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.

⇡#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, выдающий типовые показатели производительности твердотельных накопителей, которые измерены 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, 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

Lexar NM610 – это недорогой безбуферный NVMe-накопитель, работающий через четыре линии PCI Express 3.0. Поэтому главными конкурентами для этой новинки выступают бюджетные NVMe-накопители других производителей, цена которых приближается к стоимости SATA-устройств. Однако для того, чтобы представить картину производительности Lexar NM610 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:

• ADATA XPG SX6000 Lite 512 Гбайт (ASX6000LNP-512GT, прошивка V9001c00);
• ADATA XPG SX6000 Pro 512 Гбайт (ASX6000PNP-512GT, прошивка V9001b14);
• Intel SSD 660p 512 Гбайт (SSDPEKNW512G8, прошивка 002C);
• Kingston A1000 480 Гбайт (SA1000M8/480G, прошивка E8FK11.G);
• Lexar NM610 500 Гбайт (LNM610-500RB, прошивка S0318B0);
• Samsung 970 EVO 500 Гбайт (MZ-V7E500BW, прошивка 2B2QEXE7);
• Samsung 970 EVO Plus 500 Гбайт (MZ-V7E500BW, прошивка 1B2QEXM7);
• Western Digital Black SN750 500 Гбайт (WDS500G3X0C, прошивка 102000WD);
• Western Digital Blue SN500 500 Гбайт (WDS500G1B0C, прошивка 201000WD).

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 последовательных операций

При линейной нагрузке недорогой NVMe-накопитель Lexar NM610 показывает поразительно хорошие результаты. Особенно впечатляет запись, но нужно понимать, что столь высокие показатели получаются здесь исключительно за счёт динамического SLC-кеширования, при котором в быстром режиме может работать значительная доля массива флеш-памяти. По какой-то причине динамическое SLC-кеширование в NVMe-накопителях реализуется на сегодняшний день только в SSD, построенных на контроллерах Silicon Motion. И как раз благодаря этому недорогие решения вроде рассматриваемого накопителя Lexar получают солидную фору в тестах линейной записи даже в том случае, когда такие испытания проводятся с большими объёмами данных.

Впрочем, сравнительно неплохо выглядит производительность Lexar NM610 и при линейном чтении. Тут проявляется другая особенность контроллера SM2263XT: для получения максимальной скорости ему не нужно работать с очередями с высокой глубиной запросов. Поэтому несложные последовательные однонаправленные операции оказываются для NM610 очень благоприятной нагрузкой. И тот факт, что этот SSD использует лишь четырёхканальный массив флеш-памяти, не делает его чем-то хуже других недорогих NVMe SSD.

⇡#Производительность произвольного чтения

Ожидать высокой производительности от безбуферного накопителя при мелкоблочных операциях не приходится, но результат Lexar NM610 выглядит вполне достойно. Кроме того, как мы показали на первой странице теста, при благоприятном стечении обстоятельств этот SSD может работать быстрее — например, если запросы на чтение скомпонованы в наборе файлов небольшого суммарного объёма или если обращения выполняются к «свежим» данным, которые ещё не успели вытесниться из SLC-кеша.

Попутно отметим эффективную работу технологии HMB. Несмотря на то, что у Lexar NM610 нет собственного DRAM-буфера, он на представленных графиках не выглядит аутсайдером и даже оказывается быстрее некоторых NVMe SSD с полноценной конфигурацией.

⇡#Производительность произвольной записи

Случайная запись вновь не позволяет Lexar NM610 блеснуть высокими показателями производительности. Но они вполне соответствуют стоимости этого SSD: среди решений того же класса он смотрится вполне достойно. Если же сопоставить быстродействие Lexar NM610 с тем, на что способны лучшие современные SATA-накопители, то окажется, что при сравнимой стоимости решение Lexar как минимум не хуже.

Тем не менее нужно понимать, что при высокой нагрузке, одним из признаков которой выступает рост глубины очереди запросов, безбуферное решение в любом случае будет проигрывать тем накопителям, которые используют для кеширования таблицы трансляции адресов выделенный DRAM-буфер.

⇡#Производительность при смешанной нагрузке

Особенно критично бюджетность и урезанность платформы SMI SM2263XT, лежащей в основе Lexar NM610, проявляется при работе со смешанными операциями. Если в том случае, когда речь идёт про линейную нагрузку, Lexar NM610 выезжает за счёт эффективной реализации технологии SLC-кеширования, то смешанные случайные операции для него – большая проблема. Результаты теста явно говорят о том, что микропрограмма и контроллер этого накопителя для таких операций вообще никак не оптимизированы. В этом случае он не только проигрывает недорогим NVMe SSD такого же класса, но и оказывается медленнее многих моделей SATA SSD. Впрочем, это – лишь один частный вариант нагрузки. Как провал в данном аспекте производительности сказывается на работе в реальных условиях, мы поговорим чуть дальше.

⇡#Производительность в CrystalDiskMark

Lexar NM610 500GB

Samsung 970 EVO 500GB

Если обратиться к показаниям CrystalDiskMark, то возникает ощущение, что Lexar NM610 в целом ряде дисциплин даже лучше, чем значительно более дорогой Samsung 970 EVO. Но не стоит обольщаться: CrystalDiskMark – это простой бенчмарк, который не создаёт комплексных нагрузок и работает лишь с небольшим объёмом данных. В результате показатели производительности при записи, которые демонстрируются на скриншотах, относятся исключительно к работе контроллера с SLC-кешем, который у Lexar NM610 повышает числа в бенчмарках не только при записи, но и при чтении. Поэтому показатели Lexar NM610 и Samsung 970 EVO нельзя сопоставлять напрямую – они имеют несколько разную природу.

Тем не менее пиковые скорости чтения и записи, получаемые при глубоких очередях запросов, у Samsung 970 EVO примерно в полтора-два раза выше, даже по данным CrystalDiskMark. Причина прозаична: SM2263XT — двухъядерный безбуферный контроллер с четырьмя каналами, использованный в Lexar NM610, — действительно не может обеспечить такую же высокую производительность, как более мощные и функциональные альтернативы.

⇡#Производительность в PCMark 8 Storage Benchmark 2.0

Несмотря на то, что в ряде синтетических сценариев Lexar NM610 выглядел как аутсайдер, по интегральному показателю PCMark 8 его можно отнести к числу весьма добротных NVMe-решений низшей ценовой категории. Здесь его производительность выглядит как минимум не хуже, чем у других недорогих NVMe SSD с урезанной архитектурой, а проигрывает он исключительно накопителям более высокого класса.

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 файловых операциях, проводимых внутри накопителя, Lexar NM610 оказывается в числе худших по производительности вариантов. Это – практическое отражение слабости его платформы при смешанных операциях. Если SSD требуется одновременно считывать и записывать данные, то, вне зависимости от того, в каком конкретно сценарии возникает такая нагрузка, Lexar NM610 в любом случае работает медленнее других NVMe-альтернатив.

Зато в роли первичного SSD рассматриваемый накопитель Lexar проявляет себя сравнительно неплохо. По скорости загрузки игр и приложений он опережает многие недорогие альтернативы других производителей. Как и было сказано выше, технология HMB действительно позволяет создавать безбуферные NVMe SSD, производительность которых в типовых пользовательских сценариях работы может совершенно не страдать от отсутствия на борту накопителя собственной оперативной памяти.

⇡#Деградация и восстановление производительности

К сожалению, случайная мелкоблочная запись напрямую в TLC-память без SLC-кеширования выполняется у Lexar NM610 с очень низкой скоростью, поэтому протестировать работу TRIM по нашей обычной процедуре не представляется возможным. Тем не менее в том, что команда TRIM этим накопителем обрабатывается без каких-либо проблем, у нас нет никаких сомнений. В этом можно, например, убедиться с помощью утилиты trimcheck, которая проверяет физическое удаление с SSD записанной и стёртой логическим образом информации.

Впрочем, накопители, у которых существуют какие-то проблемы в обработке команды TRIM, уже практически не встречаются. А вот процесс обслуживания этой команды протекает по-разному. 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 с Lexar NM610 крупного файла его производительность на некоторое время действительно снижается практически до нулевого уровня. Продолжительность такого «провала» составляет порядка четырёх секунд. Затем же накопитель полностью возвращается в свой обычный режим. Поэтому пользователи домашних компьютеров с таким накопителем, скорее всего, никаких подобных замедлений даже и не заметят.

⇡#Проверка температурного режима

В SSD, основанных на урезанном контроллере SMI SM2263XT, проблема нагрева стоит не так остро. Особенно сейчас, после того как разработчики Silicon Motion оптимизировали температурный режим контроллера через обновления микропрограммы. Поэтому от Lexar NM610 мы ждали отсутствия признаков перегрева даже при интенсивных нагрузках, несмотря на то, что он не оборудован какими бы то ни было средствами теплоотвода.

Для практической проверки мы последили за температурным режимом при нагрузке на тестовый накопитель последовательными операциями с глубиной очереди запросов в 32 команды. Измерения проводились на открытом стенде, какой-либо дополнительный обдув SSD воздушным потоком не производился.

При чтении никаких проблем с температурой не возникает. Интенсивные операции чтения нагревают Lexar NM610 всего на 15-20 градусов, что никак не может привести к возникновению критических состояний.

Однако при записи дело обстоит немного хуже. Буквально за пару минут интенсивных операций температура контроллера доходит до отметки 85 градусов, после чего у него включается защитный режим с понижением частоты. Однако на производительности это явным образом не сказывается, потому что столь длительные операции приводят к заполнению SLC-кеша и снижению скоростей совсем по другим причинам. Таким образом, Lexar NM610 вполне допустимо использовать без каких-либо дополнительных средств охлаждения.

⇡#Выводы

Lexar NM610 в первую очередь может оказаться интересным тем многочисленным покупателям, которые подыскивают привлекательные по соотношению цены и производительности решения для обычных домашних сборок среднего класса. Для большинства среднестатистических сценариев, свойственных массовым ПК, Lexar NM610 выглядит вполне подходящим вариантом. Если не перегружать этот накопитель работой, его производительность почти всегда будет выше, чем у любых SATA SSD, а стоимость вплотную приближается к тому же уровню.

В основе Lexar NM610 лежит безбуферная платформа SMI SM2263XT, которая уже завоевала популярность в качестве базы для потребительских NVMe SSD с невысокой ценой. Но до сих пор она преимущественно встречалась в продуктах производителей третьего (а то и четвёртого) эшелона, которые не могли гарантировать ни стабильных поставок, ни постоянства и хорошего качества используемой флеш-памяти. Продукт Lexar должен быть свободен от этих недостатков, поскольку в данном случае речь идёт о возрождении легендарного бренда, за которое взялась крупная китайская фирма, думающая о перспективах и явно намеренная не просто не испортить репутацию марки, а добиться устойчивого роста её популярности.