За последние несколько лет рынок потребительских твердотельных накопителей с интерфейсом NVMe кардинально поменялся. В 2015-2017 годах, когда первые NVMe SSD начинали появляться в продаже, они представляли собой высокопроизводительные и дорогие решения для энтузиастов, которые сильно выделялись на фоне SATA-собратьев. Таких моделей было не так много, и в первую очередь они конкурировали между собой уровнем быстродействия, а пользователи, которые не считали нужным гоняться за передовыми технологиями, попросту продолжали ориентироваться на SATA SSD. Но к сегодняшнему дню ситуация кардинально изменилась. Сегодня NVMe SSD – уже далеко не элитарный, а массовый класс продуктов, среди которых есть и такие, цена которых позволяет им соперничать с SATA-предложениями.
Произошедшее удешевление подняло интерес к NVMe-накопителям, они стали распространяться повсеместно, это привело к расширению их многообразия и в конечном итоге к сегментации этого рынка. Сегодня на нём сосуществуют модели NVMe SSD принципиально разных классов. Есть дорогие и высокопроизводительные варианты с интерфейсом PCIe 4.0, например WD Black SN850 или Samsung 980 PRO. Есть более массовые и хорошо зарекомендовавшие себя середнячки вроде Samsung 970 EVO Plus. И есть даже целый класс доступных NVMe-накопителей, куда входят либо основанные на QLC 3D NAND модели, как, например, Intel SSD 660p, либо модели, построенные по безбуферной схеме, например Samsung 980.
Такой расцвет рынка NVMe SSD открыл производителям возможность соревноваться друг с другом не только в производительности предлагаемых решений, но и в их цене. Поскольку интересоваться NVMe-накопителями стали не только энтузиасты, но и огромная аудитория обычных пользователей с различными запросами и бюджетами, возник спрос на разного рода компромиссные варианты, которые при невысокой цене могут предложить пусть и не лидирующий, но всё равно неплохой уровень быстродействия. Поймать эту волну сейчас активно пытаются и лидеры рынка – появление недорогих моделей вроде Samsung 980, Crucial P2 или WD Blue SN550 связано именно с этим.
Параллельно нащупать наилучший баланс между ценой и производительностью пытаются и небольшие производители второго и третьего эшелона, которые используют в своей продукции контроллеры независимых разработчиков – фирм Phison и Silicon Motion. Благо в 2021 году эта пара спустила в нижний ценовой сегмент те NVMe-платформы, которые четыре года назад выводились на рынок в качестве производительных решений. Такие платформы, в отличие от свежеиспечённых бюджетных решений, не имеют в своём дизайне никаких компромиссов и после снижения цены не только обретают вторую молодость, но и становятся очень интересными вариантами. В качестве хрестоматийного образца NVMe-накопителя, который совершил путешествие из верхнего в средний сегмент, а потом стал спускаться ещё ниже, собирая по пути всё более мощную аудиторию поклонников, можно привести ADATA XPG SX8200 Pro – яркий пример удачной реализации платформы SM2262EN, который остаётся актуальным с 2018 года.
Однако подобные решения есть не только среди старожилов рынка. Сегодня мы познакомимся с абсолютно новой моделью на базе платформы Phison E12, разработанной компанией Silicon Power. И на этот раз речь пойдёт не об очередном типовом решении, аналогичном десяткам таких же SSD, которые выпускались на протяжении последних четырёх лет. Напротив, взятая нами на тесты модель представляет собой новую компиляцию старой платформы, которая была «обточена напильником» для лучшего соответствия потребностям сегодняшнего массового потребителя. Поэтому сегодня нас может ждать сюрприз: до сих пор накопители на чипе Phison E12 не заслуживали наших симпатий, но с новым Silicon Power XD80 всё может пройти совсем иначе.
⇡#Внешний вид и внутреннее устройство
В модельном ряду Silicon Power уже был накопитель на базе контроллера Phison PS5012-E12, он называется P34A80 и до сих пор присутствует на прилавках отечественных магазинов. Однако компания решила выпустить XD80 — ещё один NVMe SSD, который основывается на том же контроллере, — не просто так. Мы получили для исследования версию Silicon Power XD80 1 Тбайт, и на её примере можем утверждать, что новая модель действительно имеет довольно весомые отличия в дизайне.
 |
 |
Первым делом в глаза бросается установленная на XD80 полноценная теплораспределительная пластина, сделанная из алюминия толщиной 0,5 мм и анодированная в чёрный цвет. Она расположена на лицевой стороне накопителя и закрывает контроллер и половину микросхем флеш-памяти. При этом XD80 имеет двухсторонний дизайн, поэтому часть микросхем, располагающихся на обратной стороне платы, какого-либо охлаждения лишена.
Сама по себе теплорассеивающая пластина не имеет какого-либо развитого рельефа, но это не мешает Silicon Power писать на своём сайте, что она снижает температуру SSD на 20 % (это утверждение мы проверим в тестах). Однако куда интереснее то, что скрывается под теплорассеивателем. Дело в том, что все компоненты в составе XD80 совершенно непривычны.
 |
 |
На печатной плате, дизайн которой отличается от уже привычного, эталонного для накопителей на платформе Phison E12, располагается контроллер, промаркированный как Phison PS5012-E12S (то есть с дополнительной литерой S на конце), микросхемы флеш-памяти со странной цифровой маркировкой и чип DRAM, который имеет подозрительно небольшую ёмкость.
Контроллер Phison PS5012-E12S представляет собой более новую версию оригинального чипа Phison PS5012-E12. В базовых характеристиках контроллеры PS5012-E12S и PS5012-E12 не различаются: и тот и другой производятся по 28-нм техпроцессу на мощностях TSMC и основываются на двухъядерном 32-битном ARM-процессоре. Но на сайте Phison в характеристиках свежей модификации PS5012-E12S указаны некоторые изменения в худшую сторону – небольшое снижение производительности и некоторое увеличение тепловыделения. Изменился контроллер и внешне – микросхема PS5012-E12S меньше по размерам и получила металлическую теплорассеивающую поверхность. Исходя из этого можно сделать вывод, что главной целью, которую преследовала Phison при выпуске новой версии контроллера, была отнюдь не оптимизация, а удешевление за счёт снижения требований к качеству кремния.
Вторая характерная особенность конструкции Silicon Power XD80 – применение DRAM-буфера уменьшенной ёмкости. В терабайтной модели SSD, которую мы получили на тестирование, объём буферного чипа DDR3-1600 составляет всего 256 Мбайт против типичного гигабайта. Очевидно, что это тоже помогает добиться снижения себестоимости накопителя.
Но наиболее удивительная составляющая XD80 – это флеш-память, которая имеет китайское происхождение. А именно, в накопителе использованы чипы TLC 3D NAND производства молодой компании YMTC (Yangtze Memory Technologies Corp), которая только-только начинает выходить на рынок с конкурентоспособной продукцией. Судя по всему, в рассматриваемом накопителе применяются 64-слойные кристаллы ёмкостью 256 гигабит. И если это предположение верно, то, значит, в восьми каналах контроллера Phison E12S в терабайтном накопителе используется четырёхкратное чередование устройств NAND, что позволяет получить максимальную производительность.
Если обобщить все сказанное, напрашивается вывод, что Silicon Power решила перевыпустить своё Phison E12-решение в первую очередь с целью оптимизации себестоимости, чтобы новый накопитель лучше, чем имеющийся P34A80, подходил для конкуренции с недорогими NVMe SSD других компаний. Кроме того, в новой модели нашла место и некая «маркетинговая магия» — добавление радиатора и звучной марки XPower должно создать у потенциальных покупателей ощущение, что перед ними не заурядный SSD, а специализированный геймерский продукт.
⇡#Технические характеристики и особенности работы
Спецификации Silicon Power XD80, которые заявляет для него производитель, по сути не отличаются от спецификаций предшествующего SSD на базе контроллера Phison E12. Что характерно, в обоих случаях Silicon Power не вдаётся в подробности, раскрывая о своих предложениях лишь самые базовые факты. Иными словами, составить какое-то определённое мнение о XD80 по паспортным характеристикам довольно затруднительно.
| Производитель | Silicon Power | |||
| Серия | XD80 | |||
| Модельный номер | SP256GBP34 XD8005 | SP512GBP34 XD8005 | SP001TBP34 XD8005 | SP002TBP34 XD8005 |
| Форм-фактор | M.2 2280 | |||
| Интерфейс | PCI Express 3.0 x4 – NVMe 1.3 | |||
| Ёмкость, Гбайт | 256 | 512 | 1024 | 2048 |
| Конфигурация | ||||
| Флеш-память: тип, техпроцесс, производитель | YMTC 64-слойная 256-Гбит TLC 3D NAND | Н/Д | ||
| Контроллер | Phison PS5012-E12S | |||
| Буфер: объём, тип | 128 Мбайт, DDR3-1600 |
128 Мбайт, DDR3-1600 |
256 Мбайт, DDR3-1600 |
512 Мбайт, DDR3-1600 |
| Производительность | ||||
| Макс. устойчивая скорость последовательного чтения, Мбайт/с | До 3400 | |||
| Макс. устойчивая скорость последовательной записи, Мбайт/с | До 3000 | |||
| Макс. скорость произвольного чтения (блоки по 4 Кбайт), IOPS | Н/Д | |||
| Макс. скорость произвольной записи (блоки по 4 Кбайт), IOPS | Н/Д | |||
| Физические характеристики | ||||
| Макс. потребляемая мощность, Вт | Н/Д | |||
| MTBF (среднее время наработки на отказ), млн ч | 2,0 | |||
| Ресурс записи, Тбайт | 380 | 800 | 1665 | 3115 |
| Гарантийный срок, лет | 5 | |||
| Габаритные размеры: Д × В × Г, мм | 80,0 × 22,0 ×4,8 мм | |||
| Масса, г | 11 | |||
Таблица выше заполнена на основании «натурных наблюдений», сам же производитель не декларирует ни контроллер XD80, ни даже тип памяти. Не давая никакой конкретики, Silicon Power оставляет себе максимальный простор для вариаций аппаратной начинки, поэтому нет никакой гарантии, что через какое-то время под именем XD80 не начнут предлагаться совершенно иные SSD. Например, предыдущая модель на базе платформы Phison E12, P34A80, в какой-то момент внезапно «перескочила» на контроллер SMI SM2262EN, и, естественно, пользователи узнали о такой перемене уже по факту – сама Silicon Power не считает необходимым как-то информировать потребителей о подобных изменениях.
Но несмотря на полную неопределённость в характеристиках быстродействия, Silicon Power чётко очерчивает выносливость XD80. Вводить ограничения такого рода производителей заставил взлёт популярности криптовалюты Chia, при добыче которой нагрузка на SSD выходит за все разумные рамки. Поэтому для XD80 установлены пределы записи: до потери гарантии его можно перезаписать данными не более 1600 раз. Если же не подвергать накопитель экстремальным нагрузкам, то срок гарантии составит пять лет – как у большинства популярных SSD ведущих производителей.
Что касается скоростей, то, пользуясь терминологией «до …», производитель указал лишь пределы для линейного чтения и записи, присущие любым накопителям с интерфейсом PCIe 3.0 x4. Однако если вспомнить прошлый опыт, то многого от XD80 ждать не нужно: производительность платформы Phison E12 сильно зависит от текущего состояния SLC-кеша, который в данном случае ускоряет операции и записи, и чтения, и при высокой нагрузке она — производительность — заметно снижается. К тому же в новой модификации этой платформы произошло урезание объёма DRAM-буфера, что тоже способно нанести дополнительный удар по скорости обработки обращений к большим объёмам информации.
Как и в более ранних накопителях на платформе Phison E12, в Silicon Power XD80 кеширование работает по архаичной статической схеме – разработчики контроллера так и не смогли исправить этот недостаток новыми версиями микропрограммы. В результате в терабайтной модификации XD80 SLC-кеш имеет объём всего лишь чуть более 20 Гбайт. Всё это хорошо видно на графике с измеренной экспериментально скоростью непрерывной последовательной записи на пустой XD80.
Скорость линейной записи в TLC-память за пределами SLC-кеша составляет порядка 730 Мбайт/с, что является приемлемым показателем для недорогого NVMe SSD, но заметно ниже скорости массива флеш-памяти в накопителях класса Samsung 970 EVO Plus.
Заметно проваливается у Silicon Power XD80 и производительность операций чтения, если данные находятся за пределами SLC-кеша. Как следует из приведённого ниже графика, скорость мелкоблочного чтения из только что записанного и из более старого файла, хранящегося на XD80, различается примерно в полтора раза. При этом файл становится старым (то есть вытесняется из SLC-кеша), если после него на SSD было записано более 8 Гбайт информации.
Впрочем, всё перечисленное – стандартные и хорошо известные изъяны платформы Phison E12, и новая версия контроллера Phison PS5012-E12S здесь ничего не ухудшила, но и не улучшила.
Аналогичным образом оказалось предсказуемым и поведение Silicon Power XD80 при обработке команды TRIM. После уничтожения на накопителе файлов большого объёма он практически не теряет своей отзывчивости. Наблюдается лишь очень кратковременное снижение быстродействия продолжительностью примерно в одну секунду. На следующем графике показана производительность мелкоблочного чтения сразу после удаления файлов суммарным объёмом 64 Гбайт.
Таким образом, новая модификация базового чипа и флеш-память китайского происхождения в глубинных алгоритмах Silicon Power XD80 ровным счётом ничего не поменяли. Это такой же типичный накопитель на платформе Phison E12 со всеми её особенностями, коим был, например, Silicon Power P34A80. Фактически изменилось только позиционирование. Теперь XD80 нацеливается на конкуренцию с соперниками попроще, и сейчас он – один из самых доступных «полноценных» NVMe SSD с восьмиканальным контроллером, DRAM-буфером и TLC-памятью наряду с ADATA XPG SX8200 Pro. И та, и другая модель доступна сегодня в продаже по цене в районе 11 тысяч рублей.
Сейчас практически все производители твердотельных накопителей предлагают сервисные утилиты, позволяющие так или иначе контролировать состояние SSD и управлять их работой. У Silicon Power эта роль отведена утилите SP ToolBox, имеющей лишь самую базовую функциональность: она выдаёт расширенную информацию о SSD, позволяет оценить его состояние по параметрам S.M.A.R.T. и провести диагностику.
 |
 |
|
 |
 |
|
 |
О реализации в SP ToolBox каких-то расширенных функций речь не идёт. В ПО, например, нет возможности оценить производительность накопителя, нельзя принудительно выполнить Secure Erase и невозможно включить или выключить TRIM.
⇡#Описание тестовой системы и методики тестирования
Поскольку Silicon Power XD80 – недорогой NVMe-накопитель, сравнивать его уместно с наиболее доступными по цене популярными решениями с тем же интерфейсом. Судя по всему, Silicon Power ориентирована на то, чтобы отправить своё детище в одну ценовую категорию с безбуферными SSD лидеров рынка, например с Samsung 980 или WD Blue SN550. Однако по факту сейчас первоочередным соперником для XD80 станет популярная «полноценная» модель ADATA XPG SX8200 Pro (Gammix S11 Pro) на базе контроллера SM2262EN, которая за последнее время серьёзно подешевела. В итоге в тестах вместе с Silicon Power XD80 приняло участие довольно большое число популярных предложений, начиная от простого WD Blue SN550 и заканчивая лидирующим WD Black SN850.
Список участников тестирования получился следующим:
Конфигурация тестовой системы:
Отдельно стоит уточнить, что накопители для тестов устанавливаются в слот M.2, к которому подведены линии PCI Express непосредственно от процессора.
Для измерения производительности SSD применяются следующие тесты:
⇡#Производительность в CrystalDiskMark
По традиции мы начинаем с оценочного бенчмарка CrystalDiskMark. Стоит помнить, что он пользуется наиболее простым алгоритмом измерений, использует тестовый файл небольшого размера и проверяет скорости чтения сразу после создания такого файла. Всё это выливается в то, что в данном случае мы видим пиковые показатели быстродействия, которые достигаются, когда контроллер накопителя взаимодействует не с TLC-массивом флеш-памяти, а с SLC-кешем.
Silicon Power XD80 1 Тбайт |
Samsung 980 1 Тбайт |
При таком подходе Silicon Power XD80 кажется вполне сопоставимым по производительности с недавно появившимся на рынке Samsung 980. Впрочем, безбуферный накопитель Samsung всё-таки обгоняет решение на базе Phison PS5012-E12S при мелкоблочных операциях, но это и неудивительно – мелкоблочные операции всегда были слабым местом контроллеров Phison.
Впрочем, не стоит забывать, что показатели в CrystalDiskMark имеют достаточно отдалённое отношение к производительности SSD в реальных задачах, а потому давайте перейдём к тестам, которые проводятся в условиях, приближенных к боевым.
⇡#Производительность линейных операций
Показатели производительности Silicon Power XD80 при линейных операциях выдают в нём типичный SSD на платформе Phison E12 – за прошедшие с момента выхода таких продуктов три года ничего принципиально не поменялось. Отличают рассматриваемый накопитель невысокие показатели как при чтении, так и при записи, что связано не только со слабостью алгоритмов самого контроллера, но и с использованием статической схемы SLC-кеширования, которая имеет невысокую эффективность при работе с большими объёмами данных. В результате при чтении XD80 оказывается сопоставим по скорости с современными моделями SSD без DRAM-буфера или с QLC-памятью, а при записи или при смешанных операциях он проигрывает даже им.
Отдельно стоит отметить, что Silicon Power XD80 заметно проигрывает своему главному идеологическому противнику – накопителю ADATA XPG Gammix S11 Pro. Решение ADATA пользуется динамическим, а не статическим SLC-кешированием и наглядно показывает превосходство такого подхода.
⇡#Производительность мелкоблочных операций
Достаточно слабо Silicon Power XD80 выглядит и при тестировании производительности случайных операций. Как уже было сказано выше, достойные скорости при чтении данных этот SSD выдаёт только для недавно записанных на него файлов, а при работе со старыми файлами он по производительности сравним с Intel SSD 660p, который основан на QLC 3D NAND. Проигрывает XD80 конкурентам и при смешанных операциях – тут сказывается недостаточная вычислительная мощность контроллера Phison PS5012-E12S. Неплохую производительность можно увидеть лишь при случайной записи – вот при таком характере нагрузки XD80 сопоставим со многими современными SSD.
⇡#Производительность в PCMark 10
Тест PCMark 10 моделирует различные сценарии работы: обычное многоцелевое использование накопителя (Full System Drive Test), работу SSD в качестве системного диска (Quick System Drive Test) и его использование для хранения файлов (Data Drive Test). Результаты во всех трёх случаях получаются принципиально разными.
Если судить по результатам первого многоцелевого теста, то Silicon Power XD80 представляется решением, которое, несмотря на наличие в конструкции DRAM-буфера, проигрывает безбуферным накопителям последнего поколения, таким как Samsung 980 или WD Blue SN550, и уж тем более уступает ADATA XPG Gammix S11 Pro.
Но в более простом сценарии Quick System Drive Test накопитель Silicon Power выдаёт очень неплохой результат, что, вероятно, связано с небольшим объёмом данных, вовлечённым в измерение производительности в данном сценарии. Таким образом, можно сделать вывод о высокой эффективности SLC-кеша в XD80: в случае, если в него влезает весь объём данных, с которыми проводятся операции, производительность накопителя может выглядеть гораздо лучше. Подобная ситуация прослеживается и в тесте Data Drive Test. Иными словами, при коротких нагрузках и работе с небольшими объёмами информации Silicon Power XD80 может демонстрировать вполне достойный уровень производительности. Однако объём SLC-кеша у этого накопителя составляет порядка 20 Гбайт, и этот фактор заметно сужает множество сценариев, которые в контексте рассматриваемого SSD можно назвать «невысокой нагрузкой».
⇡#Производительность в реальных задачах
Наши собственные тесты проводятся на достаточно большом объёме данных, который предварительно вытесняется из SLC-кеша после развёртывания на накопителе. Поэтому в двух файловых сценариях из трёх Silicon Power XD80 вновь оказывается не на высоте, конкурируя только с Samsung 980, а не с теми накопителями, в конструкции которых есть DRAM-буфер.
Но вместе с тем при измерении скорости разархивации данных, где на сравнительно небольшое количество операций чтения приходится много операций записи, Silicon Power XD80 демонстрирует прямо противоположный результат – он оказывается в числе лидеров, проигрывая лишь накопителю WD с интерфейсом PCIe 4.0. Получается, что от XD80 можно ожидать неплохой производительности не только на операциях с небольшими объёмами данных, но и при определённом сочетании разнонаправленных обращений.
Но при использовании в роли системного диска, где хранятся программы и игры, Silicon Power XD80 уступает большинству недорогих вариантов как при старте приложений, так и при запуске игр. Даже безбуферные Samsung 980 и WD Blue SN550 оказываются при такой нагрузке более привлекательными вариантами. К сожалению, в системных сценариях слабые места платформы Phison E12 проявляются в полный рост, и новые вариации накопителей с обновлённой версией контроллера здесь ничуть не лучше предшественников.
Накопители на базе оригинальной версии контроллера Phison PS5012-E12 сильно страдали от высоких температур. В новой версии этого контроллера, PS5012-E12S, которая применена в Silicon Power XD80, разработчики постарались смягчить эту проблему. Контроллер оборудовали медной крышкой, а сам накопитель получил некоторое подобие радиатора – алюминиевую теплорассеивающую пластину.
Однако простой практический эксперимент говорит о том, что всё это не помогло. Silicon Power XD80, как и предшествующие накопители на платформе Phison E12, перегревается при активной работе. Его максимальная температура установлена в 70 градусов, при непрерывных смешанных линейных операциях, которые на 70 % состоят из чтения, накопитель достигает её где-то за полторы минуты, затем включается троттлинг и производительность падает. Примерно такую же картину мы видели, когда тестировали на нагрев Silicon Power P34A80 с первоначальной версией чипа PS5012-E12.
При этом в действительности накопитель греется даже сильнее, чем рапортует его мониторинг. На тепловом снимке видно, что температура радиатора при обращениях к Silicon Power XD80 может в действительности доходить и до 80 градусов, а это значит, что контроллер имеет ещё более высокую температуру.
Получается, всерьёз рассчитывать на то, что штатная теплорассеивающая пластина на XD80 способна взять на себя борьбу с высокими температурами контроллера PS5012-E12S, не стоит. Потенциальным владельцам новинки Silicon Power, которые захотят подвергать его продолжительным нагрузкам, стоит подумать о каких-то дополнительных средствах теплоотвода.
Silicon Power XD80 привлекает к себе внимание новой версией платформы Phison E12 и редкой TLC 3D NAND-памятью молодого китайского производителя YMTC. Эти два фактора в сумме позволили Silicon Power сделать накопитель с DRAM-буфером и полноценной восьмиканальной архитектурой дешёвым настолько, что его можно противопоставить безбуферным NVMe SSD ведущих производителей. Однако по параметрам производительности XD80 остался типичным представителем обширного класса накопителей на контроллере Phison E12.
Главное: контроллер PS5012-E12S обладает невысокой по современным меркам вычислительной мощностью, из-за этого плохо справляется с мелкоблочными и смешанными операциями, плюс он пользуется наименее эффективной из возможных стратегией SLC-кеширования со статическим кешем небольшого объёма. В результате в большинстве случаев производительность Silicon Power XD80 оказывается не лучше, чем у актуальных безбуферных NVMe SSD с технологией HMB вроде Samsung 980 или WD Blue SN550.
Иными словами, с точки зрения быстродействия в новом Silicon Power XD80 нет ничего нового – это близкий аналог P34A80. Правда, в XD80 в конструкцию SSD добавилась теплорассеивающая пластина, но она повлияла скорее на экстерьер, чем на какие-то потребительские качества.
Тем не менее все эти недостатки вполне простительны для накопителя, который относится к бюджетному сегменту. А теперь позиционирование XD80 именно такое – он и не собирается вторгаться на территорию, где живут решения класса Samsung 970 EVO Plus. Новый накопитель Silicon Power ориентирован на непритязательных пользователей, которые не собираются возлагать на SSD значительные нагрузки. И для них он может стать хорошей альтернативой SATA-накопителям, поскольку благодаря интерфейсу PCIe 3.0 x4 имеет заведомо более высокое быстродействие, обладает пятилетней гарантией со значительным разрешённым ресурсом записи и не вызывает особых нареканий по надёжности.
Silicon Power XD80 действительно выглядит привлекательно в качестве бюджетного NVMe-решения. В XD80 заложен больший потенциал по удешевлению за счёт применения китайской TLC 3D NAND, и на данный момент этот накопитель действительно можно купить по немного более низкой цене, чем у хитового ADATA XPG SX8200 Pro, что делает его самым недорогим на рынке NVMe-предложением на базе восьмиканального контроллера с DRAM-буфером.