Kingston HyperX — размер имеет значение

⇡#Введение

О контроллерах SandForce и твердотельных приводах на его основе мы писали уже не раз. Фактически добрую половину раздела «Накопители» за последние полгода составляют материалы, описывающие SandForce во всех его проявлениях. Что поделать, если продукт этой молодой компании буквально оккупировал рынок массовых SSD на MLC-микросхемах. Вот и еще один представитель большого семейства, Kingston HyperX.

Устройство выпускается в двух модификациях объемом 120 и 240 Гбайт, и нам на тестирование прислали старшую версию. По сравнению с аналогами она, прямо скажем, дороговата: цена в московских интернет-магазинах достигает 19 тыс. рублей, в то время как OCZ Vertex 3, самый известный и раскрученный SSD на SandForce SF-2200, стоит меньше 16 тысяч. Посмотрим, какую производительность Kingston может предложить за эту сумму.

Кроме того, для нас это первый SSD на SF-2200 объемом 240 Гбайт. Так уж вышло, что производители редко предоставляют для обзора всю линейку накопителей, поэтому целостное представление о быстродействии приводов разного объема на одном и том же чипе можно составить только в результате нескольких отдельных тестов. В нашей лаборатории уже побывали SSD на SF-2200 объемом 60 и 120 Гбайт, и выяснилось, что младшие версии заметно отстают в производительности за счет того, что половина каналов контроллера в них попросту не используется. Модели на 120 Гбайт избавлены от этого недостатка, ну а на 240 Гбайт должен приходиться пик скорости, так как при этом объеме на каналах задействуется чередование кристаллов flash-памяти. Насколько выражен этот эффект, мы и проверим с помощью Kingston HyperX.

⇡#Комплект поставки, конструкция

Привод достался нам не сам по себе, а в комплекте с USB-кейсом, но, к сожалению, USB здесь лишь версии 2.0. Помимо кейса, в коробке нашлось шасси для установки в отсек 3,5 дюйма, пара кабелей, диск с ПО для клонирования разделов и отвертка с крестовыми насадками. Судя по среднестатистическим ценам, такой набор должен стоить лишь на 500 рублей дороже отдельного SSD, хотя реальная наценка, конечно же, может быть больше.

Увы, для того чтобы вскрыть накопитель, комплектная отвертка не подходит, и даже не во всяком профессиональном наборе найдется подходящий инструмент: корпус HyperX скреплен хитрыми винтами с шестигранным шлицем и шипом посередине. Вскрывать SSD дрелью или лобзиком мы не решились, поэтому привычных фото печатной платы не будет. Благо производитель не скрывает марку flash-памяти: это 25-нанометровые MLC-чипы от Intel.

⇡#Методика тестирования

Для тестирования накопителей мы используем два популярных бенчмарка: HD Tune Pro 4.60 и Iometer 1.1.0 RC1. Первая программа дает упрощенную оценку основных аспектов производительности, а вторая применяется для более подробных и точных измерений. В дополнение к синтетическим тестам мы измеряем скорость копирования файлов на диске, разбитом на разделы, и время архивации/извлечения данных с помощью WinRAR 3.93 X64.

При тестировании твердотельных приводов блоки из нескольких бенчмарков перемежаются очисткой содержимого диска с помощью TRIM. Кроме того, данные, которые записываются на диск перед каждым обнулением, рассчитаны таким образом, чтобы не превысить его доступный пользователю объем. В сочетании с алгоритмами компрессии данных, которые используются в современных контроллерах SSD, эти меры предотвращают падение скорости записи по мере выполнения тестовых нагрузок.

Вот полный список тестов.

HD Tune Pro

1. Линейное чтение и линейная запись блоков по 64 Кбайт в пределах небольших диапазонов адресов, расположенных равномерно во всем объеме диска.
2. Произвольный доступ к данным во всем объеме диска с использованием блоков размером 4 Кбайт.

Текущая версия бенчмарка — 4.61.

Iometer 1.1.0 RC1

1. Линейное чтение (запись) данных с использованием блоков данных размером от 512 байт до 2 Мбайт и глубиной очереди запросов, равной четырем. Тест с блоками каждого размера продолжается в течение одной минуты, поэтому полученные результаты справедливы лишь для доступа к данным в «начале» диска. Благо у SSD скорость чтения и записи одинакова во всем объеме накопителя. Результатом теста являются график зависимости скорости передачи данных от размера блока и среднее значение скорости.
2. Произвольное чтение (запись) данных во всем объеме диска с использованием блоков данных размером от 512 байт до 2 Мбайт и глубиной очереди запросов, равной четырем. Тест с блоками определенного размера продолжается в течение 30 секунд. В результате выводится график зависимости производительности от размера блока и ее среднее значение. Границы блоков данных выравниваются относительно «линейки» с шагом 4 Кбайт. Так как SSD-накопители считывают и записывают информацию в виде т.н. страниц именно такого или кратного размера, выравнивание нагрузки позволяет избежать ситуаций, когда для чтения или записи одного логического блока требуется использовать дополнительные страницы.
3. Произвольное чтение (запись) данных во всем объеме диска с использованием блоков данных по 512 байт и глубиной очереди запросов, равной единице. Тест идет в течение 10 минут, поэтому большую часть времени дисковый буфер оказывается заполненным, что дает возможность оценить устоявшееся время отклика накопителя. Блоки данных в этом тесте также выровнены относительно 4-килобайтной «сетки».
4. Многопоточная нагрузка. В ходе этого теста с диском одновременно работают от одной до четырех копий тестовой утилиты (workers, в терминологии Iometer), выполняющих последовательное чтение (запись) блоков данных размером 64 Кбайт с глубиной очереди запросов, равной единице. Каждая копия имеет доступ к данным в отдельном адресном пространстве объемом 16 Гбайт. Адресные пространства расположены в объеме диска вплотную друг к другу, начиная с нулевого сектора. Измеряется совокупная производительность всех тестовых утилит.
5. Компрессия данных. Сравнивается скорость линейной записи блоков по 128 Кбайт с глубиной очереди в четыре запроса, с одной стороны — при использовании повторяющихся данных, с другой — с данными, выбранными случайным образом. Случайные данные мало подвержены сжатию, и этот тест показывает, какой бонус к производительности дает компрессия тем накопителям, в которых она применяется.

⇡#Копирование файлов

Для проведения тестов с реальными данными диск разбивается на два раздела объемом 16 Гбайт, расположенные вплотную друг к другу без отступа от «начала» диска. Разделы форматируются в файловой системе NTFS с размером кластера по умолчанию.

Тестовая нагрузка заключается в копировании набора файлов в пределах раздела, а затем — на соседний раздел. Измеряется время выполнения каждой операции и вычисляется средняя скорость передачи данных.

Тестовые пакеты состоят из файлов различного размера: в первом пакете есть лишь один огромный файл, второй пакет включает файлы размером около 10 Мбайт, а в третий входит содержимое каталога System32 операционной системы Windows Server 2008 R2 (в двойном объеме — для увеличения надежности теста), которое представляет собой тысячи мелких файлов. Чтобы создать одинаковые условия для накопителей с «онлайновой» компрессией и без нее, в тестовых пакетах используются данные с одинаковой структурой: файлы большого и среднего объема представляют собой RAR-архивы мелких файлов, созданные без компрессии. В таблице ниже приведены характеристики каждого пакета. Для повышения надежности измерения тест выполняется пять раз, и в итоге выбираются средние значения результатов.

WinRAR 3.93 X64

Для того чтобы оценить быстродействие диска при работе с архиватором, пакет файлов Windows из предыдущего теста, скопированный на первый (от «начала» диска) раздел подопытного накопителя, упаковывается при помощи WinRAR со степенью сжатия по умолчанию. Архив создается на том же разделе, где находятся исходные файлы, а затем распаковывается туда же в отдельный каталог. Измеряется время выполнения каждой операции.

⇡#Выносливость SSD

Производительность твердотельного привода падает по мере его заполнения данными. Сохранять форму накопителю помогают компрессия данных и алгоритмы удаления «мусорных» данных. Для оценки эффекта от этих мер мы с помощью Iometer в течение 30 минут бомбардируем накопитель произвольными запросами на запись блоков по 4 Кбайт с глубиной очереди 32. Данные для записи генерируются случайным образом, чтобы затруднить компрессию, которую может выполнять контроллер. Затем процедура продляется еще на полтора часа. У свежего привода и после обоих циклов заполнения измеряется скорость произвольной записи 4-килобайтных блоков при глубине очереди в 4 запроса, с использованием как повторяющихся, так и случайных данных.

Также представляет интерес результативность очистки SSD с помощью команды TRIM, которую в нашем тесте выполняет встроенная в Windows 7 и Windows 2008 R2 утилита форматирования.

В этом тесте за небольшое время имитируется «износ» накопителя, который происходит в процессе длительной (и весьма интенсивной) повседневной эксплуатации. Побеждают модели с эффективной компрессией данных, большой объем также дает преимущество в этом тесте.

Тестовый стенд

В качестве тестовой платформы используется компьютер с материнской платой MSI 890GXM-G65 и процессором AMD Phenom II X2 560 Black Edition. Диск подключался к контроллеру, встроенному в чипсет платы, и работал в режиме AHCI. Операционная система — Windows Server 2008 R2 (в отношении работы с накопителями является полным аналогом Windows 7).

⇡#Производительность, синтетические тесты

В качестве соперников для HyperX мы подобрали быстрейшие SSD для шины SATA 3: OCZ Vertex 3 и Agility 3, Intel SSD 510, а также Plextor серии PX-*M2S. Для сравнения представлены графики привода Silicon Power V20 на платформе SandForce первого поколения.

Полный набор тестов Kingston прошел только на родном интерфейсе — SATA, а USB-кейс такой чести не заслужил. Ну кому придет в голову использовать такой быстрый накопитель в качестве переносной флешки? Отметим, что скорость чтения и записи с этим приспособлением, по данным HD Tune, достигает 35,7 и 33,2 Мбайт/с соответственно, и больше не будем к нему возвращаться.

При последовательном доступе с глубиной очереди запросов, равной единице (HD Tune), HyperX отстает от продуктов OCZ, но при очереди в четыре запроса они идут ноздря в ноздрю. Причем в тесте на запись команда SandForce оставляет далеко позади своих конкурентов на платформе Marvell: Intel SSD 510 и Plextor.

При произвольном чтении и записи мелких блоков Kingston отстал от Vertex 3, но разница совсем невелика, особенно на фоне скромных результатов Intel SSD 510 со товарищи. Чередование чипов flash-памяти в 240-гигабайтном HyperX пока что себя никак не проявило.

Kingston HyperX оказался несколько более отзывчивым по сравнению со своими прямыми конкурентами — Vertex 3 и Agility 3. Intel SSD 510 и его аналог от Plextor в целом демонстрируют меньшую задержку при записи, зато неповоротливы при случайном чтении мелких блоков.

Долгожданный эффект от чередования проявился в многопоточной нагрузке: скорость чтения при четырех потоках у HyperX существенно выше, чем у 120-гигабайтного Vertex 3. При записи разница незаметна.

Производительность, реальные задачи

При копировании файлов HyperX объемом 240 Гбайт почему-то хуже справляется с «мелким калибром», чем оба вдвое меньших накопителя OCZ, но вот на крупных файлах скорость резко увеличивается. Все три SSD оставили далеко позади Plextor PX-*M2S, единственного представителя противоположного лагеря, который успел поучаствовать в актуальной версии этого теста.

Небольшое преимущество у HyperX есть и при работе с архиватором WinRAR.

⇡#Компрессия данных, выносливость SSD

А вот и больное место всех накопителей на чипах SandForce — скорость записи рандомизированных данных. Алгоритм компрессии контроллера настолько эффективен, что при записи хорошо сжимаемого контента реальная пропускная способность flash-массива маскируется и устройство без особых потерь переживает даже отключение половины каналов, как в случае с 60-гигабайтными моделями. Со случайными данными или предварительно сжатыми файлами такой фокус не проходит, и проявляется колоссальная разница между 240-гигабайтным HyperX и OCZ Vertex 3 объемом 120 Гбайт.

Кроме того, большой объем позволяет дольше сохранять скорость записи по мере заполнения. Увы, при работе с рандомизированными данными деградацию не скроешь, а команда TRIM для SandForce практически не имеет действия.

⇡#Выводы

Накопители на SandForce SF-2200 объемом 240 Гбайт действительно быстрее своих вдвое менее емких аналогов, причем разницу можно заметить в самых что ни на есть реальных задачах — таких как копирование файлов. Но их главное преимущество в другом: если SSD нагрузить плохо сжимаемым контентом, то падение скорости записи уже не столь катастрофично, как у младших моделей.

Сам по себе Kingston HyperX также проявил себя с лучшей стороны. У нас не было возможности сравнить его с такими же по объему продуктами конкурирующих производителей, построенными на платформе SandForce, но предположим, что по скорости он будет сопоставим с пресловутым OCZ Vertex 3. В конце концов, Kingston тоже использует микросхемы памяти Intel, возможно даже, что точно такой же модели, и по абсолютным показателям вполне может претендовать на чемпионский статус среди накопителей для интерфейса SATA 3. Вот только цена у него кусается даже по сравнению с более известными предложениями от OCZ и Corsair.