Обзор SSD-накопителя ADATA Ultimate SU800: 3D NAND пошла в тираж?

О том, что внедрение трёхмерной памяти в потребительские твердотельные накопители должно серьёзно изменить этот рынок, мы говорили не раз и не два. Масса слов была написана и по поводу того, как 3D NAND увеличивает плотность размещения ячеек памяти и тем самым снижает стоимость хранения данных. Однако, несмотря на всю кажущуюся перспективность, никаких явных признаков массового перехода производителей твердотельных накопителей на новую технологию памяти пока не наблюдается. Действительно, преимуществами 3D NAND в полной мере пользуется лишь одна компания – Samsung, а остальные присоединяться к числу активных приверженцев трёхмерной флеш-памяти почему-то не спешат.

Причина сложившегося положения дел кроется в производственных проблемах. Запуск массового производства трёхмерной памяти у Micron, Toshiba и SK Hynix идёт заметно медленнее изначально намеченного плана. Эти компании регулярно рапортуют о готовности очередных поколений 3D NAND, тем не менее, когда речь заходит о необходимости поставок больших объёмов такой памяти, сразу возникают те или иные трудности: неготовность производственных линий или низкий выход годных кристаллов. Впрочем, рано или поздно все препятствия такого рода должны быть преодолены, и уже сейчас ситуация выглядит так, как будто поток потребительских накопителей на базе 3D NAND вот-вот устремится на рынок.

И тому даже есть верные предвестники. Так, с середины лета компания Crucial успешно продаёт массовую модель SSD, основанную на трёхмерной флеш-памяти Micron. 3D NAND, выпускаемая SK Hynix, стала устанавливаться в собственный серверный накопитель этого производителя – PE3110, который хоть и ограниченно, но всё же доступен для корпоративных клиентов. А трёхмерная BiCS-память компании Toshiba в течение ближайших пары месяцев должна появиться в недавно объявленных накопителях серии Toshiba BG. Но ещё более убедительно о готовности трёхмерной памяти Toshiba говорит тот факт, что именно такую память можно обнаружить в составе 256-гигабайтной версии Apple iPhone 7, которая, как известно, вовсю массово поставляется.

Впрочем, если перевести разговор на потребительские накопители, то окажется, что из всего многообразия доступных в магазинах SSD используют 3D NAND лишь шесть моделей: NVMe-накопитель Samsung 950 PRO и его SATA-собрат Samsung 850 PRO на базе MLC 3D V-NAND, Samsung 850 EVO с TLC 3D V-NAND, уже упомянутый Crucial MX300 на трёхмерной TLC-памяти Micron, Intel SSD 600p на такой же памяти под маркой Intel и ещё одна новинка, о которой речь пойдёт в этой статье, – ADATA Ultimate SU800.

Наличие в приведённом списке продукта ADATA несколько удивляет. Ведь эта компания производителем полупроводников не является, а значит, ей каким-то образом удалось закупить трёхмерную память у одного из гигантов, что на фоне явного дефицита 3D NAND выглядит чуть ли не феноменально. Однако всё встаёт на свои места, если вспомнить, что между ADATA и Micron существуют давние и крепкие партнёрские связи, которые на этот раз позволили тайваньцам получить доступ к разработанной альянсом IMFT и производимой Micron TLC 3D NAND намного раньше других производителей SSD, у которых нет собственных фабрик памяти.

Действительно, в большинстве изделий ADATA используется память именно этого американского производителя полупроводников. А в прошлом у обеих компаний были и совместные проекты, например накопитель Premier Pro SP920, который для ADATA был спроектирован Micron и производился на тех же заводах, что и продукция Crucial. С новым Ultimate SU800 – примерно такая же история. Хоть он и совсем не похож по внутренней конструкции на Crucial MX300, без привлечения инженерных ресурсов Micron дело явно не обошлось. А значит, перед нами – весьма интересная модель, которая наряду с Crucial MX300 может принять участие в перекраивании всей структуры рынка потребительских накопителей.

⇡#Технические характеристики

Первый накопитель, в котором нашла своё место новая TLC 3D NAND компании Micron, Crucial MX300, базируется на платформе Marvell. В нём стоит чип 88SS1074, адаптированный для такой памяти через написанную инженерами Micron микропрограмму. Однако, приспосабливая для своих нужд контроллер Marvell, специалисты Micron параллельно принимали участие в создании ещё одного варианта платформы для потребительских SATA SSD на базе собственной трёхмерной памяти. Он проектировался вместе с Silicon Motion и должен был стать более простым и более выгодным по цене решением. И в результате совместной работы двух инженерных команд для накопителей с TLC 3D NAND действительно родилась альтернативная платформа на чипе SMI SM2258, которая, в отличие от платформы с контроллером Marvell 88SS1074, чётко ориентирована на распространение среди производителей второго-третьего эшелона. Именно она и обкатывается в ADATA Ultimate SU800 – пионерском накопителе с такой начинкой.

Изначально SMI SM2258 появился как контроллер для работы с обычной планарной TLC NAND, и в такой роли мы его встретили, например, в Intel 540s. Однако наличие в нём технологии NANDXtend, которая позволяет исправлять ошибки флеш-памяти при помощи LDPC-кодов, и усовершенствованных алгоритмов SLC-кеширования стало отличной стартовой площадкой для того, чтобы адаптировать его и для TLC 3D NAND разработки IMFT. Что и было сделано. А попутно Silicon Motion вновь решила воспользоваться испробованной моделью распространения собственных разработок: и в виде платформы для трёхмерной памяти контроллер SMI SM2258 предлагается клиентам «под ключ» – вместе с необходимым дизайном печатной платы и готовой микропрограммой.

Благодаря этому TLC 3D NAND компании Micron получила мощную поддержку ещё до того, как она стала активно распространяться. Любой из производителей, который сможет купить на открытом рынке такую память, не будет испытывать проблем с её внедрением – платформа Silicon Motion доступна для всех желающих. Конечно, SMI SM2258 – это не самое производительное решение. Данный контроллер, как и его предшественники, базируется на одноядерном 32-битном RISC-процессоре и имеет всего лишь четырёхканальную архитектуру. Однако трёхмерная трёхбитовая память IMFT не так уж плоха по скорости сама по себе, поэтому производительность платформы обещана на достаточно высоком уровне. Например, пиковая скорость при случайном чтении может доходить до 90 тысяч IOPS, что является хорошим показателем даже по меркам MLC SSD.

Не стоит забывать и о SLC-кешировании, серьёзно поднимающем производительность на операциях записи. Тем более что в SM2258 реализован не обычный алгоритм с SLC-буфером фиксированного размера, а более сложный метод, похожий на придуманную Micron технологию Dynamic Write Acceleration. Его суть состоит в том, что размер области памяти, которая функционирует в быстром SLC-режиме, постоянно меняется и зависит от наличия в массиве флеш-памяти свободного места. При записи свободные страницы флеш-памяти заполняются в первую очередь как SLC-память, и в каждую ячейку помещается по одному биту данных. Переход же в штатный трёхбитовый режим и уплотнение сохранённой в памяти информации происходит либо в моменты простоя накопителя, либо тогда, когда для записи в быстром SLC-режиме не остаётся доступных страниц. Это значит, что SM2258 может заполнить в скоростном режиме до трети свободного места на накопителе, что в большинстве случаев позволит пользователям вообще не сталкиваться с прямой записью в медленном TLC-режиме.

В итоге характеристики ADATA Ultimate SU800 получились следующими:

В сравнении с Crucial MX300, в котором используется такая же память, но контроллер Marvell, предложение ADATA не выглядит хуже. Но оно несколько другое. Например, платформа SMI позволяет сформировать иной набор объёмов, начиная с 128 Гбайт и до 1 Тбайт. Crucial же делает упор на более высокие ёмкости. Младший вариант MX300 имеет объём 275 Гбайт, а максимальная версия дотянулась до планки в 2 Тбайт. Кроме того, Crucial предлагает и интересную промежуточную версию на 750 Гбайт, аналогов которой в модельном ряду ADATA Ultimate SU800 попросту нет.

Любопытно обстоит дело и с производительностью. Урезанные из-за недостаточной степени параллелизма массива флеш-памяти скоростные показатели можно наблюдать лишь у Ultimate SU800 128 Гбайт. Версия же на 256 Гбайт уже предлагает почти максимальные для платформы SMI SM2258 скорости. У Crucial MX300 же урезанная производительность свойственна версии на 275 Гбайт, поэтому если сравнивать разные четвертьтерабайтные накопители на базе TLC 3D NAND разработки IMFT, то ADATA Ultimate SU800 явно лучше. Однако в модификациях SSD более высоких объёмов, где никаких проблем с недостаточным параллелизмом нет, Crucial MX300 обещает немного более высокие скоростные показатели. Впрочем, отличия отнюдь не кардинальные: они укладываются в 8-процентный коридор.

Но всё это не делает Ultimate SU800 привлекательным. Дело в том, что с закупками TLC 3D NAND у Micron проблемы есть даже у ADATA. Поэтому держать низкие цены на свою новинку ADATA пока не удаётся, причём она не только продаётся дороже Crucial MX300, но и доступна далеко не везде. А ведь накопитель Crucial, в отличие от Ultimate SU800, может предложить целый ряд преимуществ, например аппаратную защиту от сбоев питания и аппаратное же шифрование. Ничего этого у варианта ADATA нет. То есть всё, что будет говориться о новинке ADATA дальше, скорее относится к перспективе, когда выпуск TLC 3D NAND у Micron наконец будет поставлен на широкую ногу и цены придут в соответствие с потребительскими характеристиками.

Внимания заслуживает и ещё один момент – гарантия. ADATA даёт на Ultimate SU800 трёхлетнюю гарантию, но нигде не указывает максимальный разрешённый объём записи. Похоже, что ADATA, в отличие от Crucial, не ограничивает пользователей в сценариях использования своего SSD. В принципе, алгоритмы коррекции ошибок на основе LDPC-кодов, которые имеются в контроллере SM2258, способны продлить срок службы трёхбитовых ячеек примерно втрое, так что такой подход вполне правомерен. Тем более что в дополнение к стандартным алгоритмам в платформе SM2258 из NAND-устройств составлен RAID-массив уровня 5, что тоже положительно сказывается на надёжности. Тем не менее в Сети можно встретить утверждения о том, что ресурс, в рамках которого действует гарантия производителя, негласно установлен в 100, 200, 400 и 800 Тбайт для версий на 128, 256, 512 Гбайт и 1 Тбайт соответственно. Мы не можем ни подтвердить, ни опровергнуть данное утверждение, но в любом случае выносливость Ultimate SU800 – это явно не тот параметр, который вызывает беспокойство.

⇡#Внешний вид и внутреннее устройство

Для тестирования новинки компания ADATA прислала в нашу лабораторию два образца – ёмкостью 256 и 512 Гбайт. В результате мы можем получить подробную информацию о строении и уровне быстродействия наиболее востребованных версий, которые, как выяснилось в процессе подробного исследования, имеют достаточно весомые различия в архитектуре.

Однако по традиции начнём с внешнего вида. Корпус ADATA Ultimate SU800 сразу же наводит на мысли о том, что перед нами – бюджетный накопитель. Выглядит он вполне аккуратно, но верхняя половинка корпуса – пластиковая, а металл применён лишь в нижней части. Это создаёт далеко не самое положительное впечатление, поскольку такая конструкция не способствует теплоотводу, а кроме того, кажется не слишком надёжной – крышка накопителя легко прогибается под давлением. Впрочем, эти проблемы скорее надуманные: контроллер SMI SM2258 прост и экономичен, а подвергать SSD физическому воздействию как-то не принято.

На обеих сторонах SSD имеются наклейки. Сверху это маркетинговый ярлык, на котором указано лишь название модели. Снизу – наклейка с технической информацией, включающей артикул и серийный номер. Но её информативность тоже находится на невысоком уровне. Сведения об объёме SSD можно почерпнуть только из расшифровки модельного номера, а залитый в накопитель номер прошивки вообще нигде не указан.

Как показало вскрытие, внутри обеих версий Ultimate SU800 ёмкостью 256 и 512 Гбайт стоят совершенно одинаковые печатные платы, а различия есть лишь в числе микросхем флеш-памяти и в объёме чипа DDR3 SDRAM. Вот, например, как выглядит плата Ultimate SU800 256 Гбайт.

В первую очередь обратить внимание стоит на то, что установленный в рассматриваемом накопителе контроллер SMI SM2258 не отличается по маркировке от чипа, который мы уже видели в Intel 540s. А это значит, что поддержка TLC 3D NAND была заложена в нём изначально и она не потребовала никаких глубинных переделок на уровне архитектуры. В качестве оперативной памяти в Ultimate SU800 256 Гбайт используется DDR3L-1600 SDRAM производства Nanya, её объём стандартен – 256 Мбайт. Массив флеш-памяти набран тремя микросхемами Micron MT29F768G08EECBBJ4-37:B, которые действительно содержат внутри себя 32-слойные кристаллы TLC 3D NAND. Причём в каждой такой микросхеме упаковано по два NAND-устройства, что подводит нас к двум важным выводам.

Во-первых, массив флеш-памяти Ultimate SU800 256 Гбайт составлен всего из шести устройств TLC 3D NAND производства Micron, что не позволяет контроллеру SM2258 пользоваться полноценным четырёхканальным режимом. Поэтому в данной модификации используется трёхканальный доступ в массив флеш-памяти, что не лучшим образом сказывается на производительности. Однако при этом нужно помнить, что спроектированная IMFT трёхбитовая 3D NAND имеет не традиционную двухбанковую, а четырёхбанковую структуру, и это в определённой мере компенсирует и низкий уровень параллелизма её массива, и малое количество каналов.

Во-вторых, ёмкость микроновских устройств TLC 3D NAND составляет 384 Гбит, и это значит, что в 256-гигабайтном накопителе на самом деле установлено 288 Гбайт флеш-памяти. Иными словами, ADATA Ultimate SU800 наделён обширной, скрытой от пользователя резервной областью, занимающей примерно 17 процентов от полного объёма. «Лишнее» место используется не только под подменный фонд и технологии выравнивания износа и сборки мусора, но и на реализацию RAID 5-подобного хранения данных вместе с контрольными суммами, что позволяет устранять неисправимые через LDPC ECC ошибки. Это даёт дополнительную гарантию надёжности хранения данных.

Плата версии Ultimate SU800 ёмкостью 512 Гбайт идентичная, но несёт на себе уже шесть микросхем флеш-памяти.

Чипы TLC 3D NAND в полутерабайтном накопителе установлены абсолютно такие же, как и в менее ёмкой модификации, а значит, здесь в массиве флеш-памяти насчитывается 12 устройств. Таким образом, полный объём памяти достигает 576 Гбайт, но примерно 99 Гбайт от этого количества для пользователя недоступны по изложенным выше причинам. Второе отличие Ultimate SU800 512 Гбайт от младшей версии – в чипе DDR3L-памяти. Тут контроллеру аккомпанирует микросхема с ёмкостью 512 Мбайт, чего должно хватать для хранения более обширной таблицы трансляции адресов. Никаких других особенностей в дизайне Ultimate SU800 512 Гбайт нет.

Говоря об обеих версиях Ultimate SU800 сразу, нужно упомянуть тот факт, что компоновка печатной платы этого накопителя несколько отличается от эталонного дизайна, который несколько месяцев тому назад показывала Silicon Motion на выставке Computex. Видимо, работа над совершенствованием платформы SM2258 продолжается. К тому же определённое участие в доводке Ultimate SU800 приняли и специалисты Micron, в планах которых есть выпуск похожего накопителя Crucial BX300.

⇡#Программное обеспечение

ADATA уделяет достаточно большое внимание тому, чтобы её накопители получали достойную программную поддержку. Поэтому для них разработана специальная фирменная сервисная утилита SSD Toolbox, которая подходит в том числе и для нового Ultimate SU800.

Надо сказать, что утилита эта не предлагает столь разнообразных возможностей, как лучшие аналоги — программы компаний Samsung, SanDisk или Crucial. Тем не менее базовую функциональность она предоставить способна. Так, помимо выдачи полной диагностической информации о SSD, ADATA SSD Toolbox позволяет провести проверку флеш-памяти накопителя, отослать на него пакет команд TRIM или выполнить автоматическую настройку параметров операционной системы (отключение Superfetch, Prefetch и дефрагментации).

Также через ADATA SSD Toolbox можно произвести обновление микропрограммы и выполнить процедуру Secure Erase.

Кроме того, после регистрации приобретённого Ultimate SU800 на сайте производителя можно получить ключ к популярной программе для клонирования данных Acronis True image HD.

⇡#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.

Раздел, в пределах которого тестируется скорость операций, имеет размер 32 Гбайт, а продолжительность каждого теста составляет сорок секунд. Такие параметры, в частности, позволят получать более релевантные результаты для тех SSD, которые используют различные технологии SLC-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, который выдает 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, а 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 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

По мнению производителя, ADATA Ultimate SU800 – это высококачественный, но одновременно с этим и недорогой накопитель. Поэтому в сравнение был включён достаточно представительный набор из разнообразных SSD, базирующихся на памяти как с двухбитовой, так и с трёхбитовой ячейкой. Естественно, в этом списке оказался и второй накопитель, основанный на TLC 3D NAND производства Micron, Crucial MX300. Сопоставление результатов ADATA Ultimate SU800 и Crucial MX300 позволит сделать вывод о том, какая из платформ – SMI или Marvell – работает с трёхмерной памятью IMFT наилучшим образом.

Стоит отметить, что, поскольку в наших руках оказалось сразу две версии ADATA Ultimate SU800 с ёмкостью 256 и 512 Гбайт, в тестах принимает участие по два варианта разной ёмкости каждого из испытуемых SSD.

В итоге получился следующий перечень соперников:

• ADATA Premier SP550 240 Гбайт (ASP550SS3-240GM-C, прошивка O0730A);
• ADATA Premier SP550 480 Гбайт (ASP550SS3-480GM-C, прошивка P0330AA);
• ADATA Ultimate SU800 256 Гбайт (ASU800SS-256GT-C, прошивка P0801A);
• ADATA Ultimate SU800 512 Гбайт (ASU800SS-512GT-C, прошивка P0801A);
• Crucial MX300 275 Гбайт (CT275MX300SSD1, прошивка M0CR021);
• Crucial MX300 525 Гбайт (CT525MX300SSD1, прошивка M0CR021);
• Kingston HyperX Savage 240 Гбайт (SHSS37A/240G, прошивка SAFM00.r);
• Kingston HyperX Savage 480 Гбайт (SHSS37A/480G, прошивка SAFM00.r);
• Samsung 750 EVO 250 Гбайт (MZ-750250, прошивка MAT01B6Q);
• Samsung 750 EVO 500 Гбайт (MZ-750500, прошивка MAT01B6Q);
• Samsung 850 EVO 250 Гбайт (MZ-75E250, прошивка EMT02B6Q);
• Samsung 850 EVO 500 Гбайт (MZ-75E500, прошивка EMT02B6Q);
• SanDisk Ultra II 240 Гбайт (SDSSDHII-240G, прошивка X41100RL);
• SanDisk Ultra II 480 Гбайт (SDSSDHII-480G, прошивка X41100RL);
• Toshiba OCZ TR150 240 Гбайт (TRN150-25SAT3-240G, прошивка SAFZ12.3);
• Toshiba OCZ TR150 480 Гбайт (TRN150-25SAT3-480G, прошивка SAFZ12.3).

⇡#Производительность

⇡#Последовательные операции чтения и записи

При последовательных операциях накопители, в которых установлена новая TLC 3D NAND компании Micron, показывают себя очень неплохо. Это касалось и Crucial MX300, касается и ADATA Ultimate SU800. Несмотря на то, что в обоих случаях в SSD применяются четырёхканальные контроллеры, производительность из-за этого нисколько не страдает. Спасибо за это стоит сказать новому интерфейсу флеш-памяти ONFI 4.0, который способен обеспечить пиковую полосу пропускания до 800 Мбайт/с.

Обычно скорость SATA SSD при последовательных операциях достигает своего максимума даже без какой-либо конвейеризации. Однако на всякий случай мы решили посмотреть, как масштабируется производительность последовательных операций при изменении глубины очереди запросов. Для того чтобы излишне не загромождать графики, здесь и далее мы приводим лишь результаты полутерабайтных версий накопителей.

При последовательной записи скорость ADATA Ultimate SU800 немного увеличивается до достижения глубины очереди запросов в четыре команды. Затем же она упирается в пропускную способность SATA-интерфейса, и это ещё раз говорит о том, что четырёхканальная архитектура данного накопителя никаких искусственных ограничений в его производительность не вносит.

⇡#Случайные операции чтения

Операции случайного чтения ADATA Ultimate SU800 выполняет не слишком быстро. Это свидетельствует о недостаточной вычислительной мощности используемого в накопителе контроллера. Однако Crucial MX300 показывает в этих тестах ещё более низкий результат, который остаётся таким при минимальной и средней глубине очереди запросов.

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.

С точки зрения скоростей произвольного чтения, ADATA Ultimate SU800 – типичный бюджетный накопитель. Его производительность при такой нагрузке даже хуже, чем у продуктов, основанных на планарной TLC-памяти. Фактически можно говорить о том, что Ultimate SU800 превосходит по быстродействию лишь своего родственника Crucial MX300 и накопители, основанные на контроллере SM2256.

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

Увеличение размеров блоков несколько выправляет ситуацию, тем не менее чтение данных – далеко не самый благоприятный сценарий работы для ADATA Ultimate SU800.

⇡#Случайные операции записи

При записи ADATA Ultimate SU800 способен предложить достаточно высокий уровень производительности. Что, с учетом имеющейся у него технологии ускоренной записи, совершенно неудивительно. При этом отметим, что при увеличении глубины очереди запросов новинка оказывается быстрее любых накопителей с планарной TLC-памятью.

График, показывающий зависимость скорости произвольной записи 4-килобайтными блоками от глубины очереди запросов, подтверждает сказанное: при случайной записи ADATA Ultimate SU800 – на удивление быстрое решение.

Производительность ADATA Ultimate SU800 при записи подтягивается к уровню, установленному Samsung 850 EVO и MLC-накопителями. Особенно хорошо это прослеживается при максимальной для AHCI-протокола очереди запросов.

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

Лучше всего новинка чувствует себя при случайной записи блоков крупного размера. Лишь при работе с 256-килобайтными блоками у Ultimate SU800 возникает какая-то проблема.

⇡#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.

Контроллеры компании Silicon Motion традиционно оказываются особенно эффективными при работе с разнонаправленными операциями. А в SM2258 оптимизации такого рода, очевидно, были усилены. Вместе с высокой скоростью записи в TLC 3D NAND это даёт удивительный эффект в тестах смешанной нагрузки: ADATA Ultimate SU800 выступает в них как накопитель флагманского класса. В случае смешанной нагрузки последовательного характера новинка занимает первые места, а при случайной нагрузке она уступает лишь одному из самых производительных SATA-накопителей, Samsung 850 EVO.

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.

Можно сказать, что при смешанных операциях ADATA Ultimate SU800 оказывается принципиально лучше многих популярных SATA-накопителей. Дизайн микроновской TLC 3D NAND таков, что работа в дуплексном режиме для неё проблемой не является. Контроллеру SM2258 удаётся раскрыть эту особенность в полной мере, в результате чего Ultimate SU800 можно присвоить звание самого производительного решения для работы в многопоточном режиме с разнородными нагрузками.

⇡#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.

Обе протестированных версии ADATA Ultimate SU800 демонстрируют очень схожее поведение, основным лейтмотивом в котором выступает технология ускоренной записи, похожая на разработку Micron – Dynamic Write Acceleration. Её суть состоит в том, что флеш-память при записи по возможности используется в SLC-режиме, а её переключение в штатный трёхбитовый режим происходит лишь в случае крайней необходимости – когда объём непрерывной записи превышает треть свободного места. Именно поэтому на начальном этапе на обоих графиках мы получаем скорость записи порядка 74 тысяч IOPS. Это – как раз и есть запись в SLC-режиме, при которой Ultimate SU800 ведёт себя как весьма производительный накопитель даже по меркам MLC SSD.

Однако после того, как объём записи превышает на 256-гигабайтном накопителе 83 Гбайт, а на 512-гигабайтном – 157 Гбайт, происходит резкое падение производительности. Ещё бы, в этот момент пул свободной флеш-памяти заканчивается, и контроллеру приходится нести тройную нагрузку: вместе с обработкой входящего потока команд переводить память в TLC-режим, уплотнять уже сохранённые данные и проводить сборку мусора. К счастью, в реальном использовании сталкиваться с такой ситуацией вряд ли придётся – вся подобная активность обычно происходит в фоновом режиме, в моменты простоя накопителя.

Стоит отметить, что подобную динамическую технологию ускоренной записи Micron пыталась реализовать и в Crucial MX300, но не срослось. В бета-версиях прошивки она была, но в финальной микропрограмме инженеры от неё отказались из-за нестабильности, и сейчас этот SSD работает с традиционным статическим SLC-кешем. Зато в платформе SMI SM2258 технология, аналогичная Dynamic Write Acceleration, заработала без каких-либо проблем, и в этом отношении ADATA Ultimate SU800 оказался даже прогрессивнее, чем собственный накопитель Micron на базе TLC 3D NAND.

Правда, при этом нужно отметить сравнительно плохое постоянство моментальной производительности у ADATA Ultimate SU800. Даже при записи в SLC-режиме разброс в скорости обработки последовательных операций может доходить до двукратного размера, из-за чего применять этот накопитель в RAID-массивах или в средах, где требуется предсказуемость реакции, крайне не рекомендуется.

Давайте посмотрим теперь, как у ADATA Ultimate SU800 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.

К обработке команды TRIM претензий никаких нет – после её получения накопитель освобождает неиспользуемые страницы флеш-памяти и возвращает себе первоначальный уровень производительности. А вот автономно, без помощи со стороны операционной системы, заранее готовить чистые станицы флеш-памяти он не хочет. Иными словами, для работы в ситуациях, где TRIM не поддерживается или не эффективен, ADATA Ultimate SU800 подходит плохо. И в этом, кстати, динамическое кеширование хуже статического. Выделенный SLC-кеш фиксированного размера может быть освобождён независимо ни от чего, сразу же по завершении операций записи. С динамическим кешированием это не проходит – его работа неразрывно связана с автономной сборкой мусора, а без неё на подготовку SLC-кеша к будущим операциям можно не рассчитывать.

⇡#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.

ADATA Ultimate SU800 256GB

ADATA Ultimate SU800 512GB

Результаты в CrystalDiskMark лишь подтверждают сказанное выше. При операциях чтения производительность ADATA Ultimate SU800 невысока, но это компенсируется неплохими скоростями при записи данных. Впрочем, у Crucial MX300 показатели в этом бенчмарке ещё ниже, что вновь подводит к неоднозначному вопросу о том, какой контроллер – SMI SM2258 или Marvell 88SS1074 – стоит считать лучшим вариантом для работы с TLC 3D NAND разработки альянса IMFT.

⇡#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.

Производительность ADATA Ultimate SU800 в PCMark 8 2.0 находится на среднем уровне. Он оказывается быстрее совсем бюджетных накопителей с TLC-памятью, но всё же уступает более серьезным решениям вроде Samsung 750 EVO или SanDisk Ultra II. Опережает нашего главного героя и оснащённый аналогичной TLC 3D NAND Crucial MX300.

Интегральный результат PCMark 8 нужно дополнить и показателями производительности, выдаваемыми флеш-дисками при прохождении отдельных тестовых трасс, которые моделируют различные варианты реальной нагрузки. При разной нагрузке флеш-приводы зачастую ведут себя немного по-разному.

Здесь внимание следует обратить на некоторый провал производительности ADATA Ultimate SU800 в Adobe Photoshop. В остальных же приложениях поведение рассматриваемого накопителя ничем не удивляет.

⇡#Реальные сценарии нагрузки

Тесты производительности при реальной нагрузке позволят нам делать выводы о том, насколько хорошо та или иная модель может справиться с ролью рабочего, системного или даже единственного диска в составе ПК, на котором устанавливаются рабочие программы.

Копирование файлов внутри накопителя – именно те операции, при которых ADATA Ultimate SU800 удаётся блеснуть своей скоростью. Ничего удивительного: технология ускоренной записи и отличные показатели производительности при смешанной нагрузке делают своё дело.

Неплохо выступает Ultimate SU800 и при работе с архиватором, однако тут лидирующие позиции ему приходится всё-таки оставить. Оспаривает его первенство Samsung 850 EVO и Crucial MX300.

С тем, как Ultimate SU800 исполняет роль системного накопителя, всё ещё менее однозначно. Если речь идёт о запуске игровых приложений, которые в основном порождают операции чтения крупными блоками, то новика ADATA выглядит очень неплохо. Но с рабочими приложениями и компонентами операционной системы ситуация складывается несколько иначе. В таком случае скорость Ultimate SU800 откатывается как минимум до среднего уровня.

⇡#Тестирование выносливости

Результаты тестирования надёжности рассматриваемого накопителя приведены в отдельном специальном материале «Ресурсные испытания SSD».

⇡#Выводы

Из ADATA Ultimate SU800 получился накопитель с весьма оригинальным профилем производительности. Комбинация из трёхмерной TLC-памяти с высокоскоростным интерфейсом и четырёхбанковой организацией, слабого, но хорошо оптимизированного контроллера, а также программной динамической технологии ускоренной записи выдала на-гора платформу, которая совсем не впечатляет скоростью при операциях произвольного чтения, но зато блестяще справляется с записью и смешанной нагрузкой. И пусть получившийся в сумме SSD не может быть отнесён к числу высокопроизводительных из-за случающихся порой провалов в быстродействии, в ряде сценариев ему удаётся удерживаться среди флагманских решений. А значит, ADATA Ultimate SU800 как минимум заслуживает внимания. Тем не менее провозгласить какой-то финальный вердикт в отношении протестированной новинки мы пока затрудняемся. На данный момент всё портят две серьёзные и связанные друг с другом проблемы ADATA Ultimate SU800: ограниченная доступность и завышенная цена. Но эти проблемы не фатальны, и со временем они должны уйти.

Если же говорить о том, что мы имеем сегодня, то Ultimate SU800 явно дороже, чем должен быть. Например, похожий по производительности и начинке, но более насыщенный дополнительными возможностями Crucial MX300 можно купить на 10-15 процентов дешевле, а потому вариант ADATA привлекательным назвать никак нельзя. Однако очевидно, что в конечном итоге накопители c TLC 3D NAND компании Micron, основанные на платформе SMI SM2258, станут доступнее Crucial MX300, и вот тогда они действительно начнут представлять немалый интерес.

Если опираться на здравый смысл, то SSD на базе TLC 3D NAND, подобные Crucial MX300 или ADATA Ultimate SU800, должны выступать конкурентами для многочисленных бюджетных разновидностей флеш-накопителей, базирующихся на планарной TLC-памяти. И эту роль они могут играть очень убедительно. Из TLC-продуктов соперничать с ними по быстродействию может разве только Samsung 750 EVO, но южнокорейский производитель собирается в ближайшее время свернуть производство этой серии SSD. А значит, для доминирования решений на базе TLC 3D NAND в ближайшей перспективе не останется никаких препятствий.

Остаётся лишь дождаться снижения цен до целевого уровня. Crucial MX300 уже вплотную приблизился к нему, но хочется надеяться, что не заставит себя долго ждать и продукт ADATA. Если же тайваньская компания не проявит должного проворства, место Ultimate SU800 легко могут занять SSD других производителей второго-третьего эшелона. Платформа SMI SM2258 общедоступна, а её внедрение – элементарно. Фактически вопрос лишь в том, когда Micron приступит к полномасштабным поставкам своей TLC 3D NAND на открытый рынок.