Обзор SSD-накопителя Samsung 860 PRO: адский SATAна

Благодаря своему накопителю 850 PRO компания Samsung вот уже три года безальтернативно удерживает звание автора лучшего массового SATA SSD. Лидерство Samsung 850 PRO в этом амплуа никто не пытается даже оспаривать: если не брать во внимание серверные накопители, столь же быстродействующих и надёжных SATA-предложений не было и нет ни у одного из производителей, помимо Samsung. Тем не менее в начале 2018 года южнокорейская компания решила заменить свою передовую SATA-модель. Неделю назад мы познакомились с новым самсунговским SSD среднего уровня, 860 EVO, и он приходит на рынок не в одиночестве. Одновременно с ним компания представила и новый SATA-флагман, и теперь место 850 PRO займёт обновлённая «исправленная и дополненная» версия – Samsung 860 PRO, которая, похоже, запомнится нам как венец всей эволюции массовых твердотельных накопителей с SATA-интерфейсом.

Как бы то ни было, SATA-интерфейс утрачивает своё распространение в твердотельных накопителях. Он заметно ограничивает пропускную способность и добавляет дополнительные задержки, поэтому современные системы активно переходят на NVMe, а производители накопителей постепенно отказываются от дальнейшего развития SATA-продуктов. Задержаться в потребительских SSD интерфейсу SATA позволяет лишь огромный парк уже выпущенных систем с его поддержкой и тот факт, что SATA-накопители пока могут похвастать более высокой предельной ёмкостью, и вследствие этого именно они могут лучше справиться с вытеснением механических жёстких дисков там, где требуется хранить большие объёмы данных. Например, именно на доступность накопителей больших объёмов особенно напирает Samsung в своих новинках, и, более того, с выходом 860 PRO компания даже всерьёз заговорила об их применимости в сетевых хранилищах данных (NAS).

Однако все эти аргументы говорят лишь в пользу того, что спрос на SATA SSD в ближайшее время полностью на нет не сойдёт. В свете смещения интересов основной части пользователей в сторону NVMe-накопителей дальнейшее развитие SATA SSD, скорее всего, далее будет идти лишь по пути удешевления и наращивания ёмкостей, и никаких прорывов в этой сфере, по-видимому, ждать уже не следует.

Сделать в условиях стагнации очередной передовой SATA SSD для инженеров Samsung было проще простого. Главный принцип, которого следовало придерживаться в сложившейся ситуации, требовал лишь одного – сохранения в 860 PRO прекрасно зарекомендовавшей себя быстрой и надёжной фирменной трёхмерной памяти с двухбитовыми ячейками. Одного лишь этого почти достаточно для того, чтобы у получившегося накопителя не было близких конкурентов.

Действительно, планарная MLC-память уже почти полностью ушла с рынка и уступила место TLC NAND, а единственный оставшийся вариант флеш-памяти с двухбитовыми ячейками, который сейчас широко применяется в массовых SATA SSD, – это MLC 3D NAND первого поколения, производимая альянсом Intel—Micron. Однако нужно понимать, что такая MLC 3D NAND заметно отличается от самсунговской хотя бы потому, что фактически представляет собой не обособленный продукт, а отбраковку от производства 32-слойной TLC 3D NAND. Те чипы, которые в силу своего качества не могут быть использованы в трёхбитовом режиме, Intel и Micron перепрофилирует в двухбитовую MLC 3D NAND. Именно этим и объясняется её не слишком впечатляющие характеристики производительности и выносливости, но сравнительно низкая цена.

Собственно, поэтому неудачным Samsung 860 PRO не мог стать заведомо. Поскольку в нём используется новая «чистокровная» 64-слойная MLC 3D V-NAND и более производительный контроллер MJX, из 860 PRO получился достойный наследник 850 PRO: с увеличившейся скоростью, возросшей надёжностью, улучшенной совместимостью и с расширенным в сторону высоких ёмкостей модельным рядом. Давайте познакомимся с ним подробнее.

⇡#Технические характеристики

Так или иначе выпуск Samsung новых моделей SATA-накопителей связан с началом массового производства этой компанией четвёртого поколения трёхмерной флеш-памяти. Новая 3D V-NAND, получившая 64 слоя с ячейками на основе ловушки заряда, отличается от предшествующих версий не только возросшей плотностью хранения данных. На этот раз инженеры Samsung смогли увеличить пропускную способность внешних интерфейсов устройств NAND, уменьшить задержки при программировании и понизить управляющие напряжения, что в конечном итоге открывает дорогу для улучшения характеристик накопителей.

Для того чтобы потенциал 64-слойной 3D NAND можно было раскрыть в конечных продуктах с SATA-интерфейсом, Samsung спроектировала новый контроллер MJX. Данный чип базируется на двухъядерном ARM-процессоре с архитектурой Cortex R и работает на частоте 1,0 ГГц. А это значит, что от предшествующих контроллеров (трёхъядерного MHX и двухъядерного MGX) он отличается как минимум заметно увеличившейся производительностью. Однако одним лишь этим дело не ограничивается: в MJX также реализованы более совершенные методы коррекции ошибок Extreme ECC, добавлена возможность использования DRAM-буфера на основе современной LPDDR4-памяти, а также внедрена поддержка массивов флеш-памяти увеличенных объёмов.

Что получилось у Samsung при совмещении контроллера MJX с 64-слойной TLC 3D V-NAND, мы видели на примере Samsung 860 EVO. Однако в том накопителе, который позиционируется как недорогое решение, негативную роль сыграло стремление производителя снизить себестоимость за счёт применения более плотных NAND-устройств ёмкостью 512 Гбит, что вылилось в снижение параллелизма платформы SSD и не слишком заметное преимущество перед предшествующей моделью, Samsung 850 EVO.

С рассматриваемым же сегодня Samsung 860 PRO ситуация иная. Данный накопитель остаётся премиальным решением в мире SATA SSD, а значит, как-то экономить в его начинке не было никакой нужды. Поэтому 860 PRO основывается на 64-слойной МLC 3D V-NAND, ёмкость кристаллов которой – 256 Гбит, что гораздо лучше подходит для потребительских SSD, особенно в тех случаях, когда речь идёт о носителях информации сравнительно невысоких объёмов.

Именно поэтому преимущество Samsung 860 PRO перед 850 PRO могло бы быть заметнее, чем в случае 860 EVO – 850 EVO, но, к сожалению, показатели производительности упёрлись в возможности SATA-интерфейса, и сопоставление паспортных характеристик 860 PRO и 850 PRO выглядит не слишком многообещающе. Вот какие спецификации для серии Samsung 860 PRO заявляет производитель:

В приведённых параметрах быстродействия есть лишь одно существенное отличие от того, что предлагал 850 PRO: в 256-гигабайтной версии выросла скорость последовательной записи. Впрочем, поскольку никаких технологий SLC-кеширования в 860 PRO не применяется, это как раз и иллюстрирует произошедший прогресс: в младшей версии SSD параллелизм массива флеш-памяти минимален, но 64-слойная МLC 3D V-NAND всё равно позволяет полностью занять полосу пропускания SATA-интерфейса.

Отдельно Samsung указывает и на то, что, благодаря новому контроллеру MJX, 860 PRO может предложить улучшение в показателях производительности при неконвейеризуемых случайных операциях. Эти параметры в спецификациях приводить не принято, но по ним рост обещан на уровне 10-20 процентов, что выглядит весьма солидно, особенно если вспомнить, что Samsung 850 PRO заслуженно считался одним из самых быстрых SATA SSD.

Впрочем, не все заявленные для Samsung 860 PRO характеристики внушают безудержный оптимизм. Одно из наиболее спорных изменений в новом флагманском SATA SSD – это снижение сроков гарантийного обслуживания. В то время как для 850 PRO была установлена десятилетняя гарантия, у 860 PRO её продолжительность сократилась вдвое. Почему так произошло, в целом понятно: длительная гарантия у старого накопителя появилась в ответ на выпуск SanDisk Extreme Pro с десятилетним гарантийным сроком. Сейчас же десятилетней гарантии никто из производителей потребительских SSD уже не обещает, и Samsung может с полным правом говорить о высочайшей надёжности 860 PRO и с гарантией на пять лет. Но определённые вопросы по этому поводу, безусловно, возникать всё-таки будут.

Ответом на них может стать разве только кратное увеличение объёмов разрешённой записи: данная величина возросла в 2 раза в младших моделях и до 8 раз – в старших. В результате, без потери гарантии за время жизни Samsung 860 PRO можно полностью перезаписать 1200 раз – и это выглядит более чем достаточным разрешённым ресурсом для потребительского SSD. Понятно, что на самом деле твердотельные накопители Samsung гораздо выносливее, о чём говорят соответствующие тесты, но официально декларируемый ресурс должен не только и не столько подчёркивать жизнестойкость SSD, сколько дифференцировать потребительские и корпоративные модели. Что в случае 860 PRO стало особенно актуальным, поскольку новый контроллер MJX имеет серверные корни.

Говоря о технических характеристиках Samsung 860 PRO, нельзя не упомянуть о ценах. Эта модель по меркам SATA SSD относится к премиальному сегменту, и это значит, что она будет продаваться примерно в полтора раза дороже накопителей серии 860 EVO и примерно на 5-8 процентов дороже массовой NVMe-модели 960 EVO. То есть 860 PRO – вариант не из дешёвых, представляющий собой отнюдь не массовый, а узкоспециализированный продукт для приверженцев бескомпромиссных SATA-решений.

При таком положении дел совершенно неудивительно, что недочётов в характеристиках Samsung 860 PRO не обнаруживается даже в мелочах. Например, этот накопитель поддерживает все стандарты аппаратного шифрования (TCG Opal и Encrypted Drive-IEEE1667) и может использоваться для «прозрачной» защиты данных алгоритмом AES-256 без какого-либо влияния на дисковую производительность. Причём данное шифрование совместимо в том числе и с технологией Self-Encrypting Drive, что означает возможность использования криптографического движка накопителя со стандартным средством BitLocker операционной системы Windows.

⇡#Внешний вид и внутреннее устройство

В отличие от Samsung 860 EVO, представители модельного ряда 860 PRO имеют идентичную начинку и различаются лишь числом оконечных NAND-устройств в массиве флеш-памяти. Поэтому для получения полного представления о рассматриваемой новинке нам будет достаточно препарировать лишь один вариант накопителя. По традиции для исследования мы выбрали 512-гигабайтную модель: она полностью раскрывает все сильные стороны использованной инженерами Samsung аппаратной платформы.

Если говорить о внешнем виде Samsung 860 PRO, то в нём нет ничего необычного. В новинке использован стандартный для этого производителя алюминиевый корпус, на лицевую поверхность которого нанесены традиционные отличительные признаки: логотип и терракотовый квадрат, символизирующий, что SSD относится к числу флагманских продуктов.

Наклейка на оборотной стороне корпуса тоже имеет достаточно стереотипное содержание. На ней приводятся номера и артикулы модели, прочая техническая информация, а также – маркетинговое название и ёмкость накопителя. Стоит подчеркнуть, что Samsung в отличие от многих других производителей размещает на наклейке в том числе и дату производства, которая может пригодиться при возникновении необходимости в гарантийном обслуживании. Кроме того, по дате можно делать разнообразные выводы. Например, наш образец был выпущен в ноябре 2017 года, и это значит, что анонсу 860 PRO предшествовала длительная подготовка.

Внутренности Samsung 860 PRO почти не отличаются от того, что мы видели внутри накопителей серии 860 EVO. Более того, печатные платы этих SSD полностью унифицированы, а значит, разница в аппаратной платформе флагманского 860 PRO и массового 860 EVO есть лишь в типе устанавливаемой флеш-памяти. Поэтому совсем неудивительно было обнаружить в Samsung 860 PRO 512 Гбайт контроллер с маркировкой MARU и микросхему LPDDR4-1866 ёмкостью 512 Мбайт, необходимую для буферизации мелкоблочных операций и хранения копии таблицы трансляции адресов. Здесь у 860 PRO всё точно так же, как и в 860 EVO: новый производительный контроллер MJX (он же MARU) и оперативная память из расчёта 1 Мбайт на 1 Гбайт ёмкости SSD.

Никаких термопрокладок в конструкции 860 PRO не используется, и это вполне закономерно. Тепловыделение и энергопотребление нового контроллера таково, что в специальных методах охлаждения он не нуждается. Максимальная температура, которая фиксировалась в S.M.A.R.T. накопителя во время тестов, не превышала 45 градусов даже с учётом того, что SSD был установлен в «корзине».

Массив флеш-памяти Samsung 860 PRO 512 Гбайт набран двумя микросхемами с маркировкой K9PMGY8J5A. Литера «P» на третьей позиции указывает на то, что внутри каждой такой микросхемы находится по восемь полупроводниковых кристаллов памяти с двухбитовыми ячейками, то есть в основе 860 PRO действительно лежит 64-слойная MLC 3D V-NAND с устройствами объёмом по 256 Гбит. Таким образом, массив флеш-памяти 512-гигабайтной версии 860 PRO состоит из шестнадцати кристаллов NAND, и его степень параллелизма такова, что восьмиканальный контроллер MJX может пользоваться двукратным чередованием устройств в каждом канале.

Samsung 860 PRO принято считать преемником 850 PRO, однако ничего общего в аппаратной платформе этих SSD, как видите, не осталось. Новый накопитель переехал на новый и более мощный контроллер и получил современную 64-слойную память с более низкой себестоимостью. Но зато нетронутой сохранилась общая идея: 860 PRO – производительный (насколько это возможно в рамках SATA-интерфейса) SSD с трёхмерной MLC-памятью.

⇡#Программное обеспечение

Массовые накопители компании Samsung традиционно снабжаются фирменной сервисной утилитой Magician, которая, начиная с версии 5.2, поддерживает в том числе и новые накопители 860 PRO и 860 EVO. Эту утилиту принято ставить примером того, каким ПО должны сопровождаться потребительские SSD, поэтому предъявить какие-либо претензии к её функциональности или интерфейсу не так-то просто. Впрочем, набор возможностей нельзя назвать неожиданным.

Samsung Magician 5.2 позволяет получить общую информацию о накопителе, о режиме его работы, о версии прошивки и об объёме записанных данных. Также утилита даёт возможность ознакомиться с состоянием атрибутов, возвращаемых в S.M.A.R.T.

Утилита позволяет провести оценочные тесты производительности накопителя и убедиться в его полной совместимости с системой, в которой он установлен.

С помощью Magician можно вручную отправить на накопитель пакет команд TRIM, а также скорректировать размер неразмеченного файловой системой пространства, переводя часть ёмкости SSD в дополнительную резервную зону.

Также через Magician выполняется управление встроенными в Samsung 860 PRO функциями аппаратного шифрования. Плюс к сказанному, утилита позволяет создать загрузочную «флешку» для полного стирания данных при помощи команды Secure Erase.

Отдельно стоит упомянуть о том, что посредством Samsung Magician может быть активирован фирменный режим Rapid – программное кеширование запросов к накопителю в оперативной памяти компьютера, работающее на уровне операционной системы.