MacBook Air, Lenovo серии X и Sony серии X или Z. При толщине в 16,3 мм, ноубук Samsung NP900X3A – небольшая и лёгкая машина, и имеет стандартный вес 1,36 кг. В ней использован процессор Sandy Bridge Core i5 с пониженным тепловыделением. Дюралюминий (сплав меди, марганца и магния) использован для снижения веса конструкции, но чёрный блестящий дизайн быстро теряет вид из-за многочисленных отпечатков пальцев. В любом случае, этот ноутбук является отличным примером современной высококачественной системы, которая имеет поддержку только устройств mSATA как основных накопителей.

Устройство хранения mSATA можно увидеть с левой стороны картинки

Вот он: накопитель Samsung 128 Гбайт mSATA

Отсек под накопитель достаточно большой, чтобы поместить в него 1,8″ диски, как показано на рисунке. Мы просто использовали Samsung PM810 2,5″ SSD, который подходит и для меньшего форм-фактора. В случае возникновения у Samsung потребности значительно увеличить ёмкость, подобная опция у системы также имеется.

Корпус из дюралюминия позволяет значительно снизить вес

Обзор SSD Samsung MZMPA064 | Сравнительная таблица и тестовая конфигурация

Результаты испытаний включают в себя данные о производительности жёсткого диска для проведения непосредственного сравнения между двумя типами SSD (mSATA и 2,5″), и жёстких дисков с форм-факторами 3,5″ и 2,5″. К сожалению, наша лаборатория в Германии не имела возможности протестировать модель Intel 310 SSD, чтобы непосредственно сравнить её производительность с другими значениями.

Обзор SSD Samsung MZMPA064 | Результаты тестирования

Время доступа и производительность ввода-вывода

Значения времени доступа едва ли являются важными показателями для твердотельных дисков, но их нужно обязательно учитывать у классических жёстких дисков. Повторное позиционирование головки для чтения/записи требует слишком много времени, как вы сами можете увидеть по результатам. Подобная задержка эффективно устраняется на твердотельных дисках.

Хотя ни один из двух SSD не предназначался для серверных рабочих нагрузок, обе модели продемонстрировали, насколько они быстрее, чем обычные жёсткие диски. Выполнение в 20 раз больше операций ввода/вывода в секунду – типичное явление для SSD. Также мы ясно видим, что дизайн mSATA от Samsung страдает от того, что только четыре из восьми доступных каналов заняты микросхемами флэш-памяти NAND.

Последовательное чтение/запись

Данный тест показывает стандартную пропускную способность, которую можно измерить при чтении или записи большого потока данных с или на устройства. Стандартные 3,5″ жёсткие диски при скорости вращения 7200 оборотов в минуту обычно достигают скорости 120-150 Мбайт/с, результат 2,5″ дисков – где-то между 90 и 115 Мбайт/с.

Устройство mSATA способно показывать максимальную пропускную способность, сходную с диском PM810 2,5″, несмотря на то, что те задействуют в два раза больше каналов памяти NAND. Возвращаясь к уже сказанному, это не должно было стать для нас большим сюрпризом; слабая сторона связана с контроллером или интерфейсом, и не имеет отношения к полосе пропускания памяти.

Результаты несколько изменяются, когда дело доходит до записи, но всё же 173 Mбайт/с – это приличный результат для устройства, у которого всего 64 Гбайт флэш-памяти на четыре канала. Сравнимые модели, такие как Intel 310, не достигают подобного уровня пропускной способности при записи. Накопитель от Intel лидирует с результатом около 80 Mбайт/с, который, к слову сказать, может быть легко побит большинством механических жёстких дисков.

Случайное чтение/запись блоков по 512 кбайт

Производительность случайного чтения с блоками по 512 кбайт оказалась весьма приличной у обоих форм-факторов.

Производительность записи лучше на восьмиканальном диске PM810, поскольку у него больше суммарная пропускная способность, по сравнению с четырёхканальным диском mSATA.

Случайное чтение/запись блоков по 4 кбайт

Производительность случайного чтения блоков по 4 кбайт одинаково высокая как у модели mSATA, так и у 2,5″ диска. Однако производительность недостаточно хороша там, где используется глубина очереди, равная единице. Контрoллеру Samsung требуется больше одновременных нагрузок, чтобы преодолеть эту планку.

В этом случае оба накопителя показывают производительность в восемь раз больше, поскольку контроллер максимизирует пропускную способность путём лучшего использования всех имеющихся каналов флэш-памяти.

Запись при глубине очереди, равной единице, проходит быстрее, чем операции чтения, потому что у контроллера есть опция распределения данных записи в каналах флэш-памяти. Увеличение значения глубины очереди оказывает разное влияние на оба типа SSD.

Восьмиканальная модель PM810 с форм-фактором 2,5″ может достаточно неплохо повысить производительность, тогда как у четырёхканального накопителя mSATA производительность падает. Тем не менее, такая рабочая нагрузка не является типичной для настольных ПК. Всё, что находится между единицей и четвёркой, а иногда до восьми команд в режиме ожидания – вот с чем чаще всего сталкиваются рядовые пользователи.

PCMark Vantage

Тестирование в PCMark Vantage показало, что оба твердотельных накопителя намного опережают по результатам любой жёсткий диск. Мы выяснили, что обе конструкции SSD ведут себя схожим образом в синтетических тестах, смоделированных по образу реальных рабочих нагрузок на базе Windows. Если бы 2,5″ диск был сконструирован с учётом интерфейса SATA 6 Гбит/с, или более быстрого контроллера, мы бы получили результаты для этих двух решений, которые отличались бы сильнее.

Энергопотребление

Как и ожидалось, мы не заметили большой разницы в энергопотреблении у этих SSD. При переходе с 2,5″ SATA на mSATA мы получаем потенциал энергосбережения, но, учитывая и без того низкие показатели, разница в потреблении оказывается минимальной.

Мы провели эти тесты несколько раз, но, как оказалось, устройство mSATA действительно требует больше энергии при максимальной производительности, чем его традиционно применяемый 2,5″ конкурент.

То же самое можно сказать и о воспроизведении видео высокой чёткости, хотя энергопотребление находится практически на том же уровне, и явно этому устройству требуется меньше энергии для воспроизведения видеопотока высокой чёткости, чем жёсткому диску.

Энергопотребление в ходе множества операций ввода/вывода находится практически на одном уровне у обоих SSD.

Обзор SSD Samsung MZMPA064 | Стоимость, цена за 1 Гбайт и производительность

Мы собрали информацию о розничных ценах на все эти устройства. Некоторые из самых новых высокопроизводительных SSD с интерфейсами 6 Гбит/с стоят намного больше, чем $479, которые мы заплатили за Samsung серии 470 (256 Гбайт). Все стандартные цены относятся к испытываемым накопителям, которые мы использовали, но их можно считать приблизительными в занимаемом данными моделями сегменте рынка.

Если обратиться к стоимости за единицу ёмкости, то для твердотельных дисков картинка уже будет не такой радостной. Цена за гигабайт у SSD примерно в 20 раз выше. Интересно то, что это почти равно разнице скоростей между твердотельными накопителями и жёсткими дисками, когда речь заходит о производительности ввода/вывода.

Тем не менее, если исключить из уравнения такие предложения, как 256 Гбайт накопители, общий разброс цен составит от $100 до $150 за серийные SSD, что вполне приемлемо для энтузиастов. Только теперь проблема будет заключаться в ёмкости, так как вы всё ещё заплатите ту же стоимость за гигабайт. 64 Гбайт – это не тот объём, которого хватит большинству пользователей. В самом деле, на SSD вам придётся удовольствоваться всего лишь установленной операционной системой и парочкой приложений, а стандартный накопитель использовать для других целей. Большинству пользователей подобная ситуация покажется непреодолимым ограничением.

Наконец, мы собрали сведения о показателях производительности разных SSD, куда вошли пропускная способность, набранные баллы в PCMark Vantage и производительность ввода/вывода. В сущности, всё, что мы показали в данной статье, – это то, что дизайн mSATA, имеющий свои технические недостатки, не слишком сильно пострадал от того, что у него уменьшили число каналов флэш-памяти в два раза.

Обзор SSD Samsung MZMPA064 | Заключение

Когда речь заходит о твердотельных накопителях для систем, ориентированных на обычного потребителя, форм-фактор 2,5″ является здесь преобладающим стандартом. Это происходит из-за того, что большинство конструкций ноутбуков в плане дизайна совместимы с такими накопителями, также они легко вставляются в настольные системы энтузиастов.

Однако 2,5″ накопители слишком громоздкие для таких тонких и лёгких ноутбуков, как Apple MacBook Air. Вот здесь и выходит на сцену mSATA: этот дизайн помог уменьшить размеры накопителей до зажигалки типа Zippo, также он применяет проверенный тип интерфейса, mini PCI Express. Организация SATA-IO (Serial ATA International Organization) уже утвердила новый стандарт, а компания Intel сообщила о том, что начинает активно его использовать, ещё в начале этого года. В настоящее время Intel и Samsung объединены одной общей целью: они хотят ввести твердотельные диски в массовое употребление.

Бoльшие по размерам 3,5″ SSD имеет смысл применять только в серверных сценариях, а форм-фактор 2,5″, несомненно, останется преобладающим стандартом в серийном производстве SSD. Форм-фактор 1,8″ не настолько распространён. Однако перевод системных хранилищ на накопители mSATA способствует созданию более тонких ноутбуков, и даже системы SFF (small form factor) от этого выигрывают. Устройство хранения данных на базе mSATA может также быть установлено с обратной стороны материнской платы, так что оно не займёт много драгоценного места на плате, которое может понадобиться для слотов PCI Express или гнёзд памяти.

Из-за жёсткой ограниченности свободного места на платах, некоторые производители mSATA, должно быть, чувствуют искушение ограничить число чипов флэш-памяти и используемых каналов. Это может стать проблемой для производительности, но не всегда дело только в этом, многое зависит от рабочей нагрузки в каждой конкретной ситуации. Накопитель Samsung mSATA работает чуть медленнее, чем модель 2,5″, но разница скоростей у потребительских систем не настолько существенная. Больше других показателей потребительским системам требуются высокая пропускная способность и маленькие задержки, и этот результат нам показал протестированный накопитель. Производительность записи у данного устройства даже выше, чем у Intel SSD серии 310.

Для нас mSATA стал следующим логическим шагом, который направлен на ещё бoльшую интеграцию в мобильные платформы, поскольку этот форм-фактор ведёт к уменьшению физических размеров твердотельных накопителей до абсолютного минимума.