Обзор накопителей Crucial P5 Plus и Micron 3400: какими должны быть PCIe 4.0 SSD среднего уровня

⇡#SLC-кеширование: запись, чтение и удаление файлов

SLC-кеширование – важнейший алгоритм, который в современных накопителях отвечает за ускорение операций записи. Его суть состоит в том, что информация на SSD c TLC- или QLC-памятью сначала записывается в быстром однобитовом режиме, а её уплотнение в ячейках флеш-памяти происходит позднее, в моменты простоя накопителя. Это значит, что современные накопители могут демонстрировать высокие скорости лишь на ограниченном объёме данных, который зависит от конкретной реализации алгоритма SLC-кеширования.

Чтобы выяснить, как это работает на практике и каковы скорости массива флеш-памяти конкретных накопителей при работе в различных режимах, мы проводим тест непрерывной записи файлов на SSD до полного исчерпания его ёмкости с одновременным замером быстродействия. В этом тесте задействуются стандартные для Windows операции однопоточного копирования файлов на испытуемый SSD (с RAM-диска), причём испытание проводится в три прохода: для полностью чистого SSD; для SSD, заполненного данными наполовину; и для SSD, который изначально полон на три четверти.

Эксперимент позволил выяснить, что кеширование в накопителях Crucial P5 Plus и Micron 3400 работает по динамическому принципу. На SLC-кеш отводится примерно треть свободного объёма – на пустой терабайтный накопитель с со скоростью порядка 3,5 Гбайт/с удаётся записать чуть более 300 Гбайт. При прямой записи в массив памяти в TLC-режиме производительность падает до 1,2-1,3 Гбайт/с. Кроме того, при полном последовательном заполнении SSD минимальная производительность может снижаться ещё сильнее – до 500 Мбайт/с. Это происходит на финальном этапе, когда у контроллера SSD возникает необходимость не только записывать файлы в массив флеш-памяти, но и одновременно с этим уплотнять данные, которые были ранее сохранены в SLC-режиме.

К сожалению, с высвобождением места в SLC-кеше на частично заполненном Crucial P5 Plus наблюдаются некоторые проблемы. Накопитель, свободный на 50 или 25 %, уже не даёт копировать на себя большие объёмы файлов с высокой скоростью: место в кеше заканчивается почти моментально – после записи нескольких Гбайт. Похоже, алгоритм работы кеширования у этого SSD настроен на долговременное удержание в SLC-кеше последних записанных данных для ускорения операций чтения, которые могут последовать позднее. Поэтому в реальном использовании SLC-кеширование будет заметно лишь при относительно небольших объёмах операций.

Описанная стратегия кеширования выбрана и в Micron 3400. OEM-накопитель не отличается от розничного Crucial P5 Plus ни по скоростям, ни по подходу к высвобождению SLC-кеша.

Но ещё обиднее, что абсолютные значения скоростей копирования файлов на Crucial P5 Plus и Micron 3400 совсем не выдают наличия в этих накопителях очень быстрой флеш-памяти. И если по скорости записи в SLC-режиме эти SSD ещё попадают в группу лидеров, то минимальное значение скорости находится слишком далеко от показателей быстрейших решений. Очевидно, в фирменном контроллере Micron есть какое-то узкое место, которое не даёт раскрыться всему потенциалу 176-слойной TLC 3D NAND этого производителя.

Из-за сильного перепада между максимальной и минимальной скоростью записи усреднённая скорость по всему объёму у Crucial P5 Plus и Micron 3400 тоже оказывается невысокой. По этой характеристике накопители Micron сравнимы разве только с решениями на базе контроллеров Phison E16 и Innogtit IG5236, но никак не с лидерами сегмента PCIe 4.0 SSD.

Не слишком воодушевляющий результат получается и в том случае, если для SSD компании Micron измерить усреднённую скорость чтения файлов (при их копировании на RAM-диск). Эти накопители заметно проигрывают и Samsung 980 PRO, и WD Black SN850. Однако на фоне более простых вариантов с контроллерами Phison, SMI или Innogrit рассматриваемые Crucial P5 Plus и Micron 3400 выглядят сравнительно неплохо.

Зато многоядерная конструкция контроллера Micron позволяет Crucial P5 Plus и Micron 3400 обрабатывать операции удаления файлов так, чтобы это было не слишком болезненно для пользователя. Как это выглядит на практике, отображено на следующей паре графиков, где показано быстродействие случайного чтения и его латентность во время исполнения команды TRIM, следующей через несколько секунд после каждого удаления файлов. В этом практическом эксперименте мы удаляли с накопителей восемь файлов объёмом 8 Гбайт каждый.

Оба SSD демонстрируют трёхсекундное падение производительности после каждой операции стирания данных. Но положительным моментом тут выступает то, что в моменты обработки TRIM и сборки мусора производительность падает не до нуля, а лишь вдвое. Сохраняется на приемлемом уровне и латентность. Это – далеко не худший вариант, но наиболее передовые PCIe 4.0-накопители умеют обрабатывать операции удаления файлов полностью незаметно для пользователя. Очередной аргумент в пользу того, что Crucial P5 Plus и Micron 3400 не стоит относить к числу флагманов.

⇡#Производительность комплексных файловых операций

При файловых операциях, проводимых внутри ёмкости накопителя, Crucial P5 Plus и Micron 3400 показывают довольно средние результаты. Они работают быстрее PCIe 3.0-накопителя Samsung 970 EVO Plus и смотрятся получше решений на контроллерах Phison E16 и E18, но дотянуться до лидеров им не удаётся.

Однако ещё более интересно то, что файловые тесты выявляют некоторые различия в производительности SSD под маркой Crucial и Micron. За счёт каких-то оптимизаций микропрограммы Micron 3400 удаётся побеждать своего родного брата почти при любом варианте файловой нагрузки.

⇡#Производительность в приложениях

Небольшое превосходство Micron 3400 над Crucial P5 Plus прослеживается и при тестировании дисковой производительности в ресурсоёмких приложениях. В целом же в нагрузке, характерной для рабочих станций, оба накопителя Micron показывают далеко не худшие результаты. Существенно эффективнее «тяжёлые» рабочие процессы обслуживают разве только Samsung 980 PRO и накопитель Patriot Viper VP4300, построенный на контроллере Innogrit IG5236. А это значит, что Micron 3400 и Crucial P5 Plus допустимо назвать заметными игроками среднего класса.

Если обратиться к отдельным сценариям, входящим в тест SPECworkstation, то можно заметить, что относительная слабость SSD компании Micron проявляется только в сценарии Product Development (в пакетах для инженерного 3D-моделирования и вычислительной гидродинамики). А разрыв между моделями Crucial P5 Plus и Micron 3400 обуславливается тем, что второй накопитель из пары существенно быстрее в сценарии Life Sciences (в математическом моделировании, медицинских и физических пакетах). В более «приземлённых» сценариях, связанных с обработкой контента, развлечениями и обычной пользовательской активностью, оба рассматриваемых SSD похожи по производительности и выдают уверенный средний результат.

chart 9.png

Смотреть все изображения (5)

chart 10.png

chart 11.png

chart 12.png

chart 13.png

Смотреть все
изображения (5)

⇡#Производительность в играх

Зато по игровой производительности, которая оценивается при помощи теста 3DMark Storage, Crucial P5 Plus и Micron 3400 кажутся одинаково привлекательными вариантами. На итоговой диаграмме они занимают второе и третье место, уступая разве только лучшему геймерскому SSD, WD Black SN850.

Более углублённое знакомство с результатами 3DMark Storage позволяет выяснить, что накопители Micron особенно хороши при установке игр и при загрузке с них игровых приложений. Однако при захвате видео или при сохранении в играх многие другие SSD оказываются быстрее.

chart 15.png

Смотреть все изображения (7)

chart 16.png

chart 17.png

chart 18.png

chart 19.png

chart 20.png

chart 21.png

Смотреть все
изображения (7)

⇡#Синтетические тесты: линейные операции

Обычно производительность при линейных операциях определяется скоростью массива флеш-памяти SSD. И здесь было бы логично ожидать, что накопители Micron займут лидирующие позиции. Однако реальность такова, что в платформе Micron есть какой-то изъян, ограничивающий пиковые пропускные способности. В результате Crucial P5 Plus и Micron 3400 при последовательной нагрузке отстают не только от флагманов Samsung и Western Digital, но и от накопителя на контроллере Phison E18. А в случае смешанных операций их опережает и решение с контроллером Innogrit IG5236.

⇡#Синтетические тесты: мелкоблочные операции

Зато при мелкоблочной нагрузке Crucial P5 Plus и Micron 3400 смотрятся значительно лучше. По крайней мере при чтении и смешанных операциях они занимают второе и третье места. Некоторая проблема есть у них лишь со скоростью случайной записи, где производительность PCIe 4.0-накопителей Micron похожа на быстродействие старого Samsung 970 EVO Plus c шиной PCIe 3.0.

⇡#Температурный режим

PCIe 4.0 SSD в компактном форм-факторе M.2 2280 традиционно работают в довольно жёстких температурных условиях, и накопители Micron исключением не являются. Не стоит обольщаться отсутствием на Crucial P5 Plus и Micron 3400 радиаторов – их тут нет вовсе не потому, что они в данном случае совершенно не нужны. При практических испытаниях нам пришлось столкнуться с троттлингом. В тяжёлых нагрузках из-за срабатывания температурной защиты производительность снижалась уже после пары минут активных операций.

Максимальная разрешённая температура контроллера Micron составляет 75 градусов. И Crucial P5 Plus, и Micron 3400, если судить по их собственным датчикам, быстро преодолевают эту температуру. Ниже приведён график нагрева обоих накопителей при непрерывных смешанных линейных операциях с преобладанием чтения, и по нему хорошо видно, что сегодня речь идёт о SSD не из холодного десятка.

Однако это – показания S.M.A.R.T., и реальность они традиционно приукрашивают. Если посмотреть на тепловизионные снимки Crucial P5 Plus и Micron 3400 во время работы, то выясняется, что контроллер нагревается заметно сильнее, чем сообщает телеметрия. На контроллере Crucial P5 Plus под нагрузкой, например, была зафиксирована температура 97 градусов.

Нагрев Micron 3400 на снимке как будто не такой сильный, но это – обманчивое впечатление, обусловленное зеркальной поверхностью чипа контроллера, из-за которой тепловизор не может корректно измерить его внешнюю температуру.

В любом случае накопители Crucial P5 Plus и Micron 3400, как и любые другие PCIe 4.0 SSD, – это горячие «железки», и дополнительный радиатор им точно рекомендован. Но справедливости ради отметим, что по паспортному энергопотреблению эти модели на 10-15 % экономичнее, чем флагманские Samsung 980 PRO и WD Black SN850.

⇡#Выводы

Выгодное сочетание цены и производительности – визитная карточка почти любой продукции под маркой Crucial. Не подвела Micron и на этот раз. Хотя Crucial P5 Plus и Micron 3400 не поставили каких-то особых рекордов в тестах, их производительность точно попала в промежуток между показателями флагманских SSD для шин PCIe 4.0 и PCIe 3.0, а цена оказалась вполне сопоставимой со стоимостью популярных PCIe 3.0-моделей. И это значит, что Crucial P5 Plus и Micron 3400 – отличный вариант для современных ПК среднего уровня.

Если конкретнее, то с точки зрения средней производительности накопители Micron сравнимы с типовыми SSD на базе контроллеров Phison E18 и Innogrit IG5236, предлагаемыми производителями второго-третьего эшелонов. Но в отличие от них Micron – компания совсем иного калибра, которая способна предложить и более выгодную цену, и лучшую поддержку, и более разнообразные дополнительные опции. Например, для Crucial P5 Plus и Micron 3400 есть функциональная сервисная утилита, а ещё они поддерживают аппаратное шифрование и имеют защиту от перебоев питания, чего продукты с контроллерами Phison и Innogrit не могут предложить в принципе.

Впрочем, от новых SSD авторства Micron мы всё-таки ждали большего. В рассмотренных накопителях используются очень быстрая 176-слойная TLC-флеш-память и вертикально интегрированная платформа, что давало в руки разработчикам все козыри. Но сделать SSD, у которого получилось бы приблизиться к лучшим образцам потребительских накопителей Samsung и Western Digital, они не смогли. Именно по этой причине Crucial P5 Plus и Micron 3400 представляют интерес только в контексте их стоимости, а не как флагманские продукты одного из производителей первого эшелона.

Выбирая между двумя рассмотренными вариантами SSD, мы советуем в первую очередь попытаться поискать в продаже Micron 3400. Он отличается прошивкой, которая даёт в распоряжение пользователя на 2,5 % больше свободного пространства и при серьёзных нагрузках обеспечивает немного более высокий уровень производительности. Впрочем, отличия Micron 3400 от Crucial P5 Plus не настолько глубоки, чтобы вкладывать в такие поиски значительные силы.

В любом случае и Crucial P5 Plus, и Micron 3400 выглядят как довольно удачные модели, которые безусловно заслуживают того, чтобы получить наши рекомендации.