Девять SSD формата M.2: сравнительный обзор и тестирование

Crucial M500

Твердотельный накопитель Crucial M500 в формате M.2 — это аналог хорошо знакомой нам одноимённой 2,5-дюймовой модели. Архитектурных различий между «большим» флеш-накопителем и его M.2-собратом нет никаких, а значит, мы имеем дело с недорогими SSD, основанными на популярном контроллере Marvell 88SS9187 и комплектующимися 20-нм флеш-памятью производства Micron c 128-гигабитными ядрами. Чтобы уместить накопитель на M.2-карте, размеры которой составляют всего 22 × 80 мм, использована более тесная компоновка и микросхемы флеш-памяти с более плотной упаковкой кристаллов MLC NAND. Иными словами, Crucial M500 вряд ли способен удивить кого-то своей аппаратной конструкцией, всё в ней привычно и давно знакомо.

На тесты мы получили две модели — ёмкостью 120 и 240 Гбайт. Как и в 2,5-дюймовых SSD, их ёмкости оказались несколько урезаны относительно привычных кратных 16 Гбайт объёмов, что означает наличие большей резервной области, занимающей в данном случае 13 процентов от общего массива флеш-памяти. Выглядят же M.2-версии Crucial M500 следующим образом:

И тот и другой накопитель представляет собой M.2-карту формата 2280 с ключами типа B и M, то есть он может быть помещён в любой слот M.2. Однако не стоит забывать, что Crucial M500 (в любом варианте исполнения) — это накопитель с интерфейсом SATA 6 Гбит/с, поэтому работать он будет только в тех слотах M.2, которые поддерживают SATA SSD.

Обе модификации рассматриваемого накопителя несут на себе по четыре микросхемы флеш-памяти. На 120-гигабайтном накопителе — это Micron MT29F256G08CECABH6, а на 240-гигабайтном — MT29F512G08CKCABH7. Оба вида чипов собраны из 128-гигабитных 20-нм кристаллов MLC NAND, соответственно в 120-гигабайтной версии накопителя восьмиканальный контроллер имеет по одному устройству флеш-памяти на каждом своём канале, а в 240-гигабайтном SSD он пользуется двукратным чередованием устройств. Это объясняет заметные отличия в производительности Crucial M500 разных объёмов. Зато обе рассматриваемые модификации Crucial M500 оснащены одинаковым объёмом оперативной памяти. На обоих SSD установлена 256-мегабайтная микросхема DDR3-1600.

Следует отметить, что одним из положительных свойств потребительских накопителей Crucial выступает аппаратная защита целостности данных при внезапных отключениях питания. M.2-модификации Crucial M500 таким свойством тоже обладают: несмотря на размер платы, флеш-диски оснащены батареей конденсаторов, позволяющих контроллеру штатно завершать своё функционирование и сохранять таблицу трансляции адресов в энергонезависимой памяти даже в случаях каких-либо эксцессов.

Crucial M550

Компания Crucial начала осваивать новый форм-фактор одной из первых, дублируя все свои потребительские модели SSD как в традиционном 2,5-дюймовом формате, так и в виде M.2-карт. Неудивительно, что после появления M.2-версий M500 на рынок были выпущены и соответствующие модификации более новой и более производительной модели Crucial M550. Общий же подход к проектированию таких SSD сохранился: фактически мы получили кальку с 2,5-дюймовой SATA-модели, но втиснутую в рамки карты размера M.2. Поэтому с точки зрения архитектуры M.2-вариант Crucial M550 совсем не удивляет. Это накопитель на базе контроллера Marvell 88SS9189, в котором применена MLC NAND компании Micron, изготовленная по 20-нм нормам.

Напомним, Crucial M550 до недавних пор выступал флагманским накопителем этого производителя, поэтому инженеры не только снабдили его передовым контроллером, но и стремились придать массиву флеш-памяти максимальный уровень параллелизма. Поэтому в модификациях Crucial M550 объёмом до полутерабайта используется MLC NAND c 64-гигабитными ядрами.

Для проведения тестов мы получили образец Crucial M550 объёмом 128 Гбайт. Этот накопитель представляет собой M.2-карту типового формата 2280, которая снабжена двумя ключами типа B и M. Значит, установить этот накопитель получится в любой слот, но для его работы необходима поддержка этим слотом SATA-интерфейса, через который работают любые версии Crucial M550.

Плата полученного нами накопителя Crucial M550 128 Гбайт интереса тем, что все микросхемы на ней расположены лишь на одной стороне. Это позволяет с успехом применять его в ультратонких портативных системах в так называемых односторонних слотах S2/S3, где задняя поверхность печатной платы накопителя вплотную прижимается к материнской плате. Для большинства пользователей это неважно, но, к сожалению, борьба за снижение толщины обернулась тем, что с накопителя пришлось убрать конденсаторы, дающие дополнительную гарантию целостности данных при внезапных отключениях питания. Вакантные места под них на печатной плате есть, но они пустуют.

Весь 128-гигабайтный массив флеш-памяти Crucial M550 разместился в двух микросхемах. Очевидно, в данном случае применены чипы, которые содержат по восемь 64-гигабитных полупроводниковых кристаллов. Это значит, что контроллер Marvell 88SS9189 на рассматриваемой модели SSD может пользоваться двукратным чередованием устройств. В качестве же оперативной памяти применена микросхема 256 Мбайт LPDDR2-1067.

M.2-версии Crucial M550, как и, кстати, Crucial M500, наряду с их более внушительно выглядящими 2,5-дюймовыми собратьями, поддерживают аппаратное шифрование данных по алгоритму AES-256, не вызывающее снижение быстродействия. Причём оно полностью соответствует спецификации Microsoft eDrive, а значит, управлять шифрованием флеш-памяти можно прямо из среды Windows, например с помощью стандартного средства BitLocker.

Kingston SM2280S3

Компания Kingston выбрала для освоения ниши твердотельных накопителей форм-фактора M.2 несколько нестандартный путь. Она не стала выпускать M.2-версии уже имеющихся у неё моделей, а спроектировала отдельный SSD, который не имеет аналогов в других форм-факторах. Причём в качестве аппаратной платформы был выбран не контроллер SandForce второго поколения, который Kingston продолжает ставить почти во все свои 2,5-дюймовые флеш-накопители, а чип Phison PS3108-S8, облюбованный в качестве бюджетной платформы производителями SSD третьего эшелона. И это значит, что, несмотря на свою уникальность, Kingston SM2280S3 не является чем-то особенным: он ориентирован на нижний ценовой сегмент, а его контроллер имеет SATA-интерфейс и все возможности M.2, естественно, не использует.

Для проведения тестирования нам была предоставлена 120-гигабайтная версия этого накопителя. Выглядит она следующим образом.

Как следует из названия, данный SSD использует M.2 плату формата 2280. А так как работает он по интерфейсу SATA 6 Гбит/с, ножевой разъём накопителя имеет сразу два ключа-выреза: типа B и типа M. То есть физически установить Kingston SM2280S3 можно в любой M.2-слот, но для работы он потребует поддержки этим слотом SATA-интерфейса.

По аппаратной конфигурации Kingston SM2280S3 похож на многочисленные 2,5-дюймовые флеш-накопители с аналогичным контроллером. Среди них мы, например, рассматривали Silicon Power Slim S55. Как и продукт Silicon Power, Kingston SM2280S3 оснащён флеш-памятью производства Toshiba. Хотя микросхемы, установленные на рассматриваемом SSD, перемаркированы, по косвенным признакам с большой долей достоверности можно утверждать, что в них используются 64-гигабитные кристаллы MLC NAND, выпущенные по 19-нм техпроцессу. Таким образом, восьмиканальный контроллер Phison PS3108-S8 в Kingston SM2280S3 может пользоваться двукратным чередованием устройств в каждом своём канале. Кроме того, на плате SSD есть и 256-мегабайтный чип DDR3L-1333 SDRAM, который работает в паре с контроллером и используется им в качестве оперативной памяти.

Интересная особенность Kingston SM2280S3: производитель заявляет для него на редкость большой ресурс. Официальными спецификациями разрешается ежедневная запись на этот SSD объёма информации, в 1,8 раза превосходящего его ёмкость. Правда, работоспособность в столь суровых условиях гарантируется лишь в течение трёх лет, но это всё равно означает, что на 120-гигабайтный M.2-накопитель Kingston можно записать до 230 Тбайт данных.

Plextor M6e

Plextor M6e — это твердотельный накопитель, о котором мы уже не раз писали, но как о решении, устанавливаемом в слоты PCI Express. Однако вместе с такими тяжеловесными версиями производитель предлагает и M.2-варианты M6e, благо те накопители, которые предлагается устанавливать в слоты PCI Express, на самом деле собираются на основе миниатюрных карт в форм-факторе M.2. Но самое интересное в накопителе компании Plextor даже не это, а то, что он кардинально отличается от всех других участников обзора использованием шины PCI Express, а не SATA-интерфейса.

Иными словами, в лице Plextor M6e мы имеем флагманское устройство, производительность которого не ограничивается полосой пропускания SATA 600 Мбайт/с. В его основе лежит восьмиканальный контроллер Marvell 88SS9183, передающий данные от SSD по двум линиям PCI Express 2.0, что в теории позволяет достичь максимальной пропускной способности около 800 Мбайт/с. Со стороны же флеш-памяти Plextor M6e похож на многие другие современные SSD: в нём используется MLC NAND компании Toshiba, которая производится по 19-нм техпроцессу первого поколения.

В нашем тестировании приняли участие сразу две версии Plextor M6e в M.2-исполнении: объёмом 128 и 256 Гбайт.

Оба M.2-варианта накопителя располагаются на картах размером 22 × 80 мм. Причём, обратите внимание, их ножевой разъём имеет вырезы в положениях ключа B и M. И хотя, согласно спецификации, Plextor M6e, использующий для подключения шину PCIe x2, должен был иметь лишь один ключ типа B, разработчики для совместимости добавили ему и второй ключ. В результате Plextor M6e можно будет установить и в слоты, подключенные к четырём линиям PCIe, но накопитель от этого, естественно, быстрее работать не станет. Поэтому M6e подходит в первую очередь для тех слотов M.2, которые имеются на многих современных материнских платах на базе интеловских наборов логики H97/Z97 и питаются от пары чипсетных линий PCIe.

Помимо контроллера Marvell 88SS9183 на платах M6e имеется по восемь чипов флеш-памяти компании Toshiba. В версии накопителя объёмом 128 Гбайт эти микросхемы содержат по два 64-гигабитных кристалла MLC NAND, а у накопителя на 256 Гбайт в каждой микросхеме содержится по четыре подобных ядра. Таким образом, в первом случае контроллер пользуется двукратным чередованием устройств в своих каналах, а во втором — четырёхкратным чередованием. Кроме этого, на платах установлен и играющий роль оперативной памяти чип DDR3-1333. Его ёмкость различна — 256 Мбайт у младшей версии SSD и 512 Мбайт — у старшей.

Несмотря на то, что использование слотов M.2 и шины PCI Express для подключения SSD — относительно новая тенденция, никаких проблем с совместимостью Plextor M6e не возникает. Поскольку работают они через стандартный протокол AHCI, при их установке в совместимые слоты M.2 (то есть такие, которые поддерживают PCIe-накопители) они обнаруживаются в BIOS материнской платы наряду с обычными дисками. Соответственно, в их назначении стартовыми устройствами нет никаких проблем, а операционной системе для работы M6e не требуется специальных драйверов. Иными словами, эти M.2 PCIe SSD проявляют себя внешне ровно так же, как и их собратья M.2 SATA.

SanDisk X300s

Компания SanDisk в отношении M.2-накопителей придерживается той же стратегии, что и Crucial, — она повторяет в этом формате свои 2,5-дюймовые SATA SSD. Однако касается это не всех потребительских продуктов, а лишь моделей для бизнеса. Это касается и выполненного в форм-факторе M.2 SanDisk X300s — мы имеем дело с накопителем на базе четырёхканального контроллера Marvell 88SS9188 и фирменной MLC-флеш-памяти SanDisk, произведённой по 19-нм техпроцессу второго поколения.

Не стоит забывать и о том, что у SanDisk X300s, как и у любого другого SSD данного производителя, есть и ещё одна особенность — технология nCache. В её рамках небольшая часть MLC NAND работает в быстром SLC-режиме и используется для кеширования и консолидации операций записи. Это позволяет X300s обеспечивать достойную производительность, даже несмотря на четырёхканальную архитектуру контроллера.

На тестирование нам был предоставлен образец SanDisk X300s объёмом 256 Гбайт. Выглядел он следующим образом.

Сразу же бросается в глаза, что плата накопителя односторонняя, то есть он совместим в том числе и с «тонкими» слотами M.2, которые используются в некоторых ультрабуках, позволяя сэкономить дополнительные полтора миллиметра толщины. В остальном ничего необычного: формат платы — привычные 22 × 80 мм, для максимальной механической совместимости ножевой разъём снабжён обоими типами ключевых вырезов. Для работы SanDisk X300s требуется M.2-слот с поддержкой интерфейса SATA 6 Гбит/с, то есть в данном случае мы вновь имеем накопитель в новом формате, но работающий по старым правилам и не использующий открывающиеся возможности передачи данных по шине PCI Express.

На плате SanDisk X300s 256 Гбайт, помимо базового контроллера Marvell 88SS9188 и микросхемы оперативной памяти, установлено четыре микросхемы флеш-памяти, в каждой из которых зашито по восемь 19-нм полупроводниковых кристаллов MLC NAND объёмом по 64 Гбит. Таким образом, контроллер пользуется восьмикратным чередованием устройств, что в итоге даёт достаточно высокую степень параллелизма массива флеш-памяти.

Модель накопителя SanDisk X300s уникальна не только по своей аппаратной архитектуре, в основе которой лежит четырёхканальный контроллер компании Marvell. Ориентируясь на бизнес-использование, она может предложить аппаратное шифрование данных корпоративного уровня, не вносящее в работу SSD никаких задержек. Аппаратный движок AES-256 не только соответствует спецификациям TCG Opal 2.0 и IEEE-1667, но и сертифицирован ведущими производителями корпоративного программного обеспечения для защиты данных, в частности компаниями Wave, McAfee, WinMagic, Checkpoint, Softex и Absolute Software.

Transcend MTS600 и MTS800

Мы объединили рассказ о двух накопителях компании Transcend, поскольку, по мнению производителя, в архитектурном плане они почти полностью идентичны. Действительно, для них используется похожая элементная база и заявляются одинаковые показатели производительности. Различия же, по официальной версии, кроются лишь в разном размере M.2-карт, на которых они собраны. В основе MTS600 и MTS800 лежит фирменный чип Transcend TS6500, который на самом деле является перемаркированным контроллером Silicon Motion SM2246EN. А это значит, что попавшие к нам на тесты M.2 SSD компании Transcend по своей начинке аналогичны предлагаемому этой же фирмой достаточно популярному 2,5-дюймовому накопителю SSD370. Таким образом, флеш-диски Transcend в формате M.2, как и многие другие участвующие в нашем тестировании модели, используют интерфейс SATA 6 Гбит/с.

Следует подчеркнуть, что контроллер Silicon Motion SM2246EN обычно применяется в бюджетных продуктах, так как он имеет четырёхканальную архитектуру. Именно с таким прицелом и были спроектированы Transcend MTS600 и MTS800. Вместе с простым контроллером в этих SSD используется также и недорогая 20-нм флеш-память с 128-гигабитными ядрами компании Micron, в результате чего MTS600 и MTS800 оказались одними из самых дешёвых SSD в M.2-формате в сегодняшнем тестировании.

На испытаниях у нас побывали Transcend MTS600 и MTS800 ёмкостью по 256 Гбайт. Надо сказать, что по внешнему виду они оказались совсем не похожи друг на друга.

Дело в размерах: модель MTS600 использует формат M.2 2260, а MTS800 — M.2 2280. Это означает, что длина карт этих SSD расходится на целых 2 см. Зато ножевой разъём у обоих накопителей одинаков и снабжён двумя пазами в положениях B и M. Соответственно, никаких механических ограничений совместимости нет, однако для работы этих SSD необходима поддержка слотом M.2 интерфейса SATA.

Платы обоих накопителей оснащены контроллером Transcend TS6500 и 256-мегабайтным чипом DDR3-1600 SDRAM, используемым в качестве оперативной памяти. А вот микросхемы флеш-памяти у накопителей неожиданно различаются, что хорошо видно по их маркировке. Количество и организация этих микросхем одинаковы: четыре чипа, в каждом из которых содержится по четыре 128-гигабитных устройства MLC NAND, произведённых по 20-нм техпроцессу. Отличия же состоят в том, что они используют разный уровень напряжений и имеют слегка различающиеся тайминги. Таким образом, несмотря на заверения производителя, MTS600 и MTS800 всё же несколько расходятся по своим характеристикам: на первом SSD из этой пары установлена память со слегка меньшей латентностью. Впрочем, возможно, связано это не с каким-то тонким маркетинговым расчётом, а с тем, что на разные партии накопителей может устанавливаться разная память.

Любопытный факт: Transcend решила взять на вооружение тактику Kingston и стала гарантировать для своих SSD весьма впечатляющий ресурс. Например, для рассматриваемых моделей ёмкостью по 256 Гбайт обещается возможность записи до 380 Тбайт данных. Это — существенно больше заявленной выносливости накопителей лидеров рынка.

⇡#Сравнительные характеристики протестированных SSD