[Перевод] Обзор Western Digital WD Black 3D NAND SSD: EVO встретил равного

u7rtsj3aiibful601v_pqjhw-6u.jpeg

Производитель компьютерной электроники Western Digital пополнил линейку 3D NAND SSD хай-энд сегмента двумя новыми SSD-накопителями NVMe с 64-слойной 3D-флеш-памятью SAND NAND от SanDisk. Еще при выпуске SATA SSD (Western Digital впервые вывела 3D-NAND на рынок розничных потребителей) компания представила один и тот же накопитель от имени двух брендов с идентичным аппаратным обеспечением: WD и SanDisk.
Названия находятся на слуху: WD Black и SanDisk Extreme PRO. Напомним, что WD Black SSD стал первым NVMe для розничного рынка от Western Digital. В нем использовался контроллер Marvell и 15-нм планарный TLC NAND, в итоге устройство «затерялось» на последних местах в рейтинге производительности среди SSD-накопителей NVMe, к тому же попытка разглядеть в нем существенные преимущества перед SSD-накопителями SATA при более тяжелых рабочих нагрузках тоже не увенчалась успехом. Название SanDisk Extreme PRO давно уже не встречалось, но между тем оно обладает богатым наследием: оригинальный SanDisk Extreme PRO был SATA SSD-накопителем с MLC NAND в хай-энд сегменте, и выступал достойным конкурентом Samsung 850 PRO. SATA SanDisk Extreme PRO вышел на рынок перед 850 PRO и стал первым SSD-накопителем на потребительском рынке с 10-летней гарантией от производителя, что в свою очередь вынудило Samsung дать такую же гарантию на свой 850 PRO.

Повторное использование названий без какого-либо четкого индикатора поколений или года выпуска модели запросто приведет к путанице. Western Digital по крайней мере позаботилась, чтобы новые диски отличались емкостью от своих предшественников: WD Black первого поколения — 256 ГБ и 512 ГБ, оригинальный Extreme PRO — 240 ГБ, 480 ГБ и 960 ГБ, а новые WD Black и SanDisk Extreme PRO — 250 ГБ, 500 ГБ и 1000 ГБ. Тем не менее выпущенный в прошлом году WD Black будет соседствовать на рынке с моделью этого года еще несколько месяцев, хотя по сути это совершенно разные продукты.

Новые твердотельные диски WD Black и SanDisk Extreme PRO основаны на той же платформе, что и SS7 Western Digital SN720, объявленный ранее в этом году. В дополнение к переходу от 15-нм планарного TLC NAND к 64-слойному BiCS 3D NAND, новые SSD оснащены новым SSD-контроллером Western Digital, вместо контроллера Marvell. Это серьезный сдвиг в сторону вертикальной интеграции для Western Digital / SanDisk, можно сказать лучшая стратегия компании по дифференциации своих продуктов. Рынок сейчас переполнен десятками брендов, которые используют контроллеры, а то и весь дизайн накопителей, полученный от весьма небольшой группы поставщиков.

wwtjluzdwhlzbysgzgqfa-fhr4i.png

Согласно заявленным техническим характеристикам WD Black и SanDisk Extreme PRO, перед нами высокопроизводительный накопитель с последовательной скоростью чтения 3+ ГБ/с даже на модели емкостью 250 ГБ, а также с высокими показателями произвольного доступа на моделях емкостью 500 ГБ и более. Рейтинги выносливости записи тоже на достаточно высоком уровне: это 0,3–0,4 в день в течение пяти лет. MSRP позиционируют WD Black как непосредственного конкурента Samsung 960 EVO, он обходит большинство новейших SSD-накопителей NVMe. Стоит заметить, твердотельные накопители начального уровня, работающие по протоколу NVMe занимают самый быстрорастущий сегмент рынка, на нем и сосредоточены производители различных брендов.

don7a_ifomdqob4sqfglncb9qew.jpeg

Новый WD Black способен (по крайней мере, на мгновение) достигнуть пределов мощности формфактора M.2. Что важно, вместо радиатора Western Digital использует необычную «конструкцию»: контроллер размещен в середине планки и окружен флеш-памятью NAND с обеих сторон. Такое расположение микросхем предотвращает от перегрева.

Первоначально накопители будут предлагаться емкостью от 250 ГБ до 1 ТБ, хотя версии под брендом SanDisk исключают наличие модели на 250 ГБ. Поставки должны начаться к концу месяца. Хотя Western Digital и не упомянула о своих планах по выпуску 2 ТБ моделей, при необходимости накопители такой емкости увидят свет, тем более компания ранее уже анонсировала выпуск SN720 емкостью 2 ТБ.

ya7zcz5sqiudn_zopmjjcnquedi.png

Архитектура Western Digital NVMe — NAND & Controller


Заслуживающие внимания аспекты WD Black 3D NAND SSD — новый SSD-контроллер собственного производства и новейшая 64-слойная BiCS 3D NAND в одном из SSD-накопителей NVMe. 64-слойная 3D-NAND (BiCS 3) представляет собой третье поколение 3D-NAND SanDisk / Toshiba. Первые два поколения имели 24 и 48 слоев соответственно, но были выпущены в «скромных» масштабах. Ни одно из предыдущих поколений не производилось в количестве, достаточном для вытеснения планарного NAND Toshiba / SanDisk 15 нм. Чего нельзя сказать о производстве 64-слойной версии, которое наращивается ударными темпами. Western Digital уже использовала 64-слойную NAND в SSD-накопителях SanDisk Ultra 3D и WD Blue 3D SATA в конце прошлого года.

Технология BiCS (Bit Cost Scalable) позволяет увеличить плотность упаковки в 1.4 раза и повысить количество слоев до 64, построена на ячейках с ловушкой заряда — сложный дизайн, который устраняет почти все недостатки планарного NAND. Плотность бит может увеличиваться от одного 3D поколения к следующему, за счет прогнозируемого масштабирования как по вертикали, так и по горизонтали. Наличие большего количества электронов на ячейку NAND в дизайне с зарядовой ловушкой по сравнению с конструкцией плавающих затворов в планарном NAND (при очень малых геометриях) гарантирует высокий уровень надежности и долговечность ячейки 3D NAND по сравнению с лучшими образцами планарного NAND. Недостатком является высокая стоимость апгрейда оборудования 2D NAND под производство 3D-NAND-пластин.

dwmuueilzm1b1orsh-ilf-ncvue.png

0uwlvssiqa6o2tirytujzrwh-_8.png

Хотя объемы производства BiCS 4 (96-слойная) стремительно наращиваются, в этом году место фаворита от Western Digital займет 64-слойный BiCS 3 NAND, он то и является предметом этого обзора.

jwgmuvs3ebyljop2iirnykuqbv0.jpeg

Что касается контроллеров, Western Digital решила перейти от продукта Marvell к собственному дизайну. Основная причина — создание архитектуры, которая будет оптимизирована под BiCS flash: контроллеру не нужно будет поддерживать NAND от других поставщиков, он будет сконструирован с учетом развития линейки BiCS. NVD SSDs имеют пределы производительности, потому так важно найти способ извлечь каждый возможный бит производительности из доступного NAND. Неудивительно, что почти все производители флеш-памяти на своих флагманских SSD-накопителях NVMe имеют собственный контроллер. Samsung использует собственные контроллеры на всех своих SSD-устройствах, Intel использует собственный контроллер для SSD-900p (Optane). Даже обычные и низкопроизводительные SSD-устройства от топовых поставщиков, хотя и используют приобретенную микросхему контроллера, поставляются со встроенным микропрограммным обеспечением, разработанным внутри компании. Вертикальная интеграция (начиная с изготовления флеш-памяти и сборки IC до системной интеграции в виде SSD-накопителей NVMe или SATA) позволяет продавцам оптимизировать производительность своей продукции.

Новый контроллер имеет трехъядерную архитектуру (возможно, с использованием ядер Arm Cortex-R), изготовленную по 28-нм техпроцессу. Он задуман и разработан масштабируемым — текущий контроллер может взаимодействовать с хостом, используя PCIe 3.0×4 link или x2-link, как в Western Digital SN520. Архитектура контроллера позволит будущим продуктам (с использованием вариаций контроллера) выйти на рынок быстрее и дополнит их новыми функциями. Western Digital теперь может сегментировать свой стек продуктов NVMe. Контроллер в Western Digital Black 3D NAND SSD оптимизирован под клиентские рабочие нагрузки, включая компьютерные игры и высокопроизводительные коммерческие приложения. Компания уверена, что новая архитектура контроллера будет существовать, по крайней мере, до тех пор, пока SSD NVMe не перейдут за пределы интерфейсов PCIe 3×4.

В отличие от других производителей контроллеров NVMe SSD, Western Digital меньше внимания уделила прошивке и больше аппаратным ускорителям для обеспечения обмена данными между хостом и флеш-памятью (обработка команды NVMe и передача данных с flash на хост). Управление питанием и контроль тепловыделения выполняются без помощи процессорных ядер. Прошивка используется только для выборочной обработки команд (например, выборки данных S.M. A.R.T, алгоритма слоя флеш-перевода (FTL) и обработки исключений). Если не использовать процессор для всех критически важных задач, контроллер не будет испытывать недостатка питания.

lsihohpbu8thva7hi4zqwl5e7me.png

Для повышения производительности, архитектура SSD WD NVMe реализует многоуровневое кэширование (nCache). WD Black 3D NAND NVMe SSD использует nCache 3.0 (по сравнению с nCache 2.0 содержит множество обновлений).

Прежде чем вдаваться в подробности, интересно взглянуть на то, как развивалась технология nCache на протяжении прошлых лет. В своем первом поколении технология nCache была разработана для кэширования таблицы отображения NAND и небольших записей (менее 4 КБ) в сегменте SLC на матрице. Во второй версии (впервые представленной в SanDisk Ultra II) все операции записи перехватывались в кэш псевдо-SLC, объем которого был увеличен до 5ГБ на каждые 120ГБ емкости накопителя, а прямое копирование данных из SLC-буфера в TLC было реализовано на уровне чипов в обход контроллера, что позволило использовать более экономичную модель контроллера без потерь в производительности. nCache 2.0 разместил таблицу отображения NAND в области кэша SLC.

qdh9iopsfgym-pz7mczdeczzzku.png

Кроме того для продуктов нового поколения производительность 3D TLC приемлемее, по сравнению с планарной TLC, если речь идет о длительных сессиях записи. Такая же картина и с выносливостью. Вместо отправки всего через кэш SLC, как было в nCache 2.0, nCache 3.0 позволяет запись в пространство TLC после заполнения сегмента SLC.

Еще одним преимуществом nCache 3.0 перед nCache 2.0 является отсутствие функции On Chip Copy, использовавшаяся в плоских TLC-матрицах. Учитывая, что 3D TLC обеспечивает прямой доступ во время длительной записи, дополнительная функция On Chip Copy, ранее отвечающая за перенос данных из SLC-кэша в TLC больше не нужна.

Наконец, nCache 3.0 Western Digital по-прежнему использует кэш-память SLC с фиксированным размером. Western Digital не раскрывает размеры SLC-кэшей для WD Black, но, похоже, наши тестовые образцы 1ТБ имеют около 20 ГБ кэша SLC.

n20yftu1ho5axjhafkxhvnvjf38.png

Как и полагается хорошему и современному контроллеру SSD, новая архитектура Western Digital предусматривает несколько уровней коррекции ошибок. Первые три уровня — это разные коды коррекции ошибок в стиле LDPC для обработки количества битовых ошибок, рост которых приводит к увеличению потребления энергии и снижению производительности. Базовый уровень коррекции ошибок — это код LDPC, контроллеры с поддержкой LDPC увеличивают вероятность правильного считывания данных из TLC NAND в несколько раз. Код коррекции ошибок LDPC заметно улучшает распознавание хранимых в ячейках данных по сравнению с базовым механизмом коррекции ошибок BCH, который использовался почти во всех SSD до появления TLC NAND. Этот уровень коррекции ошибок является единственным необходимым для нормальной работы накопителя в течение большей части срока его службы. Второй и третий уровни коррекции предназначены для обработки увеличенной частоты появления ошибок, которая возникает уже на последних сроках использования SSD. Эти коды полностью обрабатываются выделенным оборудованием на контроллере, не используя ресурсы процессорных ядер.

Для восстановления серьезной потери данных, что не подвластно трем уровням LDPC, в контроллере предусмотрено на подобии традиционного RAID5 восстановление данных по XOR-сегментам. Хотя этого недостаточно, чтобы выдержать «сбой» всей матрицы NAND. Память с коррекцией ошибок ECC обеспечивает целостность данных в SRAM контроллера и внешней DRAM.

Тест накопителей AnandTech — The Destroyer


The Destroyer — это чрезвычайно длительный тест, который показывает как ведет себя SSD при интенсивных рабочих нагрузках с большим объемом ввода-вывода. The Destroyer является неотъемлемой частью набора тестов Anandtech на протяжении почти двух лет, он призван «разрушать все тепличные условия», нагружая систему в поиске SSD c наилучшей характеристикой производительности. Как и в реальных условиях, накопителям давалось время на передышку, дабы очистить от собранной коллекции мусора и почистить кэш, вот только периоды простоя сокращены были до 25 мс, потому и результаты мы получили не через неделю. Тесты AnandTech Storage Bench (ATSB) не включают в себя запуск реальных приложений, которые генерируют рабочие нагрузки, поэтому показатели почти не изменятся при изменениях в производительности ЦП и ОЗУ, а вот переход на более новую версию Windows и свежие драйвера могут отразиться на «картине» теста.

Оценка производительность этого теста зависит от средней пропускной способности накопителя, средней задержки операций ввода-вывода и общей энергии, потребляемой приводом во время проведения теста.

ai13kecuxfmn_miwk3sxutmlwri.png

Средняя скорость передачи данных нового WD Black во время теста The Destroyer почти так же высока, как у TLC 960 EVO от Samsung и его новом накопителе PM981 OEM. И если оригинальный WD Black NVMe SSD был явно одним из медленных NVMe-накопителей и показывал результаты на уровне SATA SSD во время нашего теста, новый WD Black выглядит довольно-таки конкурентоспособным среди самых быстрых моделей.

b2ndfwutfltk-80dwlona6wfbgs.png

yaxq5-euvtoonrxa1ywgwlzwjs0.png

Средняя задержка на WD Black примерно на уровне TLC-накопителей от Samsung, а по результатам p99 задержки — перед нами лучший результат, что мы видели на любом SSD-накопителе на основе флеш-памяти с такой вместимостью.

isw26k0aa1eruq66pd6xak2kypm.png

ox-ir6cdtsgaqzk4zn7-0meikbg.png

Средние задержки чтения от WD Black на The Destroyer так же хороши, как у любого другого SSD на базе флеш-памяти, который мы тестировали. Средняя задержка записи рекордно мала, но топовые диски от Samsung явно быстрее.

h3b-tv3dh0awurwdiai0mnyxore.png

wolhpgml17dria5zscnmllkapia.png

Что касается p99 задержек считывания, WD Black показывает лучшие результаты, уступая только менее вместительному Intel Optane SSD 900P. А вот по показателю p99 задержек записи, продукты WD оказываются на втором месте.

al6qkqa-bg7neyh_o0thcdrxc80.png

Потребляемая мощность нового WD Black резко снизилась по сравнению с предыдущим SSD, носящим то же название. Новая модель потребляет менее половины энергии по сравнению с прошлой, что выводит ее на лидирующее первое место, немного позади — Toshiba XG5.

Тест накопителей AnandTech — Heavy


Наш тест «Heavy» в отличие от «Разрушителя» рассчитан продемонстрировать работу SSD при тяжелых нагрузках за менее короткий отрезок времени. Общий объем записанных данных во время Heavy теста не заполнит диск, что не приведет SSD в устойчивое состояние; на результаты теста значимо влияет производительность накопителя в течение периодов пиковой нагрузки. Подробные данные о Heavy тесте можно найти в соответствующей статье на AnandTech. Этот тест запускается дважды, один раз на полностью очищенном накопителе, и один раз после заполнения накопителя продолжительной записью.

lobxrdzfubjv4-fu4a1ouk_bu4u.png

Средние скорости передачи данных нового WD Black SSD в тесте Heavy очень близки к Samsung 960 EVO. Премиум продукты, такие как Samsung 960 PRO и Intel Optane SSD 900P, работают быстрее, но и твердотельные накопители WD Black и SanDisk Extreme PRO NVMe совершенно спокойно можно отнести к high-end сегменту.

h1tfec0wewl8a9tc46gxma7upl8.png

yaxq5-euvtoonrxa1ywgwlzwjs0.png

Оценка средних и р99 задержек WD Black во время Heavy дает одни из лучших результатов на любом твердотельном накопителе в основе с флеш-памятью. К тому же, р99 показатель задержек записи WD Black показывает гораздо меньшую потерю производительности на заполненном приводе, чем Toshiba XG5 или Samsung 960 EVO.

jkkummfgtvkgwkhroveug7fyjn8.png

4flz8plwx_jux64tfu3ooztvida.png

WD Black является одним из лучших приводов по средней задержке чтения, а средняя задержка записи немного выше, чем у Samsung 960 EVO. Потеря производительности, получаемая при тестировании на заполненном диске, примерно такая, как у большинства дисков на основе MLC.

afyrjdbyb1vsnsvdp4cerbvfiiq.png

yeegl2m3o8wkpmpil1wqs03jxh0.png

Новая архитектура контроллера Western Digital обеспечивает отличное QoS для операций чтения, причем задержки 99-го процентиля ниже, чем у любого из конкурирующих флеш-накопителей. 99-й процентиль задержки записи также вверху рейтинга, но уже не выделяется так очевидно среди чемпионов скорости.

z6gggjegbrs0ewflzdaydtq1jbu.png

WD Black и SanDisk Extreme PRO становятся в один ряд с Toshiba XG5 и еще несколькими твердотельными накопителями NVMe, у которых очень низкое потребление энергии, сравнимое с хорошими SSD-накопителями SATA. Общая энергия, используемая во время Heavy теста, немного выше, чем у Crucial MX500 и дисков SATA от Western Digital с той же 64L 3D TLC NAND.

Тест накопителей AnandTech — Light


Наш тест для накопителей «Light» имеет относительно больше последовательных сессий и меньшую глубину очереди, чем The Destroyer или Heavy, это самый короткий тест. Он основан в основном на приложениях, которые не сильно зависят от производительности накопителя, поэтому его результаты скорее отображают время запуска приложений и загрузки файлов. Этот тест можно рассматривать как сумму всех небольших задержек в повседневном использовании, но при сокращении простоев до 25 мс, для его проведения требуется менее получаса. Подробные сведения о Light тесте можно найти в соответствующей статье на AnandTech. Как и в случае теста ATSB Heavy, этот тест запускается дважды: на приводе, который был полностью очищен, и после заполнения накопителя последовательной записью.

pa6eseyyjtzt9lrniuyx77ge0jy.png

Во время запуска теста на пустом накопителе средняя скорость передачи данных привода WD Black немного ниже, чем у Samsung 960 EVO, и наоборот, когда привод заполнен. Samsung PM981 — единственный накопитель, который имеет преимущество, хотя и не особо весомое, в обоих случаях. Даже при самых худших показателях производительность нового WD Black на голову выше, чем лучшие показатели прошлогоднего WD Black.

ktdfqbdwiyrkcyuo9qu-q4nkuqs.png

4x5zd0bqxtto8gvfzaztjnodx0q.png

Средние задержки WD Black во время теста Light так же низки, как и у большинства современных SSD. Результат 99-го процентиля задержек немного хуже, чем у самых быстрых приводов Samsung, за исключением того, что производительность заполненного привода лучше, чем у 960 EVO.

wac4mzyrgzw0vgze6i2oaw9amws.png

pvixh4n1fpflwd30lzikdyl4vhg.png

Существует довольно много SSD-накопителей со средним показателем задержки чтения, близким к WD Black, и даже низкоуровневые SSD-накопители NVMe имеют среднюю задержку чтения размером в доли миллисекунды (согласно нашему тесту Light). По показателям средней задержки записи WD Black заслуженно разделяет первое место с приводом от Samsung.

ybhf6h7yjyvqjdb0wntdmeqcrk4.png

12cg2o67ji60bd8u2qwkup40lky.png

WD Black показывает невероятно низкую задержку записи (99-го процентиль) на тесте Light, поскольку его кэш SLC никогда не заполняется. Задержка чтения (99-го процентиль) не показывает такого рекордного значения, но все же результат на заполненном приводе очень хорош.

vicdj5sjs4fw4pn4fpnkznr-xts.png

Как и в случае с тестом Heavy, единственным тестируемым NVMe SSD, который может сравниться с энергоэффективностью WD Black, является Toshiba XG5. Эти накопители работают намного быстрее, чем SATA, при этом потребляют меньше энергии.

Тест «Рандомного чтения»


Наш первый тест на производительность при рандомном чтении использует очень короткие всплески операций, выполняемые по одной за раз, без очереди. Накопители получают достаточное время простоя между такими «всплесками», чтобы обеспечить общее время рабочего цикла 20%, поэтому термическое регулирование невозможно. Каждый пакет имеет размер из 32 МБ, прочитанных из случайных 4 килобайтных блоков, из 16 ГБ диапазона диска. Общее количество данных составляет 1 ГБ.

fl1n99vjuwtwhyjxnkipwknkxvu.png

Показатель производительности чтения случайных блоков WD Black не бьет рекорды, но он все же получше прошлогоднего WD Black SSD, и лишь немного отстает от Samsung 960 EVO.
Наш тест производительности чтения аналогичен тесту из набора 2015 года: проверяются глубины очередей от 1 до 32, а средняя производительность и энергоэффективность в QD1, QD2 и QD4 определяют основные баллы теста. Каждая глубина очереди проверяется одну минуту или 32 ГБ передаваемых данных, что быстрее. После проверки глубины очереди привод отключается на время до одной минуты для охлаждения, чтобы на большую глубину очереди не повлияло накопление тепла. Отдельные операции чтения по-прежнему работают с блоками 4кБ и охватывают 64-гигабайтный интервал привода.

zw-mrtoj5kxrb7ra9xtj_b_nrnk.png

Показатель производительности при случайном чтении WD Black немного улучшен по сравнению с прошлогодней моделью. Но этого все равно недостаточно, чтобы догнать Samsung. Кроме того, недавно вышедший Intel 760p немного опережает WD Black.

2vwffujnbzcrfymwt9aqm4-jap4.png

Энергоэффективность WD Black во время операций случайного чтения лучше, чем у любого другого привода TLC. Его потребление ненамного выше, чем у диска SATA, что видно из проводимых «испытаний».

mnd7nbkwx2bllmafuloqlhvad4m.png
Western Digital WD Black 1TB (3D NAND)

mkodrk-_uweqyyhpnnvvksmoyvc.png
Intel SSD 760p 512GB

lllx6yksvjqg3v7jbpakatmd0ki.png
Samsung 960 EVO 1TB

hvo7txvb2_d7fiokpx2mu2h3vgq.png
Samsung 960 PRO 1TB

8epslfx1qhepwf4lsq6ssibi0vq.png
Patriot Hellfire 480GB

kyywfoout-xtlughidvdqjoun5g.png
Samsung PM981 1TB

9n89ixqssx_stseuov7iws3qfly.png
OCZ RD 400 1TB

d88jhfpy_uk-ilk6buxk97nucam.png
ADATA XPG SX8000 512 GB

v9hzweo9h_xg6s2ghsekvrogelc.png
Western Digital WD Black 512GB (2D NAND)

jzalxqesoyx5wybql6tzkaky-oe.png
SanDisc Extreme PRO 1TB

5xrvcda7eyrexu33m2s7yr674a4.png
Toshiba XG5 1TB

zdzixurx47sbsyjhfwehez3a8qg.png
Samsung 860 EVO 2TB M.2

trux0v1piujtzf8smm3ar0dpp7c.png
Crucial MX500 1TB

cadumt8tsmlyj8toqtaauz5qohw.png
SanDisc Ultra 3D 1TB

oiom0p2anoueosqeicmx_u0btbu.png
Intel Optane 900P 280GB

-zpu1o_fytd4pwr1f2f-q66teno.png
Western Digital WD Black 7200RPM 1TB

На более глубоких уровнях очереди диски Samsung незначительно превосходят WD Black, но большинство других дисков по мере увеличения глубины очереди заметно отстают.

Производительность при рандомной записи


Тест на производительность случайной записи данных спланирован аналогично тесту чтения, но каждый пакет составляет теперь всего 4 МБ, а общая длина записи — 128 МБ. Операции случайной записи по 4 КБ распределяются по 16-гигабайтному диапазону накопителя, и выдаются одна за одной, без очереди.

5qbgdagvvvyhypzzjvjgs5wldtc.png

Наш образец WD Black внезапно показал намного лучший результат при случайной записи, чем SanDisk Extreme PRO, хотя это, по сути, одно и то же устройство. Хотя показатели обоих дисков находятся в верхней части диаграммы.

Как и в случае с тестом на чтение, наш тест постоянной 4 КБ случайной записи длится до одной минуты или 32 ГБ на каждую глубину очереди, охватывая 64 ГБ диапазона диска. Приводу также предоставляется до 1 минуты времени простоя между глубинами очереди, что делает возможной постоянную перезапись кэшей и позволяет избежать перегрева.

rqn7i5l_hwmwlbvtokg6rl7_csc.png

Новый WD Black показывает просто чемпионскую производительность в ходе теста случайной записи, значительно опережая нынешние розничные предложения Samsung, и очень близок к результатам OEM-привода PM981, который является базой для будущего поколения накопителей Samsung. Прошлогодний WD Black был ненамного быстрее, чем диски SATA.

k3sacx7r_3tyv9mtffbcaij7v40.png

Полная переработка NAND и контроллера подняла WD Black со дна диаграммы эффективности (где находится прошлогодняя модель) к самой вершине, в итоге превосходя даже Toshiba XG5 и Samsung 960 PRO.

u4xm3yyiewwaokfc-oa9oth0jqy.png
Western Digital WD Black 1TB (3D NAND)

qvdphi-t5cy8hta_aglzpakunwg.png
Intel SSD 760p 512GB

fzkgcpzklprrxweq29-p0fpusxw.png
Samsung 960 EVO 1TB

qswsmor-xjwt9l79p_3oxhtje84.png
Samsung 960 PRO 1TB

t3q5doxbgiraztgji9pl9zpdai8.png
Patriot Hellfire 480GB

vtzfcuhczsmbmp2-g6-h55vuq8a.png
Samsung PM981 1TB

ab8smqb8fnsvhlxncmus7d0huqs.png
OCZ RD 400 1TB

a0nzxcpnjp4-ykgzj6ohlen0aas.png
ADATA XPG SX8000 512 GB

omxzemjta6zwjahwqfh2o7plaeq.png
Western Digital WD Black 512GB (2D NAND)

f62hxzewwahdvm_ve3u2ochjioq.png
SanDisc Extreme PRO 1TB

-_0lln1ku8z6lcjlynlisc_qjeq.png
Toshiba XG5 1TB

ajvqw1amzpmhxb83ee7fvutihb8.png
Samsung 860 EVO 2TB M.2

rbprgw-j4jn-cco9yoponnfolxk.png
Crucial MX500 1TB

czmbjtasvvo-hn33g6hy3ci1m7m.png
SanDisc Ultra 3D 1TB

fgyf6aowy4-lyel1xexymx4rnds.png
Intel Optane 900P 280GB

hahp2tcdykhzzdjx8nqnpz_h9by.png
Western Digital WD Black 7200RPM 1TB

Производительность случайной записи WD Black насыщается на уровне QD4, в то время как диски Samsung и некоторые другие модели показывают прирост и дальше, и могут достигать более высоких уровней производительности при большей глубине очереди. Тем не менее WD Black обладает прекрасными характеристиками при произвольной записи, при более важных — низких глубинах очереди.

Производительность последовательного чтения


Наш первый тест производительности последовательного чтения использует короткие всплески по 128 МБ, исполняемые как операции блоками по 128 КБ без очередей. Тест усредняет производительность по восьми всплескам для всего 1 ГБ данных, читаемых с диска, содержащего 16 ГБ данных. Время простоя привода между каждым всплеском достаточно, чтобы общий рабочий цикл составил 20%.

wiyejhrbcyp8ntrnsg9lzpz830k.png

Как мы видим, скорость последовательного считывания WD Black в несколько раз выше, чем в прошлогодней модели, но все же далека от того, чтобы ставить рекорды.

Тест последовательного чтения использует глубину очереди от 1 до 32, при этом показатели производительности и мощности вычисляются как среднее значение QD1, QD2 и QD4. Каждая глубина очереди проверяется одну минуту или 32 ГБ (что быстрее), с диска, содержащего 64 ГБ данных.

lkm7txd77swjjpw0f3tsx_0t8om.png

При тестировании последовательного чтения диски Samsung NVMe определенно имеют преимущество над WD Black.

fp4c_movtoiuhd-xwh_2pjy79ti.png

Что касается энергоэффективности последовательного чтения, WD Black намного ближе к вершине, заметно уступает лишь Samsung 960 PRO.

-hpb8hg-tuxqajvarh9dxhs-qda.png
Western Digital WD Black 1TB (3D NAND)

bab4kisbcaz5wa5fbqr6hsrzwvg.png
Intel SSD 760p 512GB

bn4ixwwse4obgwsjqko9wktgugm.png
Samsung 960 EVO 1TB

styoqvykjtirybebg5a3x59diw8.png
Samsung 960 PRO 1TB

kgclbqmf71e5cxrjrnqkdywgzyi.png
Patriot Hellfire 480GB

polvetaexann3vmbe4upumhnhmk.png
Samsung PM981 1TB

ujo_sw8-ratpzw6f4bt3hgkei7q.png
OCZ RD 400 1TB

99nf9mpvurdzmgok7h4f5axkhim.png
ADATA XPG SX8000 512 GB

hdeb4psbdk-86dnx2vv-t228_uq.png
Western Digital WD Black 512GB (2D NAND)

bp0l5fzuhcy8zaiqedbgyuq6ewg.png
SanDisc Extreme PRO 1TB

filn7hrx70hwvvosffjwwaj-x5c.png
Toshiba XG5 1TB

ajvej2dpzalodb3tbtdtis2qzuu.png
Samsung 860 EVO 2TB M.2

5h8exvttbhabao1t3wsphivnkbi.png
Crucial MX500 1TB

wn6_p2dbfwhwzv9zpb5suxpwsec.png
SanDisc Ultra 3D 1TB

kqm8u7uvzuqc_oamxt5x36luagw.png
Intel Optane 900P 280GB

qwv4xozlsys_qn1vufjycvrfrzi.png
Western Digital WD Black 7200RPM 1TB

Производительность при последовательном чтении WD Black стартует очень посредственно в QD1, но неуклонно растет вплоть до QD16, здесь она превосходит всех, кроме SSD Optane. Toshiba XG5 демонстрирует аналогичное поведение масштабирования, но соревноваться с новым WD Black не может.

Производительность последовательной записи


Тест на производительность последовательной записи данных аналогичен предыдущему — тесту последовательного чтения. Каждый пакет записывает 128 МБ данных в виде операций по 128 КБ, выпущенных в QD1, в общей сложности 1 ГБ данных, записанных на диск, содержащий 16 ГБ данных.

6ogjvqyp06fcyarvytgx3b_vhwg.png

Как и в случае теста случайной записи, наши диски — близнецы показывают удивительное различие в скоростях при последовательной записи. WD SanDisk Extreme делит второе место с Samsung 960 EVO, в то время как WD Black идет наравне с Samsung PM981 (который пришел на смену 960 Evo, прирост скорости записи по сравнению с SSD 960 Evo составляет порядка 40%).

Тест продолжительной последовательной записи структурирован идентично тесту последовательного чтения, за исключением направления передачи данных. Глубина очереди варьируется от 1 до 32, и каждая глубина проверяется одну минуту или 32 ГБ, после чего наступает минута простоя, отведенная для корректной отработки технологии сборки мусора, такой перерыв дает приводу возможность охладиться. Тест ограничивается 64-гигабайтным диапазоном привода.

bjvdtwooqkcnevshqvme6n-6pyo.png

Производительность постоянной последовательной записи WD Black не на первом месте, однако намного опережает все, кроме лучших дисков от Samsung и Intel. WD Black почти в два раза быстрее, чем Toshiba XG5, который использует по существу ту же flash.

_ie7hw3eyy59cn2muhiq8p22q90.png

Несмотря на то, что тестируемый продукт не показал топовой производительности при тестировании последовательной записи, WD Black является явным победителем в показателях энергоэффективности. При потребляемой мощности чуть более 4 Вт он совершенно не испытывает недостатка питания. В этом направлении была проделана такая большая работа, что в тестировании эффективности накопитель смог превзойти всех конкурентов.

rwn2nykhvp-1fan5gbmmimy0lpa.png
Western Digital WD Black 1TB (3D NAND)

q2oytnhejzyir4krbkmpu0mjxvu.png
Intel SSD 760p 512GB

38ztacte9j1v69pbqwdsvqxf5me.png
Samsung 960 EVO 1TB

ygyuyth_7zy96fsvrewnjmzuymq.png
Samsung 960 PRO 1TB

fif68kel6riuwifjdvpattktuxi.png
Patriot Hellfire 480GB

mz4-oxj5a3jmyl9kyqctjvompii.png
Samsung PM981 1TB

pzfxdsmdv7rizecujknyyocrus4.png
OCZ RD 400 1TB

ydgnceuhqkm_eieeclgsujxuuxe.png
ADATA XPG SX8000 512 GB

rlvaeunzj1of0i1vfg6-ded0i_o.png
Western Digital WD Black 512GB (2D NAND)

uijmegty0zbdbuxgc0qsn-tyape.png
SanDisc Extreme PRO 1TB

8ghv5t8hihw6ienyrdv9ixham38.png
Toshiba XG5 1TB

biaivpcvrog_0bs1mxjrzsrtegk.png
Samsung 860 EVO 2TB M.2

j4cpu4fs7pr6agcl-fuwuwq_uti.png
Crucial MX500 1TB

oenodqi0xqn_zsnkhlifd4ncuqw.png
SanDisc Ultra 3D 1TB

6avh1fdtbb9forsvpnpyhopxg-c.png
Intel Optane 900P 280GB

fts3n-awuls8gqj_jdzgupga5b0.png
Western Digital WD Black 7200RPM 1TB

Скорость последовательной записи WD Black довольно устойчива в широком диапазоне глубин очереди, и показывает небольшое увеличение от QD1 до QD2, без признаков ухудшения из-за чрезмерной сборки мусора после заполнения кэша SLC.

Смешанная случайная производительность


Тест смешанных случайных чтений и записей состоит из миксов, которые варьируются от чистого чтения до чистой записи с шагом 10%. Каждый микс тестируется до 1 минуты, или 32 ГБ переданных данных. Тестирование проводится с глубиной очереди 4 и ограничено 64-гигабайтным диапазоном привода. Между&n

© Geektimes