Обзор твердотельного накопителя Intel 730: серверный SSD для энтузиастов

В далёком 2008 году компания Intel впервые заявила о себе как о производителе качественных и высокопроизводительных твердотельных накопителей для персональных компьютеров. Именно тогда был выпущен основанный на уникальном 10-канальном контроллере шедевральный флеш-диск X25-M, благодаря которому за Intel закрепилась слава одного из ведущих игроков в этой области. Однако, к сожалению, X25-M и его модификации до недавних пор оставались единственными SSD потребительского уровня, которые использовали насквозь интеловскую аппаратную платформу. Спроектировав очень удачный дизайн контроллера, позднее Intel почему-то притормозила его совершенствование, в результате чего в накопителях компании c SATA 6 Гбит/с стали появляться сторонние микросхемы. Сначала это были контроллеры Marvell, а затем в более поздних SSD обосновались микросхемы SandForce SF-2281. И это в конечном итоге обернулось для Intel большими проблемами.

Нет, переход на использование контроллеров SandForce не привёл к снижению качества выпускаемых SSD. Интеловские накопители продолжают оставаться одними из самых надежных, несмотря на многократную смену архитектуры. Проблемы же возникли с производительностью. Intel сделала ставку на долгосрочное сотрудничество с SandForce и вполне резонно рассчитывала на то, что контроллеры этого разработчика будут хоть как-то развиваться. Однако с начала 2012 года, когда свет увидел первый базирующийся на чипе SF-2281 интеловский флеш-диск Intel 520, инженеры SandForce не сделали ровным счётом ничего. И если по тем временам SF-2281 мог похвастать весьма интригующим уровнем производительности, особенно будучи усиленным оптимизированной интеловской прошивкой, то сегодня этот контроллер безнадёжно устарел. На фоне новейших SSD, предлагаемых другими компаниями, любые флеш-диски с SF-2281 внутри, в том числе и авторства Intel, могут позиционироваться лишь как сугубо бюджетные предложения.

Справедливости ради стоить упомянуть о том, что осенью прошлого года SandForce всё же анонсировала SSD-контроллеры нового поколения. Но пока дальше громких заявлений дело не пошло, и, судя по всему, появления реальных чипов ещё ждать и ждать. Всё это привело к тому, что в динамичном и перспективном сегменте потребительских накопителей у компании Intel не оказалось достойных предложений для энтузиастов. Сначала такая ситуация расстраивала, потом раздражала, и теперь, наконец, Intel решила что-то предпринять. Этим чем-то стал выпуск новой серии SSD — Intel 730, которая должна реанимировать интеловскую репутацию ведущего производителя твердотельных накопителей. В новейшем накопителе компания отказалась от микросхем SandForce и применила собственный контроллер третьего поколения, который пришёл из серверных решений и до этого ни в каких SSD потребительского уровня не появлялся.

В результате Intel 730 кажется очень интересной и неожиданной по многим признакам новинкой. Во-первых, это свежий высокопроизводительный SSD для энтузиастов от одного из лидеров рынка. Во-вторых, это не имеющая аналогов, принципиально новая аппаратная платформа. И в третьих, это кардинально новая идеология, в рамках которой для обычного флеш-диска существенный акцент делается не только на скорость работы, но и на типично «серверные» параметры — внушительный ресурс и высокую надёжность.

⇡#Технические характеристики

Хотя Intel 730 и представляет собой нечто новое для рынка потребительских твердотельных накопителей, в нём производитель положился на давно имеющиеся в его распоряжении наработки. Дело в том, что, обращаясь к контроллерам SandForce для выпуска флеш-дисков для персональных компьютеров, Intel попутно занималась и проектированием собственного контроллера третьего поколения, который изначально планировалось применять в продуктах для серверного сегмента. В конце 2012 года такой контроллер был создан, и на его основе были выпущены SSD с интерфейсом SATA 6 Гбит/с для дата-центров: DC S3700 и DC S3500. Теперь же, когда Intel категорически потребовалось чем-то заменить SF-2281, наличие этого контроллера пришлось очень кстати. Компании не потребовалось судорожно искать нового поставщика контроллеров: она просто взяла свою серверную разработку и перенесла её в потребительские SSD. При этом, естественно, с прицелом на типичную пользовательскую активность на уровне прошивки были оптимизированы внутренние алгоритмы, а также в полтора раза увеличена частота работы самого чипа. В результате из серверного контроллера получилось нечто похожее на решение для высокопроизводительных SSD общего назначения, способное выдавать достаточно неплохую скорость при типичных для персональных компьютеров нагрузках.

Флеш-память в Intel 730 была взята самая современная, производимая по 20-нм технологии. Однако это не точно такая же MLC NAND c синхронным интерфейсом ONFI 2.1, которая используется в основанных на контроллерах SandForce накопителях Intel 530 и 335. Вслед за Crucial в своём новом флеш-диске Intel перешла на использование 128-гигабитных кристаллов флеш-памяти, которые имеют более низкую, чем привычная память, себестоимость. Правда, при этом MLC NAND такой разновидности обладает немного более высокими задержками, но Intel скомпенсировала этот негативный эффект 20-процентным увеличением частоты работы шины памяти.

Таким образом, хотя Intel 730 и имеет изначально серверное происхождение, от своих родственников он весьма серьёзно отличается по быстродействию. В то время как Intel DC S3700 и DC S3500 предлагали максимальную производительность на операциях случайного чтения и записи не выше 76 и 36 тысяч IOPS, Intel 730 за счёт разгона контроллера и памяти получил скорость на уровне передовых потребительских SSD. Его производительность при случайном чтении и записи доходит до 89 и 75 тысяч IOPS соответственно. В целом же список характеристик новинки выглядит так:

Линейка Intel 730 оказалась не столь богатой, на сегодняшний день она включает только две ёмкости — 240 и 480 Гбайт. Однако если такие SSD будут востребованы рынком, Intel обещает выпустить каскад дополнительных моделей. Используемый контроллер позволяет добавить в линейку как менее, так и более ёмкие модели, включая даже терабайтный накопитель.

Ещё одна особенность Intel 730 — отсутствие поддержки аппаратного шифрования. Контроллер такой функцией обладает, но производитель намеренно отключил её в микропрограмме. Логика Intel заключается в том, что этот SSD позиционируется исключительно как высокопроизводительное решение для десктопов, а в них, по мнению компании, в отличие от ноутбуков, шифрование не нужно. Нецелесообразность же установки Intel 730 в мобильные компьютеры связана в первую очередь с высоким энергопотреблением этого накопителя: к примеру, он требует энергии втрое больше, чем 2,5-дюймовые механические диски WD Black. Связано это как с повышенными частотами работы контроллера и памяти, так и с тем, что энергосберегающие режимы (в частности, DevSleep) в этом SSD, имеющем серверные корни, не предусмотрены.

У серверного происхождения Intel 730 есть и положительные стороны, в первую очередь — его высокая надёжность. Проявляется она в пятилетнем сроке гарантийного обслуживания и высоком ресурсе записи, составляющем 91 Тбайт у 240-гигабайтной модели и 128 Тбайт у старшей модификации на 480 Гбайт. Подобных характеристик расчётного ресурса, предполагающего запись до 70 Гбайт данных ежедневно, нет ни у одного другого потребительского накопителя. Так что Intel 730 — это уникальный SSD, не только отличающийся высокой скоростью работы, но и предполагающий интенсивную эксплуатацию при разнообразных нагрузках. Пожалуй, можно даже говорить о том, что с новым интеловским флеш-диском о конечности ресурса записи данных на SSD можно вообще не задумываться и пользоваться им как самым обычным винчестером.

Правда, впечатляющая надёжность даётся не просто так — посмотрите на цены. Вместе с тем, что Intel 730 — это самый живучий потребительский SSD, он ещё и самый дорогой в своём классе. Даже официальный прайс-лист предполагает удельную стоимость гигабайта ёмкости свыше $1, а в реальности ориентироваться можно на то, сколько стоят в рознице похожие по аппаратной начинке Intel DC S3500. Иными словами, если вас заинтересовала новая интеловская новинка, можете смело начинать готовить не менее 9 тысяч за 240-гигабайтную версию или порядка 18 тысяч — за 480-гигабайтную.

Таким образом, Intel 730 — это принципиально новый твердотельный накопитель потребительского уровня, кардинально отличающийся от всего того, что предлагала в этом сегменте Intel ранее. Проведённая смена аппаратной платформы позволила заметно подтянуть характеристики SSD, и Intel 730 на фоне SandForce-решений действительно выглядит продуктом заметно более высокого класса.

⇡#Внешний вид и внутреннее устройство

В настоящее время для всех своих 2,5-дюймовых SSD компания Intel использует одинаковые алюминиевые корпуса 7-миллиметровой высоты, различающиеся лишь наклейками. Не отличается по экстерьеру от своих предшественников и Intel 730 — этот накопитель заключён в такой же футляр, как и, например, Intel 530.

Мы получили на тестирование предсерийные экземпляры Intel 730, поэтому они лишены маркетинговой и информационной наклеек на верхней и нижней поверхности. На тех же флеш-приводах, что будут продаваться в магазинах, будет изображён стилизованный череп, перекочевавший на SSD с почивших в бозе интеловских материнских плат. Им Intel хочет подчеркнуть, что SSD 730 — это специальная премиальная серия для оверклокеров и игроков.

Впрочем, на наш взгляд, череп слабо оживляет внешний вид. Поэтому, не найдя красоты внешней, поищем красоту внутреннюю. И вот тут-то всё становится действительно очень интересно. Платы, применяемые в основе Intel 730, самобытны по конструкции и сильно похожи на начинку полноценных серверных SSD.

Лучше всего это видно на примере накопителя объёмом 240 Гбайт. Обратите внимание, в основе этого SSD используется не восемь, а девять микросхем флеш-памяти! Восемь чипов с маркировкой 29F32B08MCMF2, в каждом из которых расположено по два 128-гигабитных MLC NAND-устройства, и один чип 29F16B08LCMF2, содержащий один 128-гигабитный кристалл. То есть накопитель ёмкостью 240 Гбайт (десятичных) на самом деле построен на 272 Гбайт флеш-памяти. Недоступный для пользователя излишек нужен в данном случае для двух целей. Во-первых, для традиционного подменного фонда и работы технологий выравнивания износа и сборки мусора. А во-вторых, для дополнительного резервирования данных. Эта уникальная технология «серверного уровня» подразумевает, что 16 Гбайт флеш-памяти в Intel 730 объёмом 240 Гбайт отведено под хранение контрольных сумм всех сохраняемых данных. Это даёт возможность избежать необратимых потерь информации даже в том случае, если из строя выходит один из кристаллов MLC NAND полностью, не говоря уже о единичных сбоях.

В старшем накопителе ёмкостью 480 Гбайт микросхем флеш-памяти шестнадцать, но они разные. Пятнадцать чипов 29F32B08MCMF2 собрано на базе пар 128-гигабитных кристаллов, а шестнадцатая микросхема 29F64B08NMF2 скомпонована из четырёх устройств MLC NAND. То есть всего в таком SSD установлено 544 Гбайт флеш-памяти и на хранение контрольных сумм отводится уже 32 Гбайт. Остальные 13,5 процента недоступной ёмкости накопителя — это обычный для потребительских SSD подменный фонд ячеек флеш-памяти.

Ещё одна характерная особенность аппаратного дизайна Intel 730, позволяющая отнести его к высоконадёжным решениям, — наличие двух электролитических суперконденсаторов ёмкостью по 47 мкФ. Их предназначение — обеспечить корректное завершение работы SSD в случае внезапного отключения питания. Любопытно, что контроллер накопителя пристально следит за состоянием этих конденсаторов, периодически проверяя их работоспособность.

Помимо флеш-памяти, оба варианта плат Intel 730 укомплектованы контроллером и буферной оперативной памятью, используемой главным образом для хранения копии таблицы трансляции LBA. Однако объём её различен. Хотя у обоих вариантов SSD она набрана двумя микросхемами DDR3-1600 SDRAM, модификация на 240 Гбайт располагает 512-мегабайтным буфером, а размер буфера у Intel 730 480 Гбайт составляет 1 Гбайт.

Основной же чип рассматриваемых твердотельных накопителей, имеющий маркировку Intel PC29AS21CA0, — это тот самый контроллер третьего поколения, который применяется в серверных приводах Intel DC S3700 и DC S3500, только в данном случае он работает на более высокой частоте. С одной стороны, им поддерживается интерфейс SATA 6 Гбит/с, а с другой — восемь каналов для подключения NAND-памяти. Если учесть, что флеш-память в Intel 730 набрана 128-гигабитными устройствами MLC, в 240-гигабайтном приводе контроллер использует двукратное чередование в каждом канале, а в 480-гигабайтном — четырёхкратное. Более высокая степень параллелизма флеш-памяти в объёмной версии накопителя позволяет получить лучшую производительность, поэтому модификация Intel 730 480 Гбайт работает быстрее модели ёмкостью 240 Гбайт. Это хорошо прослеживается в спецификациях: наиболее производительной и «правильной» моделью в линейке Intel 730 выступает 480-гигабайтная модификация. И именно она, по расчёту производителя, должна составить конкуренцию уже имеющимся на рынке топовым флеш-дискам. Насколько у неё это получится — покажут наши тесты, в которых участие приняли два Intel 730 с обоими вариантами ёмкости.