Обзор SATA SSD-накопителя Crucial MX500: повод сэкономить

Ещё пару лет тому назад накопители Crucial находились у нашей лаборатории исключительно на хорошем счету. Модели, которые компания Micron предлагала для массовых пользователей под торговой маркой Crucial, в большинстве случаев оказывались если не лидерами по потребительским характеристикам, то по меньшей мере весьма выгодными предложениями по сочетанию производительности и цены. Для того чтобы убедиться в этом, достаточно вспомнить о тех SSD, которые присутствовали в модельном ряду Crucial два-три года тому назад. Действительно, в тот период компания старалась использовать передовые контроллеры Marvell и качественную память с двухбитовыми ячейками, но при этом позиционировала свои продукты как решения среднего и даже нижнего уровня.

Такие традиции были заложены ещё в легендарном Crucial M550, а с появлением в 2014 году серии MX — стали чуть ли не одним из основополагающих принципов ведения бизнеса Crucial. Например, основанный на контроллере Marvell 88SS9189 и 16-нм MLC NAND накопитель MX100 был в своё время чуть ли не лучшим из имеющихся SATA SSD в средней ценовой категории, а пришедший ему на смену MX200 получил дополнительные программные улучшения, которые сделали и без того удачную модель ещё интереснее. Примерно в тот же период в ассортименте Crucial появился и бюджетный накопитель BX100, в котором MLC-памятью управлял контроллер SMI SM2246EN, и эта модель тоже смогла стать прорывным продуктом среди устройств нижней ценовой категории.

Но накопители Crucial, вышедшие после MX200 и BX100, оказались уже не такими выдающимися. Суть возникшей у фирмы проблемы заключалась в том, что её конкуренты начали переходить на более дешёвые типы памяти – с трёхмерной компоновкой и трёхбитовыми ячейками. И Micron, дабы не отклоняться от избранной ценовой политики, пришлось отказаться от своей очень удачной по всем параметрам планарной MLC-памяти в пользу разновидностей флеш-памяти с более высокой плотностью. Так появился откровенно провальный бюджетный накопитель BX200, в котором совместно с контроллером SMI SM2256 использовалась планарная TLC NAND. Не восстановили репутацию имени Crucial и произошедшие в 2016 году перемены в серии MX, в которой появился MX300 – SSD, построенный на контроллере Marvell 88SS1074 и новейшей на тот момент 32-слойной TLC 3D-памяти. Даже такая аппаратная платформа не смогла обеспечить тот уровень производительности, который мы получали от накопителей Crucial MX- ранее.

В результате из одного из передовиков Crucial превратилась в фирму-середнячка, у которой из ассортимента исчезли сколь-нибудь яркие модели, способные поддерживать реноме одного из столпов рынка потребительских твердотельных накопителей. Более того, Crucial не смогла даже вывести на рынок производительный NVMe-накопитель: анонс соответствующей модели, Ballistix TX3, был отменён в самый последний момент. В итоге единственным светлым пятном в новейшей истории бренда можно считать выпуск дешёвого SATA-накопителя BX300 с контроллером SMI SM2258 и 32-слойной MLC 3D NAND-памятью. Однако доступность этой модели оказалась ограниченна, и до российских покупателей она вообще так и не доехала.

В то же время не стоит забывать, что за спиной у Crucial стоит мощная материнская компания – один из крупнейших производителей памяти, Micron. И это значит, что ставить точку в истории взлёта и падения Crucial было бы неуместно. Тем более что в конце прошлого года Micron решила предпринять попытку возродить былую славу Crucial, для начала хотя бы в сегменте накопителей с SATA-интерфейсом. Благо к тому времени Micron уже освоила серийное производство новой 64-слойной 3D NAND, которая во многом превосходит трёхмерную память первого поколения с 32 слоями и позволяет ввязаться в новый раунд конкурентной борьбы с производителями SSD первого эшелона. Именно так и появился Crucial MX500 – новый накопитель, который должен стать грозным соперником для прочих SATA SSD последнего поколения.

Crucial намеренно пропустила модельный номер MX400 и назвала новинку MX500. Это символизирует старт с чистого листа и даёт представление о том, что свежий накопитель имеет крайне мало общего с MX300. Самое главное, что нужно знать о модели, которой будет посвящён этот обзор, — это то, что она основывается на 64-слойной TLC 3D NAND. А значит, она автоматически попадает в «высшую SATA-лигу», в которой сегодня играют другие решения на ударной 64-слойной NAND-памяти: Samsung 860 EVO, Intel SSD 545s, Sandisk Ultra 3D, Western Digital Blue 3D и Toshiba TR200.

⇡#Технические характеристики

Итак, Crucial MX500 претендует на то, чтобы стать одним из лучших SATA-накопителей 2018 года. По описанным выше причинам, для этого ему нужно быть более похожим по характеристикам на старую модель MX200, нежели на более новую MX300. И если исходить из официальных спецификаций, путём очередной смены аппаратной платформы разработчики Crucial смогли добиться желаемого.

Практически по всем параметрам Crucial MX500 превосходит своего предшественника и во многом обещает даже больше, чем предлагал MX200. Базисом столь существенных позитивных изменений выступает новая 64-слойная TLC 3D NAND второго поколения. Свою флеш-память компания Micron разрабатывает совместно с Intel, и на примере накопителя Intel SSD 545s мы уже видели, насколько 64-слойная TLC 3D NAND лучше старой 32-слойной. Новый Crucial MX500 должен позволить убедиться в этом ещё раз.

Основная проблема TLC 3D NAND разработки Intel/Micron прошлого, первого поколения состояла в том, что она выпускалась в виде крупных 384-гигабитных чипов со страницами и блоками увеличенного размера. Производственные расходы на выпуск такой памяти получаются ниже, но вот работать с ней на логическом уровне оказывается весьма неудобно, что на первом этапе выливается в трудности при разработке контроллеров, а на втором – в дополнительные задержки при операциях с данными. К тому же не являющийся степенью двойки объём кристаллов 32-слойной TLC 3D NAND приводит к тому, что в SSD на их основе приходится формировать массивы памяти с несимметричной конфигурацией каналов либо вообще полностью отключать часть каналов контроллера. Именно поэтому Crucial MX300 принципиально не способен обеспечить флагманский уровень производительности.

Во втором поколении TLC 3D NAND, которая и стала базой для Crucial MX500, все предыдущие архитектурные просчёты были учтены. В результате флеш-память с удвоенным числом слоёв получила не 768-гигабитные ядра, как предполагалось изначально, а гораздо более удобные в обращении кристаллы объёмом 256 Гбит. Это, безусловно, повысило их себестоимость, но тем не менее 64-слойная TLC 3D NAND компании Micron всё равно выгодна в производстве: не стоит забывать о применяемой Micron и Intel технологии CuA (CMOS Under-the-Array), которая позволяет помещать управляющую логику под матрицей ячеек флеш-памяти, что дополнительно сокращает площадь кристаллов и увеличивает их плотность.

В конечном итоге Micron даже говорит о свой TLC 3D NAND второго поколения как о NAND с 256-гигабитными ядрами с самыми маленькими кристаллами – их площадь составляет всего 59 мм². Плотность такой памяти достигает 4,4 Гбит/мм², и это примерно на 90 % выше плотности собственной TLC 3D NAND первого поколения и на 25% превышает плотность трёхмерной памяти аналогичного класса, выпускаемой Samsung.

Обеспечивает передовые характеристики Crucial MX500 не только память. Вторая кардинальная перемена, произошедшая в накопителе, касается контроллера. В MX500 старшая серия SATA-устройств Crucial впервые пользуется базовым процессором авторства не Marvell. И такой переход имеет под собой веские основания. Дело в том, что лучший совместимый с трёхмерной флеш-памятью SATA-контроллер Marvell, 88SS1074, представляет собой недорогое четырёхканальное решение, которое не отличается особенно качественной оптимизацией в плане производительности. Marvell уже давно сделала основную ставку на поддержку более прогрессивного NVMe-интерфейса и своих приверженцев в сегменте SATA фактически оставила без должного внимания.

Поэтому в Crucial MX500 произошёл переход на иную аппаратную платформу, предоставленную Silicon Motion. Ставка на продукцию данной инженерной команды неслучайна. Некоторое время тому назад Silicon Motion удалось заручиться поддержкой Intel, благодаря чему контроллеры под маркой SMI существенно продвинулись в части производительности и надёжности. Решения Silicon Motion последнего поколения уже использовались в Crucial BX300, а теперь SATA-продукция Crucial переезжает на платформу SMI окончательно.

При этом в основе Crucial MX500 лежит не самый передовой SATA-чип Silicon Motion, SM2259, а его предшественник – SM2258. Именно этот нюанс и отличает аппаратную начинку Crucial MX500 от таковой в Intel SSD 545s: хотя эти накопители и можно считать близкими родственниками из-за использования флеш-памяти с одинаковым дизайном и базовых чипов одного разработчика, версии контроллеров в них различны. Правда, выбранный для MX500 более ранний и более популярный в отрасли чип SM2258 почти не отличается от SM2259: небольшая разница есть лишь в обеспечиваемой скорости случайных операций и в реализации LDPC-кодирования, которое в более новой модификации работает эффективнее как по скорости, так и по коэффициенту исправляемых ошибок.

В остальном и SM2258, и SM2259 идентичны. И тот и другой контроллер поддерживает четырёхканальную структуру массива флеш-памяти, и основывается на 32-битном RISC-процессоре. То, что для Crucial MX500 был выбран более старый контроллер, во многом компенсируется разработанной инженерами Micron эксклюзивной микропрограммой. Им удалось внедрить в собственный накопитель все фирменные технологии, включая динамическое SLC-кеширование, а также добиться существенно лучшей производительности, чем предлагает референсный вариант платформы SM2258. Характерно, что по декларируемым параметрам быстродействия Crucial MX500 по сравнению с эталонными моделями на том же контроллере обещает преимущество в 5-15 %.

В численных величинах это выглядит следующим образом:

Как и в любом другом потребительском накопителе на базе флеш-памяти с трёхбитовыми ячейками, высокие скоростные показатели Crucial MX500 отчасти обеспечиваются технологией SLC-кеширования. Однако реализация этой технологии в MX500 существенно отличается от таковой прочих подобных SSD тем, что разработчики Micron смогли перенести в своё детище фирменную технологию DWA (Dynamic Write Acceleration), которая ранее существовала лишь в моделях, построенных на контроллерах Marvell. Преимущество DWA перед стандартными технологиями ускоренной записи заключается в том, что SLC-кеш в Crucial MX500 не имеет фиксированного размера. Максимальный объём данных, который можно записать в SLC-режиме, зависит от того, сколько свободного места есть в массиве флеш-памяти накопителя, а уплотнение содержимого ячеек NAND для хранения трёх бит информации в каждой производится либо в периоды отсутствия обращений к SSD, либо при нехватке чистых страниц для записи.

Это значит, что с повышенной скоростью на Crucial MX500 можно записать заметно больше, чем в случае большинства других SSD. Например, если провести эксперимент с измерением производительности непрерывной последовательной записи на чистый Crucial MX500 500 Гбайт, то картина получится следующей.

В ускоренном SLC-режиме накопитель позволяет сохранить примерно 32 Гбайт данных. В этом случае производительность записи достигает 480 Мбайт/с. Далее скорость снижается до 420 Мбайт/с – этот показатель свойственен записи, происходящей в TLC-режиме с одновременным фоновым уплотнением ячеек, которые ранее были заполнены как SLC. И третий вариант скорости – 470 Мбайт/с – это скорость записи в TLC 3D NAND без какой-либо дополнительной нагрузки.

Полученные результаты, кроме того, что иллюстрируют работу DWA, наглядно показывают, насколько быстра оказалась новая 64-слойная TLC 3D NAND компании Micron. В четырёхканальном режиме она позволяет почти полностью выбрать пропускную способность SATA-интерфейса. Подобным быстродействием до сих пор отличалась лишь TLC 3D NAND производства Samsung, но, похоже, теперь у SATA SSD южнокорейского гиганта будут серьёзные соперники. О том, насколько 64-слойная память Micron лучше своей предшественницы, говорит простой факт: при прямой записи в TLC-режиме прошлый SSD авторства Crucial, MX300, выдавал вдвое более низкую скорость.

Кроме технологии Dynamic Write Acceleration разработчики Crucial смогли перенести в MX500 и другие технологии, которые ранее являлись исключительной прерогативой накопителей, построенных на контроллерах Marvell. В первую очередь тут нужно упомянуть реализацию на аппаратном уровне AES256-шифрования. Причём аппаратный криптографический движок MX500 поддерживает отраслевые стандарты Microsoft eDrive, IEEE-1667 и TCG Opal 2.0, поэтому данный SSD – это не только уникальный накопитель на контроллере SM2258 с поддержкой шифрования, но и один из очень немногих SSD, которые аппаратно совместимы с Windows BitLocker.

Ещё одно важное преимущество Crucial MX500, которое перешло к этому накопителю от предшествующих представителей серии MX-, касается защиты данных от повреждений при перебоях питания. Как и раньше, в этом SSD есть набор «аварийных» конденсаторов, которые позволяют контроллеру штатно завершать все начатые операции записи при незапланированных отключениях электроснабжения. Такую функциональность среди потребительских SSD предлагают очень немногие модели, и MX500 – одна из них.

Иными словами, из новой модели Crucial попыталась сделать SATA-накопитель «для всех и для каждого». MX500 должен быть привлекателен не только благодаря хорошей производительности и доступной цене. В нём присутствуют и все интересные технологии, которые только бывают реализованы в потребительских SSD. К этому стоит добавить, что модельный ряд MX500 включает полный набор востребованных сегодня ёмкостей. А срок гарантии на новинку увеличен до 5 лет – максимальной продолжительности, которая только может быть у современного потребительского накопителя.

Правда, несколько портят общую картину установленные пределы возможного объёма записи. Они у MX500 ощутимо хуже, чем у других передовых накопителей. Crucial допускает ежедневную перезапись лишь пятой части ёмкости SSD в течение гарантийного срока, а его конкуренты в лице Intel SSD 545s или Samsung 860 EVO в этом отношении щедрее более чем в полтора раза.

⇡#Внешний вид и внутреннее устройство

Для тестирования мы получили образец Crucial MX500 ёмкостью 500 Гбайт. Сразу же стоит отметить, что по сравнению с MX300 в модельный ряд MX500 вернулись привычные ёмкости: про 275, 525 или 750 Гбайт можно забыть, и потому новинки допускают прямое сопоставление с предложениями других производителей без каких-либо оговорок.

Внешнее исполнение Crucial MX500 унаследовано у MX200. Но, что интересно, не у MX300. Прошлый представитель в серии MX- имел удешевлённый корпус, собранный на защёлках. МX500 же сделан более основательно – он собран при помощи винтовых креплений. Никакой пластмассы в конструкции нет: обе половинки представляют собой неокрашенные алюминиевые штампованные детали.

Наклейки на поверхностях накопителя сохранили привычный дизайн. Тёмно-синяя лицевая этикетка, кажется, вообще перекочевала с MX200 без каких-либо изменений. Ярлык же на оборотной стороне содержит необходимую техническую информацию, включая артикул, серийный номер, название модели, её ёмкость и версию прошивки. Здесь же записан и идентификатор PSID, который может потребоваться при сбросе ключа у зашифрованного SSD. Среди прочей технической информации можно обнаружить любопытную деталь: сборка MX500 организована Micron в Мексике, в то время как предыдущие продукты компании изготавливались в Китае или Сингапуре.

Внутри корпуса обнаруживается достаточно крупная печатная плата, которая, судя по её дизайну, применяется в накопителях всего модельного ряда. По крайней мере, посадочных мест под микросхемы в 500-гигабайтной модификации MX500 явно больше, чем установленных микросхем.

В рассматриваемой нами версии MX500 массив флеш-памяти оказался собран из восьми чипов Micron MT29F512G08EECAGJ4-5M:A. Каждый такой чип содержит по паре 256-гигабитных кристаллов 64-слойной TLC 3D NAND. Таким образом, в общей сложности флеш-память имеет стандартную ёмкость 512 Гбайт, а четырёхканальный контроллер при работе с ней использует четырёхкратное чередование устройств в каждом канале.

Так как кристаллы флеш-памяти 64-слойной TLC 3D NAND имеют ёмкость, выраженную степенью двойки, объём зарезервированного под внутренние нужды контроллера пространства вполне привычен. Для работы технологий выравнивания износа и сборки мусора отведено 9 % от общего объёма. Напомним, SLC-кеш этот объём не использует. Благодаря технологии DWA кеш обитает в той же части флеш-памяти, где хранятся пользовательские данные.

Управляет работой MX500 контроллер SMI SM2258. В рассматриваемом накопителе мы увидели ровно такой же базовый чип версии H, как нам уже встречался в ADATA Ultimate SU900 и Transcend SSD230. Однако Crucial в отличие от других производителей снабдила его термопрокладкой, отводящей тепло на алюминиевый корпус. Мера эта не критически необходимая, но всё-таки не лишняя, так как греется контроллер Silicon Motion достаточно сильно.

Помогает контроллеру в работе традиционный DRAM-буфер, который в рассматриваемом Crucial MX500 500 Гбайт представлен микросхемой DDR3-1866 объёмом 512 Мбайт.

На этом знакомство с начинкой Crucial MX500 можно было бы закончить, но подробное рассмотрение печатной платы позволяет заметить ещё одну интересную деталь. Каждая из микросхем флеш-памяти находится в окружении конденсаторов, чего в других накопителях мы не замечали. Именно так в MX500 реализована защита от перебоев питания. Если раньше батарея конденсаторов располагалась на печатной плате консолидированно, то теперь разработчики разбросали её по всей схеме. Впрочем, суть от этого не меняется: в случае незапланированного отключения питания контроллер в MX500 корректно завершает операции записи, не допуская утраты пользовательских данных.

⇡#Программное обеспечение

Для обслуживания накопителей серий MX- и BX- компания Crucial развивает специализированную сервисную утилиту Crucial Storage Executive, которая в своих последних версиях стала полностью совместима и с новым MX500. Утилита эта несколько громоздка, поскольку написана на JAVA и работает через браузер, но тем не менее к её функциональным возможностям претензий нет.

В первую очередь она позволяет следить за общим состоянием накопителя и его SMART-параметрами.

Обратите внимание: список SMART-атрибутов, возвращаемый Crucial MX500, не такой длинный, как у прочих накопителей на базе контроллера SMI SM2258. Диагностика у этой модели не так детализирована, но зато все переменные SMART снабжены понятным для понимания описанием, и их легко трактовать.

Помимо мониторинга, в Crucial Storage Executive предусмотрены более интересные функции для глубокого обслуживания накопителя. В частности, утилита умеет обновлять прошивки, обнулять флеш-память и резервировать на SSD дополнительное пространство для повышения выносливости.

Кроме того, в Crucial Storage Executive реализована функция кеширования дисковых операций в оперативной памяти компьютера – Momentum Cache. Это – некий аналог технологий Samsung Rapid или Plextor PlexTurbo. Используя до четверти доступной в системе оперативной памяти, Momentum Cache может существенно повысить скорость выполнения любых дисковых операций.

Уникальность реализованной разработчиками Crucial функции Momentum Cache состоит в том, что задействованная под неё оперативная память может динамически высвобождаться для работы других приложений. Впрочем, обычно мы не рекомендуем полагаться на какие бы то ни было технологии RAM-кеширования, так как они по понятным причинам не слишком надёжны и не гарантируют сохранность информации при аппаратных или программных сбоях.

⇡#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 5.5.0
  • 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

Crucial MX500 характеризуется двумя ключевыми признаками. Во-первых, это SATA SSD с высоким уровнем производительности. Во-вторых, он основывается на трёхмерной флеш-памяти последнего поколения. Исходя из этого, для него нетрудно сформировать список соперников: в него должны войти наиболее свежие и популярные SATA-накопители.

Список протестированных моделей накопителей:

• ADATA Ultimate SU900 512 Гбайт (ASU900SS-512GM-C, прошивка Q0125A);
• Crucial MX300 525 Гбайт (CT525MX300SSD1, прошивка M0CR060);
• Crucial MX500 500 Гбайт (CT500MX500SSD1, прошивка M3CR010);
• Intel SSD 545s 512 Гбайт (SSDSC2KW512G8, прошивка LHF002C);
• Kingston HyperX Savage 480 Гбайт (SHSS37A/480G, прошивка SAFM00.r);
• Samsung 850 EVO 500 Гбайт (MZ-75E500, прошивка EMT03B6Q);
• Samsung 860 EVO 500 Гбайт (MZ-76E500, прошивка RVT01B6Q);
• Transcend SSD230 512 Гбайт (TS512GSSD230S, прошивка P1025F8);
• Western Digital Blue SSD 500 Гбайт (WDS500G1B0A, прошивка X41000WD).

Напомним, из представленного списка трёхмерная флеш-память с 64 слоями используется не только в Crucial MX500, но и в Samsung 850 EVO и 860 EVO (64-слойная Samsung TLC 3D V-NAND) и в Intel SSD 545s (64-слойная Intel TLC 3D NAND). Кроме того, в ADATA Ultimate SU900 применяется 32-слойная MLC 3D NAND, а в Transcend SSD230 и Corsair MX300 – 32-слойная TLC 3D NAND (во всех трёх случаях – Intel/Micron).

⇡#Производительность последовательного чтения и записи

Линейная скорость чтения у Crucial MX500 традиционно упирается в пропускную способность интерфейса, а вот при последовательной записи этот накопитель оказывается несколько медленнее многих альтернатив. MX500 несколько отстаёт и от своего предшественника, и от похожего по начинке Intel SSD 545s, и от «эталонного» Samsung 850 EVO. Однако если сравнивать новинку Crucial со свежим массовым накопителем Samsung, 860 EVO, который переехал на память с 512-гигабитными ядрами, то MX500 выглядит явно лучше.

⇡#Производительность произвольного чтения

Очевидно, что одной из основных задач при оптимизации микропрограммы Crucial MX500 являлось увеличение производительности при случайном чтении. И здесь разработчики достигли действительно серьёзных успехов. При свойственных типичным пользовательским нагрузкам мелкоблочных операциях с неглубокой очередью запросов Crucial MX500 удаётся занимать лидирующие позиции, опережая и MX300, и Intel SSD 545s, и даже накопители Samsung на базе TLC 3D V-NAND. Правда, нужно иметь в виду, что относительные результаты MX500 хороши лишь в том случае, когда работа ведётся с блоками размером 4 Кбайт и менее. То есть в этом плане рассматриваемый накопитель не столь универсален, как, например, Samsung 850 EVO или 860 EVO.

⇡#Производительность произвольной записи

Назвать козырем Crucial MX500 скорость случайной записи достаточно трудно. Многие накопители новой волны, которые основываются на трёхмерной памяти с трёхбитовыми ячейками, могут обеспечивать более высокое быстродействие на операциях такого типа. Но Intel SSD 545s, который использует такую же, как и MX500, аппаратную архитектуру, от новинки Crucial всё же отстаёт. Это может означать, что проблема со скоростью записи связана с особенностями 64-слойной TLC 3D NAND авторства Intel/Micron, ведь у контроллеров SMI подобные слабые места ранее никогда не проявлялись.

⇡#Производительность при смешанной нагрузке

Получается так, что основное преимущество Crucial MX500 заключается в производительности при чтении. Когда же операции чтения и записи перемежаются, этот накопитель ничего выдающегося показать уже не может. И это – исключительно результат оптимизации его микропрограммы. Обычно контроллеры SMI справляются со смешанными операциями в дуплексном режиме очень неплохо. Да и родственник MX500, Intel SSD 545s, смотрится при такой нагрузке существенно лучше. Выходит, что всеядным накопителем с хорошим уровнем производительности у новинки Crucial стать всё-таки не получается. Уж слишком много ситуаций, когда она оказывается на диаграммах в нижней части. Даже накопители с тем же контроллером SM2258 и 3D NAND производства Intel/Micron первого поколения, такие как Transcend SSD230 или ADATA Ultimate SU900, при одновременной разнородной нагрузке выдают более высокую производительность.

⇡#Производительность в CrystalDiskMark

Crucial MX500 500GB

Crucial MX300 525GB

Если судить о Crucial MX500 по показателям в простом CrystalDiskMark, то прогресс в производительности по сравнению с MX300 кажется достаточно очевидным. Рост скорости виден при чтении без очереди запросов как при последовательных, так и при произвольных обращениях к данным.

⇡#Производительность в PCMark 8 Storage Benchmark 2.0

В комплексном тесте PCMark 8, который моделирует дисковую нагрузку, создаваемую типичными приложениями, Crucial MX500 выдаёт достаточно солидный результат. Показатель выше 300 Мбайт/с обычно покоряется лишь наиболее удачным моделям, и новинка, похоже, вполне может быть отнесена к их числу. Помогает ей продемонстрировать такое быстродействие высокая скорость случайного чтения и технология DWA. В конечном итоге Crucial MX500 уступает лишь SATA-накопителям Samsung, прочие же конкуренты оказываются явно слабее.

Однако приведённый выше усреднённый результат скрывает весьма любопытные детали. Если посмотреть на показатели, выдаваемые флеш-приводами при прохождении отдельных тестовых трасс, то окажется, что в целом ряде приложений, например в Microsoft Word, Battlefield 3 и Adobe After Effects, Crucial MX500 умудряется даже превзойти «эталонный» Samsung 850 EVO.

⇡#Производительность при реальной нагрузке

Файловые операции трудно назвать коньком Crucial MX500. Это закономерно, поскольку данный SSD не слишком уверенно ведёт себя при смешанной дуплексной нагрузке. В результате в тестах архивации и разархивации он отстаёт даже от своего предшественника, не говоря уже о накопителях компании Samsung. Однако другой соперник Crucial MX500 – Intel SSD 545s – в двух из трёх случаев оказывается слабее изучаемой в этом материале новинки.

На тесты скорости запуска приложений мы возлагали особую надежду. Если учесть хорошие результаты Crucial MX500 при произвольном чтении, складывалось впечатление, что он имеет достаточный потенциал для того, чтобы стать образцовым системным накопителем. Однако на практике быстродействие MX500 совсем не впечатлило. Лишь при старте игры ему удалось приблизиться к группе лидеров, но запуск приложений отодвинул его в нижнюю часть диаграммы. Иными словами, в оптимизации микропрограммы Crucial MX500 явно чего-то не хватает, и стать однозначно лучшим вариантом для какого-нибудь конкретного сценария использования у него не получается.

⇡#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.

При первоначальном заполнении объёма накопителя легко прослеживается три различных варианта производительности. Первый – 88 тысяч IOPS – соответствует записи в ускоренном режиме в SLC-кеш. После того как объём SLC-кеша исчерпан, скорость падает до 73 тысяч IOPS – в это время контроллер накопителя записывает данные в TLC-формате и при этом занимается перепрограммированием ячеек, которые были заполнены ранее в однобитовом формате. Третий вариант производительности – 81 тысяча IOPS – наблюдается тогда, когда запись в TLC 3D NAND выполняется в обычном режиме, без какой-либо фоновой активности контроллера. Таким образом, во всех трёх случаях производительность Crucial MX500 достаточно высока, и работа этого накопителя с трёхбитовыми ячейками без какой-либо промежуточной буферизации не влечёт за собой драматического снижения скорости. Это ещё раз подтверждает тот факт, что TLC 3D NAND второго поколения разработки Intel/Micron стала значительно быстрее прошлой 32-слойной памяти.

После того как однократное заполнение данными Crucial MX500 завершено, производительность ожидаемо падает. При этом накопитель не отличается соблюдением постоянства моментальной производительности, что выдаёт в нём недорогую аппаратную платформу – контроллер Silicon Motion SM2258.

Посмотрим теперь, как происходит восстановление скоростных характеристик до первоначальных величин за счёт работы технологии сборки мусора. Для исследования этого вопроса после завершения предыдущего теста, приводящего к снижению 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.

В последнее время мы наблюдаем явную тенденцию к отказу производителей потребительских SSD от реализации сборки мусора, работающей независимо от TRIM. В принципе, такой подход вполне понятен – это упрощает создание микропрограммы, а поддержка TRIM на сегодняшний день внедрена практически во все операционные системы. Данная тенденция не смогла обойти стороной и MX500. Накопитель Crucial не способен освобождать флеш-память без управления этим процессом со стороны ОС. И это немного печально, ведь все предыдущие Crucial MX- как раз и отличались тем, что умели подготавливать чистые страницы флеш-памяти под будущие операции полностью самостоятельно, не дожидаясь получения распоряжений извне.

⇡#Особенности реализации TRIM

Выполнение команды TRIM современным накопителям даётся не столь просто, как можно было бы подумать. Когда операционная система передаёт накопителю информацию о том, что какие-то сектора выводятся файловой системой из обращения, контроллер SSD должен консолидировать эти сектора и очистить освобождающиеся страницы флеш-памяти для выполнения будущих операций. Такая перегруппировка требует перезаписи и очистки областей памяти, и это не только занимает заметное время, но и серьёзно нагружает контроллер работой. В результате после удаления с диска больших объёмов данных владельцы SSD могут столкнуться с эффектом временного замедления или даже с «фризами» накопителя.

Обычно выглядит это следующим образом:

Провал в Disk transfer rate с одновременным скачком в загрузке SSD – результат обработки TRIM

Проблему фиксирует даже стандартный диспетчер задач Windows 10. Спустя несколько секунд после удаления большого файла SSD на некоторое время оказывается полностью загружен внутренними процессами и отказывается реагировать на какие-либо поступающие извне запросы. В это время он «погружается в себя» и при самом плохом сценарии прекращает обслуживать даже элементарные запросы на чтение данных. На практике это может вызвать серьёзный дискомфорт, ведь никто не ожидает, что SSD, основным достоинством которого является моментальная реакция на внешние воздействия, будет замирать на несколько секунд.

Поэтому мы добавили в методику дополнительное исследование, которое позволяет отслеживать, насколько незаметно для пользователя тот или иной SSD обслуживает команды TRIM. Способ проверки очень прост: сразу после удаления крупного файла — объёмом 32 Гбайт — мы проверяем, как накопитель справляется с операциями произвольного чтения данных, контролируя как скорость чтения, так и время ожидания, которое проходит с момента каждого запроса данных до ответа накопителя.

Фоновая обработка TRIM даётся Crucial MX500 достаточно легко. После передачи от операционной системы команды на освобождение 32 Гбайт флеш-памяти накопитель «уходит в себя» всего на 4-5 секунд, что можно считать сравнительно небольшим штрафом. В течение этого периода времени скорость чтения падает практически до нуля, а время отклика повышается до десятых долей секунды. Правда, справедливости ради стоит отметить, что обработка TRIM в Crucial MX300 происходила в разы быстрее, а в Intel SSD 545s этот процесс вообще незаметен для пользователя.

⇡#Тестирование выносливости

Результаты тестирования надёжности Crucial MX500 приведены в отдельном специальном материале «Надёжность SSD: результаты ресурсных испытаний».

⇡#Выводы

MX500 преподносится Crucial как эдакое возвращение фирмы в «высшую лигу» производителей твердотельных накопителей. И в этом есть доля правды, однако мы всё же не разделяем того пафоса, с которым компания представляет свою новинку. Для того чтобы о Crucial можно было бы снова полноправно заговорить как о ведущем производителе SSD для энтузиастов, одной лишь удачной SATA-модели накопителя недостаточно. В модельном ряду должен быть как минимум и высокопроизводительный NVMe-накопитель, а таких предложений в арсенале Crucial нет. К тому же MX500 на самом деле нельзя назвать флагманом даже в SATA-сегменте. Да, этот SSD явно лучше, чем предшествующий MX300, но по сравнению с потребительскими SATA-накопителями последнего поколения, которые сейчас есть у той же Samsung, показатели производительности MX500 совсем не впечатляют.

Впрочем, это совсем не означает, что мы считаем рассмотренную в обзоре новинку неудачной и не заслуживающей внимания. Как раз наоборот. Дело в том, что, несмотря на все разговоры о флагманах и высокой производительности, Crucial установила на MX500 очень демократичную цену, которая позволяет ему без проблем конкурировать даже с бюджетными предложениями.

И на таком фоне MX500 выглядит как настоящая звезда. Новинка Crucial не только заведомо быстрее любых других недорогих SATA SSD. В добавок к этому она может предложить целый ряд дополнительных функций, которые в продуктах такого уровня никогда не встречаются. В частности, в Crucial MX500 есть шифрование данных, аппаратная защита от перебоев питания, а также отличная программная поддержка.

Иными словами, Crucial MX500 по меркам нижнего ценового сегмента – просто выдающийся продукт. Новая 64-слойная TLC 3D NAND разработки Intel/Micron уже отлично зарекомендовала себя в интеловском SSD 545s, а MX500 оказался похож на интеловский накопитель по характеристикам, но стоит заметно дешевле. И благодаря такому сочетанию качеств MX500 однозначно переигрывает все недорогие предложения производителей второго эшелона.

Учитывая сказанное, мы бы с удовольствием присвоили Crucial MX500 статус рекомендованного нашей лабораторией продукта. Но есть одна загвоздка: его очень тяжело застать в отечественной рознице. Официально этот накопитель в нашу страну не поставляется (надеемся, что временно), поэтому если где-то он и появляется в продаже, то отнюдь не по той цене, по которой должен. Впрочем, как выйти из этой ситуации, вы наверняка знаете и без нас.