Обзор PCIe 4.0-накопителя Digma Top P8: атипичный Phison E18

Не так давно в нашей лаборатории побывал твердотельный накопитель Digma Mega S3, который оказался интересным бюджетным решением, основанным на современной TLC 3D NAND. Имея в виду этот накопитель, можно вполне обоснованно сказать, что Digma смогла убедительно переиграть лидеров рынка в сегменте дешёвых безбуферных NVMe SSD. Однако амбиции этого производителя простираются далеко за пределы бюджетного сектора. И речь тут не о видеорегистраторах, электронных книгах или плеерах, также выпускаемых под торговой маркой Digma, а о твердотельных накопителях высокого класса, которые используют интерфейс PCIe 4.0 и могут конкурировать с Samsung 980 PRO и WD Black SN850.

В действительности перед производителями SSD второго-третьего эшелонов сейчас не стоит каких-либо препятствий, мешающих выпускать современные высокопроизводительные накопители. Разработки независимых поставщиков контроллеров – Phison и Innogrit – догнали по характеристикам модели лидеров рынка. Чипы PS5018-E18 и IG5236 имеют достаточные вычислительные ресурсы для того, чтобы основанные на них SSD могли полностью задействовать пропускную способность интерфейса PCIe 4.0 x4 при линейных операциях и выдавали производительность ближе к миллиону IOPS при мелкоблочных нагрузках. Этого вполне хватает для создания полноценных флагманских решений, и поэтому брендам вроде Digma достаточно договориться с разработчиками этих чипов, выбрать хорошую NAND-память и заказать у ODM-производителя серийную сборку полученной конфигурации.

Впрочем, несмотря на кажущуюся простоту описанного подхода, рынок отнюдь не наводнён недорогими высокопроизводительными моделями потребительских SSD. Многие небольшие производители не видят особого смысла конкурировать с грандами и обходят удачные быстродействующие контроллеры стороной. Другие стараются сэкономить на памяти и поэтому выпускают пусть и быстрые, но спорные по иным потребительским характеристикам продукты. В итоге каждый новый SSD брендов второго-третьего эшелона с заявленными характеристиками как у флагманов оказывается своего рода «чёрным ящиком», с которым нужно разбираться индивидуально. Сегодня мы познакомимся с ещё одним таким устройством – «топовым» накопителем Digma, который прямо так и называется: Top P8.

Эта модель удостоилась отдельного обзора как минимум потому, что она, согласно спецификации, основана на платформе Phison E18. Большинство новых SSD на таком контроллере используют 176-слойную TLC-память Micron и выглядят на фоне флагманских решений лидеров рынка вполне убедительно. То есть на первый взгляд у Digma Top P8 есть все шансы стать таким же выдающимся по отношению производительности к цене решением, как, например, рассмотренный нами недавно Netac NV7000.

Однако сомнения появляются из-за того, что в спецификациях Digma Top P8 указаны более слабые показатели, нежели у «эталонных Phison E18», таких как Seagate FireCuda 530 или Kingston Fury Renegade. Значит, то ли маркетологи Digma описали свой продукт с нарочитой скромностью, то ли для Top P8 была выбрана какая-то нестандартная аппаратная конфигурация. Интригу закручивает и ещё одна странность: обычно накопители Digma продаются дешевле аналогов, но в случае с Top P8 это не так. Он превосходит по цене некоторые Phison E18-варианты других производителей, в результате чего Digma Top P8 выглядит настолько загадочно, что досконально разбираться с ним придётся в формате большого обзора.

⇡#Внешний вид и внутреннее устройство

По первому впечатлению, Digma Top P8 совсем не похож на продукт высокого класса. Он даже поставляется в примитивном блистере, как будто речь идёт об SSD начального уровня, а не о накопителе со словом «топ» в названии.

Исполнение у Top P8 тоже предельно простое. Накопитель представляет собой одностороннюю плату формата М.2 2280 без каких-либо средств охлаждения. На лицевой стороне SSD присутствует лишь наклейка с минимальным набором информации – названием и ёмкостью модели, а также серийным номером.

Под наклейкой скрыто самое интересное – аппаратная платформа. В обзоре рассматривается SSD объёмом 1 Тбайт, и он оказался собран из шести микросхем, расставленных по плате довольно причудливым образом. В центре находится контроллер Phison PS5018-E18, рядом с ним – гигабайтная буферная микросхема DDR4-1600 SDRAM, а по краям – по две микросхемы TLC 3D NAND.

В действительности такое расположение компонентов на плате – эталонный дизайн, разработанный Phison для быстрых моделей SSD, где балансировка электрической нагрузки на контроллер и выравнивание длины проводников может иметь смысл. А вот что действительно удивляет, так это маркировка чипов флеш-памяти. Как это обычно и бывает в SSD на контроллерах Phison, здесь используется память, нарезанная из кремниевых пластин и упакованная в микросхемы силами тайваньской компании PTI, но в данном случае маркировка этих микросхем начинается с префикса «TA», а не «IA». А это значит, что в накопителе Digma Top P8 используется память, выпущенная вовсе не Micron, а совсем иным производителем – Kioxia.

Более подробное разбирательство показывает, что в Top P8 контроллер Phison PS5018-E18 управляет восьмиканальным массивом флеш-памяти, построенным из 512-Гбит устройств BiCS5 (TLC 3D NAND) компании Kioxia. И это – не очень приятная новость, ведь BiCS5-память совершенно точно не быстрее 176-слойной TLC 3D NAND компании Micron. Хотя BiCS5-память довольно неплохо проявляет себя в актуальных накопителях Western Digital, назвать её современной никак нельзя. Она была анонсирована ещё в 2020 году, и с тех пор Kioxia уже успела начать производство более производительной BiCS6. О том, что BiCS5 отстаёт от современных вариантов TLC 3D NAND, говорит, например, тот факт, что у неё лишь 112 слоёв, а интерфейс работает на частоте 1066 МГц (а не 1600 МГц, как у 176-слойной памяти Micron). Впрочем, сказать, что Digma сэкономила и выбрала для Top P8 совершенно неподобающую память, было бы тоже несправедливо. Комбинация Phison E18 плюс BiCS5 применяется не только в рассматриваемом накопителе, но и в некоторых моделях производителей первого эшелона, например в Exceria Pro самой Kioxia.

При этом сама Digma, естественно, производством Top P8 не занимается. Этот накопитель, как и большинство других продуктов на том же контроллере, выпускается на предприятиях PTI под контролем самой Phison. Digma в данном случае отвечает за продажи, маркетинг и поддержку. Поэтому качество исполнения Top P8 не должно вызывать никаких сомнений: это решение сделано не хуже любого другого накопителя на платформе Phison E18.

⇡#Технические характеристики

Паспортные спецификации Digma Top P8 фиксируют только используемый контроллер, а насчет памяти в них приводится лишь общая формулировка «TLC 3D NAND». Таким образом компания оставляет себе возможность частично сменить конфигурацию впоследствии. Причём сделать это будет несложно, потому что и характеристики производительности для Top P8 декларируются очень приблизительно: например, скорость случайного чтения и записи вообще не указывается.

Мы в меру своих сил дополнили официальную спецификацию сведениями о памяти, и в результате она стала выглядеть следующим образом (но нужно иметь в виду, что аппаратная конфигурация Digma Top P8 может видоизмениться):

Модельный ряд Digma Top P8 включает накопители объёмом до 4 Тбайт – явное указание на то, что производитель замахнулся на верхний сегмент. PCIe 4.0 SSD такого объёма – довольно редкие гости на прилавках, и среди всех них Top P8 имеет заметно более приятную цену.

Впрочем, в контексте этого обзора мы говорим о более ходовой модели объёмом 1 Тбайт, и ей тоже есть чем с порога удивить покупателя – гарантией. Несмотря на то что Top P8 позиционируется как далеко не бюджетный продукт, гарантийный срок составляет лишь три года. Но зато за это время накопитель разрешено полностью перезаписать 700 раз: объявленная выносливость накопителя Digma выше, чем у среднестатистических моделей. Вероятно, это связано с выделением на подменный фонд большего объёма памяти: после форматирования ёмкость терабайтника в ОС составит 932, а не 954 Гбайт.

Что касается сообщаемых Digma показателей производительности, то они мало того что неполные, но к тому же неточные. Это выявляется при первом же «пристрелочном» тестировании Digma Top P8 1 Тбайт в CrystalDiskMark.

На практике Top P8 1 Тбайт выдаёт линейные скорости чтения и записи на уровне 7 и 5,8 Гбайт/с соответственно, а пиковая скорость мелкоблочных операций достигает 900 и 1200 тыс. IOPS при чтении и записи соответственно. И эти величины лишь немного ниже, чем выжимают накопители на платформе Phison E18 с 176-слойной памятью Micron. Иными словами, на первый взгляд Digma Top P8 выглядит достаточно производительным для того, чтобы быть включённым в группу накопителей флагманского уровня, рекомендуемых для высокопроизводительных ПК.

⇡#Программное обеспечение

Производители второго-третьего эшелонов редко утруждают себя разработкой для SSD какого-либо сервисного ПО. Но у Phison есть собственная сервисная утилита, подходящая для любых накопителей на её контроллерах. Digma предлагает для Top P8 пользоваться именно этим ПО, скачать его можно на сайте компании.

Возможности этой утилиты не слишком впечатляют, но базовые задачи с её помощью решить можно. Утилита показывает сведения об общем состоянии накопителя, выводит S.M.A.R.T.-телеметрию и позволяет выполнять удаление с SSD информации методом Secure Erase.

⇡#Описание тестовой системы и методики тестирования

Предварительные прикидки показывают, что по производительности Digma Top P8 должен быть похож на прочие накопители на платформе Phison E18. Следовательно, сравнивать его логично с лучшими и самыми производительными SSD сегодняшнего дня, и для сравнения с ним мы подобрали набор популярных флагманских решений. В итоге в тестировании приняли участие шесть SSD, информация о которых приведена в таблице.

Конфигурация тестовой системы имела следующий вид:

• Процессор: Intel Core i9-12900K (Alder Lake, 8P+8E-ядер + HT, 3,5-5,3/2,4-3,9 ГГц, 30 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 KB5008353, 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 происходит позднее, в моменты простоя накопителя. Это значит, что современные накопители могут демонстрировать высокие скорости лишь на ограниченных объёмах данных, размер которых 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 используются стандартные для ОС Windows операции однопоточного копирования файлов на проверяемый SSD (с RAM-диска), а испытание проводится в три прохода: для полностью чистого SSD; для SSD, заполненного данными наполовину; и для SSD, который изначально полон на три четверти.

График скорости записи, полученный для Digma Top P8, хорошо подсвечивает слабые места флеш-памяти Kioxia в сравнении с памятью Micron. 8-канальный массив, построенный на 112-слойных устройствах Kioxia BiCS5, при работе в TLC-режиме обеспечивает пропускную способность записи на уровне всего лишь 770 Мбайт/с. Это очень низкий показатель, потому что в аналогичных накопителях с контроллером Phison E18, но с 176-слойной TLC 3D NAND производства Micron скорость в аналогичных условиях достигает 1900 Мбайт/с. И даже в Phison E18-накопителях первой волны, где устанавливалась 96-слойная флеш-память Micron, скорость записи в TLC-режиме достигала отметки 1100 Мбайт/с. Иными словами, массив флеш-памяти в Digma Top P8 с точки зрения пропускной способности записи откровенно огорчает.

Однако всё это имеет скорее теоретическое, чем практическое значение. Во-первых, реальные пользователи Digma Top P8 будут гораздо чаще сталкиваться с работой с флеш-памятью в кеширующем SLC-режиме, а с точки зрения этого показателя у массива Kioxia BiCS5-памяти всё в порядке – скорость записи в нём достигает 3,8 Гбайт/с и вполне соответствует скорости записи в массивах на памяти Micron. Во-вторых, слабость BiCS5-памяти с точки зрения пропускной способности компенсируется её низкой латентностью, поэтому во многих реальных сценариях, где обращения имеют случайную, а не линейную природу, Top P8 может вообще не проигрывать Phison E18-собратьям с памятью Micron.

Что касается общих принципов работы SLC-кеширования в Digma Top P8, то в этом накопителе используется динамический алгоритм. На пустом терабайтном SSD объём SLC-кеша составляет порядка 100 Гбайт. Однако после заполнения данными всего объёма накопителя и последующего высвобождения на нём места SLC-кеширование работать перестаёт. Это – довольно неприятный недостаток Top P8, но он относится не столько к данному SSD конкретно, сколько ко всей платформе Phison E18 – подобным недугом страдают и другие накопители на её основе.

Переведём всё сказанное в простые диаграммы. С точки зрения максимальной скорости записи на SSD, достигаемой в режиме SLC-кеширования, Digma Top P8 находится в числе лидеров. Здесь он явно не уступает Phison E18-накопителям с памятью Micron.

По минимальной скорости записи Digma Top P8, напротив, чуть ли не худший из флагманов. Показатель 469 Мбайт/с получается при завершении заполнения всей ёмкости SSD, когда массив флеш-памяти уже перешёл в TLC-режим, а контроллер параллельно занимается переводом заполненных ячеек из однобитного в трёхбитное состояние.

В итоге средняя скорость записи при полном заполнении SSD от начала до конца у Digma Top P8 оказывается невысокой. На копирование терабайта данных на этот накопитель придётся потратить 22 минуты, в то время как модели с 176-слойной памятью Micron вроде Seagate FireCuda 530 или Kingston Fury Renegade можно забить файлами под завязку за 9 минут.

Но зато со скоростью чтения файлов у Digma Top P8 проблем нет. Стандартное однопоточное копирование с этого накопителя в Windows в среднем происходит со скоростью 2,3 Гбайт/с. Это чуть медленнее, чем копируются файлы с других флагманских SSD, но в сравнении с тем же Seagate FireCuda 530 разница составляет лишь 5 %.

Таким образом, главная претензия к Digma Top P8 – низкая скорость записи при работе массива флеш-памяти в TLC-режиме. В остальных случаях накопитель справляется с простыми файловыми операциями достаточно неплохо, даже если сравнивать его с флагманскими решениями.

При удалении файлов большого объёма Digma Top P8 ведёт себя типично для SSD на контроллере Phison E18. Через несколько секунд после стирания (в эксперименте, о котором идёт речь, удаляется 8 файлов объёмом 8 Гбайт каждый) накопитель замедляет работу на пару секунд. Скорость чтения снижается примерно в полтора раза, а задержка возрастает на полтора порядка.

Высказывать здесь какие-то претензии в адрес массива BiCS5-памяти было бы неправильно. Такая заметная для пользователя обработка удаления файлов – особенность контроллера: этот аспект производительности инженеры Phison пока оптимизировать не научились.

⇡#Производительность комплексных файловых операций

При копировании файлов внутри накопителя Digma Top P8 показывает скорость, вполне свойственную флагманам. Но вот при архивации и разархивации, когда поток операций, с которым сталкивается контроллер, несимметричен, относительные результаты Top P8 ухудшаются. Он уступает флагманам Samsung и WD, а также и Seagate FireCuda 530 – похожему накопителю на платформе Phison E18 с памятью Micron.

⇡#Производительность в приложениях

Тест SPECworkstation моделирует сценарии дисковой нагрузки, свойственны ресурсоёмким приложениям и высокопроизводительным рабочим станциям. С его точки зрения Digma Top P8 относится к числу достаточно быстрых накопителей, однако он всё же уступает по производительности и Samsung 980 PRO, и Seagate FireCuda 530. Кроме того, существенно лучшим показателем может похвастать и основанный на платформе Innogrit IG5236 накопитель ADATA XPG Gammix S70.

При этом следует иметь в виду, что производительность Digma Top P8 в разных сценариях неоднородна. Есть целый спектр задач, с которыми он справляется не хуже самых мощных PCIe 4.0-флагманов. Так, его определённо можно рекомендовать профессионалам, которые занимаются инженерным 3D-проектированием или работают в приложениях математического моделирования с матрицами большой размерности.

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

В игровых нагрузках Digma Top P8 смотрится уверенно. Хотя он и отстаёт от Seagate FireCuda 530 и WD Black SN850, величина этого отставания незначительна. Поэтому его можно рекомендовать для использования в игровых сборках самого верхнего уровня.

О том, что геймерам следует обратить пристальное внимание на Digma Top P8, наглядно говорят более подробные результаты 3DMark Storage Benchmark. Рассматриваемый накопитель особенно хорошо выглядит с точки зрения времени запуска игровых приложений, а ещё он обеспечивает максимально возможную на данный момент производительность при сохранении в играх.

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

Напомним, в этом разделе мы сравниваем не малоинтересные для пользователей пиковые величины производительности, которые выдаёт CrystalDiskMark, а приближённые к реальной жизни показатели. Для измерений используется IOmeter c нагрузками с глубиной очереди запросов не выше 4 команд – именно с такими операциями SSD приходится иметь дело при работе в ПК.

Впрочем, следует иметь в виду, что накопители на контроллерах Phison намеренно оптимизируются под синтетические измерения производительности и в подобных тестах они выглядят несколько лучше, чем при реальных нагрузках. Поэтому не стоит удивляться, что при линейном чтении и записи Digma Top P8 вместе с Seagate FireCuda 530 располагаются сверху диаграмм. Более того, высокие результаты Top P8 выдаёт и при смешанных нагрузках, почти достигая уровня производительности WD Black SN850.

⇡#Синтетические тесты: мелкоблочные операции

С мелкоблочными операциями оптимизации инженеров Phison работают уже не столь хорошо. Тем не менее Digma Top P8 показывает довольно высокие результаты и в этой дисциплине. Однако в синтетических тестах Top P8 всегда отстаёт от родственного накопителя Seagate FireCuda 530, что позволяет вновь вспомнить о преимуществе памяти Micron перед памятью Kioxia, по крайней мере, если речь идёт о платформе Phison E18.

⇡#Температурный режим

Внесённые в Digma Top P8 аппаратные изменения платформы Phison E18 положительно сказались на температурном режиме накопителя. Данная модель греется не так сильно, как SSD с 176-слойной памятью Micron. Причём это касается как чипов NAND, так и собственно базовой микросхемы. Максимальная зафиксированная под нагрузкой температура поверхности контроллера на Top P8 составила 90 градусов, а нагрев памяти ограничивался 65 градусами. Стоит напомнить, что в тестах похожего накопителя с памятью Micron температура микросхемы Phison PS5018-E18 достигала величины 102 градуса.

Как это часто и бывает, собственный мониторинг в Top P8 заметно занижает температуру. При 5-минутной загрузке накопителя смешанными операциями максимальное возвращаемое значение температуры составило 81 градус, при этом сам SSD смог обойтись вообще без троттлинга. Однако это вовсе не значит, что такой накопитель способен работать вообще без охлаждения – лучше его всё же снабдить каким-нибудь радиатором.

Пик на приведённом графике соответствует моменту окончания места в SLC-кеше. Это означает, что Digma Top P8 нагревается заметно сильнее в том случае, когда операции записи выполняются в ускоренном режиме. Такой перегиб температурной кривой – ещё одна характерная особенность накопителя Digma. С родственными SSD с памятью Micron подобных эффектов не наблюдалось.

⇡#Выводы

Платформа Phison E18 в последние месяцы стала очень востребованным решением как у производителей, так и у пользователей. Первым она открыла простой путь вывода на рынок накопителей флагманского уровня, а вторым – доступ к современным и производительным моделям с довольно привлекательными ценами.

Впрочем, всё далеко не так просто. Несмотря на то что большинство представленных на рынке накопителей на контроллере Phison E18 одинаковы с аппаратной точки зрения, разные производители подходят к их позиционированию по-разному. Фирмы покрупнее и поименитее оснащают свои SSD продвинутыми системами охлаждения, разрабатывают для них собственное ПО и дают щедрую гарантию, считая всё это достаточными основаниями для повышения цены до уровня, задаваемого Samsung 980 PRO. Фирмы помельче в подобные доработки не погружаются и продают свои Phison E18 в «голом» виде, но зато по более низкой цене.

Многим потребителям импонирует как раз второй подход. Те, кто предпочитает изделия с громкими именами, скорее остановятся на вертикально интегрированном накопителе Samsung или WD, а не на типовом продукте, собранном из чипов сторонних поставщиков, под каким бы соусом он ни продавался. Зато те, кому нужно «ехать, а не шашечки», с радостью выберут стандартный вариант с невысокой ценой, продающийся под какой угодно торговой маркой. Главное, чтобы он был собран из правильных компонентов и обеспечивал хороший уровень производительности.

Digma Top P8 предназначается именно для таких людей, поскольку по скоростным характеристикам он действительно близок к лучшим образцам современных PCIe 4.0 SSD. Но есть важный нюанс: этот SSD отличается от прочих Phison E18-моделей, представленных на рынке. В то время как подавляющее большинство доступных в продаже SSD с этим контроллером укомплектовано памятью Micron, в Digma Top P8 установлена память Kioxia BiCS5, что делает его в каком-то смысле уникальным. Однако эта уникальность крадет у Top P8 несколько процентов производительности. Конечно, память Kioxia не портит Top P8 настолько, чтобы его нужно было исключить из списка наиболее передовых решений. Но при прямом сравнении с Seagate FireCuda 530, Kingston Fury Renegade (KC3000) или Corsair MP600 Pro XT накопитель Digma будет в большинстве случаев немножко медленнее.

Впрочем, эту небольшую дельту производительности Digma наверняка сможет скомпенсировать с помощью цены. Но и даже без этого в модельном ряду Top P8 есть особая модификация объёмом 4 Гбайт, которая имеет привлекательный ценник уже сейчас.