Второе рождение OCZ Vertex 4

Vertex 4 — новый флагманский SSD от OCZ для настольных ПК, построенный на контроллере Indilinx Everest 2. Сначала считалось, что Everest и Everest 2 — это полностью «домашняя» разработка OCZ, но затем поступила информация, что аппаратную базу контроллера производит Marvell, а Indilinx/OCZ только написала свою прошивку. Когда в апреле мы протестировали первые семплы Vertex 4, у нас остались смешанные впечатления. Приведем резюме из того обзора.

Vertex 4 успешно соревнуется с Vertex 3, Intel SSD 520 и прочими в скорости произвольной записи даже в наиболее благоприятных для SandForce SF-2281 условиях. Последовательная запись не столь быстрая, как на SandForce, хотя тоже находится на весьма высоком уровне.

Что касается чтения, то низкая латентность помогает Vertex 4 достигать большого числа операций в секунду и конкурентоспособной скорости передачи при произвольном чтении блоков до 4 Кбайт. При передаче более крупных блоков Vertex 4 уже заметно проседает, так как скорость линейного чтения у него невелика. Получается, что (в теории) Vertex 4 не столь хорош в качестве накопителя для клиентских ПК, но «оптимизирован» для серверов баз данных и подобных применений, для которых характерно большое количество мелких запросов на произвольный доступ. Кроме того, есть большой подвох в спецификациях Vertex 4 разного объема: чем больше накопитель, тем выше скорость линейной записи. Большая разница не только есть на бумаге, но и регистрируется тестами.

В целом Vertex 4 оказался для нас еще одним быстрым SSD с характерными преимуществами (не зависит от сжимаемости данных, в отличие от SandForce) и недостатками (младшие по объему модификации имеют существенно меньшую скорость записи) устройств на платформе Marvell (пусть и с прошивкой Indilinx). И хотя результаты Vertex 4 были вполне себе неплохими, мы не нашли решительно никаких оснований согласиться с тем, что это шаг вперед по сравнению с Vertex 3 и аналогичными приводами на SF-2281, который стоит обновления модельного номера в линейке Vertex. Хороший альтернативный вариант, но не более того.

Впечатление от Vertex 4 также подпортило расхождение между заявленной и реальной скоростью линейного чтения. Если в спецификациях для версии 256 Гбайт было указано 535 Мбайт/с, то в бенчмарке удалось получить немногим больше 200 Мбайт/с. Возможная причина проблемы была в том, что очередь в четыре команды, стандартная для десктопной нагрузки, оказалась для Vertex 4 недостаточной.

Тогда мы еще высказали надежду, что OCZ сгладит недостатки новинки в будущих версиях прошивки, но без особой веры в то, что что-то может радикально измениться. Каким же приятным сюрпризом стало то, что OCZ уже выпустила два масштабных программных обновления, которые, по заявлениям производителя, принесли Vertex 4 колоссальный прирост производительности.

Больше всего увеличилась максимальная скорость последовательной записи, особенно у модификации объемом 128 Гбайт: со скромных 200 до 430 Мбайт/с.

Что касается Vertex 4 объемом 256 и 512 Гбайт, то у них скорость линейной записи увеличилась до 510 Мбайт/с. Скорость линейного чтения у всех трех моделей объемом 128, 256 и 512 Гбайт теперь, по заявлениям OCZ, может достигать 560 Мбайт/с.

Когда смотришь на эту таблицу, возникает впечатление, что это уже совсем другой Vertex. Настолько сильно поменялись спецификации. Фактически по заявленной скорости линейного чтения старшие модели Vertex 4 сейчас опережают и диски на SandForce SF-2281, и приводы на платформе Marvell с памятью Toshiba Toggle-Mode DDR 24 нм.

По скорости линейной записи Vertex 4 немного не дотянул до уровня SandForce. Но не будем забывать, что контроллер Everest 2, в отличие от SF-2281, не полагается на компрессию данных и скорость записи совершенно не зависит от того, насколько хорошо сжимается контент. Среди массы SSD на платформе Marvell Vertex 4 такой скоростью линейной записи резко выделяется. Даже такие устройства, как Plextor M3 Pro, оснащенный памятью Toshiba Toggle-Mode DDR 24 нм, далеко не достигают тех 510 Мбайт/с, которые Vertex 4 выдает даже с менее быстрой синхронной памятью Intel 25 нм.

Количество операций в секунду при произвольной записи после апдейта прошивки осталось прежним. У старших модификаций: 90 000 — 95 000 оп./с при чтении и 85 000 при записи. Это на уровне SF-2281 по скорости записи (сжимаемых данных, конечно же) и вдвое больше него же по чтению. SSD на «стандартных» чипах Marvell также отстают от Vertex 4 по этим параметрам.

Таким образом, чисто по спецификациям Vertex 4 как по мановению волшебной палочки стал лидером среди SSD для шины SATA 3. Проверим, согласуется ли это с результатами реальных тестов. Кроме того, спецификации ничего не говорят о поведении привода в условиях короткой очереди команд. Решилась ли проблема со скоростью чтения?

Есть сведения, что да. В прошивке 1.4 появились предиктивные алгоритмы, позволяющие считывать данные «наперед», когда соответствующие команды еще не поступили от хост-контроллера. Это мы опять-таки проверим в бенчмарках.

И еще одна новость: в линейке Vertex 4 появился привод объемом 64 Гбайт. Его скоростные показатели даже с новой прошивкой гораздо ниже, чем у остальных моделей. Однако если сравнить их со спецификациями старших моделей с прошивкой 1.3, то выходит, что необновленная модель на 128 Гбайт не сильно лучше теперешней на 64.

Но сейчас мы займемся модификациями объемом 128 и 256 Гбайт. Последнюю мы уже тестировали ранее, поэтому задача — оценить прибавку производительности от новой прошивки. Vertex 4 объемом 128 Гбайт мы еще не видели. Приглядимся к нему повнимательнее.

Vertex 4 128 Гбайт

По внешнему виду диск не отличается от старших модификаций Vertex 4. Тот же пластиковый корпус с металлическим основанием, которое используется как радиатор для NAND-контроллера.

На плате распаяны 16 синхронных микросхем Intel 25 нм. В каждом корпусе содержится по одному NAND-устройству.

⇡#Методика тестирования

Iometer 1.1.0 RC1

1. Последовательное чтение/запись данных блоками от 512 байт до 2 Мбайт и глубиной очереди запросов 4 (типичная глубина для десктопных задач). Проба теста с блоками каждого размера продолжается в течение 30 с. В результате получается график зависимости скорости передачи данных от размера блока.


2. Произвольное чтение/запись данных во всем объеме диска блоками от 512 байт до 2 Мбайт и глубиной очереди запросов 4. Проба теста с блоками каждого размера продолжается в течение 30 секунд. Границы блоков выравниваются относительно линейки с шагом 4 Кбайт. Так как SSD-накопители считывают и записывают информацию в виде так называемых страниц по 4 Кбайт или кратного размера, выравнивание нагрузки исключает ситуации, когда логический блок занимает нечетное число страниц и скорость записи снижается.


3. Время отклика. Выполняется произвольное чтение/запись данных во всем объеме диска блоками по 512 байт и глубиной очереди запросов 4. Так как тест идет в течение 10 минут, дисковый буфер заполняется, что дает возможность оценить устоявшееся время отклика накопителя. Блоки данных также выровнены относительно 4-килобайтной разметки.


4. Скорость последовательного доступа в зависимости от длины очереди запросов. Измеряется скорость чтения и записи блоков по 64 Кбайт при длине очереди от 1 до 8 с шагом 2 и от 8 до 32 с шагом 4.


5. Многопоточная нагрузка. С диском одновременно работают от одной до четырех копий утилиты, генерирующей нагрузку (workers, в терминологии Iometer). Каждый worker выполняет последовательное чтение/запись блоков по 64 Кбайт с глубиной очереди запросов 1. Копии тестовой утилиты имеют доступ к непересекающимся адресным пространствам объемом по 16 Гбайт, которые расположены в объеме диска вплотную друг к другу, начиная с нулевого сектора. Измеряется совокупная производительность всех копий.

После каждого теста, включающего запись значительного объема данных, диск очищается с помощью Secure Erase. Длительные тесты на запись разделены на несколько частей, перемежающихся очисткой, чтобы первые пробы теста, заполняющие диск, не влияли на скорость последующих.

PCMark 7

Синтетический тест, эмулирующий нагрузку реальных приложений и различные сценарии использования ресурсов ПК. Бенчмарк установлен на основном накопителе стенда. На тестируемом накопителе создается единственный раздел в файловой системе NTFS на весь доступный объем, и в PCMark 7 проводится тест Secondary Storage. В качестве результатов теста учитывается как итоговый балл, так и скорость выполнения отдельных субтестов.

Копирование файлов

Диск разбивается на два раздела объемом 16 Гбайт, расположенные вплотную друг к другу без отступа от начала диска. Разделы форматируются в файловой системе NTFS с размером кластера по умолчанию.

Тестовая нагрузка заключается в копировании набора файлов в пределах раздела, а затем — на соседний раздел. Измеряется время выполнения каждой операции и вычисляется средняя скорость передачи данных.

Тестовые пакеты состоят из файлов различного размера: в первом пакете есть только один большой файл, второй пакет включает файлы размером около 10 Мбайт, а в третий входит содержимое каталога System32 операционной системы Windows 7 Ultimate X64 (в двойном объеме — для увеличения надежности теста), которое представляет собой тысячи мелких файлов. Чтобы создать одинаковые условия для накопителей с онлайновой компрессией и без нее, в тестовых пакетах используются данные с одинаковой структурой: файлы большого и среднего объема представляют собой RAR-архивы мелких файлов, созданные без компрессии. В таблице ниже приведены характеристики каждого пакета. Для надежности измерения тест выполняется пять раз, и выбираются средние значения результатов.

Выносливость SSD

Чтобы проверить, насколько падает скорость записи на SSD по мере заполнения, мы поэтапно забиваем его случайными данными на блочном уровне и проводим с помощью Iometer тесты произвольной записи блоков по 4 Кбайт с глубиной очереди запросов 4. Затем на диск посылается команда TRIM (при помощи утилиты Diskpart создается и форматируется раздел на весь объем диска) и еще раз измеряется скорость записи.

Для SSD, выполняющих компрессию записываемых данных, тесты скорости записи проводятся как на случайных данных, так и на рандомизированных.

⇡#Тестовый стенд

В качестве тестовой платформы используется компьютер с материнской платой MSI 890GXM-G65, процессором AMD Phenom II X2 560 Black Edition и 4 Гбайт RAM DDR3 1600 МГц.

Диск подключается к контроллеру, встроенному в чипсет материнской платы, и работает в режиме AHCI. Операционная система — Windows 7 Ultimate X64.

⇡#Участники тестирования

• OCZ Vertex 4 256 Гбайт (VTX4-25SAT3-256G) 1.5
• OCZ Vertex 4 256 Гбайт (VTX4-25SAT3-256G) 1.3
• OCZ Vertex 4 128 Гбайт (VTX4-25SAT3-128G) 1.5
• OCZ Octane 512 Гбайт (OCT1-25SAT3-512G)
• OCZ Vertex 3 480 Гбайт (VTX3-25SAT3-480G)
• ADATA XPG XS900 128 Гбайт (ASX900S3-128GM-C)
• Plextor M3 Pro 256 Гбайт (PX-256M3P)
• Plextor M3 Pro 128 Гбайт (PX-128M3P)
• Kingston HyperX 120 Гбайт (SH100S3/120G)

Главная задача — сопоставить результаты Vertex 4 256 Гбайт, полученные до и после обновления прошивки. Кроме того, нужно сравнить его с другими приводами такой же или большей емкости для шины SATA 6 Гбит/с: Vertex 3, Octane и Plextor M3 Pro.

Vertex 4 объемом 128 Гбайт мы тестируем впервые, поэтому просто сравним его с Plextor M3 Pro такого же объема и дисками ADATA XPG SX900 и Kingston HyperX на платформе SandForce SF-2281.

⇡#Производительность, Iometer

Последовательное чтение

• Графики Vertex 4 256 Гбайт с разными прошивками действительно выглядят так, как будто это два разных устройства. С прошивкой 1.3 скорость выше на блоках меньше 16 Кбайт, но затем упирается в невидимый предел и больше не растет.
• С прошивкой 1.5 кривая поднимается гораздо выше, так, что Vertex 4 опережает Octane, достигает уровня Vertex 3 и Plextor M3 Pro на блоках по 128 Кбайт.
• Но на блоках меньшего объема Vertex 4 по-прежнему сильно недобирает скорости по сравнению как с SandForce, так и с аналогами из лагеря Marvell.
• Vertex 4 объемом 128 Гбайт ведет себя по-другому. Пиковая скорость столь же высока, но нет такой просадки на блоках меньше 16 Кбайт, как у модели на 256 Гбайт.
• Но на блоках больше 256 Кбайт Vertex 4 128 Гбайт резко проседает.

Последовательная запись

• У Vertex 4 256 Гбайт снова налицо большой подъем производительности на блоках от 16 Кбайт и крупнее. Он не уступает даже дискам на SandForce SF-2281 и с лихвой опережает остальных конкурентов на чипах Marvell.
• График Vertex 4 128 Гбайт практически совпадает с графиком Vertex 4 256 Гбайт с прошивкой 1.3. Но это значит, что привод все еще быстрее, чем Plextor M3 Pro такого же объема и даже 512-Гбайт Octane.
• Если сравнивать Vertex 4 128 Гбайт с приводами на SandForce, то он ощутимо отстает при записи легко сжимаемых данных. Но еще больше расстояние при записи рандомизированного контента, только в пользу Vertex 4.

Устоявшееся время отклика

• Время отклика при записи после обновления прошивки осталось неизменным.
• А вот при чтении время отклика у обеих модификаций Vertex 4 выросло более чем в два раза. Видимо, это цена, которую пришлось заплатить за оптимизации, упомянутые выше.

Произвольное чтение

• Действительно, если Vertex 4 256 Гбайт с прошивкой 1.3 показывает скорость чтения мелких блоков на уровне Octane, Plextor M3 Pro и Vertex 3, то после обновления он может соперничать только с 128-гигабайтной ADATA XPG SX900.
• График Vertex 4 на 128 Гбайт почти совпадает с графиком Vertex 4 256 Гбайт.

• Блоки от 32 Кбайт на прошивке 1.5 уже читаются гораздо быстрее, чем на 1.3, за счет более высокой линейной скорости. Но другие приводы по-прежнему лучше справляются с этой задачей.

Произвольная запись

• В этом тесте прошивка 1.5 не принесла Vertex 4 какого-либо преимущества.
• Результаты Vertex 4 (как в версии на 256, так и на 128 Гбайт) и так настолько хороши, что только диски на SandForce могут с ними сравниться, да и то лишь при записи хорошо сжимаемого контента.

• По пропускной способности на крупных блоках Vertex 4 256 Гбайт опять-таки сравним с приводами на SandForce, записывающими легко сжимаемый контент. Ни один из дисков на чипе Marvell и близко не может подойти к этому уровню.
• Vertex 4 128 Гбайт в очередной раз выступает эквивалентом 256-Гбайт версии с прошивкой 1.3. Но скорость все равно лучше, чем у Octane и Plextor M3 Pro 128 Гбайт.

Последовательное чтение при разной длине очереди команд

• Жаль, но мы не провели этот тест во время первого визита Vertex 4 в нашу лабораторию. Только потом возникло предположение, что именно с длиной очереди команд связаны плачевные результаты по линейному чтению. В общем-то, именно прецедент Vertex 4 заставил нас включить этот тест в стандартную методику. Так что непосредственно наблюдать эффект от новой прошивки не получится. Можно только сравнить Vertex 4 с прошивкой 1.5 и другие SSD.
• Несмотря на заявленные оптимизации, Vertex 4 все еще требует довольно длинной очереди команд для полного раскрытия своего потенциала: плато скорости чтения достигается при 12 командах у обеих модификаций.
• Vertex 4 128 Гбайт еще и испытывает неожиданные провалы скорости на отметках 24 и 32 команды.
• В то же время диск ADATA на SandForce и Plextor M3 Pro выходят на плато уже при 6-8 командах.
• При стандартных для десктопа очередях в 3-4 команды Vertex 4 сильно отстает от своих конкурентов, что объясняет посредственные показатели линейного чтения блоков меньше 128 Кбайт.

Последовательная запись при разной длине очереди команд

• При чтении Vertex 4 раскачивается так же быстро, как и приводы на SandForce, лучше, чем Octane и Plextor M3 Pro.
• Vertex 4 256 Гбайт выходит на плато уже при двух командах в очереди, а версии на 128 Гбайт достаточно и одной команды.

Многопоточное чтение

• Динамика после обновления изменилась: при двух потоках скорость падает, но затем увеличивается.
• Графики обеих модификаций Vertex 4 совпадают.

Многопоточная запись

• Vertex 4 256 Гбайт после обновления получил прибавку к скорости при двух потоках, которой раньше не было.
• У Vertex 4 128 Гбайт скорость увеличивается ненамного.

PCMark 7

• На общий балл обновление прошивки повлияло мало. И все же даже у версии на 128 Гбайт с прошивкой 1.5 балл немного выше, чем у версии на 256 Гбайт с прошивкой 1.3.

• Видимых изменений от обновления прошивки не произошло ни в одном из тестов.
• Основные различия между соперниками проявляются в тесте Starting Applications. Vertex 4 в модификациях на 128 и 256 Гбайт в этом субтесте гораздо быстрее Octane, но уступает остальным участникам.

⇡#Производительность, реальные задачи

Копирование файлов, в пределах раздела

• Vertex 4 256 Гбайт справился с задачей быстрее всех. Plextor M3 Pro показал близкие результаты, но по скорости копирования средних и крупных файлов все-таки уступил первенство.
• Vertex 4 128 Гбайт по скорости на средних и крупных файлах сопоставим с Plextor M3 Pro вдвое большего объема, а в случае с мелкими файлами уверенно опережает его.
• Kingston HyperX гораздо медленнее, чем оба Vertex 4, на средних и крупных файлах, хотя выбивается вперед на мелких файлах.

Копирование файлов, с раздела на раздел

• Соотношение результатов в целом такое же, как при копировании в пределах раздела. Только Plextor M3 Pro 256 Гбайт вернул лидерство в скорости копирования крупных файлов. И оба привода Plextor сильно прибавили в скорости копирования файлов малого размера, опередив Vertex 4.

Выносливость SSD

• Скорость Vertex 4 256 Гбайт начинает падать уже при 32 Гбайт свободного места. Резкий провал происходит после восьми.
• Скорость Vertex 4 128 Гбайт снижается уже тогда, когда осталось 64 Гбайт и достигает дна также при 8 Гбайт.
• Оба накопителя быстро реагируют на команду TRIM, полностью восстанавливая производительность.

⇡#Выводы

Со времен первого тестирования Vertex 4 просто преобразился. Из довольно-таки неоднозначного продукта, которым Vertex 4 был с прошивкой 1.3, получилась конфетка. Просуммируем изменения, которые принесло обновление firmware модификации объемом 256 Гбайт.

Чтение. Заметно, что OCZ все-таки поработала над эффективностью привода в условиях короткой очереди команд. Скорость линейного чтения блоков от 32 Кбайт и больше возросла радикально и в пике достигает уровня дисков на SandForce и лучших образцов на платформе Marvell. Увы, скорость чтения блоков меньшего размера все еще посредственная по современным стандартам. Кроме того, похоже, что для того, чтобы выправить ситуацию с последовательным чтением, пришлось принести в жертву время отклика. Как следствие, уменьшилось количество операций в секунду при чтении мелких блоков.

Запись. По пиковой скорости Vertex 4 теперь ничуть не уступает накопителям на платформе SandForce даже в наиболее благоприятных условиях — при записи легко сжимаемого контента. Достичь такой скорости без применения компрессии/дедубликации — просто потрясающий результат. Среди накопителей на стандартном контроллере Marvell даже Plextor M3 Pro, оснащенный более быстрой памятью Toshiba Toggle-Mode DDR 24 нм, не в состоянии догнать Vertex 4. Хотя последний комплектуется памятью попроще — синхронные микросхемы Intel 25 нм.

А теперь прибавьте к этому скорость произвольной записи, максимальную среди всех протестированных нами SSD для шины SATA.

Отдельной похвалы заслуживает модификация Vertex 4 объемом 128 Гбайт, с которой мы сегодня познакомились. Так как в контроллере Everest 2 не применяется компрессия, которая маскирует реальную пропускную способность NAND-памяти, у этого диска заметно меньше скорость последовательной записи при том же количестве операций в секунду. Но чудотворная прошивка делает из модели на 128 Гбайт отличный привод. Теперь Vertex 4 128 Гбайт с прошивкой 1.5 по скорости записи практически является эквивалентом Vertex 4 256 Гбайт с прошивкой 1.3. А следовательно, он гораздо быстрее, чем диски на платформе Marvell такого же объема. В наших бенчмарках он даже успешно соревновался с вдвое более емким Plextor M3 Pro. SSD на SandForce, конечно же, обладают более высокой производительностью за счет компрессии, но тут же лишаются своего преимущества, стоит пустить на запись плохо сжимаемые данные.

Кстати, теперь понятно, почему Vertex 4 объемом 64 Гбайт появился не сразу: сначала нужно было довести прошивку до ума, чтобы он обладал приемлемой производительностью. Cейчас не все производители SSD на чипах Marvell выпускают 64-Гбайт версии — видимо, как раз из-за связи производительности и объема.

И да, вот теперь Vertex 4 в полной мере соответствует высокому статусу своей торговой марки. От того, чтобы превзойти или хотя бы догнать Vertex 3 и прочие SSD на SandForce во всех аспектах производительности, Vertex 4 удерживает только проблема с чтением при короткой очереди команд, которая смягчилась в последних прошивках, но все-таки не исчезла до конца. Когда выяснилось, что контроллеры Indilinx Evertest и Everest 2 в OCZ Octane и Vertex 4 физически представляют собой чипы Marvell, это оставило определенный осадок разочарования. Как же так, OCZ приобрела Indilinx для того, чтобы производить собственные контроллеры, а на самом деле Indilinx «всего лишь» сделала прошивку для чужого кристалла. Но последние тесты Vertex 4 показывают, что прошивка тоже дорогого стоит. Vertex 4 резко выделяется среди массы приводов на «обычных» чипах Marvell.

С другой стороны, если Verex 4 изначально был способен на такие выдающиеся результаты, это значит, что в апреле мы тестировали откровенно сырой продукт. Все-таки SSD — это не видеокарта, для которой нужно регулярно обновлять драйверы. Ну а тех, кто уже успел купить себе Vertex 4, поздравляем: перетерпев неудобство, связанное с необходимостью бэкапить и восстанавливать данные для апдейта, вы бесплатно получаете колоссальный прирост производительности.