Обзор SSD-накопителя Transcend SSD230: эра 3D NAND наступает

За последний год Micron как производитель флеш-памяти с трёхмерной структурой совершила очень заметный рывок. Фактически, компания стала вторым после Samsung производителем флеш-памяти, который способен выпускать кристаллы, подходящие по показателям ресурса для использования в твердотельных накопителях. И более того, хотя, помимо Samsung и Micron, производить 3D NAND нужного качества сегодня может ещё и Intel, именно Micron стала поставлять память на открытый рынок в заметных количествах, благодаря чему получила хорошие шансы не только стать видным игроком в сегменте 3D NAND, но и несколько поколебать в этой сфере гегемонию Samsung.

Кристаллы Micron 3D NAND

Вторую половину прошлого года Micron посвятила активному переоснащению производства и переводу мощностей с выпуска планарной 16-нм MLC и TLC NAND на флеш-память с трёхмерной структурой. Сегодня компания может похвастать достаточно зрелым производственным процессом, в рамках которого выпускается фирменная 3D NAND первого поколения с плавающими затворами и 32 слоями. Успехи Micron в освоении новой технологии можно проиллюстрировать тем фактом, что сходящая в настоящее время с конвейера компании TLC 3D NAND имеет на 30 процентов более низкую себестоимость (в пересчёте на единицу объёма) в сравнении с планарной памятью с трёхбитовой ячейкой. При этом ещё год назад Micron планировала добиться 25-процентного выигрыша, однако в реальности новый производственный процесс смог обеспечить лучшие результаты по сравнению с первоначальными прикидками.

Сама Micron при этом считает свою 3D NAND первого поколения полностью конкурентоспособной по сравнению с трёхмерной памятью Samsung, несмотря на то, что южнокорейская компания имеет трёхлетнюю фору и пользуется уже третьей версией техпроцесса, в рамках которого изготавливаемая 3D NAND получает по 48 слоёв. Micron же компенсирует своё отставание фирменной технологией CMOS Under the Array, предполагающей размещение управляющей логики под массивом ячеек NAND. В результате, по имеющимся оценкам, получающаяся у Micron трёхмерная 32-слойная память действительно может обеспечить близкую плотность хранения данных.

Сильно растут и объёмы поставок 3D NAND авторства Micron. Сегодня трёхмерные кристаллы составляют более половины от общего объёма флеш-продукции этой компании. Если же учесть, что доля Micron на глобальном рынке NAND составляет порядка 11-12 процентов, то получается, что более шести процентов всей производимой сейчас флеш-памяти – это 3D NAND, выпущенная Micron. Естественно, такие объёмы заметно превышают потребности самой этой фирмы, и трёхмерная память Micron активно просачивается на открытый рынок. А если к этому прибавить выгодные цены таких кристаллов и хорошие показатели выносливости, то вполне естественно ожидать, что твердотельные накопители производителей второго-третьего эшелонов, в основе которых применялась бы не планарная, а более прогрессивная флеш-память Micron с пространственной структурой, должны становиться реальностью.

И это действительно происходит. На сегодняшний день SSD, построенные на различных типах 3D NAND, предлагаются уже не только под торговыми марками Samsung, Intel, Micron и Crucial. После того как независимые разработчики контроллеров в лице Marvell, Silicon Motion и Phison смогли спроектировать готовые для внедрения платформы, совместимые с трёхмерной памятью, новинки, в которых применяется Micron 3D NAND, стали появляться одна за другой. Вслед за пионерским Crucial MX300 на контроллере Marvell 88SS1074 на прилавках магазинов появился целый набор продуктов ADATA на платформах Silicon Motion. Затем в ассортименте многих мелких производителей стали возникать ультрабюджетные SSD с трёхмерной памятью, базирующиеся на чипах Phison PS3111-S11 и Marvell 88NV1120. А теперь к этой разнородной компании присоединился ещё один крупный игрок – компания Transcend.

Transcend славится своей любовью к контроллерам Silicon Motion и давними партнёрскими отношениями с Micron. Поэтому появлением нового накопителя этой компании, в котором сошлись воедино контроллер SMI и TLC 3D NAND, мы совсем не удивлены. Причём, если учесть схему работы Trancend, вполне закономерно, что это решение имеет некоторые особенности по сравнению с основной массой присутствующих на рынке накопителей на базе флеш-памяти с трёхмерными ячейками. Поэтому, как только новый Transcend SSD230 оказался нам доступен, мы сразу же взялись за его тестирование: хочется верить, что этот SSD сможет лучше других новинок раскрыть какие-то черты TLC 3D NAND компании Micron. Тем более что действительно удачных продуктов на базе трёхмерной памяти Micron, помимо Crucial MX300, нам пока не попадалось. Transcend же, в отличие от многих прочих производителей второго-третьего эшелона, умеет создавать хорошо сбалансированные решения, и именно поэтому Transcend SSD230 может быть очень интересен.

⇡#Технические характеристики

Итак, накопитель Transcend SSD230 (его также называют SSD230S) основывается на платформе разработки Silicon Motion и на трёхмерной трёхбитовой флеш-памяти Micron. Надо сказать, что подобной конфигурацией сегодня могут похвастать немногие альтернативы. Фактически такое сочетание компонентов есть лишь в SATA-накопителе ADATA Ultimate SU800 и в NVMe-модели Intel SSD 600p. Поэтому в любом случае Transcend SSD230 представляет собой достаточно оригинальное решение, которое по сравнению с постепенно заполняющими прилавки магазинов безбуферными SSD с TLC 3D NAND на базе контроллера Phison S11 может предложить несоизмеримо лучшую производительность.

Какова конкретная конфигурация Transcend SSD230, понятно и без дополнительных пояснений. У SMI существует лишь два контроллера, совместимых с TLC 3D NAND компании Micron: SM2258 и SM2260. Причём второй вариант годится лишь для накопителей с интерфейсом PCI Express. Поэтому в Transcend SSD230, который представляет собой обычный SATA SSD, применён процессор SM2258. Разработчики Silicon Motion работали над адаптацией этого контроллера в тесном сотрудничестве с Micron, и получившийся чип обладает неплохими по современным меркам параметрами, хотя и остаётся сравнительно простым. Самое главное: микросхема SM2258 обладает поддержкой прогрессивной коррекции ошибок на основе LDPC ECC, которая (в теории) примерно утраивает ресурс любой флеш-памяти и позволяет достичь высокой жизнестойкости даже в накопителях с памятью с трёхбитовыми ячейками.

В остальном же SM2258 – типичный Silicon Motion. Чип базируется на единственном ядре с 32-битной RISC-архитектурой, для общения с флеш-памятью имеет четыре канала, плюс поддерживает DDR3 SDRAM-интерфейс для быстрого буфера, необходимого для хранения копии таблицы трансляции адресов. Иными словами, это – обновлённая версия популярного контроллера SM2256, которая адаптирована для работы с TLC 3D NAND-памятью компании Micron.

Впрочем, несмотря на достаточно слабую аппаратную базу, SM2258 обещает неплохую производительность. Так, разработчики этого контроллера говорят о возможности достижения показателей в 90 и 80 тысяч IOPS при случайном чтении и записи соответственно. Поэтому, например, в названии основанного на этом контроллере накопителя ADATA присутствует слово Ultimate, которое обычно используется лишь применительно к продуктам с выдающейся производительностью.

Всё дело в нюансах: программисты Silicon Motion «прикрутили» к SM2258 неплохой набор программных технологий, которые раскрывают имеющиеся аппаратные ресурсы с максимальной эффективностью.

Во-первых, естественно, это SLC-кеширование, которое сегодня есть в любом накопителе, основанном на TLC-памяти. Однако подход, реализованный в SM2258, несколько отличается. В данном случае кеш не имеет какого-то фиксированного и заранее предопределённого размера. Вместо этого ускоренная запись в SLC-режиме выполняется во всё доступное во флеш-памяти пространство. Иными словами, эффективный размер SLC-кеша составляет до трети от свободного в накопителе объёма, что по максимуму ограждает пользователя от встречи с ситуациями, когда скорость записи катастрофически падает из-за необходимости сохранения данных напрямую в медленную TLC-память. Уплотнение же сохранённой информации и переключение ячеек из SLC- в TLC-режим происходит в фоне, в моменты простоя SSD. Подобная технология встречается не слишком часто, но наиболее удачная её реализация под именем Dynamic Write Acceleration имела место в MLC-накопителе Crucial MX200.

Во-вторых, в SM2258 реализован режим Direct-to-TLC, который позволяет контроллеру при необходимости писать данные напрямую в TLC-память, в обход SLC-кеша. Это позволяет избавиться от нестабильности в моментальной производительности даже в том случае, когда SLC-кеш переполнен или не может быть задействован по каким-то иным причинам.

Впрочем, несмотря на всё это, Transcend SSD230 не позиционируется в качестве флагманского накопителя. В отличие от ADATA компания Transcend оценивает свою новинку с контроллером SM2258 очень сдержанно и не присваивает ей никаких званий класса Hyper, Extreme или Ultimate. По мнению производителя, SSD230 относится к уровню ниже SSD360 и SSD370, то есть является скорее доступной и массовой моделью, нежели чем-то из ряда вон выходящим.

Хотя формальные характеристики Transcend SSD230 выглядят сравнительно неплохо.

Впрочем, если сравнивать паспортные характеристики SSD230 с основанным на той же аппаратной платформе ADATA Ultimate SU800, то вариант Transcend смотрится похуже. У SSD230 заявлены более низкие скоростные параметры для моделей с небольшой ёмкостью, ниже обещанный производителем ресурс, а, кроме того, в серии отсутствует терабайтная модификация.

Но на всё это, кроме отсутствия терабайтной версии Transcend SSD230, можно не обращать никакого внимания. Дело в том, что SSD230 совершенно не отличается от ADATA Ultimate SU800 по номенклатуре аппаратной начинки. И даже более того, микропрограмма накопителя Transcend базируется на более новой версии базового микрокода, поэтому SSD230 должен быть как минимум не хуже.

Правда, и стоит Transcend SSD230 несколько дороже. Но на самом деле разница не столь велика. А если вспомнить о катастрофической ситуации с реальным ресурсом, которую выявил тест надёжности ADATA Ultimate SU800, то целесообразность экономии и оправданность выбора модели ADATA вызывает серьёзные сомнения.

К сожалению, пока у нас нет результатов испытаний выносливости варианта Transcend, но хочется надеяться, что эта компания отнеслась к закупкам памяти у Micron более ответственно либо внесла какие-либо ключевые исправления в работу накопителя на уровне схемотехники или прошивки.

В любом случае на продукты серии Transcend SSD230 установлена трёхлетняя гарантия, которая не аннулируется при превышении указанного в спецификациях предельного объёма записи, а действует до момента уменьшения до нуля показателя здоровья SSD в фирменной сервисной утилите SSD Scope.

⇡#Внешний вид и внутреннее устройство

Для тестирования своего нового накопителя SSD230 компания Transcend предоставила нам модель ёмкостью 512 Гбайт. Это максимальная доступная версия, которая к тому же имеет наибольшую скорость за счёт высокой степени внутреннего параллелизма.

Внешне SSD230 выглядит как типичный накопитель авторства Transcend. Это значит, что корпус у рассматриваемой модели остался алюминиевым и собран он на винтах, что по современным меркам – достаточно редкий вариант. Плюсы такой конструкции очевидны: с одной стороны, внутренности надёжно защищены, а с другой – выделяемое электронными компонентами тепло легко выводится наружу.

Название SSD нанесено краской на его лицевой стороне. С обратной стороны имеется техническая наклейка, которая не несёт для пользователя никакой полезной информации, кроме объёма накопителя. Ни о дате выпуска, ни о версии залитой на заводе прошивки Transcend решила не распространяться.

Внутри корпуса обнаруживается урезанная по габаритам печатная плата, которая заметно отличается по дизайну и от плат, применяемых в ADATA Ultimate SU800, и от эталонного дизайна Silicon Motion, который эта компания демонстрировала на выставках. Иными словами, инженерам Transcend удалось внести свой вклад в разработку аппаратной платформы SSD230, и этот накопитель всё же нельзя назвать полным аналогом продукта ADATA, хоть они и похожи.

При близком рассмотрении на плате Transcend SSD230 512 Гбайт обнаруживается базовый контроллер SMI SM2258, буферный чип DDR3L-1600 SDRAM и шесть микросхем флеш-памяти с маркировкой Micron NW838 (MT29F768G08EECBBJ4-37). Емкость DRAM-буфера составляет положенные для полутерабайтного накопителя 512 Мбайт, производитель – Samsung.

Массив флеш-памяти устроен оригинально. Используемые в нём микросхемы содержат по паре 32-слойных кристаллов TLC 3D NAND ёмкостью 384 Гбит, и это значит, что общий объём флеш-памяти в Transcend SSD230 512 Гбайт составляет не 512, а больше – 576 Гбайт. Но доступно для пользователя из них лишь 477 ГиБ. Получается, что в накопителе предусмотрен внушительный, 99-гигабайтный резерв, который используется контроллером не только под подменный фонд и технологии выравнивания износа и сборки мусора, но и на реализацию RAID5-подобного хранения данных вместе с контрольными суммами, что позволяет устранять неисправимые через LDPC ECC ошибки.

Вторая особенность массива флеш-памяти ещё более неожиданна. Все двенадцать NAND-устройств, на базе которых собран Transcend SSD230, распределены не по четырём, а по трём каналам контроллера SM2258. Четвёртый же канал пустует, хотя компоновка печатной платы предусматривает посадочные места для микросхем, которые можно к нему подключить. Таким образом, вместе с тремя каналами контроллер пользуется четырёхкратным чередованием устройств.

Надо сказать, в ADATA Ultimate SU800 мы видели точно такую же организацию массива флеш-памяти, так что, весьма вероятно, связана она с особенностями работы контроллера Silicon Motion, а не с какими-то оригинальными проявлениями свободы творчества разработчиков Transcend. К тому же конфигурация «3 × 4» вряд ли может нанести сколь-нибудь серьёзный удар по производительности, поскольку степень параллелизма массива флеш-памяти остаётся достаточно высокой, плюс почти все операции записи, благодаря выбранной реализации алгоритма ускоренной записи, происходят в быстром SLC-режиме.

⇡#Программное обеспечение

Вообще, для накопителей собственного производства компания Transcend предлагает фирменную утилиту SSD Scope, которая позволяет следить за состоянием накопителя, управлять функцией TRIM операционной системы, выполнять диагностическое сканирование, инициировать Secure Erase – полное безопасное удаление данных, а также при необходимости обновлять микропрограмму. Кроме того, в SSD Scope предусмотрена полезная функция клонирования содержимого дисков.

Однако текущая версия этой полезной программы (3.5.0) с тестируемым накопителем Transcend SSD230 оказалась несовместима.

Впрочем, нет никаких сомнений, что данная проблема будет исправлена в следующих версиях.

⇡#Методика тестирования

Тестирование проводится в операционной системе Microsoft Windows 10 Enterprise x64 Build 10586, 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 используются рандомизированные несжимаемые данные.

Раздел, в пределах которого тестируется скорость операций, имеет размер 32 Гбайт, а продолжительность каждого теста составляет сорок секунд. Такие параметры, в частности, позволят получать более релевантные результаты для тех SSD, которые используют различные технологии SLC-кеширования.

Используемые приложения и тесты:

• Iometer 1.1.0
  • 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.
  • 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 тридцати секунд, после чего вычисляется средний показатель.
  • 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 тридцати секунд, после чего вычисляется средний показатель.
  • 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 тридцати секунд, после чего вычисляется средний показатель.
  • 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 независимых потока. В обоих случаях соотношение между операциями чтения и записи варьируется с шагом 20 процентов. Оценка скоростей выполняется в течение тридцати секунд, после чего вычисляется средний показатель.
  • 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 5.1.2
  • Синтетический тест, который выдает 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 Storage Benchmark 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 2.0. В качестве результатов теста учитывается как итоговая производительность, так и скорость выполнения отдельных тестовых трасс, сформированных различными приложениями.
• Тесты реальной файловой нагрузки
  • Измерение скорости копирования директорий с файлами разного типа. Для копирования применяется стандартное средство Windows – утилита Robocopy, а в качестве тестового набора используется рабочая директория, включающая офисные документы, фотографии и иллюстрации, pdf-файлы и мультимедийный контент общим объёмом 8 Гбайт.
  • Измерение скорости архивации файлов. Тест проводится с той же рабочей директорией, что и копирование, а в качестве инструмента для компрессии файлов избран архиватор 7-zip версии 9.22 beta. Для уменьшения влияния производительности процессора используется метод Deflate.
  • Исследование скорости разворачивания архива. Тест проводится с архивом, полученным при измерении скорости архивации.
  • Оценка скорости запуска игрового приложения. Измеряется производительность дисковой подсистемы при выполнении сценария, захваченного при запуске игры Far Cry 4 и загрузке в ней уровня с пользовательским сохранением. Для минимизации влияния производительности процессора и памяти все задержки, возникающие по их вине, из тестового сценария убраны.
  • Оценка скорости старта приложений, формирующих типичную рабочую пользовательскую среду. Измеряется производительность дисковой подсистемы при выполнении сценария, захваченного при запуске пакета приложений, который состоит из браузера Google Chrome, текстового редактора Microsoft Word, графического редактора Adobe Photoshop и видеоредактора Adobe Premiere Pro с рабочими файлами. Для минимизации влияния производительности процессора и памяти все задержки, возникающие по их вине, из тестового сценария убраны.

⇡#Тестовый стенд

В качестве тестовой платформы используется компьютер с материнской платой ASUS Maximus VIII Ranger, процессором Core i5-6600K со встроенным графическим ядром Intel HD Graphics 530 и 8 Гбайт DDR4-2133 SDRAM. Приводы 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) 14.8.0.1042.

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

⇡#Список участников тестирования

Transcend SSD230 претендует на то, чтобы стать видным игроком в массовом сегменте. По задумке производителя этот накопитель должен быть доступнее MLC-моделей, чтобы по цене TLC SSD на планарной памяти предлагать лучшую производительность и более высокую надёжность. Поэтому для сравнения с Transcend SSD230 мы подобрали несколько популярных моделей SSD, относящихся к средней ценовой категории.

• ADATA Ultimate SU800 512 Гбайт (ASU800SS-512GT-C, прошивка Q0125A);
• Crucial MX300 525 Гбайт (CT525MX300SSD1, прошивка M0CR040);
• Intel SSD 540s 480 Гбайт (SSDSC2KW360H6X1, прошивка LSB036C);
• Kingston HyperX Savage 480 Гбайт (SHSS37A/480G, прошивка SAFM00.r);
• Plextor M7V 512 Гбайт (PX-512M7VC, прошивка 1.04);
• Samsung 750 EVO 500 Гбайт (MZ-750500, прошивка MAT01B6Q);
• Samsung 850 EVO 500 Гбайт (MZ-75E500, прошивка EMT02B6Q);
• Samsung 850 PRO 512 Гбайт (MZ-7KE512, прошивка EXM04B6Q);
• Transcend SSD230 512 Гбайт (TS512GSSD230S, прошивка P1025F8);
• Western Digital Blue SSD 500 Гбайт (WDS500G1B0A, прошивка X41000WD).

Напомним, что из представленного списка накопителями на базе трёхмерной и планарной MLC NAND являются Samsung 850 PRO и Kingston HyperX Savage; ADATA Ultimate SU800, Crucial MX300, Transcend SSD230 и Samsung 850 EVO используют многослойную TLC-память; а Intel SSD 540s, Plextor M7V, Samsung 750 EVO и WD Blue – это SSD, основанные на планарной TLC NAND.

Все накопители, принявшие участие в тесте, имели близкие ёмкости — от 480 до 525 Гбайт.

⇡#Последовательные операции чтения и записи

Скорость последовательного чтения и записи у Transcend SSD230 находится на хорошем уровне. Во многом этому помогает эффективная система SLC-кеширования, благодаря которой рассматриваемому накопителю удаётся записывать большие объёмы данных со скоростью, свойственной MLC-моделям.

Чтобы посмотреть подробнее, как работает ускоренная запись, мы замерили скорость непрерывного заполнения Transcend SSD230 512 Гбайт данными.

С быстродействием, близким к скорости SATA-интерфейса, Transcend SSD230 может заполнить примерно треть от всего свободного объёма. Затем происходит серьёзное падение показателей производительности. Прямая запись в TLC-режиме выполняется со скоростью порядка 60 Мбайт/с, и это серьёзно ниже скорости записи в TLC NAND во многих недорогих накопителях с планарной флеш-памятью. Иными словами, сама по себе TLC 3D NAND компании Micron высокой скоростью записи отнюдь не отличается. Но контроллер SM2258 неплохо решает эту проблему программными методами, и при обычном использовании Transcend SSD230 с падением скорости записи можно и не встретиться, если оставлять на накопителе достаточное для работы SLC-кеширования свободное пространство.

Обычно скорость SATA SSD при последовательных операциях достигает своего максимума даже без какой-либо конвейеризации. Однако на всякий случай мы решили посмотреть, как масштабируется производительность последовательных операций при изменении глубины очереди запросов.

Увеличение глубины очереди запросов при последовательных операциях немного поднимает производительность Transcend SSD230, однако данная особенность не носит сколько-нибудь выраженного характера.

⇡#Случайные операции чтения

Контроллер SMI SM2258 имеет относительно невысокую вычислительную мощность, поэтому в число лидеров по скорости случайного чтения Transcend SSD230 попасть не может. Здесь его показатели ближе к уровню бюджетных накопителей. Это значит, что во многих обычных сценариях, связанных с запуском операционной системы и приложений, Transcend SSD230 обеспечить высокий уровень производительности не сможет. Впрочем, этот накопитель в качестве флагманского решения и не позиционируется.

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.

Не позволяет Transcend SSD230 приблизиться к флагманским решениям и увеличение глубины очереди запросов. Здесь рассматриваемая новинка по своему поведению похожа на аналогичное по аппаратной начинке решение ADATA.

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

Примерно то же самое можно сказать и про чтение данных большими блоками. Как бы то ни было, аппаратная платформа SM2258 – это бюджетный вариант, и случайные операции обслуживаются ей не слишком быстро.

⇡#Случайные операции записи

Зато со скоростью произвольной записи у Transcend SSD230 дела обстоят просто отлично. Благодаря динамическому SLC-кешированию этот накопитель почти не отстаёт от лучших образцов SATA SSD. Контроллеру SMI SM2258 в комплекте с TLC 3D NAND удаётся надёжно замаскировать невысокую скорость записи такой памяти.

Ещё более наглядно это видно на графике, показывающем зависимость скорости произвольной записи 4-килобайтными блоками от глубины очереди запросов.

Любые накопители, основанные на TLC-памяти и не использующие контроллер SMI SM2258, серьёзно отстают от Transcend SSD230 по скорости записи с глубокой очередью запросов.

Следующий график отражает зависимость производительности при случайной записи от размера блока данных.

Никаких откровений не видно и по результатам такого тестирования. При росте размеров блоков производительность недорогих накопителей упирается в скорость массива флеш-памяти с трёхбитовыми ячейками. Однако Transcend SSD230 по характеру кривой скорости записи больше похож на накопитель на базе MLC-памяти.

⇡#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 как последовательных, так и случайных операций, поступающих вперемежку. На следующей паре диаграмм мы приводим среднюю производительность, которая посчитана по данным шести измерений с разным соотношением количества операций чтения и записи.

Надо сказать, что контроллерам SMI, несмотря на их невысокую вычислительную мощность, всегда удавалось сравнительно неплохо справляться со смешанными операциями, в чём они, например, серьёзно превосходят решения Phison, в том числе и многоядерные. SMI SM2258 эту особенность не утратил. Поэтому результаты Transcend SSD230 при смешанной нагрузке смотрятся очень неплохо: этому накопителю удаётся даже дотянуться до уровня SSD компании Samsung.

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.

Единственное, что может расстроить пользователей, которые присматриваются к Transcend SSD230, — это его некоторое отставание от ADATA Ultimate SU800, обусловленное какими-то локальными оптимизациями прошивки. В остальном же выступление Transcend SSD230 для недорогого накопителя следует признать просто блестящим.

⇡#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.

Ключевая особенность алгоритмов работы Transcend SSD230 – это уникальная технология ускоренной записи, похожая на разработку Micron – Dynamic Write Acceleration. Её суть состоит в том, что флеш-память при записи по возможности используется в SLC-режиме, а её переключение в штатный трёхбитовый режим происходит лишь в случае крайней необходимости – когда объём непрерывной записи превышает треть свободного места. Именно поэтому на достаточно продолжительном начальном этапе мы получаем скорость записи порядка 72 тысяч IOPS. Это – как раз и есть запись в SLC-режиме, при которой Transcend SSD230 ведёт себя как выдающийся по производительности накопитель по меркам SSD с флеш-памятью с трёхбитовыми ячейками.

Однако после того, как объём непрерывной записи переваливает за отметку в 166 Гбайт, происходит резкое падение производительности. В этот момент пул свободной флеш-памяти заканчивается, и контроллеру приходится нести тройную нагрузку: вместе с обработкой входящего потока команд переводить память в TLC-режим, уплотнять уже сохранённые данные и проводить сборку мусора. К счастью, в реальном использовании сталкиваться с такой ситуацией вряд ли придётся – вся подобная активность обычно происходит в фоновом режиме, в моменты простоя накопителя.

Но не заметить того, что скорость в TLC-режиме падает до очень низких значений — в районе 15 тысяч IOPS, просто невозможно. Кроме того, при отсутствии SLC-кеширования претензии есть и к постоянству производительности. Разброс во времени реакции при записи напрямую в трёхбитовую память доходит до сотен процентов. Иными словами, для высоких нагрузок Transcend SSD230 подходит плохо. Но вот в роли обычного потребительского накопителя благодаря динамическому SLC-кешированию SSD230 должен проявлять себя вполне достойно.

Давайте посмотрим теперь, как у Transcend SSD230 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.

Сборка мусора у Transcend SSD230 работает эталонно. Накопитель оказывается способен полностью восстанавливать свою производительность не только при подаче команды TRIM, но и при обычном простое. И в этом SSD230 превосходит аналогичное решение ADATA, которое без TRIM демонстрировало деградацию скорости записи. Transcend SSD230 же может поддерживать свежее состояние массива флеш-памяти без какой-либо помощи от операционной системы. По этой причине SSD230 можно использовать и в старых системах, и в USB-контейнерах, и в RAID-массивах.

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.

Не дотягивают до лидирующего уровня здесь только показатели производительности, связанные с операциями случайного чтения. Во всех остальных случаях Transcend SSD230 показывает себя весьма скоростным SATA SSD.

Производительность в PCMark 8 Storage Benchmark 2.0

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.

Производительность в PCMark 8, который воспроизводит дисковую нагрузку реальных приложений, сильно зависит от скорости операций случайного чтения. Поэтому здесь проявляется основное слабое место Transcend SSD230 и по суммарному рейтингу он оказывается в нижней части диаграммы, обгоняя только Intel SSD 540s. Прочие же участники теста, включая и TLC SSD уровня WD Blue или Plextor M7V, новинку Transcend обгоняют. Однако нужно подчеркнуть, что оба эти накопителя – хорошие варианты TLC SSD. А если бы мы стали сравнивать Transcend SSD230 с недорогими накопителями на базе контроллеров Phison, он, вне всяких сомнений, вышел бы победителем.

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

⇡#Реальные сценарии нагрузки

Тесты производительности при реальной нагрузке позволят нам делать выводы о том, насколько хорошо та или иная модель может справиться с ролью рабочего, системного или даже единственного диска в составе ПК, на котором устанавливаются рабочие программы.

В файловых сценариях Transcend SSD230 показывает себя очень неплохо. При такой нагрузке этому SSD удаётся предложить производительность MLC-модели по цене накопителя с TLC-памятью. Внедрённое разработчиками Silicon Motion SLC-кеширование, работающее на полном объёме, – весьма результативная и полезная в реальной жизни технология, которая даёт принципиально лучший результат по сравнению с повсеместно применяющейся ускоренной записью в SLC-кеш ограниченного объёма.

Неразрешённая проблема платформы SMI SM2258 в общем и Transcend SSD230 в частности остаётся лишь в скорости случайного чтения. При реальной нагрузке, которая порождает большое количество таких операций, SSD230 оказывается похожим по своей производительности на бюджетные SSD с TLC-памятью. Поэтому для Transcend SSD230 в качестве системного накопителя нетрудно будет подыскать более быстродействующую альтернативу.

⇡#Тестирование ресурса

Результаты тестирования надёжности рассматриваемого накопителя приведены в отдельном материале «Надёжность SSD: результаты ресурсных испытаний».

⇡#Выводы

С SSD, собранным на основе контроллера SMI SM2258 и TLC 3D NAND компании Micron, мы встречаемся уже не впервые. Некоторое время тому назад нашей лабораторией был протестирован аналогичный накопитель ADATA Ultimate SU800, и Transcend SSD230, которому был посвящён сегодняшний тест, в целом продемонстрировал всё то же самое. Но в частностях есть и отличия: разработчики Transcend сделали собственную печатную плату и используют в своём продукте иную версию микропрограммы, из-за чего в профиле производительности возникли немного иные акценты. Так, Transcend SSD230 оказался слегка медленнее, но зато в нём хорошо настроена автономная сборка мусора, которая может работать даже без подачи команды TRIM. Впрочем, такие нюансы беспокоят не всех пользователей.

Если же говорить о полученных результатах в общем, то Transcend SSD230 вполне можно назвать удачным примером использования новой TLC 3D NAND компании Micron. Накопителей, в которые попадает такая память, сейчас становится всё больше, но в основном они скорее расстраивают, чем воодушевляют своими характеристиками. Дизайн же с контроллером SMI SM2258, в котором предусмотрена динамическая технология SLC-кеширования, оказался очень достойным, и недостатки трёхмерной памяти Micron, обладающей ёмкими и не слишком быстрыми ядрами, практически не выплывают наружу. В итоге Transcend SSD230 работает быстрее большинства накопителей с планарной TLC-памятью, уступая лишь наиболее производительным решениям такого класса.

Тем не менее невысокая вычислительная мощность контроллера SM2258 всё же не могла не сказаться. Transcend SSD230 способен похвастать очень хорошей скоростью при обработке операций записи, но при нагрузке в виде операций случайного чтения он ведёт себя подобно типичной недорогой модели. А это значит, что SSD230 в первую очередь можно рекомендовать для использования в роли файлохранилища или второго диска в системе, в то время как в качестве загрузочного накопителя предпочтительнее рассматривать какие-то иные варианты.

Впрочем, в конечном итоге всё решит цена. Дело в том, что Transcend SSD230 вполне может оказаться дешевле многих популярных TLC-моделей, ведь микроновская TLC 3D NAND – это совсем недорогая память. И в том случае, если его стоимость опустится ниже, чем у Samsung 750 EVO, Crucial MX300, Western Digital Blue и других SSD подобного класса, SSD230 действительно имеет все шансы оказаться одним из наиболее привлекательных вариантов по совокупности потребительских характеристик в среднем сегменте.