Обзор NVMe SSD-накопителя Transcend MTE220S: дёшево – не значит плохо
Так уж получилось, что те производители твердотельных накопителей, которые до сих пор не обзавелись собственными командами разработчиков контроллеров, но при этом не хотят упускать из вида рынок SSD для энтузиастов, никакого особого выбора сегодня не имеют. Подходящий для них вариант, позволяющий организовать сборку действительно производительных накопителей с интерфейсом NVMe, предлагает всего одна компания – Silicon Motion, которая готова поставлять комплексные решения из своего контроллера и готовой микропрограммы всем желающим. Общедоступные базовые микросхемы для сборки NVMe-накопителей есть и у других фирм, например у тех же Phison или Realtek, но именно Silicon Motion захватила лидерство в этой сфере, предлагая партнёрам не только более функциональные, но и существенно более быстродействующие решения.
В то же время среди огромного многообразия NVMe-накопителей, построенных на базе контроллеров Silicon Motion, интерес для энтузиастов могут представлять далеко не любые модели. Эта фирма выпускает широкий ассортимент микросхем с принципиально различающимся уровнем быстродействия, но производительность, достойную SSD для продвинутых или максимальных конфигураций, могут обеспечить лишь избранные платформы. В частности, в прошлом году мы очень тепло отзывались о контроллере SM2262: по меркам 2018 года он действительно смотрелся весьма привлекательно, позволяя накопителям на его основе на равных выступать с лучшими потребительскими NVMe SSD производителей первого эшелона, включая Samsung, Western Digital и Intel.
Но в этом году ситуация несколько изменилась, так как ведущие производители обновили свои массовые модели верхнего уровня. В ответ на это Silicon Motion стала предлагать партнёрам улучшенную версию прошлогоднего контроллера, SM2262EN, которая тоже обещает прирост в параметрах производительности – в первую очередь в скорости записи. Получается, именно накопители на основе этого чипа и должны сегодня интересовать покупателей, которые рассчитывают получить в своё распоряжение современный и быстрый NVMe-накопитель, но при этом не хотят переплачивать за обладание продуктом A-бренда.
До недавних пор новый контроллер SM2262EN применяли в своей продукции не так много производителей. Фактически выбор сводился к двум вариантам: ADATA XPG SX8200 Pro и HP EX950. Но теперь появился и третий накопитель на основе этого чипа – его производство освоила компания Transcend. С данной новинкой, получившей название Transcend MTE220S, мы и собираемся познакомиться в этом обзоре.
Вводные данные к этому знакомству такие. HP EX950 в Россию не поставляется, а ADATA XPG SX8200 Pro в нашем недавнем тестировании никаких особенных козырей не продемонстрировал, предложив производительность на уровне накопителей на прошлом контроллере SM2262. И это значит, что, несмотря на появление новой версии контроллера Silicon Image, никаких NVMe SSD, которые бы смогли составить конкуренцию свежему Samsung 970 EVO Plus, мы пока ещё не видели. Окажется ли Transcend MTE220S более интересным по сравнению с ADATA XPG SX8200 Pro вариантом, мы как раз и собираемся выяснить в этом обзоре. Но сразу следует подчеркнуть, что, даже если этот SSD и не блеснёт скоростными параметрами, он всё равно может оказаться довольно интересным. Ведь Transcend собралась продавать его по удивительно низкой цене — по крайней мере низкой для полноценного накопителя с интерфейсом PCI Express 3.0 x4, DRAM-буфером и трёхмерной TLC-памятью.
Подробно о том, что представляет собой контроллер SM2262EN, мы уже говорили, когда знакомились с ADATA XPG SX8200 Pro. С технической стороны этот чип построен на двух ядрах ARM Cortex, использует восьмиканальный интерфейс для управления флеш-памятью, имеет DDR3/DDR4-интерфейс для буфера и поддерживает шину PCI Express 3.0 x4 с протоколом NVM Express 1.3. Иными словами, это современное и полнофункциональное решение для NVMe-накопителей, которое к тому же имеет очень неплохие показатели теоретической производительности и поддерживает продвинутые методы коррекции ошибок.
Первоначально контроллер SM2262EN был представлен ещё в августе 2017 года, одновременно с «простым» SM2262, однако преподносился в качестве его «продвинутой» версии, поставки которой должны были начаться позднее. Судя по всему, Silicon Motion собиралась придержать его до появления на рынке 96-слойной TLC 3D NAND, чтобы потом предложить ускоренные комплексные решения вместе с более плотной флеш-памятью. Однако такой план сорвался из-за сменившихся рыночных тенденций: чипы NAND начали стремительно дешеветь, и производители памяти решили задержать внедрение новых технологий. В результате Silicon Motion устала ждать и выпустила SM2262EN как обновление для SM2262 в составе платформы, ориентированной на работу с 64-слойной TLC 3D NAND.
При этом, если верить формальным спецификациям, версия платформы с контроллером SM2262EN всё равно обещает улучшение производительности: до 9 % при последовательном чтении, до 58 % – при последовательной записи, до 14 % – при случайном чтении и до 40 % – при случайной записи. Но если и верить в эти числа, то с большой осторожностью. Разработчики говорят прямо – никаких переделок в аппаратном строении SM2262EN не предполагает, он использует ровно ту же архитектуру, что и обычный SM2262. Всё преимущество опирается на изменения в программной части: платформы с новым контроллером используют более хитроумные алгоритмы записи и SLC-кеширования. Иными словами, речь идёт о некой попытке срезать углы, а не о том, что инженерам удалось совершить какой-то прорыв в механизмах работы.
Что это значит на практике, мы уже видели, когда тестировали ADATA XPG SX8200 Pro на базе контроллера SM2262EN. Этот накопитель оказался быстрее своего предшественника на чипе SM2262 лишь в бенчмарках, но не предложил никаких заметных улучшений в реальной производительности. Однако с Transcend MTE220S история несколько иная. У этого накопителя никаких близких родственников в модельном ряду нет, и для Transcend это абсолютно новая модель. На фоне того, что раньше в модельном ряду у этого производителя были лишь NVMe SSD начального уровня, паспортные характеристики MTE220S выглядят весьма внушительно.
|
Производитель |
Transcend
|Серия
|
MTE220S
|Модельный номер
|TS256GMTE220S
|TS512GMTE220S
|TS1TMTE220S
|Форм-фактор
|M.2 2280
|Интерфейс
|PCI Express 3.0 x4 – NVMe 1.3
|Ёмкость, Гбайт
|256
|512
|1024
|
Конфигурация
|Микросхемы памяти: тип, интерфейс, техпроцесс, производитель
|Micron 64-слойная 256-Гбит TLC 3D NAND
|Контроллер
|SMI SM2262EN
|Буфер: тип, объём
|DDR3-1866,
256 Мбайт
|DDR3-1866,
512 Мбайт
|DDR3-1866,
1024 Мбайт
|
Производительность
|Макс. устойчивая скорость последовательного чтения, Мбайт/с
|3500
|3500
|3500
|Макс. устойчивая скорость последовательной записи, Мбайт/с
|1100
|2100
|2800
|Макс. скорость произвольного чтения (блоки по 4 Кбайт), IOPS
|210 000
|210 000
|360 000
|Макс. скорость произвольной записи (блоки по 4 Кбайт), IOPS
|290 000
|310 000
|425 000
|
Физические характеристики
|Потребляемая мощность: бездействие/чтение-запись, Вт
|Н/д
|MTBF (среднее время наработки на отказ), млн ч
|1,5
|Ресурс записи, Тбайт
|260
|400
|800
|Габаритные размеры: Д × В × Г, мм
|80 × 22 × 3,5
|Масса, г
|8
|Гарантийный срок, лет
|5
Интересно, что заявленная производительность Transcend MTE220S несколько ниже тех скоростей, которые обещала для своего похожего накопителя на базе контроллера SM2262EN компания ADATA. По всей видимости, это связано с тем, что, хотя MTE220S и использует такую же аппаратно-программную платформу, его конструкция отличается от референсной. Для своего накопителя Transcend спроектировала собственную печатную плату, где в целях удешевления отказалась от использования 32-битного интерфейса DRAM-буфера в пользу более экономичного, 16-битного подключения. В результате снижаются предельные скорости случайного чтения и записи, и особенно это заметно у версии накопителя объёмом 512 Гбайт.
Тем не менее SLC-кеширование у Transcend MTE220S работает точно так же, как и у других накопителей с контроллером SM2262EN. Кеш использует динамическую схему, когда в ускоренный однобитовый режим переводится часть TLC-памяти из основного массива. Размер кеша подбирается таким образом, чтобы в SLC-режиме работала примерно половина свободной флеш-памяти. Таким образом, с высокой скоростью на MTE220S можно записать объём данных, по размеру составляющий примерно шестую часть от доступного на SSD пространства, затем же скорость существенно снизится.
Проиллюстрировать это можно следующим графиком, на котором показано, как меняется производительность непрерывной последовательной записи на пустой Transcend MTE220S ёмкостью 512 Гбайт.
В ускоренном режиме, когда запись происходит в SLC-режиме, 512-гигабайтная версия MTE220S обеспечивает производительность на уровне 1,9 Гбайт/с. В TLC-режиме массив флеш-памяти работает существенно медленнее, и после исчерпания свободного места в SLC-кеше скорость снижается до 460 Мбайт/с. На графике виден и третий вариант скорости – 275 Мбайт/с. До такого значения быстродействие при последовательной записи снижается в том случае, когда свободной флеш-памяти уже не остаётся, и для того, чтобы поместить в неё какие-то дополнительные данные, контроллеру сначала требуется перевести ячейки, задействованные под SLC-кеш, в обычный TLC-режим. В итоге получается, что средняя скорость непрерывной записи на Transcend MTE220S 512 Гбайт «от начала и до конца» составляет порядка 410 Мбайт/с, а на полное заполнение этого накопителя данными необходимо потратить не менее 21 минуты. Это не слишком оптимистичный показатель: например, тот же Samsung 970 EVO Plus можно полностью забить под завязку всего за 10 минут.
При этом SLC-кешу Transcend MTE220S присуща та же уникальная особенность, которую мы обнаружили ещё в ADATA XPG SX8200 Pro. Данные из него переносятся в обычную память далеко не сразу, а лишь тогда, когда он заполняется более чем на три четверти. Это позволяет добиваться повышения скоростей чтения при обращении к файлам, которые были записаны только что. Данная возможность имеет мало смысла при реальном использовании SSD, но зато сильно помогает накопителю в синтетических бенчмарках, которые как раз и практикуют сценарии вида «запись — чтение».
Как это выглядит на практике, можно оценить по следующему графику скорости случайного чтения при доступе к файлу не только сразу же после его создания, но и тогда, когда вслед за этим файлом на SSD было записано ещё какое-то количество информации.
Здесь очень наглядно прослеживается тот момент, когда контроллер перемещает тестовый файл из SLC-кеша в основную флеш-память, поскольку скорость мелкоблочного чтения в этот момент падает примерно на 10 %. Именно с такой, сниженной скоростью и будут иметь дело пользователи в подавляющем большинстве случаев, поскольку никаких алгоритмов обратного перемещения данных из TLC-памяти в SLC-кеш в микропрограмме Transcend MTE220S не предусмотрено, а задерживаться в SLC-кеше файлы могут лишь в том случае, если накопитель в процессе эксплуатации остаётся свободным более чем на 90 процентов.
Иными словами, в части работы с SLC-кешем Transcend MTE220S мало отличается от других накопителей на базе контроллера SM2262EN. Но это вовсе не значит, что он похож на ADATA XPG SX8200 Pro во всём. У предложения Transcend есть весомое достоинство иного порядка – более высокие разрешённые условиями гарантии объёмы перезаписи. Без её потери накопитель можно полностью перезаписать данными 800 раз, а версию объёмом 256 Гбайт – более 1000 раз. Такие показатели заявленного ресурса позволяют надеяться, что для MTE220S производителем закупается флеш-память высшей градации качества, и это означает, что реальная надёжность накопителя сможет устроить даже тех пользователей, которые всё ещё относятся к TLC 3D NAND с большим недоверием.
⇡#Внешний вид и внутреннее устройство
Для подробного знакомства по традиции была выбрана модель Transcend MTE220S объёмом 512 Гбайт. Никаких сюрпризов своей внешностью она не преподнесла, это – обычный накопитель в форм-факторе M.2 2280, который работает через шину PCI Express 3.0 x4 и поддерживает протокол NVM Express версии 1.3. Однако вид упаковки и комплект поставки MTE220S навевают устойчивые ассоциации с дешёвым ширпотребом. Даже бюджетный безбуферный SSD MTE110S компания продавала в полноценной коробке, а рассматриваемая новинка, которая позиционируется в качестве решения более высокого уровня, оказалась упакована в блистер, в котором, помимо собственно M.2-платы накопителя, нет вообще ничего. Всё это очень напоминает то, в каком виде поставляются на рынок microSD-карты, и, очевидно, служит цели сокращения накладных расходов. Впрочем, едва ли кто-то до сих пор выбирает SSD по упаковке.
Не отличается выразительным внешним видом и сам рассматриваемый SSD. В его конструкции не предусмотрено никаких радиаторов, а наклейка не имеет слоя теплопроводящей фольги. Да и в целом Transcend MTE220S выглядит скорее как OEM-продукт, нежели как решение для энтузиастов. Подчёркивает это впечатление текстолит печатной платы подзабытого уже зеленого цвета и сугубо утилитарная этикетка, не имеющая никаких признаков дизайна и содержащая одну лишь служебную информацию.
Компоновку платы MTE220S нельзя назвать типовой — её, судя по всему, инженеры Transcend видоизменили для каких-то собственных нужд. По крайней мере, рассмотренный нами ранее накопитель ADATA XPG SX8200 Pro, несмотря на использование аналогичной аппаратной платформы, выглядел совсем иначе. Впрочем, двухстороннее расположение компонентов новинка Transcend сохранила, поэтому для «низкопрофильных» слотов M.2, которые встречаются в тонких ноутбуках, MTE220S может не подойти.
Массив флеш-памяти, размещённый на MTE220S 512 Гбайт, набран четырьмя микросхемами с собственной маркировкой Transcend. Известно, что внутри каждой из таких микросхем находится по четыре 256-гигабитных кристалла 64-слойной памяти Micron TLC 3D NAND второго поколения. Transcend закупает такую память у Micron в виде цельных пластин, но резку, тестирование и упаковку кремниевых кристаллов в микросхемы берёт на себя, что позволяет добиваться дополнительной производственной экономии.
Обратить внимание следует и на микросхему DDR4-1866 SDRAM, расположенную рядом с чипом базового контроллера SM2262EN. Она выполняет функцию буфера для хранения копии таблицы трансляции адресов, но важно здесь то, что в рассматриваемом накопителе имеется лишь одна такая микросхема, производства Samsung, ёмкостью 512 Мбайт. Мы специально обращаем на это внимание, поскольку у других SSD с контроллером SM2262EN быстрый DRAM-буфер обычно состоит из пары микросхем вдвое меньшего объёма. В результате, в Transcend MTE220S работа с DRAM-буфером происходит посредством 16-битной, а не 32-битной шины, что в теории способно несколько навредить производительности при мелкоблочных операциях. Впрочем, влияние данного фактора не стоит переоценивать: 32-битная шина для оперативной памяти – это уникальная особенность платформы SM2262/SM2262EN, тогда как другие контроллеры для SSD используют DRAM-буфер с 16-битной шиной и совершенно от этого не страдают.
Для обслуживания накопителей собственного производства компания Transcend выпускает специальную утилиту SSD Scope. Её возможности почти типичны для программных продуктов такого класса, однако часть привычных функций по какой-то причине не поддерживается.
SSD Scope позволяет следить за общим состоянием накопителя и оценивать его здоровье, обращаясь к телеметрии S.M.A.R.T. В утилите имеются простые тесты быстродействия, а также проверка версии микропрограммы и возможность её обновления.
Также в утилиту встроен инструмент для клонирования содержимого дисков, который позволяет выполнить быстрый и безболезненный перенос операционной системы и установленных приложений на свежекупленный SSD. Плюс к этому SSD Scope умеет управлять передачей на накопитель команды TRIM.
Для SATA-накопителей SSD Scope может также предложить проверку массива флеш-памяти на предмет ошибок или выполнение процедуры «надёжной очистки» флеш-памяти Secure Erase. Но с Transcend MTE220S обе эти функции по какой-то причине не работают.
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:
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, подключенный 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 служат для закрытия этих уязвимостей.
⇡#Список участников тестирования
Судя по всему, Transcend MTE220S должен стать крепким игроком среднего класса. Поэтому для сегодняшнего теста мы отобрали наиболее распространённые NVMe SSD, доступные в настоящее время в магазинах. Это как передовые решения компании Samsung, так и накопители Intel, Western Digital или ADATA. Кроме того, в тесты включён и предшественник Transcend MTE220S, безбуферный NVMe-накопитель MTE110S с технологией HMB.
В результате список протестированных моделей получил следующий вид:
Используемые версии NVMe-драйверов:
⇡#Производительность последовательного чтения и записи
Новому Transcend MTE220S удаётся продемонстрировать сравнительно неплохую скорость линейного чтения. Причём при отсутствии очереди запросов его результат даже не хуже, чем у флагманских накопителей Samsung. Но вот линейная запись – не столь благоприятная нагрузка для этого SSD. Когда мы знакомились с ADATA XPG SX8200 Pro, то отмечали, что алгоритмы SLC-кеширования у контроллера SM2262EN выстроены не самым эффективным образом. И результат Transcend MTE220S отчасти это подтверждает. Дело в том, что, хотя динамический SLC-кеш у данного накопителя имеет сравнительно большой объём, значительная его часть остаётся заполнена данными после предшествующих операций записи.
⇡#Производительность произвольного чтения
Никаких особенно впечатляющих показателей производительности при операциях случайного чтения Transcend MTE220S продемонстрировать не может. При работе с очередями небольшой глубины он ведёт себя как предложение среднего уровня, но при увеличении конвейеризации скоростные характеристики сползают в сторону бюджетных решений. В этом новинка Transcend повторяет поведение ADATA XPG SX8200 Pro – накопителя, построенного на той же самой аппаратной платформе.
⇡#Производительность произвольной записи
Примерно так же, как и с чтением, ситуация складывается и при обработке рассматриваемым SSD операций произвольной записи. Transcend MTE220S обеспечивает средний уровень быстродействия, отставая от конкурентов, предлагаемых производителями первого эшелона – Samsung, Western Digital и Intel. Пытаясь при помощи SLC-кеша ускорять операции чтения, платформа SM2262EN не даёт алгоритмам кеширования развернуться в полную силу при записи данных. И в итоге получается, что убедительную производительность, свойственную флагманским SSD, она не может предложить ни при случайном чтении, ни при случайной записи.
⇡#Производительность при смешанной нагрузке
Накопители, построенные на контроллерах разработки Silicon Motion, традиционно отличаются хорошим быстродействием при работе со случайным потоком команд. И такой акцент зачастую делает их весьма выигрышными решениями, потому что смешанные операции – это наиболее распространённая дисковая нагрузка в современных многопоточных операционных системах. Transcend MTE220S в этом отношении является позитивным примером. Как и родственный накопитель ADATA XPG SX8200 Pro, SSD Transcend занимает на приведённых диаграммах верхние позиции, опережая даже маститый Samsung 970 EVO Plus.
⇡#Производительность в CrystalDiskMark
Когда мы знакомились с первым накопителем на базе контроллера SM2262EN, ADATA XPG SX8200 Pro, мы много внимания уделили тому, что созданная инженерами Silicon Motion платформа специально оптимизирована под разного рода популярные бенчмарки. Действительно, расценить иначе тот факт, что записываемые на SSD файлы задерживаются в SLC-кеше в надежде на повторные к ним обращения, достаточно трудно. Ведь именно бенчмарки ведут себя таким образом: сначала создают файл для проведения тестирования, а потом замеряют скорости при обращении к ним. И точно также поступает рассматриваемый сегодня Transcend MTE220S. Именно это и объясняет те фантастически высокие показатели, которые приведены на скриншоте CrystalDiskMark, особенно в части скорости мелкоблочного чтения.
Однако не стоит обольщаться. Если речь пойдет о работе Transcend MTE220S с файлами, которые записаны на нём не только что, а некоторое время тому назад, то столь высоких скоростей он уже не продемонстрирует. Выше мы наглядно показали, что производительность мелкоблочного чтения у этого накопителя при доступе к обычным файлам примерно на 20 % ниже, чем при работе с файлами, которые созданы непосредственно перед проведением тестирования.
⇡#Производительность в PCMark 8 Storage Benchmark 2.0
PCMark 8 оценивает Transcend MTE220S достаточно высоко. Отчасти это обусловлено эффективным подходом контроллера SM2262EN к обслуживанию смешанных операций, а отчасти – его алгоритмами ускоренного чтения, ориентированными на достижение высоких результатов в бенчмарках. Тем не менее даже в отрыве от таких оптимизаций Transcend MTE220S – это очень неплохое решение среднего уровня, которое на фоне других современных накопителей смотрится вполне достойно. По крайней мере, у нас нет никаких сомнений в том, что новинка компании Transcend как минимум не хуже прошлогодней версии Samsung 970 EVO. При этом мы не будет отрицать, что обновлённый Samsung 970 EVO Plus – решение более высокого уровня, но MTE220S и не претендует на лавры флагманского решения, ведь это сравнительно недорогой NVMe SSD.
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.
Любопытно, что, если сравнивать показатели производительности Transcend MTE220S и ADATA XPG SX8200 Pro – двух накопителей, построенных на схожей элементной базе, то можно увидеть заметные различия в их поведении, которые проявляются в Adobe Photoshop. В этом приложении лучшее быстродействие выдаёт вариант ADATA.
⇡#Производительность при реальной нагрузке
В файловых операциях Transcend MTE220S оказывается быстрее своего безбуферного предшественника, MTE110S, однако от новых NVMe SSD, выпущенных ведущими производителями в этом году, он отстаёт.
Но в роли системного накопителя, на котором устанавливается операционная система, приложения и игры, Transcend MTE220S проявляет себя сравнительно неплохо. Нет, до лидеров он не дотягивает. Но тем не менее лучшие результаты могут предложить разве только накопители компании Samsung, относящиеся к несколько иному уровню с точки зрения позиционирования. Получается, что MTE220S вполне может проявить себя как удачный компромисс между ценой и производительностью. И это совсем неудивительно: платформы Silicon Motion всегда оказываются хорошо подходящими именно для «бытовых» нагрузок, и Transcend MTE220S это ещё раз подтверждает.
⇡#Деградация и восстановление производительности
Наблюдение за изменением скорости записи в зависимости от объёма записанной на диск информации — важный эксперимент, позволяющий понять работу внутренних алгоритмов накопителя. В данном тесте мы загружаем SSD непрерывным потоком запросов на случайную запись 4-килобайтных блоков с очередью максимальной глубины и попутно следим за той производительностью, которая при этом наблюдается. На приведённом ниже графике в виде точек отмечены результаты измерений моментальной производительности, которые мы снимаем ежесекундно, а чёрная линия показывает среднюю скорость, наблюдаемую в течение 30-секундного интервала.
Первые 80 Гбайт данных, которые записываются в SLC-кеш чистого накопителя, делают это с достаточно высокой скоростью — на уровне 260 тысяч IOPS. После заполнения кеша производительность записи падает до 110 тысяч IOPS. Этот показатель выдерживается до тех пор, пока в массиве флеш-памяти не заканчивается свободное место, после чего производительность снижается дополнительно.
В целом эти показатели производительности записи нельзя назвать выдающимися. Мы уже говорили о том, что при больших объёмах данных запись на Transcend MTE220S выполняется со сравнительно невысокой скоростью. Здесь же мы видим подтверждение того, что на этот накопитель неблагоприятно влияют и околосерверные сценарии. И дело не только в том, что скорость моментальной записи может существенно меняться раз от раза. Просто многие современные NVMe SSD даже потребительского уровня могут предложить более высокую производительность случайной многопоточной записи при продолжительных нагрузках.
Посмотрим теперь, как происходит восстановление скоростных характеристик до первоначальных величин за счёт работы технологии сборки мусора. Для исследования этого вопроса после завершения предыдущего теста, приводящего к снижению скорости записи, мы выжидаем 15 минут, в течение которых SSD может попытаться самостоятельно восстановиться за счёт сборки мусора, но без помощи со стороны операционной системы и команды TRIM, и замеряем быстродействие. Затем на накопитель принудительно подаётся команда TRIM — и скорость измеряется ещё раз, что позволяет убедиться в способности SSD с помощью TRIM полностью восстанавливать свою паспортную производительность.
Мы были готовы к тому, что обработка TRIM рассматриваемым накопителем компании Transcend вызовет вопросы. По тестированию аналога компании ADATA мы уже знаем, что контроллер SM2262EN к команде операционной системы на высвобождение страниц флеш-памяти под будущие операции подходит очень творчески. TRIM активирует сборку мусора только в основном массиве памяти, но на содержимое кеша эта команда, как следует из результатов, не распространяется.
Алгоритмы переноса данных из SLC-кеша в массив основной TLC-памяти у Transcend MTE220S работают с большой задержкой, поэтому выходит так, что даже после TRIM в кеше оказывается свободен относительно небольшой объёма пространства (порядка 6,5 Гбайт). Иными словами, все традиционные плюсы динамического SLC-кеширования в Transcend MTE220S нейтрализованы отложенным ради повышения результатов в бенчмарках освобождением кеша.
Давайте теперь посмотрим на то, насколько тяжело контроллеру SM2262EN даётся обработка TRIM. Когда операционная система передаёт накопителю информацию о том, что какие-то сектора выводятся файловой системой из обращения, контроллер SSD должен консолидировать эти секторы 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 файла объёмом 32 Гбайт накопителю нужно около 3 секунд, чтобы привести себя в норму. В течение этого срока он перестаёт реагировать на внешние воздействия практически полностью. Время отклика вырастает до десятых долей секунды, а производительность падает до нуля даже при чтении. Поведение не из приятных, но справедливости ради стоит заметить, что накопителей, не подверженных такому эффекту, среди потребительских моделей практически нет.
⇡#Проверка температурного режима
Контроллер SM2262EN греется не слишком сильно. Когда мы тестировали накопитель ADATA на его основе, нам так и не удалось вогнать его в троттлинг. Тем не менее распространять этот опыт на Transcend MTE220S без практической проверки нельзя. Дело в том, что ADATA XPG SX8200 Pro снабжался алюминиевой теплораспределительной пластиной, а Transcend MTE220S никаких специальных средств для охлаждения не имеет. Не придётся ли пользователям MTE220S прилаживать к нему какие-то собственные дополнительные радиаторы?
Ответить на этот вопрос должно тестирование, в рамках которого мы последили за температурным режимом накопителя при его нагрузке последовательными операциями с глубиной очереди запросов в 32 команды. Измерения проводились на открытом стенде, какого-либо дополнительного обдува SSD воздушным потоком не было.
К сожалению, побывавшая у нас на тестах полутерабайтная версия Transcend MTE220S при определённых условиях оказалась склонна к перегреву. Критической температурой для этого накопителя является температура 75 градусов, и при её превышении включается троттлинг, а производительность падает. Достичь такого нагрева, как оказалось, сравнительно нетрудно при непрерывной записи порядка 100 Гбайт данных, на что уходит около полутора минут.
Зато при операциях интенсивного чтения троттлинг не наблюдается. Накопитель постепенно разогревается, но без каких-либо негативных эффектов в виде падения быстродействия. Тем не менее, эксплуатировать Transcend MTE220S всё же лучше с дополнительным охлаждением. Благо, современные материнские платы часто предлагают готовые решения для отвода тепла от установленных в них M.2-накопителей.
С контроллером SMI SM2262EN, на котором основывается рассмотренный в этом обзоре накопитель Transcend MTE220S, мы успели уже подробно познакомиться ранее. И сегодняшнее тестирование не добавило в сформировавшуюся картину никаких новых штрихов. Поэтому придётся признать, что Transcend MTE220S – это брат-близнец ADATA XPG SX8200 Pro, с отличиями на уровне дизайна печатной платы и внешнего оформления.
В обзоре накопителя ADATA мы высказывались в адрес контроллера SM2262EN достаточно нелицеприятно, но на самом деле, если не требовать от него многого, всё далеко не так плохо. Как показывает подробное разбирательство, платформа SM2262EN мало отличается от обычной платформы SM2262. В ней лишь введены некоторые неоднозначные оптимизации, направленные на улучшение показателей в синтетических бенчмарках, но на скорость при обычном использовании SSD они почти не влияют. Иными словами, разработчики ничего не испортили, и это хорошо, поскольку старый контроллер SM2262 нельзя было назвать плохим или недостаточно быстрым. Пусть накопители на его основе по сегодняшним меркам и не ставят никаких рекордов, тем не менее они продолжают выглядеть как добротные NVMe-решения среднего класса.
Именно так мы и можем охарактеризовать Transcend MTE220S. Эту новинку определённо нельзя отнести к числу лидирующих массовых NVMe SSD, поскольку она заведомо слабее «образцово-показательного» Samsung 970 EVO Plus. Но на самом деле MTE220S и не собирается замахиваться на лавры флагмана. В его случае сыграть должно удачное сочетание потребительских характеристик, среди которых немалое значение имеет доступная цена.
Transcend сделала ставку на максимальное удешевление, которое только возможно допустить для полноценного NVMe SSD с интерфейсом PCIe 3.0 x4, восьмиканальным контроллером, современной многослойной TLC-флеш-памятью и DRAM-буфером. И если мы правильно поняли намерения производителя, то в результате всех ухищрений новый Transcend MTE220S должен продаваться даже за меньшие деньги, чем ADATA XPG SX8200 Pro, что позволит ему играть против совсем уж недорогих NVMe SSD других фирм. И в этом рыночном сегменте у предложения Transcend действительно просматриваются хорошие перспективы, ведь по быстродействию его вполне можно соотнести с заметно более дорогими предложениями уровня Intel SSD 760p или Western Digital Black SN750.