⇡#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.
Начиная с этого тестирования, мы приняли решение внести отдельные изменения в протокол проведения синтетических тестов с целью их приведения в большее соответствие с современными сценариями работы с SSD. Размер раздела, в пределах которого тестируется скорость операций, теперь будет увеличен до 16 Гбайт, а продолжительность тестов будет составлять одну минуту при последовательных операциях и полминуты при случайных операциях чтения и записи. Такие изменения, 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.
Объём и скорость передачи данных в бенчмарках указываются в бинарных единицах (1 Кбайт = 1024 байт).
⇡#Список участников тестирования
KingDian S280 – это ультрабюджетный накопитель, сравнивать который следует в первую очередь с недорогими предложениями ведущих производителей, основанными на TLC NAND. Именно этим принципом мы и руководствовались при выборе соперников для главного героя. Кроме того, для полноты картины в тест также добавлен и несколько более дорогой накопитель Samsung 850 EVO, который должен послужить своего рода недосягаемым ориентиром.
В итоге получился следующий перечень соперников:
⇡#Последовательные операции чтения и записи
При линейном чтении KingDian S280 проявляет себя как совершенно типичный TLC-накопитель на базе контроллера SMI SM2256 и демонстрирует примерно такую же скорость, как Intel SSD 540s и ADATA Premier SP550. Это значит, что при такой примитивной нагрузке передача данных ограничивается лишь пропускной способностью интерфейса. Однако при последовательной записи KingDian S280 проявляет свой особый характер. В этом случае его усреднённое быстродействие оказывается выше, чем у Intel SSD 540s и ADATA Premier SP550, и здесь, очевидно, проявляется влияние SLC-кеша большего размера.
Впрочем, нужно понимать, что, как у любого TLC-накопителя с технологией SLC-кеширования, у KingDian S280 на самом деле существует два варианта скорости записи. Небольшие объёмы данных, умещающиеся в кеш-области, он пишет быстро, но затем производительность драматически падает. Иллюстрирует это следующий график, на котором показано, как меняется скорость в течение первых секунд во время последовательной записи.
Так, на первом этапе скорость последовательной записи достигает величины в 370 Мбайт/с, но затем она снижается впятеро – до 75 Мбайт/с. Надо сказать, что по абсолютным значениям это немного ниже скоростных параметров накопителей с TLC-памятью SK Hynix. Однако в KingDian S280 SLC-кеширование работает эффективнее, принимая в SLC-буфер большие объёмы данных, и за счёт этого достигается суммарное преимущество.
⇡#Случайные операции чтения
Уровень производительности при операциях случайного чтения определяется в первую очередь вычислительной мощностью контроллера. Поэтому результаты KingDian S280 такие же невысокие, как и у других SSD на базе SM2256. Напомним, этот контроллер основывается на одном 32-разрядном RISC-ядре, поэтому хороших результатов при такой нагрузке от него ожидать не приходится.
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.
Линия производительности KingDian S280 почти повторяет результаты ADATA Premier SP550, выдавая родственность этих моделей. Впрочем, это скорее плохо, поскольку оба эти SSD находятся в числе аутсайдеров. Какая бы ни была глубина очереди запросов, производительность TLC-накопителей с контроллером SM2256 оказывается хуже, чем у конкурентов с контроллерами других разработчиков.
В дополнение к этому предлагаем посмотреть, как зависит скорость случайного чтения от размера блока данных:
Не слишком впечатляют показатели KingDian S280 и при росте размера блока. Лишь на блоках максимального размера этот SSD подтягивается по уровню быстродействия к Plextor M7V и OCZ Trion 150.
⇡#Случайные операции записи
Зато здесь ситуация в корне меняется. При произвольной записи блоками по 4 Кбайт производительность KingDian S280 выходит на очень хороший для TLC-накопителя уровень. И 5-гигабайтный SLC-кеш играет в этом не последнюю роль. В результате ультрабюджетный SSD из Китая оказывается не только быстрее собратьев на базе SM2256, но и лучше, чем OCZ Trion 150 или Plextor M7V. Недосягаемым для него остаётся лишь Samsung 750 EVO, которой стойко удерживает за собой звание самого производительного TLC-накопителя.
Хорошую скорость случайной записи удаётся наблюдать при любой очереди запросов. Об этом говорит график, показывающий зависимость скорости произвольной записи 4-килобайтными блоками от глубины очереди запросов:
Выше, чем KingDian S280, на графике удаётся забраться лишь Plextor M7V и Samsung 750 EVO.
Следующий график отражает зависимость производительности при случайной записи от размера блока данных.
Качественно схожая картина наблюдается и при измерении скорости записи блоками разного размера. Производительность KingDian S280 продолжает приятно удивлять.
⇡#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.
Эффективное SLC-кеширование, которое мы увидели в KingDian S280, позволяет этому накопителю не ударять лицом в грязь при работе со смешанными операциями. Впрочем, заслуга в этом, конечно, принадлежит не столько локальному китайскому производителю, сколько инженерам Silicon Motion, которые смогли сделать для варианта своей платформы, комплектующегося TLC NAND производства Toshiba, высокоэффективную микропрограмму.
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.
По графикам видно, что наиболее благоприятен для KingDian S280 вариант, когда доля операций чтения и записи примерно равна, или когда операций записи немного больше, чем чтения.
⇡#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.
Совершенно типичная для TLC-накопителя картина. Производительность записи при попадании данных в SLC-кеш достигает 71 тыс. IOPS, а при прямой записи в TLC-память – составляет порядка 18 тыс. IOPS. Если сравнить эти показатели с производительностью построенного на том же контроллере ADATA Premier SP550, то получится, что скорости примерно равны, с небольшим преимуществом накопителя ADATA. Существенная же разница между этими SSD есть лишь в алгоритме работы кеша. Чтобы подробнее рассмотреть, в чём тут дело, увеличим начальную часть графика.
Преимущество KingDian S280 заключается в том, что в нём SLC-кеш имеет заметно больший объём, чем мы привыкли видеть у накопителей подобного рода. На этот SSD c высокой скоростью удаётся записать порядка 5 Гбайт данных, в то время как у того же ADATA Premier SP550 SLC-кеш имеет вдвое меньший объём. Именно поэтому при интенсивных нагрузках KingDian S280 выдаёт столь хорошие для ультрабюджетного накопителя параметры производительности.
Никакой же другой особой магии в KingDian S280 нет. Скорость основного массива флеш-памяти у него откровенно низкая, как и у любых других SSD, построенных на TLC-платформах Silicon Motion или Phison.
Давайте посмотрим теперь, как у KingDian S280 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.
При проверке функционирования автономной сборки мусора накопитель из Китая смог нас немало удивить. Как оказалось, он способен возвращать своё первоначальное быстродействие даже без подачи на него команды TRIM, а лишь после небольшого простоя. Естественно, нет никаких претензий и к обработке TRIM. И в этом KingDian S280 тоже превосходит ADATA Premier SP550 – у него автономно очищался лишь SLC-кеш, а для подготовки чистых страниц в TLC-памяти требовалась подача команды TRIM. Для KingDian S280 же TRIM не столь необходим. Судя по всему, в нём используется какой-то более новый вариант микропрограммы SMI, в котором внутренние алгоритмы были существенно модифицированы.
⇡#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 выглядят. 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. Если опираться на эти числа, то KingDian S280 кажется 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 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 применяем обновлённую версию дискового бенчмарка, появившуюся в начале 2016 года.
Эффективный SLC-кеш большого размера позволяет KingDian S280 показывать сравнительно неплохую производительность в сценариях, моделирующих реальную нагрузку. В итоге, по данным PCMark 8.0 накопитель KingDian S280 оказывается быстрее, чем многие другие популярные TLC-модели. Фактически из решений своего класса он уступает лишь SanDisk Ultra II и Samsung 750 EVO.
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.
Во многих сценариях KingDian S280 работает ровно так же, как и схожий по аппаратной начинке ADATA Premier SP550. Однако в ряде случаев можно наблюдать и существенные расхождения в производительности. В приложениях, которые способны сгенерировать большой трафик на запись, а это – средства для создания и обработки цифрового контента высокого разрешения, накопитель китайского изготовителя обеспечивает лучшую производительность за счёт увеличенной по объёму кеш-памяти. Типичные примеры таких задач – Adobe Photoshop и After Effects.
⇡#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.
Вместительный SLC-кеш и оптимизации, ориентированные на обслуживание смешанных операций, делают KingDian S280 весьма быстрым TLC-решением при копировании или архивации файлов в пределах SSD. И это значит, что если вы готовы доверить китайскому SSD с памятью неясного происхождения свои данные, то этот накопитель может стать очень неплохим рабочим диском. Особенно в своей ценовой категории.
В сценариях работы, связанных с запуском программного обеспечения, KingDian S280 уже не так хорош. Во время синтетических тестов мы видели, что ситуация со скоростью чтения у этого SSD обстоит далеко не самым лучшим образом. И здесь это проявляется напрямую – на двух диаграммах выше главный герой уступает решениям, построенным на контроллерах с более высокой мощностью. Однако если сравнивать KingDian S280 с прочими накопителями на контроллерах SMI или Phison, то его результат выглядит вполне прилично.
⇡#Тестирование выносливости
Результаты тестирования выносливости рассматриваемого накопителя приведены в отдельном специальном материале «Ресурсные испытания SSD».
⇡#Выводы
Если исходить исключительно из той производительности, которую мы увидели у KingDian S280, то его вполне можно назвать привлекательным SSD потребительского уровня. Действительно, цена у этого китайского гостя заметно ниже, чем у любого другого TLC-накопителя нижней ценовой категории, а скорость в реальных задачах – выше. Несмотря на то, что KingDian S280 основывается на достаточно слабом одноядерном контроллере SM2256, оптимизации микропрограммы под смешанную нагрузку и обширный SLC-кеш сделали его быстрее большинства соперников на платформах SMI или Phison. Уступает он в быстродействии лишь тем SSD с TLC-памятью, которые базируются на контроллерах более высокого класса, например Samsung 750 EVO или SanDisk Ultra II. Но такие предложения ведущих производителей и стоят заметно дороже.
Однако назвать KingDian S280 идеальным по соотношению характеристик бюджетным SSD было бы слишком опрометчиво. Дело в том, что его привлекательная цена во многом объясняется экономией производителя на качественной флеш-памяти. Внутри у него находятся микросхемы неясного происхождения, которые легко могут оказаться отбраковкой, вообще не предназначенной для твердотельных накопителей. Контроллер SM2256 имеет в своём арсенале продвинутые алгоритмы коррекции ошибок, способные эффективно бороться со сбоями флеш-памяти, однако гарантировать беспроблемное функционирование KingDian S280 на протяжении продолжительного времени вряд ли способны даже они. Всё это дополнительно усугубляется и тем, что в KingDian S280 сильно урезан пул резервных ячеек, существенная часть которого отдана в пользу увеличения объёма SLC-кеша. Поэтому рассчитывать на долгую и гладкую службу S280 при сколь-нибудь солидных нагрузках явно не стоит. Формально KingDian даёт на этот свой продукт привычную для SSD такого класса трёхлетнюю гарантию, однако, поскольку покупать такой накопитель придётся через китайские онлайн-магазины, воспользоваться ей в случае каких-либо неприятностей будет очень непросто.
Стоит ли ради экономии бюджета рисковать надёжностью, каждый должен решить для себя самостоятельно – общих рекомендаций тут быть не может. Однако если KingDian S280 понравился вам именно своей производительностью, обратите внимание и на ADATA Premier SP550. Этот накопитель основан на примерно такой же аппаратной платформе и тоже весьма дёшев, но при этом он выпускается производителем с мировым именем, поставляется в Россию по официальному каналу, использует качественную TLC-память SK Hynix и не имеет никаких проблем с гарантийным обслуживанием. Как нам кажется, спокойствие за собственные данные заслуживает небольшой переплаты и вариант ADATA в качестве компромиссного решения подходит лучше, чем KingDian или какие-то другие SSD малоизвестных китайских фирм.
Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
Подписаться