Твердотельный накопитель Toshiba RC100 емкостью 240 ГБ: самое компактное и недорогое устройство с поддержкой протокола NVMe

Методика тестирования накопителей образца 2018 года

Первое время NVMe-накопители (да, впрочем, и вообще любые с интерфейсом PCIe) большинством пользователей воспринималось как нечто дорогое, быстрое и… практически элитарное: вот есть обычные SSD, а есть самые-самые. Как мы уже не раз писали, такой подход в корне неверен — на самом деле использование PCIe и NVMe может даже снизить цену системы. При этом, конечно, придется пожертвовать производительностью, однако не так уж сильно — в конце концов, даже одна линия PCIe 3.0 имеет бо́льшую пропускную способность, нежели SATA600, но проще в практической реализации в компактной системе. Протокол NVMe формально сложнее и гибче AHCI — зато «заточен» именно под NAND-флэш или память с еще меньшими задержками и не обречен таскать с собой груз совместимости с разнообразными медлительными дисковыми устройствами (винчестерами или даже оптическими приводами). В общем, при грамотном подходе — одни плюсы.

Другой вопрос, что первое время производители SSD не слишком заботились движением в этом направлении, предпочитая «снимать сливки» с наиболее обеспеченных пользователей. В результате и первые NVMe-контроллеры были достаточно сложными и дорогими. Память использовалась тоже, как правило, быстрая и дорогая. Во всяком случае, так обстояли дела первое время — потом появились и бюджетные NVMe-накопители, но снижение цены достигалось в них в основном лишь переходом на TLC-память. Общая же конфигурация сохранялась «максимальной»: сложный контроллер, большое количество чипов памяти, дополнительный DRAM-буфер большой емкости. А в бюджетном сегменте по-прежнему «царили» простые SATA-накопители (вплоть до построенных на безбуферных контроллерах) или и вовсе модули eMMC.

Однако по мере насыщения рынка производители занялись и экспансией в направлении NVMe. Причем характерно, что первыми на данном поприще отметились именно производители непосредственно флэш-памяти — все в духе современных тенденций на рынке твердотельных накопителей, о чем мы уже писали. Повторяться не будем — просто познакомимся с одной из первых ласточек.

Toshiba RC100 240 ГБ

Представители этого семейства привлекли к себе внимание уже в момент анонса — благодаря не слишком привычному форм-фактору. Большинство NVMe-накопителей сегодня поставляется в формате М.2 2280, Toshiba же предпочла использовать более короткие платы 2246. В принципе, SSD такого формата на рынке встречались и ранее, но все они имели интерфейс SATA. Сейчас же использование PCIe возможно и в наиболее компактных системах, куда «длинные» карты помещаются с трудом.

В принципе, «карточный» формат в данном случае вообще является компромиссом — чтобы накопители можно было продавать в розницу и использовать в уже существующих системах. На деле же вся тройка модификаций RC100 (с емкостью 120, 240 и 480 ГБ) представляет собой… ровно один модуль BGA, в который «запакованы» и контроллер, и кристаллы флэш-памяти. Понятно, что такой подход требует не только собственной памяти (64-слойные кристаллы BiCS 3D NAND TLC Toshiba применяются сегодня во многих накопителях), но и собственных контроллеров. И собственные мощности по их производству и корпусировке тоже желательны — что у Toshiba есть, а вот при «классическом» некогда подходе к производству SSD подобное реализовать сложно. В общем, еще один производитель флэш-памяти в части продуктов начал использовать «вертикальный» подход, что, как уже было сказано, становится все более и более частым случаем на современном рынке.

Подробностей о своем контроллере Toshiba не раскрывает. Фактически все, что известно — он использует интерфейс PCIe 3.1×2 и реализует протокол NVMe 1.2.1. Его интересной особенностью является поддержка Host Memory Buffer (HMB), что актуально, поскольку «запаковать» в тот же чип еще и DRAM-буфер крайне сложно. В принципе, известны уже случаи размещения небольшого буфера в контроллере (например, Phison S11 содержит 32 МиБ встроенной памяти), но именно что небольшого, да и места для него требуется относительно много. Технология HMB (появившаяся в NVMe 1.2) позволяет решить эту проблему, используя для хранения таблицы трансляции адресов оперативную память хост-системы. Для ее функционирования требуется поддержка со стороны операционной системы — таковая встроена как минимум в Windows 10 1607 (возможно, в других системах она появится при установке фирменных драйверов, но таковые Toshiba обещает выпустить позднее). В принципе, отсутствие программной поддержки не делает невозможным использование накопителя — просто работать он будет медленнее (особенно в условиях постоянной нагрузки). В любом случае, речь идет только о хранении таблицы трансляции и других служебных данных, коих немного (на практике мы не отметили резервирования более чем 36 МиБ ОЗУ — эти данные можно получить при помощи последней версии OCZ SSD Utility, полностью совместимой с RC100), а не о «полноценном» кэше. Такой кэш давно уже есть в современных операционных системах, однако, как мы уже не раз наблюдали, отказ от DRAM-буфера в ряде сценариев значительно снижает производительность накопителей. С другой стороны, это происходит не во всех сценариях, да и более быстрый, нежели SATA, интерфейс все равно должен позволить накопителю работать достаточно быстро, хотя и медленнее, чем более привычным моделям накопителей этого сегмента — и из-за отказа от динамической памяти, и из-за ширины интерфейса х2 (а не х4).

В общем, Toshiba RC100 «заточен» под определенный рынок, причем главным его достоинством является не производительность. Хотя, надо заметить, в ассортименте самой Toshiba на данный момент актуальными для потребительского рынка считаются лишь два внутренних SSD: RC100 и TR200, который еще медленнее. Но компания, судя по всему, пока не желает напрямую конкурировать со своими клиентами, активно закупающими память для устройств на самых разных контроллерах (во всяком случае, это справедливо для розницы, а вот для корпоративного канала есть и более «традиционные» модели, типа XG5). Накопители же, подобные RC100, выпускать может лишь очень ограниченный круг производителей, и Toshiba в их число входит — чем и пользуется. Тем более, что данное направление весьма актуально.

То, что Toshiba RC100 можно использовать и как «обычный» потребительский накопитель, причем недорогой (во многом благодаря конструкции) — не основное, а дополнительное его преимущество, пусть и немаловажное. В российской рознице на момент написания статьи RC100 еще не встречался, но официальные цены представителей данной линейки на других рынках весьма интересны: 54/74/134 доллара в зависимости от емкости. Фактически это сопоставимо с ценами SSD-накопителей с интерфейсом SATA, причем некоторые из них могут стоить даже дороже: к примеру, Intel 545s сопоставимой емкости «рекомендуется продавать» по 54/84/164 доллара. Правда, у Intel 545s пятилетняя гарантия, а Toshiba RC100 ограничена тремя годами при условии записи не более 60 ТБ на каждые 120 ГБ емкости, но и это тоже сопоставимо со многими SATA-устройствами. А производительность должна быть уж как минимум выше: при чтении данных — гарантированно, при записи — по крайней мере, пока хватит SLC-кэша. Использование последнего, кстати, никак не афишируется, поэтому про его емкость во всей линейке и логику работы сказать ничего определенного нельзя. В любом случае, Toshiba RC100 емкостью 240 ГБ на полной скорости способен принять 12 ГБ данных — что очень похоже на традиционные для многих контроллеров 5% от полной емкости.

Единственная претензия, которая может возникнуть к устройству — заметный нагрев, тоже вызывающий снижение скорости. Это обратная сторона компактного дизайна: несмотря на низкое общее энергопотребление, температура единственного чипа, в который и «упакован» весь накопитель, достаточно высока даже в режиме простоя. А при интенсивной нагрузке без дополнительного обдува температура быстро повышается с 65 до 75 °C (по данным мониторинга), на чем и стабилизируется —, но благодаря троттлингу. Подобное поведение было свойственно многим NVMe-накопителям «первой волны», однако современные недорогие модели позволяют об охлаждении не заботиться. В данном же случае хотя бы минимальный поток воздуха желателен — с чем в компактной системе не всегда просто. Впрочем, справедливости ради, вызвать троттлинг можно только синтетическими нагрузками, однако достаточно высокая температура даже в простое вряд ли добавит спокойствия пользователям. Так что в данном случае стоит позаботиться об охлаждении.

Конкуренты

Мы уже протестировали некоторое количество NVMe-накопителей емкостью порядка четверти терабайта, но все они классом (а то и двумя) выше, чем RC100. Впрочем, непосредственно сравнить тестируемое устройство с ними полезно, так что мы взяли результаты Samsung 970 Evo 250 ГБ и Intel 760p 256 ГБ. А к этой паре добавили еще двойку самых медлительных устройств «первой волны» бюджетного NVMe: Intel 600p и WD Black. Оба имеют емкость 512 ГБ, что может дать определенную фору по скоростным показателям, но тут уж ничего не поделаешь. А еще к списку участников мы добавили Intel 545s 256 ГБ — как типичного представителя современных SATA-устройств, при этом еще и чуть более дорогого, чем Toshiba RC100.

Тестирование

Методика тестирования

Методика подробно описана в отдельной статье. Там можно познакомиться с используемым аппаратным и программным обеспечением.

Производительность в приложениях

По высокоуровневым оценкам все равны как на подбор — как мы постоянно напоминаем, ни один твердотельный накопитель узким местом в типовой системе не является. Потенциальное же быстродействие (т. е. когда другие компоненты «не мешают») разных устройств уже можно сравнивать, но тут самым важным является то, что у RC100 оно примерно соответствует современным NVMe-накопителям той же емкости, заметно превосходя медленные (более старые) устройства этого класса, не говоря уже о SATA SSD.

Последовательные операции

А вот при последовательном чтении данных накопитель больше похож как раз на «старый» WD Black или Intel 600p. Впрочем, «ему можно» — не забываем про всего две линии PCIe, что должно ограничивать скорость выполнения таких операций. В любом случае, задача обогнать SATA решена с большим запасом.

При записи же данных интерфейс узким местом для такой емкости не является, так что RC100 вообще оказался самым быстрым в сегодняшней шестерке. Вот модификация на 480 ГБ, конечно, от своих конкурентов могут и отставать. С другой стороны, повторимся, задачу обогнать SATA отлично решает и средний RC100. А еще он (невзирая на это) очень компактный и относительно недорогой. Самую же дешевую версию (на 120 ГБ) и сравнивать особо не с кем: во многих линейках NVMe-устройств такие накопители вообще отсутствуют.

Случайный доступ

С операциями чтения по случайным адресам RC100 справляется прекрасно — не хуже современных устройств того же класса и той же емкости, а иногда и лучше.

При записи же он априори аутсайдер — отказ от DRAM-кэша производительность в таких сценариях снижает драматически. В итоге оказывается, что RC100 может отстать в таком случае и от «хорошего» SATA-накопителя. С другой стороны, «плохие» SATA еще медленнее, поскольку тоже обходятся без динамической памяти.

На практике же в случае обычного персонального компьютера превалируют именно операции чтения, причем «без очереди», но блоками разного размера. А вот с этим как раз у Toshiba RC100 все хорошо — что объясняет и высокие результаты в тестах высокого уровня.

Работа с большими файлами

Для устройства с интерфейсом PCIe 3.0×2 результат неплохой —, а рекордного в таком раскладе ожидать и не приходилось.

С записью же все, как и предполагалось, не очень — при такой емкости маловат SLC-кэш (общая проблема), да еще и в многопоточном режиме сказывается отсутствие DRAM-кэша. Понятно, что это далеко не «винчестерные» скорости, но вот со многими SATA SSD сопоставимо (даже с недорогими) —, а от нового «модного» интерфейса всегда подсознательно ожидаешь большего.

В сценариях со смешанной нагрузкой операции записи «тянут вниз», чтения — «вверх», а в итоге просто компенсируют друг друга и накопитель выходит на «общий средний» уровень. Для своего класса средний — для SATA-накопителей такие скорости недостижимы. Да и некоторые «старые» бюджетные NVMe-устройства, как видим, работали медленнее.

Рейтинги

В общем и целом, если говорить о низкоуровневых операциях, Toshiba RC100 прекрасно справляется с чтением данных, но посредственно — с записью. Однако и в этом случае он далеко не всегда оказывается самым медленным — даже если не брать в расчет SATA-накопители. «В среднем» — имеем «средний» же уровень в своем классе. Для устройства, фактически целиком укладывающегося в один чип, это очень хороший результат.

Добавление результатов тестов высокого уровня положение накопителя только улучшает. Понятно, что рекордсменом по производительности он не является, однако и в своем классе далеко не самый медленный. «Победа» же над SATA-устройствами — безоговорочная.

Цены

В таблице приведены средние розничные цены протестированных сегодня SSD-накопителей, актуальные на момент чтения вами данной статьи:

Итого

Toshiba RC100 — устройство немного нестандартное и этим интересное. Особенно интересен этот накопитель, конечно, будет в ОЕМ-варианте, который Toshiba наверняка тоже будет предлагать партнерам, причем не только в «карточном» исполнении — по сути, такие модули можно просто напаивать на плату в компактных системах (заодно заметно сэкономив на разводке). Но и «розничная версия» типоразмера М.2 2242 тоже привлекает к себе внимание: до последнего времени в таком формате «получались» только SATA-накопители, которые работают заметно медленнее. Впрочем, RC100 тоже не относится к устройствам с рекордной производительностью, да такого от него никто не ожидал — все-таки лишь две линии PCIe и отсутствие DRAM-кэша (что для NVMe-накопителей не типично — за исключением разве что линейки Intel Optane, но та просто может себе позволить обходиться вообще без кэширования записи, а для NAND-флэш подобное нежелательно) сразу давали это понять. Кроме того, плотный дизайн приводит к тому, что накопитель заметно нагревается — на уровне самых производительных моделей, к которым он явно не относится. В общем, кроме достоинств есть и недостатки. А что перевесит — будет зависеть от сферы применения: разным сегментам рынка нужны разные продукты. Но невысокие цены нужны всем, а выбранная конструкция их позволяет получать практически всегда. Соответственно, перспективы Toshiba RC100 неплохи и с точки зрения массового рынка — когда выбор между разными устройствами вообще есть. А про те ниши, где конкурентов пока в принципе нет, и говорить не приходится.

В заключение предлагаем посмотреть наш видеообзор SSD-накопителя Toshiba RC100:

Наш видеообзор SSD-накопителя Toshiba RC100 можно также посмотреть на iXBT.Video

Полный текст статьи читайте на iXBT