Обзор SSD-накопителя WD Black: входной билет в мир NVMe

Western Digital серьёзно взялась за покорение рынка твердотельных накопителей примерно год назад — именно тогда были представлены первые потребительские SSD под её именем. Однако их выпуск Western Digital освоила не сама, для этого ей пришлось приобрести одного из ведущих производителей флеш-памяти, компанию SanDisk. Поэтому нет ничего удивительного в том, что модельный ряд Western Digital на первом этапе был наполнен накопителями, которые уже были хорошо знакомы нам под маркой SanDisk. В частности, WD Blue SSD оказался близким аналогом SanDisk Ultra II и X400, а под именем WD Green SSD стала продаваться модель SanDisk SSD Plus.

Однако одними только продуктами, позаимствованными у SanDisk, WD ограничиваться не могла. Дело в том, что купленная Western Digital компания по каким-то причинам воздерживалась от выпуска флагманских потребительских твердотельных накопителей с интерфейсом NVMe, и на момент перехода в собственность нового владельца в ассортименте SanDisk таких моделей не было. В то же время продолжать игнорировать перспективные и производительные решения было бы очень странно, поэтому сразу после завершения сделки инженерам SanDisk сверху спустили срочную задачу: как можно скорее заполнить существующий пробел. В результате спустя всего несколько месяцев после появления на рынке массового WD Blue SSD и бюджетного WD Green SSD к ним добавилась и старшая модель, WD Black SSD — новый твердотельный накопитель с интерфейсом NVMe, который, в отличие от своих собратьев, прямых аналогов среди предложений SanDisk уже не имеет.

Впрочем, говорить о том, что WD Black SSD — это флагманский накопитель, можно, лишь имея в виду ассортимент Western Digital. Несмотря на то, что производитель традиционно использовал торговую марку Black для исключительных по своим характеристикам жёстких дисков, в случае твердотельных накопителей глобальное позиционирование новинки оказалось несколько иным. Дело в том, что после приобретения бизнеса SanDisk компания Western Digital отказалась от каких-либо намерений использовать в своей продукции флеш-память с двухбитовыми ячейками. Упор, по мнению этого производителя, в современном мире должен быть сделан на более плотную TLC-память с перспективой перехода на QLC. Поэтому WD Black SSD — это не та новинка, которая сможет поколебать позиции Samsung 960 PRO. По замыслу производителя, она должна завоевать симпатии покупателей, ищущих выгодное сочетание цены и быстродействия. Иными словами, WD Black SSD — это ещё один вариант сравнительно недорогого NVMe SSD на базе TLC-памяти, который должен встать в один ряд с Samsung 960 EVO, Intel SSD 600p, Plextor M8Se и прочими предложениями подобного рода.

Кроме того, по всей видимости, WD Black SSD — это переходная модель, которая просуществует в модельном ряду Western Digital не так долго. Дело в том, что она, как и прочие SSD этой компании первой волны, базируется на планарной TLC-памяти SanDisk, которая производится по 15-нм нормам. Сейчас такая флеш-память становится устаревшей и постепенно выводится из обращения. Не так давно та же Western Digital приступила к переводу своих SATA SSD на использование трёхмерной 64-слойной BiCS (Bit Cost Scalable) флеш-памяти с трёхбитовыми ячейками. Очевидно, что подобный процесс должен затронуть и флагманский NVMe-накопитель компании.

Впрочем, пока про перспективы такого перехода ничего не известно. Более того, на российском рынке WD Black SSD появился совсем недавно. А раз так, самое время познакомиться с этим накопителем поближе.

⇡#Технические характеристики

Конструкторы SanDisk всегда тяготели к тому, чтобы задействовать творения Marvell, — большинство наиболее удачных накопителей этого производителя базировалось именно на чипах данного разработчика. Не было сделано исключение и в случае NVMe SSD. И хотя сейчас инженерная команда SanDisk работает под другой вывеской, её предпочтений это не изменило, и WD Black SSD — это один из немногих накопителей с контроллером Marvell 88SS1093 (Eldora).

Здесь будет уместным напомнить, что Marvell, в отличие от тайваньских Phison или SMI, использует несколько иную схему работы с партнёрами — производителями SSD. Этот разработчик не предоставляет полностью готовую для внедрения платформу, а предлагает конечным производителям самостоятельно заниматься созданием схемотехнического дизайна и написанием микропрограммы. Именно поэтому накопителей на базе контроллеров Marvell не так много — внедрять их на самом деле значительно сложнее, чем чипы Phison или SMI. Однако при этом контроллеры Marvell явно превосходят конкурирующие предложения по гибкости и производительности, поэтому продукты на их основе часто получаются самобытными и привлекательными — вспомним, например, тот же Plextor M8Pe.

Но WD Black SSD — это несколько другая история. В нём контроллер 88SS1093, который в настоящее время является единственным актуальным решением Marvell с интерфейсом NVMe, совмещён с 15-нм планарной TLC NAND производства SanDisk. И поэтому этот накопитель похож не на Plextor M8Pe, а на более дешёвый Plextor M8Se, где этот чип управляет массивом флеш-памяти, составленным из 15-нм чипов TLC NAND компании Toshiba. Впрочем, если WD Black SSD и можно назвать его родственником, то лишь отдалённым. Микропрограмму новинки Western Digital инженеры SanDisk написали с нуля, и в результате по профилю производительности WD Black SSD сильно отличается от похожего по аппаратной платформе накопителя Plextor. Существенная разница есть и в прочих ключевых характеристиках в выносливости и составе модельного ряда.

Для того чтобы убедиться в этом, достаточно взглянуть на официальные спецификации WD Black SSD.

Из чисел, которые приводит Western Digital, можно сделать вывод, что в деле раскрытия потенциала трёхъядерного и восьмиканального контроллера Marvell 88SS1093 инженерам компании удалось добиться куда более скромных успехов, чем специалистам Plextor. Действительно, по декларируемым скоростным параметрам WD Black SSD заметно уступает Plextor M8Se, причём на различия в используемой флеш-памяти списать это вряд ли удастся: 15-нм TLC NAND авторства Toshiba и SanDisk – суть одно и то же. Зато в проекте WD Black SSD инженерам удалось дополнительно сэкономить и обойтись вдвое меньшим объёмом DRAM-буфера, так что в теории этот накопитель имеет более низкую себестоимость и может легко стать самым доступным вариантом с NVMe-интерфейсом.

Анализируя скоростные показатели WD Black SSD, нужно иметь в виду, что, как и в случае прочих TLC-накопителей, они приведены производителем с учётом технологии псевдо-SLC-кеширования, которая прячет от пользователя реальные скорости массива флеш-памяти, построенного на базе планарных TLC-чипов. У WD Black SSD такой кеш имеет сравнительно небольшой объем – 2,5 Гбайт на каждые 256 Гбайт ёмкости накопителя. Кроме того, по какой-то причине пропускная способность массива флеш-памяти у этого накопителя значительно ниже, чем у иных моделей с NVMe-интерфейсом и с TLC-памятью. В результате на продолжительных операциях записи WD Black SSD дотягивает лишь до скорости SATA SSD, серьёзно отставая от решений нового поколения.

Вот, например, как выглядит производительность 512-гигабайтной версии WD Black SSD при непрерывной последовательной записи.

После записи на накопитель данных объемом порядка 5 Гбайт, помещающихся в SLC-кеш, скорость падает где-то вдвое – с 800 до 400 Мбайт/с. Не слишком радостная картина. В качестве пояснения приведём таблицу с полученными практическим путём основными характеристиками SLC-кеша у других современных NVMe-накопителей, построенных на флеш-памяти с трёхбитовыми ячейками:

Получается, что в WD Black SSD на обеспечение работы SLC-кеширования выделено минимальное количество флеш-памяти. Это означает, что пользователь в большем количестве ситуаций будет сталкиваться с неторопливым при записи массивом TLC-памяти.

Впрочем, в небольшом SLC-кеше можно усмотреть и плюсы: на резервное пространство, которое контроллер может использовать для выравнивания износа и подмены вышедших из строя ячеек памяти, остаётся достаточно много места. Так, в WD Black SSD контроллеру на эти цели отдано 4,5 % от общего объёма флеш-памяти и половина от всего зарезервированного пространства, недоступного пользователю. Напомним, что в чипе Marvell 88SS1093 поддерживаются методы коррекции ошибок на основе LDPC-кодов, и все это вместе позволяет производителю уверовать в высокую надёжность предлагаемого решения и распространить на свой TLC-продукт пятилетнюю гарантию. Правда, ресурс записи у WD Black SSD ограничивается при этом весьма консервативными рамками. Для того чтобы не потерять гарантию, пользователю ежедневно разрешается перезаписывать не более шестой части от общей ёмкости накопителя.

Ограничение по допустимым объёмам перезаписи – не единственный симптом недорогого NVMe SSD начального уровня. На то же указывает и состав модельного ряда WD Black SSD, в котором предусмотрено всего два варианта ёмкости – 256 и 512 Гбайт. Более высокие объёмы из ассортимента исключены, так как покупателей сравнительно дорогих и вместительных твердотельных накопителей вряд ли бы устроили предлагаемые WD Black SSD скоростные характеристики.

Ещё один признак того, что к WD Black SSD не стоит относиться как к флагману, – его конструктивное исполнение. Спроектированный Western Digital накопитель форм-фактора M.2 представляет собой «голую» плату. Ни каких-либо дополнительных средств охлаждения, ни переходника для установки этой платы в слоты PCI Express не предусмотрено. То есть всё сделано так, чтобы WD Black SSD был максимально недорогим. Именно таким образом сформирована и рекомендованная цена: WD Black SSD должен быть самым доступным NVMe-накопителем на рынке и стоить (в теории) почти столько же, сколько стоит Intel SSD 600p, то есть примерно на 20 процентов меньше Samsung 960 EVO.

⇡#Внешний вид и внутреннее устройство

Для тестирования мы получили версию WD Black SSD объёмом 512 Гбайт – старший вариант с более высоким уровнем производительности, который обеспечивается увеличенным параллелизмом массива флеш-памяти. Ёмкость SSD, естественно, приведена производителем в «десятичных» гигабайтах, а это значит, что в операционной системе после форматирования такой накопитель покажет свободный объём 476 «двоичных» Гбайт.

Сам по себе рассматриваемый продукт выглядит достаточно обыкновенно. Никаких атрибутов, которые позволили бы отнести его именно к старшей серии Black, — кроме разве что маркировки на наклейке — у накопителя нет. Более того, очень забавно, что печатная плата «чёрного» SSD имеет синий цвет, который характерен для всех SSD, сходивших когда-либо с конвейера SanDisk.

Плата имеет односторонний дизайн — и это дважды хорошо. С одной стороны, это позволяет не беспокоиться о том, войдёт ли SSD в тонкий ультрабук, где часто применяются заниженные слоты M.2, а с другой – облегчает отвод тепла от чипов. Таким образом, WD Black SSD может работать в совершенно любом слоте M.2, на который подведено четыре линии PCI Express 3.0, – а сегодня таких слотов большинство.

Этикетка, закрывающая большую часть лицевой поверхности накопителя, не имеет никаких теплорассеивающих фольгированных слоёв, но зато достаточно информативна. Помимо артикула и ёмкости, на ней приведён серийный номер накопителя, который, кстати говоря, совпадает с зашитым в SMART, а также дата производства, которая может быть полезна при решении гарантийных вопросов. Кстати, компания Western Digital имеет в России полноценное представительство и готова выполнять взятые на себя гарантийные обязательства самостоятельно, а не через розничных продавцов.

Компоновка печатной платы WD Black SSD уникальна. Расположение микросхем на накопителе не имеет ничего общего с тем, как обычно расставляются чипы на других M.2 SSD с контроллером Marvell 88SS1093. Сам этот главный чип находится на плате посредине, а две микросхемы флеш-памяти расставлены по краям. Маркировка позволяет убедиться в том, что в этих микросхемах находится по шестнадцать 128-гигабитных полупроводниковых кристаллов планарной TLC NAND, произведённых на предприятиях SanDisk по 15-нм техпроцессу. В качестве DRAM-буфера в конструкции используется DDR3L-1600 SDRAM компании SK Hynix: ёмкость соответствующего чипа для 512-гигабайтной версии накопителя составляет вполне стандартные 512 Мбайт.

⇡#Программное обеспечение

Программисты SanDisk адаптировали фирменную утилиту SSD Dashboard, работающую с SATA-накопителями компании, и для WD Black SSD. Её возможности при этом практически не изменились, и она остаётся одной из самых лучших сервисных утилит такого рода.

Основные функции SSD Dashboard: получение информации об установленном в системе SSD, включая данные об оставшемся ресурсе и текущем температурном режиме; мониторинг производительности накопителя в реальном времени; настройка TRIM; обновление микропрограммы через Интернет или из файла; выполнение операции Secure Erase и удаление каких-либо данных из флеш-памяти путём её принудительного зануления; выполнение SMART-тестов и просмотр SMART-атрибутов.

Стоит отметить, что возможности интерпретации параметров SMART, заложенные в SSD Dashboard, несколько богаче, чем информация, которую можно получить из независимых программ сторонних разработчиков.

А вот фирменного NVMe-драйвера для WD Black SSD не предусмотрено. Поэтому работать с ним приходится через стандартный драйвер операционной системы, в свойствах которого для увеличения производительности и показателей в распространённых бенчмарках рекомендуется поставить галочку напротив опции «Отключить очистку буфера кеша записей Windows для этого устройства».