Обзор SSD-накопителя Samsung 750 EVO: мастер-класс по TLC

В последнее время рынок потребительских твердотельных накопителей захлестнула волна бюджетных моделей SSD, построенных на базе трёхбитовой TLC-памяти. И хотя такие новинки смогли оказать существенное давление на уровень цен, искушённые пользователи вряд ли им особенно рады. Дело в том, что потребительские характеристики таких моделей, откровенно говоря, оставляют желать лучшего. Активно проникающая в дешёвые SSD планарная TLC NAND в паре с бюджетными контроллерами Phison или Silicon Motion демонстрирует довольно низкий уровень производительности, который не слишком улучшают даже различные технологии SLC-кеширования. Более же быстрая и надёжная трёхмерная память с трёхбитовой ячейкой, которая в теории должна позволить создание недорогих SSD с куда более приличными характеристиками, пока производителями второго-третьего эшелонов не применяется. И в этом нет ничего удивительного: на данный момент она массово производится лишь компанией Samsung, которая свою 3D V-NAND на открытом рынке не реализует, а применяет исключительно в собственных накопителях.

Тем не менее ввязываться в конкуренцию с бюджетными TLC-моделями нового поколения до недавнего времени не пыталась и обладающая передовой технологией Samsung. Да, базирующийся на TLC 3D V-NAND накопитель Samsung 850 EVO за последние месяцы существенно сбавил в цене, однако до уровня, задаваемого новоявленными TLC-накопителями, он так и не опустился. И тому есть как минимум два объяснения. Во-первых, себестоимость производства самсунговской TLC V-NAND на фирменных ячейках с ловушкой заряда (CTF – Charge Trap Flash), а не с более традиционным плавающим затвором несколько выше, чем у ординарной TLC-памяти с планарной структурой. Во-вторых, в технологии V-NAND в настоящее время происходит эволюционный переход от второго поколения памяти к третьему (с 48-слойной структурой), и это влечёт за собой определённые трудности с поставками необходимых количеств 850 EVO розничным продавцам.

Тем не менее отдать сегмент бюджетных накопителей на откуп производителям второго-третьего эшелона в планы Samsung явно не входит. Но поскольку 850 EVO пока на роль дешёвого накопителя претендовать не может, в модельный ряд этого производителя вводится новая модель – 750 EVO, которая должна стать прямой альтернативой таким моделям, как OCZ Trion 150, Crucial BX200, ADATA Premier SP550 и другим подобным продуктам. При этом примечательна новинка Samsung не только несколько неожиданным позиционированием, но и тем, что в ней южнокорейский гигант вновь возвращается к ординарной TLC NAND с двухмерной планарной структурой. Но 750 EVO – это совсем не воскрешённая модель 840 EVO. В новой разработке инженеры Samsung использовали совершенно иную аппаратную платформу и задействовали более современную трёхбитовую память, производимую по 16-нм техпроцессу. В итоге от 750 EVO не просто ожидается более высокая, чем у других TLC-накопителей, производительность. По замыслу разработчиков, эта модель должна стать новым ориентиром в бюджетном сегменте, коими в своё время стали в среднем и верхнем сегментах 850 EVO и 850 PRO.

Однако путь свежей модели на рынок оказался не самым тривиальным. Изначально Samsung старалась организовать продажи 750 EVO таким образом, чтобы данный SSD не перетянул на себя интерес покупателей от основной части линейки. И сперва производитель вообще собирался продавать 750 EVO лишь в азиатском регионе. Но затем ограниченные количества 750 EVO с ёмкостью 120 Гбайт всё-таки стали поступать на глобальный рынок, правда, распространялись они преимущественно через сборщиков готовых систем. Теперь же от этой практики решено отказаться, и в самое ближайшее время проблемы с доступностью исчезнут, а представители серии Samsung 750 EVO начнут активно штурмовать склады компьютерных магазинов. И более того, к младшей 120-гигабайтной модификации должна присоединиться и гораздо более интересная версия 750 EVO с объёмом 250 Гбайт.

А коли так, то самое время досконально познакомиться со столь многообещающей новинкой и проверить, действительно ли кудесники от Samsung оказались способны создать накопитель на базе TLC NAND, принципиально превосходящий все остальные предложения подобного рода.

⇡#Технические характеристики

До сих пор линейка потребительских накопителей Samsung с SATA-интерфейсом формировалась из пар моделей: одной – высокопроизводительной и основанной на флеш-памяти с двухбитовой ячейкой и второй – более доступной по цене и базирующейся на памяти с трёхбитовой ячейкой. 750 EVO изменяет привычную иерархию на трёхуровневую, и этот накопитель будет занимать самую нижнюю позицию в линейке. Поэтому совершенно неудивительно, что при его создании инженеры Samsung попытались удешевить конструкцию и сделать продукт с как можно более низкой себестоимостью.

Основным средством такой экономии стало использование в 750 EVO планарной TLC-памяти, от применения которой в твердотельных накопителях Samsung в своё время полностью ушла. Несмотря на то, что Samsung выступает первопроходцем и основным пропагандистом перехода на трёхмерную флеш-память, в компании не забросили разработки и производство планарных вариантов NAND. И в 750 EVO нашла применение самая обычная «плоская» TLC NAND, выпускаемая компанией по современному техпроцессу с 16-нм нормами. Стоит упомянуть, что для Samsung это – достаточно зрелый техпроцесс и накопители с двухбитовой 16-нм памятью присутствуют в ассортименте Samsung уже как минимум год. В качестве примера можно привести известную PCI Express-модель SM951.

Обычно планарная TLC-память ассоциируется с низким быстродействием, по крайней мере, нас всеми силами пытаются к этому приучить производители второго-третьего эшелона. Однако Samsung прямо говорит о том, что такая ассоциация неверна. Дело в том, что производительность при последовательных и при случайных операциях с низкой глубиной очереди запросов зависит не столько от пропускной способности памяти, сколько от эффективности управляющего ей контроллера. Иными словами, в том, что TLC-накопители образца конца прошлого – начала этого года не радовали нас в тестах, виноваты бюджетные контроллеры Phison и Silicon Motion, а совсем не трёхбитовая память.

И именно поэтому в 750 EVO разработчики решили не экономить на контроллере, а избрали для младшего накопителя проверенный временем двухъядерный чип MGX, который отлично зарекомендовал себя в 850 EVO с ёмкостями от 120 до 500 Гбайт. В результате Samsung 750 EVO вполне допустимо назвать упрощённой версией 850 EVO, переведённой с трёхмерной на планарную флеш-память. Отличным подтверждением справедливости такой параллели выступает то, что в 750 EVO сохранился полный набор фирменных технологий, которые предлагаются в 850 EVO. Так, новинка не только обладает аппаратным SLC-кешированием TurboWrite, но и совместима с технологией программного кеширования RAPID, которая работает на уровне операционной системы и реализуется через фирменную утилиту Magician.

Очень похожими у Samsung 850 EVO и Samsung 750 EVO получились и паспортные характеристики.

Если говорить о паспортных показателях быстродействия, то 750 EVO обещает ровно то же самое, что и 850 EVO аналогичных ёмкостей. Однако Samsung всё же отдельно оговаривает, что 750 EVO примерно на 13 процентов медленнее на операциях произвольной записи при отсутствии очереди запросов. Впрочем, вряд ли это можно назвать существенным различием.

Значимую же разницу же между новинкой и 850 EVO гораздо проще увидеть в другом – в гарантии и характеристиках выносливости. Так, срок гарантийного обслуживания для представителей серии 750 EVO составляет три года, а ресурс записи установлен из расчёта возможности полной перезаписи накопителя не чаще чем раз за четверо суток. 850 EVO, напомним, отличается пятилетней гарантией и имеет существенно большую выносливость, особенно у младшей модификации. Но всё это, естественно, не означает низкой надёжности 750 EVO. Просто Samsung хочет явно разграничить сферы применения накопителей младшей и средней серий. А поскольку через производительность это сделать не удаётся, то приходится прибегать к условиям гарантии. К тому же установленные ограничения по объёму разрешённой записи у Samsung 750 EVO всё равно несколько мягче, чем у многих современных TLC-накопителей других производителей.

Кроме того, в линейке Samsung 750 EVO всего две модели, и максимальный объём накопителей не превышает 250 Гбайт. Это – ещё один подход к дифференциации. В то время как предельная ёмкость в серии 850 EVO достигает 2 Тбайт, а вскоре и ещё раз удвоится, 750 EVO существует лишь в виде модификаций-маломерок. Впрочем, не исключено, что более солидные объёмы в конечном итоге начнут приходить и в бюджетную серию.

Примечательно, что 750 EVO похож на 850 EVO не только по декларируемой производительности и базовым возможностям, перекочевали в него без каких-либо купюр и все бизнес-функции. Так, в TLC-новинке присутствует традиционный самсунговский криптографический движок, позволяющий организовать совместимое со стандартами TCG Opal 2.0 и IEEE-1667 шифрование данных по алгоритму AES-256. А это значит, что аппаратное шифрование в 750 EVO может быть активировано в том числе и через штатное средство операционной системы Windows — BitLocker.

Говоря о 750 EVO, нельзя проигнорировать тот факт, что определённая доля особенно злопамятных пользователей наверняка припомнит о проблемах с прошлыми TLC-накопителями Samsung, 840 EVO. В них через некоторое достаточно продолжительное время после начала использования (порядка нескольких месяцев), в ячейках, в которых не осуществлялась перезапись информации, начинали проявляться признаки деградации заряда, что в конечном итоге приводило к серьёзному падению скорости чтения. Несмотря на то, что Samsung быстро признала проблему и выпустила два исправляющих ситуацию обновления прошивки подряд, репутация этой модели серьёзно пострадала.

Но переносить всю эту историю на 750 EVO совершенно неправомерно: в своей новой разработке инженеры Samsung учли предыдущий отрицательный опыт работы с TLC-памятью и сделали всё возможное, чтобы подобное больше не повторилось. К тому же 750 EVO – это совсем иной накопитель. В нём использована память, которая изготавливается по более современному техпроцессу, совершенно другой в новинке и контроллер. И самое главное: в контроллере MGX теперь реализована мощная аппаратно-программная схема коррекции ошибок LDPC ECC, позволяющая добиться гораздо более уверенного распознавания зарядов, хранимых в ячейках флеш-памяти. В 840 EVO же применялась обычная коррекция ошибок BCC, а она для работы с TLC-памятью подходит не лучшим образом.

⇡#Внешний вид и внутреннее устройство

Для тестирования Samsung предоставила нам наиболее интересную версию 750 EVO объёмом 250 Гбайт. Это не только старшая, но и самая востребованная модификация с максимальной производительностью. В ней массив флеш-памяти имеет больший уровень параллелизма, а объём SLC-кеша, работающего в рамках технологии TurboWrite, составляет 3 Гбайт.

Внешний вид Samsung 750 EVO совершенно не удивляет. Для этого накопителя используется такой же алюминиевый корпус чёрного цвета, как и для 850 EVO.

Как обычно, лицевая сторона корпуса несёт на себе логотип производителя и квадрат серого цвета – фирменный знак, который присутствует на всех 2,5-дюймовых накопителях Samsung. На обороте же имеется этикетка с информацией о названии и ёмкости модели, её артикуле и серийном номере. Кроме того, на этой же этикетке записан PSID-идентификатор, который может потребоваться для возвращения зашифрованного SSD к первоначальному состоянию при утрате пароля (естественно, с потерей всех данных).

Что касается внутренностей 750 EVO 250 Гбайт, то они немало удивляют. Нет, мы, конечно, знаем о том, что Samsung всеми силами старается экономить текстолит и внутри 2,5-дюймовых SSD этой компании устанавливаются урезанные по размеру платы, но плата нового накопителя демонстрирует невиданные чудеса миниатюризации. Внутри корпуса она занимает не более четверти объёма.

Причём странно ещё и то, что число микросхем, установленных на этой плате, несколько меньше ожидаемого – их всего три. Пара чипов – это выполненная по 16-нм технологии трёхбитовая флеш-память. В данном случае Samsung использует NAND-устройства собственного производства ёмкостью по 128 Гбит, поэтому в каждой такой микросхеме упрятано по восемь полупроводниковых кристаллов. А вот третья микросхема – это не просто контроллер, а многокристальный интегральный чип, в котором содержится не только процессор MGX, но и 256 Мбайт оперативной памяти стандарта DDR3 SDRAM. Поэтому отдельного чипа DRAM в 750 EVO не наблюдается, и это – первый накопитель, в котором Samsung решилась применять подобные сборки.

В результате, несмотря на некоторые инновации в электронной начинке, с точки зрения архитектуры Samsung 750 EVO – накопитель, построенный по вполне обычной схеме. Восьмиканальный контроллер общается в нём с массивом флеш-памяти из шестнадцати устройств TLC NAND, используя двукратное чередование в каждом канале. Таблица же трансляции адресов, как и положено для быстродействующего SSD, кешируется в DDR3-памяти. Правда, в 750 EVO 250 Гбайт размер DRAM-буфера по сравнению c 850 EVO несколько сокращён: в аналогичной по ёмкости модели более высокого класса на базе V-NAND применяется 512-мегабайтный буфер.

Достаточно любопытно, что в 750 EVO разработчики Samsung резервируют под подменный фонд и прочие внутренние нужды заметно меньше пространства, нежели прочие производители TLC-накопителей. В частности, в версии 750 EVO 250 Гбайт для пользователя доступно примерно 233 ГиБ («честных» гигабайт) места. Из остальных 23 ГиБ SLC-кеш, работающий в рамках TurboWrite, занимает ещё 9 ГиБ (TLC-эквивалент 3 ГиБ в SLC-режиме). Соответственно, на подменный фонд остаётся всего лишь 14 ГиБ, или чуть более 5 процентов от общего объёма массива флеш-памяти. Это косвенно указывает на то, что Samsung считает свою планарную 16-нм TLC NAND достаточно надёжной и не склонной к преждевременному выходу из строя.

К сказанному остаётся лишь добавить, что комплект поставки Samsung 750 EVO абсолютно характерен для бюджетного накопителя. В коробке с этим SSD нет никаких дополнительных принадлежностей, и даже инструментальную утилиту Magician предлагается скачивать с официального сайта.

⇡#Программное обеспечение

Утилита Samsung Magician хорошо известна многим обладателям твердотельных накопителей, так как она представляет собой практически идеальный пример того, что обычно хотят пользователи от подобных инструментов. И новейшая версия этой программы 4.9.5 полностью совместима с 750 EVO.

Через эту утилиту можно не только получить общую информацию о накопителе, его SMART-переменных и о режиме работы, но и провести экспресс-тестирование скоростных параметров и сравнить их с заявленными в спецификациях характеристиками.

Через Magician можно обновить микропрограмму накопителя: свежие версии прошивок, при их наличии, автоматически скачиваются из глобальной сети. Может утилита и принудительно отправлять на накопитель пакет команд TRIM. Правда, работает эта функция только в Windows 7 и более ранних версиях операционной системы.

Также посредством утилиты можно задать размеры резервной области, выполнить Secure Erase и настроить работу аппаратного криптографического движка.

Кроме того, через Samsung Magician включается технология RAPID – программное кеширование запросов к накопителю, работающее на уровне операционной системы. Стоит заметить, что изначально Samsung делала эту технологию доступной лишь на своих старших SSD, но теперь она работает со всеми современными накопителями компании, в том числе и с 750 EVO.