Обзор PCIe 4.0-накопителя Seagate FireCuda 530: покушение на флагманы

Твердотельные накопители компании Seagate редко удостаиваются персональных обзоров на 3DNews. И тому есть веская причина: именитый производитель HDD, доля которого на его родном рынке превышает 40 %, в сфере SSD никакими примечательными достижениями похвастать до недавнего времени не мог. По меркам потребительского рынка твердотельных накопителей Seagate – это ординарный игрок третьего эшелона. Компания не производит флеш-память, не разрабатывает контроллеры и даже не занимается программной оптимизацией микропрограмм, а лишь перепродаёт под своим именем SSD, спроектированные сторонними фирмами. Иными словами, сейчас розничный SSD-бизнес для Seagate сугубо вторичен и организован примерно так же, как у каких-нибудь Gigabyte, MSI или, например, Smartbuy.

И это, честно говоря, довольно странно, поскольку в середине 2010-х годов всё выглядело так, будто Seagate собирается занять место одного из столпов на рынке SSD. Незадолго до того, как Western Digital вышла на рынок флеш-памяти, купив SanDisk, Seagate тоже совершила крупную сделку – в 2014 году она приобрела именитого разработчика контроллеров SandForce, продукция которого в 2000-х годах доминировала в массовых накопителях. Но дальше что-то пошло категорически не так. После перехода под контроль нового хозяина разработки SandForce затормозились и сфокусировались на корпоративном сегменте, став в конечном итоге совершенно неинтересными для массовых пользователей.

В то же время, чтобы организовать выпуск потребительских накопителей, Seagate пошла по пути наименьшего сопротивления – договорилась с независимым тайваньским разработчиком Phison. С одной стороны, это сняло с компании бремя проектирования и производства, но с другой – лишило её SSD-продукцию какой-либо оригинальности. И это привело к закономерному результату. Хотя накопители Seagate широко представлены на прилавках магазинов, в большинстве своём они для конечных пользователей малоинтересны. Ярким подтверждением тому служит статистика: сегодня доля Seagate на рынке SSD исчезающе мала и составляет 0,3 % в штучном или 0,8 % в ёмкостном выражении.

Тем не менее один из потребительских накопителей Seagate всё-таки попал к нам на обзор. Причём произошло это по довольно веской причине – у нового FireCuda 530 почти нет аналогов, а сам по себе этот SSD обещает занять видное место среди флагманских PCIe 4.0 SSD. Впрочем, сразу же нужно оговориться, что заслуга самой Seagate в этом, как обычно, минимальна. Просто Phison, которая несёт ответственность за выпуск в том числе и этого продукта, решила, что распространение новой производительной платформы лучше начать через наиболее известные бренды. Поэтому FireCuda 530 стал одним из трёх первых SSD, в которых нашла применение платформа Phison E18, усиленная одним из самых быстрых вариантов флеш-памяти – 176-слойной TLC 3D NAND компании Micron (два других аналогичных SSD – это Corsair MP600 Pro XT и Kingston KC3000/Fury Renegade).

Таким образом, при помощи тестирования Seagate FireCuda 530 мы можем получить представление о новом классе продуктов, который обещает перекроить ландшафт на рынке потребительских твердотельных накопителей. Ведь если верить в спецификации FireCuda 530, это ни много ни мало модель калибра Samsung 980 PRO или WD Black SN850. И если тесты подтвердят оправданность таких обещаний, это будет значить, что в скором времени флагманские PCIe 4.0 SSD станут заметно доступнее, поскольку их будут поставлять не только текущие лидеры рынка, но и широкий круг партнёров Phison.

⇡#Внешний вид и внутреннее устройство

Seagate FireCuda 530 существует в двух ипостасях – в комплекте с радиатором, который специально для этого накопителя разработала компания EKWB, или в «голом» виде, без какого-либо охлаждения. В денежном выражении разница между версиями составляет ощутимые $20, и, к счастью, в магазинах представлены оба варианта. Таким образом, пользователи, имеющие в своём распоряжении материнские платы со слотом M.2 с охлаждением, могут заметно сэкономить. Нам же для обзора достался вариант FireCuda 530 ёмкостью 1 Тбайт, укомплектованный радиатором.

Сам по себе комплектный радиатор представляет собой шершавый алюминиевый брусок чёрного цвета высотой 5 мм. К микросхемам на M.2-плате накопителя он прижимается за счёт ответной части, охватывающей накопитель снизу. В итоге накопитель выглядит довольно габаритным, но Seagate указывает, что толщина системы охлаждения подобрана таким образом, чтобы FireCuda 530 помещался в соответствующий отсек игровой консоли PlayStation 5.

В целом система охлаждения EKWB смотрится довольно солидно, но вопросы вызывает термопрокладка, проложенная между микросхемами и радиатором. Она имеет толщину более миллиметра, что вполне способно стать некоторым препятствием на пути передачи тепла. В данном случае это вынужденное решение, обусловленное тем, что в модельном ряду FireCuda 530 есть варианты как с односторонним, так и с двухсторонним расположением микросхем на печатной плате. На варианте, который тестировали мы (ёмкостью 1 Тбайт), все микросхемы уместились на одной стороне, и их отсутствие на обороте пришлось компенсировать утолщением термопрокладки. Подобный приём применён и в полутерабайтном SSD, но в двух- и четырёхтерабайтнике используются более тонкие термопрокладки.

Под системой охлаждения обнаруживается довольно любопытный набор микросхем. В первую очередь внимание привлекает расположенный по центру M.2 2280-платы базовый контроллер с маркировкой Seagate. Но не стоит обольщаться – это просто перелицованный чип Phison PS5018-E18, точно такой же, как на многих накопителях производителей второго и третьего эшелонов. Данный контроллер, напомним, построен на трёх ядрах Cortex R5, имеет с одной стороны восемь каналов флеш-памяти со скоростью интерфейса до 1600 МГц, а с другой – четыре линии PCIe 4.0. Чип производится по 12-нм техпроцессу, его рабочая частота установлена на отметке 1 ГГц. С контроллером соседствует оперативная память – используется чип DDR4-1600 объёмом 1 Гбайт производства SK Hynix, он необходим для буферизации обращений к таблице трансляции адресов.

Остальные микросхемы – TLC 3D NAND. И именно в её типе состоит главное отличие FireCuda 530 от большинства иных накопителей на базе платформы Phison E18. Здесь это новая 176-слойная память Micron, основанная на ячейках с замещающим затвором, тогда как попадавшиеся нам до сих пор накопители использовали 96-слойную память с плавающим затвором. 176-слойная память не только гораздо плотнее с точки зрения соотношения ёмкости и площади кристалла, но и заметно быстрее — и именно поэтому FireCuda 530 вызывает такой интерес.

Весь массив флеш-памяти у терабайтной версии накопителя поместился в четырёх микросхемах – каждая из них содержит внутри себя по четыре 512-гигабитных кристалла. Это позволяет организовать контроллеру двукратное чередование устройств в каналах и делает терабайтный FireCuda 530 не самым быстрым из возможных вариантов. Впрочем, предыдущая конфигурация платформы Phison E18 тоже оперировала 512-Гбит устройствами NAND. Сами микросхемы произведены PTI – тем же подрядчиком, который режет и упаковывает флеш-память для любых SSD с контроллерами Phison.

Стоит обратить внимание, что по дизайну печатная плата FireCuda 530 существенно отличается от плат накопителей на Phison E18, которые мы видели раньше. Тем не менее это тоже эталонный дизайн, просто адаптированный под новую 176-слойную память Micron. Следовательно, по данному признаку можно легко определить, какой перед нами накопитель на Phison E18: первой или второй, более быстрой версии. В тех SSD, которые сделаны под 96-слойную память, чип Phison PS5018-E18 ставится со стороны разъёма M.2, а в более быстрой версии накопителей контроллер находится по центру.

⇡#Спецификации

Seagate FireCuda 530 заметно отличается от накопителей на первой версии платформы Phison E18 и по характеристикам. Как считают разработчики, переезд на 176-слойную TLC 3D NAND авторства Micron позволил на 5 % увеличить линейные скорости и на 45 % — производительность при случайных операциях. В результате по задекларированным характеристикам FireCuda 530 превосходит как Samsung 980 PRO, так и WD Black SN850.

Пиковую производительность на уровне 1 млн IOPS сегодня можно видеть в спецификациях у очень небольшого числа моделей SSD. Seagate посчитала, что FireCuda 530 вполне достоин попадания в группу избранных. И это находит подтверждение в CrystalDiskMark – популярном синтетическом бенчмарке.

Даже несмотря на то, что практически измеренные линейные скорости в реальности оказываются чуть ниже, чем обещают паспортные характеристики, приведённые на скриншоте результаты позволяют думать о FireCuda 530 как об «убийце флагманов». По показателям в CrystalDiskMark он пусть и не так сильно, но обходит и WD Black SN850, и Samsung 980 PRO.

Не уступает накопитель FireCuda 530 лучшим потребительским PCIe 4.0 SSD и по большинству прочих параметров. Так, ряд ёмкостей включает в себя в том числе и довольно редкую по меркам M.2-моделей 4-Тбайт версию. А по заявленному ресурсу накопитель Seagate превосходит типичные потребительские предложения в два с лишним раза – FireCuda 530 в течение пятилетнего гарантийного срока можно перезаписывать ежедневно на 70 %. Для полного счастья среди спецификаций не хватает разве только упоминания аппаратного шифрования данных, но его поддержку на сегодняшний день предлагают лишь избранные модели SSD.

⇡#Программное обеспечение

Для обслуживания своих твердотельных накопителей компания Seagate предлагает фирменную утилиту Seatools, которая по возможностям и внешнему виду выгодно отличается от стандартной программки Phison Toolbox.

Утилитой Seatools удобно пользоваться для мониторинга состояния накопителя. Кроме того, она позволяет обновлять прошивку, тестировать работоспособность флеш-памяти и выполнять с SSD некоторые дополнительные манипуляции вроде расширенной диагностики, Secure Erase или увеличения размера резервной области.

Также в состав ПО, который предлагает Seagate, входит отдельная утилита DiskWizard для гладкой миграции с прошлых дисковых накопителей с переносом всех данных и операционной системы. Она представляет собой OEM-версию известной утилиты Acronis True Image.

⇡#Описание тестовой системы и методики тестирования

Раз Seagate FireCuda 530 претендует на то, чтобы занять место в одном ряду с флагманами, то и сравнивать этот SSD мы будем с наиболее интересными PCIe 4.0 SSD, присутствующими на рынке. Главными соперниками новой версии платформы Phison E18 станут Samsung 980 PRO и WD Black SN850, но на сравнительных диаграммах вы сможете найти и другие популярные SSD верхнего ценового сегмента.

Отдельно нужно упомянуть, что в тестах принимает участие и накопитель на прошлой версии платформы Phison E18 – MSI Spatium M480. В нём применяется 96-слойная флеш-память Micron, и его сопоставление с FireCuda 530 позволит нам оценить, насколько серьёзный вклад в комплексную производительность SSD вносит конкретно 176-слойная Micron TLC 3D NAND.

Таким образом, в тестировании приняли участие сразу девять накопителей, информация о которых приведена в таблице.

Конфигурация тестовой системы имела следующий вид:

• Процессор: Intel Core i7-12900K (Alder Lake, 8P+4E-ядер + HT, 3,6-5,0/2,7-3,8 ГГц, 25 Мбайт L3).
• Процессорный кулер: Noctua NH-D15.
• Материнская плата: ASUS ROG Strix Z690-F Gaming WiFi (LGA1700, Intel Z690).
• Память: 2 × 16 Гбайт DDR5-4800 SDRAM, 38-38-38-70 (Kingston Fury Beast KF548C38BBK2-32).

Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 11 Pro (21H2) Build 22000.282.0 c установленным обновлением KB5007262, исправляющим производительность SSD при операциях случайной записи. В системе использовался драйвер Microsoft Standard NVMe Express Controller 10.0.18362.1.

Накопители для тестов устанавливались в слот M.2, к которому подведены линии PCI Express непосредственно от процессора.

⇡#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, предварительно заполненного данными наполовину; и для SSD, который изначально полон на три четверти.

SLC-кеширование в Seagate FireCuda 530 реализовано очень топорно. В теории используется динамический алгоритм, и объём кеша для чистого терабайтного SSD составляет 130 Гбайт. Однако на практике выясняется, что этот SLC-кеш как бы одноразовый. После однократного заполнения массива флеш-памяти данными кеширование попросту перестаёт работать, и никаких увеличенных скоростей уже не наблюдается даже после освобождения на SSD значительного пространства. Все новые операции записи всё равно осуществляются со скоростью, которую обеспечивает TLC-память, до тех пор, пока накопитель не будет полностью отформатирован. Именно поэтому на приведённом ниже графике кривые скорости копирования на FireCuda 530 для ситуаций с 50- и 75-процентным заполнением не имеют характерных всплесков на начальном отрезке. И всё это очень странно – алгоритм высвобождения SLC-кеша в накопителях на базе платформы Phison E18 первого поколения работал без каких-либо нареканий. Хочется надеяться, что проблема будет поправлена с будущими версиями микропрограммы.

Но справедливости ради нужно заметить, что быстрая 176-слойная TLC-флеш-память Micron несколько сглаживает эту проблему и без исправления прошивки. Даже если речь идёт о накопителе, в котором SLC-кеш уже полностью заполнился и перестал работать, скорость копирования на FireCuda 530 составляет почти 2,0 Гбайт/с. SSD c аналогичным контроллером, но с 96-слойной памятью записывали файлы за пределами SLC-кеша с вдвое меньшей скоростью.

Если же говорить о минимальной и максимальной скорости копирования файлов на FireCuda 530, то она колеблется от 785 Мбайт/с до 3,8 Гбайт/с. И если по второй характеристике накопитель Seagate оказывается на лидирующих позициях, то по первой – заметно уступает лидерам.

Впрочем, по средней скорости записи FireCuda 530 проигрывает лишь флагманскому Samsung 980 PRO. На то, чтобы под завязку заполнить файлами терабайтник Samsung, нужно потратить восемь с половиной минут. А время полного заполнения Seagate FireCuda 530 аналогичной ёмкости – лишь на минуту больше.

Что касается скорости копирования файлов не на накопитель, а с него, то в этой дисциплине у FireCuda 530 всё уже не так хорошо. Он проигрывает флагманам Samsung и Western Digital и выдаёт производительность, близкую к показателям середнячка Crucial P5 Plus, который основан на такой же 176-слойной TLC 3D NAND компании Micron. Здесь узким местом в конструкции FireCuda 530 выступает контроллер Phison PS5018-E18 – претензии к его эффективности при чтении данных возникали и раньше.

Не слишком лидерское поведение присуще FireCuda 530 и в случае удаления с него файлов. Обработка каждой операции TRIM не проходит незамеченной – на время проведения операции у накопителя падает производительность и на порядок ухудшается отзывчивость. Как это выглядит на практике, наглядно отображено на следующем графике, где показано быстродействие случайного чтения и его латентность после удаления файлов. В данном эксперименте мы стираем с SSD восемь файлов объёмом 8 Гбайт каждый — и это замедляет FireCuda 530 на пару секунд.

Впрочем, обрабатывать удаление файлов полностью незаметно для пользователя умеют совсем немногие потребительские накопители: либо Samsung 980 PRO, либо SSD на контроллере Innogrit IG5236.

⇡#Производительность комплексных файловых операций

Уже по результатам в прошлом разделе было понятно, что обычные файловые операции – не та нагрузка, где FireCuda 530 может проявить себя с лучшей стороны. Это подтверждается при измерении скорости работы с файлами внутри накопителя. И если при обычном копировании данных результат FireCuda 530 вполне соответствует флагманскому уровню, то при работе с архивами, когда одновременные операции чтения и записи принципиально различаются по характеру, рассматриваемый накопитель претендует лишь на места в середине диаграмм. Причём ниже него остаются лишь заведомо более слабые конкуренты: либо решения на базе прошлых платформ Phison, либо Transcend MTE240S, который основан на четырёхканальном контроллере.

⇡#Производительность в приложениях

Зато в тесте SPECworkstation, где моделируется работа накопителей в ресурсоёмких приложениях, Seagate FireCuda 530 выглядит очень уверенно. Он попадает в группу лидеров, отставая лишь от Samsung 980 PRO. Причём превосходство новой версии платформы Phison E18 над прошлой можно охарактеризовать как принципиальное: перевод на новую память увеличил интегральную производительность на 26 %.

Высокие результаты FireCuda 530 показывает во всех вариантах профессиональной нагрузки. Иными словами, этот накопитель хорошо подойдёт для использования в рабочих станциях любого назначения.

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

Ещё одну важную высоту Seagate FireCuda 530 берёт в 3DMark Storage – тесте, который моделирует использование SSD в геймерских системах. Здесь рассматриваемый накопитель снова оказывается на втором месте, лишь незначительно отставая от лучшего игрового SSD – WD Black SN850.

Однако в данном случае есть некоторые нюансы. Развёрнутые результаты 3DMark Storage показывают, что при запуске с FireCuda 530 крупных игровых проектов (например, Battlefield V) производительность может оказаться несколько ниже ожидаемого уровня.

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

Контроллеры Phison давно заслужили звание героев синтетики, поскольку благодаря специальным оптимизациям выдают максимальные результаты именно при такой нагрузке. И в данном случае мы видим ещё одно тому подтверждение: по скорости рафинированных линейных операций чтения и записи основанный на контроллере Phison PS5018-E18 накопитель Seagate FireCuda 530 – чемпион. Лишь при смешанных операциях он отдаёт первое место WD Black SN850, но отставание совсем незначительно и с лихвой компенсируется высокими скоростями в других дисциплинах. Впечатляющие показатели FireCuda 530 во многом обеспечиваются быстрым массивом 176-слойной флеш-памяти Micron: аналогичный по аппаратной платформе накопитель, но основанный на 96-слойной памяти предыдущего поколения (речь о MSI Spatium M480), отстаёт от решения Seagate на 10-15 %.

⇡#Синтетические тесты: мелкоблочные операции

Уверенно смотрится FireCuda 530 и при измерении производительности операций с 4-Кбайт блоками. По скорости чтения он и вовсе показывает феноменально высокий результат, а при смешанных операциях уступает исключительно флагманскому WD Black SN850. Лишь только при случайной записи производительность по каким-то причинам оказывается ниже ожиданий, но это скорее связано с особенностями прошивки, нежели с какими-то аппаратными проблемами. Такой вывод напрашивается, поскольку FireCuda 530 в этом тесте проигрывает даже предыдущей версии платформы Phison E18 с более медленной памятью, и это единственный раз во всём тестировании, когда такой казус имеет место.

⇡#Температурный режим

Среди современных M.2-накопителей с интерфейсом PCIe 4.0 наибольшим нагревом отличаются именно модели, построенные на контроллере Phison PS5018-E18. Под нагрузкой этот чип стремительно разогревается выше 100 градусов и уходит в троттлинг, поэтому любая модель на его основе должна охлаждаться эффективным радиатором. В этом отношении к Seagate FireCuda 530 претензий быть не может. Комплектный радиатор, разработанный EKWB, прекрасно справляется со своей задачей. Однако если вы приобретаете версию FireCuda 530 без радиатора, не забудьте позаботиться о её охлаждении.

Разницу в температурном режиме вариантов FireCuda 530 с радиатором и без нетрудно проиллюстрировать термоснимками. Ниже показан нагрев SSD при тестовой нагрузке из смешанных линейных операций с преобладанием чтения.

Упакованный в охлаждение SSD нагревается до 61 градуса.

А вот раздетый накопитель демонстрирует запредельные температуры. На чипе контроллера фиксируется 102 градуса, на флеш-памяти – 71 градус. При этом максимально допустимая рабочая температура FireCuda 530, согласно спецификации производителя, составляет всего 70 градусов. Правда, Phison с этим не согласна и говорит о допустимости нагрева чипа PS5018-E18 до 125 градусов.

Что касается той температуры, которую сообщает о себе сам SSD, то она традиционно для накопителей на чипах Phison существенно занижается. Ниже приводится график с показаниями из S.M.A.R.T.-телеметрии, которые пытаются создать впечатление, что никакого вопиющего нагрева на самом деле нет. Так, максимальное значение температуры, по мнению самого накопителя, в случае его работы без радиатора не превышает 75 градусов.

Иными словами, встроенный в Seagate FireCuda 530 мониторинг показывает какую-то параллельную реальность. Единственный достоверный вывод, который можно сделать на основе приведённого графика, касается того, что в случае работы без радиатора FireCuda 530 разогревается до границы троттлинга примерно за минуту. Зато радиатор, который выбрала для своего SSD компания Seagate, проблему высоких температур действительно решает.

⇡#Выводы

До сих пор PCIe 4.0-накопители, построенные на контроллере Phison PS5018-E18 и 96-слойной Micron TLC 3D NAND, не выглядели как сколь-нибудь выдающиеся решения. Однако 176-слойная TLC 3D NAND компании Micron способна всё изменить. Обычно флеш-память в устоявшихся платформах накопителей меняют в целях оптимизации себестоимости, и это почти никогда не приводит к улучшению производительности. Но в случае с новой памятью Micron всё получилось совершенно по-другому: с ней платформа Phison E18 обрела второе дыхание и из варианта среднего уровня превратилась во флагманский.

Seagate FireCuda 530 – один из первых примеров SSD, использующих свежую версию платформы Phison E18. И как показали тесты, по уровню быстродействия он действительно очень близок к лучшим потребительским PCIe 4.0 SSD. Фактически FireCuda 530 – это ещё один накопитель уровня WD Black SN850 и Samsung 980 PRO, а если судить по синтетическим тестам, то и превосходящий их. К тому же, будучи основанным на одной из самых передовых разновидностей NAND-памяти, он обещает и гораздо лучшую выносливость.

Однако при реальных нагрузках FireCuda 530 хоть и быстр, но неоспоримым лидером всё-таки не является. Он выступает на одном уровне с флагманами Samsung и Western Digital в ситуациях, связанных с игровым или профессиональным использованием, но в том случае, когда дело доходит до ординарных файловых операций, выглядит слабее их. К этому нужно добавить, что у FireCuda 530 есть и другие изъяны. Например, он не имеет поддержки аппаратного шифрования. Но ещё неприятнее то, что реализованный в этом SSD алгоритм SLC-кеширования совсем не отличается интеллектуальностью, а версия накопителя без радиатора во время работы разогревается до запредельных температур.

В конечном итоге назвать Seagate FireCuda 530 «убийцей флагманов» было бы не совсем честно, пусть его паспортные спецификации и выглядят именно так. Однако при выборе высокопроизводительного PCIe 4.0 SSD для современной системы его всё равно можно и нужно рассматривать в качестве одного из возможных вариантов. Тем более что Seagate не стала перегибать палку с ценами, и FireCuda 530 вполне вписывается в тот же бюджет, что и передовые накопители Samsung и Western Digital.

Кроме того, не нужно забывать, что рассмотренный продукт Seagate – вовсе не оригинальный SSD, основанный на проприетарном дизайне. Напротив, речь идёт о воплощении общедоступной платформы, выход на которую имеют все партнёры Phison. А это значит, что вскоре на рынке появятся многочисленные похожие решения других производителей. Собственно, первые аналоги FireCuda 530 уже встречаются в продаже (например, Kingston KC3000 и Fury Renegade), причём некоторые из них дешевле накопителя Seagate, а значит, представляют для текущих флагманов куда большую опасность, нежели рассмотренный в этом обзоре SSD.