Обзор NVMe-накопителя Intel SSD 760p: вот давно бы так!

Intel, похоже, решила вернуть себе звание одного из лидеров рынка твердотельных накопителей. В последние несколько месяцев компания раз за разом радует нас своими свежими потребительскими продуктами, которые на фоне конкурентов выглядят более чем достойно. И речь тут идёт не только о новаторских решениях семейства Optane, но и о накопителях, построенных на классической NAND-памяти, которые у Intel вновь начали получаться хорошо.

Действительно, некоторое время тому назад стало возникать ощущение, что Intel вообще решила прекратить выпуск SSD для массового рынка. Долгое время поставляемые компанией потребительские модели представляли собой, мягко говоря, заурядные решения, которые не отличались привлекательными характеристиками и могли сгодиться разве только для удовлетворения запросов преданных поклонников марки. Intel дошла даже до того, что поставляла SATA-модели, полностью построенные из компонентов, закупленных на стороне. Не лучшим образом дело обстояло и в сегменте массовых NVMe SSD. Здесь Intel предлагала SSD 600p – накопитель с интерфейсом PCI Express 3.0 x4, который быстро стал предметом насмешек из-за производительности уровня средних SATA SSD.

Однако те смутные времена прошли, и сейчас Intel вновь начинает выпускать твердотельные накопители, которые можно считать достойными наследниками легендарных X25-M. Причина радикальных перемен лежит на поверхности: у Intel наконец появилась собственная передовая 3D NAND, а сложный период в развитии потребительских SSD компании пришёлся на тот момент, когда она отказалась от развёртывания на своём производстве флеш-памяти 16-нм технологии и для выпуска достойных твердотельных накопителей у неё попросту не стало сырья. Сейчас ситуация исправлена, поскольку новая интеловская полупроводниковая фабрика Fab 68 в китайском Даляне планомерно наращивает выход перспективной 64-слойной 3D NAND второго поколения. И именно эта память, наряду с новаторской 3D XPoint, питает новые амбиции Intel по возвращению себе звания ведущего производителя потребительских SSD.

Причём амбиции эти возникли явно не на пустом месте. На примере SATA-накопителя Intel SSD 545s мы уже имели хорошую возможность увидеть, насколько преображаются привычные платформы, когда в них попадает интеловская 3D NAND второго поколения. Теперь же Intel решила заняться исправлением ситуации в сегменте NVMe SSD. На смену SSD 600p компания запускает новинку: SSD 760p – накопитель, где новая 64-слойная память имеет возможность продемонстрировать свои плюсы ещё более явно, чем в SATA-модели. Если верить тому описанию, которое для SSD 760p даёт производитель, эта модель должна превзойти по производительности даже Intel SSD 750 – аналог серверного накопителя, который Intel, за неимением лучшего, предлагала в качестве премиального решения с начала 2015 года.

Но особенно новая модель интеловского NVMe SSD интересна тем, что, перейдя на заведомо более качественную аппаратную начинку, она сохраняет свойственную SSD 600p низкую стоимость. И это значит, что Intel SSD 760p не только может статьхорошим вариантом для современных систем с точки зрения скоростных характеристик, но и имеет реальный шанс отобрать у Samsung 960 EVO звание «народного» накопителя. В данном обзоре мы попробуем оценить, действительно ли интеловская новинка хороша настолько, что может угрожать доминированию Samsung в сегменте SSD для производительных персональных компьютеров.

⇡#Технические характеристики

С SSD, которые построены на базе новой 64-слойной флеш-памяти, разработанной альянсом Intel и Micron, мы уже встречались. Такую память используют SATA-накопители Crucial MX500 и Intel SSD 545s, которые демонстрируют очень достойную производительность в своём классе. Однако в SATA SSD скоростные характеристики во многом сдерживаются пропускной способностью интерфейса, поэтому именно Intel SSD 760p должен стать первым продуктом, где интеловская TLC 3D NAND второго поколения сможет проявить себя в полной мере.

Строго говоря, Intel SSD 760p – это уже не первый массовый интеловский NVMe-накопитель, построенный на трёхмерной памяти. Прошлая модель, Intel SSD 600p, тоже базировалась на TLC 3D NAND, но ничего хорошего с собой не принесла. Однако между прошлым и нынешним продуктом есть существенная разница: раньше Intel использовала память первого поколения, которая имела 32 слоя и крупные кристаллы объёмом 384 Гбит. Такая TLC 3D NAND была крайне неудобна в практическом применении, что в конечном итоге и выливалось в удручающую производительность построенных на её основе решений. В новом накопителе эта память уже не применяется, и теперь её место заняла улучшенная TLC 3D NAND второго поколения с 64 слоями. В ней учтены все старые ошибки, и, с одной стороны, она наследует от предшественницы все достоинства, такие как конструкция на основе плавающего затвора и технология размещения управляющей логики под матрицей ячеек (CuA – CMOS Under the Array), а с другой – исправляет все основные минусы. В результате ёмкость кристаллов интеловской TLC 3D NAND второго поколения приведена к удобному объёму 256 Гбит, а их производительность – улучшена благодаря реализации более естественной страничной организации.

При этом Intel смогла сделать новую память и выгодной с точки зрения себестоимости. За счёт увеличения числа слоёв удельная стоимость гигабайта снизилась более чем на 30 процентов, и накопители на основе трёхмерной флеш-памяти второго поколения обещают быть не только быстрыми, но и доступными по цене.

Новый Intel SSD 760p обещает стать привлекательным не только благодаря свойствам 64-слойной TLC 3D NAND. Во время его презентации представители Intel говорили о том, что новинка вышла вдвое быстрее прошлого NVMe SSD компании, 600p, и существенная часть заслуги в этом лежит на плечах свежего контроллера, SMI SM2262. Несмотря на неуспех 600p, Intel продолжила тесное сотрудничество с тайваньской фирмой Silicon Motion, и не зря. При поддержке микропроцессорного гиганта этот разработчик смог взяться за ум и значительно улучшил свой прошлый чип, SM2260. Новый контроллер, как и его предшественник, продолжает базироваться на двухъядерном процессоре с архитектурой ARM Cortex и использовать восемь каналов для работы с массивом флеш-памяти, но благодаря сделанным оптимизациям теперь он стал гораздо мощнее и даже оказался способен почти полностью задействовать пропускную способность шины PCI Express 3.0 x4. В частности, согласно обещаниям конструкторов, SM2262 способен развивать скорости до 3,2 и 1,9 Гбайт/с при последовательных чтении и записи и до 370 или 300 тысяч IOPS – при произвольных операциях.

В дополнение к взятию новых рубежей производительности, новый чип SM2262 может похвастать некоторыми добавками: усовершенствованной коррекцией ошибок на основе LDPC-кодов, а также поддержкой последней принятой версии протокола NVMe 1.3. И это значит, что Silicon Motion не только совершила гигантский шаг вперёд относительно своей прошлой разработки, но и смогла переплюнуть существующие на данный момент NVMe-контроллеры Phison и Marvell, предложив производителям SSD отличную перспективную платформу. Intel же стала первым из производителей SSD, который опробует её в деле.

Для построенной инженерами Intel комбинации из микросхемы SMI SM2262 и собственной TLC 3D NAND второго поколения заявляются следующие характеристики:

Действительно, показатели производительности Intel SSD 760p характеризуют его как добротное решение, заведомо превосходящее многочисленные современные NVMe SSD производителей второго-третьего эшелонов. По паспортным скоростям интеловская новинка вполне сопоставима с «эталонным» Samsung 960 EVO. И даже более того, в отличие от Samsung, Intel даёт на свою новинку на базе TLC 3D NAND пять лет гарантии, в то время как гарантия на 960 EVO составляет всего три года. Получше у Intel SSD 760p выглядит и ресурс: в рамках разрешённой нагрузки пользователь может перезаписывать до трети от полной ёмкости SSD ежедневно в течение всех пяти лет.

Кроме того, превосходство Intel SSD 760p над самсунговским соперником прослеживается и в объявленных ценах. Несмотря на то, что новинка – гораздо более продвинутый по сравнению с предшественником продукт, Intel не стала мудрить с позиционированием и направила SSD 760p в ту же нишу, что и SSD 600p, – недорогих NVMe-накопителей. В результате новый SSD поступил в продажу с более низкой, чем у Samsung 960 EVO, стоимостью, по крайней мере если говорить о ситуации на глобальном рынке. Правда, получится ли так же в России – пока неизвестно.

На первый взгляд у Intel SSD 760p видится лишь один изъян – в модельном ряду отсутствуют модификации вместительнее 512 Гбайт. Но в ближайшее время этот недостаток должен быть исправлен. Версии SSD 760p с объёмом 1 и 2 Тбайт запланированы к выходу в ближайшие недели.

Таким образом, по предварительным прикидкам Intel SSD 760p выглядит очень неплохо. Однако не стоит забывать, что потребительские SSD на базе памяти с трёхбитовыми ячейками активно пользуются технологией ускоренной записи, опирающейся на работу с небольшой частью флеш-памяти в SLC-режиме. И показатели производительности, которые приводятся в официальных паспортных характеристиках, относятся к «ускоренному» режиму, скрывая данные о том, какой размер имеет SLC-кеш и что происходит, когда он заканчивается. Поэтому, говоря о спецификациях, мы всегда сразу проводим дополнительное исследование, позволяющее получить полную информацию о SLC-кеше и быстродействии накопителя при взаимодействии с массивом флеш-памяти напрямую.

Иными словами, прежде чем давать оптимистичные оценки, нужно проверить внутренние алгоритмы работы Intel SSD 760p. Например, в предшествующей модели SSD 600p прямая запись в TLC-режиме (Direct-to-TLC) вообще не поддерживалась, что отчасти и определило её провальное выступление в тестах. Но в Intel SSD 760p этот недостаток исправлен, и линейная скорость при непрерывном заполнении данными выглядит следующим образом (тест проведён с 512-гигабайтной модификацией накопителя).

Как следует из приведённого графика, объём SLC-кеша в Intel SSD 760p 512 Гбайт составляет порядка 6 Гбайт, то есть на каждые 128 Гбайт ёмкости накопителя приходится по 1,5 Гбайт кеширующей памяти, работающей в быстром SLC-режиме. И это – сравнительно невысокий объём по современным меркам. Например, даже в Intel SSD 600p SLC-кеш был в 2,6 раза больше, не говоря уже о Samsung 960 EVO, в котором благодаря технологии Intellegent TurboWrite объём данных, которые можно записать в ускоренном режиме, больше в 3,6 раза. Но при этом Intel SSD 760p предлагает сравнительно высокую скорость записи и без всякого кеширования. Так, напрямую в TLC 3D-память он может писать с быстродействием порядка 560 Мбайт/с, и это почти соответствует той скорости, которую предлагает при линейной однопоточной записи в TLC 3D V-NAND рекордсмен по данному показателю – Samsung 960 EVO.

Казалось бы, из сказанного может следовать, что Intel SSD 760p в реальных задачах всё-таки не сможет предложить такой же уровень производительности, как массовая модель NVMe SSD компании Samsung. Но у интеловского решения есть дополнительный скрытый козырь. Контроллеры Silicon Motion обычно очень хорошо оптимизированы для смешанных нагрузок из одновременных операций чтения и записи, которые в реальной жизни встречаются повсеместно. И вкупе с быстрой TLC 3D NAND это может сделать интеловскую новинку куда привлекательнее, чем может показаться на первый взгляд. Иными словами, развёрнутое тестирование обещает преподнести немало сюрпризов.

⇡#Внешний вид и внутреннее устройство

Для подробного знакомства с Intel SSD 760p мы получили образец объёмом 512 Гбайт. Это – максимальная по ёмкости и лучшая по производительности модификация на данный момент, именно поэтому она представляет наибольший интерес.

Вариант исполнения у Intel SSD 760p существует лишь один – M.2-карта форм-фактора 2280, которая работает через интерфейс PCI Express 3.0 x4. Никаких версий с дополнительным переходником для установки в слот PCIe либо версий с комплектным радиатором не существует. Однако Intel всё-таки побеспокоилась о том, чтобы её новинка выглядела более-менее пристойно в высокопроизводительных десктопах: накопитель выполнен на чёрном текстолите, и даже информационная наклейка тоже имеет чёрный фон.

Набор информации, размещённой на этикетке, достаточно стандартен: на ней приведены название и ёмкость модели, серийные номера, артикул и прочая служебная информация. Данных о дате производства при этом не приводится, зато среди прочего можно найти сведения о версии микропрограммы, которая была залита в SSD на заводе.

Хотя печатная плата Intel SSD 760p имеет «посадочные площадки» под микросхемы на обеих сторонах, 512-гигабайтная версия накопителя, как и все модификации меньшей ёмкости, сделаны односторонними. Это значит, что не возникнетпроблем с установкой SSD 760p не только в настольные системы, но и в тонкие ноутбуки.

Что же касается состава и внешнего вида микросхем, которые размещены на лицевой стороне платы Intel SSD 760p 512 Гбайт, то можно отметить немало необычного.

Первым бросается в глаза непривычный вид базового контроллера SMI SM2262. Во-первых, в основе рассматриваемого SSD используется специальная версия этого чипа, сделанная конкретно для Intel, о чём свидетельствует логотип микропроцессорного гиганта, проставленный в левом нижнем углу микросхемы. Во-вторых, микросхема SM2262 закрыта медным никелированным теплорассеивателем, который достался ей в наследство от SM2260. Прошлая версия контроллера Silicon Motion отличалась значительным нагревом во время работы, и добавление контроллеру способствующей теплоотводу металлической крышки было вынужденной мерой. В новом контроллере тепловыделение уменьшилось, но металлическая пластина снова на нём присутствует.

Другая особенность дизайна Intel SSD 760p – наличие не одной, а сразу двух микросхем DDR4-2400 производства Micron рядом с контроллером. Благодаря этому в интеловском накопителе формируется DRAM-буфер увеличенного вдвое размера, например в 512-гигабайтной версии SSD его объём составляет 1024 Мбайт. Но главное даже не это, а то, что такой двухкомпонентный буфер стыкуется с контроллером посредством 32-битной шины, в то время как обычно для таких целей применяется вдвое более узкая шина. В результате оперативная память, которая нужна контроллеру для хранения быстрой копии таблицы трансляции адресов и для консолидации мелкоблочных операций, в Intel SSD 760p работает существенно быстрее, чем в иных SSD.

Что же касается массива флеш-памяти, то он составлен из двух микросхем Intel 29F02T4AOCTH2. Внутри каждого такого чипа штабелировано по восемь 256-гигабитных полупроводниковых кристаллов 64-слойной 256-Гбит TLC 3D NAND, соответственно восьмиканальный контроллер SM2262 в Intel SSD 760p 512 Гбайт пользуется двукратным чередованием устройств в каналах. Этого вполне достаточно для раскрытия заложенного в аппаратной платформе потенциала.

Из всей ёмкости 512-гигабайтного массива флеш-памяти пользователю в распоряжение отдаётся около 476 Гбайт, остальная же память нужна контроллеру для работы внутренних алгоритмов: SLC-кеширования, выравнивания износа и сборки мусора. Причём для SLC-кеша используется ровно половина от имеющегося резерва.

⇡#Программное обеспечение

Начать разговор о программной поддержке рассматриваемого накопителя следует с того, что компания Intel относится к числу тех немногих производителей NVMe SSD, которые занимаются развитием собственного NVMe-драйвера. И это – очень важно, потому что встроенный в операционные системы семейства Windows стандартный драйвер не отличается грамотной оптимизацией. В частности, по умолчанию в нём используется более медленный вариант записи данных через функцию FUA (Force Unit Access), предполагающий прямой доступ во флеш-память накопителя в обход DRAM-буфера. Именно поэтому, если такая возможность есть, всегда лучше пользоваться фирменным драйвером, в котором производитель SSD гарантированно предусмотрел наиболее подходящий для его оборудования вариант работы.

К прошлому NVMe-накопителю, SSD 600p, компания Intel собственный драйвер не предлагала. Но для нового и перспективного SSD 760p драйвер совсем недавно появился. И мы настоятельно рекомендуем использовать именно его: он действительно увеличивает производительность.

Также Intel традиционно снабжает свои накопители и достаточно функциональной утилитой SSD Toolbox, которая в последних версиях совместима и с Intel SSD 760p. По возможностям она во многом похожа на другие подобные программы. Данная утилита не только позволяет получить подробную информацию о состоянии накопителя, но и имеет целый набор дополнительных инструментов для его настройки и оптимизации.

Например, с её помощью можно отослать на накопитель пакет команд TRIM – в интерфейсе SSD Toolbox эта функция называется SSD Optimizer. Причём это действие сервисная утилита может выполнять не только одноразово, но и в автономном режиме по расписанию.

В SSD Toolbox есть возможность диагностического сканирования, во время которого можно проверить состояние и работоспособность флеш-памяти. Сканирование выполняется как в быстром, так и в полном режиме – разница состоит в том, затронет ли проверка весь массив флеш-памяти или лишь какую-то его часть.

Также с помощью SSD Toolbox можно проверить актуальность используемой накопителем микропрограммы и инициировать операцию Secure Erase.

Фирменная особенность интеловской сервисной утилиты – средство System Tuner. С его помощью можно посмотреть, какие критичные настройки, касающиеся дисковой подсистемы, имеются в операционной системе, а также получить рекомендации по их изменению.