Внезапно: быстрейший SSD на новом контроллере. Обзор Corsair Neutron GTX 240 Гбайт

Сейчас твердотельные накопители в массе своей довольно-таки однообразны. В последние годы на этом рынке решили попытать счастья многие, если не большинство известных компаний, которым производство SSD близко по профилю: главным образом те, кто раньше выпускал модули оперативной памяти. Но участие большинства конечных производителей SSD в подготовке продукта сводится к установке контроллера и NAND-памяти на печатную плату. Особенно неприхотливы в этом плане контроллеры SandForce — их используют все кому не лень, и продукты в результате различаются только дизайном корпуса и PCB.

С чипами Marvell все посложнее, так как многое зависит от прошивки. С помощью удачной прошивки можно добиться выдающихся результатов, но для этого уже требуются дополнительные капиталовложения и наличие серьезной команды разработчиков. Наиболее удачные примеры «допиливания» чипов Marvell, которые нам довелось протестировать, — это Plextor M3 (M3 Pro) и OCZ Vertex 4.

Устройства на базе SandForce или Marvell составляют подавляющее большинство современных SSD. Тем более интересно столкнуться с совершенно новой платформой. Несмотря на то, что LAMD (Link A Media Devices) — совершенно неизвестный бренд для конечного пользователя, на самом деле компания уже не первый год в этом бизнесе. Просто предшествующие продукты предназначались для enterprise-накопителей. LAMD также выпускала контроллеры для жестких дисков (например, Toshiba). Этим летом ее проглотила рыба покрупнее — SK Hynix. Возможные последствия этой сделки мы еще обсудим ниже.

⇡#Контроллер LAMD LM87800

В накопителях Corsair используется новый контроллер LAMD под модельным номером LM87800. Corsair особо не афиширует и не расхваливает свой выбор (хотя есть за что), и подробностей об архитектуре чипа известно немного. Мы знаем, что это ARM-процессор с двумя ядрами. Одно ядро занимается связью с хост-контроллером, второе связано с микросхемами памяти и управляет таблицей LBA. Контроллер имеет восемь каналов для Flash-памяти, на каждом из которых может находиться до четырех NAND-устройств. Поддерживаются микросхемы с интерфейсами ONFi 2.Х и Toggle-Mode DDR.

Как и всякий приличный NAND-контроллер, LAMD LM87800 осуществляет выравнивание износа ячеек (wear leveling) и удаление неактуальных данных (garbage collection). Для этих нужд Corsair резервирует около 13% объема накопителя. В результате на SSD остается столько же доступного места, сколько и на большинстве устройств на платформе SandForce: 120, 240 и 480 Гбайт. Кроме того, LAMD использует некие алгоритмы цифровой обработки сигнала (DSP) под названием eBoost, которые повышают долговечность памяти (видимо, за счет того, что истощенные многократной перезаписью ячейки все еще будут хорошо считываться). В LAMD LM87800 также встроен алгоритм шифрования по стандарту AES-128/256, хотя в Corsair Neutron он отключен.

В Neutron используется буфер DDR2 SDRAM объемом 128-256 Мбайт. Это не так много, как в устройствах на платформе Marvell (там может быть и 1 Гбайт буферной памяти), но достаточно, чтобы понять: в буфере хранятся и пользовательские данные.

⇡#Corsair Neutron GTX: спецификации, цены, комплект поставки

Насколько нам известно, Corsair пока является единственным партнером LAMD по производству SSD. Neutron GTX стал флагманским продуктом в линейке Corsair. Он комплектуется памятью типа Toggle-Mode DDR от Toshiba, произведенной по техпроцессу 24 нм. Есть и «просто» Neutron LM87800, в котором используется память Micron с интерфейсом ONFi 2.X (синхронная). По сравнению с GTX у него ниже скорость записи.

Neutron GTX выпускается в модификациях объемом 120, 240 и 480 Гбайт. Corsair не сообщает скорости произвольного чтения, но остальные показатели производительности весьма впечатляют. Модели на 240 и 480 Гбайт сопоставимы с OCZ Vertex 4 и SandForce 2, но в то же время Neutron GTX 120 Гбайт уступает аналогичному Vertex 4 и SF-накопителям в заявленной скорости последовательной записи.

Накопители поставляются в комплекте с адаптером под форм-фактор 3,5 дюйма.

Цены на Neutron GTX в московских интернет-магазинах довольно высокие по сравнению с другими SSD такого же объема: в среднем 5 300 руб. за 120 Гбайт и 9 200 — за 240. Найти в продаже модель объемом 480 Гбайт на момент написания статьи не удалось, да и предложений меньшего объема тоже немного.

⇡#Конструкция

Neutron GTX заключен в корпус толщиной 7 мм. В отличие от других накопителей, половинки корпуса не скреплены винтами, а просто защелкиваются.

Печатная плата непривычно короткая для 2,5-дюймового SSD. Микросхемы памяти расположены только на стороне контроллера.

⇡#Методика тестирования

Iometer 1.1.0 RC1

1. Последовательное чтение/запись данных блоками от 512 байт до 2 Мбайт и глубиной очереди запросов 4 (типичная глубина для десктопных задач). Проба теста с блоками каждого размера продолжается в течение 30 с. В результате получается график зависимости скорости передачи данных от размера блока.


2. Произвольное чтение/запись данных во всем объеме диска блоками от 512 байт до 2 Мбайт и глубиной очереди запросов 4. Проба теста с блоками каждого размера продолжается в течение 30 секунд. Границы блоков выравниваются относительно линейки с шагом 4 Кбайт. Так как SSD-накопители считывают и записывают информацию в виде так называемых страниц по 4 Кбайт или кратного размера, выравнивание нагрузки исключает ситуации, когда логический блок занимает нечетное число страниц, и скорость записи снижается.


3. Время отклика. Выполняется произвольное чтение/запись данных во всем объеме диска блоками по 512 байт и глубиной очереди запросов 4. Так как тест идет в течение 10 минут, дисковый буфер заполняется, что дает возможность оценить устоявшееся время отклика накопителя. Блоки данных также выровнены относительно 4-килобайтной разметки.


4. Скорость последовательного доступа в зависимости от длины очереди запросов. Измеряется скорость чтения и записи блоков по 64 Кбайт при длине очереди от 1 до 8 с шагом 2 и от 8 до 32 с шагом 4.


5. Многопоточная нагрузка. С диском одновременно работают от одной до четырех копий утилиты, генерирующей нагрузку (workers, в терминологии Iometer). Каждый worker выполняет последовательное чтение/запись блоков по 64 Кбайт с глубиной очереди запросов 1. Worker’ы имеют доступ к непересекающимся адресным пространствам объемом по 16 Гбайт, которые расположены в объеме диска вплотную друг к другу, начиная с нулевого сектора. Измеряется совокупная производительность всех worker’ов.

После каждого теста, включающего запись значительного объема данных, диск очищается с помощью Secure Erase. Длительные тесты на запись разделены на несколько частей, перемежающихся очисткой, чтобы первые пробы теста, заполняющие диск, не влияли на скорость последующих.

PCMark 7

Синтетический тест, эмулирующий нагрузку реальных приложений и различные сценарии использования ресурсов ПК. Бенчмарк установлен на основном накопителе стенда. На тестируемом накопителе создается единственный раздел в файловой системе NTFS на весь доступный объем, и в PCMark 7 проводится тест Secondary Storage. В качестве результатов теста учитывается как итоговый балл, так и скорость выполнения отдельных субтестов.

Выносливость SSD

Чтобы проверить, насколько падает скорость записи на SSD по мере заполнения, мы поэтапно забиваем его случайными данными на блочном уровне и проводим с помощью Iometer тесты произвольной записи блоков по 4 Кбайт с глубиной очереди запросов 4. Затем на накопитель посылается команда TRIM (при помощи утилиты Diskpart создается и форматируется раздел на весь объем диска), и еще раз измеряется скорость записи.

Для SSD, выполняющих компрессию записываемых данных, тесты скорости записи проводятся как на случайных данных, так и на рандомизированных.

⇡#Тестовый стенд

В качестве тестовой платформы используется компьютер с материнской платой MSI 890GXM-G65, процессором AMD Phenom II X2 560 Black Edition и 4 Гбайт RAM DDR3 1600 МГц. Диск подключается к контроллеру, встроенному в чипсет материнской платы, и работает в режиме AHCI. Операционная система — Windows 7 Ultimate X64.

Объем и скорость передачи данных в бенчмарках указываются в бинарных единицах (1 Кбайт = 1024 байт).

Участники тестирования

• Corsair Neutron GTX 240 Гбайт (CSSD-N240GBGTX-BK)
• OCZ Vertex 4 256 Гбайт (VTX4-25SAT3-256G)
• OCZ Agility 4 256 Гбайт (AGT4-25SAT3-256G)
• OCZ Octane 512 Гбайт (OCT1-25SAT3-512G)
• Intel SSD 520 240 Гбайт (SSDSC2CW240A3K5)
• Plextor M3 Pro 256 Гбайт (PX-256M3P)
• Plextor M3 256 Гбайт (PX-256M3)

⇡#Производительность, Iometer

Последовательное чтение

• Neutron GTX показал один из лучших результатов наряду с Intel SSD 520 и Plextor M3.

Последовательная запись

• Neutron GTX опять-таки выступил на равных с уже зарекомендовавшими себя лидерами, которыми здесь являются OCZ Vertex 4 и Intel SSD 520 (последний — при работе с повторяющимися данными).
• При записи случайных данных Intel SSD 520 уже не конкурент для Neutron GTX.

Устоявшееся время отклика

• Время реакции примерно такое же, что и у других накопителей с памятью Toshiba Toggle-Mode DDR в этом тесте. То есть очень низкое — как при чтении, так и при записи.

Произвольное чтение

• Neutron GTX опять оказался в группе лидеров, показывая практически те же результаты, что и Plextor M3 Pro.
• «Просто» M3 немного быстрее новинки при передаче мелких блоков (до 4 Кбайт включительно).
• Intel SSD 520 на графике оказался заметно ниже, как и Vertex 4.

Произвольная запись

• На уровне 4 Кбайт кривая Neutron GTX тесно сближается с графиками всех конкурентов, за исключением OCZ Octane.
• Однако на блоках 512 байт — 1 Кбайт линия Neutron GTX заметно проседает. Тут новинка существенно отстает от Vertex 4.

Чтение при разной длине очереди команд

• По поведению Neutron GTX напоминает Intel SSD 520. Накопитель так же полностью насыщает пропускную способность при очереди в четыре команды.
• В то же время для Plextor M3 Pro необходимы шесть команд, а продукты OCZ на контроллерах Indilinx раскачиваются еще дольше.

Запись при разной длине очереди команд

• При записи Neutron GTX также выходит на полную скорость при четырех командах в очереди и приближается к пиковому уровню уже при двух.

Многопоточное чтение и запись

• Neutron GTX демонстрирует хорошую динамику при появлении дополнительных потоков как при чтении, так и при записи.

⇡#PCMark 7

• Между лидирующими устройствами, в число которых вошел Neutron GTX, нет большой разницы по итоговому баллу.
• И все же Neutron GTX имеет небольшое преимущество перед всеми конкурентами.

• Особая разница между участниками наблюдается в тесте Starting Applications. Там Neutron GTX и лидирует.

Зависимость производительности от свободного объема

• В этом тесте Neutron GTX впечатлил не меньше, чем в бенчмарках производительности. Накопителю удается сохранить исходную производительность даже тогда, когда остается всего 2 Гбайт свободного места.
• Предельное падение скорости также не столь велико, сколь у других SSD.
• А вот на команду TRIM Neutron GTX реагирует нетипично: мгновенного восстановления производительности не происходит. Но в течение 15 минут простоя сбор мусора уже срабатывает и производительность возвращается к исходному уровню.

⇡#Выводы

Всегда приятно иметь дело с SSD на совершенно новой платформе. Тем более не с абы каким, а очень даже мощным. В комплекте с памятью Toggle-Mode DDR контроллер LAMD LM87800 занимает лидирующие позиции по всем аспектам производительности. Причем без дополнительных условий, как то: легко сжимаемый контент (что характерно для SandForce) либо длинная очередь команд (слабое место OCZ Vertex 4). По всему выходит, что мы имеем нового лидера среди консьюмерских твердотельных накопителей, которые прошли через нашу тестовую лабораторию.

Но отметим: Toggle-Mode DDR — своего рода бонусное дополнение, и тот же Vertex 4, с оговоркой на длину очереди команд, способен на столь же высокие достижения, что и Neutron GTX, даже с памятью ONFi 2.X. Поэтому интересно будет провести тест и «обычного» Corsair Neutron, без индекса GTX. Другой открытый вопрос — надежность нового контроллера. Ведь еще не накоплена статистика по багам прошивки.

Кстати, повышать производительность в рамках интерфейса SATA 6 Гбит/с уже проблематично. При взгляде на графики последовательного чтения/записи возникает впечатление, что лидирующие накопители уже упираются в потолок пропускной способности — настолько плотно ложатся кривые.

А вот еще некоторые далеко идущие соображения, связанные с сегодняшним обзором. Пока устройства на LAMD LM87800 производит только Corsair, но если компанию Link A Media Devices купила SK Hynix, то не исключено, что последняя решила пойти по пути Samsung, наладив выпуск SSD с памятью и контроллером собственного производства. В таком случае на рынке появится еще один крупный игрок, который поспособствует дальнейшему снижению цен на твердотельные накопители. Хорошая новость для покупателей, плохая — для мелких игроков рынка.