Накопители

Обзор SATA SSD-накопителя Crucial MX500: повод сэкономить

⇣ 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 5.5.0
    • 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

Crucial MX500 характеризуется двумя ключевыми признаками. Во-первых, это SATA SSD с высоким уровнем производительности. Во-вторых, он основывается на трёхмерной флеш-памяти последнего поколения. Исходя из этого, для него нетрудно сформировать список соперников: в него должны войти наиболее свежие и популярные SATA-накопители.

Список протестированных моделей накопителей:

Напомним, из представленного списка трёхмерная флеш-память с 64 слоями используется не только в Crucial MX500, но и в Samsung 850 EVO и 860 EVO (64-слойная Samsung TLC 3D V-NAND) и в Intel SSD 545s (64-слойная Intel TLC 3D NAND). Кроме того, в ADATA Ultimate SU900 применяется 32-слойная MLC 3D NAND, а в Transcend SSD230 и Corsair MX300 – 32-слойная TLC 3D NAND (во всех трёх случаях – Intel/Micron).

#Производительность последовательного чтения и записи

Линейная скорость чтения у Crucial MX500 традиционно упирается в пропускную способность интерфейса, а вот при последовательной записи этот накопитель оказывается несколько медленнее многих альтернатив. MX500 несколько отстаёт и от своего предшественника, и от похожего по начинке Intel SSD 545s, и от «эталонного» Samsung 850 EVO. Однако если сравнивать новинку Crucial со свежим массовым накопителем Samsung, 860 EVO, который переехал на память с 512-гигабитными ядрами, то MX500 выглядит явно лучше.

#Производительность произвольного чтения

Очевидно, что одной из основных задач при оптимизации микропрограммы Crucial MX500 являлось увеличение производительности при случайном чтении. И здесь разработчики достигли действительно серьёзных успехов. При свойственных типичным пользовательским нагрузкам мелкоблочных операциях с неглубокой очередью запросов Crucial MX500 удаётся занимать лидирующие позиции, опережая и MX300, и Intel SSD 545s, и даже накопители Samsung на базе TLC 3D V-NAND. Правда, нужно иметь в виду, что относительные результаты MX500 хороши лишь в том случае, когда работа ведётся с блоками размером 4 Кбайт и менее. То есть в этом плане рассматриваемый накопитель не столь универсален, как, например, Samsung 850 EVO или 860 EVO.

#Производительность произвольной записи

Назвать козырем Crucial MX500 скорость случайной записи достаточно трудно. Многие накопители новой волны, которые основываются на трёхмерной памяти с трёхбитовыми ячейками, могут обеспечивать более высокое быстродействие на операциях такого типа. Но Intel SSD 545s, который использует такую же, как и MX500, аппаратную архитектуру, от новинки Crucial всё же отстаёт. Это может означать, что проблема со скоростью записи связана с особенностями 64-слойной TLC 3D NAND авторства Intel/Micron, ведь у контроллеров SMI подобные слабые места ранее никогда не проявлялись.

#Производительность при смешанной нагрузке

Получается так, что основное преимущество Crucial MX500 заключается в производительности при чтении. Когда же операции чтения и записи перемежаются, этот накопитель ничего выдающегося показать уже не может. И это – исключительно результат оптимизации его микропрограммы. Обычно контроллеры SMI справляются со смешанными операциями в дуплексном режиме очень неплохо. Да и родственник MX500, Intel SSD 545s, смотрится при такой нагрузке существенно лучше. Выходит, что всеядным накопителем с хорошим уровнем производительности у новинки Crucial стать всё-таки не получается. Уж слишком много ситуаций, когда она оказывается на диаграммах в нижней части. Даже накопители с тем же контроллером SM2258 и 3D NAND производства Intel/Micron первого поколения, такие как Transcend SSD230 или ADATA Ultimate SU900, при одновременной разнородной нагрузке выдают более высокую производительность.

#Производительность в CrystalDiskMark

Crucial MX500 500GB

Crucial MX500 500GB

 
Crucial MX300 525GB

Crucial MX300 525GB

Если судить о Crucial MX500 по показателям в простом CrystalDiskMark, то прогресс в производительности по сравнению с MX300 кажется достаточно очевидным. Рост скорости виден при чтении без очереди запросов как при последовательных, так и при произвольных обращениях к данным.

#Производительность в PCMark 8 Storage Benchmark 2.0

В комплексном тесте PCMark 8, который моделирует дисковую нагрузку, создаваемую типичными приложениями, Crucial MX500 выдаёт достаточно солидный результат. Показатель выше 300 Мбайт/с обычно покоряется лишь наиболее удачным моделям, и новинка, похоже, вполне может быть отнесена к их числу. Помогает ей продемонстрировать такое быстродействие высокая скорость случайного чтения и технология DWA. В конечном итоге Crucial MX500 уступает лишь SATA-накопителям Samsung, прочие же конкуренты оказываются явно слабее.

Однако приведённый выше усреднённый результат скрывает весьма любопытные детали. Если посмотреть на показатели, выдаваемые флеш-приводами при прохождении отдельных тестовых трасс, то окажется, что в целом ряде приложений, например в Microsoft Word, Battlefield 3 и Adobe After Effects, Crucial MX500 умудряется даже превзойти «эталонный» Samsung 850 EVO.

#Производительность при реальной нагрузке

Файловые операции трудно назвать коньком Crucial MX500. Это закономерно, поскольку данный SSD не слишком уверенно ведёт себя при смешанной дуплексной нагрузке. В результате в тестах архивации и разархивации он отстаёт даже от своего предшественника, не говоря уже о накопителях компании Samsung. Однако другой соперник Crucial MX500 – Intel SSD 545s – в двух из трёх случаев оказывается слабее изучаемой в этом материале новинки.

На тесты скорости запуска приложений мы возлагали особую надежду. Если учесть хорошие результаты Crucial MX500 при произвольном чтении, складывалось впечатление, что он имеет достаточный потенциал для того, чтобы стать образцовым системным накопителем. Однако на практике быстродействие MX500 совсем не впечатлило. Лишь при старте игры ему удалось приблизиться к группе лидеров, но запуск приложений отодвинул его в нижнюю часть диаграммы. Иными словами, в оптимизации микропрограммы Crucial MX500 явно чего-то не хватает, и стать однозначно лучшим вариантом для какого-нибудь конкретного сценария использования у него не получается.

#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.

При первоначальном заполнении объёма накопителя легко прослеживается три различных варианта производительности. Первый – 88 тысяч IOPS – соответствует записи в ускоренном режиме в SLC-кеш. После того как объём SLC-кеша исчерпан, скорость падает до 73 тысяч IOPS – в это время контроллер накопителя записывает данные в TLC-формате и при этом занимается перепрограммированием ячеек, которые были заполнены ранее в однобитовом формате. Третий вариант производительности – 81 тысяча IOPS – наблюдается тогда, когда запись в TLC 3D NAND выполняется в обычном режиме, без какой-либо фоновой активности контроллера. Таким образом, во всех трёх случаях производительность Crucial MX500 достаточно высока, и работа этого накопителя с трёхбитовыми ячейками без какой-либо промежуточной буферизации не влечёт за собой драматического снижения скорости. Это ещё раз подтверждает тот факт, что TLC 3D NAND второго поколения разработки Intel/Micron стала значительно быстрее прошлой 32-слойной памяти.

После того как однократное заполнение данными Crucial MX500 завершено, производительность ожидаемо падает. При этом накопитель не отличается соблюдением постоянства моментальной производительности, что выдаёт в нём недорогую аппаратную платформу – контроллер Silicon Motion SM2258.

Посмотрим теперь, как происходит восстановление скоростных характеристик 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.

В последнее время мы наблюдаем явную тенденцию к отказу производителей потребительских SSD от реализации сборки мусора, работающей независимо от TRIM. В принципе, такой подход вполне понятен – это упрощает создание микропрограммы, а поддержка TRIM на сегодняшний день внедрена практически во все операционные системы. Данная тенденция не смогла обойти стороной и MX500. Накопитель Crucial не способен освобождать флеш-память без управления этим процессом со стороны ОС. И это немного печально, ведь все предыдущие Crucial MX- как раз и отличались тем, что умели подготавливать чистые страницы флеш-памяти под будущие операции полностью самостоятельно, не дожидаясь получения распоряжений извне.

#Особенности реализации TRIM

Выполнение команды TRIM современным накопителям даётся не столь просто, как можно было бы подумать. Когда операционная система передаёт накопителю информацию о том, что какие-то сектора выводятся файловой системой из обращения, контроллер SSD должен консолидировать эти сектора и очистить освобождающиеся страницы флеш-памяти для выполнения будущих операций. Такая перегруппировка требует перезаписи и очистки областей памяти, и это не только занимает заметное время, но и серьёзно нагружает контроллер работой. В результате после удаления с диска больших объёмов данных владельцы SSD могут столкнуться с эффектом временного замедления или даже с «фризами» накопителя.

Обычно выглядит это следующим образом:

Провал в Disk transfer rate с одновременным скачком в загрузке SSD – результат обработки TRIM

Провал в Disk transfer rate с одновременным скачком в загрузке SSD – результат обработки TRIM

Проблему фиксирует даже стандартный диспетчер задач Windows 10. Спустя несколько секунд после удаления большого файла SSD на некоторое время оказывается полностью загружен внутренними процессами и отказывается реагировать на какие-либо поступающие извне запросы. В это время он «погружается в себя» и при самом плохом сценарии прекращает обслуживать даже элементарные запросы на чтение данных. На практике это может вызвать серьёзный дискомфорт, ведь никто не ожидает, что SSD, основным достоинством которого является моментальная реакция на внешние воздействия, будет замирать на несколько секунд.

Поэтому мы добавили в методику дополнительное исследование, которое позволяет отслеживать, насколько незаметно для пользователя тот или иной SSD обслуживает команды TRIM. Способ проверки очень прост: сразу после удаления крупного файла — объёмом 32 Гбайт — мы проверяем, как накопитель справляется с операциями произвольного чтения данных, контролируя как скорость чтения, так и время ожидания, которое проходит с момента каждого запроса данных до ответа накопителя.

Фоновая обработка TRIM даётся Crucial MX500 достаточно легко. После передачи от операционной системы команды на освобождение 32 Гбайт флеш-памяти накопитель «уходит в себя» всего на 4-5 секунд, что можно считать сравнительно небольшим штрафом. В течение этого периода времени скорость чтения падает практически до нуля, а время отклика повышается до десятых долей секунды. Правда, справедливости ради стоит отметить, что обработка TRIM в Crucial MX300 происходила в разы быстрее, а в Intel SSD 545s этот процесс вообще незаметен для пользователя.

#Тестирование выносливости

Результаты тестирования надёжности Crucial MX500 приведены в отдельном специальном материале «Надёжность SSD: результаты ресурсных испытаний».

#Выводы

MX500 преподносится Crucial как эдакое возвращение фирмы в «высшую лигу» производителей твердотельных накопителей. И в этом есть доля правды, однако мы всё же не разделяем того пафоса, с которым компания представляет свою новинку. Для того чтобы о Crucial можно было бы снова полноправно заговорить как о ведущем производителе SSD для энтузиастов, одной лишь удачной SATA-модели накопителя недостаточно. В модельном ряду должен быть как минимум и высокопроизводительный NVMe-накопитель, а таких предложений в арсенале Crucial нет. К тому же MX500 на самом деле нельзя назвать флагманом даже в SATA-сегменте. Да, этот SSD явно лучше, чем предшествующий MX300, но по сравнению с потребительскими SATA-накопителями последнего поколения, которые сейчас есть у той же Samsung, показатели производительности MX500 совсем не впечатляют.

Впрочем, это совсем не означает, что мы считаем рассмотренную в обзоре новинку неудачной и не заслуживающей внимания. Как раз наоборот. Дело в том, что, несмотря на все разговоры о флагманах и высокой производительности, Crucial установила на MX500 очень демократичную цену, которая позволяет ему без проблем конкурировать даже с бюджетными предложениями.

И на таком фоне MX500 выглядит как настоящая звезда. Новинка Crucial не только заведомо быстрее любых других недорогих SATA SSD. В добавок к этому она может предложить целый ряд дополнительных функций, которые в продуктах такого уровня никогда не встречаются. В частности, в Crucial MX500 есть шифрование данных, аппаратная защита от перебоев питания, а также отличная программная поддержка.

Иными словами, Crucial MX500 по меркам нижнего ценового сегмента – просто выдающийся продукт. Новая 64-слойная TLC 3D NAND разработки Intel/Micron уже отлично зарекомендовала себя в интеловском SSD 545s, а MX500 оказался похож на интеловский накопитель по характеристикам, но стоит заметно дешевле. И благодаря такому сочетанию качеств MX500 однозначно переигрывает все недорогие предложения производителей второго эшелона.

Учитывая сказанное, мы бы с удовольствием присвоили Crucial MX500 статус рекомендованного нашей лабораторией продукта. Но есть одна загвоздка: его очень тяжело застать в отечественной рознице. Официально этот накопитель в нашу страну не поставляется (надеемся, что временно), поэтому если где-то он и появляется в продаже, то отнюдь не по той цене, по которой должен. Впрочем, как выйти из этой ситуации, вы наверняка знаете и без нас.

 
← 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 🔥