Оригинал материала: https://3dnews.ru/966811

Обзор SATA SSD-накопителей WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D: «3D» – везде

Внешний вид. Технические характеристики

С того момента, как Western Digital купила одного из ведущих игроков рынка твердотельных накопителей, SanDisk, миновало почти два года. За это время крупнейший производитель жёстких дисков не только смог занять вполне устойчивое положение в новой для себя сфере деятельности, но и даже добился определённых успехов: доля Western Digital на рынке твердотельных накопителей сегодня выше, чем доля, которой обладала SanDisk на момент своего приобретения. Так, в 2015 году SanDisk могла похвастать лишь контролем над 10-12 процентами рынка, сейчас же Western Digital уверенно удерживает место второго по величине поставщика твердотельных накопителей и обладает долей, достигающей 17-20 процентов.

Столь заметный рост был достигнут в том числе и за счёт серьёзного преобразования модельного ряда. Western Digital проредила разношёрстный ассортимент SanDisk и сосредоточилась на продвижении нескольких наиболее удачных моделей. Одновременно с этим начался выпуск накопителей под торговой маркой WD, и в это семейство были включены три продукта с понятной для приверженцев жёстких дисков Western Digital цветовой дифференциацией (Black, Blue, Green), а также с выгодным сочетанием цены и производительности. Все эти меры возымели хороший эффект, который нетрудно проследить по тому, как на протяжении последних трёх лет менялась рыночная доля Western Digital/SanDisk.

Данные TRENDFOCUS, компиляция 3DNews.ru

Данные TRENDFOCUS, компиляция 3DNews.ru

Однако к настоящему моменту Western Digital пришла к тому, что наследие, доставшееся ей от SanDisk, постепенно утрачивает свою актуальность (даже в реформированном виде). И для того чтобы заложенный импульс роста мог проявлять себя и в дальнейшем, необходима перестройка в ассортименте. Проблем здесь существует две. Первая касается того, что среди имеющихся у Western Digital твердотельных накопителей пока нет флагманского NVMe-решения с высоким уровнем производительности. Предлагаемый компанией WD Black относится к числу недорогих NVMe SSD и представляет интерес лишь как предложение начального уровня в своём классе. Эту проблему Western Digital собирается решить в обозримом будущем, с началом поставок недавно объявленных новинок – высокопроизводительных накопителей SN720, построенных на принципиально новой платформе.

Вторая же проблема заключается в том, что массовые модели компании до недавних пор использовали несколько устаревшую начинку – планарную TLC NAND, которая уступает более современной памяти с пространственной ориентацией по всем значимым параметрам: по производительности, по надёжности, по плотности хранения информации и, как следствие, по себестоимости. Но к счастью, для данной проблемы у Western Digital имеется достаточно эффективное решение. Ещё в конце прошлого года компания начала постепенно переводить свои старые массовые SSD на новую память – современную BiCS3 NAND, которая была разработана технологическим альянсом Toshiba и Western Digital. Такая память, напомним, по сути является TLC 3D NAND c 64 слоями, построенной на ячейках с ловушкой заряда, и сейчас она активно применяется во всех накопителях WD и SanDisk, что не только сделало их более выгодными в производстве, но и улучшило их потребительские характеристики.

Данный обзор как раз и посвящён тому, какие изменения претерпели наиболее популярные SATA SSD компании Western Digital: модели WD Blue и SanDisk Ultra II. Не так давно им на смену пришли обновлённые WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D, и их широкое появление в розничной продаже означает, что к 3D-вечеринке присоединился последний из производителей твердотельных накопителей первого эшелона. Напомним, что к настоящему времени мы уже протестировали практически все модели SATA-накопителей лидеров рынка, построенные на наиболее современной и перспективной 64-слойной флеш-памяти: Crucial MX500, Intel SSD 545s, Samsung 860 PRO, Samsung 860 EVO и Toshiba TR200. Без внимания остались только WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D — и сегодня мы намерены исправить этот недочет.

Но прежде чем перейти к подробному знакомству с новинками, пару слов стоит сказать о том, почему в этом материале речь о WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D идет одновременно. Дело в том, что в рамках оптимизации модельного ряда компания Western Digital унифицировала платформу накопителей WD и SanDisk, и теперь фактически под двумя различными маркетинговыми наименованиями она продаёт одно и то же. В принципе, близкое родство между WD Blue и SanDisk Ultra II существовало и раньше: после того как Western Digital купила SanDisk, оба эти накопителя получили единую аппаратную платформу из контроллера Marvell 88SS1074 и планарной TLC NAND и различались лишь особенностями прошивки. Но теперь различия стёрлись окончательно: WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D одинаковы даже на программном уровне.

Причины, по которым такие модели сосуществуют рядом, кроются в одном лишь маркетинге: у них различается позиционирование. Впрочем, из объяснения производителя нам так и не удалось чётко понять, для кого предназначаются WD Blue 3D NAND, а для кого – SanDisk Ultra 3D. Более того, обе модели зачастую продаются рядом в одних и тех же магазинах по примерно одинаковой цене. А раз так, мы посчитали уместным совместить их изучение в одном обзоре.

#Технические характеристики

WD Blue 3D NAND и его близнец SanDisk Ultra 3D – это не абсолютно новые SATA-накопители, а обновление выпущенного полтора года тому назад WD Blue SSD (и аналогичного ему SanDisk Ultra II). Говорить так нам позволяет тот факт, что в свежих накопителях разработчики Western Digital не стали внедрять какую-то новую аппаратную платформу SSD, а положились на проверенный временем контроллер Marvell 88SS1074, который как раз и использовался в WD Blue. Сам по себе этот чип нельзя назвать каким-то выдающимся решением, однако у него есть два важных свойства, которые делают его хорошо подходящим для использования в современных накопителях. Во-первых, он поддаётся гибкому конфигурированию посредством микропрограммы, что позволяет организовать в нём поддержку трёхмерной TLC-памяти. Во-вторых, в нём на аппаратном уровне реализована коррекция ошибок на основе LDPC-кодов, которая не только заметно улучшает распознавание хранимых в ячейках данных, но и отлично сочетается с современной трёхмерной памятью с трёхбитовой организацией.

Контроллер Marvell 88SS1074 нельзя назвать особенно производительным: изначально он был ориентирован на недорогие SSD. Он базируется на двух ядрах ARM Dragonite v5 и для формирования массива флеш-памяти предлагает всего четыре канала. При этом, как и все прочие процессоры Marvell, 88SS1074 распространяется разработчиками без референсной микропрограммы, что, с одной стороны, осложняет жизнь конечным конструкторам SSD, но с другой — позволяет создавать тонко оптимизированные решения, выжимающие из аппаратной части все соки. Поэтому накопители на базе этого чипа могут сильно отличаться друг от друга.

Например, самыми известными продуктами на базе Marvell 88SS1074, помимо WD Blue, были Crucial MX300 и Kingston UV400. И они выдавали кардинально различную производительность: в то время как предложения WD и Crucial можно было вполне отнести к среднему уровню, решение Kingston расстраивало своей заторможенностью. Правда, с переходом на трёхмерную память производители SSD стали отказываться от применения Marvell 88SS1074 — например, в том же Crucial MX500 теперь используется контроллер Silicon Motion. Но инженеры Western Digital, похоже, нашли правильный подход к аппаратной платформе Marvell и продолжили работать именно с ней. Это позволяет надеяться, что новые WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D окажутся как минимум не хуже прошлых версий с планарной памятью, чего на самом деле уже вполне достаточно для того, чтобы накопители получились коммерчески успешными.

Тем более что в WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D используется трёхмерная BiCS3-память, которая по сравнению с обычной планарной TLC NAND имеет более высокую пропускную способность и более низкие задержки.

То, что перевод на такую память действительно может серьёзно ускорить старую платформу, мы недавно видели воочию, когда тестировали Plextor M9Pe. В этом можно также убедиться, если посмотреть на декларируемые производителем характеристики WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D: эти накопители явно быстрее своих предков на том же контроллере, но с планарной памятью.

Паспортные характеристики новинок выглядят следующим образом.

Производитель Western Digital
Серия WD Blue 3D NAND
SanDisk Ultra 3D
Модельный номер WDS250G2B0A
SDSSDH3-250G-G25
WDS500G2B0A
SDSSDH3-500G-G25
WDS100T2B0A
SDSSDH3-1T00-G25
WDS200T2B0A
SDSSDH3-2T00-G25
Форм-фактор 2,5 дюйма
Интерфейс SATA 6 Гбит/с
Ёмкость, Гбайт 250 500 1000 2000
Конфигурация
Флеш-память: тип, техпроцесс, производитель SanDisk 64-слойная 256-Гбит BiCS3 3D TLC NAND
Контроллер Marvell 88SS1074
Буфер: тип, объём LDDR3-1866,
256 Мбайт
LDDR3-1866,
512 Мбайт
LDDR3-1866,
1024 Мбайт
LDDR3-1866,
2048 Мбайт
Производительность
Макс. устойчивая скорость последовательного чтения, Мбайт/с 550 560 560 560
Макс. устойчивая скорость последовательной записи, Мбайт/с 525 530 530 530
Макс. скорость произвольного чтения (блоки по 4 Кбайт), IOPS 95000 95000 95000 95000
Макс. скорость произвольной записи (блоки по 4 Кбайт), IOPS 81000 84000 84000 84000
Физические характеристики
Потребляемая мощность: бездействие/чтение-запись, Вт 0,056/3,8
MTBF (среднее время наработки на отказ), млн ч 1,75
Ресурс записи, Тбайт 100 200 400 500
Габаритные размеры: Д × В × Г, мм 100,2 × 69,85 × 7,0
Масса, г 57,9
Гарантийный срок, лет 3

По сравнению с показателями оригинального WD Blue SSD выросли как скорости последовательных операций (на 1-3 %), так и скорость произвольной записи (на 5 %). Правда, при этом имеет место небольшое снижение скорости произвольного чтения: для старого накопителя на базе планарной TLC NAND заявлялись пиковые показатели на уровне 100 тысяч IOPS.

Впрочем, давно известно, что спецификации производителя не всегда точно отражают реальную картину. Большинство накопителей, построенных на памяти с трёхбитовыми ячейками, практикуют SLC-кеширование, которое закладывается в паспортных показателях. На самом же деле реализуемый таким образом режим ускоренной записи далеко не всегда является действенным средством повышения быстродействия: все зависит от того, какие алгоритмы используются в каждом конкретном случае и какой объём флеш-памяти выделен производителем для работы в SLC-режиме.

Чтобы проверить, как SLC-кеширование устроено в WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D, мы провели стандартный эксперимент с измерением производительности непрерывной последовательной записи на чистый накопитель. Для проверки были выбраны экземпляры SSD ёмкостью 500 Гбайт.

В обоих накопителях SLC-кеширование работает одинаково. Объём кеша, в который запись производится с высокой скоростью, определён из расчёта 4 Гбайт на каждые 250 Гбайт общей ёмкости. И это значит, что по сравнению с показателем первоначального WD Blue SSD кеш в новых моделях увеличился. Это одна из главных причин, по которым обновлённые SATA компании Western Digital должны быть лучше предшественников. Там, напомним, в быстрый однобитовый режим было переведено лишь 3 Гбайт из каждых 250 Гбайт ёмкости SSD.

На приведённых графиках видна и другая позитивная перемена: скорость прямой записи в память стала заметно выше. Благодаря использованию BiCS3 NAND новые WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D могут писать напрямую в TLC-ячейки с производительностью порядка 410 Мбайт/с, в то время как в «обычном» WD Blue SSD быстродействие прямой записи ограничивалось величиной в 300 Мбайт/с. И кстати, удивительное дело: согласно измерениям, скорость 64-слойной BiCS3-памяти авторства Toshiba/SanDisk волшебным образом совпадает со скоростью 64-слойной TLC 3D NAND, выпускаемой Intel/Micron. Поэтому будет закономерно, если WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D попадут в ту же весовую категорию, что и Crucial MX500 вместе с Intel SSD 545s.

Никакие другие важные для пользователя характеристики в WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D не изменились. На обе серии накопителей, как и раньше, даётся трёхлетняя гарантия. А разрешённый производителем ресурс перезаписи таков, что пользователь имеет право перезаписывать до трети ёмкости SSD ежедневно в течение гарантийного срока. Надо заметить, что в этом отношении WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D смотрятся на фоне конкурентов не слишком здорово: те же Intel SSD 545s или Samsung 860 EVO обещают и гарантию продолжительнее, и выносливость повыше.

#Внешний вид и внутреннее устройство

Для проведения тестирования мы по традиции берём накопители ёмкостью 480-512 Гбайт – такие модели сочетают в себе приемлемую стоимость и наилучшую в модельном ряду производительность. Соответственно, в этом обзоре приняло участие два образца: WD Blue 3D NAND 500 Гбайт и SanDisk Ultra 3D 500 Гбайт.

Родство между рассматриваемыми накопителями под торговыми марками WD и SanDisk прослеживается и во внешности: корпус у WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D совершенно одинаковый. Он состоит из алюминиевого и окрашенного чёрной краской поддона, который закрыт чёрной пластиковой крышкой. Стоит отметить, что половинки корпуса хорошо подогнаны друг к другу и прочно скреплены саморезами, в результате чего конструкция SSD кажется монолитной.

 

WD Blue 3D NAND 500 Гбайт

 

SanDisk Ultra 3D 500 Гбайт

Различия в экстерьере WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D обуславливаются лишь ярлыками разных брендов, приклеенными на обеих сторонах SSD. Лицевую поверхность в обоих случаях закрывают этикетки с логотипом и названием продукта. Наклейки на обороте накопителей – технические и более содержательные: на них приведены серийные номера, штрихкоды, артикулы и сведения о ёмкости конкретных экземпляров SSD. Забавно, что на WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D они не только по-разному свёрстаны, но и содержат разный набор сведений. Например, на WD Blue 3D NAND указана дата производства (в нашем случае это 24 сентября прошлого года), а на ярлыке SanDisk Ultra 3D такая информация не приводится вообще. Однако самое странное различие касается указанной страны производства. Если верить написанному, то похожие как две капли воды WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D сделаны в разных регионах: первый – в Малайзии, а второй – в Китае.

В основе как WD Blue 3D NAND, так и SanDisk Ultra 3D лежат идентичные миниатюрные печатные платы, на которых размещено по четыре микросхемы флеш-памяти, контроллер и чип DRAM-буфера. В обоих случаях чип контроллера закрыт термопрокладкой, посредством которой тепло, выделяемое 28-нм микросхемой Marvell 88SS1074, передаётся на алюминиевую часть корпуса. Впрочем, мера эта скорее профилактическая: контроллер в процессе работы нагревается совсем несильно.

Стоит отметить, что компоновка печатной платы в WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D очень похожа на компоновку плат в WD Blue. Возникает даже ощущение, что смена планарной памяти на трёхмерную вообще не потребовала от разработчиков внесения каких-либо схемотехнических изменений и всё ограничилось лишь модификацией микропрограммы. Насколько это соответствует действительности, сказать тяжело, но структура массива флеш-памяти с переходом на BiCS3 TLC 3D NAND изменилась существенно.

 

WD Blue 3D NAND 500 Гбайт

 

SanDisk Ultra 3D 500 Гбайт

Четырёхканальный массив флеш-памяти в обоих новых накопителях составлен из микросхем SanDisk (аналогичных подобным чипам Toshiba), внутри которых упаковано по четыре кристалла 64-слойной трёхмерной BiCS3-памяти с трёхбитовыми ячейками. Обратите внимание: такие кристаллы имеют ёмкость по 256 Гбит, то есть по сравнению с планарной TLC NAND, которая применялась в первоначальных WD Blue, они стали вдвое более вместительными. Соответственно, степень параллелизма массива памяти уменьшилась вдвое, и теперь контроллер в 500-гигабайтном накопителе может пользоваться лишь четырёхкратным чередованием устройств в каналах. Но заметное преимущество трёхмёрной BiCS3 перед планарной TLC NAND в скорости полностью нейтрализует возможный негативный эффект от снижения параллелизма.

Из общего объёма массива флеш-памяти в WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra на внутренние нужды зарезервировано примерно 9 процентов ёмкости. Они требуются для работы SLC-кеша, а также алгоритмов сборки мусора и выравнивания износа. Это значит, что владельцы SSD с объявленной вместимостью в половину терабайта в операционной системе увидят 465 Гбайт доступной ёмкости.

Есть в конструкции рассматриваемых SSD и DRAM-буфер. Как обычно, он в WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D используется для хранения таблицы трансляции адресов и кеширования мелкоблочных операций записи. Объём и тип соответствующей микросхемы памяти стандартен: 512 Мбайт LPDDR3-1866. Однако производитель SDRAM в рассматриваемых накопителях оказался разным. В WD Blue 3D NAND установлена микросхема Micron, а в SanDisk Ultra 3D – Nanya.

#Программное обеспечение

К накопителям SanDisk и Western Digital всегда прилагается фирменная сервисная утилита SSD Dashboard, в которой реализованы все основные функции для их обслуживания. Новые накопители, как и их предшественники, полностью с ней совместимы. Но есть один забавный нюанс — существуют две независимые версии этой утилиты: SanDisk SSD Dashboard и WD SSD Dashboard. Они совершенно одинаковы по возможностям, но различаются визуальным стилем оформления интерфейса. При этом утилиты работают лишь с SSD, выпущенными под соответствующей торговой маркой, а накопители-близнецы воспринимать отказываются. Иными словами, для WD Blue 3D NAND нужно обязательно устанавливать утилиту WD SSD Dashboard, а для SanDisk Ultra 3D – SanDisk SSD Dashboard, и никак иначе.

На последующих скриншотах приведена программа WD SSD Dashboard, однако SanDisk SSD Dashboard предлагает всё ровно то же самое, но не на синем, а на сером фоне.

 
 

Среди основных функций программы — 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 и 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.

 
 

Иными словами, набор возможностей SanDisk SSD Dashboard и WD SSD Dashboard совершенно стандартен, ничего уникального они не предлагают. Например, в программном обеспечении Western Digital нет никаких средств для тонкой настройки операционной системы или для организации RAM-кеширования обращений к дисковой подсистеме.

Тестирование. Выводы

#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, 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

WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D позиционируются как массовые SATA-накопители последнего поколения. Поэтому сравнивать их логично с подобными же моделями на трёхмерной памяти с трёхбитовыми ячейками, представленными в течение последних месяцев большинством ведущих производителей.

Cписок протестированных моделей накопителей получился следующим:

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

#Производительность последовательного чтения и записи

Поскольку производительность WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D оказалась идентичной, чтобы не загромождать графики лишней информацией, мы не стали помещать на них показатели SanDisk Ultra 3D. Просто имейте в виду, что они точно такие же, как и у его собрата.

По скорости последовательного чтения накопители Western Digital на базе BiCS3-памяти оказываются чуть ли не лучшими предложениями на рынке. Конечно, производительность при такой нагрузке во многом ограничивается пропускной способностью SATA-интерфейса, но на коротких очередях преимущество WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D прослеживается достаточно отчётливо.

Однако на ситуацию с последовательной записью сказанное не распространяется. Здесь рассматриваемые SSD проигрывают большинству новинок последнего поколения. Впрочем, отставание не слишком велико, да и к тому же на позитивный лад настраивает как победа над Samsung 860 EVO, так и то, что новые накопители Western Digital на базе BiCS3 на треть превосходят первоначальную версию WD Blue SSD.

#Производительность произвольного чтения

Скоростные характеристики WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D при операциях произвольного чтения находятся на достаточно неплохом уровне. Особенно хорошо этим накопителям удаётся проявить себя в том случае, когда глубина очереди запросов составляет четыре команды или более. Достойно показывают себя новинки и при увеличении размеров блоков. Иными словами, перевод накопителей Western Digital на BiCS3-память оказал исключительно благотворное влияние на производительность произвольного чтения. И это радует, ведь в реальной десктопной нагрузке операции случайного чтения — это преобладающий тип задач.

#Производительность произвольной записи

Со случайной записью, как и при последовательных операциях, дело у накопителей Western Digital на базе BiCS3 NAND обстоит не лучшим образом. Причём если судить по тем скоростным показателям, которые приведены на диаграмме, проблема кроется в контроллере. Его мощности попросту не хватает, чтобы полностью раскрыть весь потенциал новой трёхмерной памяти. В результате, несмотря на то, что BiCS3 TLC 3D NAND определённо быстрее планарной TLC-памяти, быстродействие WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D при случайной записи оказывается почти таким же, как и у WD Blue с аппаратной платформой прошлого поколения.

#Производительность при смешанной нагрузке

Здесь ситуация ещё хуже, чем при простой записи. Диагноз понятен: хотя контроллер Marvell 88SS1074 и основывается на двух процессорных ядрах, его потенциала для обработки двунаправленных операций категорически не хватает. Разработчики же Western Digital на уровне прошивки с этой проблемой ничего сделать не смогли. В результате при смешанных операциях WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D оказываются подобны решениям прошлого поколения и в компанию из SATA SSD, основанных на современной 3D NAND, категорически не вписываются. И это очень досадный недостаток актуальной платформы Western Digital, потому что со смешанными операциями в реальных условиях дисковой подсистеме приходится сталкиваться повсеместно.

#Производительность в CrystalDiskMark

   

WD Blue 3D NAND 500GB

 

SanDisk Ultra 3D 500GB

 

WD Blue 500GB

Приведённые скриншоты CrystalDiskMark, снятые для WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D, позволяют ещё раз убедиться в том, что эти два накопителя – суть одно и то же. Их быстродействие идентично.

Заодно их производительность в этом тесте можно сравнить с показателями прошлого WD Blue. Как видите, отличие получается не слишком заметным. Но это связано со спецификой CrystalDiskMark: он оперирует небольшим объёмом данных, который полностью влезает в SLC-кеш накопителей.

#Производительность в PCMark 8 Storage Benchmark 2.0

В бенчмарке PCMark 8, который моделирует обращения к накопителям, действуя подобно распространённым десктопным приложениям, WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D демонстрируют достаточно неплохой показатель производительности. И хотя новые модели, использующие трёхмерную флеш-память, превосходят предшественника в лице WD Blue первой версии всего на 3 процента, этого вполне хватает для того, чтобы оказаться быстрее, чем, например, Intel SSD 545s. Иными словами, решения Western Digital на базе BiCS3 NAND вполне органично вписываются в современный ландшафт на рынке SATA SSD. Здесь уместно подчеркнуть, что, по данным PCMark 8, многие популярные в прошлом модели на планарной MLC-памяти вроде Kingston HyperX Savage или Transcend SSD SSD370 серьёзно не дотягивают до того уровня производительности, который может предложить WD Blue 3D NAND или SanDisk Ultra 3D.

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

#Производительность при реальной нагрузке

Файловые операции даются WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D с большим трудом. Почему так — хорошо понятно. Контроллер Marvell 88SS1074 плохо оптимизирован для двунаправленных операций, и здесь это проявляется при реальной нагрузке. Обратите внимание: новинки даже не быстрее первоначальной версии WD Blue. И это значит, что современные SATA-накопители Western Digital лучше не выбирать для эксплуатации в роли обычных рабочих SSD. Любой другой вариант из основанных на 3D NAND моделей при работе с папками и файлами окажется как минимум на треть быстрее.

Если же речь идёт о скорости запуска приложений, то при такой нагрузке WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D проявляют себя получше. Как было показано выше, с производительностью чтения с них информации проблем не существует, и для роли первичных системных накопителей их вполне можно порекомендовать. Правда, тест с запуском игры всё же выявляет какие-то слабые места накопителей Western Digital на базе BiCS3 NAND.

#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.

Измерение моментальной скорости случайной записи при длительной нагрузке позволяет вновь убедиться в том, что, хотя WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D построены на сравнительно производительной флеш-памяти, их контроллер не обладает достаточной вычислительной мощностью. В результате основанные на нём решения демонстрируют невысокий уровень быстродействия при случайной записи даже в том случае, когда она происходит в пределах SLC-кеша. Затем же уровень производительности снижается ещё сильнее и колеблется вокруг среднего значения в 25 тысяч IOPS. Амплитуда этих колебаний сравнительно высока, и это является ещё одним признаком слабости выбранного для WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D контроллера. В конечном итоге за двухчасовой тест нам удалось записать на рассматриваемые SSD лишь чуть более 600 Гбайт данных, что можно расценивать как невысокий результат. Например, при тестировании Crucial MX500 за тот же срок накопитель оказывался способен принять почти вдвое больший объём информации.

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.

С реализацией алгоритмов сборки мусора в новых накопителях Western Digital по сравнению с WD Blue первой версии произошли изменения. Но не в лучшую сторону.

С обслуживанием TRIM всё осталось по-старому. То есть после подачи команды TRIM освобождённые файловой системой блоки страниц флеш-памяти успешно очищаются контроллером и производительность операций записи возвращается к первоначальным значениям. Но что касается процедуры сборки мусора в отрыве от команды TRIM, то она в WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D полностью отсутствует. Иными словами, в средах без поддержки TRIM новые накопители Western Digital не осуществляют подготовку массива флеш-памяти под будущие операции. Впрочем, изъян этот не слишком серьёзный, поскольку сейчас TRIM поддерживается повсеместно. Однако о его существовании всё же необходимо знать.

#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. 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.

Необходимость очистки блоков флеш-памяти после подачи команды TRIM в накопителях Western Digital на базе BiCS3 NAND не приводит к катастрофическому падению производительности на период выполнения контроллером внутренних операций. Лишь на пару секунд производительность SSD снижается где-то вдвое, плюс до десятков миллисекунд возрастают латентности. В любом случае такое замедление после удаления файлов вряд ли будет сильно заметно в реальной системе. Иными словами, отработка TRIM в WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D реализована достаточно удачно. Впрочем, примерно так же всё работало и раньше – в WD Blue SSD первоначальной версии.

#Тестирование выносливости

Результаты тестирования надёжности WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D приведены в отдельном специальном материале «Надёжность SSD: результаты ресурсных испытаний».

#Выводы

Практические испытания показывают: новые SATA SSD компании Western Digital стали лучше своих предшественников. И пусть с точки зрения паспортных спецификаций WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D очень похожи на прошлую версию WD Blue, в реальности переход на использование современной трёхмерной памяти BiCS3 NAND позволил заметно поднять производительность. SATA-накопители Western Digital нового поколения получили как минимум более высокие скорости произвольного чтения и последовательной записи. Кроме того, в WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D увеличился в объёме и SLC-кеш. В сумме всё это сделало новые предложения Western Digital заметно интереснее для многих реальных сценариев использования.

Впрочем, в сравнении с твердотельными SATA-накопителями последнего поколения, которые предлагают другие производители, всё не так однозначно. Казалось бы, WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D было бы правомерно отнести к числу достойных решений среднего уровня, но есть один нюанс. Они явно слабее конкурентов при выполнении систематически встречающихся в реальной жизни смешанных двунаправленных операций. Правда, справедливости ради стоит отметить, что под «конкурентами» тут понимаются передовые решения компаний из первого эшелона. Если же сопоставлять новинки Western Digital с распространёнными предложениями на планарной памяти и на контроллерах Phison и SMI, то претензий к быстродействию WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D не может быть в принципе.

Таким образом, новинкам Western Digital удалось переплюнуть большинство недорогих накопителей, но «первоклассным» SATA SSD вроде Crucial MX500, Intel SSD 545s или Samsung 860 EVO по производительности они всё-таки проигрывают. Тем не менее современное состояние рынка твердотельных накопителей таково, что покупатели SATA SSD уже давно не гоняются за лучшими скоростными характеристиками. В этом сегменте пользователей больше интересует сочетание быстродействия и цены, а с этой точки зрения WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D очень сильны. Если не брать в рассмотрение безродные безбуферные модели, то новинки Western Digital выглядят чуть ли не лучшими вариантами благодаря своей крайне демократичной стоимости, по которой они заметно привлекательнее других предложений лидеров рынка.

Иными словами, WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D – это хороший выбор для тех, кто ищет недорогой, но при этом достаточно скоростной SSD с SATA-интерфейсом от проверенного производителя.

Что же касается того, какой из двух рассмотренных в этом обзоре накопителей стоит предпочесть в первую очередь, то наша рекомендация будет простой: тот, который дешевле. Как выяснилось, WD Blue 3D NAND и SanDisk Ultra 3D лишены каких бы то ни было внутренних различий. Это – один и тот же продукт, который просто продаётся под разными торговыми марками.



Оригинал материала: https://3dnews.ru/966811