Методика тестирования накопителей образца 2021 года
Как правило, мы тестируем модели SSD, продающиеся в обычных розничных магазинах. Понятно почему — именно из ассортимента последних накопители и приходится выбирать большинству покупающих именно SSD как товар. А на то, что производители ноутбуков и десктопов устанавливают в свою продукцию, повлиять покупатель не может. И даже выбрать конкретную модель не может. Один и тот же ноутбук может в разных регионах и/или в разные моменты времени продаваться с разными SSD, а в обзорах фигурировать вообще с чем-то более высокого уровня, нежели «продажные» экземпляры (обычная практика для всех производителей делать сэмплы для прессы хоть чуточку, но лучше отгружаемого в магазины). И даже если удается как-то уточнить информацию, воспользовавшись отзывами других покупателей, это не всегда помогает — отправившись в тот же магазин парой недель позднее, там можно обнаружить уже что-то новое. По той же цене и аналогичное в первом приближении, но отличное от того, что досталось предыдущим клиентам. Не обязательно хуже — наоборот тоже бывает. Словом, положение покупателя готовой системы чем-то сродни выбирающему бюджетный SSD (без разницы — от крупных брендов или вовсе на AliExpress): кот из мешка покажется только после покупки.
С другой стороны, количество моделей, массово используемых производителями, не так уж и велико. Кроме того, для них часто можно подобрать и розничный аналог. Но не всегда он будет полным — возможны различия в деталях. Нужно ли эти детали изучать? Вообще говоря, не помешает. Причина банальна — большинство накопителей вообще продаются вместе с компьютерами. «Самосбор» на рынке десктопов относительно популярен до сих пор даже не из-за экономии, а согласно старой пословице: хочешь сделать хорошо — сделай это сам. Но популярен он относительно — большинство все-таки покупает готовые компьютеры. Тем более, когда речь заходит о портативных системах — тут вообще гибкости маловато. Если только после покупки самостоятельно добавлять и заменять ту же память и накопители, сводя задачу к предыдущей, однако заниматься этим без жесткой необходимости как-то странно.
Поэтому как раз и нужно определиться с самой необходимостью подобных мероприятий. Просто это сделать только в одном случае — емкости встроенного накопителя радикально не хватает изначально, а модификаций с более емкими просто нет (либо стоят непропорционально дорого, поскольку отличаются не только SSD) и дополнительных слотов тоже нет. Если есть, то нужно определиться — менять или добавлять. А для этого нужно для начала определиться — что же досталось. Поэтому по возможности мы тестировать ОЕМ-модели будем. Например, недавно изучали WD PC SN730 — пусть и старую, но одну из лучших моделей такого рода. А сегодня у нас пример совсем другого уровня.
Kingston OM8PDP3512B 512 ГБ
Как говорил Остап Бендер, машина, как военный корабль, должна иметь собственное имя. К розничным товарам это тоже относится. Особенно если говорить про устройства топового уровня — у которых нередко это самое имя чем-то напоминает индейских вождей по длине и красоте звучания. ОЕМ-продукты намного проще — им в прайс-листах особо не светиться и запоминать их названия редко требуется. Поэтому ОЕМ SSD Kingston обзываются не слишком благозвучно — зато из длинной аббревиатуры можно извлечь некоторое количество полезной информации. Первый символ — всегда «О», второй и третий зависят от типоразмера: «C» для 2,5″, «MS» — mSATA, «М с цифрой» — один из вариантов M.2 22×0. В нашем случае «М8», то есть плата формата 2280, но бывают и 2230, и 2242. Одна из причин, почему ОЕМ-накопители часто покупают и «поштучно» — более широкий ассортимент: в розницу тот же Kingston отгружает только M.2 2280, но не «короткие» модификации. Третий символ специфицирует производителя контроллера: «P» — это Phison, а «S» — Silicon Motion. Раз шестой и седьмой символы «P3», то мы имеем дело с PCIe Gen3, а дальше емкость в гигабайтах.
На этом полезная часть кончается, поскольку очень многое зависит от пятого символа, а он является просто индексом. Например, маркировка OM8PDP3512B очень похожа на появившийся ранее (и одно время очень популярный у производителей) Kingston OM8PCP3512F, однако между этими двумя устройствами мало общего. «PCP3» был основан на «взрослом» контроллере Phison E12 с DRAM-буфером, но QLC-памяти Intel, а здесь у нас безбуферный Phison E13T — зато с 96-слойной TLC BiCS4 Kioxia. Очень похоже на ранние версии Kingston NV1 аналогичной емкости, но есть нюансы. Большинство полутерабайтных розничных SSD (не только Kingston) на E13T и BiCS4 использовали кристаллы памяти по 256 Гбит, но в OM8PDP3512B 512 Гбит, так что чередование лишь двукратное. В общем, простыми словами, производительность будет примерно соответствовать тому же Kingston NV1 или Crucial P2, но емкостью 250 ГБ, а не 500.
А как это выглядит в цифрах — сейчас и посмотрим. Поскольку в данном случае это главное — с самой платформой все давно знакомы, так что много рассказывать о ней не требуется. Она достаточно старая, чтобы идентичные накопители в розницу уже не отгружались. Но ОЕМ-семейства более стабильны по характеристикам — так нужно заказчикам. Которые нередко даже под конкретные циферки подгоняют ту же систему охлаждения в своих ноутбуках и мини-ПК, так что будут несколько фраппированы их изменением в процессе производства. В таком случае возникает риск, что в следующий раз обратятся к более «стабильному» поставщику. В розничном сегменте эта проблема отсутствует — почему для бюджетной продукции вообще ничего жестко не специфицируется изначально, да и в топовых моделях иногда возможны сюрпризы. Здесь — нет. Если в свежекупленном ноутбуке установлен SSD с неблагозвучным названием OM8PDP3512B, то можно быть уверенным, что он такой же, как был и год назад — и такой, какой попал в наши руки. А хорошо это или плохо — покажут тесты.
Тестирование
Методика тестирования
Методика подробно описана в отдельной статье, в которой можно более подробно познакомиться с используемым программным и аппаратным обеспечением. Здесь же вкратце отметим, что мы используем тестовый стенд на базе процессора Intel Core i9-11900K и системной платы Asus ROG Maximus XIII Hero на чипсете Intel Z590, что дает нам два способа подключения SSD — к «процессорным» линиям PCIe 4.0 и «чипсетным» PCIe 3.0, но первое сегодня не пригодится. В отличие от «чипсетного» же контроллера SATA600 — одному из участников тестирования нужен именно такой способ подключения.
Образцы для сравнения
По текущей версии методики мы в основном тестировали устройства других классов или, хотя бы, другой емкости. Но с чем сравнить сегодняшнего героя найдется. Во-первых, Crucial P2 на том же контроллере Phison E13T, но с быстрой памятью Micron B47R. Правда емкость кристаллов у нее как раз те же 512 Гбит, а потенциальной быстротой старые контроллеры воспользоваться не могут, да еще и в Crucial выбрали не самую оптимальную стратегию SLC-кэширования, но так даже интереснее. Во-вторых, нам не обойтись без Kingston NV1, разумеется. Лучше всего подошла бы первая версия такового — тоже на E13T и BiCS4, но нам в руки она не попадала. Зато через них проходил Silicon Motion SM2263XT и упомянутый же Micron B47R — такое и возьмем.
А еще нам не повредит какой-нибудь SATA-накопитель. Сейчас таковые в ОЕМ уже почти не встречаются, а розничные модели эволюционируют исключительно в сторону удешевления, так что выбор пристойных моделей всё меньше и меньше. И как раз недавно мы тестировали одну из последних таких выживших — Crucial MX500. Что забавно, на той же памяти, что и два вышеупомянутых SSD, но на базе контроллера с DRAM. Но всего лишь SATA. И как это сказывается — смотреть нужно. Делали это, впрочем, не раз, так что открытий не ждем. Но для кого-то они до сих пор возможны.
Заполнение данными
Как уже было упомянуто выше, большинство розничных «пятисоток» на этом же контроллере и аналогичной памяти чуть веселее. Кристаллов по 512 Гбит для одной и той же емкости нужно вдвое меньше, чем по 250 Гбит, так что работаем уже без чередования (вместо двукратного) — а потому «PDP3» оказывается примерно раза в полтора медленнее, что в пределах SLC-кэша, что за его границами. Не самый приятный факт, но всё познается в сравнении.
Так ведет себя Crucial P2, где компания решила «распахать» SLC-кэш на все свободные ячейки. Учитывая быструю память, получаем возможность записать дол трети свободной емкости на скорости под 2 ГБ/с. За что позднее наступает расплата — Phison E13T плохо справляется с «разгребанием» кэша одновременно с приемкой новых данных, а места под прямую запись не остается после первого этапа. В результате имеем уже просадку скорости не до 300, а до 75 МБ/с. И это ведь, повторим, модификация с быстрой TLC-памятью — но неоптимальная (для контроллера) стратегия кэширования превращает ее в посредственность.
А вот для Silicon Motion SM2263XT такая стратегия является единственной возможной — зато и справляется он с ней относительно неплохо. «Просаживаемся» тоже не до 300, а до 200 МБ/с — зато скорость записи в кэш и его размер почти как в предыдущем случае, а не у «PDP3». А вот общее время выполнения теста оказалось одинаковым всё равно именно с последним — и гораздо лучше, чем у Crucial P2. В общем, очередное напоминание для секты свидетелей скорости после кэша: смотреть нужно не только на нее, а вообще в комплексе.
Как мы уже писали, Crucial MX500 в его нынешнем виде SLC-кэширование только вредит — с отключенным кэшом он был бы быстрее в таком сценарии. Хотя вышло как в анекдоте про похороны преферансиста — которому на мизере и двух хватило. В самом деле — с данной задачей MX500 справился быстрее, чем все три накопителя с более быстрым интерфейсом. Так что если бы всё и всегда сводилось к ней, то и говорить было бы не о чем. Но реальная жизнь куда сложнее одного частного случая.
Предельные скоростные характеристики
Низкоуровневые бенчмарки в целом и CrystalDiskMark 8.0.1 в частности давно уже пали жертвой в неравной борьбе с SLC-кэшированием — так что ничего, кроме самого кэша, протестировать и не могут. Однако и публикуемая производителями информация о быстродействии устройств тоже ограничена его пределами, так что проверить их всегда полезно. Тем более, что вся работа над кэшированием как раз и ведется для того, чтобы и в реальной жизни как можно чаще «попадать в кэш». И демонстрировать высокие скорости, несмотря на снижение стоимости памяти.
Освоение быстрых интерфейсов во многом дань как раз последовательным операциям — недаром эксперименты с PCIe начались еще до появления протокола NVMe. И тут, казалось бы, всё ясно. Если забыть об уже сказанном — пробиться сквозь кэш низкоуровневые утилиты неспособны. Так что это лишь пиковые значения. Зато красивые — особенно на фоне ограничений SATA.
Что же касается столь любимыми многими «рандома», то тут иногда и между интерфейсами разница отсутствует, но сегодня не тот случай. А вообще скорость зависит от огромного количества факторов — например, умеет ли контроллер использовать SLC-кэш для ускорения операций чтения. Или сколько кристаллов памяти (неважно каких) подключено к каждому его каналу. Так что и немудрено, что мальчик для битья у нас тут один, а вот вся тройка главных участников тестирования примерно одинаковая.
При записи отлично работает SLC-кэш, так что SATA тут ловить нечего. И работает хорошо вне зависимости от конкретного контроллера. Но можно сделать вывод, что сам по себе SM2263XT пошустрее Phison E13T в задачах такого рода. А можно и не делать — благо и отличие всей тройки от SATA отнюдь не разы.
Вопреки расхожему заблуждению, на скорость работы реального ПО подобные операции оказывают куда большее значение: «длинным» очередям, как уже сказано, взяться на практике неоткуда — зато блоки, отличные от 4К байт, встречаются очень часто. Количество операций в секунду на «больших» блоках немного снижается, но сами они больше — так что результирующая скорость в мегабайтах в секунду оказывается более высокой. Поэтому по возможности все и стараются работать именно так. И вот тут-то становится понятно — зачем нам нужен NVMe. Но не менее понятно, что это лишь стандарт — а конкретные реализации могут быть более или менее удачными. Phison E13T скорее второе, однако со своей основной задачей обгонять SATA контроллер справляется. И даже самые простые SSD на нем обычно тоже. По крайней мере, пока речь идет о (пусть и не быстрой, но) TLC-памяти.
С записью тоже всё нормально — по крайней мере, пока удается «попадать» в кэш. Вот промахи — болезненны. И чем бюджетнее устройство, тем больнее. Но в низкоуровневых бенчмарках такого практически не бывает, так что остается оценивать, какой из контроллеров под какой сценарий лучше заточен.
Смешанный режим тоже важен — ведь в реальности (а не в тестовых утилитах) редко бывает такое, что долгое время данные приходится только писать или только читать. Особенно в многозадачном окружении — и с учетом богатой внутренней жизни современных операционных систем. Но ничего нового мы тут не видим — даже дешевые NVMe-накопители способны обгонять и более дорогие SATA-устройства, а вот среди них обычно скорости очень прямо связаны с ценами (скорее, с себестоимостью, конечно). Но тоже не всегда — например, SM2263XT такой режим работы с маленькими блоками явно противопоказан (что и по другим накопителям на этом контроллере видно). Хотя на деле это приводит лишь к разному количеству попугаев в бенчмарках, но не более того — реальному ПО и такого уровня с запасом.
Работа с большими файлами
Но, как бы хороши не были показатели в низкоуровневых утилитах, достигнуть таких скоростей на практике удается далеко не всегда. Хотя бы потому, что это всегда более сложная работа — тот же CrystalDiskMark работает с небольшими (относительно) порциями информации, причем внутри одного файла. Во-первых, таковой в современных условиях практически всегда и гарантировано располагается в SLC-кэше всё время тестирования, во-вторых, не нужно отвлекаться на служебные операции файловой системы — реальная запись одного файла это еще и модификация MFT, и журналы (основные используемые в работе файловые системы журналируемые — и не только NTFS), так что писать приходится не в одно место последовательно, а в разные (и частично — мелким блоком). В общем, большую практическую точность дает Intel NAS Performance Toolkit. При помощи которого можно протестировать не только кэш. И не только на пустом устройстве, где он имеет максимальные размеры — а и более приближенный к реальности случай, когда свободного места почти нет. Что мы всегда и делаем.
Работа в один поток — самый частый (146% случаев), но и самый сложный сценарий. А контроллеры Phison в настоящее время вовсю используют SLC-кэш и для ускорения чтения (что нередко называют «оптимизацией под бенчмарки», хотя на деле оно под работу с временными файлами в целом). Впрочем, даже когда это не получается (данные вытеснены при заполнении SSD), чтение — процедура относительно простая, так что SATA-интерфейса давно не хватает. Но, как видим, другие (даже более дешевые) контроллеры могут показывать и более высокие результаты, причем стабильно.
В многопоточном режиме некоторые бюджетные SSD на четырехканальных контроллерах до сих пор иногда скорость даже снижают. К нашим сегодняшним героям это не относится, хотя и, справедливости ради, их скорость не слишком увеличивается. А остальные тенденции сохраняются.
У Crucial P2 и Kingston NV1 даже в забитом данными состоянии места в SLC-кэше не намного меньше, чем у пустого «PDP3», не говоря уже о полном, да и скорость прямой записи у последнего невысокая. Результат закономерный. Но! Но он всё равно выше, чем у хорошего SATA-накопителя. Да, конечно, и сценарий простой. Но получилось же.
Поскольку и однопоточная запись на деле внутри превращается в многопоточную, особой разницы в результатах этих сценариев нет. Главный сегодняшний герой помедленнее, нежели сходные с ним бюджетные розничные модели, но преимущества перед более дорогими SATA-устройствами есть. Так что неудивительно, что производители компьютеров SATA SSD использовать уже почти перестали — так и дешевле, и красивее. А когда волнует только дешевле, то в ход по-прежнему идет SATA — но исключительно в максимально дешевом виде, где и скорости будут еще ниже.
У SATA ограничена именно суммарная пропускная способность интерфейса, так что в таких сценариях преимущество PCIe только увеличивается. И для бюджетных накопителей это даже избыточно. Поэтому они «просто» быстрее в пару раз — и всего-то.
Повторение пройденного. Мальчик для битья тут один — который и предполагался. Что же касается недорогих (аппаратно) NVMe-устройств, то в разных сценариях их позиции немного меняются, благо на этом сказываются и разные настройки прошивок, но в целом все они могут обеспечить более высокий уровень производительности, чем достижим SATA-накопителями. Даже лучшими из них.
Комплексное быстродействие
На данный момент лучшим комплексным бенчмарком для накопителей является PCMark 10 Storage, с кратким описанием которого можно познакомиться в нашем обзоре. Там же мы отметили, что не все три теста, включенных в набор, одинаково полезны — лучше всего оперировать «полным» Full System Drive, как раз включающим в себя практически все массовые сценарии: от загрузки операционной системы до банального копирования данных (внутреннего и «внешнего»). Остальные два — лишь его подмножества, причем, на наш взгляд, не слишком «интересные». А вот этот — полезен в том числе и точным измерением не только реальной пропускной способности при решении практических задач, но и возникающих при этом задержек. Усреднение этих метрик по сценариям с последующим приведением к единому числу, конечно, немного синтетично, но именно что немного: более приближенных к реальности оценок «в целом», а не только в частных случаях, всё равно на данный момент нет. Поэтому есть смысл ознакомиться с этой.
В общем-то ничего неожиданного. Маленький SLC-кэш и не слишком быстрая аппаратная конфигурация не позволяют Kingston OM8PDP3512B демонстрировать высокие пиковые показатели, зато и не дают ему слишком «проваливаться» в худшем случае. Могло бы быть лучше? Бесспорно — в рамках «своего» сегмента это достаточно медленное устройство. Базовый уровень — скажем так. Но он выше, чем достижим SATA-накопителями, причем выполняется это при более низкой стоимости. А пытаться удешевить SATA без ущерба для производительности невозможно — в чем мы уже не раз тоже убеждались. Что объясняет — почему производители компьютеров сейчас массово переходят на NVMe-накопители. Не ради каких-то сверхскоростей, а просто для того, чтобы сэкономить. Но и не потерять при этом в скорости. И выиграть в моде на современность, конечно.
Итого
Итак, каким же будет ответ на главный вопрос: повезло покупателю, которому в новом компьютере достался Kingston OM8PDP3512B, или нет? Зависит от потребностей самого покупателя. Производительность этих SSD соответствует уровню примерных розничных аналогов, коих на деле гораздо больше двух взятых для сравнения — просто их столько, что все протестировать всё равно сложно, да еще и обновления аппаратных платформ в этом сегменте случаются регулярно и внезапно. Но на деле все подобные (то есть какой-то из безбуферных контроллеров в паре с TLC-памятью) бюджетные накопители в среднем примерно равны. Это далеко не уровень топовых SSD — которые на практике для большинства пользователей просто избыточны, так что душу греет в первую очередь формальная «топовость» (могу себе позволить), а не какие-то объективные причины. Но это выше любых SATA-накопителей — даже более дорогих. Хотя на деле для решения большинства типовых задач современных персональных компьютеров хватает и дешевых. Либо почти хватает — когда неудобства возникают, но настолько редко, что проще ими пренебречь, чем тратить деньги на радикальное решение проблемы. SSD же такого уровня достаточно будет вообще всегда. Повторимся — для решения типовых задач. Кому нужно что-то атипичное, тому придется самостоятельно решать свои проблемы, исходя уже конкретно из них.