Обзор NVMe-накопителя Lexar NM610: возвращение легенды

Итак, причиной появления этой статьи на нашем сайте послужило то, что в российской рознице теперь можно встретить твердотельные накопители Lexar. Lexar – легендарное имя на рынке карт памяти, знакомое многим энтузиастам со стажем: эта компания возникла ещё в середине девяностых, а лучшее её время приходится на середину двухтысячных. В 2004 году Lexar заключила партнёрское соглашение с Kodak, и в последующие несколько лет образовавшийся тандем предлагал поистине выдающиеся на то время по производительности и ёмкости карты памяти для использования в цифровых камерах. Ориентация Lexar именно на цифровую фотографию являлась для компании совершенно отчётливым приоритетом, и в этой сфере она смогла добиться очень больших успехов. Даже главным маркетологом компании в то время был профессиональный фотограф – Джефф Кейбл (Jeff Cable). Не удивительно, что Lexar имела и всё ещё имеет огромный вес среди пользователей, так или иначе связанных с фотографией.

Однако в 2017 году компания Micron, которая владела Lexar с 2006 года, решила полностью отказаться от розничных продаж сменных накопителей на базе флеш-памяти. В результате Lexar как независимая марка прекратила своё существование, и продукты под этим именем пропали с рынка. Но ненадолго. Буквально в течение месяца на ставшие бесполезными для Micron активы Lexar, в первую очередь на популярный и авторитетный бренд, нашёлся покупатель. Им оказалась компания Longsys – заметный китайский ODM-производитель твердотельных накопителей и других построенных на базе флеш-памяти носителей информации.

Так марка Lexar обрела новую жизнь. В прошлом году Longsys приняла решение попытаться выйти на розничный рынок — и теперь активно проводит его в жизнь, пользуясь легендарной торговой маркой. В результате сначала продукция Lexar вернулась в североамериканский регион, а потом пришла и в Россию.

Shenzhen Longsys Electronics Company – крупный контрактный производитель, основная продукция которого – твердотельные накопители для центров обработки данных. Фирма ведёт свою деятельность с начала 2000-х годов и к настоящему моменту доросла до того, что стала одним из ведущих производителей SSD в Китае. Компания располагает центром разработки, в котором работает более двух сотен высококвалифицированных инженеров. И в том, что эта команда способна создавать интересные и самобытные продукты, мы уже убеждались. Например, именно Longsys выпустила первый полностью китайский SSD, в котором используются компоненты исключительно местного происхождения: 64-слойная флеш-память YMTC и контроллер Goke GK2302.

Офис Longsys

Впрочем, продукты под брендом Lexar, которые Longsys предлагает на международном рынке, – это не такие экзотические изделия. Компания решила начать возвращать именитый бренд к жизни через традиционные для Lexar продукты – карты памяти и USB-флеш-накопители. Но также к ним добавился и ассортимент недорогих SSD, со старшим представителем которых мы и решили познакомиться сегодня. Прибывшая в нашу лабораторию модель Lexar NM610 – это лучший твердотельный накопитель бренда с интерфейсом PCI Express 3.0 x4, который можно купить по очень привлекательной цене. В этой статье мы попробуем оценить, может ли такой продукт представлять интерес для покупателей и почему он оказался доступнее большинства похожих альтернатив.

⇡#Технические характеристики

Не будем создавать интригу там, где её нет. NVMe-накопитель Lexar NM610 – это никакой не редкий в наших краях зверь, а вполне типовое и распространённое решение, причём далеко не высокого уровня. Производитель резонно посчитал, что начинать жизненный путь с какой-то экзотики может быть опасно, и потому решил зайти на рынок по хорошо проторённой дорожке, которой пользуются многие китайские компании. Так что Lexar NM610 – это безбуферный NVMe-накопитель на базе неплохо зарекомендовавшего себя контроллера Silicon Motion SM2263XT, похожий на многочисленные NVMe SSD, которыми полнится Aliexpress. Однако нужно понимать, что отличие NM610 от многочисленных условно-безымянных китайских альтернатив заключается в том, что в данном случае производитель обеспечивает постоянство аппаратной конфигурации, определённый уровень качества используемой флеш-памяти и нормальную трёхлетнюю гарантию, которая действует и в России.

В остальном же всё вполне обыденно. Массив флеш-памяти в Lexar NM610 собран из чипов TLC 3D NAND производства Intel. Используются 64-слойные устройства TLC 3D NAND второго поколения, которые имеют ёмкость 256 Гбит и, как показывают результаты предыдущих испытаний, обеспечивают сравнительно неплохую производительность. Эти устройства объединены в четырёхканальный массив, которым управляет контроллер SM2263XT. Он не умеет работать с DRAM-интерфейсом, поэтому в составе Lexar NM610 нет собственной динамической памяти для хранения «быстрой» копии таблицы трансляции адресов. Зато он поддерживает технологию HMB (Host Memory Buffer, буфер на стороне хоста), позволяющую буферизировать эту таблицу в оперативной памяти компьютера и обращаться к ней по шине PCI Express 3.0 x4, через которую рассматриваемый SSD обменивается данными с основной системой.

Как мы уже знаем, в случае накопителей на базе платформы Silicon Motion SM2263XT вся эта схема достаточно неплохо проявляет себя в деле, но лишь в операционной системе Windows 10 – в других OC технология HMB не поддерживается.

Если обратиться к нашему недавнему тестированию терабайтных NVMe SSD, то окажется, что Lexar NM610 по своей аппаратной конфигурации аналогичен AMD Radeon R5 NVMe SSD или Transcend MTE110S. Однако в паспортных характеристиках Lexar почему-то фигурируют чуть более высокие показатели производительности.

В целом спецификации выглядят вполне типично для продуктов такого класса. Это не флагманский NMe SSD, а бюджетное решение с современным и перспективным интерфейсом. Поэтому линейные скорости здесь ограничены четырёхканальностью массива флеш-памяти, а отсутствие DRAM-буфера бьёт по латентностям и показателям производительности при произвольном доступе. Тем не менее если сравнивать Lexar NM610 с предложениями из той же ценовой категории, то его характеристики выглядят вполне достойно. Особенно выделяется он по показателям расчётного ресурса: производитель разрешает перезаписывать почти половину всей ёмкости SSD (если точнее, то 46 %) ежедневно в течение трёхлетнего гарантийного срока. Обычно подобную жизнеспособность обещают для предложений более высокого класса, но Lexar не поскупилась на качественную память Intel и теперь может себе позволить особо не ограничивать пользователя в том, сколько информации ему разрешается записывать на накопитель.

Впрочем, нужно понимать, что такой накопитель всё-таки не рассчитан на высокие нагрузки. Но дело тут не в выносливости флеш-памяти, а в том, что при интенсивном использовании производительность данного SSD заметно снижается. Для поддержания хорошей отзывчивости контроллеру в Lexar NM610 требуются постоянные паузы, в течение которых он сможет высвобождать SLC-кеш и реорганизовывать таблицу трансляции адресов, размер которой в данном случае меньше, чем в накопителях с собственной DRAM.

Всё это нетрудно проиллюстрировать результатами практических экспериментов. Чтобы увидеть алгоритмы SLC-кеширования в действии, мы посмотрели, как меняется скорость непрерывной последовательной записи данных на Lexar NM610 ёмкостью 500 Гбайт (измерения проводились на чистом SSD).

Скорость записи на Lexar NM610 в SLC-режиме достигает порядка 1,6 Гбайт/с, причём на свободный накопитель с такой производительностью можно записать примерно 65 Гбайт данных. В медленный TLC-режим рассматриваемый SSD переходит только после этого. Причём одновременно с записью новых данных в TLC-режиме контроллеру нужно ещё и освобождать место – уплотнять данные, которые до этого были записаны в однобитовом SLC-режиме. В результате скорость записи не только снижается до уровня порядка 135 Мбайт/с, но и теряет какую бы то ни было стабильность. К счастью, при обычном домашнем использовании с такими ситуациями придётся сталкиваться нечасто – они могут возникнуть лишь при непрерывной записи очень больших объёмов данных.

Нетрудно проследить и за тем, как сказывается на производительности тот факт, что в оперативной памяти с быстрым доступом у Lexar NM610 располагается лишь часть таблицы трансляции адресов. Для этого достаточно понаблюдать за скоростью при случайном мелкоблочном чтении, которое требует множественного поиска совпадений в таблице трансляции адресов. Для примера мы проследили за снижением скорости случайного чтения при увеличении того объёма данных, в рамках которого осуществляются запросы на чтение.

Трактовать эти результаты очень просто. До тех пор, пока суммарный объём файлов, с которыми работает контроллер накопителя, остаётся таким, что вся необходимая часть таблицы трансляции адресов помещается в HMB-буфер в оперативной памяти, мы видим постоянную скорость случайного чтения (без очереди запросов) на уровне 63 Мбайт/с. Но как только активная часть таблицы в HMB-буфер помещаться перестаёт, производительность сразу падает. В худшем случае скорость случайного доступа может снижаться примерно вдвое, до относительно невысокого уровня 33 Мбайт/с.

Исходя из полученных данных, можно предположить, что для своего HMB-буфера Lexar NM610 резервирует в оперативной памяти область размером порядка 64 Мбайт. Поэтому с наборами файлов объёмом менее 64 Гбайт он работает с хорошей скоростью, а дальнейшее увеличение этого объёма уже приводит к падению производительности.

Кроме того, в микропрограмме Lexar NM610 мы обнаружили алгоритмы, направленные на увеличение его показателей в бенчмарках. Их суть заключается в том, что информация, попавшая в SLC-кеш, задерживается в нём на некоторое время, чтобы обеспечить лучшую производительность при доступе к файлам, которые были записаны только что. Увидеть это можно с помощью простого эксперимента, в течение которого мы проверяем скорость случайного мелкоблочного чтения данных из небольшого файла — как сразу после его записи на накопитель, так и после того, как на этот SSD было добавлено ещё некоторое количество информации.

Скорость мелкоблочного чтения на уровне 63 Мбайт/с Lexar NM610 показывает исключительно при работе с только что записанным, «свежим» тестовым файлом. Если же после записи такого файла на SSD было записано ещё 28 Гбайт данных, то он из SLC-кеша вытесняется — и производительность доступа к нему падает в полтора раза. Ещё одно падение производительность происходит после записи на SSD 64 Гбайт данных — оно объясняется вытеснением сведений об исходном файле из HMB-буфера, где хранится копия таблицы трансляции адресов.

Таким образом, архитектура рассматриваемого накопителя такова, что он не может предоставить одинаково быстрый доступ сразу ко всей информации, которая на нём хранится. Высокие показатели производительности достигаются лишь в том случае, когда работа ведётся со сравнительно небольшими объёмами данных. Иными словами, не стоит рассматривать Lexar NM610 как быстродействующее решение для высоких нагрузок — этот накопитель для них совершенно не приспособлен.

⇡#Внешний вид и внутреннее устройство

Для проведения тестирования мы получили от Lexar образец NM610 ёмкостью 500 Гбайт. Этот вариант объёма должен быть заметно быстрее 250-Гбайт версии и близок по скорости работы к терабайтному накопителю. Стоимость Lexar NM610 500 Гбайт в отечественных магазинах составляет менее 5 тысяч рублей.

Про внешнее исполнение Lexar NM610 рассказать особенно нечего. Это типичный накопитель на базе недорогого контроллера SMI SM2262XT. Очень похожие по дизайну SSD предлагают и многие другие компании – в этом плане Lexar не изобрела ничего оригинального. Плата NM610 представляет собой M.2-модуль форм-фактора 2280, предназначенный для установки в слот с четырьмя подведёнными линиями PCI Express 3.0. Штатного охлаждения накопитель не имеет.

На лицевой стороне наклеена этикетка с названием модели и серийным номером. Никакой дополнительной полезной информации, например даты производства или версии прошивки, на ней нет. Оборотная сторона печатной платы NM610 свободна от компонентов, что позволяет использовать этот SSD в том числе и в тонких ноутбуках.

Массив флеш-памяти представлен четырьмя микросхемами, внутри каждой из которых находится по четыре кристалла 64-слойной TLC 3D NAND производства Intel. Такие кристаллы имеют ёмкость по 256 Гбит, следовательно, четырёхканальный массив сформирован с четырёхкратным чередованием устройств NAND в каналах, что и обуславливает максимальную производительность 500-гигабайтной версии среди различных вариантов ёмкости Lexar NM610.

Стоит обратить внимание на то, что чипы флеш-памяти не имеют на себе логотипов Intel, а промаркированы какими-то малопонятными последовательностями символов. Дело в том, что тестированием и упаковкой кристаллов в микросхемы Lexar (а вернее — Longsys) занимается самостоятельно, получая от Intel флеш-память в виде неразрезанных полупроводниковых пластин. Это позволяет снизить себестоимость конечного продукта.

Кроме того, на фоне подобных продуктов модельный ряд Lexar NM610 выделяется несколько нетипичным набором размеров, которые кратны 250 Гбайт. Таким образом, на резервную область в накопителях отводится около 9 % от общего объёма флеш-памяти. Никаких принципиальных преимуществ это не даёт, но наличие немного большего пула «запасных» ячеек при определённых обстоятельствах может продлить время жизни SSD.

Больше ничего интересного в конструкции Lexar NM610 нет. Возможно, кого-то удивит небольшой размер чипа SM2263XT или отсутствие привычной микросхемы динамической памяти, но для тех, кто уже видел накопители на базе недорогой платформы Silicon Motion, всё это – вполне привычные вещи. Иными словами, флагманское предложение Lexar действительно оказалось удешевлённым NVMe-продуктом, который построен на базе урезанной по характеристикам платформы. Но и стоит оно вполне соответствующих денег.

⇡#Программное обеспечение

Сейчас практически все производители твердотельных накопителей предлагают сервисные утилиты, позволяющие контролировать состояние SSD и управлять их работой. У Lexar эта роль отведена утилите SSD Dash, однако с точки зрения функциональности эту разработку следует отнести к числу не самых удачных образцов подобных программ: её возможности очень ограниченны.

Единственное, что можно сделать с помощью этой утилиты, — это посмотреть общую информацию о SSD, получить доступ к его S.M.A.R.T.-телеметрии и выполнить команду Secure Erase. Остаётся только надеяться, что программа будет развиваться и в дальнейшем обрастёт дополнительными возможностями.