Plextor PX-256M3 — долгожданный конкурент

⇡#Введение

С твердотельными накопителями Plextor мы уже знакомы. Модели PX-128M2S и PX-256M2S, которые были протестированы ранее, основаны на платформе Marvell 88SS9174 — это один из самых популярных контроллеров для высокопроизводительных SSD с интерфейсом SATA 3. Другой известный привод из этой категории — Intel SSD 510, но между ними есть важное различие: Plextor комплектует свою линейку M2S Flash-памятью Toshiba типа Toggle Mode DDR, а Intel, разумеется, чипами собственного производства. Поэтому быстродействие у SSD 510 и Plextor M2S в модификациях равного объема различается.

Вообще есть два стандарта NAND Flash, вокруг которых группируются производители микросхем. Hynix, Intel, Micron, SanDisk и несколько менее известных корпораций входят в консорциум ONFi (Open NAND Flash Interface) и продвигают одноименный открытый стандарт. Samsung и Toshiba развивают собственную спецификацию Toggle Mode, ныне с приставкой DDR, которая применительно к Flash-памяти имеет такой же смысл, как и в случае с SDRAM: чипы передают данные на подъеме и спаде несущего сигнала (как и ONFi-чипы начиная с версии 2.0). Так вот, этим летом Toshiba начала производство памяти по техпроцессу 24 нм, помимо емкости увеличив и пропускную способность микросхем со 133 до 166 мегатранзакций в секунду. Теперь Plextor, как и другие сборщики SSD, внедрил их в свои продукты, и получилась серия M3 — самые быстрые накопители в ассортименте компании.

24-нм чипы Toggle Mode DDR NAND

Несмотря на новую память, здесь используется все тот же контроллер Marvell 88SS9174 — достаточно умный чип, который поддерживает команду TRIM, следит за равномерным износом ячеек и очисткой массива от невалидных записей. Внешний буфер накопителя увеличили до 512 Мбайт. Plextor особо отмечает, что каждый привод серии M3 проходит 20-часовое испытание повышенной температурой и тест на эмуляторе реальной повседневной нагрузки. Гарантия на устройства — целых пять лет.

В таблице даны спецификации M3 различной емкости в сравнении с Plextor M2S на 256 Гбайт и аналогичным по объему Vertex 3 от OCZ. Заметно, что скорость произвольного доступа благодаря новой памяти возросла в несколько раз. По этому параметру M3 превосходит не только обычную версию Vertex 3 c относительно медленной ONFi-памятью, но и Vertex 3 Max IOPS — специальную модификацию, заряженную чипами Toggle Mode DDR с пропускной способностью 133 мтр./с (подобно начинке Plextor M2).

У Plextor M3 чем больше объем, тем выше скорость последовательного чтения, вплоть до 445 Мбайт/с, но вот что касается произвольного доступа, то модель емкостью 512 Гбайт почему-то катастрофически медленнее по сравнению с 256-гигабайтной, которая являет собой золотую середину по соотношению этих параметров. Именно последняя и попала к нам на тестирование.

⇡#Комплект поставки, конструкция

В комплекте с накопителем поставляется адаптер для установки в отсек 2,5 дюйма, набор винтиков и диск с ПО для миграции данных.

Устройство выполнено в тонкостенном металлическом корпусе с имитацией шлифовки.

Чипы памяти несут маркировку TOSHIBA TH58TEG8D2HBA8C. Помимо них, на плате распаяна пара микросхем DDR3: NANYA NT5CB128M168P-CG.

⇡#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 т.н. 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 копий тестовой утилиты.


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 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).

⇡#Участники тестирования

В качестве соперников для Plextor PX-256M3 мы выбрали предшествующую модель Plextor с таким же контроллером и памятью Toggle Mode DDR, произведенной по техпроцессу 32 нм, Intel SSD 510 — устройство с ONFi-микросхемами и Kingston HyperX — SSD на платформе SandForce SF-2200.

Вот список конкурентов:

• Plextor PX-256M2S (Marvell 88SS9174)
• Plextor PX-256M3 (Marvell 88SS9174)
• Intel SSD 510 250 Гбайт (Marvell 88SS9174)
• Kingston Hyper X 240 Гбайт (SandForce SF-2281)

⇡#Производительность, синтетические тесты

Последовательный доступ, HD Tune

• Как ни странно, у Plextor PX-256M3 скорость последовательного чтения меньше, чем у Plextor PX-256M2S. Возможно, для нового SSD очереди в одну команду недостаточно, чтобы работать в полную силу.
• По средней скорости чтения PX-256M3 находится на одном уровне с Intel SSD 510 и Kingston HyperX.
• В тесте на запись PX-256M3 имеет значимое преимущество перед Intel SSD 510 и Plextor PX-256M2S, а с Kingston HyperX он на одном уровне.

⇡#Последовательный доступ, Iometer

• При чтении у Plextor PX-256M3 и Kingston HyperX кривые пропускной способности почти совпадают. Это быстрейшие накопители в тесте.
• Plextor PX-256M3 значительно превосходит Plextor PX-256M2S по скорости чтения.

• В тесте на запись Kingston HyperX находится на недосягаемой высоте.
• Plextor PX-256M3 заметно опережает оставшихся конкурентов при записи блоков размером от 32 Кбайт.

⇡#Время отклика

• В HD Tune накопитель Plextor PX-256M3 оказался самым отзывчивым из всех соперников, даже немного быстрее, чем Kinston HyperX. Налицо большой прогресс по сравнению с PX-256M2S в тесте на чтение.
• Устойчивое время отклика, по данным Iometer, у PX-256M3 чрезвычайно мало, в несколько раз меньше, чем у всех конкурентов (за исключением Intel SSD 510 в тесте на запись).

⇡#Произвольный доступ, Iometer

• Благодаря быстрому отклику PX-256M3 заметно опережает Kingston HyperX по скорости чтения мелких блоков.
• В тесте на произвольную запись HyperX в целом быстрее, чем PX-256M3, но график последнего не имеет провала на мелких блоках, характерного для накопителей на платформе SandForce.
• «Старые» модели — Intel SSD 510 и Plextor PX-256M2S — не идут ни в какое сравнение с PX-256M3. По скорости произвольного чтения и записи новинка опережает их в несколько раз.

⇡#Многопоточная нагрузка, Iometer

• Приводу PX-256M3 достаточно двух потоков, чтобы резко прибавить в скорости линейного чтения. У Kingston HyperX рост скорости более плавный.
• При записи Kingston получает больший бонус к скорости и в целом работает быстрее.
• Intel SSD 510 вяло реагирует на возрастание нагрузки, а Plextor PX-256M2S и вовсе становится медленнее.

⇡#Производительность, реальные задачи

Копирование файлов

• PX-256M3 уверенно опережает своего предшественника PX-256M2S по скорости копирования файлов большого и среднего размера и чуть-чуть уступает при копировании мелких.
• Kingston HyperX по части крупных и средних файлов все еще впереди.

WinRAR

• PX-256M2S и вправду немного быстрее новинки при работе с мелкими файлами, что проявляется и в скорости архивации.
• В задаче на распаковку архива приводы Plextor показали близкие результаты.
• Kingston HyperX выполняет обе задачи заметно быстрее, чем оба привода Plextor.

Компрессия данных, выносливость SSD

• Plextor PX-256M3 не сжимает данные при записи, а Kingston HyperX, как и все накопители с контроллером SandForce, — да. Поэтому в случае с конентом, поддающимся сильной компрессии, он с огромным отрывом опережает конкурента. Но если данные нельзя сжимать, то скорость HyperX катастрофически падает и Plextor получает большое преимущество.

• PX-256M3 за счет высокой скорости записи быстро заполнился в нашем тесте на выносливость. Но команда TRIM, как и в случае с другими приводами с контроллером Marvell 88SS9174, полностью восстановила быстродействие.
• Kingston HyperX, представляющий платформу SandForce, по мере заполнения гораздо меньше теряет в скорости записи повторяющихся данных, но с рандомизированной нагрузкой проседает столь же сильно, как и накопители без компрессии. Команда TRIM для SandForce, как мы неоднократно отмечали, практически бесполезна.

⇡#Выводы

В предшествующих тестах SSD устойчиво лидировали устройства на базе SandForce SF-2200, и для большинства задач именно их мы рекомендовали к покупке. Накопители с контроллером Marvell 88SS9174 на этом фоне выглядели бледно. По сути, единственной дисциплиной, в которой они выступали хорошо, было последовательное чтение. По скорости записи SandForce SF-2200 имеет огромное преимущество, но самое главное: у него в разы большая скорость произвольного доступа. А скорость произвольного доступа — это наше все, именно ради нее покупаются SSD.

Но стоит добавить к контроллеру Marvell быстрые чипы памяти Toggle Mode DDR с пропускной способностью 166 мегатранзакций в секунду, и SandForce получает серьезного конкурента. Благодаря трюкам с компрессией SandForce все еще впереди по скорости записи, зато Marvell 88SS9174 совершенно не зависит от того, легко ли сжимается записываемый контент, и на команду TRIM реагирует как положено — невалидные данные мгновенно удаляются из памяти. А если говорить о конкретной модели Plextor PX-256M3, которая одной из первых получила новые «мозги» от Toshiba, то у нее есть дополнительный уникальный бонус — пятилетняя гарантия.