Обзор PCIe 4.0-накопителей MSI Spatium M470 и Spatium M480

Твердотельные накопители с интерфейсом PCIe 4.0 уже перестали быть атрибутом дорогих и высокопроизводительных компьютеров. Ассортимент таких SSD давно не ограничивается единичными моделями, на прилавках представлены десятки вариантов — как лидерами рынка, так и компаниями второго-третьего эшелона. Такое разнообразие повлекло за собой закономерное снижение цен, и в конечном итоге PCIe 4.0 SSD перешли в категорию вполне стандартных решений для современных систем.

Демократизация таких накопителей произошла благодаря появлению и широкому распространению общедоступных PCIe 4.0-контроллеров независимых разработчиков. Готовые платформы для SSD, предлагаемые компаниями Innogrit, Phison и SMI, становились движущей силой повсеместного внедрения передовых накопителей разных типов и раньше, но в случае с PCIe 4.0 ситуация оказалась ещё более выигрышной для небольших производителей SSD. На этот раз независимым разработчикам удалось создать решения, которые почти на равных конкурируют с фирменными контроллерами мэтров – компаний Micron, Samsung и Western Digital. В результате даже небольшие фирмы получили возможность выйти на рынок с предложениями для энтузиастов.

Особого упоминания в этой связи заслуживает Phison. Мало того, что эта тайваньская команда успела создать сразу три PCIe 4.0-контроллера разных классов (массовый E16, производительный E18 и бюджетный E19T). Но к тому же она предложила и очень удобный для партнёров способ взаимодействия, позволив им полностью снять с себя все производственные вопросы. Компании, сотрудничающие с Phison, получают от неё готовые накопители в сборе, что даёт им возможность сосредоточить свои усилия исключительно на маркетинге.

Но ещё более важной составляющей успеха Phison стало то, что во время глобального дефицита полупроводниковых компонентов она смогла договориться о производстве необходимого количества контроллеров. Несмотря на то, что чипы Phison изготавливаются на TSMC в том числе и по техпроцессу 12 нм, заказов на который явно больше возможностей чипмейкера, недопоставок контроллеров не наблюдается, и всем желающим они достаются. Насколько Phison преуспела в обеспечении своих партнёров, видно хотя бы по тому, что число PCIe 4.0-накопителей на базе платформ этого производителя в 3-4 раза превосходит количество решений со всеми прочими контроллерами.

Поэтому совершенно неудивительно, что в PCIe 4.0-накопителях фирм, для которых носители информации профильной продукцией не являются, чаще всего встречаются именно контроллеры Phison. И сегодня мы познакомимся ещё с одним подтверждением этого правила – накопителями MSI Spatium M470 и M480. Но перед тем как перейти к непосредственному знакомству с этими SSD, нужно ещё раз напомнить, что использование типовых платформ Phison – совсем не недостаток. Да, в подобных SSD нет ничего оригинального и неожиданного, но зато такие накопители имеют вполне предсказуемые свойства. С одной стороны, большая пользовательская база даёт уверенность в отсутствии каких-то неожиданных критических проблем в контроллере и прошивке. А с другой — процесс изготовления таких накопителей носит крупносерийный характер и контролируется разработчиками базовой микросхемы, которые обладают необходимыми знаниями и ресурсами для организации эффективной системы контроля качества.

⇡#Внешний вид и внутреннее устройство

Младший накопитель из рассматриваемой пары – MSI Spatium M470 – вряд ли способен удивить кого-то внешним видом или конфигурацией. Это эталонный SSD на платформе Phison E16 в её первоначальном воплощении. К каким-то особым косметическим улучшениям MSI здесь прибегать не стала. В итоге Spatium M470 выглядит как простой двухсторонний M.2 SSD формата M.2 2280. Вклад MSI в конструкцию ограничивается наклеиванием на поверхность SSD двух стикеров, которые не отличаются особой информативностью. Максимум, что можно по ним узнать, – объём накопителя, его артикул и серийный номер.

Под наклейками сюрпризов тоже нет. На плате накопителя размещён контроллер Phison PS5016-E16 и типичный набор чипов памяти – в случае терабайтной версии Spatium M470, которая тестировалась нами, это четыре 256-Гбайт микросхемы TLC 3D NAND и две 512-Мбайт микросхемы DDR4 SDRAM для буферизации обращений к таблице трансляции адресов.

Хотя оснащение Spatium M470 и выглядит неплохо, в действительности это лишь PCIe 4.0-накопитель среднего уровня. Контроллер Phison PS5016-E16 был сделан из тех же блоков, что и PCIe 3.0-чип Phison PS5012-E12, путём простой замены логики, отвечающей за внешней интерфейс. Поэтому с точки зрения мощности решение получилось компромиссным, несмотря на восьмиканальный дизайн и полноценный DRAM-буфер. Собственно, не так давно сама Phison даже попыталась перевести платформу Phison PS5016-E16 на QLC-память, но Spatium M470 это начинание, к счастью, не затронуло.

В накопителе MSI установлена типичная для накопителей 2019 года 64-слойная TLC 3D NAND производства Kioxia (бывшей Toshiba). Полупроводниковые кристаллы такой памяти имеют ёмкость 256 Гбит, соответственно, в каждой микросхеме флеш-памяти Spatium M470 находится по восемь кристаллов сразу. Это позволяет контроллеру пользоваться четырёхкратным чередованием при работе с устройствами NAND в каналах и делает терабайтную модификацию самой быстрой в семействе.

Заметим также, что сами микросхемы флеш-памяти помечены не оригинальной маркировкой Kioxia, так как Phison для своих накопителей использует память, которая нарезается из японских полупроводниковых пластин и упаковывается силами тайваньского подрядчика – компании PTI. Она же, кстати, ответственна и за производство самих SSD, в том числе и Spatium M470. Впрочем, ровно то же самое можно сказать про большинство накопителей на базе контроллеров Phison.

Второй рассматриваемый SSD – MSI Spatium M480 – на первый взгляд кажется устройством более высокого класса. Это субъективное впечатление возникает благодаря более благородно выглядящей упаковке и комплекту поставки, который включает не только M.2 SSD, но и довольно увесистый алюминиевый радиатор с рёбрами высотой около 2 см.

Этот радиатор предлагается в виде дополнительного аксессуара, устанавливать который пользователю придётся самостоятельно. Но в то же время с этим вряд ли возникнут какие-то трудности, SSD просто убирается внутрь специального пенала, который закрывает обратную сторону накопителя. Затем две части системы охлаждения скрепляются с помощью прилагаемых винтов.

Такой вариант поставки радиатора – однозначный плюс, потому что с ним применение MSI Spatium M480 существенно ограничивается серьёзно возрастающими габаритами SSD. Без радиатора же этот накопитель выглядит точно так же, как и более простая модель, – это обычная M.2 2280-плата с двумя наклейками с разных сторон.

К информативности наклеек можно предъявить те же претензии, что и в случае M470, – они не несут никакой полезной для пользователя информации, за исключением названия и объёма SSD. Если же от них избавиться, то перед нами предстаёт эталонный накопитель на платформе Phison E18, который в случае SSD объёмом 1 Тбайт (как в обзоре) позволяет разместить все компоненты на одной стороне печатной платы.

Сразу же бросается в глаза, что контроллер Phison PS5018-E18, лежащий в основе Spatium M480, меньше по размеру, чем PS5016-E16, и выглядит явно попроще, поскольку не имеет никелированного теплорассеивателя. Но первое впечатление обманчиво. В действительности PS5018-E18 значительно мощнее: в его основе лежит трёхъядерный, а не двухъядерный 32-битный ARM-процессор, он поддерживает вдвое более скоростную флеш-память, да и вообще этот контроллер, в отличие от PS5016-E16, проектировался так, чтобы полностью задействовать пропускную способность PCIe 4.0. Микросхема же получилась меньше потому, что она производится по современному 12-нм техпроцессу, в то время как для изготовления PS5016-E16 использовался архаичный 28-нм техпроцесс.

Впрочем, при этом Spatium M480 самым производительным вариантом накопителя на контроллере PS5018-E18 не является. Причина – в используемой флеш-памяти. MSI выбрала вариант с 96-слойной TLC-флеш-памятью Micron, в то время как заметно более высокую производительность могла бы обеспечить новая 176-слойная память на архитектуре с замещающим затвором, сокращёнными на 35 % задержками и на треть более высокой скоростью интерфейса. Однако на памяти MSI решила сэкономить.

Ёмкость применённых в Spatium M480 96-слойных кристаллов Micron TLC 3D NAND составляет 512 Гбит, поэтому в каждой из четырёх установленных на этом накопителе микросхем флеш-памяти находится по четыре кристалла. Всё это позволяет восьмиканальному контроллеру пользоваться двукратным чередованием устройств, что тоже является не лучшим с точки зрения производительности вариантом.

Микросхемы флеш-памяти, как и в предыдущем случае, упакованы на мощностях PTI, где произведён и сам накопитель. Также отметим наличие в составе Spatium M480 1 Тбайт оперативной памяти DDR4 объёмом 1 Гбайт – она представлена чипом SK Hynix. Здесь она нужна для кеширования таблицы трансляции адресов.

⇡#Спецификации

Как следует из сказанного ранее, у MSI Spatium M470 с более слабым контроллером выше степень параллелизма массива флеш-памяти. В результате характеристики флагманского Spatium M480 не демонстрируют однозначного превосходства над Spatium M470. Хотя в целом накопитель с более высоким модельным номером по спецификациям выглядит более быстрым, сильными сторонами Spatium M470 оказывается более высокая производительность случайного чтения и заметно лучший заявленный ресурс.

На это Spatium M480 может ответить расширенным модельным рядом, который включает 500-Гбайт модификацию, и высокими скоростями при линейных операциях.

При этом Spatium M480 стоит примерно на 15 % дороже M470 даже в версии без радиатора. С радиатором же разница в цене достигает 30-процентного уровня. В результате получается так, что Spatium M480 попадает в тот же ценовой сегмент, в котором играют Samsung 980 PRO и WD Black SN850, и это – довольно смелая заявка.

Впрочем, паспортные характеристики – это одно, а практика – несколько иное. Поэтому мы сразу проверяем заявленные производителем скоростные параметры синтетическим тестом CrystalDiskMark. В нашем распоряжении побывали Spatium M480 и M470 ёмкостью 1 Тбайт, и их быстродействие соотносится следующим образом.

MSI Spatium M470 1 Тбайт

MSI Spatium M480 1 Тбайт

По измеренным показателям пиковой производительности Spatium M480 действительно почти везде обгоняет своего предшественника. Однако с точки зрения скорости случайного чтения с глубокой очередью запросов и при аналогичных смешанных операциях M470 оказывается всё-таки быстрее, что как раз и отражено в спецификациях. Такое превосходство старой модели – прямое следствие использования в M480 устройств флеш-памяти большей ёмкости, что несколько ограничивает возможности контроллера Phison PS5018-E18 по параллельной обработке запросов. Но в целом можно констатировать, что заявленные MSI для обоих накопителей характеристики на практике действительно достижимы.

⇡#Программное обеспечение

Компания MSI не стала делать для своих накопителей какие-то специальные сервисные утилиты. Вместо этого она предлагает пользоваться программным обеспечением MSI Center, но в действительности оно никаких функций для работы с SSD не предлагает. Единственная полезная возможность, присутствующая в программе, – бекап и восстановление данных на накопителе.

Но в остальном MSI Center бесполезна. Она не позволяет даже проверить телеметрию S.M.A.R.T.