Обзор SSD-накопителя Intel SSD 600p: понять и простить

Intel SSD 600p – это ещё один, наряду с Samsung 960 PRO, резонансный NVMe-накопитель последнего времени. Однако он приковал к себе внимание энтузиастов отнюдь не обещаниями запредельной производительности и даже не громким именем своего создателя. Интересен Intel SSD 600p в первую очередь ценой, которая вплотную приближается к стоимости твердотельных накопителей с интерфейсом SATA, чего за NVMe-продуктами до сих пор замечено не было. Так, по удельной стоимости за гигабайт Intel SSD 600p примерно вдвое дешевле флагманского Samsung 960 PRO, что может сделать его весьма заманчивым вариантом для конфигураций средней ценовой категории. Иными словами, на первый взгляд SSD 600p выглядит так, как будто Intel решила вернуть былую славу одного из локомотивов рынка потребительских SSD и добровольно взвалила на себя бремя основного проводника NVMe в массовые персональные компьютеры.

Впрочем, прежде чем судить о привлекательности новинки, следует разобраться в истинных причинах её невысокой стоимости. Безусловно, в истории Intel были продукты, которые предлагали превосходные потребительские качества по неожиданно низкой цене, взять, например, тот же легендарный процессор Celeron 300A. Но в последнее время Intel в беспричинной щедрости замечена не была, и если что-то из продукции компании продаётся дёшево, то, скорее всего, тому есть какие-то веские причины. И первое, что приходит на ум в случае с Intel SSD 600p, – не самые высокие показатели производительности по сравнению с NVMe SSD других компаний. Но даже если это и так, на самом деле это вряд ли способно стать причиной полного разочарования в новинке. Любой SSD c NVMe-интерфейсом должен ощутимо опережать SATA-альтернативы как минимум за счёт заложенных в данный транспортный протокол оптимизаций, раскрывающих преимущества архитектуры накопителей на базе флеш-памяти. Кроме того, Intel SSD 600p использует скоростную шину PCI Express 3.0 x4, которая по пропускной способности обходит традиционный SATA-интерфейс в несколько раз. Поэтому с точки зрения быстродействия интеловский продукт просто обязан быть отличным вариантом на замену стандартным SSD, а где компания смогла срезать углы, искать стоит в другом месте.

Подробными поисками слабых мест новинки мы и займёмся в настоящем обзоре. Дело в том, что подозрения в наличии какого-то серьёзного подвоха при более подробном знакомстве с Intel SSD 600p только усиливаются. Изначально он позиционировался производителем как старшее предложение для массового сегмента, выше которого в ассортименте Intel будут только продукты семейства Optane на базе памяти 3D XPoint. Однако при этом в SSD 600p используется фирменная TLC 3D NAND, работающая под управлением контроллера разработки Silicon Motion, – начинка, которая не внушает особого доверия. Например, прошлый накопитель Intel на основе контроллера SMI, Intel SSD 540s, стал заметным пятном на репутации производителя. Теперь же платформа Silicon Motion кажется ещё более сомнительным выбором: она попала в совершенно несвойственную для себя среду – в накопитель достаточно высокого уровня. Другой тревожный симптом, сопровождающий появление Intel SSD 600p, – полная отмена выхода разработанного Micron накопителя TX3, в котором должна была использоваться очень похожая аппаратная платформа. И даже больше того, несмотря на то, что Micron собиралась совместить контроллер SMI с более производительной и надёжной MLC 3D NAND, этот проект был свёрнут на финальном этапе из-за возникновения неких неразрешимых проблем.

В итоге насколько привлекателен Intel SSD 600p, настолько же он и кажется спорным. Понятно, что для передовых компьютеров больше подойдут варианты вроде Samsung 960 PRO, однако интеловский продукт и не собирается конкурировать с ними. Он хочет стать альтернативой качественным SATA SSD, но есть ли у него шансы закрепиться в этой роли?

⇡#Технические характеристики

Аппаратная платформа Intel SSD 600p составлена из комбинации контроллера SMI и трёхмерной 32-слойной флеш-памяти с трёхбитовой ячейкой, которая была разработана Intel в сотрудничестве с Micron. Накопитель с похожей платформой мы уже встречали — это ADATA Ultimate SU800. Однако Intel SSD 600p – отнюдь не его версия с ускоренным интерфейсом, тут всё совсем по-другому. Дело в том, что Silicon Motion сформировала с Intel и Micron своего рода стратегическое партнёрство, которое вылилось в то, что для новой 3D-памяти IMFT этот разработчик подготовил сразу несколько принципиально различных контроллеров. Для SATA-накопителей был сделан SM2258, а для NVMe SSD – чип SM2260. Именно он и был выбран Intel в качестве базиса для своей новинки.

Все мы привыкли к тому, что контроллеры Silicon Motion – это простые недорогие решения, основывающиеся на одноядерном 32-битном процессоре с RISC-архитектурой, которые общаются с массивом флеш-памяти по четырём каналам. Но контроллер SM2260 ориентируется на более производительные накопители и потому уходит от привычной схемы. Чтобы иметь возможность заполнить пропускную способность шины PCI Express 3.0 x4 с наложенным на неё протоколом NVMe 1.2, число каналов флеш-памяти в нём увеличено до восьми. А ядром этого чипа выступает новый двухъядерный процессор с архитектурой ARM Cortex. Конечно, венцом инженерной мысли такое решение назвать невозможно, ведь число ядер в современных производительных контроллерах составляет от трёх (у Marvell) до пяти (у Samsung). Однако по крайней мере SM2260 обещает кратное преимущество в быстродействии перед SATA-контроллерами и достижение скоростей до 2,4 Гбайт/с.

Да, это несколько меньше, чем могут предложить NVMe-контроллеры конкурентов. Но зато у SM2260 есть полный арсенал средств для эффективной борьбы с износом флеш-памяти с трёхбитовыми ячейками. В нём поддерживается двухуровневая коррекция ошибок на основе LDPC-кодов, а кроме того, имеется возможность создания внутреннего массива RAID 5 из устройств NAND. Всё это вместе обеспечивает хорошую надёжность SSD даже при использовании памяти с не самими высокими характеристиками выносливости, к которой можно отнести и интеловскую TLC 3D NAND первого поколения с ячейками на основе классического плавающего затвора.

Казалось бы, рассказанного вполне достаточно, чтобы представить себе типовой накопитель с контроллером SM2260. Но дело в том, что SSD 600p – отнюдь не типовой. Его дизайн и микропрограмму делали инженеры Intel, и то, что у них получилось в итоге, несколько расходится с очевидной конструкцией. Основная причина самобытности архитектуры Intel SSD 600p вытекает из свойств использованной для него TLC 3D NAND авторства альянса Intel и Micron. Дело в том, что такая память имеет весьма ёмкие кристаллы по 384 Гбит (48 Гбайт). И для того, чтобы скомпоновать линейку SSD c типичными, кратными 128 Гбайт объёмами, приходится использовать 3, 6 или 12 устройств NAND. А это значит, что восьмиканальный доступ в такой массив памяти организовать невозможно, и контроллер SM2260 в интеловском накопителе работает в урезанном шестиканальном режиме.

Чтобы как-то компенсировать недостаток параллелизма в архитектуре Intel SSD 600p, разработчики применили стандартное решение – SLC-кеширование. Но эта технология в рассматриваемом накопителе не динамическая, а с фиксированным размером кеш-буфера. Его размер зависит от вместимости конкретной модели и формируется из расчёта 4 Гбайт на каждые 128 Гбайт ёмкости SSD. Правда, в реальности эффективность данного кеша оказалась не столь высока, и даже при примитивной последовательной записи увидеть скорость выше 600 Мбайт/с у интеловского накопителя невозможно. Ещё более неприятно, что запись в обход кеша в Intel SSD 600p не реализована вообще. Поэтому, когда кеш полностью заполняется, контроллеру, прежде чем перейти к последующим операциям, приходится сначала освобождать в нём место. Это влечёт за собой не только снижение стабильности производительности, но и серьёзное падение скорости в тех случаях, когда объём сохраняемых данных превосходит SLC-кеш по размеру.

В результате по декларируемым характеристикам Intel SSD 600p совсем не блещет.

Несмотря на то, что в приведённых характеристиках учтена технология SLC-кеширования, выглядят они далеко не радужно. Например, младшая модель Intel SSD 600p ёмкостью 128 Гбайт даже проигрывает по производительности распространённым накопителям с SATA-интерфейсом, так что смысла в ней практически нет. Зато версии на четверть и на полтерабайта (в особенности вторая) заслуживают интереса, если, конечно, подходить к ним не как к высокопроизводительным SSD, а как к компактной и несколько более скоростной замене SATA-накопителей. Относительно неплохо смотрится и терабайтная модель, но она пока не поставляется в магазины.

Впрочем, в любом случае Intel SSD 600p – это, если судить по паспортным характеристикам, самый медленный NVMe SSD из имеющихся сегодня вариантов, так что удивляться тому, что по цене он предлагает некий паритет с интеловским же SATA-накопителем SSD 540s, совершенно не приходится. Таким образом, появление SSD 600p выступает очередным подтверждением тому, что Intel из числа ведущих производителей массовых твердотельных накопителей выбыла — возможно, ситуация изменится с появлением продуктов на базе памяти 3D XPoint. Действительно, на сегодняшний день SSD 600p – это, если не брать в рассмотрение полусерверный Intel SSD 750, лучшее предложение Intel для пользователей персональных компьютеров, но выглядит оно как исключительно бюджетный продукт, способный склонить потребителей на свою сторону лишь ценой.

Впрочем, от старой Intel, которой удавалось делать выдающиеся для своего времени SSD вроде X25-M, кое-что да осталось. Так, на Intel SSD 600p, несмотря на его дешевизну, даётся пятилетняя гарантия с неплохим максимальным объёмом перезаписи, который разрешает обновлять на накопителе до 30 процентов всего объёма ежедневно. И ничего удивительного в этом нет. О том, что контроллер SMI SM2260 за счёт интеллектуальных методов исправления ошибок может продлевать жизнь TLC 3D NAND, мы говорили выше. Но кроме того, накопители серии SSD 600p имеют сравнительно большой объём резервного пространства. Если учесть, что собраны они из 384-гигабитных кристаллов флеш-памяти, от пользователя оказывается спрятан примерно 21 процент дополнительного объёма. Половина его работает в роли SLC-кеша, а вся оставшаяся ёмкость может использоваться контроллером под внутренние алгоритмы, включая и подмену состарившихся блоков страниц флеш-памяти.

Кроме того, есть у Intel SSD 600p и ещё одно свойство, нехарактерное для дешёвых накопителей. В этой модели поддерживается шифрование по алгоритму AES-256. Правда, о совместимости со спецификацией Microsoft eDrive речь здесь не идёт, так что удобного управления этой технологией средствами операционной системы SSD 600p не предлагает. Но у него есть брат-близнец корпоративного класса – SSD Pro 6000p и вот с ним Windows BitLocker может взаимодействовать на аппаратном уровне.

⇡#Внешний вид и внутреннее устройство

Компания Intel отказалась предоставить нам своё новое детище на тестирование, поэтому образец мы приобрели в рознице. Из имеющихся в продаже версий был выбран накопитель с объёмом 512 Гбайт – он предлагает наиболее выгодное сочетание ёмкости и цены, а его заявленные характеристики обещают заметное преимущество перед привычными моделями накопителей с интерфейсом SATA.

Вариант исполнения у Intel SSD 600p лишь один – M.2-плата форм-фактора 2280 c PCI Express 3.0 x4-интерфейсом. Установить такую плату можно как в штатный слот M.2 на материнской плате (если он поддерживает PCI Express-устройства), так и в обычный слот PCIe через переходник, который при необходимости придётся приобретать отдельно. При этом нужно иметь в виду, что, как и в случае с прочими NVMe-накопителями, для загрузки с SSD 600p операционной системы от материнской платы требуется наличие в UEFI BIOS встроенного NVMe-драйвера. Такой драйвер гарантированно есть в прошивках материнок на базе интеловских наборов системной логики девяностой и сотой серий, а в случае с более ранними платформами возможны варианты.

Печатная плата Intel SSD 600p имеет сравнительно простой односторонний дизайн: контроллер, DRAM и флеш-память установлены лишь с одной её стороны. Это позволяет использовать SSD в тонких ноутбуках с заниженными M.2-слотами: высота накопителя вместе с чипами не превышает 2,23 мм. Этикеток на накопителе две, полезные для пользователя сведения можно почерпнуть из той, что наклеена на чипах: тут приводятся сведения о модельном номере, объёме и залитой производителем версии микропрограммы.

При близком знакомстве с Intel SSD 600p немного удивляет число установленных на нём чипов флеш-памяти – их три. Дело в том, что обычно количество микросхем NAND в SSD чётно, к тому же на маркетинговых фотографиях SSD 600p на сайте Intel изображается накопитель с двумя микросхемами памяти. Однако в данном случае три чипа флеш-памяти – это совершенно правильная конфигурация. В каждой такой микросхеме на 512-Гбайт Intel SSD 600p находится по четыре кристалла TLC 3D NAND ёмкостью 384 Гбит, так что в сумме они формируют 576-гигабайтный массив флеш-памяти, пятая часть которого отдана на внутренние нужды контроллера и SLC-кеш.

Обратите внимание, микросхемы с флеш-памятью промаркированы самой Intel, то есть они выпущены на предприятиях микропроцессорного гиганта. Однако по сути эта память точно такая же, как и та, что устанавливается в Crucial MX300: технология производства и архитектура трёхмерной памяти с плавающим затвором компаниями Micron и Intel разрабатывается совместно в рамках альянса IMFT.

Помимо флеш-памяти на Intel SSD 600p также имеется неизменный чип DDR3-памяти производства Nanya, необходимый для хранения оперативной копии таблицы трансляции адресов, а также базовый контроллер SMI SM2260, который выглядит слегка необычно. Дело в том, что поверхность его TFBGA-корпуса закрыта сверху тонкой медной пластиной, играющей роль радиатора. Причём такое охлаждение предусмотрено не Intel, а самой Silicon Motion – это штатное исполнение SM2260. Поэтому поверх слоя меди на пластине имеется матовое покрытие, которое даёт возможность разместить маркировку.

Больше Intel SSD 600p ничем не примечателен. Это – недорогой продукт, поэтому никакой усиленной схемы питания или защиты от его сбоев тут нет. Впрочем, на компактных M.2-платах такие изыски встречаются нечасто, поэтому с данной точки зрения SSD 600p не лучше и не хуже конкурирующих NVMe SSD.

⇡#Программное обеспечение

Обычно мы хвалим накопители Intel за отличную сервисную утилиту и за то, что для оборудования этой компании всегда есть необходимые драйверы. Но в случае с SSD 600p всё иначе. Существующий фирменный NVMe-драйвер этот накопитель не распознаёт и не поддерживает, а утилита Intel SSD Toolbox с ним не совместима. Поэтому на данный момент никакой программной поддержки для новинки попросту нет.

Однако надежда на исправление ситуации существует. На сайте Intel можно обнаружить упоминание о том, что версия SSD Toolbox для SSD 600p будет выпущена в ноябре. Правда, появится ли при этом совместимый NVMe-драйвер, неизвестно. Поэтому пока использовать накопитель придётся с драйвером Microsoft, к которому существуют определённые претензии в плане производительности.

⇡#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 128 Кбайт (наиболее типичный размер блока при последовательных операциях в десктопных задачах). Тестирование проводится при различной глубине очереди запросов, что позволяет оценивать как реалистичные, так и пиковые параметры быстродействия.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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, используются драйверы следующих версий:

• Intel Windows NVMe driver 1.7.0.1002;
• Microsoft Windows NVMe Driver 10.0.10586.0;
• OCZ NVMe Driver 1.2.126.843;
• Plextor NVMe Driver 1.4.0.0;
• Samsung NVM Express Driver 1.1.

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

⇡#Список участников тестирования

Поскольку Intel SSD 600p – это типичный потребительский NVMe-накопитель, пусть и подозрительно дешёвый, для сравнения с ним мы собрали компанию из других SSD с таким же интерфейсом. На сегодняшний день их выпущено уже немало, но пока нам удаётся тестировать вместе все имеющиеся в продаже модели. Кроме того, для более наглядного сравнения в тесты был включён и быстродействующий SATA SSD в лице Samsung 850 PRO. Все сравниваемые накопители были подобраны близкой ёмкости – 480-512 Гбайт, и лишь в одном случае (Intel SSD 750) нам пришлось взять для сравнения чуть меньший объём — 400 Гбайт.

В итоге получился следующий перечень соперников:

• Intel SSD 600p 512 Гбайт (SSDPEKKW512G7, прошивка PSF100C);
• Intel SSD 750 400 Гбайт (SSDPEDMW400G4, прошивка 8EV10174);
• Patriot Hellfire M.2 480 Гбайт (PH480GPM280SSDR, прошивка E7FM02.1);
• Plextor M8Pe 512 Гбайт (PX-512M8PeG, прошивка 1.01);
• Samsung 850 PRO 512 Гбайт (MZ-7KE512, прошивка EXM01B6Q);
• Samsung 950 PRO 512 Гбайт (MZ-V5P512, прошивка 1B0QBXX7);
• Samsung 960 PRO 512 Гбайт (MZ-V6P512, прошивка 1B6QCXP7);
• Toshiba OCZ RD400 512 Гбайт (RVD400-M22280-512G-A, прошивка 57CZ4102).

⇡#Последовательные операции чтения и записи

Скорость последовательных операций при обычной для персональных компьютеров невысокой очереди запросов у Intel SSD 600p, прямо скажем, разочаровывающая. Кажется, что интерфейсом PCI Express 3.0 x4 этот накопитель наделён совершенно напрасно – ему бы хватило и одной-двух линий даже при чтении. Но особенно удручает, что при записи интеловское детище уступает даже SATA SSD. Очевидно, что SSD 600p имеет очень невысокую скорость. И корень этой проблемы, скорее всего, стоит искать не в массиве TLC 3D NAND, а в контроллере SM2260, поскольку точно такая же TLC 3D NAND разработки альянса IMFT в SATA-накопителе Crucial MX300 на базе контроллера Marvell обеспечивает вдвое более высокую скорость записи.

Давайте посмотрим на то, как масштабируется быстродействие последовательных операций при росте глубины очереди запросов. Может быть, Intel SSD 600p сможет обеспечить свойственные NVMe-накопителю высокие скорости при конвейеризируемой последовательной нагрузке?

Определённое улучшение результатов при увеличении глубины очереди происходит. При чтении скорость Intel SSD 600p действительно поднимается до обещанных в спецификации 1,7 Гбайт/с, а при записи этот накопитель почти догоняет Samsung 850 PRO. Однако лучшие показатели производительности SSD 600p выдаёт лишь при очереди до 8-16 команд, а такого при обычной пользовательской нагрузке попросту не бывает. Это значит, что те показатели быстродействия, которые указаны в спецификации рассматриваемой модели, носят теоретический характер и реальную скорость накопителя не отражают. На практике же Intel SSD 600p лишь немного лучше SATA-накопителя при последовательном чтении и заметно хуже его – при записи.

⇡#Случайные операции чтения

В теории переход на интерфейс NVMe позволяет при работе с твердотельными накопителями снизить долю накладных расходов и получить более высокие скорости при случайных операциях. Обычно это можно проследить, например, по скорости выполнения операций случайного чтения. Даже без какой-либо очереди запросов NVMe-накопители легко перешагивают через границу в 40 Мбайт/с. Однако всё это к Intel SSD 600p не относится. Производительность этой модели в тестах произвольного чтения оказалась похожа на скорость SATA SSD, причём среднего или даже нижнего ценового диапазона.

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.

Не спасает положение и увеличение глубины очереди запросов. Основанный на чипе SMI SM2260 накопитель Intel SSD 600p наследует характерные черты бюджетных SATA SSD с TLC-памятью. Не помогает ему ни NVMe-интерфейс, ни шестиканальность массива NAND, ни двухъядерная архитектура контроллера.

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

Более-менее приличные результаты Intel SSD 600p начинает показывать лишь при серьёзном увеличении размеров блоков. То есть в тех случаях, когда случайные операции начинают больше походить на последовательные.

⇡#Случайные операции записи

После того как мы столкнулись с удручающей производительностью Intel SSD 600p при последовательной записи, ждать высокой скорости при случайной записи было бы бессмысленно. Поэтому отметим лишь, что тут Intel SSD 600p проигрывает не только производительному SATA-накопителю Samsung 850 PRO, но и гораздо более дешёвым SATA-решениям. Например, заметно превосходит рассматриваемую новинку в тестах записи даже основанный на аналогичной TLC 3D NAND SATA-накопитель Crucial MX300. Причина столь низких результатов Intel SSD 600p легко объяснима: в контроллере SM2260 не реализована прямая запись в TLC-память, и все операции, не умещающиеся в SLC-кеш, требуют его предварительного освобождения, что вносит серьёзные дополнительные задержки.

Увидеть высокую производительность Intel SSD 600p не удастся и при увеличении очереди запросов. Об этом, например, говорит график, показывающий зависимость скорости произвольной записи 4-килобайтными блоками от глубины очереди запросов:

При увеличении конвейеризации работающий через шину с пропускной способностью до 3,9 Гбайт/с Intel SSD 600p оказывается вдвое медленнее SATA-накопителя Samsung 850 PRO. Соответственно, о том, чтобы интеловское решение можно было бы противопоставить какой-то NVMe-модели, речь вообще не идёт.

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

Никаких поводов для оптимизма нельзя усмотреть и при увеличении размеров блоков данных. То есть обещанные в спецификации 560 Мбайт/с из Intel SSD 600p можно выжать лишь при последовательной записи в его SLC-кеш и никак иначе.

⇡#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.

После того, что нам довелось увидеть на диаграммах выше, производительность Intel SSD 600p при смешанной нагрузке кажется уже не такой плачевной. По крайней мере, в случае последовательных операций он даже догоняет Samsung 850 PRO, что можно было бы считать неплохим результатом, если бы интеловское изделие работало по SATA-интерфейсу.

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.

При случайных смешанных операциях Intel SSD 600p традиционно и с треском проигрывает всем NVMe-конкурентам. Зато в том случае, если речь идёт о смешанной последовательной нагрузке с некоторым преобладанием операций чтения, результаты SSD 600p уже не столь печальны. Это значит, что интеловский накопитель может оказаться сравнительно неплохим вариантом при файловых операциях.

⇡#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.

Постоянство производительности – ещё одно слабое место Intel SSD 600p. Его внутренние алгоритмы таковы, что следующие друг за другом операции записи могут выполняться с принципиально различной латентностью. А то, что часть точек на графике находится в непосредственной близости от оси абсцисс, свидетельствует о возможных «подвисаниях» накопителя, продолжительность которых может доходить до целой секунды.

В остальном же распределение результатов вполне типично для накопителей на базе TLC-памяти. На первом участке графика видно проявление SLC-кеширования, именно оно позволяет получить среднюю производительность на уровне 130 тысяч IOSP. Затем скорость снижается до 35 тысяч IOPS и остаётся таковой до тех пор, пока не будет исчерпан весь пул свободных страниц массива флеш-памяти. Когда же контроллер сталкивается с необходимостью не только записывать данные, но и предварительно освобождать блоки страниц, производительность устанавливается на уровне 20-30 тысяч IOPS.

Впрочем, столь длительные непрерывные операции – это для персонального компьютера невероятный случай. Наибольший же интерес представляет начальная часть графика. Для того чтобы лучше понять, как у Intel SSD 600p 512 Гбайт работает SLC-кеш, увеличим её.

Здесь становятся хорошо видны две вещи. Во-первых, что размер SLC-кеша составляет 16 Гбайт. Именно такой объём данных на Intel SSD 600p 512 Гбайт можно записать с относительно высокой скоростью без каких-либо просадок в производительности. Во-вторых, по тому, как выглядит кривая скорости записи после исчерпания объёма кеша, становится ясно, что прямую запись в флеш-память контроллер не осуществляет. Вместо этого он сначала переносит данные из части кеша в основной массив памяти, и в этот момент скорость записи снижается до нулевых значений, а затем заполняет его свободную часть до тех пор, пока она снова не будет исчерпана. Этим и объясняется «порывистый» характер производительности Intel SSD 600p при записи.

Давайте 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.

С работой TRIM у Intel SSD 600p всё в порядке, после подачи этой команды сборка мусора полностью восстанавливает первоначальную производительность накопителя. Если же Intel SSD 600p работает без TRIM, то упреждающе освобождается у него под будущие операции лишь SLC-кеш. Впрочем, такая стратегия в данном случае вполне оправданна. С одной стороны, даже в бестримовой среде SSD оказывается в состоянии принять с высокой скоростью до 16 Гбайт данных, а с другой – массив флеш-памяти не насилуется паразитными операциями записи при переносе данных с места на место в процессе сборки мусора. Иными словами, никаких явных претензий в этой части к Intel SSD 600p у нас нет.

⇡#Результаты в CrystalDiskMark

CrystalDiskMark — это популярное и простое тестовое приложение, работающее «поверх» файловой системы, которое позволяет получать результаты, легко повторяемые обычными пользователями.

Надо сказать, что по приведённому скриншоту всё-таки ясно, что в этом материале тестируется не SATA-накопитель, а решение, использующее более быстрый интерфейс. Однако отличия не слишком заметные: фактически они проявляются лишь в скоростях последовательного чтения. Получается, что ставить Intel SSD 600p в один ряд с другими NVMe SSD категорически невозможно.

⇡#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.

Комплексный тест PCMark 8 ставит Intel SSD 600p относительно невысокую оценку. Фактически этот накопитель примерно вдвое медленнее привычных NVMe-моделей. Однако по сравнению с SATA SSD он всё-таки немного побыстрее, так что при выборе более скоростного накопителя между интеловской новинкой и одним из SSD с интерфейсом SATA предпочтение всё же лучше отдавать SSD 600p.

Интегральный результат PCMark 8 нужно дополнить и показателями производительности, выдаваемыми накопителями при прохождении отдельных тестовых трасс, которые моделируют различные варианты реальной нагрузки. Дело в том, что при разноплановой нагрузке флеш-приводы могут вести себя каким-либо особым образом.

Никаких воодушевляющих показателей на этом графике тоже нет. Зато в глаза бросается тот факт, что в Microsoft Excel и Power Point NVMe-накопитель Intel SSD 600p уступает по скорости SATA-накопителю Samsung 850 PRO.

⇡#Реальные сценарии нагрузки

Мы обновили набор используемых нами реальных сценариев и теперь помимо скорости работы SSD при копировании и архивации файлов проверяем 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.

Анализируя скорость Intel SSD 600p при смешанной нагрузке, мы предположили, что этот накопитель может проявить себя при файловых операциях. Так оно и вышло. Конечно, о соперничестве с прочими NVMe SSD речь не идёт, но при копировании или архивации файлов интеловская новинка оказывается заметно быстрее участвующего в тесте SATA-накопителя.

Геймеры, которые предпочтут Intel SSD 600p распространённым SATA SSD, могут быть вполне довольны своим выбором. С него по сравнению с SATA SSD игры запускаются быстрее. И в этом нет ничего удивительного – загрузка графических данных порождает последовательные операции чтения, с которыми у SSD 600p всё относительно неплохо. Однако при запуске с рассматриваемого накопителя программ и операционной системы его производительность совсем не радует – она почти такая же, как у SATA SSD.

⇡#Проверка температурного режима

Обычно NVMe-накопители отличаются горячим норовом, и при интенсивных операциях без специально организованного охлаждения они могут перегреваться и переходить в режимы с пониженной производительностью. Однако производитель обещает для Intel SSD 600p сравнительно невысокое выделение тепла, рассеивать которое должна помогать медная пластина на микросхеме контроллера. Поэтому хочется надеяться, что SSD 600p сможет обойтись без температурного троттлинга.

Мы провели эксперимент, в рамках которого нагрузили Intel SSD 600p вызывающими наибольшие температурные проблемы последовательными операциями с глубиной очереди запросов в 32 команды. Испытания проводились на открытом стенде, какой-либо дополнительный обдув SSD воздушным потоком не производился. И результаты получились совсем не такими, как предполагалось вначале.

Перегрев и снижение производительности наблюдается у Intel SSD 600p даже при интенсивном чтении. Критическая температура, при которой включается троттлинг, – 70 градусов. Этого предела контроллер достигает примерно за 40 секунд непрерывного последовательного чтения. Напомним, что большинство скоростных NVMe SSD при операциях такого типа всё-таки не перегревается. Но в случае с SSD 600p хорошо хотя бы то, что дело обстоит не так, как у Intel SSD 540s, который на первых вариантах прошивки при перегреве просто переставал реагировать на внешние воздействия и выпадал из системы.

При записи ситуация забавнее. Тут троттлинг тоже есть, но он накладывается на падение производительности, связанное с исчерпанием места в SLC-кеше. Поэтому снижение скорости именно из-за перегрева наступает где-то после минуты непрерывной последовательной записи. Причём, за драматически низкой производительностью записи за пределами кеша, эта проблема как-то теряется.

В итоге накопителя, не подверженного температурному троттлингу, из Intel SSD 600p не получилось. Как и в случае с прочими M.2-накопителями, при его эксплуатации следует позаботиться о каком-нибудь охлаждении, например об обдуве набегающим воздушным потоком – этого будет достаточно. В противном случае вам придётся столкнуться с дополнительным падением производительности под нагрузкой и без того небыстрого SSD.

⇡#Тестирование ресурса

Результаты тестирования надёжности рассматриваемого накопителя приведены в отдельном материале «Надёжность SSD: результаты ресурсных испытаний».

⇡#Выводы

Первое впечатление, которое остаётся после знакомства с Intel SSD 600p, – полное непонимание, как Intel дошла до того, что не постеснялась предложить потребителям продукт со столь слабыми характеристиками. Через наши руки прошло несколько моделей NVMe-накопителей разных разработчиков, и все они обеспечивали гораздо (гораздо!) более высокое быстродействие. Intel SSD 600p же нетороплив настолько, что вполне бы мог обходиться не четырьмя, а двумя или даже одной линией PCI Express 3.0, и никто бы не заметил каких-то существенных отличий в производительности.

Однако есть один немаловажный нюанс. Прочие модели NVMe SSD не только заметно быстрее, но и заметно дороже Intel SSD 600p. До сих пор использование накопителем NVMe-интерфейса можно было рассматривать как синоним его принадлежности к числу флагманов, и такие продукты продавались и продаются в полтора-два раза дороже массовых моделей SATA SSD. Нынешний же интеловский заход в этот рыночный сегмент произошёл с непривычной стороны: компания решила, что с NVMe пора стряхнуть налёт премиальности, и сделала такой накопитель, который способен быть равноценной альтернативой привычным SATA-моделям. В результате Intel SSD 600p скорее является конкурентом для вариантов вроде Samsung 850 EVO или SanDisk Ultra II, а на лавры Samsung 950 PRO или Toshiba OCZ RD400 он даже и не пытается замахнуться.

Иными словами, рассмотренная в обзоре интеловская новинка – это NVMe SSD из параллельной вселенной, который стоит рассматривать как немного непривычную, но вполне равноправную альтернативу SATA SSD. И с таким подходом Intel SSD 600p обретает смысл, ведь за счёт использования скоростного интерфейса он всё-таки обеспечивает несколько более высокую производительность в реальных приложениях по сравнению с традиционными SATA SSD. Впрочем, нельзя сказать, что как конкурент для SATA-накопителей Intel SSD 600p лишён недостатков. В частности, он несовместим со старыми системами, перегревается, обладает невысокой производительностью при мелкоблочных операциях даже по меркам SATA SSD, а кроме того демонстрирует плачевную скорость при записи за пределами SLC-кеша. Однако если вы выбираете основу дисковой подсистемы для новой сборки среднего уровня, то Intel SSD 600p вполне можно включить в число рассматриваемых вариантов.

И остаётся лишь добавить, что в одиночестве оккупировать сегмент твердотельных накопителей с интерфейсом NVMe начального уровня Intel будет очень недолго. Компания наглядно указала на существование незанятой ниши, поэтому не стоит удивляться, что в самое ближайшее время мы увидим похожие на SSD 600p по сути предложения других разработчиков.