OCZ RevoDrive 3 X2 — 1,5 Гбайт/с, и этим все сказано

⇡#Введение

Семейство RevoDrive — это твердотельные приводы, скомбинированные из нескольких контроллеров SandForce на одной плате с интерфейсом PCI-E. В основе лежит очевидная идея: если отдельно взятый SSD уже является многоканальным устройством, за счет чего и работает столь быстро, то почему бы не связать несколько контроллеров в массив и не продавать это в виде цельного продукта?

Оригинальный RevoDrive X2 мы уже изучили во всех подробностях и полюбовались на графики со скоростью линейного доступа вплоть до 700 Мбайт/с. Но по сути единственная особенность, которая принципиально отличает RevoDrive от массива из отдельных SSD, — это то, что все компоненты уже собраны воедино. На плате распаян простой контроллер с софтверным RAID, для которого нужно устанавливать специальный драйвер. Передача команды TRIM в такой конфигурации также невозможна, нельзя и очистить привод с помощью Secure Erase прямо из-под Windows, как это делается в случае с простыми SSD от той же OCZ. Наконец, комплект отдельных накопителей заметно лучше по соотношению цена/объем.

Но, хотя с практической точки зрения RevoDrive оказался чистой экзотикой, в целом OCZ указала правильное направление для высокоскоростных SSD. Твердотельные приводы уже освоили пропускную способность SATA 3 и хотят еще. А зачем ждать новой версии специализированного интерфейса, если уже есть шина PCI Express с большим запасом скорости? И пока не появились доступные контроллеры с нативной шиной PCI-E, определенное представление о светлом будущем можно получить, взглянув на RevoDrive 3…

Стоп, а куда делся RevoDrive 2? Ответ: такой модели и не было. OCZ просто решила привести нумерацию в соответствие с линейкой SATA-накопителей — Vertex 3 и Agility 3.

⇡#Технические характеристики

В RevoDrive 3 X2 установлен не стандартный SATA-контроллер, а загадочный чип под названием SuperScale с маркировкой OCZ. Кто на самом деле его производит, нам доподлинно неизвестно, хотя определенная информация из Сети указывает на Marvell.

В целом это SAS-контроллер с «родным» интерфейсом PCI Express 2.0, который работает без всяких дополнительных мостов типа PCI-X to PCI-E, как было в случае с оригинальным RevoDrive. Содержимое хранится в массиве из двух или четырех накопителей на базе SandForce, только это уже SF-2200, кроме того, здесь не используется RAID-0 как таковой. По утверждению OCZ, вместо чередования данных контроллер SuperScale просто накапливает запросы на ввод/вывод и оптимальным образом организует их исполнение. Переконфигурировать массив и вообще войти в BIOS контроллера нельзя.

Для операционной системы массив выглядит как единый привод (отсюда бренд Virtualized Controller Architecture 2.0), и он даже поддерживает TRIM, что было бы прекрасно, если бы Windows 7 не отказывалась отправлять эту команду контроллерам SAS/SCSI. Причем неизвестно, появится ли такая возможность в будущем. Еще SuperScale поддерживает аналогичную команду unmap из стандартного набора SCSI, но с ней Windows 7 вообще не знакома.

Другими бонусами VCA 2.0 можно воспользоваться уже сейчас. Это доступ к данным SMART и функции Secure Erase из-под Windows с помощью утилиты OCZ Toolbox. Она же позволяет обновить прошивку.

Для работы RevoDrive 3 по-прежнему требуется специальный драйвер. На сайте производителя есть версии для 32- и 64-битной Windows 7.

Но главное, что нас интересует, это, конечно же, быстродействие. Новый RevoDrive вдвое быстрее оригинала по всем показателям. Скорость последовательного чтения достигает внушительной отметки 1,5 Гбайт/с, а произвольной записи — 200 тыс. оп./с. Накопитель поставляется в конфигурациях с 240, 480 и 960 Гбайт памяти, и стоят они в среднем 24, 55 и 110 тыс. рублей в московских интернет-магазинах. Нам предстоит протестировать 480-гигабайтную модель.

⇡#Комплект поставки, конструкция

В коробке с RevoDrive, помимо самого устройства, была обнаружена только бумажка с руководством по установке и наклейка на корпус компьютера.

Внешне RevoDrive 3 мало отличается от своего предшественника: это все та же двухэтажная конструкция, только контроллер теперь прикрыт радиатором.

Черный текстолит с золотыми контактами выглядит роскошно.

Дочернюю плату с двумя контроллерами можно снять, но тогда RevoDrive 3 X2 работать не будет.

Сами контроллеры модели SF-2281 нам уже хорошо знакомы.

Память — 8-гигабайтные микросхемы Micron, по 16 штук на один контроллер. Произведены по техпроцессу 25 нм.

⇡#Методика тестирования

Для тестирования накопителей мы используем два популярных бенчмарка: HD Tune Pro 4.60 и Iometer 1.1.0 RC1. Первая программа дает упрощенную оценку основных аспектов производительности, а вторая применяется для более подробных и точных измерений. В дополнение к синтетическим тестам мы измеряем скорость копирования файлов на диске, разбитом на разделы, и время архивации/извлечения данных с помощью WinRAR 3.93 X64.

При тестировании твердотельных приводов блоки из нескольких бенчмарков перемежаются очисткой содержимого диска с помощью TRIM. Кроме того, данные, которые записываются на диск перед каждым обнулением, рассчитаны таким образом, чтобы не превысить его доступный пользователю объем. В сочетании с алгоритмами компрессии данных, которые используются в современных контроллерах SSD, эти меры предотвращают падение скорости записи по мере выполнения тестовых нагрузок.

Вот полный список тестов.

HD Tune Pro

1. Линейное чтение и линейная запись блоков по 64 Кбайт в пределах небольших диапазонов адресов, расположенных равномерно во всем объеме диска.


2. Произвольный доступ к данным во всем объеме диска с использованием блоков размером 4 Кбайт.

Текущая версия бенчмарка — 4.61.

Iometer 1.1.0 RC1

1. Линейное чтение (запись) данных с использованием блоков данных размером от 512 байт до 2 Мбайт и глубиной очереди запросов, равной четырем. Тест с блоками каждого размера продолжается в течение одной минуты, поэтому полученные результаты справедливы лишь для доступа к данным в «начале» диска. Благо у SSD скорость чтения и записи одинакова во всем объеме накопителя. Результатом теста являются график зависимости скорости передачи данных от размера блока и среднее значение скорости.


2. Произвольное чтение (запись) данных во всем объеме диска с использованием блоков данных размером от 512 байт до 2 Мбайт и глубиной очереди запросов, равной четырем. Тест с блоками определенного размера продолжается в течение 30 секунд. В результате выводится график зависимости производительности от размера блока и ее среднее значение. Границы блоков данных выравниваются относительно «линейки» с шагом 4 Кбайт. Т.к. SSD-накопители считывают и записывают информацию в виде так называемых страниц именно такого или кратного размера, выравнивание нагрузки позволяет избежать ситуаций, когда для чтения или записи одного логического блока требуется использовать дополнительные страницы.


3. Произвольное чтение (запись) данных во всем объеме диска с использованием блоков данных по 512 байт и глубиной очереди запросов, равной единице. Тест идет в течение 10 минут, поэтому большую часть времени дисковый буфер оказывается заполненным, что дает возможность оценить устоявшееся время отклика накопителя. Блоки данных в этом тесте также выровнены относительно 4-килобайтной «сетки».


4. Многопоточная нагрузка. В ходе этого теста с диском одновременно работают от одной до четырех копий тестовой утилиты (workers, в терминологии Iometer), выполняющих последовательное чтение (запись) блоков данных размером 64 Кбайт с глубиной очереди запросов, равной единице. Каждая копия имеет доступ к данным в отдельном адресном пространстве объемом 16 Гбайт. Адресные пространства расположены в объеме диска вплотную друг к другу, начиная с нулевого сектора. Измеряется совокупная производительность всех worker’ов.


5. Компрессия данных. Сравнивается скорость линейной записи блоков по 128 Кбайт с глубиной очереди в четыре запроса, с одной стороны — при использовании повторяющихся данных, с другой — с данными, выбранными случайным образом. Случайные данные мало подвержены сжатию, и этот тест показывает, какой бонус к производительности дает компрессия тем накопителям, в которых она применяется.

⇡#Копирование файлов

Для проведения тестов с реальными данными диск разбивается на два раздела объемом 16 Гбайт, расположенные вплотную друг к другу без отступа от «начала» диска. Разделы форматируются в файловой системе NTFS с размером кластера по умолчанию.

Тестовая нагрузка заключается в копировании набора файлов в пределах раздела, а затем — на соседний раздел. Измеряется время выполнения каждой операции и вычисляется средняя скорость передачи данных.

Тестовые пакеты состоят из файлов различного размера: в первом пакете есть лишь один огромный файл, второй пакет включает файлы размером около 10 Мбайт, а в третий входит содержимое каталога System32 операционной системы Windows Server 2008 R2 (в двойном объеме — для увеличения надежности теста), которое представляет собой тысячи мелких файлов. Чтобы создать одинаковые условия для накопителей с «онлайновой» компрессией и без нее, в тестовых пакетах используются данные с одинаковой структурой: файлы большого и среднего объема представляют собой RAR-архивы мелких файлов, созданные без компрессии. В таблице ниже приведены характеристики каждого пакета. Для повышения надежности измерения тест выполняется пять раз, и в итоге выбираются средние значения результатов.

WinRAR 3.93 X64

Для того чтобы оценить быстродействие диска при работе с архиватором, пакет файлов Windows из предыдущего теста, скопированный на первый (от «начала» диска) раздел подопытного накопителя, упаковывается при помощи WinRAR со степенью сжатия по умолчанию. Архив создается на том же разделе, где находятся исходные файлы, а затем распаковывается туда же в отдельный каталог. Измеряется время выполнения каждой операции.

⇡#Выносливость SSD

Производительность твердотельного привода падает по мере его заполнения данными. Сохранять форму накопителю помогают компрессия данных и алгоритмы удаления «мусорных» данных. Для оценки эффекта от этих мер мы с помощью Iometer в течение 30 минут бомбардируем накопитель произвольными запросами на запись блоков по 4 Кбайт с глубиной очереди 32. Данные для записи генерируются случайным образом, чтобы затруднить компрессию, которую может выполнять контроллер. Затем процедура продляется еще на полтора часа. У свежего привода и после обоих циклов заполнения измеряется скорость произвольной записи 4-килобайтных блоков при глубине очереди в 4 запроса, с использованием как повторяющихся, так и случайных данных.

Также представляет интерес результативность очистки SSD с помощью команды TRIM, которую в нашем тесте выполняет встроенная в Windows 7 и Windows 2008 R2 утилита форматирования.

В этом тесте за небольшое время имитируется «износ» накопителя, который происходит в процессе длительной (и весьма интенсивной) повседневной эксплуатации. Побеждают модели с эффективной компрессией данных, большой объем также дает преимущество в этом тесте.

⇡#Тестовый стенд

В качестве тестовой платформы используется компьютер с материнской платой MSI 890GXM-G65 и процессором AMD Phenom II X2 560 Black Edition. Диск подключался к контроллеру, встроенному в чипсет платы, и работал в режиме AHCI. Операционная система — Windows Server 2008 R2 (в отношении работы с накопителями является полным аналогом Windows 7).

Производительность, синтетические тесты

Наша задача — сравнить новый RevoDrive X2 с его предшественником и быстрейшими SSD для интерфейса SATA 3: Kingston HyperX на платформе SandForce SF-2200 и Intel SSD 510. Кстати, RevoDrive X2 мы в свое время не только протестировали в конфигурации по умолчанию (RAID-0 из четырех накопителей), но также исключили из массива два SSD, и получился «просто» RevoDrive, без X2, который также представлен на графиках. С RevoDrive 3 этого сделать нельзя.

В тестах линейного доступа RevoDrive 3 X2 даже при однопоточной нагрузке существенно превосходит как оригинальный RevoDrive X2, так одиночные SSD. Прогресс особенно велик по части записи.

Но целиком потенциал новинки раскрывается лишь при тестировании в Iometer с очередью в четыре запроса. Привод выдает честные 1,5 Гбайт/с при чтении блоков и больше 1200 Гбайт/с при записи.

Но для того чтобы достичь обещанной скорости произвольной записи на уровне 200 тыс. оп./с, этой нагрузки уже недостаточно. Такой результат OCZ получила при глубине очереди в 64 запроса, причем в адресном пространстве, ограниченном 8 Гбайт объема. В нашем случае RevoDrive 3 X2 опережает предшественника лишь на 10 000 операций в секунду по скорости чтения на пике графика и того меньше – по скорости записи.

По времени произвольного доступа RevoDrive 3 X2 аналогичен отдельным SSD на базе SF-2200.

Тест многопоточного доступа преподнес сюрприз. RevoDrive 3 X2 вяло реагирует на появление дополнительных потоков чтения по сравнению с оригинальной моделью, хотя графики записи рисуют более привычную картину.

Производительность, реальные задачи

В реальных задачах первый RevoDrive X2 выпадает из соревнования, потому что его протестировали при помощи старой методики, где в пакетах файлов разного размера использовался разный контент: RAR-архив, MP3 и системные файлы Windows. Но скорость приводов на базе SandForce сильно зависит от того, насколько данные подвержены компрессии, и специально для них в актуальной версии методики сделано так, что файлы любого размера сжимаются одинаково хорошо. Поэтому RevoDrive 3 X2 удастся сравнить только с Kingston HyperX, да и Intel SSD 510 пришлось поменять на Plextor PX-128M2S — SSD на таком же контроллере, хотя они ни в коем случае не эквивалентны по производительности.

И вот результат: RevoDrive 3 X2 в лучшем случае в два раза превосходит по скорости одиночный SSD на SandForce при копировании файлов, а WinRAR и вовсе предпочитает Kingston HyperX. Очевидно, что такие казуальные задачи не могут как следует загрузить массив из четырех SF-2200.

Компрессия данных, выносливость SSD

RevoDrive 3 X2, как и следовало ожидать, теряет больше половины скорости записи при переходе с повторяющихся данных на рандомизированные, притом что относительно «крупные» SSD на SF-2200 с интерфейсом SATA просаживаются не так сильно за счет чередования кристаллов памяти на каналах контроллера.

RevoDrive 3 Х2 нарисовал такую же кривую падения скорости записи по мере заполнения массива, как и Kingston HyperX, хотя следует сделать поправку на то, что RevoDrive работает быстрее и за время теста успевает выполнить больше запросов. Оба накопителя в итоге многочасовой процедуры оказываются в яме, из которой может вытащить только обнуление с помощью OCZ Toolbox.

⇡#Выводы

RevoDrive 3 X2 не просто устанавливает новый рекорд производительности для потребительских SSD. Если оригинальный RevoDrive был похож на этакий концепт, созданный специально для бенчмарков, то сейчас перед нами цельное устройство с продуманной архитектурой. Переход от обычного RAID-0 к специализированной организации массива — большой шаг вперед, который, вместе с компактной конструкцией и простотой обслуживания, для некоторых покупателей может компенсировать разницу в цене между RevoDrive 3 X2 и четырьмя Vertex 3 (а он по-прежнему гораздо дороже комплекта отдельных приводов).

При хорошей нагрузке это дьявольски быстрое устройство. 1,5 Гбайт/с, которые RevoDrive 3 X2 выдает при линейном чтении, сопоставимы с пропускной способностью оперативной памяти в компьютерах не столь отдаленного прошлого. Достичь такой скорости можно в любой более-менее интенсивной задаче с преобладанием последовательного доступа (видеомонтаж и прочие), да и простое копирование файлов в пределах диска быстрее в два раза, чем у лучших SATA-накопителей. Другое дело — произвольный доступ. Те 200 тыс. оп./с, которые заявлены в спецификациях, проявляются при таком характере доступа, какой можно ожидать только от хорошо загруженного сервера баз данных.