Накопители

Обзор NVMe SSD-накопителя WD Black SN750: лавировали, да не вылавировали

⇣ Содержание

#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 такие 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, подключенный 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

Если судить по тому, что мы знаем о WD Black SN750, никаких особых сюрпризов от него ожидать не приходится. Это должна быть чуть-чуть улучшенная версия WD Black NVMe, однако и этого вполне может оказаться достаточно для того, чтобы новинка Western Digital оказалась привлекательным и производительным твердотельным накопителем. Поэтому для сегодняшнего теста мы отобрали лучшие варианты NVMe SSD, доступные в настоящее время в магазинах. Это как передовые решения компании Samsung, так и накопители Intel и ADATA. Кроме того, в тесты включён и предшественник WD Black SN750, накопитель WD Black NVMe образца 2018 года.

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.

При тестировании Western Digital Black SN750 режим Gaming Mode был активирован.

#Производительность последовательного чтения и записи

Новая микропрограмма, ставшая ключевым компонентом WD Black SN750, почти не поменяла линейные скорости этого накопителя. Здесь он очень сильно похож на своего предшественника, Black NVMe. И этому трудно дать однозначную оценку.

С одной стороны, WD Black SN750 смог сохранить высокую скорость линейной записи за пределами SLC-кеша. Поэтому при последовательной записи он оказывается одним из самых быстрых NVMe SSD среди решений, использующих TLC 3D NAND.

С другой стороны, скорость последовательного чтения остаётся заметным слабым местом новинки Western Digital. Для того чтобы WD Black SN750 выдал показатель, хотя бы отдалённо похожий на обещанное в спецификациях, обращения к нему должны выполняться с очень глубокой очередью запросов, которая в реальной жизни не встречается вообще. В обычных же условиях линейное чтение данных будет происходить с примерно вдвое более низкой производительностью, чем могут предложить конкурирующие накопители.

#Производительность произвольного чтения

Графики скорости произвольного чтения показывают некоторое улучшение показателей WD Black SN750 по сравнению с WD Black NVMe образца 2018 года. Однако о принципиальных изменениях речь не идёт. И это значит, что новый флагманский накопитель Western Digital трудно назвать выдающимся предложением: при важном в реальной жизни мелкоблочном чтении он уступает не только решениям Samsung, но и тем SSD, которые используют платформу SMI SM2262/SM2262EN.

#Производительность произвольной записи

А вот со скоростью случайной записи получилось очень неплохо. Благодаря изменениям микропрограммы и специальному режиму Gaming Mode новый WD Black SN750 опережает всех конкурентов в отсутствие конвейеризации запросов и находится в числе лидеров при средних глубинах очереди.

#Производительность при смешанной нагрузке

К сожалению, все те улучшения микропрограммы, которые давали возможность WD Black SN750 опережать предшественника, при смешанной нагрузке никак себя не проявляют. Если накопителю приходится сталкиваться с необходимостью обработки разнонаправленных потоков данных, то новый WD Black SN750 может оказаться даже хуже, чем прошлогодний Black NVMe. А если вспомнить о том, что дуплексная нагрузка – основной сценарий работы SSD в современных многозадачных операционных системах, то возникает вполне резонный вопрос о том, правомерно ли Black SN750 называть «улучшенной» версией прошлого флагманского накопителя Western Digital. Особенно сильно снижение показателей производительности у новинки заметно при работе с последовательными операциями.

#Производительность в CrystalDiskMark

Gaming Mode включен

WD Black SN750 500 Гбайт

 
Samsung 970 EVO Plus 500 Гбайт

Samsung 970 EVO Plus 500 Гбайт

К этому моменту становится хорошо понятно, что с Samsung 970 EVO Plus у обновлённого предложения Western Digital конкурировать не получится. Результаты, полученные в CrystalDiskMark, это только подтверждают. Несмотря на то, что мы недолюбливаем данный бенчмарк за очень поверхностную оценку производительности, преимущество южнокорейского флагмана 2019 года однозначно показывает даже он.

Но также нужно учитывать и то, что CrystalDiskMark оценивает работу накопителей исключительно с SLC-кешем, и игнорирует то, какой размер имеет этот кеш, и какая скорость наблюдается при прямом взаимодействии с основным массивом TLC-памяти. А ведь WD Black SN750 уступает Samsung 970 EVO Plus ещё и в этом. Например, размер SLC-кеша WD Black SN750 500 Гбайт ограничен величиной 6 Гбайт, в то время как накопитель компании Samsung располагает динамическим SLC-кешем, расширяемым при необходимости до 22 Гбайт.

#Производительность в PCMark 8 Storage Benchmark 2.0

Тест PCMark 8, который измеряет комплексную производительность в приложениях, говорит о том, что WD Black SN750 может обеспечить чуть лучшую производительность по сравнению с предшественником. Благодаря этому накопитель WD можно рассматривать как вполне приемлемый вариант среднего уровня, однако другие новинки этого года в лице Samsung 970 EVO Plus или ADATA XPG SX8200 Pro обеспечивают заметно лучшие скоростные показатели.

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

В большинстве синтетических тестов WD Black SN750 продемонстрировал средний уровень производительности, но при файловых операциях внутри накопителя он приближается к лидерам. Объяснение этого феномена очень простое: используемая в основе Black SN750 флеш-память отличается высокой скоростью записи, и это очень помогает в данном случае. Впрочем, массовая NVMe-модель компании Samsung 2019 года, 970 EVO Plus, всё равно остаётся недостижимой для обновлённого флагмана Western Digital даже в таких благоприятных сценариях.

По скорости же запуска приложений и игр WD Black SN750 мало отличается от своего предшественника. Это значит, что в роли системного накопителя он будет заметно уступать свежим конкурирующим предложениям, включая не только Samsung 970 EVO Plus, но и ADATA XPG SX8200 Pro, и даже Intel SSD 760p.

#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.

WD Black SN750 повторяет повадки прошлой версии, Black NVMe, и вообще ведет себя абсолютно типично для накопителя, построенного на памяти с трёхбитовыми ячейками. На графике чётко прослеживаются три варианта производительности. При записи в сравнительно небольшой SLC-кеш, которым располагает этот накопитель, производительность составляет порядка 240 тысяч IOPS. Затем, при переходе к прямой работе с памятью в TLC-режиме, скорость записи падает до 130 тысяч IOPS. И в конце концов, когда в массиве флеш-памяти исчерпываются свободные страницы, быстродействие снижается до менее чем 30 тысяч IOPS. При этом на всём протяжении тестирования обновлённый WD Black SN750 демонстрирует отменную стабильность моментальной производительности, что говорит о хорошей сбалансированности контроллера и микропрограммы.

Посмотрим теперь, как происходит восстановление скоростных характеристик до первоначальных величин за счёт работы технологии сборки мусора. Для исследования этого вопроса после завершения предыдущего теста, приводящего к снижению скорости записи, мы выжидаем 15 минут, в течение которых SSD может попытаться самостоятельно восстановиться за счёт сборки мусора, но без помощи со стороны операционной системы и команды TRIM, и замеряем быстродействие. Затем на накопитель принудительно подаётся команда TRIM — и скорость измеряется ещё раз, что позволяет убедиться в способности SSD с помощью TRIM полностью восстанавливать свою паспортную производительность.

Обработка команды TRIM никаких вопросов не вызывает — после её подачи производительность возвращается к первоначальному уровню. Это значит, что в современных операционных системах новый WD Black SN750 сможет жить без каких-либо признаков «старения» или «деградации».

Что же касается автономной работы технологии сборки мусора, то без конкретных указаний со стороны операционной системы она может высвободить под будущие операции лишь SLC-кеш. Подготовка же чистых страниц в основном массиве TLC-памяти при этом не ведётся. Тем не менее использовать WD Black SN750 в средах без поддержки TRIM вполне допустимо — это ещё одно положительное отличие данного накопителя от большинства конкурирующих решений.

Давайте теперь посмотрим на то, насколько большую нагрузку на контроллер создаёт обработка команда 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 двух секунд, чтобы привести себя в порядок. В течение этого срока он отвечает на внешние воздействия с заметной задержкой. Время отклика вырастает в несколько сотен раз, а производительность при простом чтении падает практически до нуля. Поведение не из приятных, но справедливости ради стоит заметить, что у WD Black SN750 обработка TRIM происходит всё-таки быстрее, чем у конкурентов. Например, тот же Samsung 970 EVO Plus 500 Гбайт после удаления аналогичного объёма информации тратит на приведение себя в порядок порядка 20 секунд, правда при этом его производительность снижается лишь в два раза, что не приводит к временному отказу накопителя от выполнения остальных своих функций.

#Проверка температурного режима

WD Black SN750 вряд ли сильно отличается от своего предшественника с точки зрения тепловыделения, и это значит, что новинка, скорее всего, не будет перегреваться во время работы. Тем не менее почему-то Western Digital предусмотрела версию своего SSD с предустановленным радиатором. Поэтому давайте проверим, какой температурный режим окажется у обычного Black SN750, на котором никакой радиатор не предполагается.

Мы последили за температурным режимом при работе накопителя с последовательными операциями с глубиной очереди запросов в 32 команды. Измерения проводились на открытом стенде, какой-либо дополнительный обдув SSD воздушным потоком не производился.

При операциях интенсивного чтения ситуация выглядит достаточно позитивно. В простое температура накопителя составляет менее 50 градусов. Включение нагрузки к существенному росту температуры не приводит. Иными словами, разогреть WD Black NVMe до троттлинга одним только чтением данных заведомо невозможно.

При записи рабочие температуры заметно повышаются, но до троттлинга дело вновь не доходит. Согласно спецификации, критическая температура для применяемого в данном случае контроллера – 85 градусов. Но за пять минут интенсивной записи на SSD нам удалось разогреть тестовый накопитель лишь до 73 градусов, что не смогло привести к вызванному срабатывающей термозащитой снижению производительности.

Таким образом, WD Black SN750 даже в варианте без радиатора EKWB можно смело отнести к числу NVMe-накопителей M.2-формата, практически не подверженных перегреву и троттлингу. В этом отношении его можно поставить на одну ступень с Samsung 970 EVO и Pro, тепловой режим которых тоже позволяет в большинстве случаев обходиться без применения каких-то специальных систем охлаждения.

#Выводы

Если коротко, то ожидания, возложенные на WD Black SN750, не оправдались. По сути, новый накопитель представляет собой примерно то же самое, что и его предшественник 2018 года, WD Black NVMe. Кроме появления в модельном ряду варианта с объёмом 2 Тбайт, новинка не предлагает никаких принципиальных улучшений, а прирост производительности в реальных задачах в лучшем случае составляет единицы процентов.

Впрочем, всё это закономерно. Для появления какие-либо преимуществ нужны изменения в аппаратной начинке, а в WD Black SN750 их попросту нет. Этот накопитель базируется на том же самом контроллере, что и Black NVMe, и использует такую же 64-слойную TLC 3D NAND третьего поколения авторства SanDisk. Прошивкой же, на которую в этот раз всецело положились разработчики Western Digital, многого не добьёшься. И то, как выступил в тестах Black SN750, наглядно это подтверждает.

Ещё недавно мы считали WD Black NVMe очень неплохим массовым NVMe SSD. Год назад этот накопитель полноправно входил в «лигу чемпионов» и на равных конкурировал с лучшими предложениями того времени: Samsung 970 EVO, Intel SSD 760p и ADATA XPG SX8200. Но сейчас на дворе не 2018-й, а второй квартал 2019 года, и для того чтобы оставаться привлекательными, NVMe-накопителям нужно становиться лучше. После того как Samsung подняла планку выпуском 970 EVO Plus, все прошлогодние лидеры одномоментно отошли на второй план. Мы надеялись, что новый WD Black SN750 сможет забраться на ту же ступень пьедестала, где сейчас в гордом одиночестве находится Samsung 970 EVO Plus, но, как видите, ничего не получилось.

Впрочем, WD Black SN750 может оказаться хорошим игроком второго плана, не более того. Но для этого Western Digital ещё должна постараться и грамотно выстроить ценовую политику. Стоимость рассмотренной новинки должна быть такой, чтобы потенциальные покупатели были готовы закрывать глаза на недостатки производительности. В этом американской компании было бы неплохо поучиться у ADATA, которая смогла перепозиционировать свой не самый выдающийся накопитель XPG SX8200 Pro таким образом, что на прилавках он не залёживается. Сейчас же WD Black SN750 выглядит явно переоценённым и потому не слишком привлекательным предложением.

Итак, подытожим: до Samsung 970 EVO Plus новый WD Black SN750 серьёзно не дотягивает по производительности, а стать хорошим NVMe-вариантом в средней ценовой категории он пока не может из-за существования как минимум не худших по скоростным показателям, но гораздо более доступных по цене альтернатив на контроллере SMI SM2262EN. Но это пока не финальный приговор. Обычно Western Digital оперативно корректирует цены в соответствии с конъюнктурой, поэтому мы почти уверены, что по прошествии нескольких недель в лице WD Black SN750 мы получим неплохую альтернативу для ADATA XPG SX8200 Pro, ADATA Gammix S11 Pro, HP EX950, Intel SSD 760p и тому подобных решений.

 
← Предыдущая страница
⇣ Содержание
Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме
⇣ Комментарии
Прежде чем оставить комментарий, пожалуйста, ознакомьтесь с правилами комментирования. Оставляя комментарий, вы подтверждаете ваше согласие с данными правилами и осознаете возможную ответственность за их нарушение.
Все комментарии премодерируются.
Комментарии загружаются...
window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥