Обзор SSD Crucial BX100: младший козырь

⇡#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 операции последовательного 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.
• Тесты копирования файлов
  В этом тесте измеряется скорость копирования директорий с файлами разного типа, а также скорость архивации и разархивации файлов внутри накопителя. Для копирования используется стандартное средство Windows – утилита Robocopy, при архивации и разархивации – архиватор 7-zip версии 9.22 beta. В тестах участвует три набора файлов: ISO – набор, включающий несколько образов дисков c дистрибутивами программ; Program – набор, представляющий собой предустановленный программный пакет; Work – набор рабочих файлов, включающий офисные документы, фотографии и иллюстрации, pdf-файлы и мультимедийный контент. Каждый из наборов имеет общий объём файлов 8 Гбайт.

⇡#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 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

Учитывая позиционирование Crucial BX100, в качестве соперников для этого SSD мы подобрали как дешёвые накопители других производителей из числа лидеров рынка, так и несколько «эталонных» высокопроизводительных накопителей.

Итого имеем следующий список протестированных моделей:

• Crucial BX 100 250 Гбайт (CT250BX100SSD1, прошивка MU01);
• Crucial BX 100 500 Гбайт (CT500BX100SSD1, прошивка MU01);
• Crucial MX100 256 Гбайт (CT256MX100SSD1, прошивка MU02);
• Crucial MX200 250 Гбайт (CT250MX200SSD1, прошивка MU01);
• Crucial MX200 500 Гбайт (CT500MX200SSD1, прошивка MU01);
• Samsung 850 Pro 256 Гбайт (MZ-7KE256, прошивка EXM01B6Q);
• Samsung 850 EVO 250 Гбайт (MZ-75E250, прошивка EMT01B6Q);
• Samsung 850 EVO 500 Гбайт (MZ-75E500, прошивка EMT01B6Q);
• SanDisk Extreme PRO 240 Гбайт (SDSSDXPS-240G, прошивка X21200RL);
• SanDisk Ultra II 240 Гбайт (SDSSDHII-240G, прошивка X31000RL);
• SanDisk Ultra II 480 Гбайт (SDSSDHII-480G, прошивка X31000RL).

⇡#Производительность

Последовательные операции чтения и записи

Представители серии Crucial BX100 способны выдавать очень неплохую производительность при последовательных операциях. При чтении они вообще находятся в числе лидеров, а при записи – опережают такие популярные модели, как Crucial MX100, Samsung 850 EVO и SanDisk Ultra II. Очевидно, платформа SM2246EN хорошо оптимизирована для нагрузки такого рода, но не стоит умалять и заслуги инженеров Crucial. Благодаря эксклюзивной микропрограмме Crucial BX100 действительно быстрее прочих накопителей на данном контроллере – это хорошо заметно по скорости последовательной записи, которая у рассматриваемого SSD на 10-15 процентов выше, чем у накопителей на том же чипе, но с эталонной прошивкой.

Попутно заметим, что варианты BX100 разной ёмкости заметно различаются своим быстродействием. Полутерабайтная версия быстрее варианта на 256 Гбайт при записи – именно такие операции особенно чувствительны к степени параллелизма массива флеш-памяти.

Случайные операции чтения

К сожалению, эксклюзивная прошивка не может исправить низкую скорость Crucial BX100 при случайных операциях чтения. Этот накопитель явно быстрее, чем построенные на том же контроллере «референсные» Transcend SSD370, Crucial Force LX или ADATA Premier SP610, но всё равно медленнее распространённых SSD производителей первого эшелона. Слабость четырёхканальной архитектуры контроллера SM2246EN где-то должна была проявиться, и сейчас мы видим именно такой случай. И очень печально, что низкая производительность «вылезла» именно тут: случайные операции чтения – один из самых распространённых типов нагрузки в реальной жизни.

Давайте теперь посмотрим, как зависит производительность рассматриваемых SSD от глубины очереди запросов при чтении 4-килобайтных блоков. Чтобы не загромождать такой график, мы поместили на него лишь результаты наиболее производительных представителей в каждой линейке SSD.

Производительность Crucial BX100 при случайных операциях чтения невысока при любой глубине очереди запросов. При нагрузке в виде произвольных операций вычислительной мощности контроллера SM2246EN оказывается банально недостаточно. И это проблема свойственна любым SSD, построенным на данном контроллере, вне зависимости от удачности сделанных в их микропрограмме оптимизаций. В результате здесь Crucial BX100 не попадает в «высшую лигу» и показывает себя как типично бюджетный накопитель класса OCZ Arc 100 или Plextor M6S.

В дополнение к этому предлагаем посмотреть, как зависит скорость случайного чтения от размера блока данных:

Ничего обнадёживающего нет и на этом графике. Вне зависимости от того, с блоками какого размера приходится сталкиваться накопителю, Crucial BX100 выдаёт крайне невысокий результат. Положение не исправляется и на блоках большого размера, работа с которыми становится похожа на последовательные операции. Всё это означает лишь одно: серия Crucial BX100 серьёзно отличается от своих MX-собратьев. В ней производитель сделал упор на цену, а производительность при этом отошла на второй план.

Случайные операции записи

Не слишком высокими оказываются результаты Crucial BX100 и при случайной записи. Однако тут этому SSD всё-таки удаётся опередить основанный на TLC-памяти SanDisk Ultra II и приблизиться к более производительным продуктам.

Кстати, обратите внимание, в то время как варианты Crucial BX100 разной ёмкости демонстрировали сильно различающуюся скорость при последовательных операциях чтения и записи, случайные операции они выполняют примерно с одним и тем же быстродействием. Такая особенность указывает на то, что узким местом при случайных операциях оказывается именно мощность базового контроллера, а не степень параллелизма флеш-памяти.

Целиком же зависимость скорости произвольной записи 4-килобайтными блоками от глубины очереди запросов выглядит следующим образом:

Хотя показатели производительности Crucial BX100 и не высоки, они вполне приемлемы для бюджетной модели SSD. Как видно из графика, при операциях случайной записи этот накопитель явно быстрее SanDisk Ultra II.

Следующий график отражает зависимость скорости случайной записи от размера блока данных.

Запись большими блоками даётся Crucial BX100 существенно лучше, чем мелкими. И в этом случае бюджетный накопитель Crucial показывает достаточно неплохую производительность, обгоняя даже таких сильных соперников, как SanDisk Extreme Pro или Samsung 850 EVO.

Смешанная нагрузка

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 операций 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 проседает. Это стало поводом для проведения отдельного исследования, в рамках которого мы проверяем, как работают SSD при необходимости обработки последовательных операций, поступающих вперемежку. Следующая диаграмма демонстрирует наиболее характерный для десктопов случай, когда соотношение количества операций чтения и записи составляет 4 к 1.

Когда мы тестировали Transcend SSD370 – накопитель на базе контроллера SM2246EN c эталонной прошивкой, никаких особенно впечатляющих результатов при смешанной нагрузке мы не наблюдали. Однако Crucial BX100 нельзя назвать близким родственником того SSD, в нём полностью переделана микропрограмма. И очевидно, разработчики Crucial уделили особенное внимание оптимизации своего накопителя именно под комбинированные нагрузки. В результате по данному показателю BX100 смог неожиданно попасть в число лучших SATA SSD. И мы всецело поддерживаем такую оптимизацию: актуальные сценарии использования потребительских накопителей постепенно дрейфуют от преобладания рафинированных операция чтения в направлении смешанной нагрузки.

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.

Crucial BX100 выдаёт неплохую скорость при смешанной нагрузке при любых соотношениях между операциями чтения и записи. Поэтому данный твердотельный накопитель может стать очень интересным вариантом при использовании в качестве рабочего диска, несмотря на то, что при раздельных операциях случайного чтения или записи его производительность совсем не внушает оптимизма.

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.

Твердотельные накопители, построенные на дешёвых аппаратных платформах, при работе под длительной тяжёлой и непрерывной нагрузкой сразу же выдают свою сущность. Дело в том, что обычно они не могут похвастать сохранением постоянной производительности ни в свежем состоянии, ни уж тем более в использованном. Crucial BX100 — прекрасная тому иллюстрация. Даже находясь в состоянии «из коробки», этот SSD страдает от периодических провалов производительности. Впрочем, справедливости ради заметим, что для решения нижней ценовой категории это вряд ли является какой-то значительной проблемой. Периодические падения скорости нежелательны лишь в системах, где по характеру нагрузки важно постоянное высокое быстродействие (например, при обработке видеопотока в реальном времени), либо при комбинировании нескольких накопителей в RAID-массиве. Маловероятно, что бюджетный Crucial BX100 сможет попасть в такие среды.

В целом же картина зависимости скорости записи от объёма записанных данных выглядит, как и должна. Полный объём накопителя можно заполнить с высокой производительностью (с некоторыми оговорками), затем скорость падает. Однако нижняя граница скорости накопителя, находящегося в использованном состоянии, составляет менее 2000 IOPS, что для современных SSD — катастрофически мало. Поэтому допускать Crucial BX100 к тяжёлым нагрузкам, в процессе которых может произойти деградация, или к работе в средах без TRIM категорически не рекомендуется.

Давайте посмотрим теперь, как у Crucial BX100 работает сборка мусора. Для исследования этого вопроса после завершения предыдущего 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 быстродействие. Затем на накопитель принудительно подаётся команда TRIM — и скорость измеряется ещё раз, что позволяет убедиться в способности SSD с помощью TRIM полностью восстанавливать свою паспортную производительность.

TRIM у Crucial BX100 работает как положено, но вот сборка мусора без помощи со стороны операционной системы выполняется не слишком агрессивно. Во время простоя контроллер освобождает под будущие операции записи на 250-гигабайтной версии накопителя около 2,8 Гбайт пространства, а на 500-гигабайтной – вдвое больше. Конечно, многие современные SATA SSD неспособны и на такое, но, на наш взгляд, контроллер вполне мог бы собирать мусор и более результативно, особенно если учесть, что объём резервной области флеш-памяти у Crucial BX100 составляет внушительные 9 процентов от полной ёмкости накопителя.

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.

Crucial BX100 250 Гбайт

Crucial BX100 500 Гбайт

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 Adobe 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.

С точки зрения PCMark 8 накопители серии Crucial BX100 следует отнести к решениям нижнего уровня: они отстают от большинства SSD лидеров рынка, что вполне соответствует их стоимости. Однако при этом следует отметить, что BX100 быстрее обычных накопителей на базе контроллера SM2246EN и здесь. Иными словами, сделанные инженерами Crucial оптимизации результативны и осязаемы, и благодаря им Crucial BX100 можно смело назвать лучшим SSD на базе чипа компании Silicon Motion.

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.

Но на Crucial BX100 это не распространяется. Оба протестированных нами накопителя этой серии демонстрируют на удивление ровные результаты, показывая невысокую скорость в любых сценариях. По быстродействию в различных приложениях их можно сравнить лишь с бюджетными накопителями SanDisk Ultra II.

Копирование файлов

Имея в виду, что твердотельные накопители внедряются в персональные компьютеры всё шире и шире, мы решили добавить в нашу методику измерение производительности при обычных файловых операциях – при копировании и работе с архиваторами, которые выполняются «внутри» накопителя. Это – типичная дисковая активность, возникающая в том случае, если SSD исполняет роль не системного накопителя, а обычного диска.

В тестах копирования картина оказывается не совсем типичной. В таких сценариях свою роль удаётся сыграть оптимизации микропрограммы Crucial BX100 под смешанные операции, и в результате по производительности этот накопитель оказывается на одном уровне с более дорогими моделями SSD. Особенно выгодно смотрится 250-гигабайтная версия BX100: она опережает SanDisk Ultra II, Samsung 850 EVO и Crucial MX100 аналогичного объёма.

Вторая группа тестов проведена при архивации и разархивации директории с рабочими файлами. Принципиальное отличие этого случая заключается в том, что половина операций выполняется с разрозненными файлами, а вторая половина – с одним большим файлом архива.

Неплохо показывают себя Crucial BX100 и в таких тестах. Получается, что эти накопители могут стать хорошей заменой для механических HDD в роли основного рабочего диска. Благо в модельном ряду BX100 есть и терабайтная модель, а их ресурс вполне достаточен для перенесения нагрузок, возникающих в общеупотребительных ПК.

⇡#Выводы

За последние год-полтора Crucial приучила нас к тому, что все её новинки неминуемо становятся хитами. Хотя эта компания и не проводит в жизнь никаких новаторских решений, основывая свои SSD на привычных технологиях, ей почти всегда удаётся нащупать выигрышный баланс между производительностью и ценой, и поэтому по совокупности характеристик её накопители с лёгкостью дают фору многим устройствам других фирм. Однако новая модель BX100 не совсем вписывается в этот привычный сценарий. Дело в том, что, разрабатывая данный SSD, Crucial задумывалась в первую очередь о максимальном удешевлении, отодвигая вопрос производительности на второй план.

Впрочем, даже здесь Crucial удалось нащупать весьма необычный подход. Основным и самым дорогим компонентом SSD является флеш-память, поэтому стоимость конечного продукта проще всего понизить при помощи дешёвой памяти. Но тогда может пострадать надежность и, следовательно, репутация производителя. Поэтому Crucial в своём BX100 оставила качественную 16-нм MLC NAND компании Micron, которая применяется в SSD более высокого уровня. Удешевление же было проведено за счёт смены контроллера: место традиционного чипа Marvell занял Silicon Motion SM2246EN. Это повлияло на производительность, лишило накопитель поддержки шифрования, а также потребовало отказаться от технологии дополнительной защиты данных RAIN, зато позволило обеспечить для Crucial BX100 традиционный уровень выносливости – до 40 Гбайт ежедневных записей в течение пятилетнего срока.

Что же касается быстродействия BX100, то в целом оно оказалось достаточно далеко от уровня флагманов, тем не менее при целом ряде нагрузок этот SSD может похвастать очень неплохими результатами. Так, мы зафиксировали вполне достойную производительность при последовательных и при комбинированных операциях. А это значит, что рассмотренный накопитель может стать неплохим рабочим SSD. Тем более что в модельном ряду BX100 есть не только маловместительные варианты, но и устройство ёмкостью 1 Тбайт.

В итоге у Crucial в очередной раз всё вышло очень складно. В лице BX100 мы получили чуть ли не самую дешёвую модель нижнего ценового диапазона с приемлемой для многих целей производительностью и хорошей надёжностью. И следовательно, Crucial BX100 вполне может претендовать на то, чтобы стать для желающих сэкономить наилучшим выбором.