Оригинал материала: https://3dnews.ru/970558

Обзор NVMe-накопителя ADATA XPG SX8200: быстрее Samsung, дешевле Samsung

Технические характеристики. Внешний вид и внутреннее устройство

В нашем недавнем обзоре нового потенциального хита, Samsung 970 EVO, мы говорили, что ситуация на рынке NVMe SSD в этом году сильно изменилась и для самсунговской новинки, в отличие от её предшественника, наверняка найдутся достойные по соотношению цены и производительности альтернативы. Сказано это было совсем не ради красного словца: подобные утверждения связаны с тем, что сотрудники лаборатории 3DNews на тот момент уже были наслышаны о скором выходе перспективной общедоступной платформы для твердотельных накопителей, которая должна позволить производителям второго-третьего эшелона собирать продукты, не уступающие по характеристикам свежеанонсированному массовому предложению Samsung. Такая платформа была разработана компанией Silicon Motion и формально представлена в начале этого года, а к настоящему моменту она достигла зрелости и наконец-то готова к полномасштабному внедрению.

В состав многообещающей платформы Silicon Motion входит семейство базовых контроллеров SM2262 и SM2262EN, а также трёхмерная 64-слойная флеш-память второго поколения производства Intel или Micron. Собственно, с предвестником массового появления накопителей, основанных на этой платформе, мы хорошо знакомы. Впервые контроллер SMI SM2262 отметился в Intel SSD 760p – NVMe-накопителе, который мы сразу же отнесли к числу весьма интересных и заслуживающих самого пристального внимания вариантов. Однако судить по интеловскому продукту о том, какими могут быть остальные SSD на базе SM2262, не совсем верно. Дело в том, что в Intel SSD 760p используется микропрограмма, разработанная инженерами микропроцессорного гиганта полностью самостоятельно, в то время как остальным своим партнёрам Silicon Motion предлагает совсем другую референсную прошивку.

Узнать же, какие характеристики могут обеспечить SSD, использующие одновременно и аппаратные, и программные составляющие новой платформы Silicon Motion, мы смогли лишь немного позднее, когда на американском рынке появился выполненный по эталонному дизайну накопитель HP EX920. К нашему большому удивлению, тесты зарубежных коллег показали, что по производительности он даже превосходит Intel SSD 760p. Интрига от этого стала ещё сильнее, и мы с большим нетерпением стали ждать того момента, когда что-то подобное HP EX920 появится в российских магазинах.

И вот свершилось. В продаже появился NVMe-накопитель ADATA XPG SX8200 – ещё один носитель платформы SMI SM2262 в её эталонном виде. Естественно, появление такого многообещающего NVMe SSD, который может посоперничать с Samsung 970 EVO при более низкой рекомендованной стоимости, мы пропустить никак не могли. И как только появилась такая возможность, взялись за обзор новинки.

#Технические характеристики

То, что новый контроллер Silicon Motion SM2262 позволяет создавать накопители, соперничающие по уровню производительности с решениями Samsung, выглядит как настоящее чудо. Вспомните, в основе контроллеров Samsung Polaris и Phoenix используется мощнейший пятиядерный ARM-процессор, а SM2262 базируется всего лишь на двух ядрах с архитектурой ARM Cortex. К тому же у контроллера Silicon Motion далеко не впечатляющая родословная: предыдущий NVMe-контроллер этой команды разработчиков, SM2260, применялся исключительно в продуктах начального уровня, которые стабильно проигрывали всем конкурентам во всевозможных сравнениях. Не вселяет веру в потенциал SM2262 и рассказ разработчиков о том, что этот чип представляет собой улучшенную версию SM2260, в которой оптимизации пришлись главным образом на программную составляющую.

Впрочем, определённые улучшения всё-таки есть и в аппаратной части. В новом чипе появилась совместимость с протоколом NVMe 1.3, добавилась улучшенная коррекция ошибок с использованием LDPC-кодирования, а встроенный контроллер DRAM обрёл поддержку DDR4 SDRAM. По всей видимости, Silicon Motion попутно увеличила и тактовые частоты. Иначе объяснить тот факт, что при неизменном количестве каналов для работы с флеш-памятью (их восемь) заявленная производительность SM2262 по сравнению с SM2260 выросла в разы на случайных операциях и как минимум на треть – на линейных, невозможно.

Часть заслуги в том, насколько удачной получилась новая платформа Silicon Motion, лежит и на флеш-памяти. Новый контроллер оптимизирован под 64-слойную TLC 3D NAND второго поколения производства Intel или Micron. И в том, что такая память у этих производителей получилась очень удачной, мы уже неоднократно убеждались на всевозможных примерах. Не будет преувеличением даже сказать, что любой из SSD, куда бы ни пришла такая память, сразу становится намного лучше предшественников, и платформа SM2262 только развивает эту тенденцию.

Главное преимущество трёхмерной памяти Intel/Micron второго поколения кроется в её более естественной с точки зрения контроллера SSD организации. Она изготавливается в виде полупроводниковых кристаллов оптимальной ёмкости — по 256 Гбит, которая позволяет получать массивы флеш-памяти с достаточной степенью параллелизма для того, чтобы контроллер мог раскрыть весь свой потенциал.

И в сумме получается гигантский скачок вперёд. Если сравнить характеристики нового ADATA XPG SX8200, где используется контроллер SM2262 и 64-слойная TLC 3D NAND компании Micron второго поколения, со спецификациями ADATA XPG SX7000, в котором использовался чип SM2260 и трёхмерная трёхбитовая память Micron первого поколения, то окажется, что производительность скакнула в 1,8–2,4 раза. Улучшились и другие параметры.

Производитель ADATA
Серия XPG SX8200
Модельный номер ASX8200NP-240GT ASX8200NP-480GT ASX8200NP-960GT
Форм-фактор M.2 2280
Интерфейс PCI Express 3.0 x4 – NVMe 1.3
Ёмкость, Гбайт 240 480 960
Конфигурация
Микросхемы памяти: тип, интерфейс, техпроцесс, производитель Micron 64-слойная 256-Гбит TLC 3D NAND
Контроллер SMI SM2262
Буфер: тип, объём DDR3-1600,
256 Мбайт
DDR3-1600,
512 Мбайт
DR3-1600,
1024 Мбайт
Производительность
Макс. устойчивая скорость последовательного чтения, Мбайт/с 3200 3200 3150
Макс. устойчивая скорость последовательной записи, Мбайт/с 1100 1700 1700
Макс. скорость произвольного чтения (блоки по 4 Кбайт), IOPS 200 000 310 000 310 000
Макс. скорость произвольной записи (блоки по 4 Кбайт), IOPS 240 000 280 000 280 000
Физические характеристики
Потребляемая мощность: бездействие/чтение-запись, Вт 0,14/0,33
MTBF (среднее время наработки на отказ), млн ч 2,0
Ресурс записи, Тбайт 160 320 640
Габаритные размеры: Д × В × Г, мм 80 × 22 × 3,5
Масса, г 8
Гарантийный срок, лет 5

Впрочем, приведённые в таблице численные величины производительности по сравнению с паспортными характеристиками Samsung 970 EVO выглядят не слишком убедительно. Но тут надо учитывать важный момент. С точки зрения пиковых скоростей накопитель Samsung действительно мощнее как минимум потому, что его базовый контроллер располагает значительно более серьёзными вычислительными ресурсами. Но изделия вроде ADATA XPG SX8200 планируют побеждать не грубой силой, а правильно расставленными акцентами в оптимизации. Так, контроллер SM2262 не гарантирует рекордных результатов при глубоких очередях запросов, зато обещает высокие скорости на нагрузке, свойственной среднестатистическим десктопам, – при незначительной конвейеризации и при смешанных операциях.

Кроме того, не стоит забывать о том, что за числами в официальных спецификациях прячутся важные нюансы, касающиеся работы технологии ускоренной записи, которая стала непременным атрибутом всех современных потребительских накопителей, построенных на базе флеш-памяти с трёхбитовыми ячейками. В ADATA XPG SX8200, в частности, SLC-кеш работает не по статическому, а по динамическому принципу. Это значит, что он размещается в основном массиве флеш памяти, и объём информации, который можно записать в ускоренном режиме, зависит от того, сколько свободного места есть на SSD. Например, у чистого накопителя объём SLC-кеша доходит до четверти от общей ёмкости.

Проиллюстрировать работу SLC-кеширования легко при помощи графика скорости непрерывной последовательной записи на ADATA XPG SX8200 ёмкостью 480 Гбайт (измерения проводились на свободном SSD).

Здесь мы видим привычную трёхступенчатую линию, которая характерна для SSD с технологией динамического SLC-кеширования. Первая ступень – запись в ускоренном режиме, которая выполняется со скоростью порядка 1,7 Гбайт/с. Это – несколько меньше скорости SLC-кеша Samsung 970 EVO, однако нужно иметь в виду, что SLC-кеш в ADATA XPG SX8200 позволяет записать с высокой производительностью примерно в шесть раз больше данных.

Вторая ступень, отображающая скорость записи на уровне 340 Мбайт/с, – это быстродействие записи, которую XPG SX8200 предлагает после окончания свободного пространства в кеше. Однако нужно понимать, что в данном случае контроллер накопителя одновременно с записью в TLC-память занимается уплотнением данных, которые до этого были сохранены в SLC-режиме, и именно поэтому производительность получается столь невысокой. Впрочем, к реальной жизни это имеет лишь отдалённое отношение, поскольку необходимость в одномоментной непрерывной записи огромных массивов информации представить себе тяжело.

Что же касается скорости работы массива памяти в «простом» TLC-режиме, то её можно оценить по третьей ступени, которая видна в самом конце заполнения тестового SSD. Восьмиканальный массив Micron TLC 3D NAND второго поколения в трёхбитовом режиме обеспечивает скорость записи на уровне 550 Мбайт/с, и это – тоже немного меньше скорости массива флеш-памяти в Samsung 970 EVO. В целом же получается такая картина: для того, чтобы при помощи непрерывной линейной записи полностью «забить» ёмкость ADATA XPG SX8200 480 Гбайт, требуется потратить примерно 18 минут. В то же время объём Samsung 970 EVO 500 Гбайт при аналогичных вводных заполняется за 13 минут, то есть интегрально массив флеш-памяти, реализованный Samsung, при «тупой» последовательной записи работает побыстрее.

Но это не мешает ADATA позиционировать новинку в качестве предложения достаточно высокого уровня. Строго говоря, в модельном ряду ADATA существует продукт, формально стоящий в иерархии выше XPG SX8200, это – XPG SX9000 на контроллере Marvell. Но теперь компания планирует сделать XPG SX8200 новым флагманом, а производство девятитысячной модели завершить. И в свете этого совсем неудивительно, что для XPG SX8200 предлагаются очень неплохие условия гарантийного обслуживания. Его срок установлен в 5 лет, а разрешённые объёмы записи рассчитаны из условия перезаполнения до 3/8 полной ёмкости SSD ежедневно в течение всего гарантийного срока. Это, к слову, примерно соответствует условиям гарантии на Samsung 970 EVO.

Однако среди характеристик ADATA XPG SX8200 всё же есть немало аспектов, по которым этот накопитель уступает «эталонному» Samsung 970 EVO. Например, ADATA не предлагает вариант своего SSD ёмкостью 2 Тбайт. Да и ёмкости остальных моделей кратны 240, а не 250 Гбайт. Это позволяет в XPG SX8200 содержать очень большой резерв, на который отводится до 13 % от всего размера массива флеш-памяти. Но для чего он столь обширен, особенно с учётом, что SLC-кеш им не пользуется, не совсем понятно. На традиционные цели: сборку мусора, выравнивание износа и подменный фонд — потребительской модели SSD столько явно не требуется. Да и накопители на контроллере SM2262 других производителей отдают пользователю на 6,7 % пространства больше.

#Внешний вид и внутреннее устройство

Для тестирования мы по традиции выбрали версию ADATA XPG SX8200 ёмкостью 480 Гбайт. Выбор именно данного варианта обосновывается вполне очевидными аргументами. Производительность полутерабайтного накопителя не ограничивается параллелизмом массива флеш-памяти, как в случае 240-гигабайтной версии, а более ёмкая модификация XPG SX8200 на 960 Гбайт попросту ещё не поступила в продажу.

ADATA старается не множить сущности, и все её NVMe-накопители имеют только один вариант исполнения – в виде M.2-модуля форм-фактора 2280 с интерфейсом PCI Express 3.0 x4. Иными словами, если вы захотите установить XPG SX8200 в полноразмерный слот PCI Express, а не в M.2, переходник придётся приобретать отдельно. Впрочем, хотя бы один разъём M.2 сегодня можно найти на любой сколь-нибудь современной материнке. Поэтому преимущество полноразмерных SSD в HHHL-исполнении в совместимости утратило свою актуальность, осталось лишь преимущество в охлаждении. Но создателям XPG SX8200 есть что возразить и на это: накопитель поставляется в комплекте с алюминиевой пластиной, которую можно наклеить на поверхность чипов и добиться таким образом более эффективного снятия и рассеивания тепла.

Дизайн печатной платы ADATA XPG SX8200 – эталонный, инженеры компании не стали вносить в него никаких изменений и воспользовались наработками специалистов Silicon Motion. Это значит, что плата рассматриваемого накопителя двухсторонняя и микросхемы памяти расположены на обеих ее сторонах.

 

Задняя сторона накопителя при этом закрыта этикеткой, где задекларирован артикул и серийный номер накопителя. Никаких сведений о дате производства или об установленной на заводе прошивке на наклейке нет.

Элементная база ADATA XPG SX8200 представлена семью чипами — такое обилие микросхем на небольшой плате M.2 2280 площадью 17 см2 встречается нечасто. При этом массив флеш-памяти – это лишь четыре чипа из всего набора. Причём о них стоит поговорить отдельно, ведь эти микросхемы несут на себе маркировку отнюдь не Micron, а ADATA. Это значит, что на самом деле компания закупает у Micron неразрезанные пластины с кристаллами NAND и вопросами их расчленения, сортировки и размещения в микросхемах занимается сама. В 480-гигабайтной версии накопителя в каждую из них попадает по четыре 256-гигабитных полупроводниковых устройства TLC 3D NAND c 64 слоями. Это значит, что восьмиканальный контроллер в XPG SX8200 пользуется двукратным чередованием устройств.

Стоит отметить, что такая самостоятельность ADATA при финальной сборке микросхем памяти – палка о двух концах. С одной стороны, производитель SSD несколько экономит при закупке и получает возможность предлагать конечным покупателям более выгодные цены. Однако с другой – он по собственному усмотрению может изменять стандарты качества и в погоне за прибылью пускать в оборот такую флеш-память, которую сама Micron отправила бы в брак. Впрочем, в отношении XPG SX8200 производитель уверяет, что в эту модель будут устанавливаться лишь наиболее качественные и надёжные чипы NAND, сомнительные же по параметрам устройства отправятся в бюджетные, а не во флагманские продукты.

Ещё две микросхемы на рассматриваемом накопителе составляют DRAM-буфер. Для этой цели ADATA выбрала 256-мегабайтные чипы DDR3-1600 производства Nanya. Несмотря на то, что контроллер SM2262 может работать с DRAM-буфером на базе DDR4, этой возможностью разработчики решили не пользоваться. Но зато они реализовали другое преимущество новой платформы Silicon Motion: оперативная память в XPG SX8200 общается с контроллером по 32-битной (а не 16-битной) шине. Это – один из важных факторов, который должен помочь XPG SX8200 обыгрывать прочие накопители на мелкоблочных операциях.

Последний, седьмой чип на плате ADATA XPG SX8200 – это собственно контроллер SM2262. Здесь мы видим его обычную версию: без интеловского брендирования, как на Intel SSD 760p. Контроллер имеет точно такие же габариты, как его предшественник, SM2260, и точно также закрыт сверху медной никелированной пластиной, которая должна помогать теплоотводу.

#Программное обеспечение

С сервисным программным обеспечением у ADATA дело обстоит далеко не лучшим образом. Фирменная утилита для накопителей компании существует, но развивается она крайне вяло, а её возможности и интерфейс оставляют желать лучшего.

Впрочем, имеющаяся утилита SSD Toolbox с новым XPG SX8200 совместима и базовую функциональность всё-таки предоставляет.

   

Так, помимо выдачи полной диагностической информации о SSD, ADATA SSD Toolbox позволяет провести проверку флеш-памяти накопителя, отослать на него пакет команд TRIM или выполнить автоматическую настройку параметров операционной системы (отключение Superfetch, Prefetch и дефрагментации).

   

Также через ADATA SSD Toolbox можно произвести обновление микропрограммы и выполнить процедуру Secure Erase.

Кроме того, после регистрации приобретённого XPG SX8200 на сайте производителя можно получить ключ к популярной программе для клонирования данных Acronis True Image HD 2013/2015.

Тестирование. Выводы

#Методика тестирования

Тестирование проводится в операционной системе Microsoft Windows 10 Enterprise x64 Build 16299, 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 128 Кбайт (наиболее типичный размер блока при последовательных операциях в десктопных задачах). Тестирование проводится при различной глубине очереди запросов, что позволяет оценивать как реалистичные, так и пиковые параметры быстродействия.
    • 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.
    • 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.
    • 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.
    • 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.
    • 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 6.0.0
    • Синтетический тест, который выдаёт 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, в качестве тестового набора используется рабочая директория, включающая офисные документы, фотографии и иллюстрации, pdf-файлы и мультимедийный контент общим объёмом 8 Гбайт.
    • Измерение скорости архивации файлов. Тест проводится с той же рабочей директорией, что и копирование, а в качестве инструмента для компрессии файлов избран архиватор 7-zip версии 9.22 beta. Для уменьшения влияния производительности процессора используется метод Deflate.
    • Исследование скорости разворачивания архива. Тест проводится с архивом, полученным при измерении скорости архивации.
    • Оценка скорости запуска игрового приложения. Измеряется производительность дисковой подсистемы при выполнении сценария, захваченного при запуске игры Far Cry 4 и загрузке в ней уровня с пользовательским сохранением. Для минимизации влияния производительности процессора и памяти все задержки, возникающие по их вине, из тестового сценария убраны.
    • Оценка скорости старта приложений, формирующих типичную рабочую пользовательскую среду. Измеряется производительность дисковой подсистемы при выполнении сценария, захваченного при запуске пакета приложений, который состоит из браузера Google Chrome, текстового редактора Microsoft Word, графического редактора Adobe Photoshop и видеоредактора Adobe Premiere Pro с рабочими файлами. Для минимизации влияния производительности процессора и памяти все задержки, возникающие по их вине, из тестового сценария убраны.

#Тестовый стенд

С выходом процессоров Coffee Lake и наборов логики трёхсотой серии мы решили обновить тестовую систему, которая используется для измерения производительности NVMe-моделей SSD. Всё-таки такие накопители в первую очередь покупают энтузиасты, переходящие на новые платформы, и поэтому логично было бы именно такую платформу использовать в тестовых испытаниях.

В итоге в качестве тестовой платформы используется компьютер с материнской платой ASUS Maximus X Hero, процессором Core i5-8600K со встроенным графическим ядром Intel UHD Graphics 630 и 8 Гбайт DDR4-2666 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) 15.9.0.1015. Накопители с интерфейсом M.2 устанавливаются в соответствующий слот материнской платы, запитанный от чипсета. Накопители в виде карт PCI Express устанавливаются в слот PCI Express 3.0 x4, также работающий через чипсет.

Объём и скорость передачи данных в бенчмарках указываются в бинарных единицах (1 Кбайт = 1024 байт).

Отдельное пояснение следует сделать относительно закрытия процессорных уязвимостей Meltdown (CVE-2017-5754) и Spectre (CVE-2017-5715). Дело в том, что разработанные патчи заметно снижают производительность твердотельных накопителей, но, учитывая важность тестирования SSD в реальных условиях, измерения мы проводили с установленными обновлениями микропрограммы процессора и операционной системы и с активированными «заплатками».

#Список участников тестирования

ADATA XPG SX8200 – многообещающий NVMe SSD, который претендует на то, чтобы стать лучшим вариантом такого рода с точки зрения сочетания цены и производительности. Иными словами, первоочередная цель, поставленная ADATA перед собой, – сделать что-то лучшее, чем новый Samsung 970 EVO. Поэтому в тестирование, помимо главного героя обзора, в первую очередь были включены NVMe-накопители южнокорейского производителя, в компанию к которым впоследствии мы добавили другие современные NVMe SSD, пытающиеся играть в той же рыночной нише.

В результате список протестированных моделей получился следующим:

Используемые версии NVMe-драйверов:

  • Intel Client NVMe Driver 4.0.0.1007;
  • Microsoft Windows NVMe Driver 10.0.16299.15;
  • OCZ NVMe Driver 1.2.126.843;
  • Samsung NVM Express Driver 3.0.0.1802.

Стоит обратить внимание на то, что из списка протестированных накопителей прямыми соперниками ADATA XPG SX8200 являются не все модели. Используют в своей конструкции TLC 3D NAND последнего поколения (с 64 слоями) помимо главного героя лишь Intel SSD 760p, Plextor M9Pe и Samsung 970 EVO. Остальные же участники базируются на более старых вариантах флеш-памяти, поэтому они вряд ли смогут предложить сравнимые цены. Тем не менее сравнение с ними должно наглядно продемонстрировать, насколько хорошо смотрятся накопители вроде XPG SX8200 на фоне предшественников, которые совсем недавно было принято относить к числу флагманских NVMe-решений.

#Производительность последовательного чтения и записи

С первых же тестов становится понятно, что перед нами – очень многообещающая модель SSD. По скорости линейного чтения ADATA XPG SX8200 не только опережает и Samsung 960 EVO, и 970 EVO, но и приближается к Samsung 960 PRO – самому быстрому NVMe SSD сегодняшнего дня на базе NAND-памяти. Неплохо выглядит и скорость линейной записи. Реализованное в XPG SX8200 динамическое SLC-кеширование – весьма прогрессивная технология, и накопители, обладающие ей, при записи могут принять с высокой скоростью значительно больше данных, нежели SSD со статическим кешем.

Важное дополнение к сказанному позволяет сделать последний график, который показывает, как меняется скорость линейной записи с увеличением глубины очереди запросов. По нему становится очевидно, чем интересен подход Silicon Motion: этот разработчик ориентирует свою платформу на типовые десктопные нагрузки, не стараясь обеспечивать высокие скоростные характеристики SSD в тех режимах, в которых они в реальных условиях работать никогда не будут. Иными словами, профиль производительности ADATA XPG SX8200 явно оптимизирован на очереди запросов с небольшой глубиной, и это правильно, поскольку вероятность образования очереди из более чем 8 команд в десктопе стремится к нулю, а 95 процентов обращений формируют очередь глубиной не более четырёх команд.

#Производительность произвольного чтения

С мелкоблочным чтением в отсутствии очереди запросов у ADATA XPG SX8200 всё более чем хорошо. То, что контроллер SM2262 специальным образом тюнингован под такие нагрузки мы поняли ещё тогда, когда знакомились с Intel SSD 760p. Поэтому результат XPG SX8200 оказывается даже лучше, чем у Samsung 970 EVO, и в этом нет ничего удивительного.

Увеличение глубины очереди запросов, однако, оказывает на XPG SX8200 негативное воздействие. Здесь начинает играть роль вычислительная мощность базового контроллера, а ей рассматриваемая новинка похвастать не может. Примерно так же этот накопитель реагирует и на укрупнение размеров блоков, которыми совершаются произвольные операции. Иными словами, разработчики платформы SM2262 всё сделали так, чтобы она отлично смотрелась лишь при распространённых нагрузках, а разные редкие варианты задвинули на второй план. Именно поэтому накопители вроде ADATA XPG SX8200 нельзя считать универсальными. Они будут хорошо показывать себя в ноутбуках и десктопах, но совершенно не подойдут для серверного применения.

#Производительность произвольной записи

И ещё один важный момент: ADATA XPG SX8200 гораздо лучше оптимизирован под чтение, нежели под запись данных. И это тоже связано с типовой десктопной нагрузкой, которая среднестатистически на 70-80 процентов состоит именно из операций чтения. Поэтому при произвольной записи, даже без очереди запросов, XPG SX8200 уступает основной массе конкурентов.

#Производительность при смешанной нагрузке

Всё, о чём говорилось до этого, представляло больше теоретический, чем практический интерес. Рафинированные нагрузки встречаются в реальной жизни крайне редко, поэтому гораздо большее значение имеет то, как накопители справляются с теми сценариями, когда команды на чтение и запись данных приходят вперемежку. И в этом случае у ADATA XPG SX8200 всё просто блестяще. Контроллеры Silicon Motion всегда оказываются очень сильны в обработке смешанных сценариев, и в рассматриваемой новинке это их умение доведено до кульминации: XPG SX8200 оказывается даже сильнее Samsung 960 PRO, не говоря уже о Samsung 970 EVO. И особенно впечатляюще преимущество носителя платформы SM2262 проявляется при случайной смешанной нагрузке, что должно сделать из XPG SX8200 отличный первичный накопитель для производительных десктопов.

#Производительность в CrystalDiskMark

ADATA XPG SX8200 512GB

ADATA XPG SX8200 512GB

 
Samsung 970 EVO 500GB

Samsung 970 EVO 500GB

Несмотря на то, что CrystalDiskMark – простой тест, который не создаёт комплексных нагрузок и работает лишь с SLC-кешем накопителей, его результаты тоже весьма показательны. Главный козырь ADATA XPG SX8200 – в высокой скорости случайного чтения при отсутствии очереди запросов. Кроме того, нельзя не отметить, что и при других вариантах нагрузки он почти всегда обеспечивает примерно такую же, как у Samsung 970 EVO, производительность. Принципиальное отставание обнаруживается лишь при записи с глубокими очередями запросов. Впрочем, о том, что ADATA XPG SX8200 – накопитель с профилем производительности, сдвинутым в сторону операций чтения, мы уже говорили выше.

#Производительность в PCMark 8 Storage Benchmark 2.0

С точки зрения средневзвешенной производительности в реальных пользовательских задачах, которую измеряет PCMark 8, ADATA XPG SX8200 оказывается весьма интригующим предложением. Накопитель не только не отстаёт от нового массового решения Samsung, но и заметно опережает варианты, которые мы совсем недавно считали очень достойными решениями: Samsung 960 EVO и Intel SSD 760p. Получается, что в конечном итоге именно XPG SX8200, а не SSD производителей первого эшелона устанавливает новые стандарты быстродействия для недорогих NVMe-накопителей, основанных на трёхмерной памяти последнего поколения.

Впрочем, не стоит забывать, что есть ещё и Plextor M9Pe – достаточно неплохой накопитель на BiCS3-памяти, которому в PCMark 8 удаётся опередить XPG SX8200.

Интегральный результат PCMark 8 нужно дополнить и показателями производительности, выдаваемыми накопителями при прохождении отдельных тестовых трасс, которые моделируют различные варианты реальной нагрузки. Дело в том, что при разноплановой нагрузке флеш-накопители могут вести себя каким-либо особым образом.

Соотношение результатов ADATA XPG SX8200 и Samsung 970 EVO позволяет сформулировать интересный принцип: продукт ADATA сильнее в приложениях Microsoft, а решение Samsung выигрывает в приложениях Adobe. Связано это в первую очередь с тем, какие объёмы записи инициирует та или иная программа. Samsung 970 EVO действительно может обеспечить лучшее быстродействие при записи данных, сила же ADATA XPG SX8200 в быстром чтении.

#Производительность при реальной нагрузке

ADATA XPG SX8200 может похвастать достойной скоростью и при файловых операциях внутри накопителя. Однако справедливости ради стоит отметить, что Samsung 970 EVO в данном сценарии использования выдаёт всё-таки более высокие показатели. Почему так, хорошо понятно: у накопителя Samsung выше скорости линейной записи. Тем не менее заслуги XPG SX8200 умалять совсем не хочется, ведь любой другой из актуальных NVMe-накопителей, включая и Samsung 960 PRO, проигрывает новинке ADATA.

Зато отыграться ADATA XPG SX8200 легко удаётся при использовании в качестве системного накопителя. По скорости загрузки приложений и игр этому SSD попросту нет равных. Оптимизировав свою NVMe-платформу под чтение и смешанные нагрузки, Silicon Motion смогла добиться того, что её стало очень выгодно применять для первичных загрузочных SSD в современных персональных компьютерах. И приведённые выше диаграммы убедительно это подтверждают. Причём в таком сценарии использования XPG SX8200 оказывается лучше не только Samsung 970 EVO, но и Intel SSD 760p, в котором используется такой же контроллер SM2262.

#Деградация и восстановление производительности

Наблюдение за изменением скорости записи в зависимости от объёма записанной на диск информации — важный эксперимент, позволяющий понять работу внутренних алгоритмов накопителя. В данном тесте мы загружаем SSD непрерывным потоком запросов на случайную запись 4-килобайтных блоков с очередью максимальной глубины и попутно следим за той производительностью, которая при этом наблюдается. На приведённом ниже графике в виде точек отмечены результаты измерений моментальной производительности, которые мы снимаем ежесекундно, а чёрная линия показывает среднюю скорость, наблюдаемую в течение 30-секундного интервала.

При первоначальном заполнении объёма накопителя легко прослеживается три различных варианта производительности. Первый – 155 тысяч IOPS – соответствует записи в ускоренном режиме в SLC-кеш. После того как объём SLC-кеша исчерпан, скорость падает до 80 тысяч IOPS – в это время контроллер накопителя записывает данные в TLC-формате и при этом занимается перепрограммированием ячеек, которые были заполнены ранее в однобитовом формате. Третий вариант производительности – 135 тысяч IOPS – наблюдается тогда, когда запись в TLC 3D NAND происходит в обычном режиме, без какой-либо фоновой активности контроллера. Таким образом, в большинстве случаев производительность ADATA XPG SX8200 достаточно высока, но при перепрограммировании ячеек флеш-памяти из SLC-состояния в TLC она может снижаться до уровня, который больше характерен для SATA SSD. Впрочем, работа в таком режиме – искусственно созданные условия, повторить которые в реальной жизни будет проблематично.

После того как однократное заполнение данными ADATA XPG SX8200 завершено, производительность ожидаемо падает. При этом накопитель не отличается соблюдением постоянства моментальной производительности, что выдаёт в нём пусть и хорошо оптимизированную, но сравнительно слабую аппаратную платформу – контроллер Silicon Motion SM2262 на базе процессора с двумя ядрами.

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.

Обработка команды TRIM никаких нареканий не вызывает. После её подачи производительность возвращается к первоначальному уровню. Это значит, что в современных операционных системах ADATA XPG SX8200 сможет жить без каких-либо признаков «старения» или «деградации».

Без помощи со стороны операционной системы XPG SX8200 автономной сборкой мусора практически не занимается. Иными словами, очень желательно, чтобы среда, в которой будет использоваться этот накопитель, обладала поддержкой TRIM. Впрочем, представить себе операционную систему с поддержкой NVMe, но без TRIM очень тяжело, поэтому такая особенность реализации алгоритмов сборки мусора в XPG SX8200 нареканий не вызывает – всё это в пределах нормы.

Гораздо важнее, чтобы быстрое и эффективное исполнение команды TRIM не было для двухъядерного контроллера SM2262 слишком тяжёлой задачей. Дело в том, что обработка 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.

После удаления файла объёмом 32 Гбайт накопителю нужно около 3 секунд, чтобы привести себя в норму. В течение этого срока он перестаёт реагировать на внешние воздействия практически полностью. Время отклика вырастает до десятых долей секунды, а производительность падает до нуля даже при чтении. Поведение не из приятных, но справедливости ради стоит заметить, что у ADATA XPG SX8200 обработка TRIM выполняется как минимум не медленнее, чем у конкурентов. Напомним, тот же Samsung 970 EVO 500 Гбайт после удаления такого же объёма информации тратил на приведение себя в порядок более 15 секунд правда при этом он не демонстрировал полного отказа от обработки поступающих на него команд.

#Проверка температурного режима

Контроллер SM2262 по сравнению со своим предшественником стал производиться по более современному техпроцессу. Кроме того, ADATA добавила в XPG SX8200 некое подобие радиатора – теплорассеивающую алюминиевую пластину, закрывающую всю лицевую поверхность накопителя и способствующую отводу тепла. Всё это должно положительным образом сказаться на температурном режиме, что было бы весьма уместно, если вспомнить о том, что NVMe-накопители на прошлом контроллере SMI, SM2260 при невысокой производительности доходили до перегрева очень быстро.

Для проверки того, как греется ADATA XPG SX8200 на практике, мы последили за температурным режимом при его нагрузке последовательными операциями с глубиной очереди запросов в 32 команды. Измерения проводились на открытом стенде, какой-либо дополнительный обдув SSD воздушным потоком не производился.

При чтении никаких проблем с температурным режимом у ADATA XPG SX8200 нет вообще. В простое этот накопитель сохраняет температуру порядка 30-35 градусов, четырёхминутное непрерывное линейное чтение приводит к прогреву до 54 градусов, но для NVMe SSD это – весьма невысокая температура. Например, тот же Samsung 970 EVO в аналогичных условиях нагревается на несколько градусов больше.

Критическая для ADATA XPG SX8200 температура, при которой активируется троттлинг, составляет 70 градусов. Достичь её при записи в принципе возможно, но для этого нужно очень постараться. Например, в наших условиях потребовалась непрерывная линейная запись в течение трёх минут, за время которой на накопитель поступило почти 180 Гбайт информации. Понятно, что в реальных условиях данные на SSD такими большими порциями не пишутся. Поэтому XPG SX8200 можно смело отнести к числу NVMe-накопителей M.2-формата, практически не подверженных перегреву и троттлингу. В этом отношении новинку ADATA можно поставить на одну ступень с накопителями Samsung 970 EVO, тепловой режим которых тоже позволяет обходиться без установки каких-то специальных систем охлаждения.

#Выводы

Эмпирическое правило о том, что лучшие потребительские SSD выпускает компания Samsung, неожиданно утрачивает свою силу, по крайней мере в отношении продуктов с интерфейсом NVMe. Инженерная команда Silicon Motion смогла разработать платформу, которая в совокупности предлагает производительность не хуже, чем обеспечивает новейший массовый SSD южнокорейского производителя, Samsung 970 EVO. А это значит, что в сегмент NVMe SSD приходит реальная конкуренция, и с каждым днём достойных альтернатив будет становиться всё больше.

Сегодня мы смогли познакомиться с ADATA XPG SX8200 – одним из первых конечных решений на базе эталонной версии многообещающей платформы SM2262. И как показали его тесты, в роли быстрого и сравнительно недорогого SSD для ПК он действительно выглядит лучше, чем Samsung 970 EVO. Причём, благодаря высокой скорости чтения на очередях команд с небольшой глубиной и блестящей оптимизации под смешанные операции, при нагрузке, свойственной типичным ноутбукам и десктопам, этот накопитель обходит по быстродействию не только «эталонное» предложение Samsung, но и вообще почти все массовые NVMe SSD, которые можно купить сейчас за разумные деньги. Иными словами, для роли первичного накопителя для производительных сборок у нас появился новый фаворит.

Привлекательность XPG SX8200 связана не только с тем, что он оказался прекрасно оптимизирован для типовых ПК-нагрузок. Одновременно с этим, благодаря использованию второго поколения TLC 3D NAND компании Micron, ADATA получила возможность продавать свой продукт по очень интересной цене: практически наверняка вариант ADATA окажется не только производительнее в целом, но и дешевле, чем Samsung 970 EVO.

К этому нужно прибавить, что XPG SX8200 производит впечатление и вполне качественной железки. С одной стороны, ADATA снабжает SSD дополнительной теплоотводящей пластиной, действительно помогающей в охлаждении. С другой – обещает отбирать для комплектации накопителя лучшие 64-слойные полупроводниковые кристаллы NAND, закупаемые у Micron. Кроме того, на XPG SX8200 даётся продолжительная, пятилетняя гарантия, а разрешённый объём перезаписи превышает подобные ограничения популярных моделей конкурентов.

Есть ли у ADATA XPG SX8200 недостатки? Да, есть. Например, на рынок не поставляется модификаций этого SSD высокой ёмкости. Кроме того, нужно понимать, что при насыщенных нагрузках серверного характера или в сценариях с преобладающими интенсивными операциями записи этот накопитель уже не будет выглядеть столь же блистательно. Однако для большинства пользователей эти минусы критичными совершенно не являются.

А значит, общий вывод такой: в ассортименте у ADATA действительно появился массовый NVMe-накопитель, заслуживающий на данный момент эпитета «лучшая покупка».

Лучшая покупка


Оригинал материала: https://3dnews.ru/970558