2017 год стал переломным моментом, когда флеш-память с трёхмерной организацией по объёмам выпуска смогла превзойти привычную планарную память. Это напрямую связано с тем, что к настоящему моменту большинство производителей чипов NAND смогли, наконец, освоить технологические процессы для изготовления трёхмерной памяти с 64 слоями. В частности, в настоящее время Micron производит 256-гигабитные 64-слойные кристаллы NAND с площадью 59 мм2; у Toshiba с конвейера сходят 512-гигабитные 64-слойные кристаллы BiCS3 площадью около 132 мм2; компания SK Hynix предлагает партнёрам 72-слойную память с кристаллами объёмом 512 Гбит; а первопроходец технологии 3D NAND, компания Samsung, массово штампует 512-гигабитные кристаллы с площадью примерно 129 мм2. Приведённые числа наглядно показывают, что, благодаря внедрению очередного поколения технологии многослойной флеш-памяти, плотность получающихся полупроводниковых кристаллов повысилась столь серьёзно, что 3D NAND наконец-то стала действительно выгоднее планарной памяти. Превосходство в плотности хранения данных над лучшими по этой характеристике образцами планарной TLC NAND достигло трехкратного размера, и это наконец-то полностью перекрывает все преимущества старой технологии: то, что выпуск современной 15-нм памяти с однослойной организацией не требует технического перевооружения производства, что планарная память существенно проще и быстрее в изготовлении, а также что она позволяет получать заметно более высокий выход годной продукции.
Победа, одержанная технологией 3D NAND, заметна и по рынку потребительских продуктов. На прилавках магазинов начали массово появляться твердотельные накопители, построенные на 64-слойной памяти. Пока их, правда, не столь много, но почти все ведущие производители флеш-памяти уже отметились с массовыми моделями SSD, в которых устанавливается трёхмерная 64-слойная память. В качестве примеров следует упомянуть накопители-новинки Intel SSD 545s, Toshiba TR200, WD Blue 3D и SanDisk Ultra 3D. Удивительно лишь, что в этом списке SSD пока нет продукции Samsung: хотя эта компания и продемонстрировала первые образцы своей 64-слойной памяти более года тому назад, никаких свежих потребительских моделей SSD с SATA- или NVMe-интерфейсом, которые были бы на ней построены, с тех пор объявлено не было. Используя свою 64-слойную память, эта компания лишь запустила новую серию внешних твердотельных накопителей с интерфейсом USB 3.1 Gen 2 Type-C – Samsung Portable SSD T5.
Микросхемы 64-слойной TLC 3D V-NAND производства Samsung
Впрочем, говорить о том, что среди накопителей Samsung, устанавливаемых внутрь системных блоков, на сегодняшний день нет решений, где бы использовалась наиболее прогрессивная трёхмерная память, совершенно неверно. Такие модели существуют, просто их появление особо не афишируется. На самом же деле где-то в начале осени Samsung перевела на новую память свои наиболее востребованные продукты – 850 EVO и 960 EVO. И к настоящему моменту обновлённые версии этих накопителей начали достигать прилавков отечественных магазинов.
«Тайное» изменение начинки в поставляющихся на рынок накопителях – достаточно распространённая практика, ей пользуются не только подавляющее большинство компаний второго-третьего эшелона, но и некоторые лидеры рынка. Однако подход к таким махинациям может быть разным. Некоторые производители заменяют аппаратные компоненты, не особенно следя за тем, чтобы характеристики «усовершенствованной» версии продукта были не хуже, чем у изначальной. А некоторые, напротив, стараются пристально следить за тем, чтобы новые покупатели продолжали получать решения того же уровня, что и их предшественники. Samsung, судя по всему, относится ко второй группе. По крайней мере, когда трюк с заменой памяти эта компания проворачивала в прошлый раз – при переходе с 32-слойной на 48-слойную TLC 3D V-NAND, для конечных пользователей почти всё осталось по-старому. Начинка в 850 EVO тогда кардинально поменялась, но тесты показали, что реальные потребительские характеристики это практически не затронуло: производительность и надёжность остались на первоначальном уровне.
Теперь же Samsung решила провернуть тот же фокус ещё раз и вместо 850 EVO на базе 48-слойной TLC 3D V-NAND предложить покупателям другую, уже третью версию 850 EVO, в которой используется более новая 64-слойная память. И это снова вызывает вполне закономерные опасения: новая память имеет ядра вдвое большей ёмкости, а значит, степень параллелизма массивов флеш-памяти в накопителях серии 850 EVO снова уполовинивается. В теории это может вызвать не самые приятные последствия, однако представители компании уверяют, что переезд на новую элементную базу для конечных пользователей снова будет совершенно незаметен.
Однако мы не привыкли верить производителям на слово и поэтому, как только серийные образцы Samsung 850 EVO третьей версии оказались в пределах нашего доступа, взяли один экземпляр на тестирование. И теперь готовы рассказать, какие отличия и особенности есть у этой «тихой» новинки, по каким-то причинам представленной под старым именем.
⇡#Samsung 850 EVO версия 3.0: что изменилось
Стремление производителя перейти на использование более современной памяти вполне понятно. Её использование позволяет естественным образом снизить затраты на изготовление конечных изделий – твердотельных накопителей. А этим летом у Samsung как раз завершилось начатое в 2015 году строительство новой фабрики, расположенной в южнокорейском Пхёнтэке. Все появившиеся дополнительные производственные мощности предназначены для выпуска 64-слойной трёхмерной флеш-памяти, поэтому недостатка в такой 3D V-NAND у Samsung нет. Более того, прогнозируется даже, что к концу года новая память будет составлять как минимум половину всей флеш-продукции компании.
Экономический эффект от перехода на память c 64 слоями, которая относится уже к четвёртому поколению самсунговской 3D V-NAND, несмотря на всё возрастающую сложность производственного процесса, вполне очевиден. Себестоимость здесь снижается за счёт двух факторов: как из-за увеличения «этажности» размещения ячеек флеш-памяти на единице площади полупроводникового кристалла, так и в связи с очередным двукратным увеличением ёмкости самих кристаллов, которая доведена теперь до 512 Гбит. В результате, по сравнению со старой 48-слойной памятью, новая 64-слойная TLC 3D V-NAND обеспечивает примерно в полтора раза более высокую плотность хранения данных.
А это значит, что новые Samsung 850 EVO третьей версии, основанные на 64-слойной памяти с трёхбитовыми ячейками, оказываются банально выгоднее для производителя: с одной стороны, с ними можно наращивать норму прибыли, а с другой – можно с лёгкостью ввязываться в ценовые войны с конкурентами. Так, по имеющимся оценкам, третья версия Samsung 850 EVO суммарно оказалась рентабельнее прошлого варианта примерно на 10-20 процентов.
Однако выиграть от внедрения в 850 EVO 64-слойной памяти должен не только производитель. В TLC 3D V-NAND нового, четвёртого поколения внесены существенные архитектурные улучшения, которые позволили примерно в полтора раза сократить время, необходимое для программирования ячеек. Благодаря этому по скорости записи 64-слойная TLC 3D V-NAND компании Samsung превосходит стандартную планарную TLC-память уже почти вчетверо. Такие изменения в производительности чипов призваны эффективно компенсировать снижение параллелизма массива флеш-памяти, и новые Samsung 850 EVO по производительности записи должны не уступать накопителям прошлой версии, где использовались 256-гигабитные кристаллы 48-слойной TLC 3D NAND.
К тому же в наиболее критичных случаях, где уменьшение числа устройств NAND в массиве флеш-памяти действительно было способно отрицательно сказаться на быстродействии, инженеры Samsung решили использовать 64-слойную память с урезанными по ёмкости 256-гигабитными кристаллами. В частности, такие кристаллы устанавливаются в обновлённые Samsung 850 EVO ёмкостью 250 и 500 Гбайт.
Перевод модельного ряда 850 EVO на новое поколение 3D V-NAND не должен нанести удар и по надёжности, которая до сих пор была одним из сильных мест накопителей Samsung. В новой 64-слойной TLC-памяти компании Samsung разработчиками был произведён переход на сниженные входные напряжения устройств NAND, и это способно положительно сказаться на их ресурсе. В результате производитель говорит даже об увеличении реальной выносливости накопителей с новой памятью примерно на 20 процентов.
Вместе с тем, несмотря на существенные отличия новой памяти, никакие паспортные параметры у Samsung 850 EVO третьей версии не изменились. Компания продолжает заявлять для них скорости линейного чтения и записи на уровне 540 и 520 Мбайт/с, а производительность произвольных операций – 98 и 90 тысяч IOPS при чтении и записи соответственно. Нет перемен и в условиях гарантии. На накопители продолжает даваться пятилетняя гарантия, а объём записи, в пределах которого возможно гарантийное обслуживание, составляет 75 Тбайт для 250-Гбайт версии, 150 Тбайт – для накопителей ёмкостью 500 Гбайт и 1 Тбайт и 300 Тбайт – для наиболее вместительных модификаций.
Тем самым компания Samsung хочет показать, что, несмотря на второе за время жизни серии 850 EVO изменение её начинки, накопители сохраняют преемственность и стабильность характеристик. Тем не менее не стоит забывать, что эта серия на самом деле является неимоверно разнообразной с точки зрения внутренностей. В таких накопителях может использоваться три разных контроллера: MEX, MGX или MHX — три вида самсунговской TLC 3D V-NAND: второго, третьего или четвёртого поколения с 32, 48 и теперь 64 слоями.
⇡#Атака клонов: Samsung 850 EVO, Samsung 850 и Samsung 860 EVO
Третья версия Samsung 850 EVO приходит на рынок не слишком надолго. На самом деле это – некий переходный вариант, который в начале следующего года должен быть заменён полноценной новой моделью, название которой уже вовсю мелькает в новостях – 860 EVO. Для перспективного продукта инженеры Samsung готовят новый контроллер, но память там будет использоваться точно такая же, как в рассматриваемой в этом материале третьей версии 850 EVO, – 64-слойная TLC 3D V-NAND. Выход такой новинки поставит точку в модернизации аппаратной платформы, но каких-то существенных перемен в производительности ждать вряд ли следует: существующие 850 EVO выжимают возможности, предоставляемые интерфейсом SATA, практически полностью.
Поэтому, если вы хотите приобрести добротный SATA SSD сейчас, смысла ждать появления в продаже 860 EVO, скорее всего, нет. Третья версия Samsung 850 EVO с 64-слойной памятью достаточно хороша для того, чтобы удовлетворить запросы как простых пользователей, так и энтузиастов.
Понять же, какая версия Samsung 850 EVO перед вами, достаточно просто – для этого нужно обратиться к серийному номеру, указанному на коробке, на накопителе или в SMART. 48-слойная TLC 3D NAND третьего поколения стала попадать в накопители, когда их серийные номера достигли значений S2M000000000000. То же, что в конкретном SSD установлена новейшая 64-слойная TLC 3D NAND четвёртого поколения, можно распознать по значению серийного номера, превышающему S3L000000000000.
Никаких иных, более заметных признаков появления в накопителях 64-слойной памяти, к сожалению, нет. За одним важным исключением. При переводе серии 850 EVO на 48-слойную TLC 3D V-NAND компания Samsung исключила из ассортимента модификацию с ёмкостью 120 Гбайт. Поэтому доступные в продаже в настоящее время варианты 850 EVO имеют объём не менее 250 Гбайт. Но с переходом на 64-слойную память 120-гигабайтные версии возвращаются. Правда, доступны они будут лишь в отдельных странах (Россия в их число входит) и под немного видоизменённым названием – Samsung 850 (без окончания EVO).
Тем не менее такие накопители по своим основным характеристикам будут очень похожи на старые добрые 850 EVO 120 Гбайт первой версии – построенные на TLC 3D V-NAND c 32 слоями. Достигаться это будет благодаря тому, что в них будет применяться новая 64-слойная TLC 3D-память четвёртого поколения с усечённым до 256 Гбит объёмом кристаллов.
⇡#Samsung 850 EVO 500 Гбайт третьей версии: подробное знакомство
Для того чтобы в подробностях проверить, что представляет собой третья версия Samsung 850 EVO с 64-слойной памятью, мы по традиции взяли накопитель объёмом 500 Гбайт. Новая модификация ничем примечательным себя не выдавала. Единственный признак того, что память внутри накопителя обновилась, — это серийный номер. У нашего экземпляра он начинается с символов «S3N», что явно указывает на третью версию продукта (S3N – старше «точки отсчёта» S3L, с которой в самсунговские SSD стала попадать трёхмерная память четвёртого поколения).
Согласно серийному номеру, дата выпуска этого накопителя приходится на сентябрь 2017 года. Понять это можно по восьмому и девятому символу. В восьмом символе кодируется год выпуска (F – 2014, G – 2015, H – 2016, J – 2017, K – 2018), девятый – это порядковый номер месяца (ноябрь и декабрь кодируются буквами A и B соответственно). Больше ничего заслуживающего внимания во внешности отметить нельзя: корпус и информационная этикетка рассматриваемого Samsung 850 EVO совершенно стандартны, они не менялись за всё время жизни серии, с конца 2014 года.
Зато внутренности в очередной раз претерпели изменения. Впрочем, не слишком заметные. Дизайн печатной платы, сделанный с явной оглядкой на экономию текстолита, остался тем же, что и был. Но состав установленных на ней микросхем частично изменился.
Так, здесь можно наблюдать две новые микросхемы флеш-памяти, в которых упаковано по восемь 256-гигабитных кристаллов TLC 3D V-NAND с 64-слойной организацией. Эти микросхемы отличаются от предшественниц своей маркировкой: последний символ в третьей строке кодирует семейство памяти, и литера А соответствует четвёртому поколению самсунговской 3D V-NAND. Остальная элементная база сохранилась в неизменном виде. Накопитель управляется хорошо знакомым нам контроллером MGX, а помогает ему в работе оперативная память LPDDR3 SDRAM объёмом 512 Мбайт.
Таким образом, массив флеш-памяти в Samsung 850 EVO 500 Гбайт третьей версии составлен из шестнадцати устройств NAND, к которым контроллер обращается по восьми каналам с двукратным чередованием. Степень параллелизма кажется небольшой, однако этого вполне хватает для того, чтобы обеспечивать достаточную производительность операций записи. Архитектурные улучшения во флеш-памяти четвёртого поколения сделали своё дело, и, как и раньше, никакого падения скорости непрерывной записи при исчерпании объёма SLC-кеша у новой версии Samsung 850 EVO 500 Гбайт не наблюдается.
Кривая зависимости скорости линейной записи от объёма записанных данных выглядит как ровная линия, проходящая на уровне 500 Мбайт/с, несмотря на то, что объём SLC-кеша, реализованного в рамках фирменной технологии TurboWrite, у Samsung 850 EVO 500 Гбайт составляет всего 6 Гбайт.
В заключение нужно отметить и ещё один момент. Двухъядерный 550-мегагерцевый контроллер Samsung MGX оказался всеяден в плане поддерживаемой памяти. Он начал применяться ещё в Samsung 850 EVO первых версий и продемонстрировал свою способность нормально работать с трёхмерной памятью как с 32, так и с 48 и 64 слоями. При этом каждый раз его возможности инженеры «допиливали» микропрограммой. Это произошло и теперь, поэтому не стоит удивляться тому, что в новых Samsung 850 EVO вы встретите прошивку новой версии с номером EMT03B6Q – именно она и есть то самое ключевое звено, которое обеспечивает стыкование старого контроллера MGX с новой 64-слойной TLC 3D V-NAND.
⇡#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
Главный вопрос, который стоит перед этим тестированием, касается того, не поменялась ли производительность одного из самых популярных твердотельных накопителей современности, Samsung 850 EVO, после его перевода на новую флеш-память с увеличенным до 64 числом слоёв и с кристаллами возросшей до 512 Гбит ёмкости. Поэтому главные герои в этом тестировании – это два Samsung 850 EVO: второй версии, на 48-слойной TLC 3D V-NAND, и новой, третьей версии, на 64-слойной TLC 3D V-NAND. Однако простым сравнением этих двух модификаций одного и того же продукта мы не ограничились. К ним в компанию были добавлены несколько иных распространённых SSD ведущих производителей, которые уже доказали свою доброкачественность и могут похвастать положительной репутацией у потребителей. В их число попали как MLC-, так и TLC-модели, базирующиеся на памяти с планарной и трёхмерной организацией. Все тестовые накопители были подобраны близкой ёмкости – 480-525 Гбайт.
В итоге получился следующий перечень соперников:
Напомним, что из представленного списка накопителями на базе планарной MLC NAND являются Kingston HyperX Savage и Transcend SSD370; Samsung 850 PRO основывается на трёхмерной MLC-памяти; Crucial MX300, Samsung 850 EVO и Transcend SSD230 используют многослойную TLC-память; а WD Blue – это SSD, основанный на планарной TLC NAND.
⇡#Производительность последовательного чтения и записи
С точки зрения скоростей последовательных операций различий между Samsung 850 EVO разных версий не обнаруживается. Перевод накопителя на новую память ровным счётом ничего не поменял. Впрочем, линейные операции – это сравнительно простая по характеру нагрузка, так что ничего удивительного в этом нет.
⇡#Производительность произвольного чтения
По результатам измерения скоростей случайного чтения видно, что новый Samsung 850 EVO чуть уступает предшествующей версии с трёхмерной памятью прошлого поколения. Это вполне закономерный результат того, что 64-слойная TLC 3D V-NAND использует вдвое более вместительные ядра, а это снижает параллелизм массива флеш-памяти. Однако на помощь приходят архитектурные улучшения и оптимизированная микропрограмма, поэтому разница в скорости разных модификаций 850 EVO в конечном итоге оказывается непринципиальной. Рассматриваемый продукт Samsung продолжает оставаться одним из лучших вариантов потребительского SSD и после второй по счёту смены начинки.
⇡#Производительность произвольной записи
Что касается быстродействия при выполнении операций случайной записи, то здесь сравниваемые версии Samsung 850 EVO c разной памятью оказались идентичны. Стоит отметить, что показатели производительности, приведённые на диаграммах, получены при записи достаточно больших объёмов данных, а это значит, что отсутствие различий обуславливается отнюдь не технологией TurboWrite. Инженеры Samsung действительно смогли добиться того, что удвоение ёмкости кристаллов флеш-памяти и снижение параллелизма при работе контроллера с массивом не сказалось на итоговой производительности записи.
⇡#Производительность при смешанной нагрузке
Производительность накопителей при смешанных операциях определяется в первую очередь мощностью и оптимизацией контроллеров. Базовая микросхема в Samsung 850 EVO третьей версии не изменилась, это – MGX. Поэтому нет ничего удивительного в том, что при смешанной нагрузке новая модификация 850 EVO почти не отличается от старой.
Правда, некоторые нюансы в случае произвольных операций с небольшими блоками всё-таки обнаруживаются. Новый вариант Samsung 850 EVO чуть отстаёт от старого в том случае, если операции одного типа во входящем потоке команд серьёзно преобладают над другими. Впрочем, опять-таки отличия носят чисто символический характер.
⇡#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.
В характере поведения Samsung 850 EVO при длительной непрерывной нагрузке ничего ровным счётом не поменялось. И после перевода на 64-слойную память этот накопитель продолжает демонстрировать отличное постоянство производительности на всей своей ёмкости. Правда, для длительных серверных нагрузок он не подойдёт, ведь в том случае, когда контроллер одновременно с записью должен осуществлять освобождение блоков флеш-памяти, стабильность моментальных скоростей теряется. Однако этот вывод вряд ли имеет какую-то практическую ценность, так как многочасовые непрерывные операции записи – нагрузка, для которой массовый потребительский накопитель Samsung 850 EVO не предназначен изначально.
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.
И вновь мы видим, что никаких принципиальных изменений в поведении Samsung 850 EVO после того, как он был переведён на четвёртое поколение трёхмерной флеш-памяти, не произошло. Накопители семейства возвращают себе первоначальную производительность после подачи на них команды TRIM, но собирать мусор во флеш-памяти полностью автономно, без какой-либо помощи со стороны операционной системы, они отказываются. Но в данном случае это совсем не страшно: спасает положение фирменная технология TurboWrite. SLC-кеш у Samsung 850 EVO освобождается вне зависимости от чего-либо во время любого бездействия, поэтому запись объёма информации, не превышающего размер SLC-кеша, будет происходить с высокой скоростью в совершенно любой ситуации, и даже там, где команда TRIM на накопитель не передаётся.
⇡#Производительность в CrystalDiskMark
Хотя CrystalDiskMark – это простой бенчмарк, оперирующий тестовым файлом, объем которого меньше SLC-кеша накопителя, показывает он ровно то же, что мы уже видели при измерении скоростных показателей в «тяжёлом» и профессиональном IOMeter. А именно: Samsung 850 EVO второй и третьей версии – практически неразличимые с точки зрения быстродействия SSD. Однако они не идентичны. Внедрение TLC 3D V-NAND-памяти с 64 слоями немного снизило скорости случайного чтения. Но ничего страшного в этом нет: отличия не превышают уровня в 3-4 процента, а значит, в реальном использовании они будут совершенно незаметны.
⇡#Производительность в PCMark 8 Storage Benchmark 2.0
Интегральный показатель PCMark 8, сформированный на основе изменения скорости накопителя при прохождении тестовых трасс из приложений, говорит о том, что разница между версиями Samsung 850 EVO в реальном использовании всё-таки имеется: новая модификация чуть медленнее. Но по сути это ничего не меняет. Samsung 850 EVO как был, так и остаётся одним из самых производительных SATA SSD, что подтверждается его серьёзным отрывом от любых конкурентов. Кроме того, относительная разница в итоговом показателе PCMark 8 разных версий этого накопителя составляет всего лишь 4 процента.
Интегральный результат PCMark 8 2.0 нужно дополнить и показателями производительности, выдаваемыми флеш-приводами при прохождении отдельных тестовых трасс, которые моделируют различные варианты реальной нагрузки. Дело в том, что при разной нагрузке флеш-приводы зачастую ведут себя немного по-разному.
Стоит обратить внимание на тот факт, что отставание третьей версии Samsung 850 EVO от предыдущей модификации наблюдается лишь в отдельных приложениях, которые создают специфическую нагрузку. К их числу относятся Adobe After Effects, Battlefield 3 и Microsoft Word, в остальных же задачах принципиальной разницы между сравниваемыми накопителями нет.
⇡#Производительность при реальной нагрузке
Результаты файловых тестов показывают, что в некоторых случаях новая модификация Samsung 850 EVO с 64-слойной памятью развивает несколько более высокое быстродействие. Иными словами, думать, что замена флеш-памяти не может нести в себе ничего положительного, не следует.
Сценарии, которые мы используем для оценки скорости запуска с накопителей различных программ, сходятся в том, что версии Samsung 850 EVO с разной памятью практически одинаковы. А это значит, что то небольшое отставание обновлённого варианта 850 EVO, которое мы отмечали в синтетических тестах, в реальности не играет практически никакой роли. Инженеры Samsung кардинально модернизировали начинку, но для применения в среднестатистических пользовательских системах Samsung 850 EVO продолжает оставаться одним из лучших SATA SSD.
⇡#Тестирование ресурса
Результаты практической проверки надёжности рассматриваемого накопителя приведены в отдельном материале «Надёжность SSD: результаты ресурсных испытаний».
⇡#Выводы
Накопителями, в которых используется трёхмерная флеш-память, сегодня уже никого не удивишь: выпуск подходящих для SSD чипов 3D NAND смогли освоить все ведущие производители. И это хорошо прослеживается в последних анонсах: фирмы калибра Crucial, Intel, Toshiba и Western Digital отметились в этом году новыми сериями твердотельных накопителей, в которых используется трёхмерная флеш-память. Не было слышно никаких известий лишь от Samsung – компании, которая начала применять 3D NAND в SSD самой первой – ещё в 2013 году. Но это совсем не значит, что южнокорейский гигант притормозил в своём развитии. В этом году компания активно занимается расширением производственных мощностей и попутно внедряет в различные продукты свежую разработку – память с 64 слоями. Просто вокруг запуска нового полупроводникового завода Samsung было поднято столько шума, что появление на рынке реальных продуктов на 64-слойной памяти отошло на второй план.
Тем не менее такие продукты выпускаются Samsung уже несколько месяцев, и более того, они уже среди нас – дожидаются покупателей на прилавках магазинов. Хотя никто об этом заранее и не предупреждал, прямо сейчас в продаже появляется сразу два варианта массовых SATA-накопителей Samsung, в которых используется 64-слойная TLC 3D V-NAND. Во-первых, это обновлённая (уже третья по счёту) версия бестселлера Samsung 850 EVO, а во-вторых, новый накопитель Samsung 850, который органично расширяет модельный ряд 850 EVO в сторону минимальных ёмкостей. Кроме того, чуть позднее начнёт поставляться и модифицированный аналогичным образом NVMe-накопитель Samsung 960 EVO.
Каждый раз, когда какой-либо производитель SSD что-то реформирует в устоявшейся начинке своего популярного решения, возникает подозрение, что его характеристики могут поменяться в худшую сторону – такое бывало уже не раз. Но не с Samsung. В прошлом году компания уже заменяла в 850 EVO трёхмерную память с 32 слоями 48-слойной, и тогда это не вызвало никаких негативных последствий. Теперь компания проворачивает подобный трюк снова, замещая 48-слойную память более новой и прогрессивной 64-слойной. И это снова сделано по благоприятному для конечного пользователя сценарию: несмотря на то, что новая память имеет крупные 512-гигабитные кристаллы, тесты показывают, что производительность третьей версии Samsung 850 EVO осталась на прежнем, то есть привычно высоком, уровне.
Кажется, никаких негативных последствий свершившаяся модернизация не должна повлечь за собой и в части надёжности. Безусловно, мы ещё проведём подробное тестирование выносливости Samsung 850 EVO третьей версии, но сам производитель уверяет, что ресурс новой памяти после увеличения количества слоёв даже вырос.
Таким образом, перевод Samsung 850 EVO на четвёртое поколение TLC 3D V-NAND с 64 слоями этот легендарный SSD как минимум не испортил. Обновлённую, третью версию 850 EVO можно продолжать рекомендовать для широкого спектра персональных компьютеров. Ведь это, как и раньше, быстрый, надёжный и в то же время относительно недорогой SSD, производимый лидером рынка твердотельных накопителей исключительно из качественных компонентов собственного производства.
Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
Подписаться