Оригинал материала: https://3dnews.ru/970028

Обзор SATA SSD-накопителя Plextor M8V: оригинальный рецепт

Внешний вид. Технические характеристики

После того как во второй половине прошлого года все основные производители флеш-памяти перешли на выпуск многослойных кристаллов с 64 слоями, мы стали активно присматриваться к различным SSD, использующим именно такую полупроводниковую базу. Как известно, Samsung применяет в собственных накопителях чипы 3D NAND различной степени интеграции уже очень давно, и построенные на их основе продукты вызывают лишь положительные эмоции. Но другие производители флеш-памяти, в частности Micron, Intel, Toshiba и Sandisk, до недавних пор заметно отставали от южнокорейской фирмы в деле совершенствования собственных версий трёхмерной флеш-памяти. Нагнать лидера у них получилось лишь при переходе на 64-слойный дизайн 3D NAND, который у конкурентов Samsung получил кардинальные улучшения по сравнению с прошлыми вариантами. Поэтому сегодня можно говорить, что ключевые преимущества продуктов на базе трёхмерной памяти проявляются уже в любом твердотельном накопителе, основанном на 64-слойной 3D NAND, вне зависимости от того, память какого из производителей используется в каждом конкретном случае. Иными словами, ориентируясь на продукты, построенные на 64-слойной 3D NAND, вы, скорее всего, получите производительный и вполне надёжный накопитель с достаточно привлекательной ценой.

Проблема лишь в том, что пока новое поколение трёхмерной памяти не получило широкого распространения. Судя по всему, у производителей существуют какие-то производственные трудности, которые не позволяют 64-слойной памяти начать экспансию широким фронтом. И на данный момент накопители, базирующиеся на такой памяти, предлагают либо лишь сами производители чипов NAND, либо их самые приближённые партнёры. Например, если говорить о SATA SSD, то на прилавках магазинов представлено всего несколько построенных на 64-слойной 3D NAND массовых моделей: Samsung 860 EVO, Crucial MX500, Intel SSD 545s, Kingston UV500, SanDisk Ultra 3D, Smartbuy Puls, Western Digital Blue 3D NAND и Toshiba TR200. Причём половина моделей из этого списка доступна очень ограниченно.

И в этих условиях появление на рынке каких-то новых моделей, построенных на актуальных вариантах трёхмерной памяти, можно только приветствовать. К счастью, в число поставщиков подобных SSD понемногу вливаются производители второго эшелона. Одной из первой стала работать с 64-слойной памятью, закупаемой у Toshiba, компания Plextor. Являясь дочерним предприятием крупного OEM-производителя Lite-On, Plextor обладает мощным инженерным потенциалом, и её SSD каждый раз представляют собой весьма оригинальные и очень интересные по характеристикам продукты. Так вышло и на этот раз. Первым SSD на базе 64-слойной Toshiba TLC 3D NAND (BiCS3), выпущенным Plextor, стал NVMe-накопитель Plextor M9Pe, который оказался достаточно неплох для недорогого решения с интерфейсом PCIe 3.0 x4. Но сегодня мы будем вести речь о втором детище инженеров Plextor, которые вслед за M9Pe спроектировали более общедоступную модель M8V с интерфейсом SATA.

И сразу же стоит сказать, что с технологической точки зрения Plextor M8V – очень интересное и уникальное решение. Дело в том, что в нём Toshiba BiCS3-память работает под управлением контроллера Silicon Motion, которые обычно используются лишь с памятью Intel или Micron. Но разработчикам Plextor удалось совместить компоненты, которые ранее нам видеть вместе никогда не приходилось. Именно поэтому Plextor M8V и привлёк наше внимание. SATA-накопители на базе BiSC3-памяти, тестировавшиеся в лаборатории 3DNews до этого, использовали контроллеры Marvell или Phison и демонстрировали сравнительно неплохие характеристики. Однако Silicon Motion за последнее время продвинулась в развитии своих контроллеров сильнее конкурентов, поэтому мы не исключаем, что именно Plextor M8V сможет стать лучшей демонстрацией преимуществ BiCS3 NAND. Остаётся лишь это проверить на практике.

#Технические характеристики

Основой Plextor M8V избран контроллер Silicon Motion SM2258. Это – не самый последний SATA-контроллер данного разработчика, но зато самый распространённый. Впервые мы столкнулись с ним в начале 2016 года, а сейчас он широко применяется в SSD с 32-слойной 3D NAND компаний Intel или Micron. Кроме того, его же можно найти и в перспективных новинках, например в Crucial MX500 – накопителе последнего поколения, построенном на 64-слойной 3D NAND авторства Micron. Популярность микросхемы SM2258 обуславливается выгодным сочетанием производительности и цены. Сам этот контроллер относится к числу относительно недорогих решений: он базируется на одноядерном 32-битном RISC-процессоре и для взаимодействия с массивом флеш-памяти предлагает лишь четыре канала. Но вместе с тем готовые изделия на нём обычно получаются достаточно неплохими с точки зрения быстродействия: этому помогают программные оптимизации с фокусом на минимальные задержки при обработке смешанных операций и технология динамического SLC-кеширования.

В то же время вместе с Toshiba BiCS3-памятью никто использовать контроллер SM2258 никогда не пытался, и Plextor в этом плане – первопроходец. В теории никаких проблем с этим быть не должно. С одной стороны, в контроллере есть поддержка технологии NANDXtend, в рамках которой работают сильные алгоритмы коррекции ошибок на основе LDPC-кодов, что должно выступать гарантией надёжности платформы. С другой – сама по себе BiSC3-память, являющаяся разновидностью 64-слойной TLC 3D NAND, выдаёт неплохой уровень производительности, особенно если сравнивать с планарной флеш-памятью. В этом мы убеждались при тестировании, например, накопителя Smartbuy Puls. Самое главное: в отличие от той же Samsung компания Toshiba предлагает устанавливать в SATA SSD кристаллы NAND с ёмкостью 256 Гбит, что позволяет получать массивы флеш-памяти с высокой степенью параллелизма.

В результате Plextor M8V может похвастать следующим набором паспортных характеристик:

Производитель Plextor
Серия M8V
Модельный номер PX-128M8VC PX-256M8VC PX-512M8VC
Форм-фактор 2,5 дюйма
Интерфейс SATA 6 Гбит/с
Ёмкость, Гбайт 128 256 512
Конфигурация
Флеш-память: тип, техпроцесс, производитель Toshiba 64-слойная 256-Гбит BiCS3 3D TLC NAND
Контроллер Silicon Motion SM2258
Буфер: тип, объём DDR3L-1600,
256 Мбайт
DDR3L-1600,
512 Мбайт
DDR3L-1600,
1024 Мбайт
Производительность
Макс. устойчивая скорость последовательного чтения, Мбайт/с 560 560 560
Макс. устойчивая скорость последовательной записи, Мбайт/с 400 510 520
Макс. скорость произвольного чтения (блоки по 4 Кбайт), IOPS 60000 81000 82000
Макс. скорость произвольной записи (блоки по 4 Кбайт), IOPS 70000 80000 81000
Физические характеристики
Потребляемая мощность: бездействие/чтение-запись, Вт Н/д
MTBF (среднее время наработки на отказ), млн ч 1,5
Ресурс записи, Тбайт 70 140 280
Габаритные размеры: Д × В × Г, мм 100 × 69,85   × 6,8
Масса, г 60,0
Гарантийный срок, лет 3

Честно говоря, таблица характеристик выглядит не слишком многообещающе. Plextor включила в модельный ряд M8V лишь версии небольших объёмов (менее половины терабайта), и это сразу явно указывает на то, что компания считает новинку продуктом начального уровня, который должен найти своё место в сравнительно дешёвых сборках. Не излучают особого оптимизма и объявленные условия гарантии. Три года – это типичный показатель для накопителей низкого уровня, правда разрешённые объёмы перезаписи при этом относительно неплохи. Гипотетическому пользователю позволено перезаписывать половину ёмкости SSD ежедневно.

Получается, что позиции SATA-флагманов Plextor M8V атаковать и не собирается, и это нашло отражение в том числе и в объявленных показателях производительности. Если верить приведённым числам, то на данный момент Plextor M8V – один из самых слабых SATA SSD, построенных на 64-слойной TLC 3D NAND. Даже бюджетный накопитель Toshiba TR200, в котором массив BiCS3-устройств управляется двухканальным безбуферным контроллером Phison S11, в списке паспортных характеристик обещает более высокие показатели.

Впрочем, объявленные производителем характеристики быстродействия не всегда обрисовывают картину адекватно, потому что они ничего не сообщают о реализации технологии ускоренной записи, ставшей неотъемлемым атрибутом современных SSD. Для того чтобы получить ясность по этому вопросу, мы проводим специальный тест, в рамках которого проверяем производительность непрерывной последовательной записи на чистый накопитель. В случае Plextor M8V 512 Гбайт зависимость получается следующей.

И вот здесь выясняются два важных обстоятельства.

Во-первых, инженеры Plextor зарубили на корню один из важных плюсов контроллера SM2258 – технологию динамического SLC-кеширования. В M8V вместо этого реализован совершенно обыденный статический SLC-кеш, который размещается в недоступной пользователю области массива флеш-памяти. Причём кеш этот имеет сравнительно небольшой размер. В накопителе ёмкостью 512 Гбайт – всего 4 Гбайт. А значит, в версиях M8V объёмом 256 и 128 Гбайт SLC-кеш имеет ёмкость 2 и 1 Гбайт соответственно.

Во-вторых, массив флеш-памяти на базе устройств BiCS3 работает под управлением контроллера SM2258 явно не самым лучшим образом. Так, в Plextor M8V 512 Гбайт скорость прямой линейной записи в память составляет около 330 Мбайт/с. Но в то же время аналогичный по составу и организации массив флеш-памяти при работе с контроллером Phison S10 выдаёт 450 Мбайт/с (например, в Smartbuy Puls), а массив из 64-слойных устройств Micron TLC 3D NAND при работе с контроллером SM2258 способен принимать данные со скоростью 420 Мбайт/с (например, в Crucial MX500). Получается, что, совместив контроллер Silicon Motion с трёхмерной памятью Toshiba, разработчики Plextor ровным счётом ничего не выиграли, а наоборот – проиграли, по крайней мере с точки зрения производительности линейной записи.

Впрочем, причислять Plextor M8V к числу аутсайдеров тоже не следует. Запись со скоростью 330 Мбайт/с – это не так уж и мало. Например, новый Samsung 860 EVO в полутерабайтном объёме имеет даже более медленный массив флеш-памяти. К тому же, Plextor не стала экономить на DRAM-буфере, и даже больше того, сделала его вдвое более ёмким по сравнению с типичными размерами. А это значит, что M8V может оказаться неплохим решением при произвольных мелкоблочных нагрузках, при обработке которых контроллером активно используется оперативная память.

#Внешний вид и внутреннее устройство

Рассматриваемый в этом обзоре накопитель существует в двух вариантах исполнения: в привычном 2,5-дюймовом форм-факторе (M8VC) и в виде M.2 2280-модулей с интерфейсом SATA (M8VG). Обе эти модификации функционально идентичны. Поэтому, знакомясь с 2,5-дюймовой моделью, мы автоматически обобщаем все сделанные выводы на всё семейство M8V.

Для тестов нам был предоставлен вариант накопителя объёмом 512 Гбайт – это старшая и самая производительная модель в семействе. Данный SSD в 2,5-дюймовом исполнении совсем не удивил своим внешним видом: он у Plextor не меняется на протяжении нескольких последних лет. Корпус накопителя выполнен из неокрашенного алюминия со следами обработки. На лицевой стороне краской нанесён логотип производителя, на оборотной имеется наклейка с технической информацией.

 

Отметим, что Plextor не скрывает на этикетке ни дату выпуска накопителя, ни залитую на заводе версию микропрограммы.

В корпусе установлена печатная плата, занимающая чуть менее половины внутреннего пространства. Полноразмерные платы в современных накопителях уже давно не используются: производители флеш-памяти научились делать такие микросхемы NAND, которые могут вмещать до 1 Тбайт памяти несколькими кристаллами NAND, поэтому разбазаривать текстолит нет никакого смысла. Ёмкие SSD можно делать с применением двух-четырёх микросхем флеш-памяти.

Именно так обстоит дело и в Plextor M8V объёмом 512 Гбайт. Несмотря на то, что это – старшая версия в модельном ряду, массив NAND в ней набран четырьмя TSOP-микросхемами Toshiba TH58TFT0T23TA2H. В каждой такой микросхеме упаковано по четыре 256-гигабитных полупроводниковых кристалла 64-слойной BiCS3-памяти с трёхбитовыми ячейками. Это значит, что четырёхканальный массив флеш-памяти в M8V 512 Гбайт использует четырёхкратное чередование устройств в каналах.

 

Управляет этим массивом контроллер SMI SM2258. В конструкции M8V используется точно такая же версия контроллера, как и в Crucial MX500. То есть никаких модификаций для реализации поддержки BiCS3 в базовом чипе делать не пришлось: совместимость достигнута исключительно программными усилиями. Заметим, что в Plextor M8V контроллер обходится без какой-либо термопрокладки. Однако проблемой это не является: температуры SSD во время эксплуатации остаются весьма невысокими.

Помимо чипов NAND и контроллера на плате M8V размещена также и выпущенная Samsung микросхема DDR3L-1600 SDRAM, используемая в качестве буфера при мелкоблочных операциях и для хранения копии таблицы трансляции адресов. В 512-гигабайтном накопителе эта микросхема имеет ёмкость 1 Гбайт. Plextor часто использует в своих накопителях DRAM-буфер увеличенного размера, и M8V исключением из этого правила не является.

Из интересного также стоит отметить наличие на плате накопителя маркировки CV8-CE512. Это – отсылка к названию идентичной модели, выпускаемой под брендом Lite-On. То есть у M8V, как и у многих других продуктов Plextor, есть брат-близнец в модельном ряду материнской компании.

Стоит заметить, что декларированные ёмкости представителей модельного ряда Plextor M8V кратны 128 Гбайт. Это значит, что производитель отдаёт в распоряжение пользователя 93 процента ёмкости массива флеш-памяти, и в операционной системе 512-гигабайтный SSD предложит 477 Гбайт свободного места. Треть оставшегося объёма задействуется SLC-кешем, а две трети участвуют в работе технологий сборки мусора и выравнивания износа, а также используются в качестве подменного фонда.

#Программное обеспечение

Раньше Plextor уделяла программной поддержке своей продукции очень большое внимание. Для накопителей компании был разработан обширный набор программ, включающий и «общепринятую» сервисную утилиту, и дополнительные средства для кеширования, сжатия и шифрования данных. Правда, в начале 2017 года дальнейшая разработка этих программных средств была заброшена, но на данный момент старые версии вполне справляются с возложенными на них задачами и даже остаются совместимы с новыми продуктами, в частности с Plextor M8V.

Основная утилита для SATA SSD производства Plextor носит название PlexTool. По сегодняшним меркам она не богата функциональными возможностями и смотрится чересчур вычурно, но на основные вопросы о накопителе она ответить в состоянии. С помощью PlexTool можно узнать общую информацию о SSD, прочитать содержимое SMART, а также получить управление над подачей команды TRIM.

 

Кроме того, утилита умеет обновлять прошивку SSD, оценочно тестировать производительность и подавать на накопитель команду Secure Erase.

   

Другая утилита, PlexTurbo, позволяет организовать дополнительный уровень кеширования дисковых операций с задействованием оперативной памяти компьютера. Это даёт возможность увеличить скорость операций с часто задействуемыми файлами и снизить нагрузку на накопитель. Однако подобные программные решения таят в себе потенциальную опасность: в случае незапланированных отключений или сбоев компьютера данные, не успевшие записаться из RAM-кеша на SSD, естественно, будут утеряны.

Кроме того, с накопителями серии M8V утилита PlexTurbo функционирует в урезанном виде: максимальный объём создаваемого в оперативной памяти кеша ограничен величиной 1 Гбайт.

Ещё одна программа из комплекта Plextor – PlexCompressor. Эта утилита представляет собой надстройку над файловой системой, которая осуществляет автоматическую компрессию малоиспользуемых файлов, освобождая дополнительное дисковое пространство. Причём работает такое сжатие очень выборочно. Чтобы не создавать излишней нагрузки на процессор компьютера, оно затрагивает лишь те файлы, которые не использовались пользователем как минимум в течение последних 30 дней. В том же случае, когда к такому сжатому файлу произойдёт обращение, он будет возвращён в исходное состояние.

И последняя утилита, о которой необходимо рассказать, — это PlexVault. Она предлагает реализовать на накопителе шифрование данных. Однако нужно понимать, что речь идёт не об аппаратном шифровании, которое в M8V не реализовано, а о чисто программных алгоритмах, которые при своей работе загружают центральный процессор.

   

PlexVault может создавать один или несколько шифрованных контейнеров, причём в обычных условиях они видны лишь авторизованным в программе пользователям, которые знают «секретные» комбинации клавиш и пароль. Впрочем, использовать такое средство в серьёзных применениях мы бы всё равно не посоветовали — как минимум потому, что Plextor не делится никакой информацией об используемых алгоритмах шифрования и не проводит независимый аудит своего криптографического решения.

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

Plextor M8V позиционируются в качестве массового SATA-накопителя, построенного на самых современных технологиях флеш-памяти. Поэтому сравнивать его логично с подобными же моделями на 64-слойной трёхмерной флеш-памяти с трёхбитовыми ячейками, представленными и выведенными на рынок в течение последних месяцев большинством ведущих производителей.

В результате список протестированных моделей накопителей получается следующим:

Весь приведённый перечень составлен из накопителей, где применяется 64-слойная флеш-память. Однако аппаратные платформы в них различны. Crucial MX500 основан на памяти производства Micron; Intel SSD 545s базируется на памяти Intel; Plextor M8V вместе с Smartbuy Puls и Toshiba TR200 – накопители с Toshiba BiSC3; в WD Blue 3D NAND тоже используется BiSC3-память, но выпущенная SanDisk, и, наконец, накопители Samsung 860 EVO и PRO – это решения на базе трёхмерной памяти Samsung с трёхбитовыми и двухбитовыми ячейками соответственно.

#Производительность последовательного чтения и записи

Скорость последовательного чтения с Plextor M8V, как это обычно и бывает у SATA-накопителей, ограничивается SATA-интерфейсом. По записи же он в число лидеров не входит, но в то же время демонстрирует вполне приемлемый результат на уровне 340 Мбайт/с. К тому же не стоит забывать о SLC-кеше, который позволяет записывать на M8V небольшие объёмы информации с максимальной скоростью.

Производительность произвольного чтения

К сожалению, комбинация из контроллера SM2258 и BiCS3-памяти, которую соорудили инженеры Plextor, показывает относительно низкую производительность при операциях произвольного чтения. Пожалуй, это – главное разочарование в сегодняшнем тестировании. Производительность M8V, конечно, выше, чем у накопителей на контроллерах Phison, но прочие SSD, построенные на контроллерах Silicon Motion, например Intel SSD 545s или Crucial MX500, выдают значительно лучшие результаты.

Производительность произвольной записи

Plextor M8V не блещет высокими показателями и при операциях случайной записи. В отсутствие очереди запросов этот SSD отстаёт лишь от накопителей Samsung, но при появлении очереди даже небольшой глубины ситуация сильно меняется и M8V отстаёт от большинства соперников, сравниваясь по производительности с Smartbuy Puls – накопителем на аналогичной BiSC3-памяти Toshiba, но с контроллером Phison.

Производительность при смешанной нагрузке

Вообще, накопители, построенные на контроллерах Silicon Motion, обычно очень резво обслуживают смешанные операции, за что мы их нередко хвалим. Однако с Plextor M8V ситуация нетипична. Отключив фирменную технологию динамического SLC-кеширования и реализовав вместо этого статический кеш, разработчики Plextor несколько ухудшили один из главных козырей платформы. Но при случайной смешанной нагрузке при примерно равном соотношении между числом операций чтения и записи производительность M8V всё-таки оказывается на сравнительно неплохом уровне. Приличную скорость он может обеспечить и при последовательных смешанных операциях, когда преобладающее число операций чтения разбавлено небольшим количеством записей. Иными словами, в определённых сценариях M8V вполне способен оказываться достаточно неплохим решением.

Производительность в CrystalDiskMark

С точки зрения CrystalDiskMark, Plextor M8V – относительно быстрая модель SSD, которая уступает Samsung 860 EVO или Crucial MX500 лишь по скорости случайного чтения. Однако не стоит забывать, что данный бенчмарк оперирует тестовым файлом небольшого объёма, поэтому измеренные им показатели характеризуют быстродействие SLC-кеша, а не накопителя в целом.

Производительность в PCMark 8 Storage Benchmark 2.0

Интегральный показатель PCMark8 – теста, который моделирует поведение пользователя при работе в распространённых приложениях, – ставит Plextor M8V на достаточно высокий уровень. Среди SATA SSD последнего поколения он смотрится вполне достойно, а это значит, что популярные в прошлом модели на планарной или 32-слойной флеш-памяти ему проигрывают. Более того, Plextor M8V превосходит здесь и современные модели, в основе которых лежат контроллеры Phison, и даже оставляет позади себя Intel SSD 545s.

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

Производительность при реальной нагрузке

В копировании и прочих файловых операциях Plextor M8V уступает накопителям Samsung 860 EVO, Intel SSD 545s и Crucial MX500, но при этом он оставляет позади любые решения, основанные на флеш-памяти BiCS3. Возможно, решение разработчиков Plextor использовать в своём новом продукте вместе с такой памятью чип SM2258 в чём-то было оправданно: контроллеры Phison и Marvell на трёх диаграммах, приведённых выше, проявляют себя явно хуже.

Примерно то же самое можно сказать и о том, с какой скоростью с Plextor M8V загружаются игры и приложения. Этот накопитель здесь – лучший среди конкурентов с такой же памятью BiCS3 производства как Toshiba, так и SanDisk. К сожалению, при этом он не обыгрывает решения на 64-слойной трёхмерной памяти авторства Intel, Micron или Samsung, но тем не менее показывает вполне достойные результаты. Иными словами, имея давние и налаженные связи именно с Toshiba, разработчики Plextor попытались сделать из чипов этого производителя максимально быстрый SATA SSD, и им это действительно удалось. По крайней мере, никаких иных платформ, которые бы позволяли выжать из BiCS3-памяти больше, мы до настоящего момента не встречали.

#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.

До исчерпания свободных страниц флеш-памяти Plextor M8V отличается сравнительно неплохим для потребительского SSD постоянством производительности. Моментальная скорость при случайной записи данных на накопитель практически не меняется (за исключением момента окончания SLC-кеша). Это значит две вещи. Во-первых, что в M8V поддерживается прямая запись в TLC 3D NAND в обход SLC-кеша – режим Direct-to-TLC. Во-вторых, что микропрограмма накопителя сравнительно неплохо оптимизирована и позволяет контроллеру заниматься фоновой активностью без ущерба для «внешней» производительности. Содействует этому и то, что в M8V используется более вместительный, чем обычно, DRAM-буфер.

Однако после окончания свободного пространства в массиве флеш-памяти Plextor M8V постоянство производительности теряется, а производительность заметно падает. В итоге поведение этой модели SSD характерно для добротного, но всё же построенного на бюджетной платформе решения.

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.

Plextor M8V оказывается способен освобождать блоки флеш-памяти под будущие операции не только по команде операционной системы TRIM, но и даже без неё. Это – характерная особенность практически любых SSD компании Plextor. В случае M8V ёмкостью 512 Гбайт во время простоя контроллер накопителя «собирает мусор» автономно и высвобождает тем самым порядка 7 Гбайт флеш-памяти под будущие операции. Это делает возможным применять такой SSD даже в тех средах, где TRIM не поддерживается.

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.

Обработка TRIM у Plextor M8V занимает до 4 секунд при удалении файла объёмом 32 Гбайт. Причём в течение этого времени накопитель практически полностью «выпадает из жизни». Скорости любых операций падают до околонулевого уровня, а время отклика возрастает до десятых долей секунды. Иными словами, владельцам M8V стоит быть готовыми к тому, что SSD будет заметно «тормозить» после удаления больших объёмов данных. Впрочем, подобным образом ведут себя и другие накопители на базе контроллера SM2258.

#Выводы

Фирма Plextor продолжает придерживаться курса, взятого много лет назад. Она не пользуется стандартными платформами, предлагаемыми разработчиками контроллеров, и всегда пытается на основе имеющихся на рынке компонентов создать что-то своё. Для этой цели в первую очередь используются программные средства, но, как показывает практика, микропрограмма для твердотельных накопителей значит очень многое, и подход Plextor нередко позволяет получить весьма интересные результаты.

Plextor M8V как раз и является ярким примером такого «интересного результата». В нём разработчики скрестили «ужа и ежа»: контроллер SM2258, который изначально был оптимизирован под флеш-память Intel/Micron, с BiSC3 (TLC 3D NAND) производства Toshiba. Получилось неплохо: M8V оказался самым быстрым накопителем на базе трёхмерной памяти Toshiba/SanDisk, который превосходит не только решения на платформах Phison, но и даже накопитель WD Blue 3D NAND с контроллером Marvell. Однако при этом надо иметь в виду, что 64-слойная флеш-память Toshiba оказалась по скоростным характеристикам хуже, чем подобная по структуре память других производителей. Поэтому обогнать по производительности SATA-накопители последнего поколения, выпускаемые компаниями Crucial, Intel или Samsung, у Plextor M8V не получилось.

Впрочем, это совсем не значит, что новинка Plextor не представляет интереса. Напротив, M8V заведомо лучше подавляющего большинства SATA SSD прошлых поколений, которые основывались на планарной памяти. Кроме того, его проигрыш лучшим современным SATA-накопителям отнюдь не категоричен по своему масштабу. Поэтому при условии правильного ценообразования Plextor M8V будет представлять немалый интерес для массового пользователя. Правда, пока ситуация с ценами, к сожалению, выглядит далеко не лучшим образом. Очевидно, производство чипов BiSC3 у Toshiba всё ещё не развёрнуто на полную мощность, и партнёры этого производителя необходимых объёмов чипов не получают. Это затрагивает и Plextor M8V: данная модель поставляется в магазины с перебоями и продаётся явно дороже, чем должна.

Так что пока этот накопитель не подешевеет до уровня WD Blue 3D NAND и Smartbuy Puls и не станет доступнее, чем Samsung 860 EVO или Crucial MX500, предлагаемое им сочетание цены и производительности нельзя назвать выгодным. Однако, повторимся, технологический потенциал для того, чтобы стать популярным SATA SSD, у этой модели есть. Посмотрим, как будут развиваться события.



Оригинал материала: https://3dnews.ru/970028