⇡#Методика тестирования
Тестирование проводится в операционной системе Microsoft Windows 10 Enterprise (v1803) Build 17137.1, 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 ASRock Z390 Taichi, процессором Core i7-9700K со встроенным графическим ядром Intel UHD Graphics 630 и 8 Гбайт DDR4-2666 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) 16.7.0.1009.
Объём и скорость передачи данных в бенчмарках указываются в бинарных единицах (1 Кбайт = 1024 байт).
Отдельное пояснение следует сделать относительно закрытия процессорных уязвимостей Meltdown и Spectre. Существующие патчи заметно снижают производительность твердотельных накопителей, поэтому измерения проводятся с деактивированными «заплатками» OC, предназначенными для закрытия этих уязвимостей.
⇡#Список участников тестирования
Поскольку основанный на свежей платформе Phison накопитель Smartbuy Impact метит на то, чтобы встать в один ряд с SATA-флагманами лидеров рынка, набор соперников мы емуподобрали соответствующий. Новинка сравнивалась с наиболее популярными SATA SSD средней ценовой категории, а кроме того, в тесты был включен недорогой накопитель Kingston A400, который представляет собой типовое решение на прошлой платформе Phison, PS3111-S11. Все тестовые накопители были подобраны близкой ёмкости – 960-1024 Гбайт.
В результате полный список протестированных моделей получился небольшим, но вполне представительным:
Все перечисленные накопители базируются на трёхмерной флеш-памяти с трёхбитовыми ячейками. Однако в Crucial MX500 используется память Micron, в Samsung 860 EVO – флеш-память Samsung, в WD Blue 3D NAND – флеш-память SanDisk, а Kingston A400 и Smartbuy Impact основаны на устройствах NAND, выпускаемых Toshiba.
⇡#Производительность последовательного чтения и записи
В том, что Smartbuy Impact показывает отличную производительность на линейных операциях, нет ничего странного. Выше мы показали, что производительность массива флеш-памяти, который используется в этом накопителе, такова, что он может обеспечить максимально возможную для SATA-интерфейса скорость даже без SLC-кеширования. И именно поэтому, благодаря использованию «правильной» BiCS3-памяти компании Toshiba, рассматриваемый Impact оказывается на первых местах, опережая признанных SATA-лидеров в лице Samsung 860 EVO и Crucial MX500.
⇡#Производительность произвольного чтения
К сожалению, похвастать столь же выдающимися результатами, как в линейных операциях, при мелкоблочном чтении Smartbuy Impact не может. Однако на фоне предыдущей итерации SATA-платформы разработки Phison, которая воплощена в накопителе Kingston A400, новый контроллер PS3112-S12 всё равно представляет собой гигантский шаг вперёд. Несмотря на то, что в Smartbuy Impact размер DRAM-буфера остался меньше типичного, этот накопитель почти дотягивает до уровня флагманов.
⇡#Производительность произвольной записи
Зато при мелкоблочной записи производительности Smartbuy Impact можно только подивиться. Быстрая BiCS3-память «вытягивает» показатели этого накопителя на тот уровень, который раньше для накопителей, основанных на флеш-памяти с трёхбитовыми ячейками, был недостижим. В результате здесь Smartbuy Impact оказывается лучше любого другого флагманского SATA SSD.
⇡#Производительность при смешанной нагрузке
Достаточно неплохо Smartbuy Impact показывает себя и при смешанной нагрузке. По меньшей мере он не уступает таким признанным SATA SSD, как WD Blue 3D NAND и Crucial MX300. Однако показатели Samsung 860 EVO в этом тесте заметно выше, а значит, контроллер PS3112-S12 высокой вычислительной мощностью, позволяющей одновременно и эффективно отрабатывать разнонаправленные операции, не располагает. Иными словами, при сложных вариантах нагрузки платформа для SATA SSD, разработанная Phison, кажется уже не такой совершенной. Хотя по сравнению с прошлым контроллером компании, PS3111-S11, новый PS3112-S12 всё равно несравнимо лучше.
⇡#Производительность в CrystalDiskMark
Весьма показательно, что производительность Smartbuy Impact в CrystalDiskMark как минимум не хуже быстродействия Samsung 860 EVO. Да, к объективности этого бенчмарка у нас есть существенные претензии, но в данном случае наши профессиональные тесты говорят ровно то же, что и любительский CrystalDiskMark: с точки зрения скоростных характеристик Smartbuy Impact действительно имеет полное право быть отнесённым к тому же классу, в котором выступает сейчас Samsung 860 EVO.
⇡#Производительность в PCMark 8 Storage Benchmark 2.0
Производительность Smartbuy Impact в реальных сценариях выглядит очень впечатляюще. В тесте PCMark 8, который моделирует работу SSD в различных приложениях, этот накопитель выдаёт результат даже выше, чем Samsung 860 EVO.
Интегральный результат PCMark 8 нужно дополнить и показателями производительности, выдаваемыми накопителями при прохождении отдельных тестовых трасс, которые моделируют различные варианты реальной нагрузки. Дело в том, что при разноплановой нагрузке флеш-накопители могут вести себя каким-либо особым образом.
⇡#Производительность при реальной нагрузке
Архитектура Smartbuy Impact хорошо подходит для разнообразных файловых операций. У этого накопителя быстрая флеш-память и неплохой по производительности контроллер, обладающий пусть и урезанным, но всё же полноценным DRAM‑буфером. В результате при работе с файлами Impact оказывается лидирующим SATA SSD, который предлагает даже более высокую скорость, нежели Samsung 860 EVO.
Очень неплохо показывает себя основанный на новом контроллере Phison PS3112-S12 накопитель Smartbuy и при эксплуатации в роли системного накопителя. При загрузке с него игр или «тяжёлого» программного обеспечения он в любом случае находится в числе лидеров. Безусловно, современные NVMe SSD при данном виде нагрузки смогут предложить заметно более высокое быстродействие, но если сопоставлять Smartbuy Impact с другими SSD аналогичного класса, то есть работающими через интерфейс SATA, то это решение определённо заслуживает самого пристального внимания.
⇡#Деградация и восстановление производительности
Наблюдение за изменением скорости записи в зависимости от объёма записанной на диск информации — 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.
Никаких удивительных открытий приведённый график не преподносит, однако здесь, в случае мелкоблочной записи, можно воочию убедиться в существовании у Smartbuy Impact технологии SLC-кешировния. Скорость записи на начальном этапе составляет порядка 89 тысяч IOPS, но после заполнения всего объёма SLC-кеша она падает до 72 тысяч IOPS. И в этом, кстати говоря, Smartbuy Impact уступает Samsung 860 EVO – в терабайтном накопителе Samsung производительность мелокоблочной записи за пределами SLC-кеша не снижается.
Относительно невысокой оказывается и скорость Smartbuy Impact после однократной записи всего объёма накопителя – всего 25-30 тысяч IOPS. Очевидно, что запись одновременно с освобождением ячеек флеш-памяти – не самый благоприятный сценарий для этого SSD, что, скорее всего, говорит о более слабой вычислительной мощности контроллера Phison PS3112-S12 по сравнению с тем же Samsung MJX.
Впрочем, для повседневного использования в обычных настольных компьютерах производительности Smartbuy Impact будет более чем достаточно. Отсутствие же стабильности в моментальной скорости мелкоблочной записи, как и снижение быстродействия после непрерывного заполнения ёмкости SSD, прежде всего говорит о том, что перед нами модель, которая не претендует на серверное использование.
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.
К работе TRIM у Smartbuy Impact претензий нет: производительность этого накопителя, как и положено, возвращается к первоначальному уровню. Но вот к алгоритмам автономной сборки мусора есть определённые вопросы. За время простоя контроллер накопителя самостоятельно подготавливает под будущие операции лишь порядка 4 Гбайт свободного пространства, что делает Smartbuy Impact не лучшим выбором для применений, где TRIM не поддерживается.
Давайте теперь обратим внимание на то, насколько большую нагрузку на контроллер создаёт обработка команда TRIM. 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. 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.
Обработка TRIM при удалении больших файлов и подготовка ячеек флеш-памяти под будущие записи в Smartbuy Impact не влечёт за собой сколь-нибудь заметного снижения производительности. В нашем эксперименте с удалением 32-гигабайтного файла скорость чтения ощутимо упала лишь на секунду, и в течение шести секунд мы замечали увеличение латентностей. В реальном использовании SSD в составе настольной системы такие эффекты, скорее всего, будут вообще незаметны.
⇡#Выводы
Если бы Smartbuy Impact попал в нашу лабораторию полтора-два года тому назад, то мы бы не задумываясь назвали его сенсацией. Ведь это – тот редкий случай, когда небольшому игроку из третьего эшелона, использующему в своих изделиях компоненты сторонних фирм, удалось взлететь на верхний уровень и на равных потягаться с продуктами лидеров рынка.
Но к сожалению, сегодня появление Smartbuy Impact уже не вызывает столь ярких эмоций. Безусловно, это всё равно определённо хороший SATA-накопитель, но внимание большей части энтузиастов уже переключилось на SSD с более скоростным NVMe-интерфейсом. SATA SSD при этом остались неким компромиссным вариантом, высокой производительности от которых никто особо и не требует.
Впрочем, столь поздний дебют Impact – вина вовсе не Smartbuy. Проблема заключается в крайней нерасторопности разработчиков Phison. Контроллер PS3112-S12, которому Impact обязан своими выдающимися характеристиками, был анонсирован летом 2017 года, но финальная отладка и оптимизация микропрограммы заняла ещё два года. Что же касается Smartbuy, то этот бренд, напротив, сумел вывести на рынок продукт на контроллере PS3112-S12 первым, обогнав всех остальных конкурентов. Именно поэтому мы и знакомимся с платформой PS3112-S12 на примере Impact.
И надо признать, даже несмотря на всё сказанное выше, Impact вызывает большой интерес. Производительность этого накопителя при распространённых нагрузках оказалась похожа на быстродействие Samsung 860 EVO. А это значит, что перед нами – один из самых быстрых SATA SSD потребительского уровня, который в совокупности оказывается определённо быстрее таких популярных решений, как WD Blue 3D NAND и Crucial MX500.
Безусловно, если сопоставлять новый Impact и Samsung 860 EVO лоб в лоб, то у варианта Smartbuy можно найти обширный перечень недостатков, в который войдёт и меньшая продолжительность гарантии, и отсутствие какого-либо программного обеспечения, и невозможность аппаратного шифрования данных, и т. п. Однако на всё это Smartbuy может предложить резонный ответ – Impact стоит дешевле. Причём существенно: цена Smartbuy Impact и Samsung 860 EVO может различаться на 15-20 % в пользу рассмотренной новинки (например, терабайтный Smartbuy Impact можно купить дешевле 9 тысяч рублей, а SSD объёмом 256 Гбайт – за 2,5-3 тысячи).
А это значит, что с точки зрения соотношения цены и производительности Smartbuy Impact – очень привлекательный вариант, на который, как мы считаем, стоит обратить внимание всем тем, кто подыскивает себе накопитель с интерфейсом SATA и кого заведомо не устраивают наводнившие рынок медленные бюджетные безбуферные модели.
Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
Подписаться