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.