Обзор SSD-накопителя OCZ Trion 150: вплеснули колдовства

С момента перехода контроля над компанией OCZ в руки Toshiba миновало более двух лет, и ответы на все возможные вопросы о том, какие изменения претерпит бизнес OCZ, дала сама жизнь. Сегодня с полной уверенностью можно говорить о том, что OCZ не утратила своей самостоятельности. Она продолжает заниматься разработками, предлагает независимую от материнской компании линейку продукции и распространяет твердотельные накопители по собственным каналам. В случае с покупкой OCZ японский концерн решил подойти к своему приобретению очень бережно, опасаясь, что инженерный и производственный потенциал небольшого и амбициозного производителя SSD может без следа раствориться в структуре огромной корпорации. Поэтому OCZ продолжает работать почти независимо и взаимодействует с материнской компанией в основном по вопросам поставок чипов NAND и оптимизации своей продукции под их конкретные характеристики. Иными словами, отношения между OCZ и Toshiba больше напоминают партнёрство, от которого в конечном итоге выигрывают обе стороны.

Однако произошедший в прошлом году массовый выход недорогих накопителей, основанных на TLC-памяти, всё-таки заставил OCZ начать пользоваться доступными сторонними ресурсами более активно. В последнее время разработчики OCZ заняты завершающей фазой проектирования новой производительной платформы JetExpress, и отвлекаться на бюджетные решения им совершенно не с руки. Поэтому компания решила не распыляться, а для пополнения модельного ряда продукции бюджетными моделями на базе трёхбитной памяти воспользоваться готовыми наработками инженеров Toshiba. Именно так на рынке и появился накопитель OCZ Trion 100, который на самом деле является братом-близнецом модели Toshiba Q300.

Наша лаборатория подробно познакомилась с этими бюджетными накопителями, основанными на контроллере Phison S10, и приходится признать, что позитивных впечатлений они после себя почти не оставили. Но благодаря активному маркетингу и низкой цене покупатели у таких решений всё же находятся в достаточном количестве. Поэтому бросать поставки TLC-накопителей OCZ не собирается. И более того, она не оставляет надежд создать недорогое решение и для более требовательных пользователей, для чего на смену Trion 100 теперь приходит обновлённое и улучшенное решение – Trion 150.

По сути, OCZ Trion 150 – это тоже продукт разработки Toshiba. Новая версия Trion использует почти ту же аппаратную платформу, что и старая, – контроллер Phison S10 и собственную тошибовскую TLC-память. Однако теперь у Toshiba появилась более плотная и выгодная в производстве планарная TLC NAND, выпускаемая по техпроцессу с 15-нм нормами. Именно она и послужила истинной причиной обновления модельного ряда и появления такого накопителя, как Trion 150. Впрочем, одной лишь заменой памяти дело не ограничилось: OCZ в своих маркетинговых материалах обещает существенное увеличение производительности в некоторых сценариях. И вот это уже действительно интересно, ведь сменой одного вида TLC NAND на другой добиться заметного прироста скорости работы невозможно. Поэтому, как только у нас появилась возможность поближе познакомиться с OCZ Trion 150, мы не преминули ей воспользоваться.

⇡#Технические характеристики

Итак, с точки зрения «железа» OCZ Trion 150 – это лёгкая модернизация бюджетного Trion 100, который, как и предшественник, позиционируется производителем в качестве замены HDD для пользователей, желающих впервые прикоснуться к миру твердотельных накопителей. Суть произошедших перемен заключается в том, что в Trion 150 устанавливается новейшая 15-нм TLC NAND компании Toshiba, в то время как в предыдущей модели использовалась память, выпускаемая по 19-нм техпроцессу второго поколения. На данный момент массовые поставки 15-нм TLC NAND только начинаются, и OCZ Trion 150 – первый и пока единственный SSD на этой флеш-памяти. Однако произведённую по тому же техпроцессу MLC NAND мы уже встречали, например в основе накопителя Plextor M6V.

Впервые о старте массового производства 15-нм флеш-памяти Toshiba объявила почти два года назад. Но на то, чтобы добиться приемлемого выхода годных полупроводниковых кристаллов, компании потребовалось немало времени. Зато теперь, наконец, параметры сходящей с конвейера памяти позволяют использовать её в SSD младшего ценового диапазона. И более того, благодаря новой памяти себестоимость Trion 150 получается явно ниже, чем у предшественника, поэтому OCZ надеется быстро заменить в структуре поставок одну модель другой.

При этом нужно подчеркнуть и ещё одну важную деталь. Техпроцесс с нормами 15-нм – последний и самый «тонкий», на котором планируется делать планарную флеш-память для массовых твердотельных накопителей. Более плотная 2D NAND использоваться в SSD уже, по всей видимости, не будет – дальнейшее масштабирование размеров ячеек влечёт за собой серьёзное снижение их надёжности. Поэтому будущий прогресс стоит связывать лишь с переходом к трёхмерной компоновке ячеек флеш-памяти. Иными словами, принципиально более дешёвые (в смысле себестоимости), чем Trion 150, накопители стоит ожидать не раньше второй половины года – когда на рынок придёт перспективная TLC 3D NAND авторства Intel/Micron. На сегодня же 15-нм TLC NAND компании Toshiba – это рекордсмен по плотности упаковки данных в планарных устройствах флеш-памяти: новые чипы позволяют хранить 1,28 Гбит/мм², и из всех имеющихся вариантов с ними по этому показателю может соперничать только 32-слойная TLC V-NAND компании Samsung.

Тем не менее OCZ не торопится рушить цены на бюджетные модели SSD. Рекомендованная стоимость представителей модельного ряда Trion 150 пока установлена на том же уровне, что и раньше. Но этого всё равно вполне достаточно, чтобы новая модель вместе с Crucial BX200 и ADATA Premier SP550 попадала в число самых доступных твердотельных накопителей, которые стоят меньше, чем накопители на базе MLC NAND, как минимум на 15-20 процентов.

Такими же, как у предшественника, остались у OCZ Trion 150 и заявленные характеристики.

В том, что мы не видим никаких перемен в спецификациях обновлённой версии Trion, нет ничего удивительного. Во-первых, не изменилась аппаратная платформа. В основе Trion 150 лежит всё тот же контроллер Phison S10, хотя в данном случае производитель называет его вторым именем – Toshiba TC58NC1000. Во-вторых, новая 15-нм TLC-память по характеристикам быстродействия практически не отличается от TLC NAND предыдущего поколения. В-третьих, те скорости, которые производители SSD сообщают для моделей на базе трёхбитовой памяти, определяются обязательным в этом случае SLC-кешем, который при работе с небольшими объёмами данных маскирует реальную производительность массива флеш-памяти.

Однако не стоит думать, что OCZ Trion 150 полностью повторяет дизайн Trion 100. В описании этой модели есть очень интересная фраза: «Скорость записи больших объёмов данных, выходящих за границы SLC-кеша, увеличена примерно вдвое».

И это – не пустые слова. К выходу новой модели Trion разработчики Phison приурочили выпуск новой оптимизированной версии прошивки, которая пока что доступна только в новом накопителе OCZ. В этой микропрограмме реализован принципиально иной алгоритм работы с SLC-кешем. Если раньше во время записи данных свободный объём кеша заканчивался, контроллеру требовалось сначала перенести хотя бы часть данных из кеша в основной массив памяти и лишь потом продолжать приём входного потока команд. И это была откровенно плохая стратегия, в результате которой при исчерпании места в кеше не только катастрофически падала скорость записи, но и возникали «фризы» – заметные подвисания накопителя. В новой же прошивке во избежание таких ситуаций добавлен дополнительный режим прямой записи в память. То есть теперь, если SLC-кеш в процессе работы оказывается переполнен, а входящие запросы на запись данных всё ещё продолжают поступать, контроллер начинает писать информацию в TLC-память напрямую – без использования кеширования. Освобождение же места в SLC-кеше откладывается на потом – на ближайший период простоя накопителя. Именно за счёт этого и обещано улучшение скорости записи во время высоких нагрузок.

Тем не менее OCZ признаёт, что Trion 150, как и его предшественник, на самом деле не лучшим образом приспособлен для работы в сценариях, где на накопитель нужно писать большие объёмы информации. Всё-таки операции записи в TLC-памяти выполняются по сравнению с MLC очень медленно. Однако для того, чтобы хоть как-то сгладить ситуацию, в новом Trion эффективный размер SLC-кеша существенно увеличен. Теперь его объём составляет около 1,5 Гбайт на каждые 120 Гбайт ёмкости накопителя, что примерно в два с половиной раза больше, чем раньше. Вместе с изменением алгоритма кеширования это тоже способствует росту производительности при операциях записи, а также помогает снижению коэффициента усиления записи и уменьшению износа ячеек TLC NAND.

Но несмотря на это, заявленный ресурс Trion 150 остался таким же, как и был раньше. С учётом трёхлетней гарантии, на Trion 150 разрешается писать не более примерно пятой части от полного объёма SSD ежедневно. Много это или мало — каждый пользователь решит самостоятельно. По всей видимости, достигнутое снижение коэффициента усиления записи лишь компенсирует снизившуюся надёжность TLC NAND, производимой по более «тонкому» и более капризному техпроцессу. К тому же контроллер Phison S10 не поддерживает алгоритм LDPC ECC, позволяющий добиться лучшей коррекции ошибок чтения из трёхбитовой памяти. Поэтому-то и получается, что Trion 150 уступает по ресурсу некоторым TLC-моделям конкурентов.

⇡#Внешний вид и внутреннее устройство

Компания OCZ предоставила нам на тесты версию Trion 150 наиболее интересного и ходового объёма – 240 Гбайт. Согласно официальным спецификациям, эта модификация – не самая быстрая в линейке, и более ёмкие варианты предлагают большую скорость записи. Но объясняется это не столько какими-то архитектурными отличиями, сколько тем, что с ростом ёмкости накопителя увеличивается объём области памяти, отведённой под SLC-кеш. Поэтому для получения полного представления о реальной производительности Trion 150 достаточно и 240-гигабайтной модели. Тем более использовать этот диск в качестве рабочей «файлопомойки» производитель категорически не советует, а для системного накопителя значительные объёмы и не нужны, то есть реальный интерес представляют именно варианты Trion 150 небольшой вместимости.

Рассказ про внешний вид OCZ Trion 150 будет коротким. Подобный серебристый алюминиевый корпус высотой 7 мм, собранный на защелках без единого винта, мы уже видели много раз, причём не только в продукции OCZ и Toshiba, но и у других фирм. Объясняется это просто: сборкой Trion 150 занимается популярный контрактный производитель Powertech Technology Inc (PTI), которому, кстати, в конечном итоге отошли и собственные производственные мощности OCZ после её покупки концерном Toshiba.

Лицевая наклейка по сравнению с Trion 100 стала светлее и немного поменяла дизайн, а на тыльной стоит обратить особое внимание на версию микропрограммы, которая указана в верхней части «технического» ярлыка. SAFZ12.2 – это та самая магическая прошивка, посредством которой реализовано большинство преимуществ Trion 150: увеличенный SLC-кеш с обновлённым алгоритмом работы. В прошлой же версии Trion прошивка имела более ранний номер: SAFM11.1 или SAFM11.2.

Кажутся весьма знакомыми и внутренности OCZ Trion 150. Печатная плата, на базе которой собран этот SATA SSD, имеет эталонный дизайн авторства Phison. Однако это не аналог платы из Trion 100 с другими чипами. Теперь плата стала полноформатной, а используемые чипы флеш-памяти получили TSOP-упаковку. Всё это в конечном итоге снижает себестоимость: паять TSOP-микросхемы проще, чем BGA, а большая плата позволяет разместить на ней шестнадцать чипов, в которых не нужно использовать никаких продвинутых технологий штабелирования полупроводниковых кристаллов TLC NAND.

Так, 240-Гбайт массив флеш-памяти в OCZ Trion 150 набран шестнадцатью микросхемами, в каждой из которых находится всего лишь по одному 128-гигабитному кристаллу Toshiba TLC NAND, производимому по новейшему 15-нм техпроцессу. В итоге восьмиканальный контроллер в накопителе может пользоваться преимуществами двукратного чередования устройств в каждом канале.

Кстати, сам контроллер в Trion 150 промаркирован как Toshiba TC58NC1000. Но это не должно сбивать с толку: на самом деле здесь используется микросхема Phison PS3110-S10, которую разработчик позволяет своему ближайшему партнёру называть собственным именем. Аккомпанирует контроллеру чип DDR3-1600 SDRAM ёмкостью 256 Мбайт, в котором хранится копия таблицы трансляции адресов. Дизайн SSD без DRAM пока ещё используется крайне редко, хотя это позволяет добиться ещё большего удешевления, особенно в сочетании с TLC NAND. И слава богу, а то нам приходилось бы стенать над результатами тестов производительности бюджетных SSD гораздо чаще.

К сказанному остаётся лишь добавить, что в конструкции Trion 150 появилась теплопроводящая прокладка между контроллером и корпусом накопителя. Хотя её необходимость для нас неочевидна — аналогичные накопители с 19-нм TLC NAND работали без перегрева и без неё, но в любом случае от дополнительного теплоотвода контроллеру хуже точно не будет.

⇡#Программное обеспечение

Компания OCZ старается не отставать от лидеров рынка SSD и для своей продукции предлагает фирменный программный пакет SSD Guru, в котором реализованы многочисленные полезные функции для мониторинга и управления накопителями. Новая версия этой утилиты совместима и с OCZ Trion 150.

Помимо наглядного отображения параметров SMART эта утилита позволяет принудительно отослать на SSD пакет команд TRIM, зарезервировать дополнительную неиспользуемую область, обновить прошивку и выполнить функцию Secure Erase.

А вот возможностей по оптимизации настроек операционной системы в SSD Guru не предоставляется.

Кстати, как видно по скриншотам, параметр Lifetime Remaining для нашего SSD за время тестирования снизился с 100 до 99 процентов. Это тоже косвенно указывает не невысокий ресурс записи рассматриваемого в этом обзоре накопителя.