Влияет ли контроллер системы хранения данных на производительность SSD? – THG.RU

Влияние контроллера на скорость SSD | Тест двенадцати контроллеров SATA

Реальная скорость SSD зависит не только от накопителя, но и от компьютера, в который он установлен. Какой чипсет использует ваша материнская плата? Он слегка устарел и ограничен интерфейсом 3 Гбит/с или же он поддерживает скорость 6 Гбит/с? Но даже если контроллер системы хранения данных поддерживает новейшие стандарты, это не значит, что он так же быстр, как другие контроллеры с аналогичными характеристиками от конкурирующих производителей.

Мы потратили много времени, изучая технические характеристики твердотельных накопителей. Теперь мы хотим узнать, как различные южные мосты и автономные контроллеры влияют на производительность системы хранения данных. В нашей лаборатории мы собрали впечатляющий набор материнских плат и карт расширения. Платы представляют многообразие чипсетов 2008 -2013 года выпуска, в том числе AMD SB750, AMD A75, AMD SB950, Intel Z87, Intel P55, Intel ICH10R и Intel Z77. Среди множества моделей карт мы выбрали следующие контроллеры: ASMedia ASM1061, Marvell 88SE9123-NAA2, Marvell 88SE9125-NAA2, Marvell 88SE9128-NAA2 и Marvell 88SE9130-NAA2.

В обзорах SSD вы, как правило, видите множество разных дисков, которые мы сравниваем друг с другом в одной и той же тестовой системе. Однако в данном случае всё будет наоборот: мы будем использовать одну модель SSD в качестве “точки опоры”, чтобы она смогла обеспечивать устойчивую пропускную способность при тестировании различных контроллеров. Samsung 840 Pro ёмкостью 256 Гбайт является одним из самых быстрых твердотельных накопителей в нашей лаборатории, к тому же компания Samsung разослала по одному образцу в каждую из наших редакций для использования в качестве эталонного накопителя для тестов THG в 2013 году.

Если вы хотите получить больше информации о Samsung 840 Pro, ознакомьтесь с нашим обзором “SSD Samsung 840 Pro: непревзойдённая скорость, меньшее энергопотребление”, а также с двумя нашими последними исследованиями: “Установка SSD в систему с SATA 3 Гбит/с | Есть ли смысл?” и “Один SSD против двух в RAID: Что лучше?”.

Влияние контроллера накопителей на скорость SSD | Чипсеты, контроллеры SATA и тестовые платформы

Чтобы измерить производительность нашего Samsung 840 Pro на различных платформах, мы собрали в общей сложности семь материнских плат, каждая из которых имеет различный южный мост или PCH.

В дополнение к семи различным интегрированным контроллерам системы хранения данных мы также использовали пять отдельных контроллеров SATA, три из которых являются картами расширения PCIe (ASUS U3S6, HighPoint Rocket 620 и HighPoint Rocket 1220), а два остальных припаяны на материнскую плату (ASUS P8Z77-V Pro и MSI Big Bang).

Тестовая конфигурация и платформа

Влияние контроллера накопителей на скорость SSD | Результаты тестов

Производительность операций последовательного чтения и записи

При использовании AS-SSD для измерения скорости последовательного чтения и записи платформы Intel Z77 и Z87 Express наряду с AMD A75 и SB950 показывают близкие результаты. Но всё же интегрированные контроллеры системы хранения данных от Intel лидируют с небольшим отрывом. Дискретные контроллеры Marvell на картах расширения PCIe занимают нижние позиции рейтинга. За ними следуют AMD SB750, Intel P55 Express и южный мост Intel ICH10R, занимающие три последних позиции.

Потоковый тест Iometer подтверждает то, что мы выяснили в тесте чтения AS-SSD, хотя по скорости последовательной записи A75 и SB950 от AMD обходят популярные чипсеты Intel. Почему? В реальном мире включение таких функций, как Turbo Boost, SpeedStep и всех C-состояний (С-state) от Intel вызывает постоянное изменение тактовой частоты процессора. Это обусловливает хаотичное изменение показаний в тестах накопителей, так как нагрузка от операций хост-контроллера постоянно меняется. Мы не уверены, что именно в этом состоит причина таких колебаний производительности, но данный фактор, безусловно, влиял на наши показатели в прошлом.

Два контроллера Marvell – один на PCIe-карте ASUS U3S6 (Marvell 88SE9123-NAA2), а другой на материнской плате Big Bang от MSI (Marvell 88SE9128-NAA2) – занимают последние позиции. Эти контроллеры подключаются через соединения PCI Express x1, так что они изначально проигрывают, учитывая, что максимально возможная скорость одной линии PCIe второго поколения, 500 Мбайт/с, практически недостижима в реальных условиях.

Произвольное чтение/запись блоками по 4 Кбайт (AS-SSD и Iometer)

Произвольное чтение/запись блоками по 4 Кбайт (AS-SSD)

В целом, в тестах на произвольное чтение и запись блоками по 4 Кбайт, независимо от глубины очереди, лидируют новые контроллеры. При очень высоких глубинах очереди недавно представленный Intel Z87 Express и его предшественник, появившийся примерно на год раньше, превосходят своих конкурентов.

Но при глубине очереди, равной единице, что более характерно для задач, выполняемых на обычных пользовательских ПК, и, следовательно, более актуально для сегодняшнего сравнения, картина меняется. В то время как новый Intel Z87 лидирует, AMD SB950 двухлетней давности занимает второе место, опережая ICH10R, представленный ещё в 2008 году.

Произвольное чтение/запись блоками по 4 Кбайт (Iometer)

В рамках теста Iometer платформы Intel Z77 и Z87 Express превосходят своих конкурентов. Контроллеры, встроенные в AMD SB950 и A75, разместились на третьем и четвёртом местах, в то время как чипы Marvell предлагают меньшую скорость и занимают более низкие позиции. При этом Iometer не жалует SB750: он опускается на последнее место.

Необъяснимым выглядит тот факт, что при переходе на операции произвольной записи блоками по 4 Кбайт чипсеты Intel Z87 и Z77 опускаются на последнее место. SB750 от AMD выходит на первое место, за ним следуют контроллеры Marvell (от редакции: запомните масштабирование на следующей диаграмме; разница между AMD SB750 и Intel Z77 в целом составляет приблизительно 17%). Возможно, это объясняется тем, что такая нагрузка недостаточно высока для центрального процессора, поэтому функции энергосбережения, описанные выше, вызывают колебания частоты и, следовательно, падение пропускной способности операций ввода-вывода.

Время доступа и скорость операций ввода/вывода

Время доступа

После установки Samsung 840 Pro на материнскую плату c Intel Z87 Express время доступа становится примерно в три раза ниже, чем при установке на FCH A75 от AMD. Остальные десять контроллеров, интегрированные на южный мост или установленные дискретно, расположились в середине турнирной таблицы.

Скорость операций ввода/вывода

В тесте базы данных Iometer в конечном итоге в лидерах оказались четыре контроллера от Intel. За ними следует AMD SB950. А AMD SB750, поддерживающий только интерфейсы 3 Гбит/с, остаётся далеко позади. Другие контроллеры на 3 Гбит/с, разумеется, не имеют ограничений по пропускной способности, так как они смогли обойти решения, поддерживающие интерфейс 6 Гбит/с.

Чипсеты Intel Z77 и Z87 Express показывают хорошие результаты в задачах веб-сервера и рабочей станции, хотя отставание интегрированных контроллеров AMD не очень заметно.

PCMark Vantage и Tom’s Hardware Storage Bench

В большинстве тестов систем хранения PCMark 7 чипсеты Intel Z77 и Z87 занимают первое и второе места, хотя AMD SB950 и A75 тоже не отстают. Когда речь заходит о контроллерах Marvell и логике 3 Гбит/с, наблюдается резкое падение производительности (хотя контроллер всё ещё работает довольно быстро).

В Vantage заметно лидируют два последних чипсета Intel. Но мы всё же будем с недоверием относиться к таким показателям: пакет Vantage не разрабатывался для тестов SSD, так что есть вероятность, что различия в производительности контроллеров здесь преувеличены. Дело в том, что производители по-прежнему используют Vantage как инструмент для демонстрации рабочих характеристик своей продукции, поэтому мы считаем, что важно уяснить, как соотносятся показатели данного теста с результатами более новых тестовых утилит. Но теперь, с выходом PCMark 8, мы надеемся, что отрасль отойдёт от разработок Futuremark позапрошлого поколения. В дальнейшем мы планируем постоянное использование PCMark 8 в наших тестах.

Tom’s Hardware Storage Bench

Тест скорости копирования AS-SSD и общие результаты

Чипсеты Intel Z77 и Z87 демонстрируют великолепные результаты копирования больших образов ISO, файлов среднего и очень малого размеров. По сути, данный тест в какой-то мере отражает результаты теста PCMark Vantage (возможно, между ними не так много различий?). Южный мост AMD SB950 и Fusion Controller Hub A75 со значительным отрывом уступают двум PCH от Intel. Контроллеры Marvell и ASMedia AMD1061 обеспечивают приемлемую, но никак не выдающуюся производительность. Но когда речь идёт о перемещении больших объёмов информации, попытка использовать современный SSD со старыми контроллерами Intel или AMD на 3 Гбит/с – это всё равно, что давить на газ при нажатом тормозе.

Общая производительность

Поскольку Z77 и Z87 Express лидируют в большинстве тестов, естественно, в большинстве случаев им достаются золотые и серебряные медали.

Влияние контроллера накопителей на скорость SSD | Современный SSD и контроллер 6 Гбит/с

Итак, влияют ли южные мосты, Platform Controller Hub, Fusion Controller Hub или дискретные контроллеры накопителей на производительность SSD? Если да, то в какой степени? По крайней мере, в теории различия могут быть значительными. Например, накопитель Samsung 840 Pro, подключённый к материнской плате Intel DZ87KLT-75K с PCH Z87 Express, достигает скорости произвольной записи блоками по 4 Кбайт на уровне 101,1 Мбайт/с. Этот же SSD, подключённый к MSI 790FX-GD70 с южным мостом AMD SB750, демонстрирует скорость всего 52 Мбайт/с. Конечно, как известно из наших обзоров SSD, при переходе с одного накопителя на другой зачастую заметна большая разница между результатами тестов и работой компонента в реальных условиях.

В целом же данные тестирования позволяют нам сделать несколько общих выводов. С одной стороны, современные чипсеты, как правило, предлагают лучшую производительность SATA, чем старые. Если верить синтетическим тестам, Intel Z87 Express и его предшественник являются самыми быстрыми образцами. Между тем P55 Express и южный мост ICH10R (пришедшие в нашу тестовую лабораторию из 2008 года) отстают. Чипсеты AMD ведут себя аналогично. Современный SB950 обходит более старый SB750. И как тут разобраться? Современная логическая схема поддерживает скорость передачи данных SATA 6 Гбит/с, в то время как старые экземпляры ограничены возможностями интерфейса SATA 3 Гбайт/с. При использовании передовых твердотельных накопителей, способных превысить скорость 500 Мбайт/с при последовательной передаче данных, старые модели со скоростью 3 Гбит/с оказываются в проигрыше.

Также можно констатировать, что чипсеты Intel работают быстрее чипсетов AMD. Опять же, синтетические тесты предполагают, что вы получите лучший результат на платформе Intel Z87 или Z77 Express, чем на AMD SB950. Но это и неудивительно: логическая схема AMD устаревает (она даже не поддерживает PCI Express 3.0). Однако вы с трудом уловите разницу между настольными компьютерами на базе Intel и AMD, если сравнивать производительность накопителей.

Дискретные контроллеры накопителей, припаянные на материнскую плату или установленные в слот PCI Express, имеют свои недостатки. Из тестирования одиночного накопителя известно, что даже один быстрый SSD может оказаться медленнее, чем интегрированная логика системы хранения данных. Учитывая, что большинство контроллеров подключено к одной линии PCI Express, достигающей теоретического максимума в 500 Мбайт/с, отставание для них вполне естественно. Просто попробуйте подключить два быстрых накопителя и посмотрите, как изменится их совокупная скорость.

Итак, несмотря на то, что в ходе теста мы смогли выявить слабости контроллеров, на практике их различия довольно незначительны. В частности, если вы решили купить дорогой и быстрый твердотельный накопитель, всё же лучше использовать его в системе с интегрированным контроллером SATA 6 Гбит/с от AMD или Intel. В противном случае, вы можете не получить обещанную скорость, и следовательно цена за гигабайт для вас повысится.