Обзор WD Black SN850 — SSD, который победил Samsung 980 PRO

⇡#Описание тестовой системы и методики тестирования

Накопитель WD Black SN850, о котором идёт речь в данном обзоре, претендует на то, чтобы занять место в передовых системах игрового предназначения. Иными словами, по задумке производителя, он должен стать флагманским предложением среди потребительских NVMe-накопителей. Поэтому с ним мы решили сопоставить те SSD, которые обычно устанавливают в свои компьютеры энтузиасты. Множество таких моделей хорошо известно: это ADATA XPG Gammix S11 Pro, Plextor M9P Plus, Samsung 970 EVO Plus и Samsung 970 PRO, рассчитанные на подключение по шине PCIe 3.0 x4; а также Corsair Force MP600 и Samsung 980 PRO, рассчитанные на работу по более быстрому интерфейсу PCIe 4.0. Corsair Force MP600 в этом списке олицетворяет целый класс одинаковых SSD на базе контроллера Phison PS5016-E16 – все такие продукты различаются лишь системами охлаждения и этикетками. Но главный соперник WD Black SN850 – это Samsung 980 PRO, накопитель, который мы наградили званием быстрейшего буквально несколько недель тому назад.

В конечном итоге список участников тестирования получился следующим:

• ADATA XPG Gammix S11 Pro 1024GB (AGAMMIXS11P-1TT-C, прошивка S0118C);
• Corsair Force MP600 (CSSD-F1000GBMP600, прошивка EGFM11.3);
• Plextor M9P Plus (PX-1TM9PG+, прошивка 1.02);
• Samsung 970 EVO Plus 1000GB (MZ-V7S1T0BW, прошивка 2B2QEXM7);
• Samsung 970 PRO 1024GB (MZ-V7P512BW, прошивка 1B2QEXP7);
• Samsung 980 PRO 1000GB (MZ-V8P1T0BW, прошивка 1B2QGXA7);
• WD Black SN850 1000GB (WDS100T1X0E, прошивка 611110WD).

Тесты проводились в платформе AMD с процессором Ryzen 7 3800X и материнской платой на чипсете X570, которая позволяет использовать шину PCIe 4.0 x4 для подключения твердотельных накопителей. Конфигурация тестовой системы:

• Процессор: AMD Ryzen 7 3800X (Matisse, 8 ядер + SMT, 3,9-4,5 ГГц, 32 Мбайт L3).
• Процессорный кулер: Noctua NH-D15.
• Материнская плата: ASRock X570 Taichi (Socket AM4, AMD X570).
• Память: 2 × 8 Гбайт DDR4-3600 SDRAM, 16-16-16-36 (G.Skill Trident Z RGB F4-3600C16D-16GTZR).
• Видеокарта: NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti (TU102, 1350/14000 МГц, 11 Гбайт GDDR6 352-бит).
• Блок питания: Thermaltake Toughpower DPS G RGB 1000W Titanium (80 Plus Titanium, 1000 Вт).

Отдельно стоит уточнить, что накопители для тестов устанавливались в слот M.2, к которому подведены линии PCI Express непосредственно от процессора.

Для измерения производительности SSD применялись следующие тесты:

• CrystalDiskMark 7.0.0. Данный бенчмарк включён в методику благодаря тому, что он смог стать отраслевым стандартом при определении характеристик SSD. В нашем же случае он используется для определения пиковых показателей производительности накопителей в различных режимах.
• Iometer 1.1.0. Профессиональный тестовый пакет, с помощью которого мы измеряем реалистичные значения показателей производительности SSD при распространённых рафинированных нагрузках.
• PCMark 10 Storage Benchmark. Тестовое приложение, измеряющее производительность дисковой подсистемы во время моделирования типичной работы пользователя. Используются три сценария – базовый (работа в приложениях и обычное взаимодействие с файловой системой), облегчённый (моделирование системного диска) и файловая помойка (моделирование файлового хранилища).
• Собственные тесты 3DNews. Измерение скорости копирования файлов утилитой Robocopy, скорости архивирования и разархивирования файлов архиватором 7-zip и производительности дисковых операций при запуске игры Far Cry 4 либо при старте серии крупных приложений, включающей Microsoft Word, Adobe Photoshop и Premiere Pro.

⇡#Производительность в CrystalDiskMark

Приведённые ниже скриншоты с показателями CrystalDiskMark ясно показывают, что WD Black SN850 и Samsung 980 PRO – это бойцы из одной весовой категории. Сказать, что кто-то из них одерживает верх над соперником, по результатам CrystalDiskMark невозможно. Хотя этот бенчмарк и отражает лишь пиковые скоростные показатели, которые имеют мало общего с быстродействием в реальной жизни, определённые выводы можно сформулировать даже по ним.

В частности, сильной стороной Samsung 980 PRO оказывается работа со сложными смешанными нагрузками плюс хорошая скорость при мелкоблочном чтении без очереди запросов. WD Black SN850 очевидно оптимизирован для более простых операций – линейных чтения и записи, но также он довольно неплохо справляется и с произвольным чтением при глубокой очереди запросов.

WD Black SN850 1TB

Samsung 980 PRO 1TB

Любопытно, что в итоге WD Black SN850 удаётся лучше использовать возможности шины PCIe 4.0 x4. Максимально достижимая с ним скорость линейного чтения составляет 88 % от теоретической пропускной способности интерфейса, в то время как Samsung 980 PRO способен задействовать лишь 84 % его полосы пропускания.

⇡#Производительность линейных операций

Для этого раздела мы с помощью профессионального бенчмарка IOMeter измерили те варианты скоростей линейных операций, которые в первую очередь важны для пользователей, работающих с обычными приложениями для ПК. Иными словами, речь идёт об операциях с неглубокими очередями запросов – одна, две или четыре команды.

И в этом случае WD Black SN850 оказывается лидером, который опережает любой другой представленный на рынке потребительский NVMe SSD. Лишь при линейном чтении похожую скорость способен предложить основанный на раритетной MLC 3D NAND накопитель Samsung 970 PRO, в остальных же случаях новинка Western Digital выглядит интереснее.

Показательно, что и при чтении, и при записи, и при смешанных операциях WD Black SN850 опережает своего главного соперника – Samsung 980 PRO. Впрочем, преимущество при этом не подавляющее, оно составляет единицы процентов. Зато другая разновидность массовых накопителей с интерфейсом PCIe 4.0 x4 – та, которая базируется на контроллере Phison PS5016-E16, – на фоне устройств Samsung и Western Digital демонстрирует свою полную несостоятельность: представляющий этот класс накопителей Corsair Force MP600 с треском проигрывает им при линейном чтении и смешанных операциях.

⇡#Производительность мелкоблочных операций

Тесты производительности мелкоблочных операций в IOMeter также приближены к реальной нагрузке. Хотя они и имеют синтетическую природу, в них используются профили нагрузки с низкой глубиной очередей запросов. Как показывают различные независимые исследования, в обычной пользовательской среде до 80 % команд имеет неконвейеризируемую природу, и поэтому в используемых тестовых сценариях такая же доля отведена на чтение и запись 4-килобайтных блоков при очереди в одну команду. Остальные 20 % нагрузки отдаются под очередь в две или четыре команды.

При мелкоблочной нагрузке WD Black SN850 однозначным лидером не является. Например, если сопоставлять его с главным PCIe 4.0-соперником, Samsung 980 PRO, то окажется, что накопитель южнокорейского производителя быстрее при смешанных операциях, что обусловлено применением в его основе очень мощного контроллера Elpis. Тем не менее в случайной записи и случайном чтении Black SN850 всё же быстрее, причём в мелкоблочной записи он обходит вообще любые другие доступные накопители.

Фактически единственный вид нагрузки, при котором от WD Black SN850 хочется определённо большего, — это мелкоблочное чтение. Пример Plextor M9P Plus показывает, что из аналогичного восьмиканального массива флеш памяти на устройствах BiCS4 можно выжать лучшую производительность, чем выдаёт Black SN850. И это указывает на имеющиеся недоработки в оптимизации контроллера WD_BLACK G2.

⇡#Производительность в PCMark10

В бенчмарке PCMark 10, который моделирует реальные сценарии использования SSD, WD Black SN850 демонстрирует очень убедительное превосходство над всеми соперниками. Если опираться на результаты этого теста, то новинку Western Digital вполне можно назвать поистине прорывным решением. Ещё бы, преимущество этого накопителя перед Samsung 980 PRO достигает 30 %.

Наибольший отрыв от соперников WD Black SN850 демонстрирует в сценарии, моделирующем использование SSD в качестве хранилища рабочих файлов пользователя, но даже там, где воссоздаётся работа системного накопителя, Black SN850 лучше флагманского предложения Samsung на 15-20 %. Видимо, здесь как раз и начинает проявляться та самая оптимизация контроллера WD_BLACK G2 под нагрузки, свойственные ПК, о которой говорила Western Digital.

⇡#Производительность в реальных задачах

Измерение скоростей при обычных файловых операциях вновь подтверждает высокий класс WD Black SN850. Естественно, скоростей, близких к пропускной способности интерфейса PCIe 4.0 x4, тут нет, но по меньшей мере при копировании накопитель Western Digital почти вдвое быстрее PCIe 3.0-устройств прошлого поколения.

При архивации и разархивации производительность WD Black SN850 выделяется на фоне конкурентов не так сильно, но всё равно это устройство опережает предложения других производителей и обходит по скорости Samsung 980 PRO, который, похоже, вообще не способен противостоять натиску нового накопителя Western Digital ни в одном сценарии, имитирующем реальную нагрузку.

Подводя закономерный итог всему, о чём говорилось выше, приведем две диаграммы с результатами замеров скорости запуска игры (Far Cry 4) и приложений (Word, Photoshop и Premiere). В обоих случаях WD Black SN850 вновь оказывается на первом месте. Причём при первом варианте нагрузки накопитель Western Digital очень заметно отрывается от преследователей, а значит, желание производителя преподнести Black SN850 в качестве геймерского SSD имеет под собой все основания.

⇡#Температурный режим

WD Black SN850 – довольно горячий SSD. Он предлагает лидирующий уровень производительности в компактном форм-факторе M.2, да ещё и в текущем виде не имеет никаких штатных средств охлаждения. Такое сочетание свойств создаёт опасность высоких температур. И более того, ситуация дополнительно усугубляется тем, что контроллер WD_BLACK G2 производится по 16-нм нормам, в то время как, например, PCIe 4.0-контроллер Samsung Elpis для достижения приемлемых показателей энергоэффективности перевели на 8-нм техпроцесс. Фактически разработчики WD Black SN850 заведомо обрекли потенциальных покупателей своего устройства на борьбу с перегревом.

Максимально допустимая для WD Black SN850 температура установлена микропрограммой в 88 градусов, при более сильном нагреве начинается троттлинг. Мы проследили, как изменяется температура под нагрузкой из смешанных линейных операций, которые на 70 % состоят из чтения, если накопитель эксплуатируется без каких-либо дополнительных средств охлаждения. Получилось, что до предельной температуры он нагревается где-то за 40 секунд активных обращений.

Отсюда можно заключить, что тепловыделение WD Black SN850 явно выше, чем у большинства альтернативных вариантов. Тот же Samsung 980 PRO, который тоже предназначен для систем с поддержкой PCIe 4.0, греется значительно слабее и даже подходит для эксплуатации без дополнительного охлаждения. Устанавливать же WD Black SN850 в систему «в голом виде», без радиатора или хотя бы направленного обдува потоком воздуха, крайне не рекомендуется.

Причём по приведённому ниже термоснимку видно, что сильно греется в WD Black SN850 под нагрузкой не только контроллер, но и память.

Температура микросхем BiCS4, как и контроллера WD_BLACK G2, во время работы превышает 90 градусов. У испытанного в аналогичных условиях Samsung 980 PRO и память, и контроллер были на 15-20 градусов холоднее.

Но особенно реальный температурный режим WD Black SN850 пугает из-за того, что в официальной спецификации диапазон его допустимых рабочих температур ограничен сверху величиной 70 градусов, в то время как в жизни это ограничение не соблюдается даже близко.

⇡#Выводы

Хотя ранее компании Western Digital не удавалось никак проявить себя в роли создательницы потребительских SSD с рекордной производительностью, WD Black SN850 представляется именно таким решением. Возможно, в будущем на рынке и появятся какие-то более мощные накопители для PCIe 4.0 x4, но на данный момент Black SN850 – это лучший по скорости вариант с новым интерфейсом. Если сравнивать эту новинку с тем, что до этого момента успели предложить Samsung или Phison, хорошо видно, что Western Digital отнеслась к разработке решения нового поколения с куда большей ответственностью и не пожалела сил на то, чтобы не только перекроить весь фирменный контроллер, но и оптимизировать его под нагрузки, свойственные современным ПК верхнего уровня.

В итоге к быстродействию WD Black SN850 трудно предъявить какие-либо претензии. При линейных нагрузках он полностью задействует полосу пропускания PCIe 4.0 x4, а при мелкоблочных операциях выжимает (почти) всё возможное из восьмиканального массива памяти, составленного из чипов BiCS4. Плюс разработчики Western Digital наконец-то одумались и реализовали в Black SN850 динамическое SLC-кеширование, которого очень не хватало в прошлых накопителях компании.

В сумме все это вылилось в то, что WD Black SN850 уверенно обходит в тестах и Samsung 980 PRO, и все прочие PCIe 4.0-накопители на контроллерах Phison PS5016-E16, и уж тем более накопители, ориентированные на работу через интерфейс PCIe 3.0. Причём речь идёт не о каком-то формальном преимуществе, а о довольно существенном превосходстве именно в типичных потребительских сценариях – как при работе с файлами, так и при запуске операционной системы, программ или игр.

Получается, что WD Black SN850 всецело заслуживает того, чтобы стать предпочтительным компаньоном современных процессоров Ryzen, обладающих поддержкой PCIe 4.0. Ведь помимо производительности у Black SN850 есть и другие плюсы. Один из них состоит в том, что это – вертикально интегрированный продукт одного из крупнейших производителей, что позволяет быть уверенным как в надёжности этого решения, так и в отсутствии проблем с гарантийным обслуживанием через официальный сервис. Кроме того, Black SN850 снабжается функциональной сервисной утилитой, которую смело можно назвать лучшим вариантом ПО такого рода.

Очень приятно, что, выпустив столь выдающийся продукт, Western Digital не стала назначать ему слишком высокую стоимость. Пока Black SN850 отсутствует в широкой продаже в российской рознице, но если ориентироваться на цены, установившиеся на мировом рынке, то он должен продаваться как минимум не дороже Samsung 980 PRO. И это значит, что в лице Black SN850 мы имеем шанс получить очень заманчивое предложение.

Единственный заметный минус рассмотренного накопителя, о котором всё-таки нельзя не предупредить, – высокие рабочие температуры. Но с этим недостатком вполне можно бороться. Выбор всевозможных систем охлаждения для SSD форм-фактора M.2 2280 чрезвычайно широк, плюс штатные решения для теплоотвода зачастую присутствуют на материнских платах изначально.