Обзор Plextor M6 Pro: SSD с родословной

⇡#Методика тестирования

Тестирование проводится в операционной системе Microsoft Windows 8.1 Professional x64 with Update, корректно распознающей и обслуживающей современные твердотельные накопители. Это значит, что в процессе прохождения тестов, как и при обычном повседневном использовании SSD, команда TRIM поддерживается и активно задействуется. Измерение производительности выполняется с накопителями, находящимися в «использованном» состоянии, которое достигается их предварительным заполнением данными. Перед каждым тестом накопители очищаются и обслуживаются с помощью команды TRIM. Между отдельными тестами выдерживается 15-минутная пауза, отведённая для корректной отработки технологии сборки мусора. Во всех тестах, если не указано иное, используются рандомизированные несжимаемые данные.

Используемые приложения и тесты:

• Iometer 1.1.0

1. Измерение скорости последовательного чтения и записи данных блоками по 256 Кбайт (наиболее типичный размер блока при последовательных операциях в десктопных задачах). Оценка скоростей выполняется в течение минуты, после чего вычисляется средний показатель.
2. Измерение скорости случайного чтения и записи блоками размером 4 Кбайт (такой размер блока используется в подавляющем большинстве реальных операций). Тест проводится дважды — без очереди запросов и с очередью запросов глубиной 4 команды (типичной для десктопных приложений, активно работающих с разветвлённой файловой системой). Блоки данных выравниваются относительно страниц флеш-памяти накопителей. Оценка скоростей выполняется в течение трёх минут, после чего вычисляется средний показатель.
3. Установление зависимости скоростей случайного чтения и записи при работе накопителя с 4-килобайтными блоками от глубины очереди запросов (в пределах от одной до 32 команд). Блоки данных выравниваются относительно страниц флеш-памяти накопителей. Оценка скоростей выполняется в течение трёх минут, после чего вычисляется средний показатель.
4. Установление зависимости скоростей случайного чтения и записи при работе накопителя с блоками разного размера. Используются блоки объёмом от 512 байт до 256 Кбайт. Глубина очереди запросов в течение теста составляет 4 команды. Блоки данных выравниваются относительно страниц флеш-памяти накопителей. Оценка скоростей выполняется в течение трёх минут, после чего вычисляется средний показатель.
5. Измерение производительности при смешанной многопоточной нагрузке и установление её зависимости от соотношения между операциями чтения и записи. Используются последовательные чтения и записи блоков объёмом 128 Кбайт, выполняемые в два независимых потока. Соотношение между операциями чтения и записи варьируется с шагом 10 процентов. Оценка скоростей выполняется в течение трёх минут, после чего вычисляется средний показатель.
6. Исследование падения производительности SSD при обработке непрерывного потока операций случайной записи. Используются блоки размером 4 Кбайт и глубина очереди 32 команды. Блоки данных выравниваются относительно страниц флеш-памяти накопителей. Продолжительность теста составляет два часа, измерения моментальной скорости проводятся ежесекундно. По окончании теста дополнительно проверяется способность накопителя восстанавливать свою производительность до первоначальных величин за счёт работы технологии сборки мусора и после отработки команды TRIM.

• CrystalDiskMark 3.0.3b
  Синтетический тест, выдающий типовые показатели производительности твердотельных накопителей, измеренные на 1-гигабайтной области диска «поверх» файловой системы. Из всего набора параметров, которые можно оценить с помощью этой утилиты, мы обращаем внимание на скорость последовательного чтения и записи, а также на производительность произвольных чтения и записи 4-килобайтными блоками без очереди запросов и с очередью глубиной 32 команды.
• PCMark 8 2.0
  Тест, основанный на эмулировании реальной дисковой нагрузки, которая характерна для различных популярных приложений. На тестируемом накопителе создаётся единственный раздел в файловой системе NTFS на весь доступный объём, и в PCMark 8 проводится тест Secondary Storage. В качестве результатов теста учитывается как итоговая производительность, так и скорость выполнения отдельных тестовых трасс, сформированных различными приложениями.

⇡#Тестовый стенд

В качестве тестовой платформы используется компьютер с материнской платой ASUS Z97-Pro, процессором Core i5-4590K со встроенным графическим ядром Intel HD Graphics 4600 и 16 Гбайт DDR3-2133 SDRAM. Диски с SATA-интерфейсом подключается к контроллеру SATA 6 Гбит/с, встроенному в чипсет материнской платы, и работают в режиме AHCI. Используется драйвер Intel Rapid Storage Technology (RST) 13.1.0.1058.

Объём и скорость передачи данных в бенчмарках указываются в бинарных единицах (1 Кбайт = 1024 байт).

⇡#Участники тестирования

• Crucial M550 256 Гбайт (CT256M550SSD1, прошивка MU01);
• Intel SSD 730 480 Гбайт (SSDSC2BP480G4, прошивка L2010400);
• OCZ Vector 150 240 Гбайт (VTR150-25SAT3-240G, прошивка 1.2);
• Plextor M5 Pro Xtreme 256 Гбайт (PX-256M5P, прошивка 1.07);
• Plextor M6 Pro 256 Гбайт (PX-256M6Pro, прошивка 1.01);
• Samsung 840 Pro 256 Гбайт (MZ-7PD256, прошивка DXM06B0Q);
• Samsung 850 Pro 256 Гбайт (MZ-7KE256, прошивка EXM01B6Q);
• SanDisk Extreme II 240 Гбайт (SDSSDXP-240G, прошивка R1311).

⇡#Производительность

Последовательные операции чтения и записи, IOMeter

Ничего выдающегося в тестах скорости последовательных операций твердотельный накопитель Plextor M6 Pro не демонстрирует. При чтении его результат находится на среднем уровне, а при записи он заметно отстаёт от всех современных флагманов. Однако обратить внимание хочется на другое. Несмотря на то, что M6 Pro аналогичен предшествующей модели флеш-диска Plextor по аппаратной начинке и использует тот же самый контроллер Marvell 88SS9187, его скорость всё же увеличилась. А это значит, что инженеры Plextor провели достаточно большую работу и смогли заметно повлиять на быстродействие путём переделки программной части.

Случайные операции чтения и записи, IOMeter

То же самое можно сказать и про скорости произвольного чтения: Plextor M6 Pro стал лучше своего предшественника — его производительность поднялась примерно на 5-6 процентов. Правда, к сожалению, такого прогресса всё же недостаточно, чтобы занять лидирующие позиции. Флагманские накопители Samsung, на которые нынче принято равняться, говоря о высокопроизводительных SSD потребительского уровня, заметно быстрее.

Ситуация же с быстродействием при случайной записи выглядит ещё хуже. После того как основная масса разработчиков SSD за последние несколько месяцев смогла серьёзно увеличить скорость работы своих платформ именно на операциях записи, производительность Plextor M5 Pro скатилась до уровня бюджетных накопителей. Поэтому в Plextor M6 Pro ожидались какие-то принципиальные изменения этого аспекта быстродействия. Однако тот прирост, который разработчики Plextor смогли выжать из старого контроллера Marvell 88SS9187, оказался недостаточным для соперничества с лучшими SSD других фирм для SATA 6 Гбит/с. В итоге в современных условиях запись данных остаётся для Plextor M6 Pro слабым местом.

Давайте теперь взглянем на то, как зависит производительность Plextor M6 Pro от глубины очереди запросов при работе с 4-килобайтными блоками.

При чтении линия, соответствующая Plextor M6 Pro, затесалась в тесную группу средних по скорости моделей накопителей. И это значит, что ничего выдающегося этот SSD на операциях чтения выдать не может при любой глубине очереди запросов. График же скоростей записи и вовсе демонстрирует относительную слабость новинки Plextor. Да, она быстрее M5 Pro при любых длинах очереди запросов, но соперничать с флагманскими накопителями других производителей ей удаётся только при максимальной глубине очереди, которая в реальной жизни встречается очень и очень редко.

Следующая пара графиков отражает зависимость производительности случайных операций от размера блока данных.

Не может Plextor M6 Pro похвастать привлекательными показателями производительности и при работе с блоками разных размеров. В чтении он демонстрирует заметное отставание от Samsung 840/850 Pro и Crucial M550, а при записи и вовсе уступает всем участникам тестирования, за исключением разве только своего предшественника. Мы не можем отрицать, что скорость новой модели Plextor выше, чем у прошлой, что обеспечивается как оптимизациями микропрограммы, так и новой, более быстрой флеш-памятью, но старый контроллер не даёт M6 Pro попасть в группу сегодняшних лидеров рынка твердотельных накопителей потребительского уровня. Такая ситуация прослеживается в тестах с любой нагрузкой, а особенно остро она видна при операциях записи.

⇡#Смешанная нагрузка, IOMeter

Тестирование смешанной нагрузки — новое добавление в нашу методику испытаний SSD. По мере удешевления твердотельные накопители перестают использоваться в качестве исключительно системных и становятся обычными рабочими дисками. В таких ситуациях на SSD поступает не только рафинированная нагрузка в виде записи или чтения, но и смешанные запросы, когда операции чтения и записи инициируются разными приложениями и должны обрабатываться одновременно.

Однако работа в дуплексном режиме для современных контроллеров SSD остаётся существенной проблемой. При смешивании операций чтения и записи в одной очереди скорость большинства твердотельных накопителей потребительского уровня заметно просаживается. Это стало поводом для проведения отдельного исследования, в рамках которого мы тестируем, как работают SSD при необходимости обработки смешанных последовательных операций. Следующая диаграмма демонстрирует наиболее характерный для десктопов случай, когда соотношение количества операций чтения и записи составляет 4 к 1.

Лучший потребительский SSD для обслуживания многопоточных смешанных нагрузок — это OCZ Vector 150. Его контроллер Indilinx Barefoot 3 имеет специальные оптимизации для работы в таких условиях. Marvell 88SS9187 же был разработан гораздо раньше, и тогда никто даже и не задумывался о том, что скорость работы при смешанных нагрузках может иметь хоть какое-то значение в обычных персональных компьютерах. Поэтому SSD, в основе которых лежит этот контроллер, в том числе и Plextor M6 Pro, располагаются на диаграмме на последних местах.

Следующий график даёт более развёрнутую картину производительности при смешанной нагрузке, показывая зависимость скорости SSD от того, в каком соотношении приходят на него операции чтения и записи.

Ничего хорошего для Plextor M6 Pro невозможно увидеть и на этом графике. Если этот твердотельный накопитель сталкивается с операциями чтения и записи, которые требуется исполнять одновременно, его показатели быстродействия падают максимум в 2,2 раз. Конечно, в этом тесте графики почти всех накопителей имеют ярко выраженную U-образную форму, но Plextor M6 Pro вместе со своим предшественником и накопителем SanDisk Extreme II находится в подгруппе худших.

⇡#Деградация и восстановление производительности

Наблюдение за изменением скорости записи в зависимости от объёма записанной на диск информации — весьма важный эксперимент, позволяющий понять работу внутренних алгоритмов накопителя. В данном тесте мы загружаем SSD непрерывным потоком запросов на случайную запись 4-килобайтных блоков и попутно следим за той производительностью, которая при этом наблюдается. На приведённом ниже графике в виде точек отмечены результаты измерений моментальной производительности, которые мы снимаем ежесекундно, а чёрная линия показывает среднюю скорость, наблюдаемую в течение 30-секундного интервала.

Очень похожий график изменения производительности мы видели, когда тестировали Plextor M6S. Вероятно прошивка рассматриваемого сегодня SSD, M6 Pro, унаследовала многие алгоритмы именно у этого флеш-диска, а не у M5 Pro.

До полного заполнения почти всего свободного пространства M6 Pro сохраняет постоянную скорость записи, после чего происходит полная её разбалансировка. Производительность колеблется от 13 до 68 тысяч IOPS, причём постепенно она начинает всё больше тяготеть к первой величине. На самом деле в этом нет ничего странного — после однократного заполнения всего объёма флеш-памяти у SSD заканчивается пул свободных страниц и контроллер вынужден освобождать блоки страниц флеш-памяти на лету. Расстраивает другое — с постоянством производительности в использованном состоянии у Plextor M6 Pro дело обстоит совсем неважно: как видно по графику, скорость записи совершает совершенно непредсказуемые скачки.

Впрочем, всё, что изображено на приведённом выше графике, — синтетическая ситуация, интересная лишь для изучения особенностей контроллера, но не иллюстрирующая поведение SSD в реальной жизни. Что же действительно важно, так это то, как после такой деградации происходит восстановление производительности до первоначальных величин. Для исследования этого вопроса после завершения теста, приводящего к деградации скорости записи, мы выжидаем 15 минут, в течение которых SSD может попытаться самостоятельно восстановиться за счёт сборки мусора, но без помощи со стороны операционной системы и команды TRIM, и замеряем скорость. Затем на накопитель принудительно подаётся команда TRIM — и скорость измеряется ещё раз.

TRIM у Plextor M6 Pro работает эталонно: уровень производительности возвращается к первоначальным значениям. А это значит, что при эксплуатации в реальных условиях в современных операционных системах пользователи с деградацией производительности Plextor M6 Pro сталкиваться не будут. Впрочем, это не столь значимое преимущество. По нынешним временам проблемы с обработкой команды TRIM остались лишь у флеш-дисков, базирующихся на контроллерах SandForce второго поколения.

Любопытно другое — без TRIM новый M6 Pro полностью восстановить своё быстродействие не может. Ранее накопители Plextor выделялись из общей массы как раз своей способностью возвращать себе высокую производительность, близкую к первоначальной, даже в средах, где TRIM не поддерживается. Но M6 Pro это свойство утратил. Фоновая сборка мусора освобождает лишь порядка 2,4 Гбайт пространства флеш-памяти под предстоящие операции и после этого останавливается.

Хотя Plextor утверждает, что в M6 Pro сохранилась фирменная технология TrueSpeed, по факту оказывается, что это — неправда. Как показывает тест, на данный момент она попросту не работает. Можно, конечно, думать, что проблема будет исправлена в будущих обновлениях прошивки, однако с подобной неработоспособностью данной технологии мы сталкивались и при тестировании Plextor M6S. Поэтому возникает подозрение, что речь идёт не о случайной ошибке, а об осознанном решении разработчиков. Причина такого шага может быть связана, например, с тем, что агрессивная сборка мусора увеличивает нагрузку на флеш-память, а новые 19-нм чипы Toshiba обладают не слишком большим ресурсом. Впрочем, всё это — лишь наше предположение.

⇡#Результаты в CrystalDiskMark

CrystalDiskMark — это популярное и простое тестовое приложение, работающее «поверх» файловой системы, которое позволяет получать результаты, легко повторяемые обычными пользователями. И то, что выдаёт этот бенчмарк, с качественной точки зрения почти не отличается от показателей, которые были получены нами в тяжёлом и многофункциональном пакете IOmeter. Новый Plextor M6 Pro работает заметно быстрее своего предшественника, но произошедшего прироста для вывода данного SSD на лидирующие позиции оказалось недостаточно. По скорости записи новинка Plextor отстаёт от всех конкурирующих флеш-дисков, а её скорость чтения находится лишь на среднем уровне. Исключение составляют операции с очередью запросов глубиной 32 команды, где M6 Pro действительно хорош, но в персональных компьютерах такая нагрузка практически не встречается.

⇡#PCMark 8 2.0, реальные сценарии использования

Тестовый пакет Futuremark PCMark 8 2.0 интересен тем, что он имеет не синтетическую природу, а напротив — основывается на том, как работают реальные приложения. В процессе его прохождения воспроизводятся настоящие сценарии-трассы задействования диска в распространённых десктопных задачах, и замеряется скорость их выполнения. Текущая версия этого теста моделирует нагрузку, которая взята из реальных игровых приложений Battlefield 3 и World of Warcraft и программных пакетов компаний Abobe и Microsoft: After Effects, Illustrator, InDesign, Photoshop, Excel, PowerPoint и Word. Итоговый результат исчисляется в виде усреднённой скорости, которую показывают накопители при прохождении тестовых трасс.

Производительность в PCMark 8 — один из важнейших параметров для понимания того, насколько хорош тот или иной накопитель в реальном использовании. И если опираться на полученные здесь показатели, то можно заключить, что Plextor M6 Pro — достаточно неплохое решение. Он, конечно, отстаёт от лучших твердотельных накопителей Samsung и Intel с интерфейсом SATA 6 Гбит/с, но зато немного опережает такие популярные SSD среднего уровня, как OCZ Vector 150 и Crucial M500. Уровень же превосходства над старым накопителем M5 Pro, который основывался на похожей аппаратной платформе с тем же контроллером, просто поражает. Более новая MLC NAND и переписанная прошивка смогли поднять результат в PCMark 8 на целых 15 процентов.

Интегральный результат PCMark 8 нужно дополнить и показателями производительности, выдаваемыми флеш-дисками при прохождении отдельных тестовых трасс, которые моделируют различные варианты реальной нагрузки. Дело в том, что при разной нагрузке флеш-приводы зачастую ведут себя немного по-разному.

В данном случае Plextor M6 Pro демонстрирует в различных приложениях вполне предсказуемые результаты. Он в любом случае быстрее, чем M5 Pro, но ни в одном сценарии не может похвастать лидирующим уровнем быстродействия. Иными словами, с точки зрения PCMark 8, M6 Pro — достаточно добротная средняя модель.

⇡#Кеширование PlexTurbo

К этому моменту становится понятно, почему Plextor, говоря о своём новом накопителе M6 Pro, столько внимания уделяет появившейся в утилите PlexTool программной технологии кеширования PlexTurbo. Это — единственная возможность для рассматриваемого SSD затесаться в число высокопроизводительных решений, ведь аппаратной мощности в M6 Pro категорически не хватает. Конечно, дополнительное кеширование операций ввода-вывода в операционной системе — не очень честный приём. Да и к тому же потенциально небезопасный, что бы там не говорили маркетологи. Технология PlexTurbo буферизирует все операции ввода-вывода, включая и запись, поэтому при неожиданной перезагрузке, отключении или зависании системы данные, задержавшиеся в кеше, могут так и не попасть в энергонезависимую флеш-память твердотельного накопителя.

Тем не менее, несмотря на все очевидные минусы PlexTurbo, мы решили проверить её эффективность на практике. Активируется кеширование элементарно — в утилите PlexTool для этого имеется отдельная вкладка с единственной кнопкой включения.

После её нажатия и перезагрузки в оперативной памяти создаётся дополнительный кеш для операций ввода-вывода, максимальный объём которого составляет 1 Гбайт. Синтетические тесты легко фиксируют появившуюся буферизацию и показывают умопомрачительные результаты.

Ничего удивительного в столь высоких показателях производительности нет, ведь здесь фактически измеряется не скорость накопителя, а скорость оперативной памяти. Но на самом деле практической ценности в таких результатах нет. Синтетические тесты вроде CrystalDiskMark имеют дело с небольшими по объёму массивами данных, операции с которыми повторяются по несколько раз, за счёт чего и возникает гигантский выигрыш.

Гораздо же интереснее посмотреть на то, как проявит себя PlexTurbo в реальном использовании, для чего мы измерили эффективность этой технологии бенчмарком PCMark 8 2.0, который воспроизводит сценарии дисковых операций из реальных общеупотребительных приложений. В приведённую ниже таблицу результатов мы также добавили и показатели производительности Samsung 850 Pro, обладающего подобной PlexTurbo технологией кеширования операций ввода-вывода в оперативной памяти компьютера RAPID. Такое сравнение позволит нам выполнить более развёрнутый анализ эффективности.

Но на самом деле анализировать здесь вообще нечего. Во взятых из реальной жизни сценариях PlexTurbo не только не даёт выигрыша в производительности, но и даже слегка ухудшает её. При работе с несколькими ресурсоёмкими приложениями данные, используемые ими, в кеш не умещаются, а какими-либо интеллектуальными алгоритмами предварительной выборки и анализа потока операций ввода-вывода PlexTurbo не обладает. Итог хорошо видно в таблице: накладные расходы, вносимые этой технологией, перечёркивают весь её полезный эффект.

Кстати, альтернативная технология кеширования RAPID, реализованная Samsung для своих накопителей 840 EVO, 840 Pro и 850 Pro, заметный прирост производительности всё-таки обеспечивает. И это ещё раз говорит о том, что PlexTurbo — очень сырая разработка, малопригодная для использования конечными пользователями. Кроме как для демонстрации высоких показателей в синтетических тестах на маркетинговых мероприятиях, ни для чего больше она не годится.

⇡#Выводы

Прошлый флагманский накопитель компании Plextor, M5 Pro, на момент своего появления два года назад выглядел воистину выдающимся решением. Фактически в то время это был один из лучших вариантов как с точки зрения быстродействия, так и по надёжности. Именно поэтому его последователь был столь ожидаемым продуктом. Plextor же долго медлила с обновлением своей линейки, лишь подогревая общественность интригующими обещаниями и демонстрациями, но вот, наконец, долгожданный M6 Pro поступил в магазины. Получили ли мы в результате новый высококачественный и высокопроизводительный потребительский SSD? Краткий ответ на этот вопрос — нет. Таким же триумфальным твердотельным накопителем, как его предшественник, Plextor M6 Pro явно не является.

Самая главная беда M6 Pro заключается в том, что за два прошедших года Plextor так и не смогла подыскать лучшую аппаратную платформу, нежели старый контроллер Marvell 88SS9187, который использовался и в M5 Pro. Поэтому все усовершенствования в M6 Pro касаются исключительно флеш-памяти и прошивки. Впрочем, оперируя даже таким бедным набором инструментов, инженерная команда Plextor сумела сделать новинку заметно быстрее предшественницы. Производительность на разных типах операций выросла на 5-10 процентов, но этого всё равно не хватило, чтобы Plextor M6 Pro смог попасть в число потребительских твердотельных накопителей высшего класса. На фоне лучших сегодняшних SSD с интерфейсом SATA 6 Гбит/с новый флеш-диск Plextor выглядит достаточно блекло. Особенно серьёзные претензии вызывает скорость записи, которая как была проблемой для прошлых SSD этого производителя, так и осталась.

В итоге, Plextor M6 Pro может претендовать лишь на роль добротного решения среднего уровня. Правда, если учесть, что этот SSD не имеет никаких уникальных преимуществ — не восстанавливает свою производительность без TRIM, не поддерживает технологию Microsoft eDrive, не имеет защиты от сбоев питания и не предлагает экстраординарной надёжности, — его рыночный успех в первую очередь будет зависеть от цены. Пока Plextor оценила свой M6 Pro таким образом, чтобы противопоставить его OCZ Vector 150. И это, пожалуй, вполне справедливая стоимость для данного твердотельного накопителя, если исходить из его потребительских качеств. Однако сможет ли Plextor, не имеющая ни собственных контроллеров, ни собственного производства флеш-памяти, без ущерба для своего бизнеса удерживать цены на одном уровне с продукцией компании OCZ, которая сегодня имеет и то, и другое, — большой вопрос. И от ответа на него будут зависеть не только объёмы продаж M6 Pro, но и глобальная возможность дальнейшего присутствия Plextor на рынке твердотельных накопителей.