SSD-накопители Samsung PB22-J, Solidata X1 и X2: два разных подхода – THG.RU

Введение

Рынок заполонили твёрдотельные накопители (SSD), все из которых обещают впечатляющую пропускную способность при уровне энергопотребления, достаточно низком, чтобы спасти мир. В теории, конечно, поскольку реальность совсем иная.

Только некоторые избранные продукты действительно впечатляют, но большинство твёрдотельных накопителей являются дорогими моделями, которые не соответствуют своим обещаниям. В нашу тестовую лабораторию поступили две новые модели Samsung и Solidata, и они оказались совершенно разными.

Нажмите на картинку для увеличения.

Проблемы с энергопотреблением

Мы тоже плотно занялись твёрдотельными накопителями, и, как обнаружила наша лаборатория, многие SSD на флэш-памяти отнюдь не увеличивают время автономной работы ноутбука, экономя энергию. На самом деле, они могут её сокращать из-за высокого энергопотребления. В статье “Правда о SSD-накопителях: они всё же уменьшают время автономной работы” мы говорили о проблемах энергопотребления; в статье “Правда о SSD-накопителях, часть II” мы продолжили наше исследование и подтвердили результаты. Но вопрос с энергопотреблением на этом не был исчерпан. Сегодня, когда SSD дают пропускную способность больше 200 Мбайт/с, производительность часто упирается в CPU. Другими словами, если ваша система работает с максимальными настройками энергосбережения, производительность SSD может быть не такой высокой.

Проблемы с производительностью

SSD первого и второго поколения не оправдали ожиданий пользователей. И только в 2009 году твёрдотельные SSD стали более эффективными и заметно более быстрыми. Не так давно мы протестировали шесть новых приводов, которые неплохо показали себя, но только накопители Intel X25-M (потребительский рынок) и X25-E (профессиональный рынок) смогли нас действительно впечатлить.

Кроме того, на многих сайтах поднимаются существующие проблемы фрагментации флэш-накопителей, поскольку характеристики производительности зависят от типа нагрузки и уровня фрагментации. Последовательные операции чтения с флэш-накопителя или записи на него, на самом деле, не являются последовательными, поскольку “умные” контроллеры постоянно пытаются оптимизировать производительность и уровень износа, распределяя записи в соответствии с возможностями флэш-накопителей SSD. Обычно они справляются успешно, если оставаться в пределах какого-то одного сценария нагрузки.

Однако существенные изменения в нагрузке или повторное использование ёмкости могут повлиять на производительность SSD-накопителей, и только операционные системы, которые смогут распознавать SSD, смогут улучшить эту ситуацию. А до тех пор попытайтесь избежать значительной фрагментации (пиринговые сети) или изменений нагрузки (перехода от интенсивных операций ввода/вывода к интенсивной последовательной нагрузке). Если вы используете флэш-накопитель в качестве системного, то всё должно быть хорошо, вы сможете выиграть от потенциала производительности современных SSD.

Новые накопители: Samsung PB22-J, Solidata X1 и X2

Новый накопитель Samsung PB22-J, наконец, смог перейти планку в 200 Мбайт/с, при этом он доступен в ёмкостях до 256 Гбайт. К сожалению, эти накопители не предназначаются для розничной продажи, хотя вполне вероятно будет встретить перемаркированные SSD Samsung в продаже, либо обнаружить их в high-end ноутбуках.

Мы также получили два SSD Solidata, которые отличаются тем, что два внутренних сегмента флэш-памяти работают в конфигурации RAID 0. Мы обнаружили, что эти накопители работают хорошо, но при этом они потребляют просто ужасное количество энергии, которое даже превосходит энергию, требующуюся скоростным 3,5″ винчестерам для настольных ПК.

Мы также добавили два новых SSD Mtron и накопитель SSD Mobi, который мы получили от компании RocketDisk.com.

SSD против жёсткого диска

Если вы спросите нескольких пользователей о том, как они соотносят SSD на обычной флэш-памяти с традиционными жёсткими дисками, то наверняка получите совершенно разные мнения по этому вопросу. Вы также можете присоединиться к обсуждению в нашем Клубе экспертов, перейдя по ссылке в конце каждой страницы. Самый распространённый вопрос, который задают пользователи, простой: имеет ли смысл переходить на флэш-накопители SSD с традиционных жёстких дисков?

К сожалению, ответ не такой простой, как нам хотелось бы, поэтому мы разобьём его на несколько частей, в зависимости от типа использования и бюджета. Но сначала позвольте привести общий обзор и сравнение функций.

Обычные пользователи, малый бюджет

Поскольку преимущества флэш-накопителей SSD будут больше заметны опытным пользователям и энтузиастам, а цена продолжает оставаться основной проблемой, мы не рекомендуем брать SSD, если вы не знаете точно, нужен ли вам твёрдотельный накопитель, или не уверены в том, насколько он оправдает свою цену. Обычно за цену хорошего SSD можно купить нетбук или неттоп. Выберите лучше быстрый и экономичный жёсткий диск, и вы вряд ли будете скучать по преимуществам SSD, если только не работаете в окружении с интенсивными операциями ввода/вывода. Помните, что лучше фокусироваться на покупке сбалансированных комплектующих, таких как достаточный объём памяти (2 Гбайт и больше) и современный двуядерный процессор. Они скажутся на характере работы с компьютером сильнее, чем переход на флэш-накопитель.

Опытные пользователи, средний бюджет

В данном случае решение принимать сложнее, поскольку многие опытные пользователи сразу же почувствуют преимущества SSD. Накопители, дающие 200 Мбайт/с и выше, обычно заметно быстрее в окружении Windows. Пользователи, которые перейдут с жёсткого диска на SSD, вряд ли пожелают вернуться обратно. Но проблемой является ёмкость, да и вопрос долговечности пока стоит открыто. К тому же, цена тоже для многих пользователей слишком высока. SSD на флэш-памяти по-прежнему остаются предметом роскоши. Мы рекомендуем всё же повременить, поскольку индустрия будет продолжать разработку ещё более впечатляющих продуктов, если только вы не собираетесь брать ультрапортативный ноутбук. В таком случае комбинация высокой производительности и потенциально большего времени автономной работы может оправдать инвестиции.

Энтузиасты или профессионалы, бюджет не ограничен

Если вы настаиваете на максимальной производительности, то у вас нет другого выбора, кроме как покупать SSD. Последние продукты Samsung и Intel считаются лучшими, но другие накопители тоже вполне неплохо могут себя показать; мы, конечно, не имеем возможности протестировать все модели. Идеальная конфигурация системы, как нам кажется, будет состоять из SSD для системного раздела, а также из дополнительного жёсткого диска для хранения данных. Настольные ПК для энтузиастов сегодня обычно оснащаются жёстким диском на 1 Тбайт или выше, а пользователям ноутбуков для хранения данных будет вполне достаточно 2,5″ жёсткого диска на 320-500 Гбайт. Если вы готовы вложить серьёзную сумму, то можно даже собрать массив RAID 0 из SSD в настольном ПК.

Samsung SSD PB22-J (256 Гбайт, MLC-память)

Нажмите на картинку для увеличения.

Samsung стала первым производителем памяти, кто выслал нам образец SSD ещё в 2006 году. Первый прототип SSD имел ёмкость 32 Гбайт и интерфейс UltraATA (см. статью “32-Гбайт флэш-винчестер Samsung Flash SSD: прощайте, жёсткие диски“). Менее 1 Вт энергии под пиковой нагрузкой и 0,05 Вт в режиме бездействия – перед нами был один из самых эффективных накопителей, которые мы когда-либо видели. И он по-прежнему довольно эффективный, даже если сравнивать с современными моделями SSD. Пропускная способность чтения 50 Мбайт/с и менее 30 Мбайт/с для записи не представляли ничего особого, но такой уровень в то время считался нормальным.

Нажмите на картинку для увеличения.

Твёрдотельные накопители Samsung последнего поколения отличаются довольно существенно. Энергопотребление в режиме бездействия находится на том же уровне (менее 0,1 Вт), а пиковое энергопотребление может достигать 1,5 Вт. Однако последняя модель, названная PB22-J (она, как мы уже упоминали, будет доступна только OEM-клиентам Samsung, таким как производителям ноутбуков), более сложная и более мощная. Интерфейс SATA/300 сам по себе приводит к увеличению энергопотребления, да и накопитель содержит встроенный контроллер и 1 Гбит (128 Мбайт) кэш-памяти для повышения производительности. Так что значения энергопотребления кажутся вполне допустимыми, учитывая всю начинку новых накопителей.

Производительность

Samsung предлагает модели с ёмкостью 64, 128 и 256 Гбайт, все из которых построены на многоуровневых ячейках памяти (multi-level cell, MLC), максимальная пропускная способность заявлена на уровне 220 Мбайт/с. 256-Гбайт накопитель является 2,5″ моделью, 128-Гбайт версия выпущена в 1,8″ форм-факторе, а накопитель на 64 Гбайт – в более тонком 1,8″ варианте. Мы смогли получить максимальную пропускную способность 209 Мбайт/с на нашей платформе Core i7 с южным мостом ICH10R (чипсет X58) для 256-Гбайт модели. Семейство Intel остаётся самым быстрым, поскольку накопители в нём дают, максимум, почти 230 Мбайт/с. Производительность записи указана разная: если накопители на 256 и 128 Гбайт должны давать 200 Мбайт/с, 64-Гбайт версия ограничена 120 Мбайт/с. На нашем 256-Гбайт тестовом образце мы получили пропускную способность записи 144-194 Мбайт/с.

SSD Samsung внутри

Нажмите на картинку для увеличения.

Вес 80 грамм приводит к тому, что 256-Гбайт 2,5″ накопитель PB22-J на 20% легче, чем традиционные жёстким диски, при этом он может работать в более широком диапазоне температур 0-70°C. Для традиционных механических жёстких дисков обычно заявляется диапазон 5-60°C или даже меньший.

В отличие от большинства других SSD, спецификации Samsung указывают поддержку “родной” очереди команд (Native Command Queuing, NCQ) с длиной очереди до 32 команд. Таковая поддержка отсутствует у большинства SSD, за исключением последних продуктов на контроллерах Samsung или Promise. Samsung также указывает, что накопитель поддерживает управление энергопотреблением со стороны хоста, то есть SSD можно переводить в режим с низким энергопотреблением средствами операционной системы, либо он может выполнять такой переход самостоятельно.

Подобно линейке Intel X25, Samsung построила новый накопитель на основе нескольких каналов флэш-памяти, что необходимо не только для поддержки высокой производительности чтения, но и чтобы гарантировать приличную скорость записи. Фактически, новый Samsung PB22-J стал самым быстрым накопителем по записи на MLC-памяти. Устройство использует контроллер, который был разработан Samsung, внутри есть чип памяти SDRAM на 1 Гбит, который работает в качестве кэш-памяти. Она необходима для поддержки NCQ, а также и для того, чтобы восемь каналов флэш-памяти использовались с максимальной эффективностью.

Нажмите на картинку для увеличения.

Нажмите на картинку для увеличения.

Solidata X1-64 (64 Гбайт, SLC-память)

Нажмите на картинку для увеличения.

Накопитель Solidata X1 был выслан нам сайтом ssdshop.ch. Это 2,5″ модель с интерфейсом SATA/300 на основе флэш-памяти с одноуровневыми ячейками (single level cell, SLC), которая обычно гарантирует великолепную производительность ввода/вывода и записи. Однако за это придётся смириться с ёмкостью всего 64 Гбайт. Производитель указал максимальную последовательную пропускную способность чтения 240 Мбайт/с и записи 230 Мбайт/с, но также привёл и значения для случайных операций чтения и записи: 130 Мбайт/с и 45 Мбайт/с, соответственно. Наши тестовые результаты оказались примерно посередине: пакет h2benchw дал постоянную пропускную способность последовательного чтения 167 Мбайт/с и последовательной записи 21-31 Мбайт/с.

Несбалансированная производительность

Мы были разочарованы производительностью ввода/вывода данного продукта, поскольку SLC-память обладает большим потенциалом, чем мы обнаружили в данном случае. Результаты производительности IOmeter, по сути, оказались не особо лучше, чем способны дать высокопроизводительные механические жёсткие диски. Результаты теста PCMark Vantage вполне достойные, но тоже не впечатляющие. Вполне понятно, что данный продукт был оптимизирован для высокой пропускной способности, а не для других характеристик.

Неразумное энергопотребление

Нет, мы не хотели делать разгромную статью по поводу Solidata, но мы не можем не указать на результаты энергопотребления. Мы два раза проверили наши результаты в разных системах (поскольку поначалу не могли в них поверить), но X1-64 можно назвать просто пожирателем энергии. Накопитель требует 4,6 Вт в режиме бездействия, что больше, чем нужно большинству 3,5″ жёстких дисков на 7200 об/мин; это более чем в два раза больше, чем у 2,5″ мобильных жёстких дисков. Во время тестирования сценария с интенсивной нагрузкой ввода/вывода пиковое энергопотребление возросло до невероятных 10,1 Вт.

Данный продукт является противоположностью того, чем должны быть SSD: он не обгоняет конкурентов в какой-либо области, он неэффективен из-за высокого энергопотребления. Это не так важно для настольных ПК, но даже в данном случае на рынке можно найти намного лучшие твёрдотельные накопители.

Нажмите на картинку для увеличения.

Нажмите на картинку для увеличения.

Solidata X2-128 (128 Гбайт, MLC-память)

Нажмите на картинку для увеличения.

Вторым накопителем Solidata, который мы тоже получили от специалиста в области SSD ssdshop.ch, оказался X2-128, который обеспечивает 128 Гбайт ёмкости на основе флэш-памяти MLC. Его спецификации отличаются от накопителя X1, поскольку он должен дать до 240 Мбайт/с для чтения и до 190 Мбайт/с для последовательной записи. Случайные операции чтения и записи, судя по спецификациям, выполняются со скоростью 130 и 35 Мбайт/с, соответственно.

Средняя производительность

Пропускная способность чтения достигла максимума почти 165 Мбайт/с, то есть практически на уровне Solidata X1-64 на SLC-памяти. Однако минимальная пропускная способность чтения упала до всего 73,8 Мбайт/с, в то время как X1 смог поддержать высокую пропускную способность. Реальная производительность записи тоже далека от спецификаций производителя: мы замерили 83,7 Мбайт/с в максимуме, но всего 32,5 Мбайт/с в среднем и 20,2 Мбайт/с в минимуме для последовательной записи. Это меньше, чем могут обеспечить даже старые 2,5″ жёсткие диски. Добавьте к этому время доступа 82 мс (!). В итоге мы получаем очень низкую производительность ввода/вывода.

Вновь высокое энергопотребление

Solidata вновь указала энергопотребление 3 Вт, что само по себе немало, но на самом деле мы измерили ещё больше: 4,7 Вт в режиме бездействия, 7,2 Вт для операций потокового чтения и невероятные 10,9 Вт для сценария ввода/вывода рабочей станции. Учитывая низкую производительность ввода/вывода, данный продукт явно покупать не стоит.

Нажмите на картинку для увеличения.

Нажмите на картинку для увеличения.

SSD Solidata внутри

Нажмите на картинку для увеличения.

Итак, в чём же причина высокого энергопотребления двух накопителей Solidata? Если вы посмотрите в диспетчер устройств, то SSD Solidata там указывается как устройство “JMicron HW RAID”, то есть внутри используется технология RAID. Если посмотреть на фотографию выше, то можно видеть, что внутри накопителя SSD Solidata используются две печатные платы; обе они выглядят похоже.

Solidata использует контроллер JMicron JMF602 flash-to-SATA/USB 2.0, который не очень славится своей эффективностью. Однако он позволяет создавать универсальные устройства, поскольку поддерживает USB 2.0, если производитель пожелает представить накопитель с двумя интерфейсами.

Контроллер JMicron не поддерживает кэш-память, в отличие от конфигураций Intel и Samsung, но распределяет флэш-память по восьми банкам. Но, как видим, производительность всё равно страдает.

Нажмите на картинку для увеличения.

Сравнительная таблица старых и новых SSD

Тестовая конфигурация

Результаты тестов

Время доступа

Производительность ввода/вывода

Пропускная способность

Линейка SSD Intel X25 остаётся непревзойдённой по максимальной пропускной способности. SSD Solidata быстрые, но они и близко не подходят к уровню 200 Мбайт/с по последовательной пропускной способности чтения, а по пропускной способности записи они существенно сдают свои позиции. Новый 256-Гбайт накопитель Samsung PB22-J работает очень хорошо – со скоростью до 210 Мбайт/с и с весьма приятной минимальной пропускной способностью чтения 174 Мбайт/с. При этом этот же накопитель даёт минимальную скорость последовательной записи 144 Мбайт/с – это даже лучше, чем результат Intel X25-E.

Пропускная способность интерфейса

Потоковый тест IOMeter

Производительность приложений PCMark Vantage

Разница по времени загрузки приложений довольно существенна. Intel лидирует, затем следуют все остальные. Новый 256-Гбайт накопитель Samsung тоже даёт впечатляющую производительность, а все другие SSD явно отстают.

Разница в производительности SSD не такая существенная для игр. Solidata в данном тесте выглядит довольно хорошо.

Тест монтажа видео использует Windows Movie Maker и сочетает операции чтения и записи. Вполне понятно, что для данного типа нагрузки прекрасно подходит Intel X25-E на SLC-памяти. Solidata здесь совсем не впечатляет, а Samsung показывает себя на уровне Intel X25-M.

Разница в тестах запуска Windows Vista существенная. Во время загрузки ОС действительно можно обнаружить различия между отдельными накопителями.

Итоговый рейтинг вполне очевиден: SSD Intel X25-E и X25-M явно выходят вперёд, однако новый 256-Гбайт Samsung PB22-J отстаёт незначительно. Все другие накопители дают ощутимо меньшую производительность в приложениях.

Энергопотребление

От всех современных твёрдотельных накопителей можно ожидать энергопотребления в режиме бездействия меньше 1 Вт. На самом деле, SSD Intel и Samsung переходят в режимы бездействия с низким энергопотреблением, который активируется самим устройством или hpst-системой, что позволяет уменьшить энергопотребление до 0,2 Вт или меньше. Результаты великолепные, особенно для ноутбуков или мобильных рабочих станций.

Однако накопители Solidata шокировали нас слишком высоким энергопотреблением в режиме бездействия, которое в 20 раз выше, чем у Intel или Samsung. Даже высокопроизводительный накопитель на SLC-памяти от Mtron потребляет меньше четверти энергии от накопителей Solidata в режиме бездействия. Как нам кажется, Solidata есть, куда совершенствовать свои SSD.

Чтобы обеспечить максимальную последовательную пропускную способность, большинство SSD повышают энергопотребление, которое составляет от 0,8 до 2 Вт. Результат великолепный – механическим жёстким дискам требуется, как минимум, на 50% больше энергии. Solidata вновь отстаёт с энергопотреблением 7 Вт, которое явно не позволяет рекомендовать этот накопитель для ноутбуков. Кстати, обратите внимание, что энергопотребление Samsung при максимальной потоковой нагрузке составляет всего 1,0 Вт.

Воспроизведение HD-видео с SSD ограничивает поток данных. В данном случае, накопители Intel и Samsung оказались очень эффективными, потребляя от 0,2 до 0,3 Вт, а почти всем другим SSD потребовалось от 1 до 2 Вт. Накопители Solidata потребляли 5,2 Вт. Впрочем, в их защиту говорит тот факт, что разница с энергопотреблением в режиме бездействия 4,9 Вт составляет всего 0,3 Вт. Проблемы явно наблюдаются в базовом энергопотреблении этих накопителей.

Большинство накопителей требуют максимум энергии, если нагрузить их большим количеством случайных операций ввода/вывода. Solidata увеличивает энергопотребление до уровня 10,9 Вт в случае X2-128, хотя новый 256-Гбайт Samsung SSD остаётся на уровне 1,5 Вт, то есть потребляет на 25% меньше энергии, чем SSD Intel X25. Это обещает дать любопытные результаты производительности на ватт.

Эффективность: производительность на ватт

Хотя новый 256-Гбайт SSD Samsung не может обойти по пропускной способности накопитель Intel X25-E, он потребляет меньше энергии и даёт очень близкую пропускную способность. Это означает, что результаты должны быть очень близки по эффективности, которую мы определяем как соотношение числа операций ввода/вывода потокового чтения на ватт. Solidata даёт низкие результаты из-за высокого энергопотребления накопителей X1 и X2.

Если мы переключимся на активность ввода/вывода рабочей станции, то картина эффективности окажется иной. Накопитель X25-E от Intel значительно обходит другие SSD, поскольку он даёт намного большую производительность ввода/вывода при меньшем уровне энергопотребления.

Заключение

Новые SSD на флэш-памяти появляются практически каждую неделю, поэтому следить за ними становится всё труднее. Некоторые используют собственный дизайн на основе логики сторонних производителей (Intel), другие создают продукт “от и до” самостоятельно (Samsung, Mtron), есть и компании, которые просто покупают дизайны SSD и продают продукты под собственной торговой маркой. Как нам кажется, важен только результат, и хотя нам всегда интересно, как продукт работает внутри, наши выводы не будут затрагивать используемый подход.

Solidata: шаг назад

Нажмите на картинку для увеличения.

Solidata удалось нас шокировать. Накопители X1 и X2 построены на основе SLC- и MLC-флэш-памяти и поступили к нам в ёмкости 64 и 128 Гбайт, соответственно. Они обеспечивают быструю производительность чтения, но среднюю скорость записи и низкую производительность ввода/вывода.

Само по себе это нельзя назвать серьёзной проблемой, если вы планируете использовать подобные накопители в ноутбуке, где высокая производительность ввода/вывода не требуется. Однако эти накопители потребляли настолько много энергии, что становились горячими во время тестов. Даже высокопроизводительные 3,5″ винчестеры для настольных ПК требуют меньше энергии, чем две представленные модели. Увы, но данные продукты являются прекрасным примером того, какими не должны быть SSD.

Samsung: ёмкий, быстрый и эффективный

Нажмите на картинку для увеличения.

Samsung выпустила хороший контрпример, что нас не удивило. Samsung – одна из немногих компаний, кто разрабатывает и производит все компоненты индивидуально. Результат впечатляет, поскольку PB22-J демонстрирует рекордную эффективность при последовательных операциях, обеспечивая высокую пропускную способность при впечатляюще низком энергопотреблении.

Этот накопитель не может обойти Intel по максимальной пропускной способности, да и отстаёт по производительности ввода/вывода от X25-E, но Samsung, наконец, удалось создать SSD, который сочетает высокую ёмкость, высокую производительность и настоящую эффективность. К сожалению, Samsung решила (пока) не продавать этот 256-Гбайт накопитель в розницу. Кто знает, возможно, OCZ решит стать клиентом и предложит перемаркированные накопители на этом дизайне.