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

⇡#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.