Обзор NVMe SSD-накопителя Crucial P1: NVMe по цене SATA

Путь Crucial на рынок твердотельных накопителей с интерфейсом NVMe оказался на редкость извилистым и долгим. Несмотря на то, что этот бренд принадлежит Micron, имеющей и собственное производство флеш-памяти, и гигантские инженерные ресурсы, в модельном ряду Crucial до недавних пор вообще не было ни одного накопителя с прогрессивным интерфейсом. Компания предпочитала заниматься выпуском SATA SSD, которые у неё неплохо получались, а перспективный сегмент высокопроизводительных накопителей для энтузиастов по какой-то причине обходила стороной.

Хотя на самом деле это не совсем так. Попытку начать поставки NVMe SSD для массового рынка Micron предпринимала в 2016 году, когда в её стенах был разработан продукт с названием Crucial Ballistix TX3, объединяющий контроллер SM2260 с MLC 3D NAND-памятью. Однако в конечном итоге свет он так и не увидел. Буквально за несколько дней до официального анонса компания внезапно отказалась от его выпуска и полностью свернула всю программу разработок SSD с интерфейсом NVMe. Причиной столь кардинального разворота, по слухам, стала неудовлетворительная производительность получившегося решения, во что нетрудно поверить, памятуя о том, насколько неудачным был контроллер SM2260.

Очень похоже, что по итогам этой истории у Micron развился самый настоящий посттравматический синдром, и в течение последующих двух лет компания так ни разу и не попыталась снова выйти на рынок SSD с NVMe-интерфейсом. Надо сказать, совершенно напрасно. За это время конкуренты Micron не просто успели переделить между собой весь рынок прогрессивных накопителей, а прочно закрепились на нём, заставив энтузиастов высокой производительности забыть о существовании популярной в прошлом марки Crucial. Особенно сильно от отсутствия NVMe-накопителей Crucial выиграла фирма ADATA, которая принялась штамповать NVMe SSD, опираясь на платформы разработки Silicon Motion и начиняя их закупаемой у Micron флеш-памятью. А ведь именно такие SSD вполне могли бы предлагаться и под маркой Crucial, с учётом того, что Micron и Silicon Motion связывают близкие партнёрские отношения. Нет никаких сомнений в том, что тот же ADATA XPG SX8200 был бы вполне достоин носить бренд Crucial, но не сложилось.

Тем не менее в конце концов к Micron всё же пришло понимание, что медлить больше нельзя, и осенью прошлого года компания наконец-то представила свой первый потребительский накопитель с интерфейсом NVMe, Crucial P1. Однако с учётом сложившейся конъюнктуры, компания решила зайти на рынок NVMe-накопителей не совсем стандартным путём – снизу. То есть выпустить максимально дешёвый NVMe SSD, который может оказаться интересным для потребителей за счёт того, что в нижнем ценовом сегменте изделия производителей первого эшелона практически не представлены.

Для этого компания разработала оригинальное решение, которое объединило скоростную шину PCI Express 3.0 x4 c бюджетной QLC 3D NAND-памятью, что действительно позволило получившемуся накопителю стать одним из самых доступных вариантов среди представленных на прилавках NVMe SSD. Беда лишь в том, что QLC 3D NAND на данный момент принято считать синонимом невысокой производительности и сомнительной надёжности. Впрочем, такие выводы были сделаны ещё до того, как на рынке появился Crucial P1. Возможно этот SSD, построенный на памяти Micron, отличается от прочих QLC-накопителей в лучшую сторону. Поэтому, когда у нас появилась возможность познакомиться с этой новинкой поближе, отказываться мы не стали.

⇡#Технические характеристики

Компания Micron не занимается разработкой контроллеров для SSD, поэтому Crucial P1 основывается на чипе сторонней фирмы – Silicon Motion. Выбор в партнёры именно этой инженерной команды достаточно очевиден. Во-первых, Micron уже давно и успешно использует контроллеры SMI в своей SATA-продукции, а во-вторых, на данный момент только эта фирма может предложить готовую к интеграции серийно поставляемую платформу для NVMe-накопителей с поддержкой QLC 3D NAND. Базируется эта платформа на чипе SM2263EN, представляющем собой урезанную версию популярного SM2262 – нашего фаворита среди контроллеров независимых разработчиков.

С контроллером SM2263EN мы тоже уже встречались ранее: именно он используется в накопителе Intel SSD 660p, который, как и Crucial P1, тоже построен на QLC 3D NAND. Однако решение, реализованное Micron, несколько отличается от интеловского, и не только тем, что оно опирается на собственную флеш-память этого производителя. Различия есть и в микропрограмме, которую Micron и Intel разрабатывали и оптимизировали независимо друг от друга, и в том, что Micron, в отличие от Intel, не стала экономить на DRAM-буфере и урезать его ёмкость. Иными словами, несмотря на то, что Crucial P1 и Intel SSD 660p вполне правомерно считать родственниками, родство между ними не такое уж и близкое. Но всё равно избежать постоянных сопоставлений этих моделей нам не удастся при всём желании.

В частности, эти два SSD схожи в главном – оба они относятся к категории бюджетных NVMe-накопителей, которые борются за внимание потребителей в первую очередь при помощи цены. И это закономерно, потому что производительность таких решений серьёзно ограничивается как минимум двумя факторами: архитектурой четырёхбитовой флеш-памяти и параметрами контроллера.

QLC 3D NAND построена на ячейках с шестнадцатью значимыми уровнями напряжения, программирование и распознавание которых представляет собой достаточно сложную задачу для контроллера. Поэтому QLC 3D NAND в любом случае работает существенно медленнее, чем привычная TLC 3D NAND. Кроме того, и сам контроллер SM2263EN предлагает для обслуживания массива флеш-памяти лишь четыре канала, что тоже сказывается на производительности.

Также стоит иметь в виду, что степень параллелизма массива, собранного из кристаллов QLC 3D NAND авторства Micron, будет в любом случае ниже, чем у накопителей с TLC-памятью, и ещё по одной причине. Четырёхбитовая флеш-память этого производителя имеет 64-слойный дизайн и ёмкость кристаллов 1 Тбит, что вдвое или даже вчетверо больше ёмкости типичных устройств TLC 3D NAND. Таким образом, при прочих равных контроллер Crucial P1 не сможет так же эффективно распараллеливать запросы, как это делают контроллеры в накопителях на базе TLC 3D NAND.

Всё перечисленное закономерно приводит к тому, что Crucial P1 принципиально не может сравниться с качественными NVMe-накопителями на базе TLC-памяти. И данный тезис находит самое прямое отражение в заявляемых характеристиках.

В целом для Crucial P1 декларируется немного более высокая производительность, чем для Intel SSD 660p. Но до передовых накопителей ему далеко, хотя, обладая полноценным интерфейсом PCI Express 3.0 x4, по линейным скоростям он всё же превосходит те NVMe SSD, которые работают через шину PCI Express 3.0 x2.

Но здесь нужно напомнить, что обычно декларируемые производителем характеристики относятся к SLC-кешу, который должен замаскировать реальную скорость медленного массива флеш-памяти. И в случае Crucial P1 это ему достаточно неплохо удаётся. Кеширование здесь работает по динамическому принципу, то есть при записи QLC-память используется в быстром SLC-режиме. Переключение ячеек в штатный режим происходит по возможности незаметно для пользователя в моменты простоя накопителя. Таким образом, реальную скорость массива QLC 3D NAND можно увидеть только в том случае, если объём одномоментной записи на SSD превысит размер кеша.

Чтобы проиллюстрировать, как это выглядит на практике, предлагаем посмотреть на быстродействие при непрерывной линейной записи на чистый Crucial P1 ёмкостью 500 Гбайт.

Первое, что бросается в глаза, — это крайне низкая скорость линейной записи за пределами SLC-кеша. Она составляет порядка 55 Мбайт/с, что намного хуже даже по сравнению с показателями механических жёстких дисков, не говоря уже о современных SSD на TLС-памяти. К счастью, при реальном использовании столкнуться с таким падением производительности будет непросто, так как SLC-кеш у Crucial P1 способен распространяться на половину всей свободной флеш-памяти накопителя, и это позволяет записать с «хорошей» скоростью порядка одной восьмой от общего свободного объёма SSD. Правда, прилагательное «хорошей» нам пришлось взять в кавычки, так как даже в SLC-режиме скорость линейной записи у полутерабайтного накопителя достигает лишь 900 Мбайт/с. А это, например, сравнимо с производительностью массива TLC-памяти у того же Samsung 970 EVO Plus безо всякого кеширования.

Учитывая плачевную скорость QLC-памяти, разработчики Micron позаботились и о том, чтобы пользователи по возможности не сталкивались с ней даже тогда, когда свободного места на накопителе остаётся немного. Для этого у размера SLC-кеша есть неснижаемый нижний порог: 6 Гбайт для полутерабайтного накопителя и 12 Гбайт – у терабайтного. Память, необходимая для обеспечения работы SLC кеша при заполненном SSD, берётся из недоступного для пользователя резерва.

Помимо быстродействия, SSD на базе QLC 3D NAND выделяются не в лучшую сторону на фоне TLC-накопителей и условиями гарантии. Формально для своей 64-слойной QLC 3D NAND компания Micron обещает способность переносить не менее 1000 циклов стирания-программирования. Однако заявленный предельный объём разрешённой записи на Crucial P1 предполагает возможность перезаписать этот накопитель за время службы лишь 200 раз, а затем гарантия аннулируется. При этом гарантийный срок установлен в 5 лет, что как бы намекает, какая роль должна отводиться этому накопителю. Хорошо подойдёт он лишь для долговременного хранения пользовательских данных и для использования в сценариях, где на однократную запись приходятся множественные операции чтения. В этом отношении Crucial P1 не отличается от Intel SSD 660p.

Зато разница есть в другом – инженеры Micron решили подстраховаться за счёт увеличения объёма резервных ячеек. Пользователям Crucial P1 доступно лишь 91 % от общей ёмкости массива флеш-памяти, остальное пространство отводится на подменный фонд. Кроме того, в модельном ряду Crucial P1 максимальная ёмкость ограничивается терабайтом, в то время как Intel SSD 660P бывают и вдвое большего размера.

⇡#Внешний вид и внутреннее устройство

Для тестирования мы получили экземпляр Crucial P1 ёмкостью 500 Гбайт. Это – младшая модель, которая имеет наименьшую степень параллелизма массива флеш-памяти, а потому её показатели производительности ниже, чем у терабайтного накопителя. Но зато и стоимость такого SSD очень привлекательна — даже несмотря на то, что речь идёт о решении с шиной PCI Express 3.0 x4, работающем по протоколу NVM Express 1.3.

Внешний вид Crucial P1 достаточно типичен: это M.2-накопитель формата 2280, выполненный на печатной плате с текстолитом чёрного цвета. Все компоненты на SSD с ёмкостью 500 и 1000 Гбайт размещаются на одной стороне платы, что делает возможным установку таких моделей в «низкопрофильные» M.2-слоты. Однако дизайн печатной платы предполагает возможности размещения компонентов и на обороте. Очевидно, что это – задел под предстоящий выпуск Crucial P1 объёмом 2 Тбайт.

На лицевой стороне накопителя наклеена этикетка, которая в данном случае информативнее, чем на большинстве продуктов конкурентов. Помимо названия, ёмкости, артикулов, серийных номеров и прочей служебной информации, производитель не постеснялся указать установленную на заводе версию прошивки, а также тот факт, что накопитель собран в Мексике.

Если отклеить ярлык, то можно рассмотреть весь набор элементов, из которых состоит Crucial P1.

Но мы бы в первую очередь хотели обратить внимание не на микросхемы, а на несколько другие вещи. Почти все SSD под маркой Crucial оснащались раньше батареей конденсаторов, которая обеспечивала целостность данных в случае внезапных отключений питания, и это было уникальной «фишкой» потребительских предложений компании. Не имели её лишь бюджетные модели серии BX, и похоже, что новый P1, хотя и получил прогрессивный интерфейс, на самом деле отнесён производителем примерно к тому же «низшему» классу. Никакой защиты в схеме питания здесь не предусмотрено. Но вместе с тем изюминка в схемотехнике этого накопителя всё же есть: он оборудован индикатором активности – зелёным светодиодом, который загорается при обращении к флеш-памяти.

Из чипов, используемых в конструкции Crucial P1, сразу обращает на себя внимание базовый контроллер SM2263EN. Он закрыт никелированной крышкой, которая помогает в отводе тепла. Несмотря на то, что этот контроллер относится к удешевлённым решениям, в нём используется двухъядерный процессор ARM Cortex-R, а потому заметный нагрев во время работы как минимум не исключён.

Помогает контроллеру в работе оперативная память, представленная полугигабайтной микросхемой DDR3-1866 производства самой Micron. Она используется для хранения копии таблицы трансляции адресов и имеет типичный размер из расчёта 1 Мбайт на каждый гигабайт ёмкости накопителя. Это значит, что инженеры Micron не стали пытаться дополнительно сэкономить за счёт перехода на безбуферный дизайн, и Crucial P1 должен быть способен достаточно эффективно обслуживать мелкоблочные операции.

Массив флеш-памяти состоит из двух микросхем Micron MT29F2T08GEHAFJ4:A, в каждой из которых заключено по паре терабитных кристаллов 64-слойной QLC 3D NAND второго поколения. Таким образом, четырёхканальный контроллер в Crucial P1 ёмкостью 500 Гбайт работает без чередования оконечных устройств в каналах.

⇡#Программное обеспечение

Компания Crucial развивает специализированную сервисную утилиту Crucial Storage Executive, которая в своих последних версиях полностью совместима и с новым Crucial P1. Однако, во-первых, утилита эта несколько громоздка, поскольку написана на JAVA и работает через браузер, а во-вторых, большинство её возможностей NVMe-накопителям недоступно.

Впрочем, базовую функциональность она обеспечивает. В первую очередь Crucial Storage Executive позволяет следить за общим состоянием накопителя и его SMART-параметрами.

Во-вторых, в Crucial Storage Executive предусмотрены более интересные функции для глубокого обслуживания накопителя. Но обладателям Crucial P1 из них будет доступно лишь обновление прошивок (новые версии которых для этого накопителя пока не выходили) и возможность зарезервировать на SSD дополнительное пространство для повышения выносливости.

Кроме того, в Crucial Storage Executive реализована функция кеширования дисковых операций в оперативной памяти компьютера – Momentum Cache. Это некий аналог технологий Samsung Rapid. Используя до четверти доступной в системе оперативной памяти, Momentum Cache может существенно повысить скорость выполнения любых дисковых операций.

Уникальность реализованной разработчиками Crucial функции Momentum Cache состоит в том, что задействованная под неё оперативная память может динамически высвобождаться для работы других приложений. Впрочем, обычно мы не рекомендуем полагаться на какие бы то ни было технологии RAM-кеширования, так как они по понятным причинам не слишком надёжны и не гарантируют сохранность информации при аппаратных или программных сбоях.

⇡#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 выдает типовые показатели производительности твердотельных накопителей, измеренные на 1-гигабайтной области диска «поверх» файловой системы. Из всего набора параметров, которые можно оценить с помощью этой утилиты, мы обращаем внимание на скорость последовательного чтения и записи, а также на производительность произвольных чтения и записи 4-килобайтными блоками без очереди запросов и с очередью глубиной 32 команды.
• PCMark 8 Storage Benchmark 2.0
  • Тест, основанный на эмулировании реальной дисковой нагрузки, которая характерна для различных популярных приложений. На тестируемом накопителе создаётся единственный раздел в файловой системе NTFS на весь доступный объём, и в PCMark 8 проводится тест Secondary Storage 2.0. В качестве результатов теста учитывается как итоговая производительность, так и скорость выполнения отдельных тестовых трасс, сформированных различными приложениями.
• Тесты реальной файловой нагрузки
  • Измерение скорости копирования директорий с файлами разного типа. Для копирования применяется стандартное средство Windows – утилита Robocopy, 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

Crucial P1 – недорогой накопитель с NVMe-интерфейсом. Его прямыми конкурентами являются не решения класса Samsung 970 EVO Plus, а куда более дешёвые модели. Поэтому наряду с результатами постоянных участников тестов на диаграммах вы найдёте показатели производительности играющих в той же ценовой категории доступных NVMe-накопителей вроде Intel SSD 660p или Kingston A1000.

В результате список протестированных моделей имеет следующий вид:

• ADATA XPG SX6000 Pro 512 Гбайт (ASX6000PNP-512GT, прошивка V9001b14);
• ADATA XPG SX8200 Pro 512 Гбайт (ASX8200PNP-512GT, прошивка R0906I);
• Crucial P1 500 Гбайт (CT500P1SSD8, прошивка P3CR010);
• Intel SSD 660p 512 Гбайт (SSDPEKNW512G8, прошивка 002C);
• Intel SSD 760p 512 Гбайт (SSDPEKKW512G8, прошивка 004C);
• Kingston A1000 480 Гбайт (SA1000M8/480G, прошивка E8FK11.G);
• Samsung 970 EVO Plus 500 Гбайт (MZ-V7E500BW, прошивка 1B2QEXM7);
• Transcend SSD 110S 512 Гбайт (TS512GMTE110S, прошивка R0213A3);
• Western Digital Black NVMe 500 Гбайт (WDS500G2X0C, прошивка 101020WD).

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

Быстродействие Crucial P1 при линейных нагрузках выдаёт в нём близкого родственника Intel SSD 660p. И это неудивительно: эти накопители основываются на одинаковых контроллерах и оба используют флеш-память типа QLC 3D NAND. Получается, что Crucial P1 – типичное бюджетное решение, совершенно не претендующее на установление рекордов.

Но на фоне дешёвых NVMe-накопителей класса Kingston A1000 рассматриваемый Crucial выглядит явно лучше. Правда, тот факт, что P1 работает через четыре линии PCI Express 3.0, ему совершенно не помогает. Линейные скорости оказываются значительно ниже пропускной способности интерфейса, поэтому использовать Crucial P1 вполне возможно и в M.2-слотах с подведёнными двумя линиями PCI Express 3.0 – потери в производительности от этого будут минимальными.

⇡#Производительность произвольного чтения

Скорость случайного чтения – откровенно слабое место Crucial P1. При отсутствии очереди запросов он оказывается даже заметно медленнее, чем родственный Intel SSD 660p, а уж от большинства остальных накопителей отстаёт и подавно. Это напрямую связано с особенностями QLC 3D NAND: латентности, возникающие при обращении к данным, в случае четырёхбитовой памяти выше, чем в случае TLC-памяти. И этот фактор не компенсируется даже тем, что в распоряжении Crucial P1 есть полноценный DRAM-буфер. Его обходят даже безбуферные модели с технологией HMB.

⇡#Производительность произвольной записи

Не слишком здорово обстоит дело и при случайной записи, особенно если она выполняется без какой-либо конвейеризации. Тот же Intel SSD 660p имеет явно лучшие оптимизации микропрограммы под простую нагрузку, не формирующую очередь запросов. Однако с появлением такой очереди показатели Crucial P1 улучшаются и его производительность дотягивается до результатов NVMe SSD среднего уровня. Помогает ему в этом достаточно вместительный SLC-кеш, который в накопителях на платформах Silicon Motion работает по более эффективному динамическому принципу.

⇡#Производительность при смешанной нагрузке

При работе со смешанной нагрузкой Crucial P1 смотрится сравнительно неплохо для бюджетной модели. Накопители, основанные на контроллерах Silicon Motion, всегда достойно проявляют себя в таких сценариях, и основанная на QLC 3D NAND модель исключением не оказалась. Конечно, с лидерами Crucial P1 соревноваться не может, но на фоне дешёвых NVMe SSD он выглядит вполне достойно. И это – хороший знак, поскольку большинство реальных нагрузок, возникающих в современных многозадачных операционных системах, имеют именно смешанный характер.

⇡#Производительность в CrystalDiskMark

Crucial P1 500 Гбайт

Intel SSD 660p 512 Гбайт

Результаты в CrystalDiskMark позволяют воочию убедиться в том, что Crucial P1 и Intel SSD 660p являются родственниками с близкой производительностью. Однако разница между ними всё же есть. В то время как Intel SSD 660p лучше оптимизирован под операции с низкой глубиной очереди запросов, Crucial P1, напротив, лучше работает при конвейеризации запросов.

Также стоит обратить внимание и на то, что оба накопителя на базе контроллера SM2263EN и QLC 3D NAND показывают подозрительно высокую скорость чтения 4-Кбайт блоков. Таким образом в них проявляется особая реализация SLC-кеширования. Накопители на контроллере SM2263EN сбрасывают SLC-кеш в QLC-память лишь по прошествии нескольких секунд бездействия накопителя. Поэтому CrystalDiskMark, который сначала записывает тестовый файл, а потом тут же читает из него данные, волей-неволей показывает скорость чтения из SLC-кеша, а не из основного массива QLC-памяти. И это значит, что приведённые на скриншоте числа абсолютно нерелевантны, хоть и очень красиво выглядят.

⇡#Производительность в PCMark 8 Storage Benchmark 2.0

Благодаря неплохой производительности при смешанных операциях и интеллектуальной технологии SLC-кеширования Crucial P1 может похвастать вполне достойным интегральным результатом в тесте PCMark 2.0, где измеряется производительность дисковых подсистем в реальных приложениях. Согласно заключению этого бенчмарка, P1 следует признать вполне привлекательным вариантом среди недорогих NVMe SSD, поскольку и Kingston A1000, и безбуферные модели Transcend и ADATA от потребительского QLC-решения компании Micron отстают. Впрочем, то же самое можно сказать и в отношении Intel SSD 660p, который по большому счёту почти не отличается от рассматриваемого в этом обзоре предложения.

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.

Производительность при реальной нагрузке

С файловыми операциями внутри накопителя Crucial P1 справляется неважно. Почему так, понять несложно. Просто вспомните о том, что массив QLC 3D NAND отличается сравнительно низкими скоростями чтения, особенно если речь идёт о произвольном доступе к данным (то есть об операциях с файлами небольшого размера).

Впрочем, всё в мире относительно. И эпитет «неважно» в данном случае употреблён при сопоставлении скоростных показателей Crucial P1 с тем, как работают другие NVMe-накопители, причём в большинстве своём с TLC-памятью. Но если сравнивать его скорость со скоростью SATA SSD, то предложение Micron выйдет однозначным лидером. За счёт более быстрого интерфейса при работе с файлами Crucial P1 заметно обойдёт даже Samsung 860 EVO, не говоря уже о менее проворных SATA-решениях.

Не слишком оптимистичные результаты характерны для Crucial P1 и при запуске с него программ или игр. В таких сценариях он примерно вдвое медленнее, чем образцово-показательный Samsung 970 EVO Plus. Но это не даёт нам права говорить, что P1 плохо подходит на роль системного накопителя, потому что он всё равно лучше, чем SATA SSD. В наших тестовых сценариях про загрузку приложений и игр любой из SATA-накопителей оказывается медленнее на 15-25 %. Иными словами, с точки зрения производительности Crucial P1 занимает промежуточное положение между добротными накопителями с интерфейсом NVMe и SATA.

⇡#Особенности обработки TRIM

В целом у современных накопителей обработка TRIM не вызывает никаких проблем, но с автономной сборкой мусора, способной восстанавливать производительность после нагрузок без помощи со стороны операционной системы, дело обстоит по-разному. Для проверки мы обычно проводим простой эксперимент: после заполнения SSD данными и их последующего удаления с выключенной поддержкой TRIM мы выжидаем 15 минут, в течение которых SSD может попытаться автономно восстановиться за счёт сборки мусора, 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 скорость.

В этом тесте Crucial P1 показывает сильные отличия от Intel SSD 660p и многих накопителей на TLC-памяти. Дело в том, что он способен восстанавливать производительность не только после подачи команды TRIM. В какой-то мере в нём работает и автономная сборка мусора. За время простоя накопителю удаётся освободить небольшую часть SLC-кеша — объёмом 5,5 Гбайт, поэтому даже в средах, где TRIM не поддерживается, этот накопитель на небольших объёмах данных сможет предложить не удручающую скорость записи, свойственную QLC-памяти, а более высокую производительность, свойственную ускоренному SLC-режиму. Такое поведение для недорогих накопителей с интерфейсом NVMe нетипично.

Ещё один важный момент, связанный с TRIM, касается того, насколько большую нагрузку на контроллер вызывает обработка этой команды. Дело в том, что происходит это не так уже и незаметно для пользователя. 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 часто сталкиваются 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 требуется около пяти секунд, чтобы привести себя в порядок. В течение этого срока он практически полностью перестаёт реагировать на внешние воздействия. Время отклика вырастает на два порядка, а производительность падает до нуля даже при чтении. Это может послужить ещё одним подтверждением тезиса о том, что SSD класса Crucial P1 будет не слишком хорош в роли активно используемого рабочего диска, на которой, как правило, ложится нагрузка, состоящая из разнородных операций.

⇡#Проверка температурного режима

Как следует из опыта, NVMe-накопители с невысоким уровнем производительности греются заметно меньше, чем их высокоскоростные сородичи. И Crucial P1 – не исключение, он демонстрирует вполне приемлемые температуры при любой нагрузке. Беспокоиться о том, что такой накопитель может перегреваться во время работы, явно не из-за чего.

Для практического подтверждения мы последили за температурным режимом при нагрузке на тестовый накопитель последовательными операциями с глубиной очереди запросов в 4 команды. Измерения проводились на открытом стенде, какой-либо дополнительный обдув SSD воздушным потоком не производился.

Во время чтения температурный режим Crucial P1 опасений не вызывает даже близко. Накопитель разогревается максимум до 45-50 градусов, и эта температура далека от критического значения, которое для данного SSD установлено в 80 градусов. Любопытно, что похожий по начинке Intel SSD 660p в тех же условиях достигал несколько более высоких температур.

При записи ситуация не сильно отличается от чтения. Разогреть накопитель нам удалось лишь до 65 градусов, и это значит, что никаких проявлений температурного троттлинга мы не увидели. Более того, как только у Crucial P1 заканчивается SLC-кеш и начинает выполняться запись в QLC-память, рост температуры полностью прекращается. И это закономерно, если вспомнить о том, какие при этом наблюдаются скоростные характеристики.

⇡#Выводы

Несмотря на то, что в тестах производительности Crucial P1 не смог завоевать ни одного комплимента, право на жизнь он всё равно имеет. Но чтобы осознать это, рассматривать его нужно не со стороны производительности, а исходя из цены. Дело в том, что предложенный компанией Micron накопитель – один из самых доступных вариантов из всего многообразия предложений с интерфейсом NVMe. И именно в этом и можно найти неоспоримые аргументы в пользу данной модели.

Если коротко, то Crucial P1 можно охарактеризовать как NVMe SSD со стоимостью SATA, и это не будет преувеличением, поскольку его рекомендованная цена соответствует цене Samsung 860 EVO. При этом производительность Crucial P1 в целом выше, по крайней мере, если говорить о типовых сценариях использования, характерных для среднестатистических домашних или офисных ПК.

В чём же подвох, спросите вы? И к сожалению, быстро ответить на этот вопрос мы не сможем – перечислить все подводные камни Crucial P1 в двух словах не получится, их тут целый список.

Во-первых, этот SSD основывается на QLC 3D NAND – памяти с четырёхбитовыми ячейками, которая работает заметно медленнее привычной TLC-памяти. Поэтому в ряде ситуаций производительность Crucial P1 может оказаться заметно ниже ожидаемых значений. Например, для него характерна черепашья (и это не преувеличение!) скорость записи в основной массив памяти, которая проявляется при исчерпании свободного места в SLC-кеше. Также не слишком радуют и показатели быстродействия при мелкоблочных операциях чтения.

Во-вторых — опять-таки из-за того, что рассматриваемый накопитель основывается на QLC 3D NAND, — для него декларируется в разы более низкая выносливость по сравнению с показателями TLC-моделей. Это значит, что серьёзно рассматривать возможность приобретения Crucial P1 можно только с прицелом на определённые сценарии из разряда WORM (Write once, Read many), которые предполагают множественные операции чтения данных с не слишком высокой нагрузкой в виде записи. При интенсивных и постоянных перезаписях такой накопитель, скорее всего, проживёт недолго.

Ну и третий, и самый обидный недостаток заключается в том, что ценовая политика Micron в России серьёзно отличается от общемировой. У нас в стране Crucial P1 не только не является самым дешёвым NVMe SSD (это звание удерживает ADATA XPG SX6000 Lite, который мы постараемся протестировать в ближайшем будущем), но и легко переплёвывает по цене SATA-накопители класса Samsung 860 EVO. В результате существенная часть привлекательности Crucial P1 на отечественном рынке утрачена.

И пока не будет исправлен последний недостаток, российским потребителям придётся относиться к Crucial P1 как к не более чем ещё одному продукту из большой массы бюджетных NVMe-накопителей без каких-либо явных преимуществ. На фоне альтернатив он выделяется разве только своим благородным происхождением, но при этом основывается не на TLC-памяти, а использует QLC 3D NAND, которая многим наверняка покажется сомнительным вариантом.