⇡#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 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
С одной стороны, Plextor S2C позиционируется как бюджетное решение, но с другой – стоит он в сравнении с действительно дешёвыми TLC-моделями не так уж и мало. Поэтому для сравнения с ним нам пришлось собрать достаточно разнородную компанию соперников, включающую популярные SSD средней и нижней ценовых категорий. 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 Intel SSD 540s, Plextor S2C, Plextor M7V, Samsung 750 EVO, SanDisk X400 и Toshiba OCZ TR150 – это SSD, основанные на планарной TLC NAND.
⇡#Производительность
⇡#Последовательные операции чтения и записи
При чтении Plextor S2C ведёт себя подобно другим современным SATA SSD: ему удаётся заполнить пропускную способность интерфейса почти полностью. Благодаря этому, кстати, он оказывается быстрее другого недорогого накопителя этого же производителя, M7V. Однако на скорость последовательной записи это не распространяется. По этому параметру S2C проигрывает не только M7V, но и большинству прочих накопителей с TLC-памятью. К сожалению, четырёхканальный массив, составленный из планарной TLC NAND производства SK Hynix, при записи уступает памяти Toshiba/SanDisk, несмотря на то, что и в том и в другом случае используется один и тот же интерфейсToggle 2.0.
Впрочем, не следует забывать о том, что во многих случаях реальная скорость записи маскируется технологией SLC-кеширования. Каким образом меняется со временем производительность Plextor S2C при последовательной записи большого объёма данных, можно увидеть на следующем графике.
Первые 3 Гбайт Plextor S2C 512 Гбайт помещает в SLC-кеш, и этот объём информации он может принять со скоростью интерфейса, затем же производительность падает до величин, определяемых производительностью TLC-памяти. Появление в контроллере SM2258 режима прямой записи в TLC-память (Direct-to-TLC) сделало Plextor S2C более быстрым накопителем по сравнению с многочисленными моделями SSD на базе контроллера SM2256, но конкурировать по скорости записи с SSD на базе контроллеров Phison S10 или Marvell 88SS1074, в которых сейчас преимущественно используется память Toshiba, рассматриваемой новинке будет сложновато. Вряд ли спасёт ситуацию и кеширование PlexNitro — кеш в S2C имеет сравнительно небольшой размер.
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.
При линейном чтении быстродействие Plextor S2C с ростом глубины очереди запросов немного увеличивается. Однако очередь с глубиной в две команды вызывает какие-то проблемы у этого накопителя (что, впрочем, скорее всего, поправят в одной из следующих версий прошивки). Скорость же последовательной записи совершенно стабильна – тут всё упирается в TLC-память, обойти ограниченную пропускную способность которой технически невозможно.
⇡#Случайные операции чтения
Любопытно, что при случайном чтении S2C похож по производительности на M7V, хотя эти накопители используют категорически разные аппаратные платформы. И это значит, что в целом при таком виде нагрузки новый накопитель Plextor может предложить сравнительно неплохую для бюджетного решения скорость. Однако до лучших вариантов на базе TLC-памяти вроде Samsung 750 EVO или SanDisk X400 новинка не дотягивает.
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.
Невысокий вычислительный потенциал контроллера SM2258 вылезает наружу при чтении с глубокой очередью запросов. В этом случае Plextor S2C начинает заметно проигрывать SSD, построенным на более мощных платформах.
В дополнение к этому предлагаем посмотреть, как зависит скорость случайного чтения от размера блока данных:
А вот к тому, как работает Plextor S2C с блоками большого размера, особых претензий нет. Его показатели находятся на среднем уровне, что для недорогого TLC-накопителя вполне приемлемо.
⇡#Случайные операции записи
При тестировании последовательной записи мы выявили, что скорость массива TLC-памяти Plextor S2C ниже, чем у многих других накопителей того же уровня. Но если операции записи носят случайный характер, то это проявляется не так сильно. Благодаря сделанным оптимизациям S2C при такой нагрузке отстаёт лишь от TLC-накопителя на базе контроллера Phison S10, но опережает накопители, основанные на Marvell 88SS1074.
Ещё более наглядно это видно на графике, показывающем зависимость скорости произвольной записи 4-килобайтными блоками от глубины очереди запросов.
Скоростной потолок для Plextor S2C при случайной записи – 180-190 Мбайт/с. Выше этого значения производительность не поднимается даже при максимальном увеличении глубины очереди запросов.
Следующий график отражает зависимость производительности при случайной записи от размера блока данных.
Ограничены у Plextor S2C оказываются и скоростные параметры при записи блоков больших размеров. Здесь лимитирующим фактором вновь выступает пропускная способность четырёхканального массива TLC-памяти. В этом нет ничего удивительного, но при росте размеров блоков S2C проигрывает в производительности не только Toshiba OCZ TR150, но и TLC-накопителям с контроллером Marvell.
⇡#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.
Любопытно, что и при смешанной нагрузке Plextor S2C оказывается лучше другого недорогого SSD этой фирмы, M7V. И даже больше того, скорость новинки в данном случае получается выше, чем у многих других популярных TLC-накопителей. Иными словами, контроллер SMI SM2258, как и его предшественники, достаточно эффективно работает с одновременными разнонаправленными операциями, и благодаря этому в тестах со смешанными операциями S2C удаётся неплохо продемонстрировать свой потенциал.
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 последовательной нагрузке производительность Plextor S2C выглядит наиболее убедительно, если во входящем потоке команд преобладают операции чтения. Если же нагрузка случайная, S2C выступает сравнительно неплохо практически при любом соотношении. Среди накопителей, построенных на флеш-памяти с трёхбитовой ячейкой, лучше смотрятся на приведённых графиках разве только Crucial MX300 и Samsung 850 EVO, где используются принципиально иные кристаллы NAND с трёхмерной компоновкой.
⇡#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.
Главная отличительная особенность этого графика – сравнительно неплохое постоянство моментальной производительности, которое демонстрирует Plextor S2C. По сравнению с другими TLC-накопителями на платформе Silicon Motion новинка Plextor представляет собой огромный шаг вперёд. Благодаря тому, что в ней реализован режим прямой записи данных в TLC-память (Direct-to-TLC), она может гарантировать предсказуемую производительность и отсутствие пауз в обслуживании входящего потока команд. Иными словами, Plextor S2C по своему поведению под продолжительными нагрузками похож на добротное решение среднего уровня, а не на бюджетный SSD.
Кроме того, внимания заслуживают ещё два момента. Во-первых, на начальной части графика хорошо видно влияние технологии SLC-кеширования PlexNitro. Поэтому при кратковременных операциях производительность этого накопителя может доходить до 85 тысяч IOPS, однако затем она падает до 50 тысяч IOPS. Во-вторых, ещё одно падение скорости происходит во время исчерпания пула свободных страниц флеш-памяти, то есть после непрерывной записи полного объёма SSD. Это – обычное явление, но нужно отметить, что даже в этом случае производительность Plextor S2C остаётся вполне приемлемой – на уровне 20 тысяч IOPS. Получается, что, хотя этот накопитель и основывается на бюджетной платформе и TLC-памяти, перед серьёзными нагрузками он не пасует.
Давайте посмотрим теперь, как у Plextor S2C 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.
Здесь Plextor S2C 512 Гбайт приносит ещё более приятный сюрприз. Он оказывается способным заниматься сборкой мусора во флеш-памятине только под управлением операционной системы и команды TRIM, но и полностью самостоятельно. Причём даже без помощи со стороны TRIM в моменты простоя полутерабайтная версия S2C расчищает достаточно большой пул свободных страниц: его размер достигает 10 Гбайт. Это значит, что новый накопитель Plextor продолжает заведённую традицию и, подобно M7V, прекрасно подходит для эксплуатации в старых операционных системах, в RAID-массивах, в USB-контейнерах и в прочих средах без поддержки TRIM.
⇡#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.
.png)
К этому моменту становится окончательно ясно, что Plextor S2C гораздо лучше, чем Intel SSD 540s, хотя и тот и другой накопитель основываются на одной аппаратной платформе. Инженерам Plextor удалось написать для контроллера SM2258 поистине выдающуюся прошивку, которая не только реабилитирует TLC-продукты на базе процессоров Silicon Motion, но и позволяет им гармонично вписываться в семью недорогих SSD с контроллерами других разработчиков. В итоге если сравнить результаты Plextor S2C и M7V в CrystalDiskMark, то понять, какой из этих накопителей быстрее, совершенно невозможно. Новинка выдаёт лучшие показатели при случайной записи, а M7V лидирует при случайном чтении.
⇡#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.
С точки зрения комплексной производительности в приложениях, которую измеряет PCMark 8, Plextor S2C – типичный представитель класса недорогих накопителей. Его результат почти не отличается от тех показателей, которые выдают другие SSD на базе планарной флеш-памяти с трёхбитовой ячейкой (за исключением недосягаемого Samsung 750 EVO). Иными словами, в большинстве реальных сценариев скорость работы Plextor S2C будет аналогична быстродействию бюджетных накопителей на базе контроллеров Phison S10 и Marvell 88SS1074, что для продукта на платформе Silicon Motion – серьёзное достижение.
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.
Интересно, что в ряде приложений Plextor S2C похож по скорости на Intel SSD 540s. Преимущество же прошивки накопителя Plextor проявляется лишь в Adobe Illustrator и InDesign, а также в Battlefield 3, то есть там, где в сценариях нагрузки нет больших объёмов последовательных операций записи.
⇡#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.
При работе с файлами результат Plextor S2C весьма неплох. Его скорость даже превышает показатели Toshiba OCZ TR150 и SanDisk X400, что, впрочем, неудивительно, если вспомнить хорошую эффективность новинки на смешанной нагрузке.
Неплохо смотрятся результаты Plextor S2C и при запуске с него игр и программ. Иными словами, акценты в микропрограмме этого накопителя расставлены таким образом, что он хорошо подходит именно для реальной нагрузки, характерной для среднестатистических персональных компьютеров.
⇡#Тестирование выносливости
Результаты тестирования надёжности рассматриваемого накопителя приведены в отдельном специальном материале «Ресурсные испытания SSD».
⇡#Выводы
Путь Plextor в нижний ценовой сегмент выдался непростым. Компания упустила момент начала внедрения в потребительские накопители планарной TLC-памяти и представила свою первую модель такого рода, M7V, только в середине текущего года. Но и M7V данную проблему решить толком не смог. Из-за применения контроллера Marvell стоимость этого накопителя оказалась заметно выше, чем у большинства массовых продуктов на базе TLC-памяти, и высокой популярности в среде экономных потребителей M7V не снискал.
Поэтому Plextor решилась на скорый выпуск ещё одного недорогого TLC-продукта – S2C. И на этот раз в целях снижения себестоимости была избрана платформа компании Silicon Motion – разработчика, чипы авторства которого сегодня можно обнаружить в самых дешёвых массовых SSD. Однако при этом Plextor выбрала особый путь. Она не захотела идти по стопам большинства производителей второго-третьего эшелона и не стала опираться на платформу Silicon Motion в её эталонном варианте. Вместо этого был применён творческий подход: из всех имеющихся альтернатив был взят наиболее удачный контроллер SM2258, для которого инженеры Plextor написали собственную оптимизированную микропрограмму.
И как показали тесты, данный подход дал отличные результаты. Производительность Plextor S2C оказалась даже немного лучше, чем у M7V, и на фоне дешёвых TLC-накопителей других производителей S2C смотрится очень достойно. Фактически в реальных сценариях, свойственных типичным персональным компьютерам, от новинки Plextor можно ожидать быстродействия не хуже, чем обеспечивают массовые модели SSD с планарной TLC-памятью на платформах Phison S10 или Marvell 88SS1074, не говоря уже о конкурентах на контроллерe SMI SM2256. Кроме того, у S2C есть и другие, помимо быстродействия, плюсы: хорошее постоянство моментальной производительности при записи, способность к автономной сборке мусора без TRIM, богатый набор дополнительных утилит и неплохие показатели заявленной надёжности.
Однако всё сказанное в предыдущем абзаце, чтобы стать весомыми аргументами в пользу покупки Plextor S2C, должно обязательно обрамляться привлекательными ценами, ведь речь всё-таки идёт о накопителе начального уровня на базе планарной TLC NAND. А с этим пока как-то не очень. С одной стороны, как и задумывалось, новинка действительно продаётся заметно дешевле, чем M7V. Но с другой – снизить её цену до уровня Crucial MX300 или Toshiba OCZ TR150 маркетологи Plextor пока не захотели. А это значит, что сейчас Plextor S2C однозначно выигрышным сочетанием потребительских характеристик похвастать не может. Впрочем, отрицать имеющийся у этой модели потенциал мы не станем, и при условии дальнейшего снижения стоимости она действительно имеет шанс стать хитом в бюджетном сегменте.
Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
Подписаться