⇡#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, подключёspaнный 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, которые должны бы закрывать эти уязвимости.
⇡#Список участников тестирования
Платформа Phison E12 используется в составе флагманского накопителя не только у Gigabyte, но и у многих других производителей третьего эшелона. Поэтому Gigabyte Aorus RGB M.2 NVMe SSD мы решили сравнить с наиболее распространёнными NVMe SSD, представленными в настоящее время на рынке. Иными словами, в тестовом сравнении вы найдёте как передовые решения компании Samsung, так и накопители Intel, Western Digital и ADATA. Кроме того, в тесты включён и накопитель Kingston A1000, который можно считать «идеологическим предтечей» Gigabyte Aorus RGB M.2 NVMe SSD, потому что он основывается на прошлом контроллере Phison, PS5008-E8.
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
По первым же результатам становится понятно, что Phison E12 – далеко не флагманская платформа. И по скорости линейного чтения, и по линейной записи основанный на этом контроллере Gigabyte Aorus RGB M.2 NVMe SSD оказывается заметно медленнее всех накопителей, которые мы привыкли относить к среднему уровню. Особенно ярко слабость новой платформы Phison проявляется при чтении, где в случае небольшой глубины очереди запросов решение Gigabyte отстаёт от обычно рекомендуемых нами моделей в два – два с половиной раза.
⇡#Производительность произвольного чтения
Не радуют и скорости, демонстрируемые Gigabyte Aorus RGB M.2 NVMe SSD при операциях произвольного чтения. Здесь этот накопитель оказывается ближе к Kingston A1000, чем к современным производительным моделям Samsung, ADATA или Western Digital. Несмотря на то, что контроллер Phison PS5012-E12 имеет признаки мощного решения, располагает восемью каналами, использует DRAM-буфер и общается с системой по шине PCI Express 3.0 x4, на деле работает он гораздо хуже контроллеров других разработчиков с похожими характеристиками.
⇡#Производительность произвольной записи
Никакими принципиально лучшими результатами Gigabyte Aorus RGB M.2 NVMe SSD не может похвастать и в случае измерений скоростей произвольной записи. Здесь это во многом связано со слабыми статическими алгоритмами SLC-кеширования. Gigabyte, конечно же, в этом напрямую не виновата, но выбор в пользу контроллера Phison она, по-видимому, сделала напрасно. Всё выглядит так, как будто вся платформа Phison E12 вновь опоздала на рынок. Эволюция контроллеров NVMe SSD ушла вперёд, и сегодняшние решения Samsung, Western Digital и даже Silicon Motion предлагают более совершенные алгоритмы и, как следствие, лучшую производительность.
⇡#Производительность при смешанной нагрузке
Любые синтетические тесты становятся убедительным аргументом в пользу тезиса о том, что накопители на базе платформы Phison E12 должны продаваться дёшево. Результаты при смешанной нагрузке – тому лишнее доказательство. Достойным выбором такие SSD могут стать только при условии выступления в бюджетном сегменте — вместе с накопителями, лишёнными DRAM-буфера, например с ADATA XPG SX6000 Pro. В качестве же решения среднего уровня рассматриваемый сегодня Gigabyte Aorus RGB M.2 NVMe SSD, похоже, не имеет практически никаких шансов.
⇡#Производительность в CrystalDiskMark
Простой синтетический бенчмарк CrystalDiskMark, который не обладает никакими средствами защиты против «читов» разработчиков контроллеров, мы используем для того, чтобы сопоставить Gigabyte Aorus RGB M.2 NVMe SSD c ADATA XPG SX8200 Pro. Оба эти накопителя используют примерно одинаковые подходы для улучшения показателей тестов, и поэтому в данном случае они находятся в равном положении. Фактически для того и для другого SSD на скриншотах ниже приводятся скорости при работе с SLC-кешем.
Gigabyte Aorus RGB M.2 NVMe SSD 512 Гбайт
|
|
ADATA XPG SX8200 Pro 512 Гбайт
|
Здесь накопители на контроллерах Phison PS5012-E12 и SMI SM2262EN показывают в среднем близкие результаты. Gigabyte Aorus RGB M.2 NVMe SSD выигрывает при мелкоблочных операциях с глубокими очередями запросов, но ADATA XPG SX8200 Pro берёт реванш в случае неконвейеризуемого мелкоблочного чтения. Впрочем, напоминаем ещё раз, что данные показатели имеют отдалённое отношение к производительности SSD в реальных задачах.
⇡#Производительность в PCMark 8 Storage Benchmark 2.0
В PCMark 8 накопитель компании Gigabyte выдаёт неожиданно высокий результат, ставящий его на одну ступень с Samsung 970 EVO Plus и ADATA XPG SX8200 Pro. Однако не стоит думать, что это является свидетельством хорошей производительности Gigabyte Aorus RGB M.2 NVMe SSD при работе в реальных приложениях. Во многом такой результат данной модели обусловлен оптимизациями SLC-кеширования, направленными на успешное прохождение бенчмарков. Нагрузки, в которых предполагаются интенсивные разнонаправленные операции с небольшим объёмом свежезаписанных данных, SSD на контроллерах Phison PS5012-E12 и SMI SM2262EN действительно способны исполнять с большей скоростью, чем какие-то иные сценарии.
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
При операциях с файлами Gigabyte Aorus RGB M.2 NVMe SSD показывает не слишком высокую скорость. Однако если говорить о ситуации в среднем, то он не только быстрее бюджетных безбуферных моделей NVMe SSD, но и лучше, чем, например, Intel SSD 760p. Впрочем, до флагманских новинок Samsung, Western Digital и ADATA, представленных в этом году, он всё-таки заметно не дотягивает.
Для роли системного накопителя, с которого предполагается запускать операционную систему и программы, новинка Gigabyte подходит хуже всех участвующих в тесте альтернатив, за исключением разве только самого медленного NVMe SSD всех времён и народов, Kingston A1000. Даже бюджетный и безбуферный ADATA XPG SX6000 Pro способен предложить лучшие скоростные показатели в таких сценариях. И этот результат ставит под вопрос перспективы Gigabyte Aorus RGB M.2 NVMe SSD, ведь производитель явно позиционирует его как первичный накопитель в системе, иначе бы в модельный ряд наверняка были включены варианты с ёмкостью свыше 512 Гбайт.
⇡#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.
Разброс показателей моментальной скорости при записи у Gigabyte Aorus RGB M.2 NVMe SSD достаточно велик, что свидетельствует о слабом потенциале производительности, заложенном в Phison PS5012-E12. Двух ядер этого контроллера, очевидно, не хватает для «гладкой» обработки непрерывного потока запросов, из-за чего моментальная производительность при обслуживании следующих друг за другом операций может различаться чуть ли не вдвое. Иными словами, платформу Phison E12 стоит рассматривать исключительно как потребительское решение, плохо приспособленное к высоким нагрузкам.
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.
С обслуживанием TRIM у Gigabyte Aorus RGB M.2 NVMe SSD проблем нет: после подачи этой команды контроллер корректно высвобождает выведенные из обращения страницы флеш-памяти. Самостоятельно же, без указаний со стороны операционной системы, неиспользуемая флеш-память не освобождается. Хотя какие-то попытки оптимизировать производительность под предстоящие операции во время простоя контроллер всё же предпринимает. Но их успешность, если судить по графику, пока можно поставить под вопрос. В то же время мы не удивимся, если в будущих прошивках автономная сборка мусора у рассматриваемого накопителя Gigabyte всё-таки начнёт функционировать.
Давайте теперь обратим внимание на то, насколько большую нагрузку на контроллер создаёт обработка команды 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.
Удаление больших объёмов информации почти не вызывает у Gigabyte Aorus RGB M.2 NVMe SSD никаких негативных последствий: накопитель практически не страдает от падения производительности или увеличения времени отклика. И в этом платформа Phison E12 уникальна. Подавляющее большинство современных NVMe SSD отвечают на удаление файлов и TRIM временным замедлением.
⇡#Проверка температурного режима
Выпущенный по 28-нм технологии чип Phison PS5012-E12, по идее, не должен сильно нагреваться. Однако проверить температурный режим Gigabyte Aorus RGB M.2 NVMe SSD всё-таки необходимо. Несмотря на то, что на этом накопителе установлен массивный радиатор, который мог бы решить все проблемы с перегревом, его эффективность вызывает серьёзные сомнения из-за неплотного прилегания к микросхеме контроллера.
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.
Для контроллера Phison PS5012-E12 допустимой считается температура до 70 градусов, и, как следует из графиков, Gigabyte Aorus RGB M.2 NVMe SSD к ней не подходит даже близко. Иными словами, перегрев этому накопителю не грозит. И очевидно, что невысокий нагрев будет свойственен всем накопителям на том же контроллере, поскольку он имеет не слишком высокую производительность, но выпускается с применением относительно современного техпроцесса.
⇡#Выводы
Через нашу лабораторию прошло огромное количество различных твердотельных накопителей, но Gigabyte Aorus RGB M.2 NVMe SSD смог удивить тем, чем до сих пор не удивлял ни один из протестированных SSD. В нём на первый план выдвинуты совершенно неожиданные акценты: этот накопитель имеет отчётливую ориентацию на тех редких приверженцев игровой продукции Gigabyte, для которых целостный и эффектный внешний вид их систем гораздо важнее всего остального. У нового флагманского накопителя Gigabyte есть два очевидных достоинства: светодиодная RGB-подсветка в стиле Aorus и солидно выглядящий радиатор. Все же остальные качества при этом явно вторичны.
В число свойств Gigabyte Aorus RGB M.2 NVMe SSD, о которых лучше не задумываться, попала и производительность. К сожалению, несмотря на ориентацию этого накопителя на аудиторию геймеров-энтузиастов, для него выбрана одна из самых неудачных аппаратных платформ сегодняшнего дня. Как показали тесты, Phison PS5012-E12 – достаточно слабый по современным меркам контроллер, который, несмотря на многообещающие характеристики, в реальности выдаёт быстродействие на уровне дешёвых безбуферных решений. В результате Gigabyte Aorus RGB M.2 NVMe SSD не только не может соперничать с признанными лидерами рынка NVMe SSD, но и даже не дотягивает до средних по производительности накопителей образца 2019 года.
С учётом сказанного, из Gigabyte Aorus RGB M.2 NVMe SSD мог бы получиться отличный бюджетный NVMe SSD, особенно если вспомнить о том, насколько твёрдо производитель уверен в надёжности и высоком ресурсе своего предложения. Однако из имиджевых соображений Gigabyte не захотела отправлять свою новинку в соответствующий её быстродействию сегмент и серьёзно переоценила Aorus RGB M.2 NVMe SSD, назначив его стоимость заметно выше, чем у основанных на контроллерах SMI SM2262/SM2262EN накопителей вроде ADATA XPG SX8200 Pro. И с таким позиционированием покупателей у неё, очевидно, окажется очень немного.
В заключение необходимо пояснить, что другие накопители на базе контроллера Phison PS5012-E12 на российском рынке пока в широкой продаже отсутствуют. Однако если судить по тому, какую цену имеют такие модели на рынке американском, то можно ожидать, что они будут сильно отличаться от Gigabyte Aorus RGB M.2 NVMe SSD по позиционированию. Весьма вероятно, что они даже окажутся самыми дешёвыми вариантами с полноценным DRAM-буфером и восьмиканальным массивом флеш-памяти, составленным из качественных устройств TLC 3D NAND. И вот при таком подходе решения на новой платформе Phison E12 действительно могут представлять немалый интерес. Осталось лишь дождаться, когда Team Group MP34, Silicon Power P34A80 или Patriot VPN100 доберутся до прилавков отечественных магазинов.
Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
Подписаться