Обзор накопителя Intel Optane SSD 905P и его сравнение с Optane SSD 900P и 800P, а также с Samsung 970 PRO

На вопрос, какой из имеющихся на рынке твердотельных накопителей следует считать самым быстрым, сегодня существует вполне однозначный ответ: это, вне всяких сомнений, Intel Optane SSD – появившееся в прошлом году семейство носителей информации, которое использует в своей основе принципиально новую энергонезависимую память 3D XPoint. Хотя старшие решения в семействе Optane SSD немного уступают флагманским накопителям на базе обычной NAND-памяти в линейных скоростях, они обеспечивают совершенно иной уровень производительности благодаря очень низкой латентности, которая в несколько раз меньше показателей традиционных SSD. Именно в этом и кроется магия Optane SSD: молниеносный доступ к данным обеспечивает совершенно иной опыт и делает компьютеры, использующие такие системы хранения информации, более проворными и отзывчивыми, нежели конфигурации с обычными твердотельными накопителями на базе NAND-флеш.

Мы уже разбирали в подробностях все сильные стороны Optane SSD в специальном обзоре. Если говорить вкратце, то накопители этого класса имеют более прогрессивную по сравнению с обычными SSD архитектуру, которая определяется памятью 3D XPoint. Ячейки такой памяти построены на иных физических принципах – эффекте фазового перехода. Благодаря этому 3D XPoint по своим свойствам резко отличается от NAND: она позволяет прямой побитовый, а не страничный доступ к хранимым данным и перед записью не требует никакой предварительной подготовки ячеек в виде операций стирания. Optane SSD эффективно эксплуатирует эти преимущества, и поэтому революционные интеловские накопители кардинально переигрывают флагманские SSD с привычной архитектурой как минимум в скорости обработки мелкоблочных операций.

Между тем даже самые навороченные модели Optane SSD, принадлежащие к серии Optane SSD 900P, не лишены серьёзных недостатков, из-за которых новая технология пока не может прорубить себе дорогу на массовый рынок. Главной проблемой, конечно же, является цена: выпуск 3D XPoint в пересчёте на удельную ёмкость обходится в несколько раз дороже выпуска NAND. В результате пока накопители Optane SSD попадают лишь в избранные системы верхнего ценового диапазона, и до выхода последующих поколений 3D XPoint с более высокой плотностью ячеек, что ориентировочно произойдёт не ранее конца 2019 года, эта ситуация, очевидно, не поменяется.

Однако ничто не мешает Intel потихоньку устранять прочие проблемы. И первый шаг в этом направлении уже сделан. В дополнение к Optane SSD 900P на рынке появилась ещё одна серия подобных накопителей – Optane SSD 905P. Несмотря на то, что числовой индекс в её названии наводит на мысли о крайне незначительных изменениях, на деле их более чем достаточно. К тому же некоторые из них делают новый продукт заметно привлекательнее и никак не могут быть отнесены к категории минорных.

Во-первых, в серии Optane SSD 905P появились модели увеличенной ёмкости, которая достигла типичной для потребительских накопителей величины 960 Гбайт. Во-вторых, путём оптимизации микропрограммы интеловские инженеры увеличили производительность как на линейных, так и на произвольных нагрузках. В-третьих, оптимизации улучшили и энергоэффективность: накопители с обновлённым дизайном обещают быть менее горячими. В-четвёртых, с учётом современных тенденций потребительского рынка, Intel переосмыслила строгий внешний вид 3D XPoint-продуктов для энтузиастов и добавила им светодиодную RGB-подсветку. И в-пятых, компания реализовала возможность включения Optane SSD 905P в систему посредством разъёмов M.2, а не только через разъёмы U.2 или слоты PCIe.

Обходить вниманием столь обширный список изменений было бы неправильно, поэтому мы провели тестирование Optane SSD 905P, сравнив его как с другими Optane SSD, так и с классическими накопителями верхнего уровня, и готовы поделиться результатами.

⇡#Технические характеристики

Рассказ о том, что представляет собой Optane SSD 905P, будет недолгим. Выпуском этой модели Intel дополнила сформированное ранее семейство Optane SSD 900P, поэтому с одной стороны, от новинки не стоит ждать никаких принципиальных архитектурных усовершенствований, а с другой – модельный ряд Optane SSD 905P широтой отнюдь не отличается.

Но определённые особенности у Optane SSD 905P всё же есть, хотя этот накопитель, как и его предшественник, продолжает базироваться на том же семиканальном контроллере SLL3D собственной интеловской разработки, а в качестве памяти использует привычные двухслойные 128-гигабитные чипы 3D XPoint первого поколения, которые производятся Intel по 20-нм технологии. Главные отличия кроются в программной части: для Optane SSD 905P написана новая оптимизированная прошивка, которая, с одной стороны, отличается с точки зрения управления питанием, а с другой – выводит контроллер на более высокую частоту и использует улучшенные алгоритмы для обслуживания мелкоблочных операций. Именно этим и обусловливаются преимущества Optane SSD 905P в производительности и энергоэффективности.

При этом модельный ряд нового флагманского решения на базе 3D XPoint состоит всего из двух моделей: 480-гигабайтного SSD в 2,5-дюймовом исполнении с U.2-интерфейсом и 960-гигабайтной HHHL-платы (половинной длины, половинной высоты) для слота PCIe x4. В сумме с уже имеющимися тремя моделями Optane SSD 900P получается, что для пользователей теперь становятся доступны версии «большого Optane SSD» объёмом 280, 480 и 960 Гбайт в виде PCIe-плат и объёмом 280 и 480 Гбайт – в 2,5-дюймовом формате. Но те модификации, которые носят наименование Optane SSD 905P, обещают немного лучшие характеристики, что явным образом отражено в спецификациях:

Главное, что следует вынести из этой таблицы: согласно обещаниям производителя, Optane SSD 905P быстрее своего более раннего собрата примерно на 10 процентов при операциях записи и на 4 процента – при чтении. Кроме того, обновлённые модели имеют на 1-2 Вт более низкое тепловыделение. Этих мер, естественно, недостаточно для того, чтобы Optane SSD 905P смог достигать при последовательных операциях пропускной способности шины PCI Express 3.0 x4. И догнать лучшие SSD на базе NAND-памяти по скорости линейного чтения и записи он не сможет. Но улучшение всё равно приятное, тем более что никаких дополнительных наценок в честь него сделано не было. Как и раньше, 480-гигабайтный накопитель новой версии, по мнению производителя, должен стоить $600, а 960-гигабайтная модель оценена в $1 300.

Нет существенных отличий и в прочих характеристиках. В частности, Intel не стала увеличивать разрешённый ресурс перезаписи и срок гарантии. Компания предполагает, что ежедневная десятикратная перезапись полной ёмкости накопителя в течение пяти лет – это и так совершенно избыточное ограничение для пользователей настольных компьютеров и обещать ещё больше нет никакого смысла.

Зато заметное (в том числе и в прямом смысле) нововведение коснулось внешнего вида старшей версии Optane SSD 905P 960 Гбайт. Она, в отличие от предшественников, получила встроенную в радиатор светодиодную RGB-подсветку. Но это касается лишь максимальной по объёму модели. Вариант накопителя объёмом 480 Гбайт в U.2-исполнении при этом никаких эффектных элементов оформления не получил.

Много ожиданий было связано с тем, что в новой серии Optane SSD 905P появятся версии, которые можно будет установить в слот M.2. Более того, образцы таких накопителей объёмом 380 Гбайт даже демонстрировались на выставке Computex. Однако до сих пор в продаже их нет, но зато Intel предложила альтернативное решение, как можно подключить в слот M.2 «большой Optane» объёмом 480 Гбайт. Один из вариантов поставки Optane SSD 905P в U.2-формате идёт в комплекте со специальным кабелем для сопряжения расположенного на накопителе разъёма SFF-8639 напрямую со слотом M.2.

Поскольку и U.2, и M.2 предлагают лишь различную обёртку для четырёх линий PCI Express, возможность их прямой коммутации удивления не вызывает. Зато те пользователи, системы которых лишены U.2-портов и не имеют свободных слотов PCIe, в конечном итоге всё-таки получают доступ к флагманским Optane SSD большой ёмкости. Это – определённо хорошая новость для сторонников компьютеров формата Mini-ITX и Micro-ATX.

⇡#Внешний вид и внутреннее устройство

Для проведения тестирования был выбран Optane SSD 905P ёмкостью 480 Гбайт. Благодаря этому мы смогли сопоставить два флагманских Optane SSD, относящихся к разным модельным рядам. Впрочем, производительность у Optane SSD от ёмкости накопителя не зависит. Контроллером, применяемым в устройствах этого класса, чередование при доступе к памяти, как и какая-либо промежуточная буферизация, не используется, и все операции обслуживаются синхронно. Однако Optane SSD 905P 480 Гбайт интересен ещё и своим внешним исполнением, ведь это – накопитель в редком формате U.2.

Вообще, форм-фактор U.2 – это больше серверная тема. Привычный 2,5-дюймовый размер U.2-накопителей с толщиной 15 мм выбран для того, чтобы такие SSD было удобно использовать в типовых серверных корзинах. Именно поэтому габаритные размеры Optane SSD 905P не отличаются от размеров какого-нибудь механического диска с интерфейсом SAS. Но это вовсе не значит, что Optane SSD 905P не получится поставить в десктопный корпус: он прекрасно войдёт и в стандартное место для SATA SSD.

Несложно решить вопрос и с подключением. Первый вариант: U.2-накопитель можно подключить к U.2-порту на материнской плате. Правда, потребительские платы с такими разъёмами встречаются довольно редко, поэтому такой вариант устроит далеко не всех. В этом случае подойдёт второй вариант: можно воспользоваться переходником, позволяющим установить U.2-накопитель в слот PCI Express 3.0 x4 на материнской плате. Подобные переходники очень просты по своему устройству и в изобилии представлены, например, на Aliexpress.com.

Существует и третий вариант: если внимательно прошерстить Aliexpress.com, то можно найти адаптеры другого вида, которые превращают в разъём U.2 слот M.2.

Однако если вы хотите подключить U.2-накопитель именно через M.2, то лучше сразу купить модификацию Optane SSD 905P 480 Гбайт с артикулом SSDPE21D480GAM3. К ней в комплекте предлагается кабель, позволяющий подключить U.2-накопитель прямо в слот M.2 на материнской плате без помощи каких-либо промежуточных звеньев. Правда, в этом случае для накопителя потребуется ещё и внешнее питание – SATA-кабель от блока питания нужно будет воткнуть в «отросток» интерфейсного кабеля U.2.

В конечном итоге U.2-версия, несмотря на всю свою непривычность, представляется даже удобнее варианта в виде платы расширения для слота PCI Express: способов подключить U.2-накопитель в систему оказывается даже больше.

Внешний вид у Optane SSD 905P 480 Гбайт несколько своеобразен. 2,5-дюймовый алюминиевый корпус этого накопителя служит гигантским радиатором: его верхняя и нижняя поверхность щедро распаханы глубокими бороздами, увеличивающими площадь поверхности. Правда, сказать при этом, что Optane SSD сколь-нибудь заметно греется, совершенно невозможно. Даже при интенсивной работе и без дополнительного обдува воздушным потоком температура корпуса не поднимается выше 45 градусов.

Внутри U.2-версии Optane SSD 905P 480 Гбайт находится такая же начинка, как и в накопителе Optane SSD 900P 480 Гбайт, который мы тестировали ранее. Это значит, что все улучшения в более новой версии действительно имеют исключительно программную природу. С аппаратной же точки зрения ничего не изменилось: проприетарный интеловский контроллер SLL3D управляет семиканальным массивом из 35 устройств памяти 3D XPoint. Это значит, что «сырой» объём памяти в 480-гигабайтной версии Optane SSD суммарно составляет 560 Гбайт, а «лишние» гигабайты используются для хранения метаданных, реализации RAID 5-подобного контроля чётности и для подменного фонда. Обратите внимание: здесь мы не говорим про сборку мусора, потому что 3D XPoint не требует никакой предварительной подготовки для последующей записи, и в Optane SSD этот процесс не заложен.

В то же время в Optane SSD 905P 480 Гбайт Intel перешла на использование микросхем большей ёмкости. В то время как в прошлой версии накопителя были установлены чипы с одним и двумя кристаллами внутри, теперь производитель использует в том числе и микросхемы, в которых штабелировано по четыре оконечных устройства 3D XPoint. Именно это и позволило Intel вместить внутрь 2,5-дюймового корпуса 480 с гаком Гбайт памяти. А вот более вместительные, чем 480-гигабайтная версия, накопители класса Optane SSD пока возможны лишь в виде HHHL-плат, которые предоставляют для микросхем больше посадочного пространства.

Говоря о внутренностях Optane SSD 905P 480 Гбайт, стоит отметить ещё две любопытные детали. Во-первых, на обильное применение в конструкции накопителя термопрокладок. Ими снабжены все без исключения микросхемы: не только контроллер, но и чипы 3D XPoint.

Во-вторых, среди пятнадцати микросхем, составляющих элементную базу накопителя, не видно привычного чипа динамической памяти. И в этом нет ничего странного: любой из Optane SSD действительно обходится без DRAM-буфера. Архитектура 3D XPoint принципиально отличается от архитектуры NAND на логическом уровне, и массив памяти, составленный из устройств 3D XPoint с прямым доступом, не требует сложной адресации с применением таблицы трансляции адресов. К тому же память 3D XPoint имеет на порядки более низкую по сравнению с NAND латентность. Всё это позволяет полностью отказаться в Optane SSD от дополнительной прослойки в виде DRAM.

⇡#Программное обеспечение

Компания Intel традиционно снабжает свои накопители достаточно функциональной утилитой SSD Toolbox, которая совместима и с Intel Optane SSD 905P. В целом она похожа на другие подобные программы, однако нужно понимать, что из-за особенностей 3D XPoint-памяти многие привычные функции обслуживания SSD в данном случае не нужны. В частности, для Optane SSD нет необходимости в специальной настройке или передаче на накопитель команды TRIM, поэтому часть возможностей Intel SSD Toolbox в системе с такими накопителями будет недоступна.

Тем не менее утилита позволяет получить подробную информацию о состоянии накопителя и о значениях его параметров S.M.A.R.T.

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

Также с помощью SSD Toolbox можно проверить актуальность используемой накопителем микропрограммы и инициировать операцию Secure Erase (только в Windows 7).

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.