Обзор SSD-накопителя Toshiba OCZ RD400: покоритель вершин

До того как OCZ была поглощена компанией Toshiba, её продукты в той или иной мере всегда создавались для энтузиастов. Накопители серии RevoDrive занимали в этом семействе самое верхнее положение: они использовали высокоскоростную шину PCI Express и позиционировались в качестве решений для тех, кто хотел бы получить более высокую производительность, чем могут обеспечить SATA SSD. Однако на деле такие SSD выходили удачными далеко не всегда. Проблема заключалась в их конструкции: RevoDrive базировалась на нескольких котроллерах SandForce, объединённых в RAID-массив, что автоматически наделяло их многими неприятными особенностями — в первую очередь, деградирующей скоростью записи. Поэтому в конечном итоге RevoDrive в качестве решений для серьезных ПК завоевали весьма сомнительную репутацию.

Однако пришедшее на рынок в конце мая свежее обновление линейки RevoDrive имеет со своими предшественниками очень мало общего. Дело в том, что теперь OCZ – это не самостоятельный производитель, а всего лишь бренд, которым владеет компания Toshiba. И новая модификация SSD во флагманской серии RevoDrive к старому наследию OCZ имеет лишь опосредованное отношение. Самое главное, что разрабатывалась она инженерами японской фирмы, которые имеют собственный многолетний опыт создания быстродействующих накопителей для корпоративного и серверного рынков. Вклад же OCZ ограничивается лишь маркетинговой поддержкой новинки.

Надо сказать, что выход обновлённого RevoDrive, который, кстати, получил более лаконичное официальное название RD400, знаменует собой последнюю фазу процесса поглощения компании OCZ, в результате которой обанкротившийся производитель лишается какой-либо самостоятельности. Если вы помните, в 2014 году, когда Toshiba решила приобрести OCZ, компании продолжали работать как бы независимо. Единственное изменение, которое тогда претерпела продукция OCZ, – это удаление из неё любых «вражеских» микросхем NAND и повсеместный переход на флеш-память Toshiba.

Но так продолжалось недолго. Уже в середине прошлого года ассортимент накопителей OCZ начал корректироваться в соответствии с пожеланиями нового владельца, в результате чего появилась серия Trion, которая разрабатывалась и производилась Toshiba, но продавалась под маркой OCZ и по её же каналам. Последний, третий этап поглощения завершается прямо сейчас. Фактически теперь от OCZ остаётся лишь бренд, который Toshiba намеревается использовать для усиления своих позиций на розничном рынке. Независимый же офис OCZ ликвидируется, а оставшиеся специалисты компании вливаются в подразделение Toshiba America Electronic Components Inc. (TAEC).

Одновременно Toshiba решила провести и масштабный ребрендинг, который позволил бы ей поставить точку в процессе ассимиляции приобретённых активов и унаследовать от OCZ то лучшее, что есть у этой компании, – легендарное и узнаваемое энтузиастами имя, сильный маркетинговый ресурс и налаженные глобальные каналы продаж. В итоге розничные модели SSD Toshiba теперь будет продавать под новой маркой Toshiba OCZ, и новый RD400 – это первый продукт, который примеряет на себя такое двойное имя. Что же касается старых предложений OCZ, то теперь на рынке останутся лишь Vector 180 и Trion 150, которые получат новые названия VT180 и TR150. Переименования затронут и другие аспекты работы OCZ. Например, фирменная утилита SSD Guru будет теперь зваться SSD Utility, а фирменная гарантия ShieldPlus лишится своего оригинального имени и будет просто улучшенной гарантией.

Всё это значит, что никаких новых независимых разработок авторства OCZ мы больше не увидим. Процессом создания и выпуска накопителей под этой торговой маркой теперь полностью управляет Toshiba. И честно говоря, это даже к лучшему, так как японская компания, закалённая многолетней работой с корпоративными клиентами, уделяет огромное внимание вопросам валидации и предварительного тестирования, а значит, марка OCZ теперь вполне может стать синонимом высочайшей надёжности на розничном рынке.

Собственно, все происходящие в отношениях OCZ и Toshiba перемены можно оценить по новинке, о которой пойдёт речь в этом материале, – NVMe-накопителю для энтузиастов Toshiba OCZ RD400. Этот SSD – розничный аналог клиентской модели Toshiba XG3, процесс разработки которой шёл в течение последнего года. За это время под видом RevoDrive 400 она успела побывать на нескольких выставках, но пустить её в открытую продажу Toshiba решилась только сейчас, после прохождения всестороннего тестирования. И пусть в результате RD400 несколько припозднился, и нишу NVMe-решений для энтузиастов успели застолбить вовремя подсуетившиеся Intel и Samsung, говорить о том, что для новинки Toshiba свободного места уже не найдётся, мы бы всё-таки не стали. И дальше мы расскажем почему.

⇡#Технические характеристики

В то время как рынок SATA SSD до отказа заполнен огромным количеством разнородных продуктов, ассортимент быстрых накопителей с интерфейсом PCI Express, работающих через протокол NVMe, напротив, поразительно узок. Фактически энтузиастам приходилось выбирать из двух моделей — Intel 750 и Samsung 950 PRO, причём они скорее дополняли друг друга, чем конкурировали между собой. Toshiba же решила разрушить царящую в этом сегменте тихую дуополию и предложила свой NVMe SSD, который способен выдавать скорости, достигающие 2,6 и 1,6 Гбайт/с при чтении и записи соответственно. Благодаря таким параметрам RD400 сразу же вписался в круг элитных твердотельных накопителей и даже вознамерился потягаться за звание самого быстрого потребительского SSD.

Однако ответить на вопрос, как инженерам Toshiba удалось этого добиться, не так просто. Дело в том, что про аппаратную платформу своего накопителя компания особо не распространяется. Из официального источника известно лишь то, что в качестве памяти используется собственная 15-нм MLC NAND, а контроллер – это некая микросхема Toshiba TC58NCP с кодовым именем Fujisan. О её происхождении можно строить различные догадки.

Как известно, сама Toshiba контроллеры SSD не проектирует, а пользуется результатами труда независимых разработчиков. Поэтому бытует мнение, что для RD400 взят созданный в OCZ контроллер JetExpress. Однако это не так: JetExpress и накопители на его основе выглядят совсем по-другому. TC58NCP же больше похож на перелицованный чип Marvell 88SS1093. И это предположение находит подтверждение не только в их практически идентичных характеристиках и примерно одинаковом числе контактов, но и в том, что Toshiba в своих лучших SATA SSD использует чипы именно этого разработчика, которые замаскированы очень похожим образом. Если наше предположение о происхождении контроллера TC58NCP верно, то он основывается на трёхъядерном ARM-процессоре, использует для работы с флеш-памятью восемь каналов и взаимодействует с системой по четырём линиям PCIe 3.0 с использованием протокола NVMe 1.1.

Впрочем, вне зависимости от того, кто конкретно стоит за чипом Toshiba TC58NCP, новый накопитель Toshiba OCZ RD400 категорически не похож на все предыдущие версии RevoDrive, которые раньше делала OCZ. Новинка стала значительно проще как по дизайну, так и внешне. Никакого RAID-массива в ней нет, это обычный NVMe-накопитель с интерфейсом PCI Express 3.0 x4, основанный на одном-единственном процессоре, который размещён на компактной плате форм-фактора M.2 2280. И более того, в версиях RD400 с ёмкостью до 512 Гбайт включительно эта плата – односторонняя.

Тем не менее характеристики у Toshiba OCZ RD400 действительно очень достойные для накопителя с интерфейсом PCI Express — с этой точки зрения он выглядит логичным развитием серии OCZ RevoDrive.

Как уже было сказано выше, нынешний последователь линейки RevoDrive, RD400, аналогичен по своему аппаратному исполнению другому накопителю японской компании – клиентскому Toshiba XG3, который используется, например, в планшете Microsoft Surface Pro 4. Основные различия между XG4 и RD400 находятся в программной плоскости. У RD400, который предназначен для реализации в розницу, немного иная прошивка, для него предлагается улучшающий скорость записи фирменный NVMe-драйвер, а также с ним работает сервисная утилита SSD Utility (бывшая SSD Guru). Кроме того, у Toshiba OCZ RD400 есть вариант поставки, в котором M.2-плата накопителя продаётся в сборе с PCI Express-адаптером HHHL-формата, позволяющим установить его непосредственно в слот PCIe.

Если же сравнивать OCZ RD400 с предложениями конкурентов, то накопитель Toshiba определённо выигрывает по широте ассортимента. Доступные объёмы начинаются от 128 Гбайт и могут достигать 1 Тбайт. Но наибольшие скорости, достойные SSD для шины PCIe 3.0 x4, показывают две старшие версии. Объясняется это просто: кристаллы 15-нм флеш-памяти Toshiba c двухбитовой ячейкой имеют ёмкость по 128 Гбит. Поэтому лишь модели с ёмкостью 512 Гбайт и выше получают массив флеш-памяти, в котором можно пользоваться эффективным четырёхкратным чередованием NAND-устройств в каждом канале контроллера.

В результате по общему строению Toshiba OCZ RD400 немного похож на Samsung 950 PRO. Контроллер и память там, конечно, другие, но число каналов и размер кристаллов MLC NAND – такие же. Так что характеристики этих моделей перекликаются, и особенно это касается скоростей последовательных операций. Тем не менее по скорости случайного чтения решение Samsung заметно производительнее: здесь контроллер Samsung UBX вчистую переигрывает процессор Toshiba-Marvell.

Да и в остальном, если иметь в виду, что Toshiba OCZ RD400 выходит на год позже Samsung 950 PRO, его паспортные характеристики особого восторга уже не вызывают. К тому же цены на него установлены почти такие же, как на NVMe-накопитель Samsung, а условия гарантии хуже: допустимый объём записи на четверть меньше. Так что единственное, чем может бравировать Toshiba, — это наличие в линейке варианта с ёмкостью 1 Тбайт. Samsung, например, выпустить терабайтную версию 950 PRO так и не смогла, хотя и обещала. Среди имеющихся на рынке потребительских NVMe-накопителей ёмкие варианты есть только среди Intel 750, но интеловское решение относится немного к иному классу как по цене, так и по габаритам, поэтому OCZ RD400 1 Тбайт можно считать даже в чём-то уникальным продуктом.

⇡#Внешний вид и внутреннее устройство

Для целей тестирования компания OCZ Toshiba предоставила нам образец накопителя объёмом 512 Гбайт, то есть наиболее производительную и наиболее интересную для энтузиастов версию. Причём мы получили продукт с артикулом RD400A, который предназначен для установки в обычный слот PCIe 3.0 x4. Такой вариант поставки к M.2-плате SSD добавляет PCI Express-адаптер, причём вся конструкция может быть легко расчленена и использована как вместе, так и по отдельности.

Если говорить о той части, которая представляет собой собственно M.2-накопитель, то внешне это вполне ординарная карта, выполненная в форм-факторе 2280 и выделяющаяся разве только ножевым разъёмом с ключом типа M и односторонним монтажом.

Вся флеш-память 512-гигабайтного накопителя поместилась внутри двух микросхем с маркировкой TH58TFT1JFLBAEG. Год назад это было бы заметным достижением, но сейчас штабелированием внутри одного корпуса микросхемы 16 чипов 128-гигабитной NAND никого уже не удивишь. Подобной технологией сборки обладает не только Toshiba, но и, например, Samsung. В результате в каждой микросхеме умещается по 256 Гбайт MLC NAND, составленной из 15-нм кристаллов производства Toshiba.

Про контроллер Toshiba TC58NCP070GSB мы говорили выше – есть серьёзные подозрения, что за этой маркировкой скрыт процессор разработки Marvell. Помогает контроллеру в работе DRAM-буфер типичным объёмом 512 Мбайт на основе LPDDR3-1600 SDRAM производства (вот так сюрприз!) Samsung.

При подключении в систему Toshiba OCZ RD400 использует интерфейс PCI Express 3.0 x4, который обеспечивает пиковую полосу пропускания до 3,9 Гбайт/с и реальную – до 3,2 Гбайт/с. Максимальную пропускную способность используемого интерфейса RD400 не выбирает, но в рамках PCIe 2.0 x4 или PCIe 3.0 x2 ему будет тесно. Поэтому, чтобы избежать проблем с производительностью и сделать свой продукт совместимым с максимальным количеством систем, Toshiba как раз и предлагает вариант поставки в комплекте с адаптером.

Комплектный адаптер не просто коммутирует линии PCI Express на имеющийся на нём слот M.2. Кроме того, на нём есть преобразователь напряжения и два диагностических светодиода, рапортующих о наличии питания и активности накопителя. Плата адаптера имеет «половинную» высоту, и для неё на выбор есть две планки – стандартная и укороченная, позволяющая использовать накопитель в низкопрофильных корпусах.

Стоит отметить и ещё одну особенность адаптера – некую попытку производителя организовать теплоотвод от SSD. Нет, о полноценном радиаторе речи, к сожалению, не идёт, хотя, честно говоря, он бы был вполне уместным. Зато Toshiba добавила теплопроводящую прокладку, помогающую перенести часть тепла от обратной стороны M.2-карты на текстолит адаптера.

Говоря о совместимости Toshiba OCZ RD400 с различными платформами, следует ещё раз напомнить, что это накопитель, работающий через NVMe. Этот протокол, в отличие от наследственного AHCI, разработан специально для систем хранения данных на базе энергонезависимой памяти и учитывает их параллельную архитектуру. В результате NVMe-накопители способны показывать более высокую производительность на многопоточных случайных операциях и обеспечивают пониженные латентности на магистрали между SSD и CPU. Однако не следует забывать о том, что поддержка NVMe на данный момент далеко не повсеместная: старые материнские платы на базе чипсетов Intel X79, Z87 и более ранних c Toshiba OCZ RD400 могут оказаться несовместимы. Нет врождённой поддержки NVMe и в операционных системах до Windows 8, и даже для относительно свежей Windows 7 она реализована лишь через обновление.

Кстати говоря, стандартный NVMe-драйвер компании Microsoft работает с OCZ RD400 очень плохо: скорости записи оказываются ниже всякой критики. Для исправления этой ситуации для рассматриваемого накопителя Toshiba разработала собственный альтернативный драйвер, который можно скачать с сайта производителя.

⇡#Программное обеспечение

Накопители компании OCZ традиционно снабжались весьма функциональной сервисной утилитой SSD Guru. Toshiba постаралась перенести это качество и на накопители, которые теперь продаются под её брендом. В рамках ребрендинга сервисная утилита теперь приобрела более ординарное название OCZ SSD Utility, но на её возможностях это не сказалось. Весь привычный набор инструментов остался на месте, и, что ещё более приятно, он полностью применим к Toshiba OCZ RD400, несмотря на то, что это не SATA-, а PCIe NVMe-накопитель.

Во-первых, через SSD Utility можно получить как базовую, так и развёрнутую информацию о состоянии накопителя, включая значения S.M.A.R.T.-атрибутов. Обратите внимание: помимо всего прочего, в RD400 реализован и мониторинг температуры.

Во-вторых, утилита содержит небольшой бенчмарк (правда, пока стабильность и правдоподобность его результатов вызывает некоторые вопросы) и позволяет создать на SSD дополнительную резервную область.

В-третьих, через программу SSD Utility можно проводить обслуживание накопителя: обновлять микропрограмму, выполнять форматирование и жёсткое обнуление его содержимого.

Помимо этого, с помощью SSD Utility можно создать флешку для запуска этой утилиты без необходимости загрузки операционной системы, а также связаться со службой технической поддержки.

Расстраивает в SSD Utility лишь одна деталь. По какой-то причине из неё убрали возможность принудительно отправить на накопитель пакет команд TRIM. Впрочем, если учесть, что Toshiba OCZ RD400 в операционных системах без поддержки TRIM не может работать в принципе из-за отсутствия в них NVMe-драйвера, то эта утрата вряд ли может считаться невосполнимой. В конце концов, пакет команд TRIM можно послать и через стандартное средство Windows – дисковый оптимизатор.

⇡#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 используются рандомизированные несжимаемые данные.

Размер раздела, в пределах которого тестируется скорость операций, имеет размер 16 Гбайт, а продолжительность тестов составляет одну минуту при последовательных операциях и полминуты при случайных операциях чтения и записи. Такие параметры, в частности, позволят получать более релевантные результаты для тех SSD, которые используют различные технологии SSD-кеширования.

• 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 тридцати секунд, 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 тридцати секунд, 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 тридцати секунд, 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 независимых потока. В обоих случаях соотношение между операциями чтения и записи варьируется с шагом 20 процентов. Оценка скоростей выполняется в течение тридцати секунд, 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 5.1.2
  • 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 Storage Benchmark 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 2.0. В качестве результатов теста учитывается как итоговая производительность, так и скорость выполнения отдельных тестовых трасс, сформированных различными приложениями.
• Тесты реальной файловой нагрузки
  • Измерение скорости копирования директорий с файлами разного типа. Для копирования применяется стандартное средство Windows – утилита Robocopy, в качестве тестового набора используется рабочая директория, включающая офисные документы, фотографии и иллюстрации, pdf-файлы и мультимедийный контент общим объёмом 8 Гбайт.
  • Измерение скорости архивации файлов. Тест проводится с той же рабочей директорией, что и копирование, а в качестве инструмента для компрессии файлов избран архиватор 7-zip версии 9.22 beta. Для уменьшения влияния производительности процессора используется метод Deflate.
  • Исследование скорости разворачивания архива. Тест проводится с архивом, полученным при измерении скорости архивации.
  • Оценка скорости запуска игрового приложения. Измеряется производительность дисковой подсистемы при выполнении сценария, захваченного при запуске игры Far Cry 4 и загрузке в ней уровня с пользовательским сохранением. Для минимизации влияния производительности процессора и памяти все задержки, возникающие по их вине, из тестового сценария убраны.
  • Оценка скорости старта приложений, формирующих типичную рабочую пользовательскую среду. Измеряется производительность дисковой подсистемы при выполнении сценария, захваченного при запуске пакета приложений, который состоит из браузера Google Chrome, текстового редактора Microsoft Word, графического редактора Adobe Photoshop и видеоредактора Adobe Premiere Pro с рабочими файлами. Для минимизации влияния производительности процессора и памяти все задержки, возникающие по их вине, из тестового сценария убраны.

⇡#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) 14.8.0.1042.

Накопители с интерфейсом PCI Express устанавливаются в первый полноскоростной слот PCI Express 3.0 x16. Для тех из них, которые работают через протокол NVMe, используется «родные» драйверы Intel Windows NVMe driver 1.5.0.1002, Samsung NVM Express Driver 1.1 и OCZ NVMe Driver 1.2.126.827.

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

⇡#Список участников тестирования

Учитывая позиционирование и конструкцию Toshiba OCZ RD400, в качестве основных его соперников мы взяли другие присутствующие на рынке PCIe NVMe SSD потребительского уровня, коих на сегодняшний день существует лишь две модели – авторства Intel и Samsung. Также в тест был включён достаточно популярный PCIe AHCI-накопитель компании Kingston. И кроме того, мы добавили в эту компанию и самый быстрый SATA SSD – Samsung 850 PRO.

В итоге получился следующий перечень соперников:

• Intel SSD 750 400 Гбайт (SSDPEDMW400G4, прошивка 8EV10174);
• Kingston HyperX Predator PCIe 480 Гбайт (SHPM2280P2H/480G, прошивка OC34L5TP);
• Samsung 850 Pro 512 Гбайт (MZ-7KE512, прошивка EXM01B6Q);
• Samsung 950 Pro 512 Гбайт (MZ-V5P512, прошивка 1B0QBXX7);
• Toshiba OCZ RD400 512 Гбайт (RVD400-M22280-512G-A, прошивка 57CZ4102).

⇡#Последовательные операции чтения и записи

С последовательным чтением у Toshiba OCZ RD400 дело не задалось. Несмотря на то, что в спецификациях производитель указал скорость чтения до 2,6 Гбайт в секунду, на практике мы видим вдвое меньший показатель. В своё оправдание Toshiba указывает, что RD400 может развивать обещанное быстродействие только при многопоточном последовательном чтении, но это – искусственная ситуация. В практическом же использовании читает последовательные данные этот накопитель лишь немного быстрее, чем Kingston HyperX Predator, который работает через вдвое более медленную шину PCI Express 2.0 и старый AHCI-протокол. Скорость же Samsung 950 PRO в этом тесте почти в полтора раза выше.

Зато при последовательной записи мощность Toshiba OCZ RD400 раскрывается гораздо лучше: здесь он даже немного опережает альтернативу от компании Samsung и выдаёт результат, точно соответствующий паспортным характеристикам.

⇡#Случайные операции чтения

Скорость работы при произвольном чтении данных – одна из основных характеристик SSD, однако здесь Toshiba OCZ RD400 вновь не дотягивает до того уровня, который год назад установил Samsung 950 PRO. Вариант, предлагаемый Samsung, быстрее примерно на 20 процентов, причём такая картина наблюдается как при неконвейеризируемых операциях, так и при работе с очередью запросов. По всей видимости, контроллер, используемый в основе Toshiba OCZ RD400, по сравнению с Samsung UBX менее эффективен.

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.

Преимущество Samsung 950 PRO прослеживается при любой очереди запросов. При чтении же Toshiba OCZ RD400 по характеру выдаваемой производительности очень похож на Intel 750 400 Гбайт.

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

Ничего принципиально нового не обнаруживается и на этом графике. Свежий NVMe-накопитель компании Toshiba не смог покорить новые рубежи производительности при чтении данных. Неоспоримым лидером в этой дисциплине остаётся Samsung 950 PRO.

⇡#Случайные операции записи

Если же говорить о производительности на операциях записи, то тут картина меняется. Для своего NVMe-накопителя Toshiba смогла построить очень производительный массив флеш-памяти, благодаря чему OCZ RD400 выдаёт высокую скорость, которая при увеличении глубины очереди запросов становится лучше и лучше. В итоге RD400 уверенно обходит конкурента от компании Samsung и отстаёт лишь от Intel 750, соперничать с которым тяжело как минимум потому, что он базируется на 18-канальном контроллере.

Если же посмотреть на скорость произвольной записи при дальнейшем увеличении очереди запросов, то можно увидеть ещё более впечатляющую картину. Об этом, например, говорит график, показывающий зависимость скорости произвольной записи 4-килобайтными блоками от глубины очереди запросов:

Toshiba OCZ RD400 обгоняет Samsung 950 PRO примерно на треть, и это – очень хороший показатель, отлично иллюстрирующий его самую главную сильную сторону.

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

Оказывается, при определённом характере нагрузки Toshiba OCZ RD400 может выдавать лучшее быстродействие даже по сравнению с Intel 750. Нужно лишь, чтобы операции записи проводились достаточно крупными блоками с размером более 8 Кбайт.

⇡#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 необходимости обработки как последовательных, так и случайных операций, поступающих вперемежку. На следующей паре диаграмм мы приводим среднюю производительность, которая посчитана по данным шести измерений с разным соотношением количества операций чтения и записи.

Смешанная нагрузка снова позволяет Toshiba OCZ RD400 продемонстрировать лидирующую производительность. И это очень хороший для рассматриваемого SSD знак, так как в реальной жизни такая нагрузка встречается достаточно часто. Даже Samsung 950 PRO, который блистал в разнообразных рафинированных ситуациях, здесь оказывается не столь силён и уступает в комбинированной скорости от 4 до 10 процентов.

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.

Обслуживание смешанных последовательных операций – ещё одна сильная сторона Toshiba OCZ RD400. В этом случае он превосходит любые другие потребительские SSD с интерфейсом PCI Express. Если же говорить о смешанных случайных операциях, то производительность Toshiba OCZ RD400 оказывается близкой к тому, что демонстрирует Samsung 950 PRO, но суммарное преимущество этому накопителю приносит ситуация с ощутимо преобладающими операциями записи.

⇡#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 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.

При проверке постоянства производительности получается достаточно типичная для потребительского SSD картина. Заполнение всей ёмкости Toshiba OCZ RD400 происходит с высокой скоростью, достигающей 120-130 тысяч IOPS, затем же показатели быстродействия падают вплоть до 20 тысяч IOPS, так как контроллер сталкивается с необходимостью вместе с записью выполнять и очистку блоков флеш-памяти. И в этом нет ничего странного – так при длительной нагрузке ведут себя все SSD.

Однако, говоря о Toshiba OCZ RD400, отметить нужно два момента. Положительный: этот накопитель, в отличие от прочих продуктов OCZ или Toshiba, не пользуется никакими технологиями ускоренной записи. Его массив флеш-памяти оказывается способен выдать весьма высокие скорости без всяких трюков вроде SLC-кеширования. И отрицательный: стабильность скоростных характеристик у RD400 совсем не на высоте. Даже в свежем состоянии накопителя моментальные значения его скорости записи могут отличаться двукратно, что при практическом использовании будет выливаться в непостоянство латентностей при однотипных операциях.

Посмотрим теперь, как после деградации скорости происходит её восстановление до первоначальных величин за счёт работы технологии сборки мусора. Для исследования этого вопроса после завершения предыдущего теста, приводящего к снижению 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 Toshiba OCZ RD400 работает так, как и должен, – SSD полностью восстанавливает свою первоначальную производительность, и это означает, что в типичных сценариях столкнуться с деградацией производительности этого накопителя невозможно. А вот без команды TRIM сборка мусора почти не работает. Какой-то порыв к самостоятельной заготовке чистой флеш-памяти у этого накопителя возникает, но этот процесс быстро завершается, не успев толком начаться. В итоге под будущие операции освобождается порядка 1 Гбайт пространства, что явно мало. Впрочем, вероятность попадания Toshiba OCZ RD400 в среды без поддержки TRIM очень невысока. Обычно там, где можно применять накопители, работающие по протоколу NVMe, всегда есть и TRIM.

⇡#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.

Числа на снимке экрана кажутся довольно-таки впечатляющими. Однако рекорды Toshiba OCZ RD400 ставит лишь в тестах последовательной записи. В остальных же случаях скорости просто хорошие, но не лучшие: при чтении главный герой уступает Samsung 950 PRO, а при случайной записи – Intel 750.

⇡#Производительность в PCMark 8 Storage Benchmark 2.0

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. Обратите внимание – мы перешли на обновлённую версию дискового бенчмарка, появившуюся в начале 2016 года.

К сожалению, для того, чтобы выдавать высокую производительность при нагрузке, возникающей в реальных приложениях, от накопителя в первую очередь требуется эффективно работать с операциями чтения и при смешанной случайной нагрузке. Но Toshiba OCZ RD400 скорее оптимизирован под операции записи, поэтому в PCMark 8 2.0 его результат не слишком высок. Да, ему удаётся выступить лучше NVMe-накопителя компании Intel, однако до результата Samsung 950 PRO ещё очень далеко.

Интегральный результат PCMark 8 нужно дополнить и показателями производительности, выдаваемыми флеш-приводами 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.

Реальные сценарии нагрузки

Мы обновили набор используемых нами реальных сценариев, и теперь, помимо скорости работы SSD при копировании и архивации файлов, мы будем проверять также и скорость запуска с твердотельного накопителя игр и приложений. Новые тесты позволят нам делать выводы о том, насколько хорошо та или иная модель может справиться с ролью системного или даже единственного диска в составе ПК, на котором устанавливаются рабочие программы.

Любопытно, что в файловом тесте копирования папки с разнородными файлами между Toshiba OCZ RD400 и Samsung 950 PRO наблюдается паритет. Один накопитель силён при чтении данных, другой – при записи. А в итоге скорость в этом случае у них получается совершенно одинаковая.

С архивированием файлов Toshiba OCZ RD400 тоже справляется неплохо. Да, Samsung 950 PRO чуть быстрее, но отставание очень небольшое – не более 4 процентов.

А вот в разархивировании OCZ RD400 проигрывает обоим основным конкурентам. Порождаемые в этом случае смешанные операции для NVMe-решения компании Toshiba не слишком благоприятны. В результате его скорость приближается к показателю Kingston HyperX Predator, который использует протокол AHCI и более медленный вариант шины PCI Express.

От RD400 хотелось бы получить более высокую производительность и при его использовании в роли системного накопителя – при запуске с него приложений и игр. Более подходящим для таких сценариев остаётся Samsung 950 PRO.

⇡#Проверка температурного режима

С тех пор как мы начали тестировать накопители с PCI Express-интерфейсом, выполненные в компактном форм-факторе M.2, нам приходится уделять внимание их температурному режиму во время активного использования. Дело в том, что печатная плата таких SSD чаще всего имеет односторонний дизайн и площадь около 17 см², так что компоненты располагаются на ней очень плотно. Заложенные же в спецификации ограничения по толщине M.2-плат не позволяют устанавливать на них какие бы то ни было системы охлаждения, что приводит к достаточно серьёзному нагреву во время работы. Более того, разработчики производительных M.2-накопителей зачастую вынуждены закладывать в алгоритмы своих устройств различные технологии температурного троттлинга, которые должны предохранять их от критического перегрева.

Подобная технология есть и у Toshiba OCZ RD400. Однако стоит отметить, что PCI Express-версия этого продукта, RD400A, которая помимо M.2-накопителя включает в себя и плату адаптера, всё-таки имеет какое-никакое решение для теплоотвода. Между адаптером и оборотной стороной SSD проложен слой теплопроводящего материала, который позволяет отвести часть тепловой энергии с M.2-накопителя на более обширную поверхность платы переходника. И, как показывает практика, это неплохо помогает.

Для проверки мы нагружали OCZ RD400 длительными операциями последовательной записи: в этом случае контроллер и флеш-память нагреваются сильнее всего. В случае если RD400 смонтирован в фирменном адаптере, ситуация с температурой выглядит так (тесты проходили на открытом стенде).

Повышение температуры накопителя под непрерывной нагрузкой происходит достаточно медленными темпами, и до того, как она достигнет критической величины – 80 градусов, проходит четыре с половиной минуты. И это – совершенно фантастическая ситуация, потому что на столь быстрый SSD, как Toshiba OCZ RD400, за такой промежуток времени можно записать более 430 Гбайт данных. Представить себе сценарии использования, в которых на накопитель непрерывно пишутся столь большие объёмы информации, практически невозможно. Поэтому вполне можно говорить о том, что штатная термопрокладка действительно решает проблему перегрева и версия RD400 в составе с фирменным адаптером работает без перехода в щадящие режимы с пониженной производительностью.

Другое дело, если использовать OCZ RD400 без каких-либо специальных методов охлаждения в слоте M.2 на материнской плате или в каком-либо постороннем адаптере. Здесь ситуация с температурой уже может внушать определённое беспокойство. Например, при установке этого накопителя в «обычный» адаптер мы получили такую картину.

По сравнению с тем, что мы видели при установке в штатный адаптер, здесь кривая температуры под нагрузкой оказывается гораздо выше и до критических 80 градусов температура Toshiba OCZ RD400 доходит за 57 секунд. За это время на SSD оказывается записано чуть более 90 Гбайт информации, после чего включается «безопасный» режим, в котором производительность падает примерно вшестеро – до скорости последовательной записи в районе 250 Мбайт/с.

Конечно, даже в этом случае нельзя сказать, что перегрев – серьёзная проблема RD400. Всё-таки непрерывные операции в течение минуты с накопителем, обеспечивающим скорости на уровне полутора гигабайт в секунду, – тоже далеко не повседневный сценарий нагрузки. Однако при эксплуатации OCZ RD400 без каких-либо средств теплоотвода температурный троттлинг всё-таки возможен, и это стоит учитывать.

При этом переход SSD в медленный безопасный режим считается для OCZ RD400 экстраординарным событием. Когда такое случается, фирменная утилита создаёт даже специальное оповещение, предполагающее какую-либо ответную реакцию со стороны пользователя.

Учитывая сказанное, мы бы посоветовали приобретать Toshiba OCZ RD400 именно в PCI Express-версии, в которой какое-никакое средство борьбы с высокими температурами производителем предусмотрено. Такой вариант обойдётся примерно на $20 дороже «голой» M.2-платы, однако штатный адаптер Toshiba хорош не только имеющимся термоинтерфейсом, но и наличием собственного преобразователя напряжения, который гарантированно не создаёт наводок по питанию на другие PCI Express-устройства, установленные в соседние слоты.

⇡#Выводы

В целом Toshiba OCZ RD400 произвёл на нас хорошее впечатление, ведь это – прогрессивный NVMe-накопитель с благородным происхождением, который значительно превосходит по производительности любые SATA SSD. Подкупает не только это: RD400 имеет вариант поставки, включающий адаптер для установки этого M.2-накопителя в слот PCIe, его программная поддержка выполнена на высоком уровне, а гарантийное обслуживание, осуществляемое через сервис OCZ, отличается оперативностью и завидной клиентоориентированностью.

Но для того, чтобы стать однозначно привлекательным вариантом, всего этого недостаточно. Дело в том, что Toshiba OCZ RD400 нацеливается на энтузиастов высокой производительности, а такая аудитория в первую очередь рассчитывает получить максимальные скоростные показатели. RD400 же их обеспечить не смог. Да, он быстр, но при операциях чтения и во многих тестах реальной нагрузки он уступает Samsung 950 PRO, причём порой даже весьма заметно. Поэтому, несмотря на достойное выступление NVMe-накопителя Toshiba, наиболее популярным NVMe SSD для высокобюджетных персональных компьютеров наверняка продолжит оставаться предложение компании Samsung.

Тем не менее в определённых случаях Toshiba OCZ RD400 всё же заслуживает внимания. Во-первых, даже несмотря на то, что это – не самый быстрый NVMe SSD, звание второго по скорости предложения такого рода что-то да значит. И если Toshiba грамотно выстроит в отношении своей новинки ценовую политику, на определённое признание она, безусловно, рассчитывать сможет. Во-вторых, OCZ RD400 выдаёт лидирующее быстродействие при операциях записи. Некоторым пользователям важен именно такой сценарий, и для них RD400 будет явно предпочтительнее. В-третьих, модельный ряд Toshiba OCZ RD400 включает варианты ёмкости, которых у основного конкурента попросту нет. Если вы захотите приобрести современный NVMe-накопитель объёмом 128 Гбайт или 1 Тбайт, то RD400 – единственный вариант. Да, версия на 1,2 Гбайт существует в линейке Intel 750, но этот SSD скорее следует отнести к серверному уровню, ведь стоит он в районе тысячи долларов.

В итоге, хотя Toshiba OCZ RD400 и кажется нишевым решением с PCI Express-интерфейсом, делу популяризации таких продуктов он всё же послужит. В конце концов, RD400 расширяет число достойных альтернатив подобного рода, что в конечном итоге должно сдвинуть ценовую планку вниз и сделать потребительские NVMe SSD, выводящие производительность дисковой подсистемы на новый уровень, чуть более массовым явлением.