Обзор NVMe SSD-накопителя Transcend MTE220S: дёшево – не значит плохо

Так уж получилось, что те производители твердотельных накопителей, которые до сих пор не обзавелись собственными командами разработчиков контроллеров, но при этом не хотят упускать из вида рынок SSD для энтузиастов, никакого особого выбора сегодня не имеют. Подходящий для них вариант, позволяющий организовать сборку действительно производительных накопителей с интерфейсом NVMe, предлагает всего одна компания – Silicon Motion, которая готова поставлять комплексные решения из своего контроллера и готовой микропрограммы всем желающим. Общедоступные базовые микросхемы для сборки NVMe-накопителей есть и у других фирм, например у тех же Phison или Realtek, но именно Silicon Motion захватила лидерство в этой сфере, предлагая партнёрам не только более функциональные, но и существенно более быстродействующие решения.

В то же время среди огромного многообразия NVMe-накопителей, построенных на базе контроллеров Silicon Motion, интерес для энтузиастов могут представлять далеко не любые модели. Эта фирма выпускает широкий ассортимент микросхем с принципиально различающимся уровнем быстродействия, но производительность, достойную SSD для продвинутых или максимальных конфигураций, могут обеспечить лишь избранные платформы. В частности, в прошлом году мы очень тепло отзывались о контроллере SM2262: по меркам 2018 года он действительно смотрелся весьма привлекательно, позволяя накопителям на его основе на равных выступать с лучшими потребительскими NVMe SSD производителей первого эшелона, включая Samsung, Western Digital и Intel.

Но в этом году ситуация несколько изменилась, так как ведущие производители обновили свои массовые модели верхнего уровня. В ответ на это Silicon Motion стала предлагать партнёрам улучшенную версию прошлогоднего контроллера, SM2262EN, которая тоже обещает прирост в параметрах производительности – в первую очередь в скорости записи. Получается, именно накопители на основе этого чипа и должны сегодня интересовать покупателей, которые рассчитывают получить в своё распоряжение современный и быстрый NVMe-накопитель, но при этом не хотят переплачивать за обладание продуктом A-бренда.

До недавних пор новый контроллер SM2262EN применяли в своей продукции не так много производителей. Фактически выбор сводился к двум вариантам: ADATA XPG SX8200 Pro и HP EX950. Но теперь появился и третий накопитель на основе этого чипа – его производство освоила компания Transcend. С данной новинкой, получившей название Transcend MTE220S, мы и собираемся познакомиться в этом обзоре.

Вводные данные к этому знакомству такие. HP EX950 в Россию не поставляется, а ADATA XPG SX8200 Pro в нашем недавнем тестировании никаких особенных козырей не продемонстрировал, предложив производительность на уровне накопителей на прошлом контроллере SM2262. И это значит, что, несмотря на появление новой версии контроллера Silicon Image, никаких NVMe SSD, которые бы смогли составить конкуренцию свежему Samsung 970 EVO Plus, мы пока ещё не видели. Окажется ли Transcend MTE220S более интересным по сравнению с ADATA XPG SX8200 Pro вариантом, мы как раз и собираемся выяснить в этом обзоре. Но сразу следует подчеркнуть, что, даже если этот SSD и не блеснёт скоростными параметрами, он всё равно может оказаться довольно интересным. Ведь Transcend собралась продавать его по удивительно низкой цене — по крайней мере низкой для полноценного накопителя с интерфейсом PCI Express 3.0 x4, DRAM-буфером и трёхмерной TLC-памятью.

⇡#Технические характеристики

Подробно о том, что представляет собой контроллер SM2262EN, мы уже говорили, когда знакомились с ADATA XPG SX8200 Pro. С технической стороны этот чип построен на двух ядрах ARM Cortex, использует восьмиканальный интерфейс для управления флеш-памятью, имеет DDR3/DDR4-интерфейс для буфера и поддерживает шину PCI Express 3.0 x4 с протоколом NVM Express 1.3. Иными словами, это современное и полнофункциональное решение для NVMe-накопителей, которое к тому же имеет очень неплохие показатели теоретической производительности и поддерживает продвинутые методы коррекции ошибок.

Первоначально контроллер SM2262EN был представлен ещё в августе 2017 года, одновременно с «простым» SM2262, однако преподносился в качестве его «продвинутой» версии, поставки которой должны были начаться позднее. Судя по всему, Silicon Motion собиралась придержать его до появления на рынке 96-слойной TLC 3D NAND, чтобы потом предложить ускоренные комплексные решения вместе с более плотной флеш-памятью. Однако такой план сорвался из-за сменившихся рыночных тенденций: чипы NAND начали стремительно дешеветь, и производители памяти решили задержать внедрение новых технологий. В результате Silicon Motion устала ждать и выпустила SM2262EN как обновление для SM2262 в составе платформы, ориентированной на работу с 64-слойной TLC 3D NAND.

При этом, если верить формальным спецификациям, версия платформы с контроллером SM2262EN всё равно обещает улучшение производительности: до 9 % при последовательном чтении, до 58 % – при последовательной записи, до 14 % – при случайном чтении и до 40 % – при случайной записи. Но если и верить в эти числа, то с большой осторожностью. Разработчики говорят прямо – никаких переделок в аппаратном строении SM2262EN не предполагает, он использует ровно ту же архитектуру, что и обычный SM2262. Всё преимущество опирается на изменения в программной части: платформы с новым контроллером используют более хитроумные алгоритмы записи и SLC-кеширования. Иными словами, речь идёт о некой попытке срезать углы, а не о том, что инженерам удалось совершить какой-то прорыв в механизмах работы.

Что это значит на практике, мы уже видели, когда тестировали ADATA XPG SX8200 Pro на базе контроллера SM2262EN. Этот накопитель оказался быстрее своего предшественника на чипе SM2262 лишь в бенчмарках, но не предложил никаких заметных улучшений в реальной производительности. Однако с Transcend MTE220S история несколько иная. У этого накопителя никаких близких родственников в модельном ряду нет, и для Transcend это абсолютно новая модель. На фоне того, что раньше в модельном ряду у этого производителя были лишь NVMe SSD начального уровня, паспортные характеристики MTE220S выглядят весьма внушительно.

Интересно, что заявленная производительность Transcend MTE220S несколько ниже тех скоростей, которые обещала для своего похожего накопителя на базе контроллера SM2262EN компания ADATA. По всей видимости, это связано с тем, что, хотя MTE220S и использует такую же аппаратно-программную платформу, его конструкция отличается от референсной. Для своего накопителя Transcend спроектировала собственную печатную плату, где в целях удешевления отказалась от использования 32-битного интерфейса DRAM-буфера в пользу более экономичного, 16-битного подключения. В результате снижаются предельные скорости случайного чтения и записи, и особенно это заметно у версии накопителя объёмом 512 Гбайт.

Тем не менее SLC-кеширование у Transcend MTE220S работает точно так же, как и у других накопителей с контроллером SM2262EN. Кеш использует динамическую схему, когда в ускоренный однобитовый режим переводится часть TLC-памяти из основного массива. Размер кеша подбирается таким образом, чтобы в SLC-режиме работала примерно половина свободной флеш-памяти. Таким образом, с высокой скоростью на MTE220S можно записать объём данных, по размеру составляющий примерно шестую часть от доступного на SSD пространства, затем же скорость существенно снизится.

Проиллюстрировать это можно следующим графиком, на котором показано, как меняется производительность непрерывной последовательной записи на пустой Transcend MTE220S ёмкостью 512 Гбайт.

В ускоренном режиме, когда запись происходит в SLC-режиме, 512-гигабайтная версия MTE220S обеспечивает производительность на уровне 1,9 Гбайт/с. В TLC-режиме массив флеш-памяти работает существенно медленнее, и после исчерпания свободного места в SLC-кеше скорость снижается до 460 Мбайт/с. На графике виден и третий вариант скорости – 275 Мбайт/с. До такого значения быстродействие при последовательной записи снижается в том случае, когда свободной флеш-памяти уже не остаётся, и для того, чтобы поместить в неё какие-то дополнительные данные, контроллеру сначала требуется перевести ячейки, задействованные под SLC-кеш, в обычный TLC-режим. В итоге получается, что средняя скорость непрерывной записи на Transcend MTE220S 512 Гбайт «от начала и до конца» составляет порядка 410 Мбайт/с, а на полное заполнение этого накопителя данными необходимо потратить не менее 21 минуты. Это не слишком оптимистичный показатель: например, тот же Samsung 970 EVO Plus можно полностью забить под завязку всего за 10 минут.

При этом SLC-кешу Transcend MTE220S присуща та же уникальная особенность, которую мы обнаружили ещё в ADATA XPG SX8200 Pro. Данные из него переносятся в обычную память далеко не сразу, а лишь тогда, когда он заполняется более чем на три четверти. Это позволяет добиваться повышения скоростей чтения при обращении к файлам, которые были записаны только что. Данная возможность имеет мало смысла при реальном использовании SSD, но зато сильно помогает накопителю в синтетических бенчмарках, которые как раз и практикуют сценарии вида «запись — чтение».

Как это выглядит на практике, можно оценить по следующему графику скорости случайного чтения при доступе к файлу не только сразу же после его создания, но и тогда, когда вслед за этим файлом на SSD было записано ещё какое-то количество информации.

Здесь очень наглядно прослеживается тот момент, когда контроллер перемещает тестовый файл из SLC-кеша в основную флеш-память, поскольку скорость мелкоблочного чтения в этот момент падает примерно на 10 %. Именно с такой, сниженной скоростью и будут иметь дело пользователи в подавляющем большинстве случаев, поскольку никаких алгоритмов обратного перемещения данных из TLC-памяти в SLC-кеш в микропрограмме Transcend MTE220S не предусмотрено, а задерживаться в SLC-кеше файлы могут лишь в том случае, если накопитель в процессе эксплуатации остаётся свободным более чем на 90 процентов.

Иными словами, в части работы с SLC-кешем Transcend MTE220S мало отличается от других накопителей на базе контроллера SM2262EN. Но это вовсе не значит, что он похож на ADATA XPG SX8200 Pro во всём. У предложения Transcend есть весомое достоинство иного порядка – более высокие разрешённые условиями гарантии объёмы перезаписи. Без её потери накопитель можно полностью перезаписать данными 800 раз, а версию объёмом 256 Гбайт – более 1000 раз. Такие показатели заявленного ресурса позволяют надеяться, что для MTE220S производителем закупается флеш-память высшей градации качества, и это означает, что реальная надёжность накопителя сможет устроить даже тех пользователей, которые всё ещё относятся к TLC 3D NAND с большим недоверием.

⇡#Внешний вид и внутреннее устройство

Для подробного знакомства по традиции была выбрана модель Transcend MTE220S объёмом 512 Гбайт. Никаких сюрпризов своей внешностью она не преподнесла, это – обычный накопитель в форм-факторе M.2 2280, который работает через шину PCI Express 3.0 x4 и поддерживает протокол NVM Express версии 1.3. Однако вид упаковки и комплект поставки MTE220S навевают устойчивые ассоциации с дешёвым ширпотребом. Даже бюджетный безбуферный SSD MTE110S компания продавала в полноценной коробке, а рассматриваемая новинка, которая позиционируется в качестве решения более высокого уровня, оказалась упакована в блистер, в котором, помимо собственно M.2-платы накопителя, нет вообще ничего. Всё это очень напоминает то, в каком виде поставляются на рынок microSD-карты, и, очевидно, служит цели сокращения накладных расходов. Впрочем, едва ли кто-то до сих пор выбирает SSD по упаковке.

Не отличается выразительным внешним видом и сам рассматриваемый SSD. В его конструкции не предусмотрено никаких радиаторов, а наклейка не имеет слоя теплопроводящей фольги. Да и в целом Transcend MTE220S выглядит скорее как OEM-продукт, нежели как решение для энтузиастов. Подчёркивает это впечатление текстолит печатной платы подзабытого уже зеленого цвета и сугубо утилитарная этикетка, не имеющая никаких признаков дизайна и содержащая одну лишь служебную информацию.

Компоновку платы MTE220S нельзя назвать типовой — её, судя по всему, инженеры Transcend видоизменили для каких-то собственных нужд. По крайней мере, рассмотренный нами ранее накопитель ADATA XPG SX8200 Pro, несмотря на использование аналогичной аппаратной платформы, выглядел совсем иначе. Впрочем, двухстороннее расположение компонентов новинка Transcend сохранила, поэтому для «низкопрофильных» слотов M.2, которые встречаются в тонких ноутбуках, MTE220S может не подойти.

Массив флеш-памяти, размещённый на MTE220S 512 Гбайт, набран четырьмя микросхемами с собственной маркировкой Transcend. Известно, что внутри каждой из таких микросхем находится по четыре 256-гигабитных кристалла 64-слойной памяти Micron TLC 3D NAND второго поколения. Transcend закупает такую память у Micron в виде цельных пластин, но резку, тестирование и упаковку кремниевых кристаллов в микросхемы берёт на себя, что позволяет добиваться дополнительной производственной экономии.

Обратить внимание следует и на микросхему DDR4-1866 SDRAM, расположенную рядом с чипом базового контроллера SM2262EN. Она выполняет функцию буфера для хранения копии таблицы трансляции адресов, но важно здесь то, что в рассматриваемом накопителе имеется лишь одна такая микросхема, производства Samsung, ёмкостью 512 Мбайт. Мы специально обращаем на это внимание, поскольку у других SSD с контроллером SM2262EN быстрый DRAM-буфер обычно состоит из пары микросхем вдвое меньшего объёма. В результате, в Transcend MTE220S работа с DRAM-буфером происходит посредством 16-битной, а не 32-битной шины, что в теории способно несколько навредить производительности при мелкоблочных операциях. Впрочем, влияние данного фактора не стоит переоценивать: 32-битная шина для оперативной памяти – это уникальная особенность платформы SM2262/SM2262EN, тогда как другие контроллеры для SSD используют DRAM-буфер с 16-битной шиной и совершенно от этого не страдают.

⇡#Программное обеспечение

Для обслуживания накопителей собственного производства компания Transcend выпускает специальную утилиту SSD Scope. Её возможности почти типичны для программных продуктов такого класса, однако часть привычных функций по какой-то причине не поддерживается.

SSD Scope позволяет следить за общим состоянием накопителя и оценивать его здоровье, обращаясь к телеметрии S.M.A.R.T. В утилите имеются простые тесты быстродействия, а также проверка версии микропрограммы и возможность её обновления.

Также в утилиту встроен инструмент для клонирования содержимого дисков, который позволяет выполнить быстрый и безболезненный перенос операционной системы и установленных приложений на свежекупленный SSD. Плюс к этому SSD Scope умеет управлять передачей на накопитель команды TRIM.

Для SATA-накопителей SSD Scope может также предложить проверку массива флеш-памяти на предмет ошибок или выполнение процедуры «надёжной очистки» флеш-памяти Secure Erase. Но с Transcend MTE220S обе эти функции по какой-то причине не работают.