Обзор SSD-накопителя GOODRAM Iridium Pro: истинный Phison S10

⇡#Методика тестирования

Тестирование проводится в операционной системе Microsoft Windows 8.1 Professional x64 with Update, корректно распознающей и обслуживающей современные твердотельные накопители. Это значит, что в процессе прохождения тестов, как и при обычном повседневном использовании SSD, команда TRIM поддерживается и активно задействуется. Измерение производительности выполняется с накопителями, находящимися в «использованном» состоянии, которое достигается их предварительным заполнением данными. Перед каждым тестом накопители очищаются и обслуживаются с помощью команды TRIM. Между отдельными тестами выдерживается 15-минутная пауза, отведённая для корректной отработки технологии сборки мусора. Во всех тестах, если не указано иное, используются рандомизированные несжимаемые данные.

Используемые приложения и тесты:

• Iometer 1.1.0

1. Измерение скорости последовательного чтения и записи данных блоками по 256 Кбайт (наиболее типичный размер блока при последовательных операциях в десктопных задачах). Оценка скоростей выполняется в течение минуты, после чего вычисляется средний показатель.
2. Измерение скорости случайного чтения и записи блоками размером 4 Кбайт (такой размер блока используется в подавляющем большинстве реальных операций). Тест проводится дважды — без очереди запросов и с очередью запросов глубиной 4 команды (типичной для десктопных приложений, активно работающих с разветвлённой файловой системой). Блоки данных выравниваются относительно страниц флеш-памяти накопителей. Оценка скоростей выполняется в течение трёх минут, после чего вычисляется средний показатель.
3. Установление зависимости скоростей случайного чтения и записи при работе накопителя с 4-килобайтными блоками от глубины очереди запросов (в пределах от одной до 32 команд). Блоки данных выравниваются относительно страниц флеш-памяти накопителей. Оценка скоростей выполняется в течение трёх минут, после чего вычисляется средний показатель.
4. Установление зависимости скоростей случайного чтения и записи при работе накопителя с блоками разного размера. Используются блоки объёмом от 512 байт до 256 Кбайт. Глубина очереди запросов в течение теста составляет 4 команды. Блоки данных выравниваются относительно страниц флеш-памяти накопителей. Оценка скоростей выполняется в течение трёх минут, после чего вычисляется средний показатель.
5. Измерение производительности при смешанной многопоточной нагрузке и установление её зависимости от соотношения между операциями чтения и записи. Тест проводится дважды: для последовательных операций чтения и записи блоками объёмом 128 Кбайт, выполняемых в два независимых потока, и для случайных операций с блоками объёмом 4 Кбайт, которые выполняются в четыре потока. В обоих случаях соотношение между операциями чтения и записи варьируется с шагом 20 процентов. Оценка скоростей выполняется в течение трёх минут, после чего вычисляется средний показатель.
6. Исследование падения производительности SSD при обработке непрерывного потока операций случайной записи. Используются блоки размером 4 Кбайт и глубина очереди 32 команды. Блоки данных выравниваются относительно страниц флеш-памяти накопителей. Продолжительность теста составляет два часа, измерения моментальной скорости проводятся ежесекундно. По окончании теста дополнительно проверяется способность накопителя восстанавливать свою производительность до первоначальных величин за счёт работы технологии сборки мусора и после отработки команды TRIM.

• CrystalDiskMark 5.0.2
  • Синтетический тест, выдающий типовые показатели производительности твердотельных накопителей, измеренные на 1-гигабайтной области диска «поверх» файловой системы. Из всего набора параметров, которые можно оценить с помощью этой утилиты, мы обращаем внимание на скорость последовательного чтения и записи, а также на производительность произвольных чтения и записи 4-килобайтными блоками без очереди запросов и с очередью глубиной 32 команды.
• PCMark 8 2.0
  • Тест, основанный на эмулировании реальной дисковой нагрузки, которая характерна для различных популярных приложений. На тестируемом накопителе создаётся единственный раздел в файловой системе NTFS на весь доступный объём, и в PCMark 8 проводится тест Secondary Storage. В качестве результатов теста учитывается как итоговая производительность, так и скорость выполнения отдельных тестовых трасс, сформированных различными приложениями.
• Тесты копирования файлов
  • В этом тесте измеряется скорость копирования директорий с файлами разного типа, а также скорость архивации и разархивации файлов внутри накопителя. Для копирования используется стандартное средство Windows – утилита Robocopy, при архивации и разархивации – архиватор 7-zip версии 9.22 beta. В тестах участвует три набора файлов: ISO – набор, включающий несколько образов дисков c дистрибутивами программ; Program – набор, представляющий собой предустановленный программный пакет; Work – набор рабочих файлов, включающий офисные документы, фотографии и иллюстрации, pdf-файлы и мультимедийный контент. Каждый из наборов имеет общий объём файлов 8 Гбайт.

⇡#Тестовый стенд

В качестве тестовой платформы используется компьютер с материнской платой ASUS Z97-Pro, процессором Core i5-4690K со встроенным графическим ядром Intel HD Graphics 4600 и 16 Гбайт DDR3-2133 SDRAM. Диски с SATA-интерфейсом подключаются к контроллеру SATA 6 Гбит/с, встроенному в чипсет материнской платы, и работают в режиме AHCI. Используется драйвер Intel Rapid Storage Technology (RST) 13.6.0.1002.

Объём и скорость передачи данных в бенчмарках указываются в бинарных единицах (1 Кбайт = 1024 байт).

⇡#Участники тестирования

GOODRAM Iridium Pro 240 Гбайт позиционируется как решение средней ценовой категории, нацеленное на аудиторию геймеров. В связи с этим для сравнения с ним мы выбрали наиболее ходовые модели накопителей лидеров рынка. Все принявшие участие в тестах SSD имели близкий объём: 240, 250 или 256 Гбайт.

В итоге получился следующий перечень соперников:

• ADATA XPG SX930 240 Гбайт (ASX930SS3-240GM, прошивка 5.9E);
• Crucial BX100 250 Гбайт (CT250BX100SSD1, прошивка MU02);
• Crucial MX200 250 Гбайт (CT250MX200SSD1, прошивка MU02);
• GOODRAM Iridium Pro 240 Гбайт (SSDPR-IRIPRO-240, прошивка SAFM01.5);
• Kingston HyperX Savage 240 Гбайт (SHSS37A/240G, прошивка SAFM00.r);
• OCZ Vector 180 240 Гбайт (VTR180-25SAT3-240G, прошивка 1.01);
• Plextor M6V 256 Гбайт (PX-256M6V, прошивка 1.01);
• Samsung 850 Pro 256 Гбайт (MZ-7KE256, прошивка EXM01B6Q);
• Samsung 850 EVO 250 Гбайт (MZ-75E250, прошивка EMT01B6Q);
• SanDisk Extreme PRO 240 Гбайт (SDSSDXPS-240G, прошивка X21200RL).

⇡#Производительность

⇡#Последовательные операции чтения и записи

Со скоростями последовательного чтения у твердотельных накопителей, базирующихся на контроллерах Phison, проблем не было никогда. Даже старые SSD, в основе которых лежали чипы Phison S8, вполне могли выбирать всю пропускную способность SATA-интерфейса. В GOODRAM Iridium Pro же применяется новейший контроллер Phison S10, да ещё и память скоростная – производимая по 19-нм техпроцессу второго поколения MLC NAND компании Toshiba. В результате скорости последовательных операций у этого SSD находятся на очень хорошем уровне. Фактически по данным характеристикам GOODRAM Iridium Pro вполне попадает в число флагманских решений.

⇡#Случайные операции чтения

Первым SSD на базе платформы Phison S10, попавшим на тестирование в нашу лабораторию, был Kingston HyperX Savage. И знакомясь с ним, мы пришли к выводу, что производительность этой платформы при работе со случайными данными не слишком высока. Однако теперь мы видим, что инженеры Kingston, которые пытались внести в оригинальную разработку свои оптимизации, изрядно подпортили сделанную Phison и Toshiba платформу. Использующий эталонную плату и прошивку GOODRAM Iridium Pro на операциях случайного чтения серьёзно обходит Kingston HyperX Savage и попадает в группу лидеров. А это значит, что Phison S10 – это вполне производительный контроллер, который можно применять не только в бюджетных решениях, но и в добротных накопителях более высокого уровня, коим GOODRAM Iridium Pro, похоже, и является.

Несмотря на то, что операции с глубокой очередью запросов для персональных компьютеров не характерны, мы всё же посмотрим, как зависит производительность рассматриваемого SSD от глубины очереди запросов при чтении 4-килобайтных блоков.

График ярко иллюстрирует тот факт, что комбинация из микросхемы Phison PS3110-S10 и 19-нм MLC NAND фирмы Toshiba, работающая под управлением эталонной прошивки, выдаёт хорошую скорость случайного чтения при любой глубине очереди запросов, вполне достойную для SSD среднего ценового диапазона. Здесь же явно видно и то, что подобный по аппаратной начинке накопитель Kingston HyperX Savage, но с фирменными «оптимизациями», заметно хуже, чем GOODRAM Iridium Pro.

В дополнение к этому предлагаем посмотреть, как зависит скорость случайного чтения от размера блока данных:

Результаты, которые демонстрирует в различных тестах чтения GOODRAM Iridium Pro, вполне закономерны. Четырёхъядерный контроллер Phison S10 имеет достаточную вычислительную мощность и общается с флеш-памятью по восьми каналам, то есть его параметры характерны для производительного решения. Текущая же версия микропрограммы, похоже, блестяще отточена, и потому GOODRAM Iridium Pro показывает высокую скорость при любых вариантах случайного чтения.

⇡#Случайные операции записи

К сожалению, столь же выдающимися, как при чтении, скоростями записи платформа Phison S10 похвастать не может. Тем не менее результат GOODRAM Iridium Pro не так уж и плох. И особенно заметно это проявляется при увеличении глубины очереди запросов.

Увидеть это наиболее наглядно можно на следующем графике, показывающем зависимость скорости произвольной записи 4-килобайтными блоками от глубины очереди запросов:

Любопытно, что при записи производительность GOODRAM Iridium Pro и Kingston HyperX Savage совпадает. И с ростом глубины очереди запросов оба эти накопителя выбиваются в лидирующую группу, что обусловлено наличием в их распоряжении быстродействующего восьмиканального массива флеш-памяти с четырёхкратным чередованием устройств в каждом канале.

Следующий график отражает зависимость производительности случайных операций записи от размера блока данных.

Здесь GOODRAM Iridium Pro способен явить картину, почти достойную SATA SSD из верхней ценовой категории. Проблемы у платформы Phison S10 обнаруживаются лишь тогда, когда ей приходится сталкиваться с блоками данных меньше 4 Кбайт. Но справедливости ради стоит отметить, что в реальной жизни такое случается нечасто.

⇡#Смешанная нагрузка

По мере удешевления твердотельные накопители перестают использоваться в качестве исключительно системных и становятся обычными рабочими дисками. В таких ситуациях на SSD поступает не только рафинированная нагрузка в виде записи или чтения, но и смешанные запросы, когда операции чтения и записи инициируются разными приложениями и должны обрабатываться одновременно. Однако работа в дуплексном режиме для современных контроллеров SSD остаётся существенной проблемой. При смешивании операций чтения и записи в одной очереди скорость большинства твердотельных накопителей потребительского уровня заметно проседает. Это стало поводом для проведения отдельного исследования, в рамках которого мы проверяем, как работают SSD при необходимости обработки последовательных операций, поступающих вперемежку. Следующая пара диаграмм демонстрирует наиболее характерный для десктопов случай, когда соотношение количества операций чтения и записи составляет 4 к 1.

Есть у контроллера Phison S10 и серьёзные слабые места. Работа со смешанной нагрузкой – яркий тому пример. Здесь GOODRAM Iridium Pro заметно уступает даже тем бюджетным накопителям, которые базируются на контроллерах с четырьмя каналами.

Следующая пара графиков даёт более развёрнутую картину производительности при смешанной нагрузке, показывая зависимость скорости SSD от того, в каком соотношении приходят на него операции чтения и записи.

Эта пара графиков отлично иллюстрирует все наши претензии к инженерам Phison. Увлёкшись оптимизацией своего нового решения под работу с рафинированными операциями, они забыли о том, что в реальности операции чтения перемежаются операциями записями. В результате в том случае, когда накопителям на базе Phison S10 приходится сталкиваться с жизненными сценариями нагрузки, они могут заметно сдавать в производительности. Из-за этого крепкого середнячка для общеупотребительных систем из GOODRAM Iridium Pro, пожалуй, всё-таки не получится.

⇡#Деградация и восстановление производительности

Наблюдение за изменением скорости записи в зависимости от объёма записанной на диск информации — весьма важный эксперимент, позволяющий понять работу внутренних алгоритмов накопителя. В данном тесте мы загружаем SSD непрерывным потоком запросов на случайную запись 4-килобайтных блоков с очередью максимальной глубины и попутно следим за той производительностью, которая при этом наблюдается. На приведённом ниже графике в виде точек отмечены результаты измерений моментальной производительности, которые мы снимаем ежесекундно, а чёрная линия показывает среднюю скорость, наблюдаемую в течение 30-секундного интервала.

Столь ужасную ситуацию с постоянством производительности мы видим уже не впервые. К сожалению, это фирменный почерк контроллера Phison PS3110-S10. Накопители, основанные на нём, не способны выдавать стабильную скорость записи — она постоянно «гуляет». Даже если GOODRAM Iridium Pro находится в свежем состоянии, латентность двух следующих друг за другом операций записи может различаться более чем вшестеро! И это значит, что для RAID-массивов, как и для использования в средах, где постоянство скорости может иметь хоть какое-то значение, SSD на базе контроллеров Phison S10 просто противопоказаны.

Если же говорить о средней производительности в течение длительной непрерывной нагрузки, то она вполне укладывается в привычную картину. С высокой скоростью на GOODRAM Iridium Pro можно записать чуть более 240 Гбайт данных, затем же контроллер сталкивается с необходимостью предварительно очищать блоки страниц флеш-памяти, что приводит к заметному падению быстродействия. Причём скорость работы SSD, перешедшего в «использованное» состояние, сильно разочаровывает. В таком режиме она может снижаться до величин порядка 2 тысяч IOPS, что характерно для бюджетных накопителей с очень слабым в вычислительном плане контроллером. И именно поэтому GOODRAM Iridium Pro настоятельно не рекомендуется использовать при серьёзных нагрузках серверного типа.

Давайте посмотрим, как у рассматриваемого накопителя работает сборка мусора. Для исследования этого вопроса после завершения предыдущего теста, приводящего к деградации скорости записи, мы выжидаем 15 минут, в течение которых SSD может попытаться самостоятельно восстановиться за счёт сборки мусора, но без помощи со стороны операционной системы и команды TRIM, и замеряем быстродействие. Затем на накопитель принудительно подаётся команда TRIM — и скорость измеряется ещё раз, что позволяет убедиться в способности SSD с помощью TRIM полностью восстанавливать свою паспортную производительность.

TRIM у накопителя на базе эталонной версии платформы Phison S10 работает, как и должен. После подачи этой команды алгоритм сборки мусора возвращает производительность к первоначальным величинам. Значит, в средах с поддержкой этой команды пользователи с деградацией скорости записи сталкиваться не будут. Однако в том случае, когда команда TRIM в операционной системе не поддерживается, падение производительности не заставит себя долго ждать. Автономная сборка мусора у GOODRAM Iridium Pro полностью отсутствует, и это ещё один недостаток накопителей на базе микросхемы Phison PS3110-S10, который закрывает им дорогу в серьёзные применения.

⇡#Результаты в CrystalDiskMark

CrystalDiskMark — это популярное и простое тестовое приложение, работающее «поверх» файловой системы, которое позволяет получать результаты, легко повторяемые обычными пользователями. И то, что выдаёт этот бенчмарк, с качественной точки зрения обычно почти не отличается от показателей, которые были получены нами в тяжёлом и многофункциональном пакете Iometer.

По данным CrystalDiskMark, который воспроизводит сравнительно несложные варианты нагрузки, GOODRAM Iridium Pro 240 Гбайт выглядит как добротное решение среднего уровня. Таковы особенности контроллера Phison PS3110-S10: вместе с MLC NAND компании Toshiba он действительно способен выдавать очень хорошие результаты при любых однородных операциях. Но, как мы убедились, справедливо это лишь для конфигурации SSD, которая была разработана и отлажена специалистами Phison. Похожий же по аппаратной начинке накопитель Kingston HyperX Savage, к дизайну которого приложили руку собственные инженеры Kingston, даже в простом CrystalDiskMark выдаёт в левой колонке, где речь идёт про скорости чтения, существенно более низкие показатели.

⇡#PCMark 8 2.0, реальные сценарии использования

Тестовый пакет Futuremark PCMark 8 2.0 интересен тем, что он имеет не синтетическую природу, а напротив — основывается на том, как работают реальные приложения. В процессе его прохождения воспроизводятся настоящие сценарии-трассы задействования диска в распространённых десктопных задачах и замеряется скорость их выполнения. Текущая версия этого теста моделирует нагрузку, которая взята из реальных игровых приложений Battlefield 3 и World of Warcraft и программных пакетов компаний Adobe и Microsoft: After Effects, Illustrator, InDesign, Photoshop, Excel, PowerPoint и Word. Итоговый результат исчисляется в виде усреднённой скорости, которую показывают накопители при прохождении тестовых трасс.

В PCMark 8 2.0 накопитель GOODRAM Iridium Pro по своей производительности оказывается ровнёхонько между флагманскими SATA-предложениями лидеров рынка и популярными бюджетными моделями SSD. А значит, контроллер Phison PS3110-S10 с определёнными оговорками всё-таки может стать подходящим вариантом для использования в современных компьютерах среднего уровня.

Интегральный результат PCMark 8 нужно дополнить и показателями производительности, выдаваемыми флеш-дисками при прохождении отдельных тестовых трасс, которые моделируют различные варианты реальной нагрузки. Дело в том, что при разной нагрузке флеш-приводы зачастую ведут себя немного по-разному.

Особенно удачно GOODRAM Iridium Pro выступает в Adobe Photoshop, нагрузка в котором характерна тем, что в ней значительную долю составляют операции записи крупными блоками. Однако во многих других программах, например в Microsoft Power Point, Microsoft Excel, Battlefield 3, Adobe Illustrator и Adobe After Effects, накопитель на базе референсной платформы Phison S10 отстаёт от SSD с бюджетным четырёхканальным контроллером SMI SM2246EN. Именно так проявляется слабость решения Phison при работе с потоком разнонаправленных операций.

⇡#Копирование файлов

Имея в виду, что твердотельные накопители внедряются в персональные компьютеры всё шире и шире, мы решили добавить в нашу методику измерение производительности при обычных файловых операциях – при копировании и работе с архиваторами, которые выполняются «внутри» накопителя. Это типичная дисковая активность, возникающая в том случае, когда SSD играет роль не системного накопителя, а обычного диска.

С операциями копирования файлов внутри накопителя GOODRAM Iridium Pro справляется достаточно неплохо. В целом можно говорить о том, что он отстаёт лишь от признанных флагманов – Samsung 850 Pro, SanDisk Extreme Pro и Crucial MX200.

Вторая группа тестов проведена при архивации и разархивации директории с рабочими файлами. Принципиальное отличие этого случая заключается в том, что половина операций выполняется с разрозненными файлами, а вторая половина – с одним большим файлом архива.

А вот с архивацией ситуация складывается несколько хуже. Хотя если не вдаваться в подробности, то и тут GOODRAM Iridium Pro вполне подтверждает реноме добротного SATA SSD начального уровня.

⇡#Выводы

Обычно мы не рекомендуем связываться с твердотельными накопителями малоизвестных производителей. А польская компания Wilk Elektronik, которая владеет маркой GOODRAM, – как раз из таких, по крайней мере на рынке SSD. Однако в случае с GOODRAM Iridium Pro из этого правила можно смело делать исключение, ведь перед нами оказалась отнюдь не неуклюжая поделка начинающих разработчиков SSD, а вполне добротный продукт, к созданию которого приложили силы опытные специалисты компаний, играющих на рынке флеш-памяти весьма заметную роль.

Дело в том, что от самой Wilk Elektronik в GOODRAM Iridium Pro – лишь название. Реальными же авторами этого продукта выступают Phison и Toshiba, которые не просто подготовили для него контроллер и флеш-память, а собрали их в единую и полностью готовую к употреблению платформу. Фактически Wilk Elektronik получает от своих старших партнёров готовые SSD и лишь маркирует их да упаковывает в коробки.

Впрочем, мы нисколько не хотим умалять заслуги польской фирмы. Она в меру своих сил постаралась сделать GOODRAM Iridium Pro ещё привлекательнее. Вылилось это в условия гарантии: гарантийный срок на Iridium Pro составляет 5 лет, а ограничения по предельным объёмам записанной информации позволяют ежедневно перезаписывать всю ёмкость SSD и даже больше того.

Таким образом, GOODRAM Iridium Pro – достаточно интересное решение, большинство плюсов и минусов которого определяется свойствами референсной платформы Phison S10, начинённой MLC NAND компании Toshiba. Тестирование показало, что накопители, основанные на этой комбинации, отличаются неплохой производительностью при простых операциях, но отстают от конкурирующих решений при сложной смешанной нагрузке. Также к минусам следует отнести и то, что они досаждают непостоянством моментальных скоростных показателей, а кроме того, не осуществляют автономную сборку мусора в средах без поддержки TRIM. В сумме же всё это означает, что если не предъявлять никаких особых требований, то GOODRAM Iridium Pro вполне можно считать достойным SSD начального уровня, в основе которого лежат качественные и надёжные компоненты.

Правда, всё сказанное выше может быть и не так важно потому, что Iridium Pro крайне редко встречается в продаже. Но на самом деле это не смертельная проблема. Полностью идентичная аппаратная платформа имени Phison и Toshiba используется и в других SSD, представленных на прилавках магазинов гораздо лучше. Так, если вы заинтересованы в приобретении SSD на базе рассмотренной платформы Phison S10 эталонного дизайна, то стоит обратить внимание на наиболее распространённый в отечественной рознице аналог GOODRAM Iridium Pro – SmartBuy FireStone. Всё, что было сказано в этой статье про накопитель польской фирмы, можно без каких-либо коррективов повторить и в его адрес.