⇡#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 выдаёт 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 в качестве инструмента для компрессии файлов избран архиватор 7-zip версии 9.22 beta. Для уменьшения влияния производительности процессора используется метод Deflate.
- Исследование скорости разворачивания архива. Тест проводится с архивом, полученным при измерении скорости архивации.
- Оценка скорости запуска игрового приложения. Измеряется производительность дисковой подсистемы при выполнении сценария, захваченного при запуске игры Far Cry 4 и загрузке в ней уровня с пользовательским сохранением. Для минимизации влияния производительности процессора и памяти все задержки, возникающие по их вине, из тестового сценария убраны.
- Оценка скорости старта приложений, формирующих типичную рабочую пользовательскую среду. Измеряется производительность дисковой подсистемы при выполнении сценария, захваченного при запуске пакета приложений, который состоит из браузера Google Chrome, текстового редактора Microsoft Word, графического редактора Adobe Photoshop и видеоредактора Adobe Premiere Pro с рабочими файлами. Для минимизации влияния производительности процессора и памяти все задержки, возникающие по их вине, из тестового сценария убраны.
⇡#Тестовый стенд
В качестве тестовой платформы используется компьютер с материнской платой ASUS Maximus VIII Ranger, процессором Core i5-6600K со встроенным графическим ядром Intel HD Graphics 530 и 8 Гбайт DDR4-2133 SDRAM. Приводы с SATA-интерфейсом подключаются к контроллеру SATA 6 Гбит/с, встроенному в чипсет материнской платы, и работают в режиме AHCI. Используется драйвер Intel Rapid Storage Technology (RST) 14.8.0.1042.
Объём и скорость передачи данных в бенчмарках указываются в бинарных единицах (1 Кбайт = 1024 байт).
⇡#Список участников тестирования
Поскольку WD Blue позиционируется в качестве SATA SSD среднего уровня, для его сравнительного тестирования мы собрали несколько разнородную компанию конкурентов, в которую включены как бюджетные TLC-накопители, так и более дорогие MLC-модели. Все тестовые накопители были подобраны близкой ёмкости – 480-525 Гбайт.
В итоге получился следующий перечень соперников:
Напомним, что из представленного списка накопителем на базе планарной MLC NAND является Kingston HyperX Savage; Crucial MX300 и Samsung 850 EVO используют многослойную TLC-память; а ADATA Premier SP550, Plextor M7V, Samsung 750 EVO, SanDisk X400 и Toshiba OCZ TR150 – это SSD, основанные на планарной TLC NAND.
⇡#Производительность
⇡#Последовательные операции чтения и записи
Со скоростью последовательного чтения у WD Blue всё в порядке. Пропускную способность SATA-интерфейса он выбирает полностью. А вот скорость последовательной записи несколько разочаровывает. По этому показателю WD Blue не тольео уступает накопителям более высокого класса, но и проигрывает одноклассникам с трёхбитовой памятью. И судя по всему, дело тут не в контроллере или прошивке, а просто в том, что четырёхканальный массив из 15-нм планарной TLC-памяти SanDisk не может обеспечить большую, чем 300 Мбайт/с, пропускную способность. Технология же ускоренной записи nCache этот недостаток компенсировать не может, так как она оперирует SLC-кешем сравнительно небольшого размера.
Подтвердить это предположение очень просто. Достаточно посмотреть, как меняется со временем производительность при последовательной записи большого объёма данных.
Скорость, соответствующая пропускной способности интерфейса, наблюдается при непрерывной записи на WD Blue SSD 500 Гбайт лишь первых 6 Гбайт информации. Затем SLC-кеш полностью заполняется, и производительность падает до 300 Мбайт/с. Конечно, это нельзя назвать плохим показателем, поскольку многие TLC-накопители демонстрируют куда худшие результаты при прямой записи за пределами SLC-кеша. Но для WD Blue это не оправдание: всё-таки этот SSD позиционируется производителем не как бюджетное решение, поэтому от него ожидаешь более высокого быстродействия.
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.
Увеличение глубины очереди запросов при последовательных операциях на производительность WD Blue SSD никак не влияет.
⇡#Случайные операции чтения
Здесь можно наглядно видеть, как сработали сделанные в микропрограмме WD Blue SSD оптимизации. Отличия в производительности от SanDisk X400 не сильные, но они есть. Скорость случайных операций действительно немного выросла. Впрочем, принципиально это ничего не поменяло. WD Blue SSD заметно проигрывает накопителям Samsung, но выступает лучше всех остальных конкурентов. А поскольку случайное чтение – один из распространённых видов нагрузки в реальной жизни, от WD Blue SSD можно ожидать достойного быстродействия при использовании в персональных компьютерах. Но пока это лишь гипотеза — ближе к концу тестирования мы проверим, так ли это на самом деле.
Несмотря на то, что операции с глубокой очередью запросов для ПК не характерны, мы всё же посмотрим, как зависит производительность рассматриваемого SSD от глубины очереди запросов при чтении 4-килобайтных блоков.
Надо сказать, что WD Blue SSD, как и его прообраз SanDisk X400, проявляют себе очень достойно при любых операциях чтения. Если не пытаться сравнивать эти SSD в плане скорости с предложениями Samsung, то эту пару вполне можно назвать одними из самых быстрых SATA-накопителей с TLC-памятью. И даже больше того, по производительности при произвольных операциях чтения WD Blue SSD превосходит и некоторые накопители с MLC-памятью, например решения на базе платформы Phison S10.
В дополнение к этому предлагаем посмотреть, как зависит скорость случайного чтения от размера блока данных:
При изменении размеров блоков WD Blue SSD продолжает демонстрировать весьма достойные скоростные показатели. А на блоках размером 64–256 Гбайт он и вовсе оказывается рекордсменом. Иными словами, для применений с преобладанием операций чтения WD Blue подходит очень неплохо.
⇡#Случайные операции записи
Если до этого казалось, что инженеры SanDisk смогли выжать из планарной 15-нм TLC-памяти SanDisk/Toshiba максимум, то при измерении скорости произвольной записи становится понятно, что это не совсем так. Построенный на почти таких же кристаллах NAND накопитель OCZ Trion 150 демонстрирует заметно более высокую производительность. И это говорит о том, что все наши похвалы в адрес WD Blue, сделанные при анализе его скорости чтения, на запись не распространяются. Здесь его быстродействие выглядит неплохо лишь при отсутствии очереди запросов. Добавление же даже неглубокой конвейеризации приводит к тому, что результаты новинки скатываются в нижнюю часть диаграммы.
Ещё более наглядно это видно на графике, показывающем зависимость скорости произвольной записи 4-килобайтными блоками от глубины очереди запросов.
Хотя по сравнению с SanDisk X400 производительность WD Blue SSD несколько увеличилась, его показатели при случайной записи с глубокой очередью запросов совсем не радуют. Тут он ведёт себя как бюджетный TLC-накопитель — и не более того.
Следующий график отражает зависимость производительности при случайной записи от размера блока данных.
Никаких откровений не видно и по результатам такого тестирования. При росте размеров блоков всё упирается в скорость массива флеш-памяти, которая у WD Blue на самом деле не так уж и высока.
⇡#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.
Показатели производительности WD Blue SSD при смешанной нагрузке получаются средние. Этот накопитель не может конкурировать с предложениями Samsung, отстаёт от основанного на MLC-памяти Kingston HyperX Savage и проигрывает Crucial MX300 на базе TLC 3D NAND. Однако по сравнению с Plextor M7V, OCZ Trion 150 и ADATA Premiere SP550 его быстродействие выше. Получается, что если судить по тестам в сценариях со смешанной нагрузкой, WD Blue – это всего-навсего TLC-накопитель среднего уровня. К сожалению, это – достаточно тревожный симптом, потому что смешанная нагрузка – это как раз то, с чем сталкиваются накопители в персональных компьютерах. А значит, быстрого универсального SSD для ПК из WD Blue может и не получиться.
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.
Что-то добавить к сказанному, глядя на эти графики, достаточно тяжело. Профиль производительности WD Blue SSD при смешанной нагрузке достаточно типичен, никаких перекосов при различных долях операций чтения и записи во входящем потоке команд не проявляется.
⇡#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.
Накопители, основанные на платформах Marvell, почти всегда при длительной нагрузке демонстрируют хорошую стабильность скоростных показателей. Именно так обстоит дело и с WD Blue SSD. Разброс моментальных скоростей небольшой, следовательно, внутренние алгоритмы этого накопителя оптимизированы достаточно неплохо.
При этом по приведённому графику можно отметить ещё две особенности рассматриваемого SSD. Во-первых, в начальной части графика нетрудно усмотреть проявление технологии nCache 2.0, поэтому первые операции случайной записи выполняются заметно быстрее, чем все последующие. Во-вторых, после непрерывной записи объёма информации, соответствующего ёмкости накопителя, происходит падение скорости, которое связано с исчерпанием пула свободных страниц. Производительность при этом падает до 10 тысяч IOPS, и это – низкая величина даже по меркам накопителей с TLC-памятью. Иными словами, как серверное решение WD Blue SSD несостоятелен. Впрочем, никто его и не пытается позиционировать для этих целей.
Давайте посмотрим теперь, как у WD Blue 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.
TRIM у WD Blue работает как положено: после подачи этой команды освобождённые файловой системой блоки страниц флеш-памяти успешно очищаются контроллером, и производительность операций записи возвращается к первоначальным значениям. Что же касается возможности поддержания скоростей в отрыве от команды TRIM, то она в каком-то виде в WD Blue реализована тоже. В рамках проведённого эксперимента за 15 минут простоя без подачи команды TRIM контроллер самостоятельно высвободил порядка 2,5 Гбайт пространства (на полутерабайтном SSD), что свидетельствует о работоспособности автономных алгоритмов сборки мусора, необходимых для обслуживания накопителя в средах без TRIM. Следовательно, WD Blue можно смело использовать в средах без поддержки TRIM: в RAID-массивах, USB-контейнерах и в старых операционных системах. Кстати, в последнем случае делу может помочь и утилита WD SSD Dashboard. С её помощью пакет команд TRIM можно отправлять на накопитель вручную или по расписанию.
⇡#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.
CrystalDiskMark оперирует сравнительно небольшим фрагментом данных, поэтому все результаты, полученные в этом бенчмарке, автоматически учитывают технологию кеширования nCache 2.0. И в этом случае WD Blue SSD удаётся развить весьма неплохую производительность. Так, при операциях чтения он выдаёт лидирующие (и свойственные флагманским SATA SSD) показатели быстродействия, а при записи его скоростные параметры соответствуют предложениям среднего уровня. Иными словами, в простых синтетических тестах, оперирующих небольшими объёмами данных, WD Blue способен раскрыть все свои сильные стороны и произвести впечатление решения, лишь незначительно проигрывающего SATA SSD компании Samsung.
⇡#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.
Неплохо проявляет себя WD Blue SSD и в тесте PCMark 8. Сильная сторона этого накопителя – хорошая скорость при работе с операциями случайного чтения, и благодаря этому комплексная производительность рассматриваемой новинки в реальных приложениях оказывается лучше, чем у большинства SATA SSD (если, конечно, не брать в рассмотрение накопители Samsung, равных которым нет до сих пор).
Интегральный результат PCMark 8 нужно дополнить и показателями производительности, выдаваемыми флеш-накопителями при прохождении отдельных тестовых трасс, которые моделируют различные варианты реальной нагрузки. При разной нагрузке флеш-приводы зачастую ведут себя немного по-разному.
⇡#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.
Высокой производительности при файловых операциях от WD Blue SSD ждать не приходится. Дело в том, что этот накопитель выдаёт высокие скорости лишь при чтении, запись же для него – далеко не выигрышная нагрузка. Причём имеющаяся технология ускоренной записи этот изъян не компенсирует, поскольку SLC-кеш в WD Blue имеет сравнительно небольшой размер. В итоге при копировании и работе архиватора скорость новинки Western Digital примерно соответствует скоростным показателям недорогих твердотельных накопителей на базе флеш-памяти с трёхбитовой ячейкой.
Несмотря на то, что в синтетических тестах чтения WD Blue показывал достаточно высокие результаты, при реальной нагрузке, которая ложится на системные накопители, производительность этого SSD оказывается не особенно выдающейся. Она находится примерно на том же уровне, что у большинства прочих накопителей с TLC-памятью, а значит, и до рубежей, обозначенных Samsung 850 EVO и 750 EVO, она не дотягивает.
⇡#Тестирование выносливости
Результаты тестирования надёжности рассматриваемого накопителя приведены в отдельном специальном материале «Надёжность SSD: результаты ресурсных испытаний».
⇡#Выводы
Сегодня на рынке массовых SATA SSD популярностью пользуются предложения двух типов. Либо ультрабюджетные накопители с минимальной ценой, например, SanDisk SSD Plus или Kingston UV400, либо продукты с хорошей производительностью, высоким ресурсом и продолжительной гарантией, такие как Samsung 850 PRO или 850 EVO. Новинка, с которой на этот рынок решила прийти компания Western Digital, по замыслу производителя, должна представлять собой нечто среднее между этими двумя классами. WD считает, что благодаря этому ей удастся привлечь внимание потребителей, которые хотят получить SSD хорошего уровня по не слишком высокой цене.
И WD Blue вполне способен удовлетворить столь разнородные по своей сути запросы. Компания взяла для него аппаратную основу из SanDisk X400, а значит, Blue наследует все положительные качества этого накопителя SanDisk на контроллере Marvell 88SS1074 – достойную по меркам TLC-продуктов производительность и весьма неплохую надёжность. Как показатели тесты, в сравнении с прямыми конкурентами WD Blue выделяется высокими скоростными показателями при операциях случайного чтения, неплохо справляется с реальной смешанной нагрузкой и может похвастать достойной скоростью записи даже за пределами SLC-кеша. Многообещающе выглядит и заявленный ресурс. Правда, пятилетнюю гарантию WD Blue от SanDisk X400 не унаследовал, но зато разрешённый для него объём перезаписи – один из лучших среди TLC-накопителей, что позволяет эксплуатировать WD Blue при сравнительно высоких нагрузках.
Иными словами, по совокупности потребительских характеристик WD Blue действительно можно поставить в один ряд с лучшими TLC SSD: Crucial MX300, Toshiba OCZ Trion 150 и Samsung 750 EVO. Проблема видится лишь в одном: одновременно со всеми своими плюсами WD Blue SSD совсем не дёшев. Очевидно, что Western Digital включила в цену некоторую имиджевую наценку, из-за чего WD Blue SSD оказался одним из самых дорогих TLC-накопителей.
Поэтому от WD Blue остаётся впечатление SSD с несколько завышенной стоимостью, некоторой компенсацией которой можно считать известную торговую марку и удобные условия гарантийного обслуживания. Впрочем, в перспективе новинка может заиграть новыми красками. Многое зависит от того, как Western Digital поступит с ценами в дальнейшем. Рынок NAND-памяти переживает дефицит, и большинство аналитиков сходится во мнении, что цены на твердотельные накопители в ближайшее время пойдут вверх. WD же после покупки SanDisk имеет собственное производство флеш-памяти, поэтому совершенно свободно может обойтись без всяких ценовых коррекций. И в этом случае уже спустя небольшое время WD Blue будет способен стать куда более интересным вариантом с точки зрения соотношения цены и производительности. Иными словами, списывать WD Blue со счетов явно не стоит: потенциал в этой модели заложен очень неплохой.
Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
Подписаться