Обзор PCIe 4.0-накопителя ADATA Legend 960: наследник XPG SX8200 Pro

Характеристики. Внешний вид и внутреннее устройство

Большинство энтузиастов, наблюдающих за рынком твердотельных накопителей, давно ожидают появления потребительских SSD под интерфейс PCIe 5.0. Платформы, способные принять такие накопители, Intel предлагает уже как минимум год, а новые материнские платы для процессоров Ryzen 7000 и вовсе оборудуются слотами M.2, ориентированными на PCIe 5.0 SSD, в обязательном порядке. Однако самих накопителей с повышенными скоростями в наличии всё ещё нет. Phison, которая должна была начать массовые поставки первых PCIe 5.0-накопителей с контроллером PS5026-E26, в сроки не уложилась, и поэтому нам приходится продолжать тестировать PCIe 4.0-модели SSD, которые по-прежнему правомерно называть «флагманскими».

И сегодня речь пойдёт как раз о подобном «передовом» продукте с интерфейсом PCIe 4.0 — ADATA Legend 960. Этот накопитель достоин персонального обзора, поскольку речь идёт об абсолютно оригинальном решении, не имеющем точных аналогов. В его основе лежит флагманский контроллер компании Silicon Motion — разработчика, которого энтузиасты, наверное, уже успели списать со счетов.

Во времена господства PCIe 3.0 SSD компания Silicon Motion предложила чрезвычайно интересное решение: SM2262EN — платформу, на базе которой было создано целое семейство накопителей, обретших огромную популярность благодаря хорошей производительности и невысокой цене. В качестве яркого примера можно привести накопитель ADATA XPG SX8200 Pro, который неплохо продаётся даже сегодня. Но такие решения устарели, и, чтобы оставаться на переднем крае рынка SSD, Silicon Motion должна была предложить что-то посовременней. И с этим у компании возникли неожиданные трудности.

Первым PCIe 4.0-контроллером Silicon Motion стал четырёхканальный чип SM2267. Он вышел почти три года назад и попал в накопители вроде ADATA XPG Gammix S50 Lite и Transcend MTE240S. Но это вариант для недорогих SSD, которые в действительности демонстрируют производительность не лучше, чем у PCIe 3.0-флагманов. Поэтому на повторение успеха SM2262EN контроллер SM2267 рассчитывать не мог изначально. Впрочем, на эту роль он и не претендует, ведь попутно с ним Silicon Motion ещё в августе 2019 года представила другой PCIe 4.0-контроллер для потребительских SSD старшего уровня — SM2264.

И вот с ним дело категорически не заладилось. Пока производители SSD первого эшелона вместе с независимыми разработчиками в лице Phison и Innogrit делили рынок флагманских PCIe 4.0-решений, Silicon Motion последовательно собирала все возможные грабли. Сначала компании в условиях дефицита чипов долго не удавалось получить доступ к передовым техпроцессам, а потом первая версия SM2264 оказалась неактуальна из-за несовместимости с новыми вариантами флеш-памяти, и контроллер фактически пришлось переделывать по второму кругу. Поэтому в конечном итоге первый массовый SSD, основанный на чипе SM2264, появился только теперь, когда его уже никто особо и не ждёт.

Но это не значит, что этот накопитель, коим оказался ADATA Legend 960, недостоин внимания. Парк платформ с поддержкой PCIe 4.0 и без поддержки PCIe 5.0 весьма велик, и подобные продукты ещё долго будут пользоваться спросом если не в роли самых передовых SSD, то как решения среднего уровня. В конце концов, жизненный цикл упомянутого выше ADATA XPG SX8200 Pro оказался продолжительным благодаря тому, что сначала этот накопитель был флагманским, потом стал добротным середнячком, а теперь продолжает пользоваться спросом как неплохой недорогой вариант. Подобную карьеру может повторить и ADATA Legend 960, при условии что в результате длительных доделок-переделок лежащий в его основе контроллер SMI SM2264 получился не хуже альтернатив — микросхем Phison PS5018-E18 и Innogrit IG5236. Его оценкой и подробным знакомством с ADATA Legend 960 мы и займёмся дальше.

⇡#Внешний вид и внутреннее устройство

Формально ADATA Legend 960 не относится к числу продуктов самого высокого класса. В ассортименте производителя есть аналогичная модель SSD, которая стоит чуть выше, — ADATA Legend 960 Max. Однако технических различий между ними нет: оба накопителя построены на платформе SM2264, и модель с Max в названии лучше лишь тем, что снабжена полноценным радиатором, который, по мнению компании, способен снизить рабочую температуру SSD на 40 %.

Рассматриваемая в этом обзоре модель Legend 960 такого радиатора лишена. Она поставляется в «голом» виде, что позволяет без проблем использовать её в материнских платах, которые имеют собственные системы охлаждения для слотов M.2. Кроме того, в комплект поставки этого накопителя входит теплорассеивающая пластина, которая пусть и не так эффективна, как радиатор с развитым профилем, но при необходимости тоже позволяет добиться некоторого снижения рабочих температур.

Сам по себе накопитель — а мы говорим о версии Legend 960 объёмом 1 Тбайт — представляет собой обычную M.2 2280-плату, микросхемы на которой размещены с двух сторон. Двухсторонний дизайн достаточно необычен для производительных накопителей с современными микросхемами флеш-памяти большой ёмкости, но объяснение простое — это один из способов экономии. Упаковка большего количества кристаллов NAND в одну микросхему — технологически сложное мероприятие, которого ADATA старается избегать.

Отчасти это связано с тем, что ADATA не закупает готовые микросхемы флеш-памяти, а делает их самостоятельно из кремниевых полуфабрикатов — именно поэтому на них красуется её логотип. Но внутри каждой микросхемы находятся вполне стандартные кристаллы Micron B47R — 176-слойная TLC 3D NAND компании Micron с замещающим затвором емкостью 512 Гбит. На каждый чип приходится по четыре таких кристалла, а весь массив флеш-памяти ADATA Legend 960 ёмкостью 1 Тбайт собран из четырёх микросхем и 16 устройств NAND. Таким образом, служащий основой накопителя контроллер SMI SM2264 имеет возможность использовать двукратное чередование устройств в своих восьми каналах, получая за счёт этого дополнительный прирост быстродействия.

Если флеш-память, используемая в Legend 960, вполне привычна, про контроллер сказать то же самое не получится. Восьмиканальный чип SMI SM2264 основывается на четырёх ядрах с 32-битной архитектурой Arm Cortex, поддерживает 32-битный DRAM-интерфейс и производится на TSMC по 12-нм техпроцессу. И хотя в общих чертах он похож на аналогичные четырёхъядерные чипы Phison PS5018-E18 и Innogrit IG5236, у него есть важное отличие. Silicon Motion сделала ставку на более производительную и энергоэффективную архитектуру Cortex-R8, в то время как её конкуренты пользуются архитектурой Cortex-R5.

Помимо четырёх микросхем флеш-памяти и контроллера на Legend 960 также разместились два чипа DDR4-2400 объёмом по 512 Мбайт. Они формируют DRAM-буфер, которым контроллер SM2264 пользуется как оперативной памятью.

В итоге ADATA Legend 960 выглядит как добротный флагманский накопитель. Он базируется на мощном четырёхъядерном контроллере, имеет собственную буферную память и обладает восьмиканальным массивом TLC-памяти, составленным из современных устройств с высокой производительностью.

⇡#Технические характеристики

Поскольку путь контроллера SMI SM2264 от разработки до реального продукта был долгим и тернистым, его характеристики успели поменяться. Изначально речь шла о линейных скоростях чтения и записи на уровне 7,4 и 6,8 Гбайт/с и мелкоблочной производительности порядка 1,0 млн IOPS. Впоследствии эти числа выросли до 7,5 и 7,0 Гбайт/с и 1,2 млн IOPS соответственно.

Но попав в руки ADATA, контроллер почему-то оказался заметно более медленным даже по сравнению с изначальными спецификациями. По крайней мере, паспортные характеристики Legend 960 выглядят хуже, чем обещала Silicon Motion.

Не впечатляет паспортная производительность ADATA Legend 960 и на фоне других флагманов. Общим местом для быстродействующих моделей SSD текущего поколения стали не только линейные скорости на уровне полосы пропускания интерфейса PCIe 4.0, но и производительность мелкоблочных операций порядка миллиона IOPS. И если с первым у Legend 960 всё в порядке, то скорости случайного чтения и записи блоками по 4K выглядят, мягко говоря, слабовато.

Но давайте проверим, насколько приведённые в таблице числа сходятся с реальностью. Для этого мы по традиции обратимся к результатам синтетического теста CrystalDiskMark, который позволяет выявить пиковые показатели быстродействия SSD на практике.

Неожиданно выясняется, что ADATA по какой-то причине сильно занизила паспортные характеристики — в реальности Legend 960 работает быстрее. Так, терабайтная модель способна на линейную запись на скорости 6,5 Гбайт/с, а по мелкоблочному чтению и записи её быстродействие переваливает за миллион IOPS. И это хорошо и плохо одновременно. Хорошо тем, что текущие покупатели ADATA Legend 960 получат заметно более скоростной продукт, чем тот, на который они рассчитывали. Но плохо потому, что ADATA оставила очень большую неопределённость, как бы подразумевая, что в будущем аппаратная начинка этого накопителя может каким-то образом поменяться.

Что касается заявленного ресурса, то по этой характеристике Legend 960 слегка превосходит большинство флагманских SSD. До исчерпания гарантии накопитель можно перезаписать 780 раз, в то время как во многих других моделях разрешённое число перезаписей — лишь 600. Впрочем, стоит заметить, что в Legend 960 используется TLC-память Micron, относящаяся к классу FortisFlash, и она изначально рассчитана на 5 тысяч циклов программирования-стирания.

⇡#Программное обеспечение

Для накопителей собственного производства ADATA предлагает утилиту SSD Toolbox. Не так давно она обновилась до пятой версии и приобрела некоторые дополнительные возможности, ещё немного приблизившись по функциональности к сервисным утилитам для SSD авторства Samsung или Western Digital.

Базовый набор функций ADATA SSD Toolbox, который был в ней с самого начала, включает отображение общей информации о накопителе, диагностику флеш-памяти, управление командой TRIM и автоматическую настройку параметров операционной системы (отключение Superfetch, Prefetch и дефрагментации). Кроме того, через SSD Toolbox можно произвести обновление микропрограммы и выполнить процедуру Secure Erase.

В дополнение к этому перечню новая версия SSD Toolbox получила встроенный бенчмарк и, что более важно, средство для клонирования разделов, которое должно упростить процесс переноса данных со старых носителей информации на новый накопитель ADATA.

Кроме того, владельцы ADATA Legend 960 могут получить в своё распоряжение утилиту для резервного копирования Acronis True Image — для этого достаточно зарегистрироваться на сайте производителя.

Результаты тестов. Выводы

⇡#Описание тестовой системы и методики тестирования

Поскольку ADATA Legend 960 – накопитель, который так или иначе претендует на соперничество с лучшими PCIe 4.0-моделями, сравнивать его логично с актуальными флагманскими устройствами как с проприетарным дизайном, так и основанными на контроллерах независимых разработчиков. 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.

SLC-кеширование работает в Legend 960 по динамическому принципу. На чистом терабайтном накопителе в быстром SLC-режиме удаётся записать порядка 120 Гбайт. В дальнейшем скорость падает примерно до 1,8 Гбайт/с — это соответствует возможностям массива флеш-памяти в «родном» TLC-режиме. И такая величина — не слишком впечатляющий показатель. Накопители с той же 176-слойной памятью Micron, но контроллером Phison PS5018-E18 умеют записывать данные в TLC-режиме на 15 % быстрее.

Но зато Legend 960 выгодно отличается от решений на платформе Phison тем, что SLC-кеш у них не одноразовый. После полного заполнения SSD и последующего высвобождения на нём свободного пространства SLC-кеширование вновь включается в работу, пусть размер буфера в этом случае и ограничен 6 Гбайт. Но накопители на базе Phison PS5018-E18 не умеют даже этого. Впрочем, лучшим менеджментом SLC-кеша из контроллеров независимых разработчиков отличается Innogrit IG5236 — там после заполнения всего объёма SSD запись в ускоренном режиме сохраняет полноценную работоспособность без каких-либо оговорок.

При этом скорость однопоточной записи в SLC-режиме у ADATA Legend 960 выглядит очень неплохо. Спасибо стоит сказать флеш-памяти Micron — четвёрка накопителей на верхних этажах следующей диаграммы использует именно её.

А вот минимальная скорость записи, которая наблюдается в конце последовательного заполнения полной ёмкости SSD, уже далеко не так впечатляет. Здесь Legend 960 проигрывает накопителям Samsung и Western Digital, хотя с решениями на базе контроллеров Phison PS5018-E18 и Innogrit IG5236 он находится на одном уровне.

Но самая интересная и показательная характеристика — средняя скорость при однопоточной записи накопителя от начала до конца. И по ней Legend 960 оказывается лучше и решения на базе Innogrit IG5236, и флагманских накопителей Western Digital. Для того чтобы полностью забить данными новый терабайтник ADATA, достаточно потратить десять с половиной минут. Впрочем, лидер по этому показателю, Samsung 980 PRO, справляется с той же задачей на две минуты быстрее.

Зато по скорости однопоточного чтения файлов c SSD рассматриваемый Legend 960 выигрывает у всех конкурентов. Похоже, что использование более быстрых процессорных ядер в контроллере SMI SM2264 не лишено смысла.

В то же время обслуживать TRIM незаметно для пользователя Legend 960 не умеет. После удаления больших объёмов данных этот накопитель на некоторое время замедляется, снижая скорость реакции и производительность. Впрочем, полного отказа от обслуживания входящих запросов не происходит, да и интервал времени, который занимают внутренние операции по сборке мусора контроллером, не такой большой. Например, график ниже отображает работу накопителя сразу после удаления восьми файлов по 8 Гбайт, и в этом случае падение производительности занимает всего пару секунд.

В итоге первое знакомство с ADATA Legend 960 не позволяет выявить у него какие-то критичные недостатки. Он вполне достойно вписывается в коллектив флагманских PCIe 4.0 SSD. Но не будем спешить с выводами.

⇡#Производительность комплексных файловых операций

Знакомство с тем, насколько быстро ADATA Legend 960 работает с файлами в случае, когда операции с ними происходят в пределах накопителя, особых поводов для оптимизма не даёт. Накопитель показывает заметно более низкие результаты в сравнении с существующими флагманскими решениями других производителей, причём особенно сильно это проявляется в случае архивирования файлов, когда поток операций чтения превосходит по своему объёму поток записей.

Впрочем, результаты другого флагманского решения того же производителя, ADATA XPG Gammix S70, ещё ниже. И в этом смысле выпуск компанией новинки на контроллере SMI SM2264 кажется вполне оправданным — в файловых операциях Legend 960 выглядит поинтереснее, чем XPG Gammix S70.

⇡#Производительность в приложениях

Тесты SPECworkstation 3.1 Storage используются для подбора лучших накопителей для высокопроизводительных рабочих станций, ориентированных на работу с ресурсоёмкими программами технического, прикладного и творческого характера. И этот бенчмарк считает, что для таких целей ADATA Legend 960 — если не лучшее, то по крайней мере одно из лучших решений. Его результат близок к результату лидера на контроллере Innogrit IG5236 и заметно выше, чем у популярных моделей Samsung или Western Digital.

Показатели производительности, полученные в отдельных сценариях SPECworkstation 3.1 Storage, позволяют убедиться, что лучше всего ADATA Legend 960 показывает себя в задачах создания и обработки цифрового контента и системах инженерного проектирования.

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 то же время игры требуют от SSD несколько иного профиля производительности, нежели ресурсоёмкие приложения. Поэтому при моделировании игровых нагрузок ADATA Legend 960 не может похвастать лидирующими позициями. В соответствующем бенчмарке 3DMark Storage Benchmark он заметно отстаёт от WD Black SN850X и немного от SSD на контроллере Phison PS5018-E18. В этой дисциплине результат нового Legend 960 снова близок к результату XPG Gammix S70 на платформе Innogrit IG5236.

Среди тестовых сценариев 3DMark Storage Benchmark находится даже такой, где ADATA Legend 960 уступает всем сравниваемым с ним PCIe 4.0-флагманам. Этот сценарий — запуск Call of Duty Black Ops 4.

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

Характер производительности ADATA Legend 960 в разнообразных реальных задачах довольно легко объясним, если внимательно посмотреть на его результаты в синтетике. Напомним, на графиках ниже мы сравниваем не малоинтересные для пользователей пиковые величины производительности, которые выдаёт CrystalDiskMark, а приближенные к реальной жизни показатели. Они получены на нагрузках с глубиной очереди запросов от одной до четырёх команд — именно с такими операциями SSD приходится иметь дело при работе в ПК.

Особенность ADATA Legend 960 заключается в том, что он очень хорошо оптимизирован под линейные односторонние нагрузки. Но стоит накопителю столкнуться с одновременными операциями чтения и записи, он тут же оказывается в числе аутсайдеров. Особенно серьёзно скорость работы проваливается, когда доля операций чтения в смешанном потоке запросов начинает превышать 30 %.

⇡#Синтетические тесты: мелкоблочные операции

Измерение производительности ADATA Legend 960 при работе с 4-Кбайт блоками не позволяет сделать столь же однозначные выводы, но определённые тенденции прослеживаются и здесь. Запись (для SSD это более простая операция, нежели чтение) выполняется рассматриваемым накопителем с очень хорошей скоростью. Но во всех остальных случаях он выглядит слабее, уступая в том числе и решению на платформе Phison PS5018-E18 в лице Seagate Firecuda 530. Таким образом, говоря о мелкоблочной производительности общедоступных PCIe 4.0-контроллеров для SSD, новый чип SMI SM2264 можно поставить в промежуточное положение между разработками Phison и Innogrit.

⇡#Температурный режим

Использование в основе SMI SM2264 процессорных ядер с архитектурой Cortex-R8 почти никак не выделило этот контроллер среди альтернатив при тестировании производительности. Но зато при проверке температурного режима его более высокая энергоэффективность хорошо заметна. ADATA Legend 960 оказался одним из самых холодных PCIe 4.0 SSD флагманского уровня.

По спецификации максимальная разрешённая температура контроллера в ADATA Legend 960 установлена в 78 градусов, но алгоритмы троттлинга работают у этого накопителя более хитро. Он начинает постепенно ограничивать производительность уже при достижении 72 градусов. Поэтому максимальный нагрев Legend 960, который удалось увидеть на практике, составил 74 градуса по данным собственного термодатчика контроллера.

Ниже приводится график температуры ADATA Legend 960, возвращаемой телеметрией S.M.A.R.T., при непрерывной пятиминутной эталонной смешанной нагрузке. По нему хорошо видно, что без снижения производительности SSD способен работать под непрерывной нагрузкой около двух минут. При этом установка на накопитель комплектного радиатора не слишком меняет положение дел — SSD получает возможность проработать до активации троттлинга лишь на 40 секунд дольше.

Поверхность самого SSD при этом нагревается до 80 градусов (корректно измерить температуру крышки контроллера не представляется возможным из-за её отражающего покрытия), а радиатор достигает температуры в 70 градусов.

Таким образом, термодатчик Legend 960 несколько занижает показания, однако накопитель в любом случае работает при довольно невысоких температурах по меркам современных SSD. Ни о каких ста с лишним градусах, до которых без принудительного охлаждения разогреваются накопители на платформах Phison PS5018-E18 или Innogrit IG5236, здесь нет и речи.

⇡#Выводы

В целом с флагманскими потребительскими SSD с поддержкой PCIe 4.0 ситуация достаточно простая. Вне зависимости от используемого контроллера все они выдают довольно близкий уровень быстродействия при соблюдении трёх условий: в них должен использоваться восьмиканальный контроллер, в схеме накопителя должен быть DRAM-буфер, а в массиве флеш-памяти должны применяться чипы 176-слойной TLC 3D NAND компании Micron. Рассмотренный в нашем обзоре ADATA Legend 960 наглядно подтвердил этот тезис. Данный SSD базируется на контроллере SMI SM2264, который мы увидели в действии впервые, но тем не менее все три условия соблюдены, и быстродействие Legend 960 находится на совершенно обычном для передового PCIe 4.0 SSD уровне. Иными словами, нет никаких причин считать этот накопитель принципиально лучше или хуже решений на чипах Phison PS5018-E18 или Innogrit IG5236 — эта модель абсолютно того же класса производительности.

Безусловно, у каждого варианта платформы SSD есть свои собственные нюансы и сильные стороны. Именно по этой причине ADATA и выпустила Legend 960, хотя у неё в ассортименте уже есть другой флагманский накопитель на чипе Innogrit IG5236, XPG Gammix S70. Это значит, что, выбирая лучший вариант из этой пары, руководствоваться нужно не только ценой. Новый Legend 960, например, немного быстрее читает и записывает файлы, а также меньше нагревается под нагрузкой, что при прочих равных делает его более предпочтительным выбором.

Но это совсем не значит, что по ходу тестирования к Legend 960 у нас не возникло никаких претензий. Лежащая в его основе платформа SMI SM2264 показала свою относительную слабость при смешанных нагрузках, и она проявляется даже в довольно простых сценариях, например при обычном копировании файлов внутри SSD. Однако и альтернативную платформу Phison PS5018-E18 нельзя назвать идеальной — основанные на ней накопители уступают Legend 960 как минимум в двух вещах. Во-первых, они намного хуже подходят для нагрузок, свойственных рабочим станциям, а во-вторых, Phison до сих пор не ликвидировала проблему одноразовости реализованного в своей платформе SLC-кеша.

В конечном итоге идеального PCIe 4.0 SSD, который был бы однозначно лучше всех остальных вариантов, мы пока так и не нашли. Возможно, им сможет стать Samsung 990 Pro, но пока товарные партии этого SSD так и не добрались до нашей страны по схемам параллельного импорта. А это значит, что лучшим из имеющихся вариантов вполне может стать и рассмотренный в этом обзоре ADATA Legend 960, особенно если вас устроит цена порядка 11 тыс. руб. за терабайтную версию, а его профиль производительности (с лидирующей производительностью в рабочих нагрузках) удачно впишется в условия применения.