Оригинал материала: https://3dnews.ru/983706

Обзор NVMe-накопителя ADATA XPG SX8200 Pro: не навреди

Характеристики. Внешний вид и внутреннее устройство

Последние два года выдались достаточно тяжёлым периодом для производителей твердотельных накопителей второго-третьего эшелона. С одной стороны, в 2017-м многие из них пострадали из-за серьёзного дефицита чипов NAND, а с другой – в 2018 году заметно активизировались компании из первого эшелона в лице Samsung, Western Digital, Micron и Intel, которые стали активно выдавливать с рынка более мелких конкурентов. Изменившаяся конъюнктура быстро всё расставила по своим местам, в результате чего стало очень хорошо понятно, какие из производителей SSD занимались этим бизнесом постольку-поскольку, а какие рассчитывали занять достойное место и добросовестно вкладывались в разработки, репутацию и маркетинг.

Положительный пример производителя второго эшелона, которого не сломили никакие трудности, — небезызвестная ADATA. Эта компания не только прочно обосновалась на рынке, не уступив своё место гигантам, но и смогла существенно расширить свой бизнес, в то время как многие её конкуренты фактически перестали заниматься твердотельными накопителями. Например, за прошлый год она сумела увеличить продажи SSD примерно на 15 %, причём значительный рост был достигнут не только в сегменте бюджетных продуктов, но и по продажам производительных накопителей, использующих NVMe-интерфейс.

Причины успеха достаточно очевидны: с одной стороны, ADATA достигла соглашения о стабильных поставках качественной 3D NAND с компанией Micron, а с другой – активно работала над развитием своего модельного ряда, раз за разом выбирая удачных партнёров из числа разработчиков контроллеров. В частности, для наиболее доступных накопителей компания находила соответствующие контроллеры, не гнушаясь работой как с хорошо зарекомендовавшими себя фирмами масштаба Marvell и Silicon Motion, так и с новичками вроде Maxiotek и Realtek. При этом в создании продуктов верхнего уровня ADATA стабильно опиралась на платформы Silicon Motion — и это оказалось очень мудрым и дальновидным решением.

Дело в том, что за последние несколько лет Silicon Motion смогла стать ведущим независимым поставщиком контроллеров SSD, масштабы бизнеса которого нетрудно оценить по тому факту, что в прошлом году эта компания отгрузила потребителям свою шестимиллиардную микросхему. Однако о том, насколько хороши решения Silicon Motion в инженерном плане, судить лучше по другим достижениям. Например, она может похвастать поставками чипов для накопителей ведущих производителей уровня Micron и Intel. Но ещё больше впечатляет то, что, начав с создания маломощных контроллеров для бюджетных SSD, Silicon Motion за несколько лет смогла дойти до того, что сегодня её микросхемы почти не уступают лучшим решениям Samsung и SanDisk, которые долгое время считались недостижимым для других идеалом.

Именно про это и планировался изначально наш сегодняшний обзор. В нём мы собирались рассказать о том, насколько выдающийся твердотельный накопитель можно сконструировать, если взять самую современную и самую лучшую платформу Silicon Motion (SMI) и начинить её добротной 64-слойной TLC 3D NAND производства Micron. Собрать такую конфигурацию, безусловно, мог бы любой из производителей SSD, но мы почему-то не удивлены, что этим производителем в очередной раз оказалась именно ADATA. Эта компания один раз уже смогла удивить нас, когда предложила накопитель XPG SX8200, переигравший по производительности Samsung 970 EVO. Но теперь она собралась блеснуть ещё сильнее и переплюнуть новейший Samsung 970 EVO Plus, который мы совсем недавно назвали лучшим массовым SSD с интерфейсом NVMe.

Вот только подход, выбранный ADATA на этот раз, вызывает серьёзные вопросы. Но не будем забегать вперёд.

#Технические характеристики

Главная причина, по которой новый накопитель ADATA XPG SX8200 Pro так заинтересовал как компьютерных энтузиастов в целом, так и нас в частности, – контроллер SMI SM2262EN. Именно применение этой микросхемы и отличает XPG SX8200 Pro от предшествующей версии флагманского NVMe SSD компании – простого XPG SX8200. Массив флеш-памяти в XPG SX8200 Pro такой же, как и раньше, но благодаря внедрению усовершенствованной модификации контроллера новый накопитель должен быть намного быстрее – именно так преподносит свою новинку сама ADATA.

И в этом есть определённая логика. Контроллер SM2262 стал первым решением Silicon Motion, позволившим NVMe-накопителям производителей второго эшелона достичь лидирующего уровня быстродействия. Чип SM2262EN изначально позиционировался как корпоративная (Enterprise) версия обычного SM2262 с дополнительными алгоритмами, направленными на повышение надёжности работы. Но в результате оптимизации изначального контроллера инженерам Silicon Motion удалось получить серьёзно отличающуюся по характеристикам платформу, поэтому разработчики сочли правильным предложить её и на массовый рынок. Это и сделало возможным выпуск таких продуктов, как ADATA XPG SX8200 Pro, или его близких аналогов – HP EX950 или Transcend NVMe SSD 220S.

К сожалению, мы не имеем детальной информации о том, что стало ключом к заметному росту характеристик быстродействия в SM2262EN. Разработчики говорят, что базовая архитектура в обновлённой версии контроллера осталась нетронутой. В нём, как и раньше, реализовано восемь каналов для организации массива флеш-памяти, поддерживается интерфейс PCI Express 3.0 x4, а в основе лежит пара процессорных ядер ARM Cortex-R. Фактически изменения касаются лишь микропрограммы, причём её низкоуровневой составляющей, то есть тех алгоритмов, которые контроллер применяет для чтения и записи аналоговой информации из ячеек памяти и для её преобразования в цифровую форму.

Сама Silicon Motion утверждает, что в SM2262EN им удалось повысить скорость последовательной записи на величину до 60 %, а производительность при произвольном чтении и записи – на 10-15 % и 40 % соответственно. Если же говорить конкретно о ADATA XPG SX8200 Pro, то характеристики этого накопителя приобрели следующий вид.

Производитель ADATA
Серия XPG SX8200 Pro
Модельный номер ASX8200PNP-256GT ASX8200PNP-512GT ASX8200PNP-1TT
Форм-фактор M.2 2280
Интерфейс PCI Express 3.0 x4 – NVMe 1.3
Ёмкость, Гбайт 256 512 1024
Конфигурация
Микросхемы памяти: тип, интерфейс, техпроцесс, производитель Micron 64-слойная 256-Гбит TLC 3D NAND
Контроллер SMI SM2262EN
Буфер: тип, объём DDR3-1600,
256 Мбайт
DDR3-1600,
512 Мбайт
DDR3-1600,
1024 Мбайт
Производительность
Макс. устойчивая скорость последовательного чтения, Мбайт/с 3500 3500 3500
Макс. устойчивая скорость последовательной записи, Мбайт/с 1200 2300 3000
Макс. скорость произвольного чтения (блоки по 4 Кбайт), IOPS 220 000 390 000 390 000
Макс. скорость произвольной записи (блоки по 4 Кбайт), IOPS 290 000 380 000 380 000
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

Показатели быстродействия в спецификациях действительно подросли, и теперь линейные скорости старшей версии XPG SX8200 Pro вплотную подобрались к пропускной способности интерфейса PCI Express 3.0 x4 не только при чтении, но и при записи. Предшествующий XPG SX8200 был при таком виде нагрузки медленнее чуть ли не вдвое. То же касается и производительности при произвольных операциях: для новой модели заявлены существенно более высокие скорости, и в первую очередь это касается записи.

Флеш-память же здесь совершенно ни при чём. Недавно мы тестировали обновлённый накопитель Samsung 970 EVO Plus, и там рост производительности был достигнут за счёт перехода на более современную архитектуру памяти. Но у ADATA XPG SX8200 Pro выигрыш в быстродействии достигается другими путями, ведь в его основе лежит такая же память, как и у обычного XPG SX8200, – 64-слойная TLC 3D NAND компании Micron с 256-гигабитными кристаллами. Обновлённый контроллер SM2262EN действительно адаптирован в том числе и для перспективной 96-слойной памяти, но в ADATA решили не дожидаться того момента, когда Micron начнёт массово поставлять такую флеш-память на открытый рынок, выбрав широко доступную и хорошо зарекомендовавшую себя TLC 3D NAND прошлого, второго поколения, с 64 слоями.

Иными словами, произошедшее ускорение действительно полностью определяется контроллером, а точнее его алгоритмами, один из которых – алгоритм ускоренной записи, реализуемый посредством SLC-кеша. Как и раньше, он в ADATA XPG SX8200 Pro работает по динамической схеме, то есть кеш размещается в основном массиве флеш-памяти, и объём информации, который можно записать в ускоренном режиме, зависит от того, сколько свободного места есть на SSD. Однако в деталях реализации произошли существенные изменения.

Что изменилось, нетрудно увидеть, если посмотреть на график скорости непрерывной последовательной записи на пустой ADATA XPG SX8200 Pro ёмкостью 512 Гбайт.

Начать стоит с того, что реальная скорость записи данных в массив флеш-памяти у нового накопителя по сравнению со стандартным ADATA XPG SX8200 выше далеко не всегда. Фактически выигрыш в производительности заметен лишь при записи в ускоренном SLC-режиме. Прошлый SSD на базе контроллера SM2262 в этом случае обеспечивал скорость порядка 1,7 Гбайт/с, а теперь она выросла до 1,9 Гбайт/с. При этом скорость записи в обычном TLC-режиме, напротив, уменьшилась. У ADATA XPG SX8200 она составляла 550 Мбайт/с, новый же накопитель XPG SX8200 Pro выдаёт лишь 470 Мбайт/с.

В свете таких изменений разработчикам пришлось целиком перекроить стратегию работы SLC-кеша. Если раньше накопитель заполнял массив флеш-памяти в однобитовом режиме до тех пор, пока это позволяло свободное место, переходя на трёхбитовую запись лишь тогда, когда SLC-режим оказывался более недоступным, у XPG SX8200 Pro объём SLC-кеша стал вдвое меньше по размеру. То есть скоростная запись доступна теперь лишь на половине свободной ёмкости SSD. Зато при длительных операциях, приводящих к переходу в TLC-режим, накопителю не требуется сразу же прибегать к уплотнению информации, записанной ранее в однобитовом режиме. В результате нагрузка на контроллер стала меньше, и окончание свободного места в кеше не приводит, как раньше, к снижению линейной скорости до 340 Мбайт/с — этот параметр получается в полтора раза выше.

Поэтому на приведённом выше графике линейной скорости непрерывной записи на чистую 512-гигабайтную версию ADATA XPG SX8200 Pro можно выделить три ступени. Первые 80 Гбайт пишутся в SLC-режиме со скоростью 1,9 Гбайт/с. Последующие 240 Гбайт записываются в TLC-режиме со скоростью 550 Мбайт/с. И последние 192 Гбайт дописываются уже в TLC-режиме с одновременным уплотнением данных, сохранённых ранее в однобитовом режиме, – в этом случае линейная скорость падает до 300 Мбайт/с. То есть на качественном уровне ADATA XPG SX8200 Pro по сравнению с XPG SX8200 предлагает более быстрый динамический SLC-кеш, который при этом стал вдвое меньше по ёмкости и в лучшем случае позволяет ускорить запись объёма данных, равного примерно одной шестой, а не одной третьей от свободного на SSD места.

Но главная новость в стратегии кеширования XPG SX8200 Pro – не сокращение объёма флеш-памяти, используемой для записи в SLC-режиме, а то, что накопитель теперь кеширует операции не только записи, но и чтения. Правда, применённый подход не имеет никаких продвинутых алгоритмов предвыборки, а использует самую тупую логику. Информация, попавшая в SLC-кеш при записи, переносится из него в TLC-память с большой задержкой, и это приводит к тому, что сценарии, при которых происходит чтение только что записанных данных, обслуживаются заметно быстрее, чем чтение данных, сохранённых на SSD ранее.

В реальной жизни чтение свежезаписанных данных вряд ли может считаться распространённым сценарием. Поэтому стратегия, реализованная в ADATA XPG SX8200 Pro, пользу обычным пользователям, скорее всего, не принесёт. Но зато она позволяет эффективно пускать пыль в глаза и заметно поднимать показатели накопителя в бенчмарках, ведь это в первую очередь для них характерно измерение скорости чтения по обращениям к только что созданному тестовому файлу. А это значит, что большинство результатов тестов XPG SX8200 Pro не соответствует реальной производительности этого накопителя – по ним можно лишь увидеть, насколько быстро происходит чтение из SLC-кеша, в то время как при повседневном использовании SSD почти все данные на самом деле читаются из массива TLC-памяти.

Чтобы не быть голословными, мы провели простой эксперимент, в течение которого измеряли скорость случайного чтения из свежего файла как сразу же после его создания, так и спустя некоторое время, когда на накопитель были записаны дополнительные объёмы данных.

Интерпретация результатов очень проста. Пока файл только создан и всё ещё находится в SLC-кеше, накопитель обеспечивает скорость мелкоблочного чтения (блоками по 4 Кбайт без очереди запросов) на уровне 57 Мбайт/с. Однако как только под влиянием последующих операций записи файл мигрирует из кеша в обычную TLC-память, скорость чтения падает где-то на 20 % – до 45 Мбайт/с. Для вытеснения исходного файла из кеша на чистом накопителе оказывается достаточно записать порядка 60 Гбайт данных, то есть перенос старых данных из SLC-кеша в массив обычной памяти происходит тогда, когда кеш заполняется на три четверти.

Из этого можно сделать сразу несколько выводов. Во-первых, обычные бенчмарки, которые измеряют скорости, оперируя специально созданным для измерений файлом, выдают для ADATA XPG SX8200 Pro неправильные, завышенные скорости чтения. Во-вторых, хотя динамический кеш этого накопителя и предполагает достаточно большой объём, в большинстве случаев он оказывается на три четверти уже заполненным ранее записанными данными, что снижает его эффективность при операциях записи.

Возможно, это заявление прозвучит слишком громко, но очень похоже, что оптимизации алгоритмов кеширования в ADATA XPG SX8200 Pro ориентированы на увеличение результатов, которые этот накопитель показывает в тестах, а совсем не на рост производительности в реальных пользовательских сценариях. Поэтому утверждение, что Pro-версия SSD значительно быстрее ординарного XPG SX8200, мы бы поставили под вопрос. Прояснить ситуацию поможет подробное тестирование, к которому мы сейчас и перейдем.

Впрочем, считать, что все улучшения в XPG SX8200 Pro имеют исключительно «читерский» характер, всё-таки не стоит. Ведь некоторые изменения вообще не связаны с показателями быстродействия. Например, ADATA XPG SX8200 Pro по сравнению с предшественником получил более высокие ёмкости, кратные 256, а не 240 Гбайт. В результате пользователям  достаются дополнительные 6 процентов объёма, которые, соответственно, отрезаны от служебной области накопителя. Однако не стоит бояться уменьшения надёжности: как показали тесты выносливости XPG SX8200, для своих старших моделей SSD компания ADATA приобретает у Micron первосортную память, которая способна без ошибок переносить очень высокую нагрузку.

Кроме того, в модельном ряду XPG SX8200 Pro обещана и двухтерабайтная модификация, которая ранее не предлагалась. Правда, сейчас её в продаже тоже нет, но, по крайней мере, производитель утверждает, что имеет намерение выпустить её несколько позднее.

А вот условия гарантии на ADATA XPG SX8200 Pro остались абсолютно теми же. На накопитель даётся пятилетняя гарантия, а объём разрешённой записи рассчитан так, что целиком накопитель можно перезаписать максимум 640 раз. Это вполне типичное ограничение для сегодняшних SSD ведущих производителей.

#Внешний вид и внутреннее устройство

ADATA XPG SX8200 Pro – накопитель в форм-факторе M.2 2280, который работает через шину PCI Express 3.0 x4 и поддерживает интерфейс NVM Express версии 1.3. Для тестирования мы взяли модель ёмкостью 512 Гбайт. Благодаря существенному снижению цен такой объём для производительных SSD с NVMe-интерфейсом сегодня стал одним из самых популярных вариантов среди энтузиастов.

По первому же взгляду на выбранную версию XPG SX8200 Pro становится ясно, что этот накопитель очень многое унаследовал от предыдущего XPG SX8200. Более того, старая и новая модификация используют идентичные печатные платы, что возможно благодаря совместимости по выводам между контроллерами SM2262 и SM2262EN. Иными словами, чтобы отличить XPG SX8200 Pro по внешним признакам, смотреть надо на маркировку контроллера, а именно на наличие букв ENG, а не G в окончании его модельного номера.

Плата рассматриваемого накопителя двухсторонняя, и микросхемы памяти расположены на обеих ее сторонах. Это значит, что данный накопитель толще популярных NVMe SSD крупных производителей (например, WD Black NVMe или Samsung 970 EVO Plus), и потому он может не подойти для некоторых тонких ноутбуков.

 

Две микросхемы на рассматриваемом накопителе составляют DRAM-буфер. Он собран на базе пары 256-мегабайтных чипов DDR3-1600 производства Nanya. Это весьма нестандартное решение, предложенное в новых платформах Silicon Motion, в результате которого буферная динамическая память общается с контроллером по 32-битной, а не 16-битной, как в иных SSD, шине. В результате XPG SX8200 Pro получает определённое преимущество при работе с мелкоблочными операциями, где контроллеру требуется активно взаимодействовать с таблицей трансляции адресов. Элементная база ADATA XPG SX8200 Pro представлена семью чипами — такое обилие компонентов на накопителях формата M.2 встречается нечасто. Но массив флеш-памяти сформирован всего из четырёх микросхем, несущих на себе маркировку самой ADATA. Дело в том, что компания закупает у производителя полупроводников цельные пластины с кристаллами NAND и самостоятельно их разрезает, сортирует и упаковывает в микросхемы. Если говорить о накопителе ёмкостью 512 Гбайт, то в нём каждая из четырёх микросхем флеш-памяти содержит внутри себя по четыре 256-гигабитных кристалла 64-слойной TLC 3D NAND производства Micron, что позволяет восьмиканальному контроллеру для доступа к такому массиву пользоваться двукратным чередованием устройств в каждом канале. Именно поэтому терабайтная версия XPG SX8200 Pro может быть быстрее полутерабайтной – четырёхкратное чередование имеет лучшую эффективность при операциях записи.

Стоит упомянуть, что у накопителя ADATA XPG SX8200 Pro есть брат-близнец – XPG Gammix S11 Pro. Это абсолютно такой же продукт, но с геймерским декором — закрывающим лицевую сторону платы SSD фигурным алюминиевым радиатором. И надо сказать, охлаждение для такого накопителя лишним совсем не будет, поскольку нагревается во время работы он достаточно заметно. Поэтому для XPG SX8200 Pro производитель тоже предусмотрел теплорассеивающую пластину.

Но в этом случае она не имеет никакой сложной формы и изначально на накопитель не наклеена. Установить её пользователь должен самостоятельно — в том случае, если слот M.2, в котором предполагается использовать SSD, не имеет штатного радиатора.

#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 внешний вид оставляют желать лучшего. Например, каждый раз во время тестирования нам сильно досаждает её неумение корректно масштабировать свой интерфейс на 4K-мониторе в соответствии с настройками операционной системы.

Тем не менее поддержка новых накопителей в ADATA SSD Toolbox своевременно добавляется.

   

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 Pro на сайте производителя можно получить ключ к популярной программе для клонирования данных Acronis True Image HD 2013/2015.

Результаты тестов. 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 и латентности 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 6.0.2
    • 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 Refresh мы решили в очередной раз обновить тестовую систему, которая используется для измерения производительности NVMe-моделей SSD. Всё-таки подобные накопители в первую очередь покупают энтузиасты, переходящие на новые платформы, и поэтому логично использовать в тестовых испытаниях новейшую платформу.

В итоге в качестве тестовой платформы используется компьютер с материнской платой ASRock Z390 Taichi, процессором Core i7-9700K со встроенным графическим ядром Intel UHD Graphics 630 и 8 Гбайт DDR4-2666 SDRAM. Накопители с интерфейсом M.2 во время тестирования устанавливаются в соответствующий слот материнской платы, подключённый к чипсету. 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 и Spectre. Существующие патчи заметно снижают производительность твердотельных накопителей, поэтому измерения проводятся с деактивированными «заплатками» OC, предназначенными для закрытия этих уязвимостей.

#Список участников тестирования

На ADATA XPG SX8200 Pro возложены очень большие надежды. Многие хотят верить, что этот SSD, подобно своему предшественнику, сможет стать лучшим вариантом по соотношению цены и производительности в сегменте NVMe-накопителей и потягаться с Samsung 970 EVO Plus, который очень заметно поднял планку. Поэтому для сегодняшнего теста мы отобрали лучшие варианты, доступные в настоящее время в магазинах. Это как передовые решения компании Samsung, так и накопители Intel и Western Digital. Кроме того, в тесты включён и предшественник ADATA XPG SX8200 Pro, накопитель ADATA XPG SX8200.

В результате список протестированных моделей получил следующий вид:

Используемые версии NVMe-драйверов:

  • Intel Client NVMe Driver 4.0.0.1007;
  • Microsoft Windows NVMe Driver 10.0.16299.371;
  • Samsung NVM Express Driver 3.0.0.1802.

#Производительность последовательного чтения и записи

Если говорить о картине в среднем, то скорость линейного чтения у нового ADATA XPG SX8200 Pro стала по сравнению с показателями предыдущего XPG SX8200 чуть хуже. Явное преимущество есть лишь на глубоких очередях запросов, но это – нереалистичная ситуация. Скорость же линейной записи понизилась куда заметнее. И мы знаем почему – у XPG SX8200 Pro изменены алгоритмы SLC-кеширования, и данные, не попадающие в SLC-кеш, записываются существенно медленнее. К тому же уменьшился и эффективный размер такого кеша.

В результате по скоростным показателям при последовательных операциях ADATA XPG SX8200 Pro выглядит не лучше своего предшественника и совершенно не кажется сильным соперником для нового Samsung 970 EVO Plus. Это закономерно: и в случае линейной записи в SLC-кеш, и в случае прямой записи в TLC-память Samsung 970 EVO Plus может предложить примерно в полтора раза более высокое быстродействие. Но не будем делать преждевременных выводов. Накопители на платформах Silicon Motion обычно выигрывали за счёт высокой производительности при смешанных и при случайных операциях.

#Производительность произвольного чтения

Сделанные в контроллере SM2262EN оптимизации действительно позволили поднять производительность ADATA XPG SX8200 Pro при случайном чтении, но лишь при глубокой очереди запросов. В случае же неконвейеризируемых операций чтения новый XPG SX8200 Pro слегка медленнее предшественника. В результате ни при каких вариантах случайного чтения «улучшенный» накопитель ADATA до скоростных показателей Samsung 970 EVO Plus не дотягивает.

Здесь хотелось бы подчеркнуть, что наша методика тестирования базируется на профессиональном бенчмарке IOMeter, что позволяет нам получать «истинные» скоростные показатели SSD, а не те, которые накопители показывают при чтении из SLC-кеша свежезаписанных данных. Именно поэтому оценки, которые вы видите на приведённых диаграммах, отличаются от большинства результатов тестирований в прочих источниках и корректнее отражают производительность накопителей, моделируя их работу в реалистичных условиях.

#Производительность произвольной записи

Исходя из представленных на графиках результатов, можно сказать, что с точки зрения скорости мелкоблочной записи ADATA XPG SX8200 Pro мало отличается от своего предшественника. Преимущество новой модели будет более убедительным, только если речь идёт о работе с небольшими объёмами данных, которые смогут целиком уместиться в кеш. Но тут есть один важный нюанс: в новом XPG SX8200 Pro существенно поменялась стратегия кеширования, и контроллер этого накопителя не стремится сразу же освобождать SLC-кеш для будущих операций. Напротив, данные в нём остаются на достаточно длительное время — чтобы увеличить скорость чтения недавно записанных файлов. Поэтому зачастую можно столкнуться с тем, что даже после продолжительных пауз запись на XPG SX8200 Pro достаточно больших объёмов информации в скоростном режиме оказывается невозможной, несмотря на кажущийся значительный объём предусмотренного в накопителе SLC-кеша.

Это приводит к тому, что скорость записи на накопитель может различаться в достаточно широких пределах в зависимости от того, освободил ли предварительно контроллер накопителя SLC-кеш или нет. К сожалению, влиять на эту ситуацию пользователь никак не может. Для ADATA XPG SX8200 Pro явно напрашивается функция, которую мы видели в Intel SSD 660p: пользователь может принудительно освободить SLC-кеш, подав соответствующую команду при помощи комплектной утилиты SSD Toolbox, но в накопителях ADATA она, увы, не предусмотрена.

#Производительность при смешанной нагрузке

И вот здесь проявляется главное слабое место ADATA XPG SX8200 Pro. Увлекшись не слишком уместной оптимизацией контроллера и микропрограммы SM2262EN с прицелом на стандартные бенчмарки, разработчики Silicon Motion ослабили главный козырь предшественника – способность очень эффективно работать со смешанным потоком команд. В результате если SSD требуется одновременное обслуживание операций чтения и записи, то XPG SX8200 Pro заметно проигрывает простому XPG SX8200.

Впрочем, справедливости ради стоит отметить, что высокая эффективность платформы Silicon Motion в дуплексном режиме всё равно никуда не делась. И по производительности при смешанных операциях ADATA XPG SX8200 Pro по-прежнему превосходит NVMe SSD ведущих производителей, включая и новейший Samsung 970 EVO Plus.

#Производительность в CrystalDiskMark

ADATA XPG SX8200 Pro 512 Гбайт

ADATA XPG SX8200 Pro 512 Гбайт

 
Samsung 970 EVO Plus 500 Гбайт

Samsung 970 EVO Plus 500 Гбайт

ADATA XPG SX8200 Pro – просто отличная кандидатура для участия во всяческих бенчмарках. Благодаря тому, что он переносит данные из SLC-кеша в TLC-память с задержкой, простые любительские тесты, которые работают по схеме «записать файл — прочитать файл», показывают неправдоподобно высокие показатели. Ещё бы, ведь фактически тестированию оказывается подвергнут накопитель, работающий с SLC-памятью, в то время как при реальном использовании данные будут находиться в обычной TLC-памяти, а не в быстром кеше с однобитовыми ячейками.

Но кого это волнует, когда можно похвастаться скриншотом CrystalDiskMark, на котором ADATA XPG SX8200 Pro по скорости случайного чтения без очереди запросов убедительно превосходит новинку Samsung – накопитель 970 EVO Plus!

#Производительность в PCMark 8 Storage Benchmark 2.0

Оптимизации, которые нашли воплощение в ADATA XPG SX8200 Pro, дают очень заметный эффект в стандартных бенчмарках, и PCMark 8 – не исключение. Прирост по сравнению с результатом предшественника превышает 20 %. Однако мы сомневаемся, что весь этот прирост обуславливается увеличенной эффективностью работы контроллера с флеш-памятью. Скорее всего, существенное влияние оказала появившаяся задержка в перемещении данных из SLC- в TLC-ячейки, что приводит к исполнению теста в «быстрой», а не в «обычной» части флеш-памяти.

Тем не менее выглядит всё очень красиво: ADATA XPG SX8200 Pro смог сравняться по показателю производительности с Samsung 970 EVO Plus. Причём, напомним, в накопителе Samsung ускорение достигнуто за счёт применения более новой и прогрессивной флеш-памяти, а у ADATA повышение результата обусловлено «оптимизацией» алгоритмов в контроллере и микропрограмме.

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.

Наилучшие результаты ADATA XPG SX8200 Pro показывает в сценариях, имитирующих работу в Photoshop. В таком случае этот накопитель якобы может обгонять даже Samsung 970 PRO, не говоря уже про всех прочих конкурентов. В большинстве же других приложений производительность новинки ADATA всё-таки немного ниже, чем у Samsung 970 EVO Plus.

#Производительность при реальной нагрузке

При реальной работе с файлами ADATA XPG SX8200 Pro оказывается вовсе не так хорош, как можно было бы ожидать, глядя на результаты PCMark 8 и CrystalDiskMark. В контроллере SM2262EN разработчики пожертвовали скоростью смешанных операций, и это вызвало понижение скорости всех файловых операций в пределах накопителя. Кроме того, из-за отложенного освобождения SLC-кеша, который в типичном состоянии уже заполнен данными более чем наполовину, ADATA XPG SX8200 Pro оказывается даже медленнее предшественника, занимая на диаграммах лишь позицию среднего по скорости SSD, но никак не флагмана.

В смоделированных нами реальных сценариях загрузки игр и приложений ADATA XPG SX8200 Pro демонстрирует или такую же, как у XPG SX8200, или чуть худшую производительность. В результате этот накопитель выглядит привлекательно лишь на фоне прошлогодних SSD, но до современного Samsung 970 EVO Plus ему оказывается ещё дальше, чем его предшественнику. Иными словами, достойным конкурентом свежего NVMe SSD южнокорейского производителя обновлённый накопитель ADATA стать не может при всём желании.

#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.

Всё закономерно. Первые 80 Гбайт данных, которые попадают в SLC-кеш чистого накопителя, делают это с достаточно высокой скоростью — на уровне 260 тысяч IOPS. После заполнения кеша производительность записи падает до 110 тысяч IOPS. Этот показатель выдерживается до тех пор, пока в массиве флеш-памяти не заканчивается свободное место, после чего производительность снижается дополнительно. Если эти показатели сопоставить с тем, какое быстродействие показывают другие современные NVMe-накопители, то окажется, что ADATA XPG SX8200 Pro стал хуже по сравнению с предыдущей версией, XPG SX8200, и уж тем более не дотягивает до уровня Samsung 970 EVO Plus. В качестве иллюстрации этого тезиса можно привести тот факт, что за время двухчасового теста на XPG SX8200 Pro нам удалось записать 1,3 Пбайт данных, в то время как обычный XPG SX8200 за тот же срок смог принять 1,5 Пбайт, а на Samsung 970 EVO Plus удалось записать более 1,8 Пбайт данных. Получается, что по скорости записи ADATA XPG SX8200 Pro интересен лишь до тех пор, пока эта запись осуществляется в рамках SLC-кеша.

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.

Тест реакции накопителя на TRIM преподносит ещё один сюрприз: после подачи этой команды на накопитель мы не смогли получить тот же уровень производительности, который демонстрировал чистый SSD «из коробки». И дело тут вновь в том, как ADATA XPG SX8200 Pro работает со своим SLC-кешем. Подача команды TRIM активирует сборку мусора в основном массиве памяти, но на содержимое кеша она, как следует из результатов, не распространяется. Алгоритмы освобождения SLC-кеша у нового накопителя работают сами по себе и с большой задержкой, поэтому выходит так, что скоростная запись даже после подачи TRIM включается не в полную силу, а лишь для относительно небольшого объёма данных (порядка 6,5 Гбайт). Иными словами, все традиционные плюсы динамического SLC-кеширования в XPG SX8200 Pro нейтрализованы отложенным ради повышения результатов в бенчмарках освобождением кеша.

Давайте теперь посмотрим, насколько тяжело контроллеру SM2262EN даётся обработка TRIM. 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 Pro обработка TRIM выполняется как минимум не медленнее, чем у предшественника.

#Проверка температурного режима

Хотя ADATA XPG SX8200 Pro похож на своего предшественника, ситуация с температурным режимом могла легко поменяться, ведь обновлённый накопитель использует сильно видоизменённые алгоритмы. И хотя в спецификациях контроллера SM2262EN значатся точно такие же показатели TDP, как и для SM2262, практическая проверка не помешает.

В тестировании мы последили за температурным режимом накопителя при его нагрузке последовательными операциями с глубиной очереди запросов в 32 команды. Измерения проводились на открытом стенде, какого-либо дополнительного обдува SSD воздушным потоком не было. Перед проведением теста на ADATA XPG SX8200 Pro была установлена идущая в комплекте теплораспределительная пластина, поскольку это – штатная для данного SSD система охлаждения.

Как видно из графиков, полутерабайтная версия ADATA XPG SX8200 Pro способна работать без какого-либо перегрева как при чтении, так и при записи. Троттлинг у контроллера SM2262EN включается по достижении 75 градусов, но разогреть непрерывными запросами тестируемый SSD до такой температуры нам не удалось.

Всё это отражает достаточно позитивную тенденцию – проблема перегрева затрагивает современные модели NVMe SSD всё реже и реже. И ADATA XPG SX8200 Pro стал ещё одним накопителем, который можно эксплуатировать в десктопах, не задумываясь о том, что он нуждается в каком-то специальном охлаждении.

#Выводы

Ожидания в связи с появлением на рынке ADATA XPG SX8200 Pro были крайне высокими. И сама компания ADATA, и разработчики контроллера SM2262EN в лице Silicon Motion всеми силами создавали вокруг этого накопителя образ улучшенной версии XPG SX8200, которая должна сокрушить передовые потребительские NVMe SSD, включая и недавно появившийся Samsung 970 EVO Plus. Однако проведённое тестирование показало, что новый XPG SX8200 Pro в действительности не быстрее своего предшественника, а вся проделанная оптимизация носит «читерский» характер и направлена лишь на увеличение показателей в типовых бенчмарках, которыми пользуются пользователи и большинство обозревателей.

Новый накопитель ADATA почти не отличается от предшественника по аппаратной начинке, опирается на такой же массив флеш-памяти, но использует более новую модификацию контроллера с видоизменённой микропрограммой. При этом главное нововведение касается стратегии работы SLC-кеша: теперь он ускоряет как операции записи, так и операции чтения только что записанных данных. Для этого освобождение SLC-кеша после очередной записи в XPG SX8200 Pro происходит с существенной задержкой. Но на самом деле такой подход эффективен исключительно для бенчмарков, а при реальных нагрузках он преимущества не даёт и дать не может. Тем не менее это не помешало ADATA, опираясь на данный аргумент, выставить свой новый накопитель в качестве решения нового поколения со значительно увеличенным быстродействием.

Но не стоит верить рекламе: как показывают результаты подробного тестирования, в реальных сценариях ADATA XPG SX8200 Pro почти всегда работает немного медленнее, чем обычный XPG SX8200. Преимущество новинки можно увидеть лишь в двух специфических случаях. Во-первых, при записи небольших объёмов данных, которые полностью попадают в SLC-кеш. И во-вторых, при чтении только что записанных данных. Оба сценария возникают в реальном использовании нечасто, поэтому наше мнение о XPG SX8200 Pro совершенно не совпадает с тем, что говорит про свой накопитель производитель, да и многие обозреватели, не практикующие углублённое изучение SSD.

Не видно у ADATA XPG SX8200 Pro улучшений и по иным направлениям. Стоит он как минимум не меньше предшественника, на него распространяются точно такие же условия гарантии, да и вообще вряд ли обновлённый накопитель чем-то отличается по надёжности, ведь в его основе лежит та же самая флеш-память – Micron TLC 3D NAND второго поколения. В итоге единственное преимущество XPG SX8200 Pro – немного увеличившиеся объёмы членов модельного ряда.

И этого явно недостаточно, чтобы мы посчитали новый флагман ADATA интересным предложением: при выборе между Pro и обычной версией XPG SX8200 (и Gammix S11) мы советуем по-прежнему обращать внимание на куда более удачную прошлую версию, которая не была испорчена попытками разработчиков поднять показатели в бенчмарках. Беда лишь в том, что она уже снята с производства и новых поставок больше не ожидается.

В конечном итоге никакого конкурента для Samsung 970 EVO Plus из ADATA XPG SX8200 Pro не получилось даже и близко. Новый накопитель Samsung остаётся безальтернативным лидером в сегменте массовых SSD. И после появления в отечественной рознице южнокорейской новинки рассмотренный в этом обзоре продукт ADATA может представлять интерес лишь для тех покупателей, которые захотят сэкономить. ADATA продолжает придерживаться очень агрессивной ценовой политики, и с точки зрения соотношения цены и производительности XPG SX8200 Pro всё равно остаётся весьма интересным вариантом. Но от заданного компанией Samsung флагманского уровня ADATA XPG SX8200 Pro, к сожалению, оказался слишком далек — в плане как быстродействия, так и поддержки.



Оригинал материала: https://3dnews.ru/983706