Обзор SSD SanDisk Extreme PRO: для профессиональных экстремалов и экстремальных профессионалов

⇡#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. Накопители с SATA-интерфейсом подключаются к контроллеру SATA 6 Гбит/с, встроенному в чипсет материнской платы, и работают в режиме AHCI. Используется драйвер Intel Rapid Storage Technology (RST) 13.2.4.1000.

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 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);
• SanDisk Extreme PRO 240 Гбайт (SDSSDXPS-240G, прошивка X21000RL).
• SanDisk Extreme PRO 480 Гбайт (SDSSDXPS-480G, прошивка X21000RL).

⇡#Последовательные операции чтения и записи, IOMeter

Измерение скорости последовательных операций у твердотельных накопителей для SATA 6 Гбит/с постепенно превращается в бессмысленное занятие. Флагманские флеш-приводы, не имеющие в своём дизайне явных проблем, выдают примерно одинаковую скорость, близкую к пропускной способности интерфейса, поверх которого работает протокол AHCI. Рассматриваемый SanDisk Extreme PRO хорошо иллюстрирует сказанное: его скоростные показатели на приведённых графиках недалеки от результатов лидирующих накопителей. Обладающие на сегодняшний день максимальной производительностью среди всех SATA-SSD предложения компании Samsung предлагают практически идентичные скорости, но это на самом деле мало что значит. Поэтому обратить внимание здесь можно разве только на то, что SanDisk Extreme PRO заметно опережают новый Plextor M6 Pro, несмотря на то, что в основе обеих моделей SSD лежит один и тот же контроллер Marvell 88SS9187.

⇡#Случайные операции чтения и записи, IOMeter

А вот с точки зрения скорости случайных операций чтения о привлекательности SanDisk Extreme PRO можно говорить уже с большей уверенностью. Действительно, новинка на фоне лучших решений других производителей смотрится очень уверенно. По сравнению с показателями её предшественника, Extreme II, производительность немного выросла, и теперь старший флеш-диск SanDisk метит на то, чтобы стать конкурентом для Samsung 840 Pro и Samsung 850 Pro. Иными словами, по производительности случайных операций чтения, которые при десктопной нагрузке встречаются чаще всего, SanDisk Extreme PRO попадает в число самых быстрых имеющихся на рынке решений и превосходит многих признанных лидеров.

К сожалению, при произвольной записи ситуация складывается не столь радужно. Нет, конечно, скорость SanDisk Extreme PRO не падает до уровня моделей низкого класса, но и лидирующей её назвать уже невозможно. Более того, при операциях без очереди запросов новинка даже немного отстаёт от предшественника, Extreme II. Похоже, выжать большее из старого контроллера Marvell 88SS9187 практически невозможно, даже если архитектура усилена двухуровневым кешем вроде nCache Pro. Лучшую производительность при записи можно получить, лишь используя более новый чип, 88SS9189, но он по какой-то причине в SanDisk Extreme PRO применения не нашёл.

Давайте теперь взглянем на то, как зависит производительность SanDisk Extreme PRO от глубины очереди запросов при работе с 4-килобайтными блоками. Поскольку версии этого флеш-привода на 240 и 480 Гбайт очень близки по своему быстродействию, на следующих графиках будут указываться результаты лишь 240-гигабайтной версии.

Скорость случайного чтения — достаточно сильная сторона SanDisk Extreme PRO. При любой глубине очереди запросов рассматриваемый SSD находится в числе лидеров, проигрывая только другой многообещающей новинке, Samsung 850 Pro. Операции произвольной записи приводят к немного иной расстановке сил: в этом случае быстродействие SanDisk Extreme PRO не слишком высоко. Причём с ростом глубины очереди запросов становится понятно, что скорость новинки упирается в некий архитектурный барьер, перешагнуть через который можно только заменив базовый контроллер, как это сделано, например, в Crucial M550.

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

Операции произвольного чтения с блоками разного размера выполняются SanDisk Extreme PRO с достаточно неплохим быстродействием. А на малых блоках он вообще способен показывать лучший среди всех флагманских SSD результат. С ростом же размера блока Extreme PRO несколько сдаёт свои позиции и уступает флеш-приводам Samsung и накопителю Crucial M550.

С операциями записи всё выглядит ещё драматичнее. Блоки размером менее 4 Кбайт обрабатываются совсем медленно, несмотря на технологию nCache Pro, а при работе с относительно крупными блоками SanDisk Extreme PRO проигрывает лучшим приводам других производителей за исключением разве что продуктов Plextor.

⇡#Смешанная нагрузка, IOMeter

Тестирование смешанной нагрузки — относительно 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.

Смешанные запросы чтения и записи — это тот вариант нагрузки, с которым SanDisk Extreme PRO справляется откровенно плохо. Он, конечно, быстрее своего предшественника, Extreme II, но при этом всё равно отстаёт от любых других флагманских флеш-приводов. Очевидно, что инженеры SanDisk не стали заниматься оптимизацией своей прошивки в этом направлении, и в результате Extreme PRO заметно отстаёт здесь даже от накопителей Plextor, основанных на том же самом контроллере Marvell 88SS9187.

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.

Картина для SanDisk Extreme PRO не слишком радостная. В левой части графика, где приведены результаты с преобладанием операций чтения, рассматриваемая новинка уступает всем своим соперникам кроме Extreme II. И хотя с увеличением доли записей Extreme PRO удаётся догнать и Crucial M550, и Plextor M6 Pro, и даже Samsung 850 Pro, на практике это значит не слишком многое: подобное соотношение чтений и записей нельзя назвать характерным для обычной десктопной нагрузки.

⇡#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.

Зависимость моментальной производительности на операциях записи от объёма записанной информации у SanDisk Extreme PRO выглядит очень странно. Во-первых, в самом начале заполнения ёмкости накопителя откуда-то появляется заметный провал в скорости. И это — не ошибка теста, а стабильно наблюдаемый эффект. Быстродействие выходит на максимальный уровень только после того, как на SSD записано примерно 8 Гбайт данных в случае 480-гигабайтной версии Extreme PRO и около 4 Гбайт — в случае 240-гигабайтной модификации. Во-вторых, этот максимальный уровень сам по себе почему-то находится на 40 тысячах IOPS, в то время как согласно спецификациям он должен быть в районе 90 тысяч IOPS. Самое удивительное, что, если измерение скорости Extreme PRO проводить не на низком уровне, а при наличии на накопителе файловой системы, то скорости записи получаются примерно вдвое выше. Так что столь скромное быстродействие можно увидеть только в низкоуровневых тестах.

В остальном же всё вполне ожидаемо. После того, как полная ёмкость SSD заполняется данными, и он переходит из нового в использованное состояние, скорости записи заметно снижаются. Стабильность времени реакции SSD при этом оказывается на достаточно низком уровне, и латентность при обработке запросов серьёзно разбалансируется. По окончании же нашего двухчасового теста выносливости производительность на операциях записи 240-гигабайтного привода оказывается на уровне 13 тысяч IOPS, а 480-гигабайтного — порядка 18 тысяч IOPS.

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.

Команда TRIM в твердотельном накопителе SanDisk Extreme PRO обрабатывается, как ей и положено — производительность при записи восстанавливается до первоначального уровня. А это значит, что в операционной системе с поддержкой этой команды с падением скорости работы дисковой подсистемы вы, скорее всего, не столкнётесь, если, конечно, не будете забивать SSD файлами «под завязку». В том же случае, если речь идёт о тех средах, где TRIM не работает, Extreme PRO будет крайне неудачным вариантом. Потому что без TRIM автономная сборка мусора в нём не работает. Вообще.

⇡#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.

В целом, SanDisk Extreme PRO оказывается хорошо оптимизированным к операциям чтения накопителем. При подобной нагрузке, вне зависимости от того, последовательная она или случайная, и о какой глубине очереди запросов идёт речь, результат рассматриваемого SSD всегда оказывается одним из лучших. Однако столь же оптимистичное заключение о скорости записи данных дать невозможно. Если при последовательной записи Extreme PRO способен вплотную приблизиться к лидирующим предложениям других производителей, то при случайных операциях этого типа он отстаёт от Samsung 850 Pro, OCZ Vector 150 и Crucial M550. Конечно, это никакая не катастрофа, особенно если учесть, что операции чтения преобладают над операциями записи в реальной жизни, однако от технологии nCache Pro, мы, откровенно говоря, ждали большего. Согласно заявлениям SanDisk она должна хорошо помогать именно при записях данных, особенно если они выполняются маленькими блоками, но на практике мы видим лишь небольшое преимущество над прошлым SSD компании, Extreme II, которое на лидирующие позиции новинку не выводит.

⇡#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 в целом SanDisk Extreme PRO — достаточно удачное решение. Его производительность в сценариях, основанных на работе дисковой подсистемы в общеупотребительных приложениях, почти дотягивает до уровня Samsung 850 Pro — а это дорогого стоит. Иными словами, несмотря на то, что на операциях записи рассматриваемый накопитель не слишком шустр, в целом его характеристики оказались достаточно неплохо сбалансированы для решения повседневных задач.

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.

По характеру поведения в различных приложениях SanDisk Extreme PRO похож на Extreme II, только равномерно быстрее при решении любых задач. В итоге, особенно хороший уровень быстродействия можно наблюдать в Microsoft Word и Adobe Photoshop. В этих приложениях Extreme PRO может даже соперничать за лидерство с флагманами Samsung.

Попутно отметим, что на протяжении всего тестирования варианты SanDisk Extreme PRO разной ёмкости продемонстрировали практически идентичное быстродействие, и PCMark 8 здесь не исключение. А это значит, что покупая любую модификацию рассмотренного SSD, вы гарантированно получите хороший уровень производительности.

⇡#Выводы

В целом новый накопитель SanDisk Extreme PRO оказался достаточно интересным предложением как на фоне своего предшественника, так и по сравнению со всеми новыми SSD, которые обрушились на нас этим летом. На последовательных операциях он способен загрузить всю полосу пропускания SATA-интерфейса, а при случайном чтении демонстрирует производительность, сравнимую со скоростью лучших современных решений конкурентов. Не слишком впечатляющая скорость наблюдается лишь при произвольной записи, но тут уж ничего не поделаешь — ответственность за это несёт старый контроллер Marvell 88SS9187, который лежит в основе SanDisk Extreme PRO. Несмотря на это, разработчики SanDisk смогли заметно усилить выбранную ими платформу уникальной прошивкой и технологией двухуровнего кеширования nCahce Pro, в результате чего различные аспекты производительности Extreme PRO оказались хорошо сбалансированными по отношению друг к другу. И при практическом использовании этот твердотельный накопитель способен стать очень удачным вариантом, который с определёнными оговорками можно поставить в один ряд с лучшими на сегодняшний день моделями высшего класса вроде Samsung 850 Pro.

При этом у SanDisk Extreme PRO есть три неоспоримых плюса. Во-первых, он основывается на проверенной временем и гарантированно свободной от ошибок платформе. В нём не применяются никакие принципиально новые технологии, так что ожидать возникновения каких-то детских болезней просто неоткуда. Во-вторых, сама SanDisk настолько уверена в надёжности Extreme PRO, что даёт на свой флеш-накопитель 10-летнюю гарантию, которую можно воспринимать как пожизненную. С учётом того, что в следующем году SATA-интерфейс готовится уходить на пенсию, накопители для него выйдут из употребления явно раньше 2024 года. И в-третьих, SanDisk Extreme PRO — это один из немногих высокопроизводительных накопителей, который существует в терабайтном размере. Вместительные SSD начинают интересовать всё большее число энтузиастов, и рассмотренный сегодня продукт может предложить не только значительную ёмкость, но и лидирующую производительность.

С учётом всего вышесказанного, совершенно неудивительно, что стоимость Extreme PRO достаточно высока. Изначально SanDisk даже установила на свой флагманский продукт совсем нескромную цену — на одном уровне с Samsung 850 Pro и Intel 730, и это, пожалуй, было чересчур. Всё-таки SanDisk Extreme PRO немного проигрывает в скорости флагманским продуктам Samsung, его ресурс составляет всего 80 Тбайт, он не поддерживает никакого шифрования и не имеет аппаратной защиты данных от перебоев питания. Однако в последнее время наблюдается устойчивая тенденция к его удешевлению, что делает SanDisk Extreme PRO очень привлекательным SSD для высокопроизводительных компьютеров. Поэтому, если вы подыскиваете себе хороший, современный и быстрый твердотельный накопитель, не забудьте включить в число рассматриваемых альтернатив и SanDisk Extreme PRO.