Накопители

Обзор SSD-накопителя ADATA Premier SP550: реабилитация SM2256

⇣ Содержание

#Методика тестирования

Тестирование проводится в операционной системе Microsoft Windows 10 Enterprise x64 Build 10586, 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
    • 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.
    • 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.
    • 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.
    • 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.
    • Измерение производительности при смешанной многопоточной нагрузке и установление её зависимости от соотношения между операциями чтения и записи. Тест проводится дважды: для последовательных операций чтения и записи блоками объёмом 128 Кбайт, выполняемых в два независимых потока, и для случайных операций с блоками объёмом 4 Кбайт, которые выполняются в четыре потока. В обоих случаях соотношение между операциями чтения и записи варьируется с шагом 20 процентов. Оценка скоростей выполняется в течение трёх минут, после чего вычисляется средний показатель.
    • 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 5.0.2  
    • 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 Maximus VIII Ranger, процессором Core i5-6600K со встроенным графическим ядром Intel HD Graphics 530 и 8 Гбайт DDR4-2133 SDRAM. Приводы 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) 14.6.0.1029.

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

Участники тестирования

Поскольку ADATA Premier SP550 выступает в самой нижней ценовой категории, большинство участвующих в этом сравнении SSD относятся к бюджетному сегменту. Однако мы не стали исключать и признанных лидеров среди SATA-накопителей с тем, чтобы полученная картина описывала производительность новинки по возможности более полно.

В итоге получился следующий перечень соперников:

Прямыми конкурентами ADATA Premier SP550 в этом списке являются TLC-накопители: Crucial BX200, основанный на таком же контроллере Silicon Motion SM2256; SanDisk Ultra II на контроллере Marvell и Toshiba Q300 на контроллере Phison S10, который можно считать полным аналогом OCZ Trion 100 и Kingston UV300.

#Производительность — последовательные операции чтения и записи

К скорости последовательного чтения любых современных SATA SSD трудно предъявлять какие-то претензии. Ведь эта характеристика давно упёрлась в пропускную способность интерфейса. ADATA Premier SP550 в этом плане ничем не отличается от своих конкурентов – при чтении последовательных данных скорость составляет типичные 500 Мбайт/с.

Что же касается последовательной записи, то тут накопители, основанные на TLC NAND, сразу выпадают из группы лидеров. К сожалению, этот тип памяти не позволяет получить такую же скорость, как у привычных нам MLC-накопителей, причём скорости различаются в разы. В то же время ADATA Premier SP550 по меркам второго поколения TLC SSD не так уж и плох – он заметно опережает Crucial BX200 и показывает идентичный результат с Toshiba Q300, базовый контроллер которого, к слову, имеет восьмиканальную, а не четырёхканальную архитектуру. В комментарии к такому результату очень хотелось бы сказать, что ADATA удалось создать достаточно быстрый твердотельный накопитель на базе контроллера SM2256 и TLC NAND, но это, к сожалению, совсем не так: старый добрый SanDisk Ultra II выдаёт вдвое более высокую скорость последовательной записи, а ведь он тоже основан на TLC NAND.

#Производительность — случайные операции чтения

Накопитель, построенный на TLC-памяти, тестируется в нашей лаборатории далеко не впервые, и нам известно, что такой базис при всём желании не позволяет получить производительное и при чтении, и при записи решение. Тем не менее использовать такие SSD в качестве системных дисков вполне допустимо – для этого лишь требуется, чтобы они показывали достойную скорость на операциях случайного чтения. Однако у нового поколения TLC SSD проблемы выявляются и здесь. Рассматриваемый нами в этом обзоре ADATA Premier SP550 отстаёт от бюджетных MLC-накопителей очень заметно, причём такая картина наблюдается как без очереди запросов, так и в конвейерном режиме.

Несмотря на то, что операции с глубокой очередью запросов для персональных компьютеров не характерны, мы всё же посмотрим, как зависит производительность рассматриваемого SSD от глубины очереди запросов при чтении 4-килобайтных блоков.

Всё это хорошо иллюстрируется приведённым графиком. Всё-таки мощность контроллера SM2256 слишком низка для работы с TLC-памятью, поэтому даже при чтении с различной очередью команд ADATA Premier SP550 оказывается чуть ли не самым медленным вариантом. Отстаёт от него разве только Crucial BX200, где такой же медленный контроллер соседствует с медленной TLC NAND.

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

Надо сказать, что с этой задачей Premier SP550 справляется довольно неплохо. И это вполне объяснимо: с ростом размера блока случайные операции всё больше начинают походить на последовательные, а на этом типе нагрузки SM2256 показал себя достаточно хорошо.

#Производительность — случайные операции записи

Полученные результаты сильно расходятся с тем, что обещано в спецификациях ADATA Premier SP550. Дело тут в том, что производитель указывает наиболее выгодные для себя характеристики, описывающие быстродействие при работе с SLC-кешем. Наши же тесты воспроизводят достаточно длительные нагрузки, для которых объёма кеша оказывается недостаточно.

Тем не менее результат Premier SP550 не так плох, как у недавно протестированного нами Crucial BX200. Однако до уровня производительности TLC-платформы Phison S10 этот построенный на четырёхканальном контроллере SM2256 серьёзно не дотягивает. А отставание от TLC-накопителя первого поколения, SanDisk Ultra II, даже более чем двукратное. 

Ещё более наглядно осознать слабость платформы SM2256 даже в комплекте с достаточно производительной TLC NAND можно, глядя на следующий график. На нём показана зависимость скорости произвольной записи 4-килобайтными блоками от глубины очереди запросов:

Максимальная скорость, которую можно выжать при случайной записи из ADATA Premier SP550, не превышает 100 Мбайт/с. Это коррелирует и с предельной скоростью при последовательной записи – там предельное быстродействие находится примерно на том же уровне. Можно было бы предположить, что четырёхканальный массив TLC-флеш-памяти больше выдать не в состоянии и это ограничение заложено в самой её архитектуре. Но нет, на самом деле результат SanDisk Ultra II говорит об обратном: при использовании «правильного» контроллера с «правильной» TLC NAND предельная скорость записи может быть почти вдвое выше.

Следующий график отражает зависимость производительности при операциях случайной записи от размера блока данных.

О том же говорит и результат, полученный при увеличении размеров блоков. Кажется, что разработчики новых платформ для TLC-накопителей просто проигнорировали возможности всякой оптимизации, уповая на то, что одномоментная запись объёма данных, выходящего по размеру за SLC-кеш, не характерна для обычных клиентских нагрузок.

#Производительность — 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 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 смешанной нагрузке, состоящей из операций последовательного чтения и записи. Следующая пара диаграмм демонстрирует наиболее характерный для десктопов случай, когда соотношение количества операций чтения и записи составляет 4 к 1.

Мы уже говорили о том, что при смешанной нагрузке контроллеру SM2256 удаётся демонстрировать на удивление неплохие показатели производительности. А в ADATA Premier SP550 он работает с TLC NAND с Toggle-интерфейсом, что дополнительно улучшает ситуацию. В результате рассматриваемому накопителю удаётся даже дотянуться до уровня Kingston HyperX Savage – SSD с полноценной MLC-памятью. Если же SP550 сопоставлять лишь с построенными на TLC конкурентами, то при работе со смешанной нагрузкой он оказывается одним из лучших вариантов.

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

Диагноз ADATA Premier SP550, как и всех прочих TLC-накопителей второго поколения, совершенно очевиден. В то время как все традиционные MLC SSD имеют U-образный график производительности при смешанной нагрузке, TLC SSD сильно сдают при записи данных. В результате увеличение в смешанной нагрузке доли операций записи приводит к тому, что скорость работы TLC-накопителей падает и падает. Таким образом, приемлемого быстродействия от ADATA Premier SP550 (и подобных продуктов) можно ожидать лишь при преобладании в нагрузке операций чтения. Однако даже в этом случае соперничать такие решения могут лишь с самыми медленными MLC-моделями вроде Kingston HyperX Savage. Большинство же накопителей среднего уровня все равно окажутся быстрее.

#Производительность — деградация и восстановление

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 с очередью максимальной глубины 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.

График изменения производительности в зависимости от объёма записанной информации имеет характерный для TLC-накопителей вид. На нём можно выделить три участка с принципиально различными результатами. На первом этапе, когда запись идёт в SLC-кеш, производительность ADATA Premier SP550 составляет порядка 80 тысяч IOPS. Что, кстати, даже немного выше, чем было обещано в спецификациях.

Однако объём кеша быстро заканчивается, и далее следует продолжительный второй этап, в течение которого запись идёт напрямую в массив памяти на основе TLC NAND. На этом этапе средняя производительность значительно ниже – около 19 тысяч IOPS. К тому же на этом этапе Premier SP550 отличается плохой повторяемостью результатов: моментальная скорость скачет в пределах от 7 до 27 тысяч IOPS. Впрочем, в данном случае это и не так важно, поскольку вряд ли кому-то может прийти в голову использовать бюджетный TLC-накопитель в RAID-массиве или в другой среде, где постоянство скоростных характеристик имеет какое-то значение.

Когда же пул свободных страниц флеш-памяти подходит к концу, начинается третий этап, в течение которого запись идёт параллельно со стиранием блоков страниц. Удивительно, но никакого серьёзного падения производительности при этом не происходит. Да, средняя скорость записи снижается до 14-15 тысяч IOPS, плюс заметно ухудшается стабильность моментальных результатов, однако в целом переход из свежего в использованное состояние для ADATA Premier SP550, можно сказать, почти незаметен. 

Для того чтобы нагляднее продемонстрировать, как работает у ADATA Premier SP550 технология SLC-кеширования, на следующей иллюстрации мы воспроизвели начальную часть графика с производительностью при записи. По ней хорошо виден размер и эффективность SLC-кеша.

Если судить по результатам нашего измерения, то эффективный размер SLC-кеша составляет около 2,3 Гбайт. Однако не стоит забывать о коэффициенте усиления записи, с учётом которого можно предположить, что ADATA Premier SP550 ёмкостью 240 Гбайт имеет выделенную под кеш область флеш-памяти объёмом около 3 Гбайт. Кстати, отмеченная нами в обзоре Crucial BX200 проблема с, мягко говоря, неторопливым освобождением этого кеша существует и у рассматриваемого SSD. На то, чтобы его содержимое переписалось в основную память, уходит около минуты. Соответственно, если между операциями записи больших объемов данных не делать продолжительные паузы, эффективность SLC-кеширования стремительно падает.

Давайте посмотрим теперь, как у рассматриваемого накопителя 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.

Автономные алгоритмы сборки мусора у ADATA Premier SP550 не работают – сама по себе TLC-память под будущие операции не готовится. Зато SLC-кеш высвобождается в любом случае, так что какая-то компенсация отсутствия автономной расчистки существует. К тому же, если использовать Premier SP550 в среде с поддержкой команды TRIM, никаких проблем с деградацией производительности не будет. Эта команда обслуживается ровно так, как и должна. И в этом ADATA Premier SP550 очень похож на построенный на том же контроллере Crucial BX200.

#Производительность — 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 обычно почти не отличается от показателей, которые были получены нами в тяжёлом и многофункциональном пакете Iometer.

Удивительно, но показатели, которые можно увидеть при тестировании новинки в CrystalDiskMark, низкими совсем не кажутся. Но дело тут в том, что данный бенчмарк с настройками по умолчанию оперирует сравнительно небольшими объёмами данных и фактически выдаёт нам лишь информацию о производительности SLC-кеша ADATA Premier SP550. Если опираться на эти числа, то Premier SP550 не хуже многих распространённых MLC-накопителей. Иными словами, выявить слабые места рассматриваемого SSD стандартными синтетическими тестами очень непросто, но вот при реальной работе все его минусы сразу же всплывут.

#Производительность — PCMark 8 2.0, реальные сценарии использования

Тестовый пакет Futuremark PCMark 8 2.0 интересен тем, что он основывается на том, как работают реальные приложения. В процессе его прохождения воспроизводятся настоящие сценарии распространённых десктопных задач 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.

Надо сказать, что с точки зрения комплексного бенчмарка PCMark 8 2.0 рассматриваемый накопитель ADATA Premier SP550 выглядит не таким уж и аутсайдером, несмотря на то, что в его основе использован четырёхканальный контроллер и TLC NAND. Всё дело в том, что в реальном использовании SSD в качестве системного диска нельзя недооценивать роль SLC-кеширования. Кроме того, свою роль играет и сравнительно неплохая производительность  SP550 при смешанной нагрузке. В результате по интегральному показателю Premier SP550 превосходит не только явно неудачный Crucial BX200, но и Toshiba Q300 – TLC-накопитель на базе контроллера Phison S10. Однако до SanDisk Ultra II он все-таки не дотянулся: TLC SSD из первого поколения могут предложить явно более высокое быстродействие.

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 тех приложениях, где в тестовых сценариях на SSD записывается не слишком большое количество информации, ADATA Premier SP550 выдаёт весьма неплохую для ультрабюджетного накопителя производительность. В частности, порой ему удаётся обогнать даже Kingston HyperX Savage и Crucial BX100 на MLC-памяти. Такие благоприятные для главного героя этого обзора условия создают Adobe Photoshop (с лёгкой нагрузкой) и Adobe InDesign. Однако в большинстве случаев Premier SP550 опережает лишь другие TLC-накопители на базе контроллеров SM2256 и Phison S10, не претендуя на большее.

#Производительность — копирование файлов

Имея в виду, что твердотельные накопители используются в персональных компьютерах всё чаще, мы решили добавить в нашу методику измерение производительности при обычных файловых операциях – 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.

Применять современные накопители с TLC-памятью для обычной пользовательской активности – не слишком правильно. С ординарным копированием файлов они справляются откровенно плохо: SSD на базе MLC NAND в таком сценарии как минимум вдвое быстрее.

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.

Качественных отличий нет и при работе с архивами. ADATA Premier SP550 быстрее, чем другие TLC-накопители того же поколения, но отстаёт от TLC SSD прошлого поколения, и уж тем более проигрывает в производительности продуктам, в основе которых лежит MLC NAND. 

#Выводы

Несмотря на то, что инженеры ADATA путём подбора «правильной» TLC NAND смогли раскрыть потенциал контроллера SM2256, SSD с рекордной производительностью у них всё равно не получилось. Да, Premier SP550 превосходит другие SSD своего поколения — он заметно быстрее, чем Crucial BX200, и немного лучше TLC-накопителей на базе контроллера Phison S10. Однако любые вышедшие в этом году TLC-продукты нового поколения серьёзно не дотягивают до уровня, обозначенного TLC-накопителями лидеров рынка – компаний Samsung и SanDisk. В результате ADATA Premier SP550 представляет интерес лишь в отдельных применениях, где низкая скорость массива флеш-памяти может быть скомпенсирована SLC-кешированием.

Другими словами, чтобы превратить SP550 в привлекательное предложение, его характеристики стоит дополнить весьма интересной стоимостью. Собственно, это понимают и в маркетинговом отделе ADATA — компания установила на Premier SP550 такие цены, что этот SSD стал сегодня одним из самых дешёвых предложений на рынке. И такая ставка, определённо, может сыграть. Ведь если не требовать от SSD слишком многого и выбирать простой системный накопитель, на который в процессе повседневной работы не предполагается писать заметные объёмы информации, то ADATA Premier SP550 вполне может оказаться приемлемым ультрабюджетным вариантом. При таком щадящем сценарии использования данный SSD почти не хуже многочисленных недорогих MLC-накопителей, предлагаемых производителями второго-третьего эшелона.

Кроме того, не следует забывать и о том, что ADATA относится к числу создателей SSD со стабильно положительной репутацией. У этой фирмы в ассортименте никогда не было откровенно неудачных продуктов, а к выполнению взятых на себя гарантийных обязательств она подходит со всей ответственностью. И даже для рассмотренного сегодня Premier SP550 она установила такой предельный ресурс, который внушает уверенность в достаточной выносливости этой модели несмотря на то, что в ней используется TLC NAND.

Иными словами, среди любителей сэкономить ADATA Premier SP550 вполне может найти своего покупателя. Однако если вы склоняетесь к приобретению именно этой модели, то должны осознавать, что, добавив к бюджету ещё $15-20, вы сможете получить в своё распоряжение всеядную и основанную на MLC-памяти модель накопителя, рассуждения о производительности которой не будут требовать постоянных отсылок к ценовому аргументу.

 
← Предыдущая страница
⇣ Содержание
Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме
⇣ Комментарии
window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥