Обзор NVMe-накопителя Silicon Power P34A80: эталонный Phison E12 и новая прошивка

До недавних пор мы не слишком часто брались за обзоры твердотельных накопителей, предлагаемых компаниями из второго или третьего эшелона. Связано это было в первую очередь с тем, что такие продукты слишком непредсказуемы в аппаратной платформе: в зависимости от того, какие микросхемы производителю удалось закупить на открытом рынке, сегодня в составе конкретной модели накопителя могли использоваться одни компоненты, а завтра – совсем иные. При этом производители, как правило, не считают нужным информировать пользователей об изменении конфигурации продукта ни на своём сайте, ни в названии или маркировке. В результате делать обзоры таких SSD было отчасти бессмысленно, а отчасти даже вредно. Ведь написанные статьи грозили утратить свою правдивость в любой момент, причём мы об этом могли даже и не узнать.

Но всё имеет свойство меняться, и в случае с накопителями с NVMe-интерфейсом ситуация с постоянством аппаратной начинки сейчас выглядит гораздо лучше. Дело в том, что главные независимые разработчики контроллеров, Phison и Silicon Motion, предлагают для прогрессивных NVMe SSD сравнительно небольшое число платформ, причём они чётко ранжированы по уровню быстродействия и цены. Поэтому пространства для метаний у производителей второго-третьего эшелона практически не остаётся, и их NVMe-продукты получают фиксированную и детерминированную компонентную базу. Иными словами, в NVMe SSD, пусть даже выпущенных самыми ушлыми фирмами, никакой чехарды с контроллерами и памятью пока не наблюдается.

К тому же знакомство с продукцией производителей второго-третьего эшелона приобрело теперь отчётливый смысл ещё и по той причине, что ведущие игроки на рынке SSD перешли на использование либо полностью собственных, либо глубоко кастомизированных версий общедоступных контроллеров. Поэтому те SSD, которые поставляются компаниями поменьше, на сегодняшний день имеют мало общего с продукцией гигантов масштаба Samsung, Western Digital, Intel или Crucial. Но при этом их характеристики заставляют поверить, что по быстродействию и надёжности они совсем не уступают предложениям лидеров рынка. А значит, они вполне заслуживают права быть рассмотренными отдельно.

На данный момент независимые разработчики контроллеров предлагают две полностью готовые к внедрению платформы для производительных NVMe SSD с интерфейсом PCI Express 3.0. Первая – SMI SM2262EN, и её активно используют в своих накопителях компании ADATA, HP, Kingston и Transcend. Вторая – Phison E12. Этот контроллер появился немного позднее, но смог завоевать более широкую популярность. Его можно встретить в изделиях Corsair, Gigabyte, Lite-On, Patriot, PNY, Seаgate, Silicon Power, Team Group и многих других более мелких фирм. Именно про воплощения этой платформы в конечных продуктах мы и поговорим сегодня подробнее.

Но прежде чем перейти к сути рассказа, нужно уточнить, что схема работы Phison за последние несколько лет совершенно не изменилась. В действительности эта компания поставляет своим партнёрам не микросхемы контроллеров, а готовые накопители в сборе, и конечным производителям остаётся только добавить к ним радиаторы, маркетинговые наклейки и собственную упаковку. Из этого следует, что принципиальной разницы между накопителями разных брендов на базе Phison E12 не существует: различия если и есть, то только в экстерьере. Соответственно, протестировав один какой-то накопитель на этой платформе, мы можем смело обобщить полученные результаты и на все родственные продукты.

В лаборатории 3DNews уже побывал один из накопителей с таким контроллером – Gigabyte Aorus RGB M.2 NVMe SSD, и он не произвёл на нас особого впечатления. Тем не менее мы решили дать платформе Phison E12 второй шанс. Дело в том, что разработчики Phison усовершенствовали микропрограмму, и эффективность контроллера должна была возрасти. Чтобы проверить, так ли это на самом деле, мы взяли на тесты ещё один NVMe SSD на базе платформы Phison E12. Им оказался Silicon Power P34A80.

⇡#Технические характеристики

Итак, Silicon Power P34A80 – типовой накопитель, построенный на контроллере PS5012-E12, первом чипе Phison для NVMe SSD, который правомерно применять там, где пользователя интересует что-то ещё, кроме низкой цены. Инженерам тайваньского разработчика долго не удавалось спроектировать какое-нибудь действительно производительное решение, но с платформой E12, похоже, что-то начало получаться. По крайней мере на сайте Phison для контроллера PS5012-E12 обещаны линейные скорости свыше 3 Гбайт/с, в то время как предыдущее детище этого разработчика, PS5008-E8, со скрипом выжимало лишь 1,6 и 1,1 Гбайт/с при чтении и записи соответственно.

Поскольку новый чип Phison стал заметно быстрее предшествующих решений, совершенно неудивительно, что по внутренней архитектуре он наконец-то приблизился к современным контроллерам для производительных NVMe-накопителей других разработчиков. Так, PS5012-E12 основывается на двухъядерном ARM-процессоре с частотой 667 МГц, предлагает восемь каналов для подключения флеш-памяти, поддерживает четыре линии PCI Express 3.0 для общения с системой и снабжён DDR4/DDR3L-интерфейсом для реализации внутреннего буфера. Чип поддерживает актуальный стандарт NVMe 1.3, а кроме того, в нём реализована коррекция ошибок на основе LDPC-кодов, криптографический алгоритм AES-256 и целый ряд фирменных технологий Phison для улучшения надёжности хранения данных. За выпуск микросхем PS5012-E12 отвечает TSMC, при производстве используется 28-нм техпроцесс.

В Silicon Power P34A80 этот контроллер работает в тандеме с флеш-памятью компании Toshiba, что вполне закономерно, поскольку между Phison и Toshiba существуют давние и близкие отношения. В данном случае массив памяти составлен из 64-слойных кристаллов BiCS3 (TLC 3D NAND), что роднит рассматриваемый накопитель с любым другим NVMe SSD на базе платформы Phison E12.

Выделяет же Silicon Power P34A80 более новая прошивка версии 12.3: все аналогичные накопители, которые попадали в наши руки до этого, использовали микропрограмму версий 12.1 или 12.2. Естественно, это не делает данный SSD уникальным. На самом деле Phison начала распространять микропрограмму 12.3 среди своих партнёров ещё в середине лета, но перевод серийных изделий на более новую прошивку требует времени. Silicon Power смогла решить этот вопрос более оперативно, но владельцы прочих накопителей на базе контроллера Phison PS5012-E12 могут проапгредиться самостоятельно – в сети нетрудно найти информацию о том, как это сделать.

В паспортных характеристиках Silicon Power P34A80 глупо искать какие-то сюрпризы, тут всё ровно так же, как и в других SSD на платформе Phison E12 — с той лишь разницей, что на скоростные показатели своего продукта производитель по максимуму нагнал тумана.

Восполнить недостаток информации о производительности Silicon Power P34A80 можно, исходя из характеристик контроллера. Phison обещает, что накопители на базе платформы E12 в версиях максимального объёма могут развивать производительность до 600 тысяч IOPS, а полутерабайтная модификация может обеспечить 360 тысяч IOPS при чтении и 500 тысяч IOPS при записи. Всё это можно охарактеризовать, как достаточно неплохой уровень быстродействия: в спецификациях того же Samsung 970 EVO Plus заявляются очень похожие числа.

Однако, когда речь идёт о NVMe SSD, построенных на базе независимых тайваньских разработчиков, всегда нужно держать в уме то, что в их характеристиках находится немало мест для приписок, подлогов и прочего очковтирательства. Красивые обещанные числа, как правило, можно получить только в специальных условиях специальными тестами, а в реальности производительность оказывается ниже. Phison такими фокусами славится давно, и решения на платформе Phison E12 исключением их правила не стали.

Во-первых, здесь применена технология SLC-кеширования, ускоряющая запись небольших объёмов данных. Поэтому высокую скорость записи у Silicon Power P34A80 можно наблюдать лишь в том случае, когда общий объём записываемых данных составляет не более 5 % от общей ёмкости SSD. SLC-кеш в данном случае статический, его размер составляет порядка 24 Гбайт на каждые 256 Гбайт ёмкости накопителя, и обозначенная в спецификации скорость линейной и случайной записи достижима только в пределах этой области.

Всё это нетрудно проиллюстрировать графиком, на котором показана скорость непрерывной последовательной записи на пустой Silicon Power P34A80 ёмкостью 512 Гбайт.

Скорость записи в SLC-кеш достигает 2,0 Гбайт/с, но такая производительность наблюдается очень недолго, на основном же массиве флеш-памяти скорость записи составляет всего порядка 580 Мбайт/с. И в действительности это сравнительно невысокая производительность для накопителя на базе BiCS3-памяти. Тот же WD Black SN750 с аналогичной флеш-памятью и в такой же конфигурации показывает заметно более высокую скорость прямой записи в TLC-память. Но справедливости ради нужно заметить, что определённую работу по улучшению производительности записи в прошивке 12.3 всё-таки провели: размер SLC-кеша у Silicon Power P34A80 теперь стал вдвое больше.

Вторая особенность платформы Phison E12 заключается в том, что SLC-кеш задействуется не только при записи, но и при чтении. Но алгоритм его работы в этом случае совершенно примитивный и одновременно читерский. Ни о какой предварительной выборке данных речь не идёт, просто информация, которая попадает в SLC-кеш, переносится из него в основной массив флеш-памяти не сразу, а с небольшой задержкой по времени. Это прямо влияет на показатели в тестах, поскольку подавляющее большинство бенчмарков сначала записывают на SSD тестовый файл, а затем сразу же обращается к нему для измерения скорости, получая таким образом завышенные результаты. При реальном использовании любого диска операции чтения выполняются из файлов, записанных не только что, и скорость в этом случае будет заметно ниже.

Наглядно проиллюстрировать, как работает этот фокус, тоже очень несложно. На следующем графике показана скорость случайного мелкоблочного чтения данных из файла на Silicon Power P34A80 512 Гбайт как сразу же после его создания, так и после того, как на этот SSD было записано ещё некоторое количество информации.

Когда свежий тестовый файл вытесняется из SLC-кеша последующей записью дополнительных 12 Гбайт данных, скорость чтения из него снижается примерно на четверть. Это значит, что типовые бенчмарки, которые измеряют быстродействие при помощи обращений к только что созданному файлу, будут показывать для Silicon Power P34A80 существенно более высокие показатели, чем он будет выдавать в реальной работе.

Модельный ряд Silicon Power P34A80 формально включает в себя четыре версии с ёмкостью от 256 Гбайт до 2 Тбайт, причём все они действительно доступны в продаже. К тому же все они сравнительно недорогие — такой накопитель вполне может привлечь тех покупателей, которые не хотят тратиться на Samsung 970 EVO и 970 EVO Plus или на WD Black SN750. При этом P34A80 не выглядит как совсем бюджетный вариант: Silicon Power даёт на него вполне полноценную пятилетнюю гарантию, никак не ограничивая пользователя в объёме перезаписываемой информации.

⇡#Внешний вид и внутреннее устройств

Для тестирования мы взяли образец Silicon Power P34A80 ёмкостью 512 Гбайт. Накопитель своим исполнением не удивил: он представляет собой плату в стандартном для M.2 форм-факторе 2280 с ключом типа M в ножевом разъёме, которая использует для взаимодействия с системой шину PCI Express 3.0 x4.

Более того, плата Silicon Power P34A80 имеет полностью эталонный дизайн и синий цвет текстолита — это косвенный признак того, что произведена она на предприятии PTI под прямым контролем Phison. А это в свою очередь означает, что выискивать какие-то уникальные черты у накопителя Silicon Power совершенно бесполезно, он идентичен аналогичным решениям Corsair, Patriot, Seagate и прочим приводам, построенным на платформе Phison E12.

Многие поставщики NVMe-накопителей на базе микросхемы Phison PS5012-E12 добавляют в свои продукты те или иные системы охлаждения. Silicon Power решила обойтись без таких излишеств, но наклейка с маркировкой на P34A80 имеет тонкий слой алюминиевой фольги, что, вероятно, может как-то поспособствовать теплоотводу.

На самой этикетке размещено не слишком много информации: приводится лишь артикул, ёмкость SSD и серийный номер. Никаких сведений о дате производства или о залитой на заводе прошивке на ней нет.

Плата Silicon Power P34A80 512 Гбайт имеет односторонний дизайн, но это касается лишь накопителей ёмкостью 256 и 512 Гбайт – более вместительные модификации несут микросхемы на обеих сторонах печатной платы.

Элементная база накопителя, помимо микросхемы контроллера, включает в себя два чипа флеш-памяти и микросхему DRAM-буфера. Сразу же стоит отметить, что обычно SSD на базе платформы Phison E12 используют DDR4-память, но в Silicon Power P34A80 512 Гбайт выбран более дешёвый вариант – микросхема DDR3L-1600 SDRAM производства Nanya, причём вдвое меньшего, чем обычно, объёма – 256 Мбайт.

Зато флеш-память в рассматриваемом накопителе совершенно стандартна: это чипы TCBBG55AIV, каждый из которых собран из восьми 256-гигабитных полупроводниковых кристаллов 64-слойной TLC 3D NAND авторства Toshiba, упакованных компанией PTI. Эта память немного хуже микросхем с «родной» маркировкой Toshiba, поскольку в данном случае за нарезку и отбор кристаллов отвечает сторонний производитель, который имеет какие-то свои понятия о приемлемом для SSD качестве флеш-памяти. Однако чистокровная память Toshiba встречается только в более дорогих продуктах.

Ёмкость Silicon Power P34A80 512 Гбайт после форматирования в операционной системе составляет 476 «честных» Гбайт.

⇡#Программное обеспечение

Сейчас практически все производители твердотельных накопителей предлагают сервисные утилиты, позволяющие контролировать состояние SSD и управлять их работой. У Silicon Power эта роль отведена утилите SP ToolBox, однако с точки зрения функциональности её следует отнести к числу явно неудачных образцов подобных программ: она не умеет практически ничего.

Единственное, что можно сделать с помощью этой программы, — это посмотреть общую информацию о SSD и получить доступ к его S.M.A.R.T.-телеметрии. Иными словами, можно считать, что никакой специализированной утилиты и нет.