Обзор SSD-накопителя Plextor M8Pe: плюс один NVMe

В том, что массовый приход потребительских NVMe-накопителей с интерфейсом PCI Express на рынок должен вот-вот состояться, мы были уверены ещё год назад. Действительно, уже тогда казалось, что этому нет никаких препятствий: независимые разработчики контроллеров в составе Marvell, Phison и Silicon Motion гордо рапортовали о готовности версий чипов с поддержкой прогрессивного скоростного протокола, а их партнёры вовсю показывали модели SSD на их основе на каждой более-менее подходящей по теме выставке. Однако, как стало понятно впоследствии, переход на новый интерфейс – дело отнюдь не житейское, и в продажу такие новинки поступать не спешили. Проблемы возникли на этапе отладки: от микропрограмм и драйверов никак не удавалось добиться нужной стабильности, поэтому в конечном итоге почти всё первое поколение перспективных продуктов из стен конструкторских лабораторий так и не вышло.

В результате весь последний год рынок предлагал выбор всего из двух скоростных PCI Express-накопителей c поддержкой NVMe: Samsung 950 PRO и Intel 750. Обе эти альтернативы характерны тем, что они не полагаются на результаты творчества независимых разработчиков контроллеров, а базируются на вертикально интегрированной платформе авторства самих производителей SSD. Иными словами, быстро оседлать новый интерфейс сумели только ведущие игроки, способные к разработке твердотельных накопителей от начала и до конца, без привлечения каких бы то ни было сторонних ресурсов.

Однако монополии гигантов в сегменте потребительских NVMe-накопителей, похоже, всё-таки приходит конец. Верным тому знаком выступает присоединение к числу производителей высокоэффективных PCI Express-накопителей тех фирм, которые в своё время сделали ставку на сотрудничество с Marvell. Этот разработчик наконец-то «допилил» свой флагманский NVMe-контроллер 88SS1093, и теперь можно начинать пожинать плоды. Пару месяцев тому назад на прилавках магазинов появился использующий этот контроллер накопитель Toshiba OCZ RD400, а теперь компанию ему составит и аналог в прочтении Plextor: M8Pe – четвёртый потребительский SSD с интерфейсом PCI Express 3.0 x4 и поддержкой протокола NVMe.

О новинке Plextor в этом материале мы поговорим подробно, однако, прежде чем перейти к её изучению, хочется добавить, что в самое ближайшее время нас ждёт встреча ещё с несколькими массовыми моделями NVMe SSD, которые будут основываться уже на совсем других платформах. Дело в том, что финальную точку в разработках своих первых PCI Express-контроллеров смогла поставить не только Marvell, но и тайваньские фирмы – Phison и SMI. Поэтому обзоры накопителей, основанных на контроллерах Phison PS5007-E7 и SMI SM2260, не заставят себя долго ждать – образцы соответствующих продуктов уже едут в нашу лабораторию.

Что же касается Plextor M8Pe, то его путь на рынок хорошо иллюстрирует те родовые муки, которые пока что сопровождают разработку массовых NVMe-накопителей. История этого продукта берёт своё начало ещё во второй половине 2014 года – именно тогда компания Plextor вознамерилась сделать скоростной PCI Express-накопитель для энтузиастов, используя контроллер Marvell 88SS9293. И такой накопитель наконец был создан – его Plextor охотно показывала на различных мероприятиях под именем M7e. Но запустить продажи M7e никак не удавалось: хромала совместимость с различными конфигурациями, и в итоге он смог увидеть свет только лишь в виде OEM-продукта под брендом Lite-On. На потребительской же модификации просто поставили крест, а все ресурсы переключили на работу над следующей версией – M8Pe, в которой предполагалось использовать уже другой, более новый контроллер, Marvell 88SS1093. Если судить по достигнутому результату, то вторая попытка оказалась куда удачнее первой. Однако с ней тоже всё прошло не слишком гладко. Первый раз M8Pe был продемонстрирован публике ещё в начале января – на выставке CES 2016. И уже тогда этот накопитель выглядел почти готовым. Но реальная встреча с ним стала возможна только теперь – спустя девять месяцев. Всё же это время было посвящено оптимизации и отладке, и очень надеемся, что не зря.

Собственно, в этом обзоре мы и попробуем оценить тот результат, к которому Plextor упорно шла эти два года. Тестирование предыдущего накопителя на базе кастомизированной версии того же контроллера Marvell 88SS1093, Toshiba-OCZ RD400, оставило после себя несколько противоречивые чувства. Тот SSD так и не смог дотянуться по производительности до NVMe-предложений Samsung и Intel, поэтому в число бескомпромиссных решений для энтузиастов он не попал. От Plextor M8Pe же мы ждём совсем иного. Здесь у производителя имеется гигантский опыт совместной работы с Marvell, и поэтому есть надежда, что новинка всё-таки сможет бороться на равных с достаточно возрастными лидерами. Проверим?

⇡#Технические характеристики

Итак, после затянувшейся паузы Plextor решила вернуться в сегмент высокопроизводительных твердотельных накопителей для энтузиастов и делает это при помощи модели с поддержкой NVMe и с наиболее скоростным на данный момент интерфейсом PCI Express 3.0 x4. И ещё до знакомства с техническими характеристиками и показателями производительности можно сказать, что M8Pe – это знаковый продукт. Дело в том, что пока число доступных на рынке NVMe-накопителей потребительского уровня очень ограничено, и любая такая новинка – на вес золота. К тому же решение Plextor может предложить широкий модельный ряд: от 128 Гбайт до 1 Тбайт. Младший и старший представители в этой линейке –– чуть ли не единственные варианты такой ёмкости среди массовых NVMe SSD.

Конкуренцию Plextor M8Pe по богатству модельного ряда может составить разве только Toshiba-OCZ RD400 – накопитель, в основе которого лежит аналогичный контроллер Marvell 88SS1093, известный также под кодовым именем Eldora. Этот контроллер – прямой потомок чипа Alta Plus (88SS9293), который используется в накопителе Kingston HyperX Predator. Одна из разновидностей Alta Plus должна была попасть также и в Plextor M7e, однако ввиду отмены выпуска этого накопителя Plextor «перепрыгнула» через ступеньку и сделала сразу более прогрессивный продукт, попав в число первых пользователей Eldora.

Контроллер Marvell Eldora (88SS1093) – это достаточно прогрессивный по современным меркам восьмиканальный чип, выпускаемый по техпроцессу с нормами 28 нм. В его основе лежит энергоэффективный трёхъядерный процессор с ARM-архитектурой, к которому добавлен набор аппаратных блоков, реализующих интерфейс NVMe 1.1, поддержку TLC/MLC/SLC и 3D-флеш-памяти, а также сильные алгоритмы коррекции ошибок на основе LDPC-кодирования. Кроме того, при создании Eldora компания Marvell смогла внедрить модульный дизайн MoChi, который позволяет компании легко изменять состав аппаратной части контроллера, заменяя или добавляя блоки. Это даёт возможность легко получать различные кастомизированные версии чипа, адаптированные под нужды конкретных заказчиков.

Процессор 88SS1093 интересен ещё и тем, что это – первый PCI Express SSD-контроллер с поддержкой SRIS-архитектуры. Это значит, что SSD на базе данного контроллера могут иметь собственный тактовый генератор, который необходим в случае задействования интерфейса SATA Express. Но в Plextor M8Pe данная возможность не используется, а накопители этого семейства выпускаются лишь в двух вариантах форм-фактора: либо в виде плат M.2 формата 2280, либо в комплекте с HHHL (half-height half-length) PCIe-переходником, позволяющим установить накопитель в стандартный слот расширения. При этом разновидностей M.2-плат может быть две: предназначенная для десктопов версия с теплорассеивателем и «голая» ноутбучная версия.

Несмотря на то, что контроллер Eldora имеет поддержку новомодных типов флеш-памяти с трёхмерной компоновкой, Plextor решила не рисковать и выбрала для своего флагманского продукта традиционную планарную MLC NAND, которая ожидаемо была закуплена у Toshiba. В данном случае это – её наиболее современный вариант, изготавливаемый по 15-нм техпроцессу и имеющий 128-гигабитные ядра.

В результате характеристики у Plextor M8Pe получились такими:

К сожалению, комбинация компонентов в Plextor M8Pe не даёт максимально возможную производительность. Анонсируя контроллер Eldora, Marvell обещала, что он будет способен демонстрировать скорость последовательного чтения до 2,9 Гбайт/с. У Plextor M8Pe же максимальная скорость примерно на 15 процентов ниже. Но это – тоже неплохой показатель, находящийся на уровне характеристик NVMe-накопителей конкурентов: Samsung 950 PRO и Toshiba OCZ RD400.

Примерно соответствует конкурирующим моделям у Plextor M8Pe и скорость последовательной записи. А вот по произвольным операциям M8Pe обещает куда более выдающиеся относительные показатели, которые, если соответствуют действительности, вполне могут сделать из новинки самый быстрый потребительский SSD сегодняшнего дня, в особенности если речь идёт о скорости записи.

Неплохо выглядят и условия гарантийного обслуживания. Его срок у Plextor M8Pe составляет пять лет, причём в отличие от конкурентов производитель устанавливает очень щедрые рамки на максимальный объём записи, позволяющие обновлять более 80 процентов полной ёмкости накопителя ежедневно. Любопытно, что OEM-аналог рассматриваемого SSD, Lite-On CX2, который с текущего июня устанавливается в отдельные ноутбуки серии Dell Latitude, снабжается при этом более короткой, трёхлетней гарантией. Но с приходом Eldora-накопителя в розничный сегмент Plextor адаптировала его характеристики к запросам энтузиастов.

Творчески подошла Plextor и к вопросу ценообразования. Она явно нацеливалась на то, чтобы предложить энтузиастам самый выгодный NVMe-накопитель, поэтому на Plextor M8Pe установлена примерно на 10 процентов более низкая рекомендованная цена, чем на Toshiba OCZ RD400, и на 15 процентов – чем на Samsung 950 PRO. Однако компанию обошла на повороте Intel, которая на днях анонсировала новый SSD серии 600p на базе TLC 3D NAND, устраняющий ценовой разрыв между SATA- и NVMe-продуктами практически полностью. Поэтому говорить о M8Pe можно лишь как о самом дешёвом SSD с интерфейсом PCI Express на базе MLC-памяти, что, в общем-то, тоже неплохо.

⇡#Внешний вид и внутреннее устройство

Как уже было упомянуто выше, Plextor M8Pe существует в трёх разных модификациях, которые идентичны по характеристикам, но различаются по внешнему исполнению. Базовая модель, M8PeGN, — это просто стандартная односторонняя M.2 2280-плата, предназначенная для установки в соответствующий слот с поддержкой интерфейса PCI Express 3.0 x4. Такой вариант накопителя рекомендован для ноутбуков. Для настольных систем производитель предлагает более интересный вариант – M8PeG. Это – абсолютно такая же M.2-плата, но закрытая алюминиевой пластиной-радиатором, которая должна обеспечивать накопителю более приемлемый температурный режим при высоких нагрузках. Существует и третий вариант рассматриваемого накопителя — M8PeY. В нём M.2-плата дополнена переходником, позволяющим установить SSD в стандартный слот PCI Express. В этом случае единый теплорассеивающий кожух скрывает всё двухкомпонентное устройство целиком. Нам же для тестирования был предоставлен наиболее интересный десктопный M.2-вариант с ёмкостью 512 Гбайт. Давайте на его примере ознакомимся со строением Plextor M8Pe.

Десктопный вариант накопителя, M8PeG, выглядит несколько необычно. Дело в том, что на стандартную M.2-карту размера 22 × 80 мм с ключом типа M в ножевом разъёме инженеры Plextor решили установить некое пассивное охлаждающее устройство. Таких решений, применённых в массовом продукте, мы ещё не видели. И неудивительно: даже относительно тонкая теплорассеивающая пластина выводит габариты получающегося «бутерброда» за пределы спецификаций. Например, в случае M8PeG толщина накопителя выросла на дополнительные 2,5 мм и поставила под вопрос возможность его применения в ноутбуках. Но Plextor вышла из положения, что позиционировав вариант с радиатором исключительно для производительных десктопов, где жёстких ограничений по высоте M.2-карт нет. В ноутбуки же, и в особенности в тонкие модели, куда M8PeG заведомо не поместится, производитель предлагает устанавливать «голую» версию без охлаждения – M8PeGN.

Поскольку на большинстве системных плат слот M.2 находится на видном месте, Plextor позаботилась о том, чтобы M8PeG выглядел эффектно. Его закрытая алюминиевой пластиной лицевая сторона анодирована в чёрный цвет, а сверху на этот фон нанесена красно-белая аппликация со стилизованным изображением ракеты и логотипом производителя. Такой дизайн позволяет накопителю органично вписываться в геймерские материнские платы, которые традиционно выполняются в красно-чёрной цветовой гамме.

Если посмотреть на M8PeG с оборотной стороны, то становится понятно, что радиатор держится на плате на простых защёлках. Однако его демонтаж лишает пользователя гарантии, так как в этом случае будет повреждена защитная наклейка. Кроме того, на тыльной стороне SSD расположен и информационный ярлык, на котором приведены сведения о производителе – компании Lite-On, о названии и ёмкости модели, залитой на заводе прошивке, а также другие служебные данные.

Под радиатором обнаруживаются четыре микросхемы: восьмиканальный контроллер Marvell 88SS1093, чип оперативной DDR3L-памяти производства Samsung объёмом 512 Мбайт и массив MLC NAND, которой состоит из двух чипов.

Обратите внимание, флеш-память на Plextor M8Pe набрана точно такими же микросхемами Toshiba TH58TFT1JFLBAEG, как мы недавно видели на другом похожем накопителе, Toshiba OCZ RD400. В каждой такой микросхеме скрывается по шестнадцать 15-нм планарных MLC NAND-устройств ёмкостью по 128 Гбит каждое. В итоге контроллер в рассматриваемой конфигурации Plextor M8Pe может пользоваться преимуществами четырёхкратного чередования устройств в каждом канале. Это делает 512-гигабайтную модификацию одной из самых быстрых в линейке.

То, что все четыре микросхемы на Plextor M8Pe 512 Гбайт смогли разместиться на одной стороне небольшой M.2-платы, существенно упрощает теплоотвод – радиатор через термопрокладку контактирует со всеми ними одновременно. Подобным же образом обстоит дело и у модификаций с объёмом 128 и 256 Гбайт. Однако ввиду того, что больше шестнадцати полупроводниковых кристаллов NAND-памяти в одну микросхему уже не штабелируется, терабайтная модель M8Pe вынуждена нести на себе четыре микросхемы памяти, и в ней используется двухсторонняя плата с другой компоновкой. Но система охлаждения при этом не меняется, и пара чипов флеш-памяти остаётся в открытом доступе. Впрочем, вряд ли это способно вызвать какие-то проблемы. Охлаждение на чипах памяти – лишь опция, а не жизненно необходимая деталь.

В заключение остаётся лишь напомнить, что Plextor M8Pe – это накопитель, работающий через NVMe. Данный 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 Plextor M8Pe 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.

⇡#Программное обеспечение

Мы давно привыкли к тому, что флагманские накопители компании Plextor поставляются с внушительным набором дополнительных программ, реализующих как сервисные функции, так и кеширование, шифрование и сжатие данных. Однако для Plextor M8Pe все эти фирменные утилиты пока не адаптированы. Ни одна из привычных программ с M8Pe не работает. И это значит, что даже мониторинг состояния этого SSD придётся выполнять через универсальные утилиты сторонних разработчиков вроде CrystalDiskInfo.

Впрочем, серьёзной проблемой это не является. Более же неприятно то, что для Plextor M8Pe не существует (пока?) фирменного NVMe-драйвера. Вместо этого производитель предлагает пользоваться встроенным в операционную систему драйвером компании Microsoft, к которому, к сожалению, есть определённые претензии в плане производительности. Дело в том, что стандартный NVMe-драйвер Microsoft изначально разрабатывался для серверных моделей SSD, поэтому для накопителей, лишённых защиты от перебоев питания, часть операций записи он проводит через команды FUA (Force Unit Access). А такие команды запрещают любую возможную буферизацию внутри собственной оперативной памяти накопителя и сводятся к прямому сохранению данных непосредственно во флеш, что, очевидно, увеличивает задержки и отрицательно сказывается на пропускной способности. Именно для исправления этой ситуации производители потребительских NVMe SSD и прибегают к выпуску собственных драйверов, но для новинок Plextor их пока не существует.

Это значит, что с появлением фирменного драйвера производительность Plextor M8Pe может несколько возрасти. Пока же для частичного решения проблемы мы можем посоветовать попробовать запретить использование FUA путём установки флага Turn off write-cache buffer flushing on the device в свойствах накопителя в Device Manager.

Однако этот трюк не слишком эффективен, и к тому же он повышает опасность потери данных при незапланированных отключениях питания.