Кто сказал, что Intel Optane SSD DC P5800X — не для ПК? Обзор и тест самого быстрого накопителя в мире

⇡#Описание тестовой системы и методики тестирования

Цель этого исследования – посмотреть на то, как «царь-накопитель» Optane SSD DC P5800X будет чувствовать себя не в серверной среде, а в современных настольных системах. Поэтому в качестве тестовой платформы мы воспользовались вполне массовой конфигурацией, основанной на процессоре Core i9-11900K. В этом процессоре, относящемся к семейству Rocket Lake, компания Intel как раз добавила контроллер PCI Express 4.0, что позволяет тестировать новый Optane вполне полноценно – при подключении к той версии интерфейса, для которой он и предназначен.

С подбором же для Optane SSD DC P5800X достойных соперников дело обстоит несколько сложнее — похожих по цене и мощности накопителей попросту не существует. Поэтому мы ограничились добавлением в число объектов для сравнения пары флагманских PCIe 4.0 SSD на базе традиционной TLC 3D NAND, а также включением в тесты накопителя Optane первого поколения, который ориентирован на использование в высокопроизводительных десктопах, — Optane SSD 905P.

В связи с тем, что полученный нами для тестов экземпляр Optane SSD DC P5800X имел не совсем стандартную ёмкость 800 Гбайт, возник некоторый разнобой во вместимости испытуемых. Однако в контексте данной статьи это не так важно, тем более что в модельном ряду Optane SSD 905P производительность версий разного объёма идентична (у Optane SSD DC P5800X это уже не так).

В конечном итоге список участников тестирования получился следующим:

• Intel Optane SSD 905P 480 Гбайт (SSDPE21D480GA, прошивка E2010480);
• Intel Optane DC SSD P5800X 800 Гбайт (SSDPF21Q800GB, прошивка L0310100);
• Samsung 980 PRO 1000GB (MZ-V8P1T0BW, прошивка 1B2QGXA7);
• WD Black SN850 1000GB (WDS100T1X0E, прошивка 611110WD).

Тестирование проводилось в системе следующей конфигурации:

• Процессор: Intel Core i9-11900K (Rocket Lake, 8 ядер + HT, 3,5-5,3 ГГц, 16 Мбайт L3).
• Процессорный кулер: Noctua NH-D15.
• Материнская плата: ASUS ROG Maximus XIII Hero (Wi-Fi) (LGA1200, Intel Z590).
• Память: 2 × 16 Гбайт DDR4-3600 SDRAM, 16-18-18-38 (Crucial Ballistix RGB BL2K16G36C16U4BL).
• Видеокарта: AMD Radeon Pro W5700 (Navi 10, 1630-1880/7000 МГц, 8 Гбайт GDDR6 256-бит).
• Блок питания: Thermaltake Toughpower DPS G RGB 1000W Titanium (80 Plus Titanium, 1000 Вт).

Все тестовые накопители подключались к процессорному слоту M.2, то есть работали в штатном режиме PCIe 4.0 x4. Для Optane, выполненных в 2,5-дюймовом форм-факторе, использовался специальный переходник, позволяющий сопрягать расположенный на накопителях разъём SFF-8639 напрямую со слотом M.2.

Для измерения производительности SSD применялись следующие тесты:

• CrystalDiskMark 7.0.0. Данный бенчмарк включён в методику благодаря тому, что он смог стать отраслевым стандартом при определении характеристик SSD. В нашем же случае он используется для определения пиковых показателей производительности накопителей в различных режимах.
• Iometer 1.1.0. Профессиональный тестовый пакет, с помощью которого мы измеряем реалистичные значения показателей производительности SSD при распространённых рафинированных нагрузках.
• PCMark 10 Storage Benchmark. Тестовое приложение, измеряющее производительность дисковой подсистемы во время моделирования типичной работы пользователя. Используются три сценария – базовый (работа в приложениях и обычное взаимодействие с файловой системой), облегчённый (моделирование системного диска) и файловая помойка (моделирование файлового хранилища).
• Собственные тесты 3DNews. Измерение скорости копирования файлов утилитой Robocopy, скорости архивирования и разархивирования файлов архиватором 7-zip и производительности дисковых операций при запуске игры Far Cry 4 либо при старте серии крупных приложений, включающей Microsoft Word, Adobe Photoshop и Premiere Pro.

⇡#Производительность в CrystalDiskMark

Многие пользователи при оценке производительности накопителей ориентируются на показатели CrysstalDiskMark. Поэтому мы начинаем именно с этого бенчмарка. И результаты Optane SSD DC P5800X в нём выглядят более чем внушительно.

Во-первых, накопитель демонстрирует способность выдавать очень высокие скорости при линейных операциях. Представители семейства Optane первого поколения проигрывали традиционным флагманским SSD по скорости последовательного чтения и записи, но в Optane SSD DC P5800X это исправлено. Его быстродействие линейных операций не только приближается к пропускной способности PCIe 4.0 x4, но и оказывается даже выше, чем у флагманских флеш-накопителей вроде Samsung 980 PRO или WD Black SN850.

Во-вторых, Optane SSD DC P5800X кратно превосходит всех конкурентов по скоростям мелкоблочных операций. Причём это касается не только конвейеризируемых и многопоточных вариантов нагрузки, но и обычных операций чтений и записей 4-Кбайт блоками без очереди запросов. В этом случае Optane превосходит лучшие SSD на базе TLC 3D NAND в три-четыре раза, а значит, он должен серьёзно выигрывать у прочих решений при типовой десктопной нагрузке.

⇡#Производительность линейных операций

Optane SSD DC P5800X, переведённый на новый восьмиканальный контроллер с поддержкой PCIe 4.0 x4, показывает при последовательных операциях любого типа заметно более высокий уровень быстродействия по сравнению как с обычными SSD, так и с Optane прошлого поколения. Превосходство новинки на базе 3D XPoint подавляющее – если раньше при таком виде нагрузки накопители Optane порой уступали передовым SSD на базе флеш-памяти, то теперь всё переменилось в корне. Даже при самых простых для массивов NAND-памяти операциях последовательной записи Optane SSD DC P5800X показывает лучший результат на фоне Samsung 980 PRO и WD Black SN850. В случае же, когда дело так или иначе касается чтения, Optane SSD DC P5800X быстрее почти вдвое – и дело тут совсем не в пропускной способности интерфейса, а в архитектурных преимуществах массива 3D XPoint, который в некоторых аспектах больше похож на DRAM-, чем на NAND-память.

⇡#Производительность мелкоблочных операций

Ещё накопители Optane первого поколения обеспечили себе превосходство над классическими SSD за счёт своей способности быстро обслуживать операции произвольного чтения небольшими блоками. Новый Optane укрепляет это преимущество. Второе поколение 3D XPoint вместе с контроллером SLNBF обладают ещё более низкой латентностью, в результате чего Optane SSD DC P5800X опережает в тестовых сценариях Optane SSD 905P и наращивает превосходство над Samsung 980 PRO и WD Black SN850. По одной из главных метрик производительности для потребительских накопителей – скорости мелкоблочного чтения при небольшой глубине очереди запросов – Optane SSD DC P5800X демонстрирует пятикратное преимущество перед быстрейшими массовыми SSD на базе TLC 3D NAND. Всё это недвусмысленно указывает, что серверный Optane SSD DC P5800X способен сыграть роль отличного системного накопителя в компьютерах энтузиастов – операционная система, игры и приложения будут запускаться с него значительно быстрее, чем с флеш-накопителей.

⇡#Производительность в PCMark 10

Популярный тест PCMark 10 измеряет быстродействие накопителей при моделировании сценариев нагрузки из реальной жизни, но нужно понимать, что эти сценарии относятся к ПК, а не к серверам. Тем не менее Optane SSD DC P5800X, в названии которого даже явно фигурирует аббревиатура DC (дата-центр), выглядит рекордсменом в том числе и в обычном потребительском использовании. Досадно, что у Optane SSD DC P5800X нет собрата для десктопного применения — он мог бы стать очень привлекательным предложением для энтузиастов, особенно если, подобно Optane SSD 905P, стоил бы дешевле родственного серверного продукта.

Что же касается количественных результатов, то преимущество Optane SSD DC P5800X перед 3D XPoint-накопителем прошлого поколения достигает 40-50 %. А его отрыв от накопителей на базе NAND-памяти получается более чем двукратным. Иными словами, с точки зрения реальных общеупотребительных сценариев новый Optane — решение совершенно иного уровня не только по сравнению с традиционными SSD, но и по сравнению с PCIe 3.0 x4-накопителями на памяти 3D XPoint первого поколения.

⇡#Производительность в реальных задачах

Помимо PCMark 10 для измерения скорости накопителей мы используем и собственные сценарии, создающие нагрузку на дисковую подсистему. В первую группу задач входят тесты файловых операций, и они преподносят несколько неожиданный результат. Дело в том, что в одном из вариантов нагрузки, а именно при разархивировании, Optane SSD DC P5800X уступил классическому накопителю Samsung 980 PRO. Впрочем, такая ситуация возникла лишь единожды, и при иных операциях с файлами у главного героя тестирования нет достойных конкурентов. Однако отрыв Optane SSD DC P5800X здесь всё-таки не такой сильный, как в иных случаях.

Зато при измерении скорости запуска программ и игр Optane SSD DC P5800X показывает себя во всей красе. Именно в качестве системного диска и имеет смысл использовать подобные решения. За счёт низких латентностей при мелкоблочных операциях накопители на базе 3D XPoint обеспечивают лучшую отзывчивость, в результате чего время загрузки операционной системы, игр и приложений может сократиться примерно в полтора раза по сравнению с SSD на базе TLC 3D NAND (при условии, что в системе нет никаких других узких мест). Кстати, довольно неплохо показывает себя и Optane SSD 905P, который относится к прошлому поколению. Несмотря на то, что в отличие от всех остальных участников теста он не поддерживает PCIe 4.0 x4, его результат всё равно лучше, чем у любого из современных флеш-накопителей.

⇡#Температурный режим

Температура накопителей в 2,5-дюймовом форм-факторе редко вызывает какие-либо опасения, поскольку корпус в них обычно служит радиатором и позволяет не допустить перегрева внутренних компонентов. Optane SSD DC P5800X в этом плане имеет дополнительное преимущество – его внешняя оболочка специально спроектирована так, чтобы эффективно отводить тепло.

Тем не менее практическую проверку температурного режима мы всё-таки провели. Спецификация говорит, что тепловыделение рассматриваемой версии Optane составляет 18 Вт, а максимальная температура контроллера не должна превышать 70 градусов. В эксперименте при пятиминутной нагрузке из смешанных линейных операций, которые на 70 % состоят из чтения, тестовый экземпляр Optane SSD DC P5800X 800 Гбайт нагрелся до 61 градуса.

Иными словами, никаких проблем с температурным режимом царь-накопителя возникать не должно, особенно в настольных системах, где продолжительные операции с этим SSD вряд ли возможны, ведь для того, чтобы полностью прочитать все 800 Гбайт или полностью заполнить их информацией, требуется не более двух-трёх минут.

⇡#Выводы

Эта статья – далеко не первый материал по накопителям на базе памяти 3D XPoint на нашем сайте. Но каждый раз, когда речь заходит о практическом знакомстве с такими решениями, мы приходим к одному и тому же выводу: флагманские представители серии Optane принципиально превосходят по производительности и отзывчивости любые SSD, базирующиеся на памяти типа NAND. И в 2021 году это утверждение стало ещё убедительнее. В то время как производители классических SSD реализовали поддержку скоростной шины PCIe 4.0 и перешли на использование более мощных контроллеров, в семействе Optane SSD тоже появились предложения нового поколения — с усиленным контроллером SLNBF, поддержкой PCIe 4.0 x4 и улучшенной четырёхслойной 3D XPoint. И эти изменения позволили Optane сделать явно больший шаг вперёд, чем сделали за то же время традиционные флеш-накопители. В результате рассмотренный Optane SSD DC P5800X производит ещё более сильное впечатление, чем его предшественники, включая Optane SSD 900P или 905P. Новый Optane заметно превосходит все современные SSD на базе NAND в любых ситуациях; в прошлый раз столь убедительное преимущество одних устройств хранения данных перед другими можно было видеть разве только при сравнении SSD с HDD.

Таким образом, Optane SSD DC P5800X полностью подтвердил звание самого быстрого в мире твердотельного накопителя, которое дал ему в момент анонса сам производитель. И это звание справедливо не только с уточнением «для центров обработки данных» — его можно использовать и с добавкой «для настольных компьютеров». Кроме того, говоря про плюсы Optane, не стоит забывать и о второй сильной стороне накопителей на базе 3D XPoint – их чрезвычайно высокой надёжности. По этому параметру Optane SSD DC P5800X стал практически вечным, особенно в контексте применения в настольных конфигурациях, что также выгодно его отличает от современных накопителей на основе TLC 3D NAND.

Однако нужно иметь в виду, что Optane SSD DC P5800X в нашем тестировании использовался всё же не по прямому назначению. Этот накопитель ориентирован на использование в серверном сегменте, а мы перенесли его в обычную десктопную среду. Поэтому бравурные заявления по итогам проведённых тестов не совсем уместны — на пути Optane SSD DC P5800X в массовые ПК стоит заградительная цена в несколько долларов за каждый гигабайт. Пользовательских же вариантов Optane второго поколения с более приземлённой стоимостью и «гражданскими» оптимизациями нет и, по-видимому, не будет. Поэтому энтузиастам, желающим иметь в системе бескомпромиссный высоконадёжный и высокоскоростной SSD, придётся потратить на него сумму, соответствующую цене флагманской видеокарты. А это значит, что в конечном итоге Optane SSD DC P5800X для использования в десктопах приобретут единицы.

К тому же Optane SSD DC P5800X есть смысл использовать лишь в настольных конфигурациях, собранных из комплектующих верхнего уровня — он накладывает серьёзные требования на производительность всего своего окружения. Существует и ещё одна сложность — необходим специальный переходник, позволяющий подключить U.2-устройство в слот M.2 или установить его в разъём PCIe 4.0 x4. В комплект поставки такой переходник не входит.

Впрочем, нет никаких сомнений в том, что настоящих энтузиастов все эти препятствия не остановят и Optane SSD DC P5800X станет желанной железкой для пользователей, которые ради максимального быстродействия готовы пойти если не на всё, то на очень многое.