Обзор NVMe-накопителя Plextor M9P Plus: чуть было не опоздал

Для нас, как для энтузиастов, живо интересующихся темой SSD, появление каждого нового продукта Plextor – всегда большое событие. Дело в том, что твердотельные накопители, выпускаемые под этой торговой маркой, кардинально отличаются от предложений основной массы прочих производителей второго-третьего эшелона. Среди продукции, несущей на себе бренд Plextor, невозможно встретить какие-то шаблонные аппаратные решения на контроллерах SMI и Phison, которые сегодня применяются в подавляющем большинстве SSD. Напротив, Plextor относится к тому небольшому числу производителей, которые делают ставку на оригинальные разработки и подходят к этому процессу очень притязательно: все твердотельные накопители Plextor совершенно не похожи ни какие другие продукты. Они полностью самобытны и к тому же почти всегда базируются на экзотических контроллерах Marvell, которые встречаются в прочих массовых SSD очень нечасто. При этом те накопители Plextor, которые прошли через наши руки в течение последних лет, оставили после себя вполне благоприятные воспоминания. Как правило, они предлагали достойную производительность и по меньшей мере не уступали массовым SSD, основанным на эталонных платформах SMI или Phison.

Но на этот раз к приехавшему в нашу лабораторию Plextor M9P Plus мы отнеслись даже с большим вниманием, чем обычно, потому что за последнее время с маркой Plextor произошли серьёзные организационные изменения. Новый M9P Plus – это уже не просто очередной эксперимент коллектива одержимых инженеров, а продукт, выпущенный с одобрения и под непосредственным контролем одного из китов рынка флеш-памяти.

Это придумали не мы, это – реальное маркетинговое изображение Plextor

Чтобы объяснить, что же произошло с Plextor, стоит напомнить о том, что твердотельные накопители под этой маркой на самом деле не имеют ни малейшего отношения к производителю знаменитых оптических приводов и дисков, которые были так популярны в девяностых и начале двухтысячных. Японская фирма Plextor Inc. избавилась от созданного ею бренда ещё в 2010 году, и с тех пор права на производство твердотельных накопителей с таким именем перешли к тайваньской компании Lite-On. Именно инженеры Lite-On и стояли всегда за оригинальными твердотельными накопителями Plextor, которые попадали на прилавки магазинов в последнее десятилетие.

Однако в начале осени прошлого года произошло большое событие. Направление Lite-On, занятое твердотельными накопителями, было поглощено японской компанией Kioxia, гораздо более известной под именем Toshiba Memory, от которого она отказалась несколько месяцев тому назад. В результате марка Plextor вернулась на родину, и новые накопители, выпущенные под ней, теперь с полным правом могут рассматриваться как продукты самого высокого статуса. Ещё бы, ведь теперь за Plextor стоит второй по величине производитель чипов флеш-памяти.

M9P Plus был формально анонсирован в феврале этого года, то есть в тот момент, когда Plextor уже работала под крылом Kioxia. Однако очевидно, что создавала его всё та же команда, которая делала до того все предыдущие накопители Plextor. Во-первых, данная новинка, скорее всего, была подготовлена ещё до поглощения Lite-On, а во-вторых, даже после него Kioxia не стала как-то заметно вмешиваться в прекрасно работающий бизнес Plextor, просто предоставив в его распоряжение дополнительные ресурсы в виде доступа к самой современной флеш-памяти и методической поддержки в её внедрении. Всё это делает M9P Plus особенно многообещающей новинкой, поэтому давайте поскорее перейдём к подробному знакомству с ней.

⇡#Внешний вид и устройство

С предыдущим NVMe-накопителем Plextor, вышедшим под именем M9Pe, мы знакомились два года назад. Как следует из названия, новый M9P Plus – его усовершенствованная версия. Однако сразу же стоит сказать, что естественный и ожидаемый переход на PCI Express 4.0 в списке улучшений M9P Plus не значится. Несмотря на активное проникновение нового интерфейса в современные платформы, которое в течение ближайших месяцев серьёзно активизируется благодаря выходу доступной платформы AMD B550, Plextor пытается завоевать расположение потребителей решением, не совсем отвечающим запросам авангарда IT-сообщества. Впрочем, сейчас такой вариант ещё может сработать, поскольку достойных накопителей под PCI Express 4.0 пока нет, а те SSD, которые заявляют поддержку этого интерфейса в спецификациях, на деле с треском проигрывают добротным накопителям под PCI Express 3.0.

Компания Plextor выпускала все свои предшествующие NVMe-накопители сразу в нескольких вариантах исполнения, и M9P Plus продолжает эту традицию. Его можно купить в виде PCIe-платы форм-фактора HHHL или в виде M.2-модуля формата 2280, как оснащённого радиатором, так и без оного. Несмотря на такое разнообразие версий, все они по сути идентичны, потому что в конечном итоге построены вокруг одной и той же M.2-платы.

Для тестирования нам досталась модификация PX-1TM9PG+ – это терабайтный вариант формата M.2 с установленным радиатором. Несмотря на то, что многие материнские платы в настоящее время оборудуются собственными системами охлаждения для M.2-слотов, такая версия наверняка тоже окажется популярной. Тем более что радиатор для неё предусмотрен совсем не бутафорский – это алюминиевый брусок высотой 4 мм, в котором прорезаны глубокие борозды.

Оборотная сторона накопителя также закрыта теплорассеивающей пластиной, на которой обнаруживается наклейка с подробной технической информацией. На этикетке среди прочего зафиксирована даже точная дата производства SSD и версия прошивки, залитая в него на заводе. Такое встречается нечасто.

Разоблачить накопитель не слишком трудно, радиатор представляет собой панцирь, целостность которого обеспечивается четырьмя защёлками. Внутри находится привычного вида M.2-плата с микросхемами, установленными лишь на одной, лицевой стороне. По замыслу авторов накопителя, все они контактируют с радиатором через теплопроводящую прокладку.

Аппаратная начинка Plextor M9P Plus состоит из четырёх микросхем: контроллера Marvell 88SS1092, двух чипов флеш-памяти Toshiba и LPDDR3-1866 SDRAM-буфера ёмкостью 1 Гбайт.

Наибольший интерес, естественно, тут вызывает контроллер. Все предыдущие NVMe SSD разработки Plextor, как и M9P Plus, тоже основывались на контроллерах Marvell. Однако до сих пор в них использовался немножко другой чип – 88SS1093 с кодовым именем Eldora. В новом же накопителе установлена более новая микросхема 88SS1092 (Eldora Plus), которая представляет собой усиленную версию предыдущего контроллера. Вопреки ожиданиям, в ней не появилось поддержки PCI Express 4.0, поэтому M9P Plus продолжает использовать интерфейс PCI Express 3.0 x4. Да и вообще, в чём конкретно заключаются сделанные оптимизации, Marvell не раскрывает, а по базовым характеристикам контроллеры 88SS1092 и 88SS1093 выглядят идентичными.

В обоих случаях речь идёт о восьмиканальном интерфейсе флеш-памяти и о трёхъядерном процессоре с архитектурой ARM Cortex R5 и частотой 500 МГц. Однако в документации на контроллеры появилась любопытная приписка о том, что для высокопроизводительных SSD рекомендуется именно 88SS1092. Следовательно, как минимум за счёт контроллера Plextor M9P Plus должен всё-таки быть получше предшественников.

Второе направление, по которому M9P Plus ушёл вперёд от первоначального M9Pe, – это флеш-память. Теперь в продукте Plextor используется новейшая BiCS4-память Kioxia – 96-слойная TLC 3D NAND, в то время как в прошлом накопителе устанавливалась память с 64 слоями.

Таким образом, получается, что Plextor M9P Plus имеет с обычным M9Pe совсем немного общего. Фактически это совершенно другой накопитель не только с иным контроллером и памятью, но и с заметно подросшими скоростными характеристиками.

⇡#Технические характеристики и особенности работы

Когда к названию какого-либо продукта прибавляется приставка Plus, многого от такого не ждёшь. Спецификации Plextor M9P Plus как будто бы подтверждают это. Линейные скорости новинки и скорость произвольной записи по сравнению с первоначальным M9Pe выросли всего на 5-6 %, а производительность случайного чтения даже снизилась с 400 до 340 тысяч IOPS.

В результате получилось следующее:

В спецификациях Plextor M9P Plus есть одна любопытная особенность – версии накопителя разных ёмкостей имеют близкую производительность. Такого обычно не бывает, поскольку с ростом ёмкости увеличивается «ширина» массива флеш-памяти и контроллер получает возможность эффективнее распараллеливать запросы к данным по своим каналам. Однако похоже, что в микропрограмме M9P Plus или даже в самом контроллере Marvell 88SS1092 появились какие-то хитрые техники, которые выравнивают характеристики накопителей на терабайт, половину и четверть терабайта.

Подозрения здесь в первую очередь падают на технологию SLC-кеширования. И в этом отношении в M9P Plus действительно произошли некоторые изменения. Разработчики Plextor освоили динамическое кеширование, в результате чего накопитель получил возможность одномоментно принимать большие объёмы информации на высокой скорости. Например, на чистый терабайтный накопитель в SLC-режиме нам удалось записать порядка 52 Гбайт данных, прежде чем скорость снизилась. Вот как это выглядит на графике.

В аналогичных условиях на M9Pe на скорости около 2 Гбайт/с удавалось записать лишь 8 Гбайт информации. Однако в TLC-режиме флеш-память прошлого SSD работала заметно быстрее. При исчерпании объёма SLC-кеша там производительность проседала до 880 Мбайт/с, а у нового накопителя прямая запись в массив TLC 3D NAND происходит на скорости 540 Мбайт/с. Впрочем, это замедление вполне компенсируется кратным увеличением вместительности SLC-кеша.

Кроме того, Plextor M9P Plus заслуживает отдельной похвалы за то, что не пытается обмануть пользователя в части скорости чтения. Алгоритма отложенного высвобождения SLC-кеша в нём нет, поэтому то, что показывают для M9P Plus синтетические бенчмарки, – это и есть его реальная производительность.

Например, скорость произвольного чтения блоками по 4 Кбайт без очереди запросов как для записанных только что, так и для старых данных одинакова и составляет порядка 60 Мбайт/с. Стоит подчеркнуть, что современные NVMe-накопители на контроллерах SMI и Phison такие высокие показатели дают только для тех файлов, которые не успели вытесниться из SLC-кеша, а на реальных нагрузках оказываются примерно на 20 % медленнее.

Но вот операция TRIM работает у Plextor M9P Plus не столь быстро, как того хотелось бы. Микропрограмма этого SSD устроена таким образом, что удаление больших объёмов файлов приводит к заметной временной «заморозке» его работы. Например, после удаления файла объёмом 64 Гбайт накопителю потребуется примерно пять секунд на сборку мусора и реорганизацию хранения данных, в течение которых он не будет откликаться на внешние воздействия практически полностью.

Кроме того, после удаления файла наблюдаются также и отдельные всплески латентности, которые не сопровождаются падением скорости чтения. Впрочем, в таком поведении Plextor M9P Plus не одинок, замедляют работу после удаления файлов в той или иной степени почти все современные накопители.

M9P Plus в модельном ряду Plextor занимает положение флагмана, поэтому условия гарантии для него установлены соответствующие. Продолжительность гарантийного обслуживания составляет пять лет, а ресурс задекларирован из расчёта, что пользователю разрешается перезаписать полную ёмкость накопителя 640 раз. В целом это соответствует тому, какие условия гарантии распространяются на флагманские SSD других производителей.

⇡#Программное обеспечение

Для NVMe-накопителей под маркой Plextor существует специальная сервисная утилита Plextool NVMe Edition. Однако она была разработана ещё в середине 2018 года, и её возможности кажутся очень бедными на фоне того, что умеют аналогичные программы для SSD лидеров рынка.

Фактически через Plextool NVMe Edition можно только проверить состояние SSD, получить данные его S.M.A.R.T.-телеметрии и выполнить операцию Secure Erase.

Раньше Plextor уделяла большое внимание вопросам программной поддержки и предлагала дополнительные программные средства для кеширования, сжатия и защиты информации на накопителе. Но сейчас все эти разработки заброшены.