Накопители

Обзор SSD-накопителя Silicon Power Slim S55: версия 2017 года, c 3D-эффектами

⇣ Содержание

#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, 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, 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

Silicon Power Slim S55 – бюджетный продукт. Поэтому для сравнения с ним мы постарались подобрать несколько SSD нижней ценовой категории. К этой компании мы добавили «эталонные» модели Samsung 850 EVO, Crucial MX300 и WD Blue SSD — и в результате получился следующий список участников тестирования:

Все тестовые накопители были подобраны близкой ёмкости – 240-275 Гбайт.

Напомним, что из представленного списка накопителями на базе многослойной TLC-памяти, помимо Silicon Power Slim S55, являются ADATA Ultimate SU800, Samsung 850 EVO и Crucial MX300, все же остальные перечисленные выше накопители – это SSD на планарной TLC NAND. При этом максимально удешевлённый дизайн без DRAM среди протестированных моделей используется в главном герое обзора – Silicon Power Slim S55, а также в Toshiba OCZ TL100 и в Western Digital Green.

#Производительность

Последовательные операции чтения и записи

Скорость последовательного чтения – это самый лёгкий вариант нагрузки, какой только можно придумать для SSD. И с такими операциями Silicon Power Slim S55 справляется неплохо. А вот с записью… На самом деле, выдающейся скорости записи от этого SSD никто и не ждал. Эта модель основывается на флеш-памяти с трёхбитовыми ячейками, производительность записи в которые по сравнению с MLC NAND существенно ниже. И здесь значимой оказывается архитектура. В основе Silicon Power Slim S55 лежит двухканальный контроллер Phison S11, и его степени параллелизма, как видно по результатам, при записи явно не хватает. По этой характеристике Slim S55 ощутимо проигрывает накопителям более высокой ценовой категории.

Ещё один тревожный симптом – полуторакратный проигрыш Silicon Power Slim S55 ультрабюджетному накопителю Toshiba OCZ TL100. Оба эти SSD основываются на одном и том же контроллере, и разница между ними заключается лишь в памяти. Продукт Toshiba использует собственную планарную TLC-память, а значит, трёхмерная TLC 3D NAND компании Micron в реальности заметно медленнее, чем 2D-память, — по крайней мере если она работает под управлением контроллера Phison S11.

Для того чтобы скомпенсировать низкую скорость последовательной записи, по которой Silicon Power Slim S55 как минимум вдвое проигрывает даже механическим жёстким дискам, в этом накопителе реализована технология SLC-кеширования. Чтобы посмотреть, как она работает, давайте пронаблюдаем за изменением моментальной производительности при последовательной записи большого объёма данных.

Как видите, если писать на Silicon Power Slim S55 не более 3,5 Гбайт за раз, то с низкой производительностью вы, скорее всего, не столкнетесь. Иными словами, проблемными сценариями может стать инсталляция крупных программных пакетов, копирование больших объёмов информации или, например, перекодирование цифрового контента. Если же пользоваться Slim S55 преимущественно для хранения данных, то претензий к его скоростным характеристикам будет гораздо меньше.

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.

Рост глубины очереди запросов не способствует росту скорости последовательной записи на рассматриваемый накопитель. При чтении же наблюдается некий провал в производительности при глубине очереди в восемь команд, но, с чем он связан, совершенно непонятно.

#Случайные операции чтения

Случайные операции – слабое место любых накопителей, построенных на контроллерах Phison. Бюджетный контроллер PS3111-S11 в этом плане наиболее уязвим, ведь ему приходится не только работать без полноценного DRAM-буфера, но и к тому же обслуживать все операции единственным ARM-ядром. Так что расположению результата Silicon Power Slim S55 в нижней части диаграмм мы не удивлены. К тому же здесь есть и положительный момент: рассматриваемый накопитель Silicon Power Slim обходит по производительности WD Green SSD.

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.

Увеличение глубины очереди запросов почти ничего не меняет. Silicon Power Slim S55 уступает накопителям, имеющим полноценный DRAM-буфер, обгоняя при высокой глубине очереди запросов лишь накопители вроде WD Green. Применение TLC 3D NAND в данном случае негативно влияет на его характеристики. Похожий на Slim S55 накопитель под маркой Toshiba OCZ, массив флеш-памяти которого построен на базе планарной памяти, с ростом конвейеризации оказывается существенно быстрее.

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

Не является коньком Silicon Power Slim S55 и работа с блоками большого размера. Увы, все тесты случайного чтения сходятся в одном: в основе Silicon Power Slim S55 лежит слабая платформа. Сочетание контроллера Phison S11 и TLC 3D NAND не позволяет получить хорошую скорость при любых типах операций произвольного чтения, что неминуемо сделает этот накопитель медленнее большинства альтернатив в реальной жизни.

#Случайные операции записи

Отсутствие в схеме работы Silicon Power Slim S55 динамической памяти сказывается и на производительности мелкоблочной записи. Впрочем, как и в случае чтения, уровень WD Green SSD рассматриваемый накопитель всё-таки выдаёт.

Ещё более наглядно это видно на графике, показывающем зависимость скорости произвольной записи 4-килобайтными блоками от глубины очереди запросов.

Как бы то ни было, Silicon Power Slim S55 – это один из самых медленных современных SSD. Если говорить о производительности, то совмещение с контроллером Phison S11 трёхмерной памяти компании Micron оказалось явно не лучшей идеей. Версии платформы Phison S11, которые комплектуются планарной TLC NAND компании Toshiba, наверняка могли бы предложить более высокое быстродействие. На это однозначно указывает результат участвующего в тестировании Toshiba OCZ TL100 – накопителя на том же контроллере и без DRAM, но с планарной флеш-памятью с трёхбитовыми ячейками. Однако  конфигурация c 3D NAND — единственный способ предложить минимальную цену.

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

Ничего особенно утешительного нельзя сказать и про скорость при случайной записи данных блоками крупного размера. Здесь Silicon Power Slim S55 оказывается похож по скорости на WD Green SSD.

#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.

Последовательная смешанная нагрузка — не лучший сценарий для Silicon Power Slim S55, основанного на одноядерном контроллере Phison S11. Однако при случайной нагрузке смешанного характера этот накопитель оказывается быстрее бюджетного накопителя Western Digital.

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.

Никаких неожиданностей нет и здесь. Судя по тестам, обрабатывать сколь-нибудь сложные нагрузки с приемлемой скоростью Silicon Power Slim S55 не может. Впрочем, производитель его для них и не позиционирует. Это – предложение начального уровня, которому, при условии низкой цены, можно простить невысокие результаты в таких нагрузочных тестах.

#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.

Поскольку Silicon Power Slim S55 – бюджетный накопитель, построенный без полноценного DRAM-буфера, хорошим постоянством моментальных скоростей он порадовать не может. Впрочем, вряд ли это имеет какое-то значение для SSD такого уровня. Гораздо важнее отметить тот факт, что скорость записи на этот SSD низка настолько, что для заполнения его информацией нам потребовалось почти два часа. Более-менее высокая производительность наблюдалась лишь на начальном этапе теста, когда записи происходили в SLC-кеш. При случайной записи с высокой скоростью Silicon Power Slim S55 принимает чуть менее 4 Гбайт, затем показатели производительности снижаются до 50-60 Мбайт/с.

Давайте посмотрим теперь, как у Silicon Power Slim S55 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 – без неожиданностей. После 15-минутного простоя оказывается, что сборка мусора без каких-либо пинков со стороны операционной системы не работает. Но зато контроллер во время простоя самостоятельно освобождает SLC-кеш, что даёт возможность записать новые 4 Гбайт данных с высокой скоростью. Подача же команды TRIM заставляет накопитель полностью восстановить своё быстродействие. После неё под будущие операции очищается и кеш, и незанятые файловой системой блоки флеш-памяти.

#Результаты в CrystalDiskMark

CrystalDiskMark — это популярное и простое тестовое приложение, работающее «поверх» файловой системы, которое позволяет получать результаты, легко повторяемые обычными пользователями. Но то, что выдаёт этот бенчмарк, с качественной точки зрения сильно отличается от показателей, которые были получены нами в тяжёлом и многофункциональном пакете Iometer.

Дело в том, что CrystalDiskMark оперирует сравнительно небольшим объёмом тестового файла. И в данном случае мы видим скоростные параметры, которые относятся к SLC-кешу, а не к массиву TLC-памяти. Впрочем, даже при таком подходе проблемы Silicon Power Slim S55 с производительностью при случайных операциях не могут ускользнуть от внимательного взора.

#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.

Поскольку Silicon Power Slim S55 проиграл конкурентам в большинстве синтетических тестов, нет ничего удивительного в том, что и при моделировании реальной нагрузки его результат впечатляющим назвать сложно. Этот бюджетный накопитель примерно вдвое проигрывает SATA-решениям Samsung и предлагает производительность уровня чуть ниже WD Green SSD. От своего же родственника с планарной TLC-памятью, Toshiba OCZ TL100, он заметно отстаёт, и это вновь возвращает нас к выводу, что комбинация контроллера Phison S11 и трёхмерной памяти Micron позволяет делать накопители, привлекательные лишь по цене.

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

#Реальные сценарии нагрузки

Тесты производительности при реальной нагрузке позволяют 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.

Обратите внимание, что современные SATA SSD при самых типовых файловых операциях могут выдавать в разы различающееся быстродействие. При этом Silicon Power Slim S55 удаётся продемонстрировать приемлемый результат в своей весовой категории при копировании данных внутри накопителя, то есть при последовательных смешанных операциях, где объём читаемых данных примерно соответствует объёму сохраняемых.

Со сценариями, моделирующими работу системного диска, Silicon Power Slim S55 справляется не лучшим образом. Бюджетные накопители других поставщиков вновь оказываются быстрее, так что применённая в Slim S55 комбинация из контроллера Phison S11 и трёхмерной памяти Micron вряд ли может считаться удачной и для сценариев, предполагающих чтение массивов данных.

#Выводы

Рассмотренный накопитель Silicon Power Slim S55 вряд ли кого-то смог удивить своей производительностью, однако такой задачи перед ним и не стояло. Это типичный представитель нового класса SSD начального уровня, лишённых DRAM-буфера. Такие решения должны в первую очередь быть привлекательными по цене, а их производительность – уже следующий вопрос. Идея в том, что даже такой урезанный с точки зрения аппаратной конструкции SSD в большинстве сценариев окажется быстрее HDD как минимум из-за низкого времени доступа, а для недорогой системы покупатель, скорее всего, станет выбирать накопитель, исходя в первую очередь из цены.

И здесь Slim S55 может стать вполне осознанным выбором благодаря тому, что его производитель намерен гибко управлять ценовым рычагом так, чтобы данный бюджетный SSD оставался одним из самых доступных. К тому у производителя есть все средства: в основе Silicon Power Slim S55 лежит простейший контроллер, DRAM в нём отсутствует, а массив флеш-памяти набран из чипов TLC 3D NAND производства Micron, которые на данный момент выгоднее планарной трёхбитовой памяти по удельной стоимости.

При этом всё же нужно иметь в виду, что производительность Silicon Power Slim S55 примерно соответствует уровню WD Green SSD, то есть рассмотренный накопитель всегда проигрывает более дорогим собратьям, и порой значительно. Скорость последовательных операций упирается в двухканальность контроллера и в низкую скорость записи в Micron TLC 3D NAND, а случайные операции тормозятся из-за отсутствия в накопителе быстрого буфера с таблицей трансляции адресов. В итоге в реальных задачах Silicon Power Slim S55 примерно в полтора-два раза медленнее лучших TLC-вариантов с полноценной платформой – Samsung 750 EVO и Crucial MX300. Кроме того, текущая вариация Silicon Power Slim S55, в которую стала устанавливаться трёхмерная память, уступает по скорости и подобным накопителям с планарной TLC NAND, например Toshiba OCZ TL100 или Toshiba A100.

Тем не менее никакой катастрофы во всём этом нет, нужно лишь хорошо осознавать, для каких целей предложение вроде Silicon Power Slim S55 подойдёт, а для каких – нет. Нам, например, видится, что рассмотренный SSD неплохо сможет проявить себя при модернизации старых компьютеров: с не слишком быстрым CPU и, возможно, даже без поддержки интерфейса SATA 6 Гбит/с. Кроме того, его вполне можно ставить и в те современные компьютеры, которые собираются в режиме жёсткой экономии бюджета. Иными словами, до тех пор, пока Silicon Power Slim S55 будет оставаться одним из самых доступных SSD, достойные применения для него найдутся.

 
← Предыдущая страница
⇣ Содержание
Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме
⇣ Комментарии
Прежде чем оставить комментарий, пожалуйста, ознакомьтесь с правилами комментирования. Оставляя комментарий, вы подтверждаете ваше согласие с данными правилами и осознаете возможную ответственность за их нарушение.
Все комментарии премодерируются.
Комментарии загружаются...
window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥