⇡#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, которые закрывают эти уязвимости.
⇡#Список участников тестирования
Идея Western Digital с выпуском Blue SN500 заключалась в том, чтобы вывести на рынок лучший NVMe SSD среди дешёвых предложений с таким интерфейсом. Поэтому главными конкурентами для этой новинки выступают бюджетные NVMe-накопители других ведущих производителей, цена которых приближается к стоимости SATA-устройств. Однако для того, чтобы представить картину производительности Blue SN500 в полном масштабе, в число участников теста мы включили не только наиболее доступные NVMe SSD, но и пару популярных производительных моделей.
В итоге полный список протестированных моделей приобрёл 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
Странно было бы ожидать от WD Blue SN500 каких-то особенно выдающихся скоростей при линейных операциях. В отличие от большинства NVMe SSD, он работает через две, а не через четыре лини PCI Express 3.0, и ограниченность пропускной способности его интерфейса накладывает свой отпечаток. Тем не менее WD Blue SN500 смотрится намного лучше, чем Kingston A1000, который тоже использует две линии PCI Express 3.0, а по скорости чтения накопитель WD даже умудряется соперничать с Intel SSD 660p, работающим по полноценному интерфейсу и имеющим DRAM-буфер.
⇡#Производительность произвольного чтения
Скорость случайного чтения WD Blue SN500 далека от рекордов, и связано это в первую очередь с тем, что перед нами безбуферный накопитель, не поддерживающий даже технологию HMB. Иными словами, речь сегодня действительно идёт о решении, которое принципиально слабее флагманских моделей NVMe SSD вроде того же Samsung 970 EVO Plus или WD Black SN750. Однако это вовсе не значит, что WD Blue SN500 – аутсайдер в мире NVMe SSD.
⇡#Производительность произвольной записи
При операциях мелкоблочной записи с конвейеризируемыми запросами WD Blue SN500 по производительности неожиданно оказывается в числе лучших моделей NVMe SSD. Но в случае отсутствия очереди запросов его относительная производительность заметно ниже. В этом случае он может соперничать лишь с другими безбуферными накопителями на контроллерах Phison PS5008-E8 или Silicon Morion SM2263XT.
⇡#Производительность при смешанной нагрузке
Важный козырь WD Blue SN500 – достаточно быстрая флеш-память, управляемая пусть и упрощённым, но очень эффективным по архитектуре контроллером. Поэтому в тех случаях, когда от накопителя требуется некоторая интеллектуальность (как, например, при работе с одновременными разнонаправленными операциями), WD Blue SN500 выступает довольно уверенно. Хорошее быстродействие при смешанной нагрузке позволяет говорить о недорогом накопителе Western Digital как о достаточно выгодном по сочетанию цены и производительности решении.
⇡#Производительность в CrystalDiskMark
Удивительно, но если опираться на показания популярного бенчмарка CrystalDiskMark, то может сложиться впечатление, будто бы производительность WD Blue SN500 похожа на быстродействие старшей модели, WD Blue SN750, с той лишь разницей, что младший накопитель не может развить такие же линейные скорости. Но это впечатление обманчиво. Возникает же оно от того, что CrystalDiskMark проводит измерения на базе тестового файла небольшого размера, работа с которым эффективно ускоряется за счёт использования внутренних буферов, предусмотренных в архитектуре проприетарных контроллеров Western Digital.
⇡#Производительность в PCMark 8 Storage Benchmark 2.0
То, что WD Blue SN500 оказался очень неплохим как в случае смешанных операций, так и при работе с относительно небольшими объёмами данных, позволяет ему выдавать достаточно высокие показатели в комплексном тесте PCMark 8, где моделируется реальная работа накопителя в различных приложениях. По общему результату в этом тесте WD Blue SN500 можно сопоставить с Intel SSD 660p и Transcend MTE110S.
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
А вот и ещё одно подтверждение тому, что WD Blue SN500 в реальных задачах обеспечивает производительность лучше, чем в синтетических тестах. В том, что касается файловых операций, его можно посчитать одним из лучших вариантов, если выбирать среди недорогих NVMe SSD. Несмотря на то, что речь идёт о накопителе, работающем через шину PCI Express 3.0 x2, он выступает на уровне таких предложений, как ADATA XPG SX6000 Pro и Transcend MTE110S.
Сравнительно неплохо выглядит и комплексная производительность WD Blue SN500 при запуске с него игр и приложений. Да, он медленнее тех же WD Black SN750 и Samsung 970 EVO, однако нельзя сказать, что отставание значительное – оно не превышает 10-15 %. Единственный NVMe-накопитель из имеющихся на рынке потребительских моделей, который ощутимо быстрее, — это Samsung 970 EVO Plus. Но он и стоит как минимум в полтора раза дороже.
⇡#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.
В тесте продолжительной мелкоблочной записи WD Blue SN500 показывает весьма высокие скорости для безбуферного накопителя. Более того, при этом наблюдается и приличное постоянство производительности. То есть получается, что разработчики Western Digital смогли придумать какие-то методы, устраняющие основные недостатки накопителей, лишённых DRAM-буфера. И в результате качественно Blue SN500 работает примерно так же, как и накопитель, имеющий собственную оперативную память, разве только чуть помедленнее.
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 Blue SN500 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 Blue SN500 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 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.
Поведение накопителя после удаления крупного файла не совсем типично. Существенное падение производительности, связанное с обработкой TRIM, у WD Blue SN500 наблюдается, но оно не слишком продолжительно – его длительность составляет буквально пару секунд. Однако его предваряет 10-секундный период, в течение которого у накопителя примерно вдвое возрастает время реакции. Но сказать, что это существенный негативный момент в алгоритмах работы SSD, мы не можем: обычные пользователи, скорее всего, никаких замедлений даже и не заметят.
⇡#Проверка температурного режима
Когда мы тестировали старший NVMe-накопитель Western Digital, Black SN750, претензий к температурному режиму у нас не возникало. Даже при интенсивных операциях этот SSD не достигал критической температуры и не демонстрировал падения производительности из-за чрезмерного нагрева. WD Blue SN500 – решение попроще, но греется оно сильнее. Причина такого поведения – в возросшей плотности компонентов. Микросхема флеш-памяти в нём собрана из вдвое большего числа кристаллов, очень компактно упакован в миниатюрном чипе и контроллер, а к тому же вся компонентная база SSD размещена на крайне ограниченном участке текстолита. Поэтому проверить нагрев WD Blue SN500 будет нелишним.
Мы последили за состоянием накопителя при его работе с различными 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 тепловая ситуация выглядит достаточно позитивно. Хотя в простое температура накопителя достаточно высока — около 50 градусов, включение нагрузки в виде чтения к существенному росту температуры не приводит. Иными словами, разогреть WD Blue SN500 NVMe до троттлинга одним только чтением данных заведомо невозможно.
А вот при записи всё выглядит несколько по-другому. Накопитель неуклонно набирает температуру и за две минуты непрерывных операций (после записи примерно 100 Гбайт) разогревается до критической температуры. Она для WD Blue SN500 NVMe составляет 80 градусов, и по достижении этого предела производительность кратковременно снижается.
Но несмотря на то, что рассматриваемый сегодня SSD может быть доведён до перегрева операциями записи, мы не стали бы преувеличивать значимость этой проблемы. Ведь речь идёт о достаточно недорогом накопителе, который вряд ли будет подвергаться высоким нагрузкам. Поэтому в реальной жизни пользователи, скорее всего, никак не пострадают от перегрева WD Blue SN500 во время эксплуатации.
⇡#Выводы
Если относиться к WD Blue SN500 как к NVMe SSD начального уровня, то он всецело оправдывает возложенные на него надежды. Несмотря на то, что в нём — по сравнению с флагманским Black SN750 — разработчики уполовинили пропускную способность внешнего интерфейса и убрали DRAM-буфер, получившемуся накопителю всё равно удаётся выдавать производительность, сравнимую с быстродействием ADATA XPG SX6000 Pro или Transcend MTE110S. А это значит, что рыночные перспективы у WD Blue SN500 весьма неплохи. Благодаря доступной цене он вполне может стать одним из самых популярных твердотельных накопителей для сборок среднего уровня. Ведь он предлагает очень заманчивую перспективу: за цену почти как у SATA SSD получить производительность дисковой подсистемы на ступеньку выше.
На фоне прочих безбуферных NVMe-накопителей с технологией HMB, которые мы хвалили раньше (например, на базе контроллера SM2263XT), WD Blue SN500 смотрится интереснее как минимум за счёт своего благородного происхождения. И это не пустой звук, а преимущество, выливающееся во вполне конкретные плюсы. В частности, в основе WD Blue SN500 лежит удачная 64-слойная TLC 3D NAND понятного происхождения со стабильным качеством, гарантия на накопитель включает в себя вполне достаточный разрешённый объём записи, а кроме того, для него есть удобное и функциональное программное обеспечение.
Иными словами, если Western Digital удастся довести цену своего Blue SN500 до уровня других дешёвых NVMe SSD, то мы без всяких сомнений будем рекомендовать его как оптимальное решение в своём классе. Но с этим, к сожалению, пока наблюдаются определённые проблемы. В отечественных магазинах нетрудно найти ощутимо более доступные, чем WD Blue SN500, предложения почти с таким же набором потребительских качеств, например Crucial P1 или же уже упоминавшиеся ADATA XPG SX6000 Pro и Transcend MTE110S.
Однако есть надежда, что в ближайшем будущем WD Blue SN500 всё же доберёт баллов в копилку. Себестоимость производства WD Blue SN500 не может быть высокой, так как в его дизайне сделаны радикальные шаги в сторону удешевления, и к тому же в нём нет компонентов, которые Western Digital нужно было бы закупать на стороне. Поэтому для управления ценой у производителя наверняка имеется немало пространства. И более того, на североамериканском рынке WD Blue SN500 – один из самых доступных SSD с интерфейсом NVMe. Будем надеяться, что подобное снижение цены докатится и до нас.
Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
Подписаться