A-Data SSD - тест в трех OS на двух платформах

Рано или поздно SSD-накопители станут в персональных компьютерах привычной и обыденной вещью, но сейчас они находятся только в начале пути. Тем не менее, за довольно короткое время они уже проделали путь от дорогого эксклюзивного продукта до серийного и теперь вполне доступны для энтузиастов. О массовом применении SSD-накопителей в обычных компьютерах говорить пока рано, но уже можно оценить, какие преимущества они принесут. Этим мы сегодня и займемся. К нам в лабораторию попал 2.5” SSD-накопитель производства компании A-Data. Давайте посмотрим, как выглядит этот малыш снаружи и внутри, и оценим, на что он способен. Мы будем тестировать накопитель в трех операционных системах – Windows XP, Windows Vista и Windows 7. Это делается для того, чтобы выяснить, есть ли какие-то преимущества от использования накопителей нового типа в современных ОС. Также мы проверим, есть ли разница в производительности при подключении SSD-накопителя к «родному» южному мосту чипсета и дополнительным SATA-контроллерам, которые часто устанавливаются на современных материнских платах. Еще мы сравним производительность SSD-накопителя на разных платформах – Intel и AMD. И, наконец, мы попытаемся выяснить, есть ли какие-то плюсы от использования SSD-накопителей в играх. Но прежде, чем перейти к тестам, давайте познакомимся с новинкой поближе. Накопитель упакован в прямоугольную картонную коробку, окрашенную в малиновые тона. Кстати, размер фотографии соответствует реальным размерам упаковки. На ее лицевой стороне указана емкость накопителя – 128 Гб, тип интерфейса – SATA2, номер модели и двухлетняя гарантия. На обратной стороне упаковки чуть больше информации, заслуживающей внимания. Так, указаны скоростные характеристики: скорость чтения – 230 Мб/с, записи – 170 Мб/с. Здесь же указано, что скоростные показатели могут варьироваться в зависимости от тестового приложения, версии драйверов, BIOS и операционной системы. Впрочем, производительность накопителя мы оценим, когда перейдем к тестам. Также указывается, что накопитель поддерживает коррекцию ошибок и технологию wear-leveling, что можно перевести как «выравнивание износа». Зачем это нужно? Дело в том, что микросхемы флэш-памяти имеют ограниченное число циклов перезаписи, примерно 100 000 для SLC-типа памяти и около 10 000 для MLC-типа. Поскольку операционные системы обычно заполняют накопитель последовательно, в традиционных накопителях большая часть операций записи приходится на начало диска. Для SSD-накопителя такой подход привел бы к преждевременному износу «начальных секторов», в то время как ресурс остальной части диска был бы не «израсходован». Поэтому для предотвращения подобной ситуации встроенный в SSD-накопитель контроллер самостоятельно распределяет данные по всему доступному объему, стараясь делать это равномерно. Таким образом, каждая ячейка флэш-памяти подвергается примерно равному числу циклов перезаписи, что продлевает срок службы накопителя. Среди достоинств SSD-накопителя также указываются: бесшумность, низкое энергопотребление, высокая скорость доступа и противоударная защита. Первые три пункта являются прямым следствием применения в накопителе микросхем флэш-памяти. Что касается противоударной защиты, то, разумеется, микросхемы лучше выдерживают перегрузки, чем обычный жесткий диск с подвижными частями. Но и в этом случае мы не советуем швырять SSD-накопитель как придется, микросхемам может ничего и не будет, но вот плату повредить можно. Накопитель размещается в пластиковом вкладыше. Никаких других аксессуаров в комплекте не прилагается. На лицевой стороне накопителя приведен тот же минимум информации, что и на упаковке. Однако есть фраза, которая прямо противоречит тому, что мы видели ранее. В вольном переводе это означает - «Предостережение. Хрупкий продукт, внутри находятся чувствительные компоненты. Возможно повреждение при ударе. Прикасание к цепям может вызвать поломку устройства». Вот такой вот «антишок». На обратной стороне накопителя находится разъем Serial ATA, гнезда крепления и четыре винтика, открутив которые можно взглянуть на его внутреннее устройство. Внутри корпуса SSD-накопителя размещеная обычная печатная плата зеленого цвета. На той ее стороне, которая примыкает к «лицевой» поверхности корпуса, расположены только микросхемы флэш-памяти. На обратной стороне платы располагаются еще восемь микросхем флэш-памяти, контроллер и кэш-память. Давайте рассмотрим их подробнее. В накопителе установлен контроллер INDILINX IDX110M00-LC. К сожалению, дополнительной информации о его характеристиках найти не удалось. На (http://www.indilinx.com/) сайте производителя указаны только семейства выпускаемых контроллеров, но нет какой-либо подробной технической информации. С уверенностью можно утверждать лишь то, что чип уже содержит контроллер интерфейса Serial ATA II. В качестве кэш-памяти используется микросхема SDRAM памяти производства Hynix емкостью 512 Мбит. Ее номинальная частота работы – 166 МГц, при таймингах 3-3-3. В качестве хранилища данных используются MLC-микросхемы NAND-flash производства Samsung емкостью 64 Гбит. Соответственно, один такой чип может вместить 8 Гбайт информации, а 16 таких чипов в сумме – 128 Гбайт. Отметим, что это «честные» гигабайты, в отличие от тех, что используются производителями традиционных жестких дисков, где 1 Гбайт емкости равен точно 1 000 000 000 Байт. Однако реальность оказалась куда суровее, чем мы предполагали. Посмотрите на скриншот ниже, где приводится информация о только что отформатированном SSD-накопителе емкостью 128 Гбайт. Оказывается, что после форматирования 9 Гбайт куда-то подевались. Как так? Дело в том, что 7% емкости резервируется контроллером накопителя для увеличения его надежности и срока службы. Аналогично тому, как это делается в традиционных HDD, в случае выхода из строя одного из «кластеров» флэш-памяти он помечается контроллером как битый, и вместо него используется резервный. Более подробно устройство и особенности строения SSD-накопителей мы рассмотрим в следующих материалах, а сейчас давайте посмотрим, что нам продемонстрирует A-Data SSD S592 128 Gb в плане производительности.

Конфигурация тестовых платформ

Как уже говорилось выше, тестирование будет проводиться в трех операционных системах (использовались версии x86):

• Windows XP SP3
• Windows Vista SP2
• Windows 7 RTM 7600

В качестве тестовых платформ использовались следующие конфигурации: В качестве основной тестовой платформы использовался «Тестовый стенд 1». Помимо южного моста Intel ICH10R, на материнской плате ASUS P5QC также установлены два дополнительных HDD-контроллера – Marvell 88SE6111 и Silicon Image SIL5723. Первый обеспечивает поддержку одного порта UltraDMA133 для PATA устройств и одного порта SerailATA2. Второй поддерживает два порта SerailATA2 и допускает объединение накопителей в RAID-массивы. Согласно официальной спецификации производителя, два дополнительных порта SerailATA2 на плате «принадлежат» контроллеру Silicon Image SIL5723. Однако все версии Windows рапортовали, что накопители, подключенные к любому из этих портов, работают через контроллер Marvell 88SE6111. Да и драйверы пришлось устанавливать именно для Marvell 88SE6111. Вполне возможно, что полностью цепочка подключения выглядит так – "южный мост" ICH10R, контроллер Marvell 88SE6111, Silicon Image SIL5723 и, наконец, жесткий диск. В любом случае, при подключении к дополнительным SATA-портам между накопителем и "южным мостом" ICH10R будет "находиться" по крайней мере один добавочный контроллер, а мы оценим, как он повлияет на производительность дисковой системы. Для простоты изложения будем считать, что накопители подключались именно к контроллеру Silicon Image SIL5723. Для сравнения с накопителем A-Data SSD S592 128 Гб мы взяли обычный жесткий диск – Seagate ST3750640AS, емкостью 750 Гб. По нынешним меркам, HDD довольно старый и по скорости значительно уступает современным моделям той же емкости. Но, как мы увидим в дальнейшем, в тестах это не будет иметь принципиального значения. Итак, приступим.

HD Tune Pro 3.5

Из всех тестов, предлагаемых утилитой HD Tune Pro 3.5, мы решили остановиться на двух, на наш взгляд, наиболее показательных. А именно - скорость чтения/записи файлов блоками разного размера и время доступа при операциях чтения/записи, опять же, с блоками разного размера. Результат теста линейного чтения/записи для обычных HDD хорошо известен, а для SSD-накопителей не имеет большого смысла, поскольку в идеале должен давать ровную горизонтальную линию. Ну а уровень этой линии можно определить и по тесту File Benchmark. Ниже приведен скриншот утилиты HD Tune Pro 3.5 при тестировании SSD-накопителя на первой тестовой платформе в тесте File Benchmark. Как видите, при операциях с блоками данных размером 128 Кбайт и выше скорость чтения составляет порядка 220 Мбайт/с, а скорость записи - примерно 125 Мбайт/с. Показатели несколько отличаются от заявленных, разумеется, в меньшую сторону, но, в целом, скоростные характеристики весьма хороши. Время доступа к диску при чтении блоков минимального размера составляет всего 0.1 мс, что в десятки раз меньше, чем у обычных настольных жестких дисков. Время доступа при операциях записи несколько увеличилось, но все равно гораздо меньше, чем у обычных HDD. Мы привели эти скриншоты для лишь ознакомления. В таблице ниже приведены все результаты тестирования в указанных бенчмарках пакета HD Tune Pro 3.5 в трех операционных системах, на двух платформах и разных контроллерах. Далее мы приведем сводные диаграммы, в которых полученные показатели можно сравнить более наглядно. Итак, давайте посмотрим, что же получилось в итоге. Как видите, по сравнению с обычным жестким диском SSD-накопитель демонстрирует невероятное превосходство во времени доступа. При подключении к дополнительному контроллеру SIL5723, показатели обычного жесткого диска практически не изменяются. Но в случае SSD-накопителя разница уже есть. Время доступа на операциях чтения несколько возрастает, хотя при записи время доступа может быть как больше, так и меньше, чем при подключении SSD-накопителя напрямую к южному мосту ICH10. В зависимости от используемой операционной системы, время доступа к накопителю также несколько изменяется, причем как в одну, так и в другую сторону, так что нельзя однозначно выделить "лучшую" ОС для SSD-накопителя. При операциях чтения/записи с блоками большого размера время доступа к SSD-накопителю значительно увеличивается, но все равно остается в разы меньше аналогичного параметра обычных жестких дисков. Что интересно, время доступа к SSD-накопителю при операциях записи одинаково при подключении к контроллерам ICH10 и SIL5723, но несколько больше, чем у SB750. Однако время доступа при операциях чтения заметно выше у связки SSD+SIL5723, а лидирует связка SSD+ICH10. В тесте File Benchmark HD Tune Pro 3.5 обычный жесткий диск показывает практически идентичные результаты, независимо от операционной системы и того, к какому контроллеру он подключен. А вот с SSD-накопителем все гораздо интереснее. Скорость чтения зашкаливает за 200 Мбайт/с, в WinXP и Vista результаты одинаковы, а лидирует Windows 7. При подключении SSD-накопителя к дополнительному контроллеру SIL5723 скорость чтения резко падает и застывает на уровне 152 Мбайт/с. Такое ощущение, что используется режим работы SATA I, а не SATA II, несмотря на поддержку этого режима и диском, и контроллером SIL5723. При этом скорость записи на SSD-накопитель также ограничивается, но уже на уровне около 102 Мбайт/с. В тоже время, при подключении SSD-накопителя напрямую к южным мостам скорость записи составляет 125-135 Мбайт/с, и опять же, в Windows 7 результаты оказываются максимальными. Первые тесты показывают незначительное преимущество Windows 7 в плане работы с SSD-накопителем, по сравнению с предыдущими операционными системами Microsoft, по крайней мере в тестах чтения/записи. Теперь посмотрим, что покажут тестовые пакеты PCMark.

PCMark'05

Тестовый пакет PCMark'05 по нынешним меркам довольно стар, но вполне способен продемонстрировать разницу в производительности между обычным жестким диском и SSD-накопителем. Мы использовали пакет HDD Suit, каждый тест прогонялся по три раза. Ну что же, SSD-накопитель оказывается в шесть с лишним раз быстрее обычного HDD. Отметим, что подключение накопителей к дополнительному контроллеру SIL5723 заметно ухудшает их производительность. Несколько неожиданно, но связка SSD+SB750 показывает результаты значительно хуже, чем SSD+ICH10. Еще один интересный момент - среди операционных систем лидирует Windows Vista, а не Windows 7, как можно было бы предположить на основании предыдущих тестов. В тесте Application Loading ситуация повторяется. В тесте General Usage все то же самое, но результаты связки SSD+SB750 оказываются даже хуже, чем SSD+SIL5723. В тесте Virus Scan разрыв в результатах между обычным HDD и SSD-накопителем заметно сокращается, но все равно остается более чем заметным. Разница результатов в различных операционных системах практически незаметна. Удивительно, но SSD-накопитель, подключенный к южному мосту ICH10, в этом тесте показывает наилучшие результаты в WinXP, а лидирует связка SSD+SB750 в Windows 7. Как видите, разброс в результатах тестирования SSD-накопителя довольно велик. Впрочем, можно однозначно сказать, что дополнительный контроллер SIL5723 ограничивает его производительность, а обычный HDD безнадежно от него отстает.

PCMark Vantage

Набор тестов HDD Suit пакета PCMark Vantage включает больше тестов, чем предшественник - восемь вместо пяти, при этом характер тестов также несколько отличается. Поскольку PCMark Vantage требует операционной системы Windows Vista или выше, WinXP пришлось исключить из рассмотрения. В этом случае мы также не стали проводить тестирование при подключении накопителей к дополнительному контроллеру SIL5723, поскольку уже понятно, как он влияет на результаты. Все тесты прогонялись по три раза. Как видите, по-прежнему сохраняется пятикратная разница в результатах между SSD-накопителем и обычным HDD, а связка SSD+SB750 чуть отстает от SSD+ICH10. В тесте Gaming разница в результатах между SSD и HDD становится почти десятикратной. В тесте Photo Gallery разница меньше, в четыре раза, а в целом картина прежняя. Как и в предыдущих тестах, с минимальным преимуществом впереди оказывается связка SSD+ICH10 работающая в операционной системой Windows 7. А вот в тесте Vista Startup впереди оказывается связка SSD+ICH10 в операционной системе, как ни странно, Windows Vista. Впрочем, аналогичную картину можно видеть и в тестах Windows Movie Maker, Media Center. Удивительно, но в тестах Media Player и Application Loading преимущество Windows Vista над Windows 7 оказывается весьма значительным. По всей видимости, это происходит из-за того, что Windows Vista довольно агрессивно поглощает всю доступную ей оперативную память и отдает ее под кэш файловой системы.

Тестирование в играх

Тестирование в играх проводилось на тестовом стенде №1. Сначал мы попробовали увидеть разницу в результатах при использовании обычного HDD и SSD-накопителя в стандартных бенчмарках Crysis и Far Cry 2. К сожалению, ощутимой разницы увидеть не удалось. Средний FPS был одинаков, а минимальный FPS в случае с SSD-накопителем был больше на пару-тройку FPS, да и то не всегда. По всей видимости, это объясняется тем, что данные бенчмарки не очень интенсивно обращаются к жесткому диску. Также может иметь значение, каким именно образом бенчмарк подсчитывает минимальный FPS. Мы уже указывали на эту проблему раньше, в статье "Что считать за минимальный FPS? Так ли прост вопрос, как кажется?". Однако, как нам кажется, высокая скорость чтения и малое время доступа SSD-накопителя должны сыграть положительную роль в случае обширного игрового мира. Конечно, можно было взять, например, игру The Elder Scrolls IV: Oblivion. Однако тут возникают сложности с точностью воспроизведения каждой "пробежки", что может сказаться на результатах при тестировании с помощью FRAPS, так как игра не оснащена встроенным бенчмарком. Да и "кусок" игрового мира в бенчмарке в любом случае невелик, что также нам не подходит в данном случае. Более стабильные результаты можно получить при тестировании в автогонках, на кольцевых трассах. Как правило, такие игры не оснащены встроенными бенчмарками, поэтому придется использовать утилиту FRAPS. Как было показано в статье "Методика тестирования видеокарт 2007. Использование FRAPS", в этом случае можно получить хорошо воспроизводимые результаты с небольшой погрешностью, если число отсчетов мгновенных FPS достаточно велико. Собственно, это нам и нужно. В итоге, для тестов мы решили использовать Race Driver: Grid. Игра обладает хорошей графикой и достаточно разнообразными игровыми ландшафтами, поэтому по ходу игры подгрузка текстур неминуема и должна оказывать влияние на итоговые результаты. В качестве демо-сцены была выбрана трасса Okutama Grand Circuit, по которой проходилось три круга. Что касается настроек графики, то разрешение экрана было установлено на 1680х1050, полноэкранное сглаживание было отключено. Сначала посмотрим, как поведет себя игра при запуске с обычного жесткого диска. Для построения графиков и диаграмм распределения мгновенных FPS мы использовали методику, изложенную здесь Согласно данным файла результатов "minmaxavg.csv", минимальный FPS равен 70, а средний - 102.6. Общее количество отсчетов мгновенных FPS, полученных после трех кругов на трассе Okutama Grand Circuit, составило около 41 тысячи. Чтобы график не сливался в сплошную полосу, на графике выше приведен его "небольшой" фрагмент из первых 7000 отсчетов. Остальная часть графика имеет точно такой же вид. Как видите, несмотря на то, что основная масса значений мгновенных FPS располагается выше уровня 80 FPS, есть регулярные "проколы" до уровня 20-40 FPS. Они как раз и могут быть связаны с подгрузкой текстур в процессе перемещения по игровой трассе. Визуально эти "проколы" воспринимались как кратковременные "замирания" и были довольно ощутимы. Давайте построим общую диаграмму распределения мгновенных FPS по диапазонам значений с шагом 1 FPS. Как и ожидалось, спектр FPS имеет вид "колокола", что характерно для открытых игровых пространств. Красными линиями отмечены уровни минимального и среднего FPS из файла результатов "minmaxavg.csv". Средний FPS, подсчитываемый FRAPS'ом, находится практически в середине "колокола", как и положено. А "официальный" минимальный FPS находится на левой границе "колокола", что тоже вполне закономерно. Помимо этого имеется некоторое количество мгновенных FPS слева от уровня минимального FPS, что соответствует тем самым "проколам". Давайте рассмотрим этот участок в деталях. На общем фоне число "проколов" невелико, в диапазоне от 0 до 30 FPS их насчитывается всего 108. Тем не менее, получается, что при общей длительности заезда около 400 секунд, примерно каждые 4 секунды будет наблюдаться провал до уровня 30 FPS и ниже. Давайте теперь посмотрим, что нам даст использование SSD-накопителя в игре Race Driver: Grid. Как и в случае с обычным HDD, основная масса значений мгновенных FPS находится выше уровня 80. "Проколы" ниже этого уровня есть, но они уже не так глубоки, как раньше. На общей диаграмме распределения мгновенных FPS можно видеть все тот же "колокол". Среднее значение FPS чуть возросло и составило 103.9 FPS (+1.3%). Минимальный FPS после установки SSD-накопителя вырос сильнее, и стал равен 79.3 FPS (+13.3%). Количество проколов слева от уровня минимального FPS также заметно уменьшилось. Количество мгновенных FPS ниже уровня 30 теперь всего 8! То есть, при длительности заезда 400 секунд мы увидим провал ниже 30 FPS, в среднем, только раз в 50 секунд. Данная диаграмма построена в том же масштабе, что и в случае с обычным жестким диском. Для наглядности сравнения, приведем эти фрагменты на общей диаграмме. Результаты тестирования с SSD-накопителем показаны красным цветом. Как видите, в случае использования SSD-накопителя количество "плохих" мгновенных FPS заметно меньше, а значит геймплей в целом будет значительно комфортнее.

Выводы

Тестирование SSD-накопителя A-DATA S592 показало, что устройства хранения на основе микросхем флэш-памяти по производительности могут в разы превосходить обычные жесткие диски. Отметим, что протестированный нами SSD-накопитель A-Data построен на флэш-памяти типа MLC. Использование SLC-флэш памяти могло бы еще больше увеличить скорость записи, но такие накопители требуют установки большего количества микросхем при сохранении общего объема. Использование SSD-накопителя оправданно в задачах, интенсивно нагружающих дисковую подсистему компьютера - обработка мультимедия, видеомонтаж, базы данных и т.д. В играх также можно увидеть некоторое улучшение комфортности геймплея, особенно для обширных игровых миров. Впрочем, для этой цели можно использовать RAM-диск, благо оперативная память стала весьма дешева, но это тема уже совсем другого исследования. Что касается цены, то стоимость SSD A-Data S592 в российской рознице выяснить не удалось, а цены на твердотельные накопители объемом 128 Гб других производителей, согласно данным market.3dnews.ru, начинаются от 8000-9000 рублей. В пересчете округленно получается около $2 за гигабайт объема, что в 20 раз больше стоимости одного гигабайта обычного жесткого диска объемом 1 Тб. Плюсы SSD-накопителя

• отличная производительность
• очень малое время доступа
• бесшумность
• отсутствие нагрева

Минусы SSD-накопителя

• высокая стоимость за единицу объема