Продолжаем изучение технологии Intel Optane Memory: влияние емкости кэширующего модуля и аппаратного окружения на производительность на примере двух моделей Intel NUC 01.02.2018 13:02

Продолжая тему технологии Optane Memory, мы решили снова вернуться к Intel NUC, однако рассмотреть некоторые вопросы, которые не поднимались в предыдущих статьях. В которых, напомним, мы изучали разные системы хранения данных в одинаковом окружении. А как на производительность может повлиять последнее? Вопрос интересный. Кроме того, мы не сравнивали на практике поведение двух модификаций модулей Optane Memory, немного отличающихся не только емкостью, но и логикой работы. И ценой тоже — поэтому вопрос, стоит ли платить больше за модуль на 32 ГБ, является практическим, а не теоретическим.

Что же касается теории, сегодня она нам не потребуется — поскольку, как уже было сказано выше, это продолжение цикла материалов, а не отдельное самостоятельное исследование. Соответственно, всем заинтересованным рекомендуем ознакомиться с предыдущими материалами по данной теме:

Объекты тестирования

Почему именно NUC? На сегодня даже младшие модели этих компьютеров и их аналоги можно считать отличными решениями для дома или небольшого офиса. Они имеют достаточную для выполнения большинства повседневных задач производительность, очень компактны и не слишком дороги. Применение же технологий кэширования позволяет немного сэкономить при конфигурировании устройства, ничего существенного не потеряв сравнительно с использованием только твердотельного накопителя. А готовый комплект с соответствующей скидкой относительно компонентов по-отдельности тем более привлекателен. Такие уже есть; в том числе — и «фирменные» от разработчика. Компания Intel предлагает в последнее время платформы этого семейства уже с модулем Optane Memory на 16 ГБ. Есть даже и законченные мини-ПК — с оперативной памятью, накопителями и предустановленной Windows 10. Причем накопители могут быть разными, но пара из Optane Memory и винчестера на 1 ТБ обойдется покупателю дешевле, чем SSD на 256 ГБ — что вполне коррелирует и с розничным рынком.

Но, естественно, наличие готовых систем не отменяет, конечно, возможности усовершенствовать уже имеющийся NUC седьмого поколения, если по-ошибке он был приобретен только с винчестером — одним из достоинств технологии Optane Memory является как раз легкость подобной модернизации, не требующая ни что-либо перенастраивать, ни менять привычки использования компьютера. Да и вообще вариант с покупкой «по частям» остается кое-чем интересным. В частности, в укомплектованных NUC чаще всего встречается Optane Memory на 16 ГБ, а в рознице доступны и вдвое более емкие модули — на 32 ГБ. Такой сразу можно получить только с топовым и достаточно дорогим NUC на Core i7, причем только в законченном виде с памятью, винчестером и ОС, а вот самостоятельно — добавить к любой модели линейки. Поэтому, как уже было сказано выше, интересно сравнить эти модификации на практике.

Для более полного раскрытия темы, мы взяли и две модели NUC. Во-первых, NUC7i3BNH — младшее решение в линейке на базе процессора Intel Core i3–7100U. Младшее, но достаточное для того, что принято называть «повседневным компьютером», причем и недорогим — в укомплектованном описанным ранее образом готовом виде стоит менее 500 долларов. А примерно на сотню дороже стоит более быстрый компьютер на базе NUC7i5BNH Это уже более серьезная модель, снабженная процессором Core i5–7260U (с графическим ядром Iris Plus Graphics 640 и более высокими тактовыми частотами), так что на таком мини-ПК даже в какие-то нетребовательные игры можно поиграть и не только. Подробное изучение NUC данного семейства будет позднее — сегодня нам достаточно такой информации.

Оба мини-ПК мы решили протестировать в четырех вариантах конфигурации: терабайтный винчестер WD10JPVX, он же ускоренный посредством Optane Memory на 16 или 32 ГБ, полутерабайтный твердотельный накопитель Intel 545s. Отметим, что SSD мы таким выбором немного подыгрываем — на самом деле и винчестер на 2 ТБ в паре с Optane Memory 32 ГБ обойдется дешевле. И даже если попробовать поискать более дешевый накопитель аналогичной емкости, выйдем в лучшем случае на паритет по цене. А бюджетный терабайтник, да еще и с модулем на 16 ГБ вообще напрямую конкурирует с самыми дешевыми SSD на 240–256 ГБ…, но если терабайта достаточно очень многим пользователям, то всего «четвертинки» в современных условиях без привлечения других накопителей может и не хватить. Это добавляет еще больше привлекательности идеи с кэширующей СХД, так что мы ее искусственно и ограничим — должна справляться и в неравных условиях :)

Объем оперативной памяти во всех случаях был равен 8 ГБ двумя модулями — мы решили ограничиться таким количеством, как базовым на данный момент. Тем более, что «сложными задачами» заниматься сегодня не будем, да и не слишком-то они нужны целевой аудитории компактных систем — если уж нужны, есть смысл перераспределить бюджет в сторону производительности.

Программное обеспечение

Как и в предыдущем тестировании, мы решили воспользоваться популярными пакетами «тестирования систем»: давно знакомым нам PCMark 8 и относительно новой версией PCMark 10. Да — это «синтетика», использования которой мы стараемся избегать. Но в тестах накопителей таковая все равно обычно используется. Кроме того, Futuremark старается использовать сценарии нагрузки, основанные на реальных приложениях. И охватывает достаточно широкий спектр последних: от запуска браузера Firefox с открытием в нем Facebook до рендеринга в POV-Ray. В общем, при исследовании новых технологий без синтетических тестов обойтись сложно, а насколько стоит доверять их результатам — каждый решает сам. В первом приближении это просто еще один источник информации, а чем их больше — тем она полнее.

Другое ПО нам сегодня не потребуется. За исключением, конечно, операционной системы Windows 10 Home x64 и драйверов устройств — последних версий на момент тестирования.

PCMark 8 Storage 2.0

Для полноты картины мы решили добавить и три результата из предыдущего тестирования, благо они делают некоторые вещи более наглядными. Во-первых, в очередной раз хорошо заметно, что распеваемая некоторыми пользователями мантра »это ноутбучные винчестеры медленные, а десктопные-то нормальные, так что SSD не нужен», не имеет никакого отношения к действительности: разница, безусловно, есть, но на фоне отставания от «нормальных» вариантов системы хранения данных исчезающе мала. Во-вторых, прирост производительности при использовании Optane Memory 16 ГБ можно считать двукратным —, но привязанным к производительности ускоряемого винчестера. И вот тут уже разница между терабайтниками разного назначения приводит к разному же итогу: в настольной системе мы получили тот же уровень, что обеспечивает SSD, а в компактной — не вышло. И даже более емкая и дорогая модификация Optane Memory достичь паритета не позволила, хотя отставание сократилось до микроскопического. А вот от платформы производительность конкретного накопителя (в т. ч. гибридного) в этом тесте не зависит — что и было обещано разработчиком. Соответственно, главные выводы: винчестеры бывают либо медленными, либо очень медленными (в очередной раз подтверждено), но медленный винчестер можно «подстегнуть» до уровня твердотельных накопителей, а очень медленный — только до сопоставимого :) Впрочем, на практике и последнего уже достаточно — ибо, как уже было сказано, намного дешевле, а места на винчестере всегда мало ©

«Пропускная способность» — результат, который показывает, как могло бы быть, если бы было, как хотелось. Иными словами, если бы работе накопителей не мешал весь остальной компьютер вместе с пользователем :) И здесь разные накопители демонстрируют очень разные результаты, но и разные платформы с одинаковым накопителем — иногда тоже. К такому нас жизнь не готовила, так что результаты этого (в отличие от предыдущего) теста из разных источников стоит сравнивать друг с другом очень аккуратно. Впрочем, ничего нового в них для нас уже нет — потенциальное быстродействие кэширующей системы хранения данных при использовании современных технологий может даже превосходить обеспеченное «обычными» SSD. Может и не превосходить — тут уже окружение важно, да и ускоряемый винчестер тоже. Но прирост производительности на порядок (сравнительно с одиночным винчестером) — будет всегда. Но, не забываем, потенциально — прикладным программам этого может оказаться даже много.

PCMark 8 Creative 3.0

Мы не стали использовать тесты группы Home, поскольку они являются упрощенным подмножеством Creative, причем все скопом для современных систем такого уровня слишком «легки». Впрочем, и Creative демонстрирует небольшую зависимость результатов от накопителя — понятно, что нагрузка в основном на процессор. Но и отставание системы с одиночным винчестером от всех прочих конфигураций тоже велико — причем чем мощнее платформа, тем оно больше. В итоге очевидно, что младший-то NUC в таком виде ради какой-то максимальной экономии средств еще можно использовать (хотя лучше и не стоит), а уже средний — не рекомендуется. В то же время сэкономить и приобрести вместо твердотельного накопителя пару из винчестера и модуля Optane Memory можно — в отличие от настольной системы, производительность окажется немного более низкой (хотя… можно же купить и чуть более быстрый ноутбучный винчестер: разница в цене между WD10JPVX и, к примеру, WD10JPLX невелика), но лишь на пару процентов. Это не «винчестерное» падение на все 15%-20%.

PCMark 10 Extended

Общий результат в новой версии пакета чем-то похож на предыдущий случай: в частности, отставание винчестеров от всех остальных тоже тем больше, чем выше производительность платформы. Но есть и нюансы — Optane Memory 16 ГБ внезапно оказался быстрее, чем более емкий и дорогой. Впрочем, внезапно ли? Давайте посмотрим на подробные результаты.

Если говорить о простых повседневных задачах (что для мини-ПК более актуально, чем тяжелые нагрузки), то в этом случае положение дел еще более удобно для Optane Memory, чем в среднем. Особенно, для модулей на 16 ГБ. А чем они различаются кроме емкости? Вспоминаем, что работа на файловом уровне возможна только при использовании старшей модели — младшая ограничена переносом информации по секторам и никаким анализом файловой системы программное обеспечение не занимается. С практической точки зрения это означает снижение накладных расходов — которые в простых случаях заметны. А вот при тяжелых нагрузках этот метод работы оказывается более эффективным.

Что нам демонстрирует как раз другая группа тестов пакта, где мы опять возвращаемся к красивым лесенкам. Но с довольно короткими ступеньками, что объяснимо входящими в нее приложениями — понятно, что ускорить, например, рендернг в POV-Ray накопитель никак не сможет. С другой стороны, для таких нагрузок вообще лучше использовать другие компьютеры — как мы помним даже Core i3–7100, но настольный, работает вдвое быстрее, чем Core i3–7100U, да и Core i5–7260U настольная система обгоняет в полтора раза. Опять же — независимо от накопителей. Разумеется, и места она займет больше, но при такой разнице в производительности этим можно и пренебречь. Тем более, что дальнейшее увеличение быстродействия возможно и в тех же габаритах, а вот в мини-ПК с этим, мягко говоря, сложно.

К таким результатам предыдущее тестирование нас уже подготовило — для работы с электронными таблицами или текстами лучше использовать обычный твердотельный накопитель. В принципе, если определяющими являются именно они (например, в офисе) это может оказаться и более дешевым — терабайты дискового пространства в данном случае не нужны, так что вполне можно обойтись одним SSD на 128 ГБ, а то и меньше. Будет быстро, бесшумно и даже более компактно — версии NUC, рассчитанные на установку только накопителя формата M.2 (т. е. без «дискового» отсека), традиционно имеют меньшую толщину. А вот при необходимости в более «многоцелевой» системе с большой вероятностью придется идти на компромиссы. И уже понятно, что «голый» винчестер среди всех них является наименее интересным. Пусть и пока наиболее популярным.

Особенно если взглянуть на такой непосредственно влияющий на комфорт использования компьютера сценарий, как запуск приложений. Несложно заметить, что зависит она не только от накопителя —, но от него в первую очередь. Что же касается влияния платформы, то опять видим, что чем больше ее производительность, тем сильнее одиночный винчестер отстает от прочих конфигураций. И как обычно в таких случаях чуть быстрее работает модуль Optane Memory минимальной емкости — ниже накладные расходы.

Итого

В принципе, поскольку это тестирование было уже далеко не первым, с плюсами и минусами данной технологии мы уже были знакомы. Просто решили затронуть еще несколько потенциально интересных вопросов, а именно влияние на Optane Memory других компонентов системы и зависимость производительности от емкости кэширующего модуля. Что касается первого, то тут ничего неожиданного — разумеется, итоговое быстродействие зависит от всех компонентов. Поэтому нельзя сказать, что в любых условиях гибридная СХД будет эквивалентна твердотельному накопителю: в каких-то случаях производительность может оказаться даже более высокой, но иногда и отставать. Хотя бы потому, что чем медленнее ускоряемый винчестер, тем ниже и итоговый результат. SSD тоже работают с разной скоростью, но и самые медленные-то уже давно могут оказаться избыточными для программного обеспечения. Кэшированию пока на такое рассчитывать сложно. Но, что немаловажно с практической точки зрения, чем мощнее платформа — тех хуже ей становится от традиционного подхода с использованием одиночного механического накопителя в системе хранения данных. И речь идет не только о дорогих топовых компьютерах — как видим, и ультрабучные процессоры от этого уже «страдают». Полный отказ от механики при нынешних ценах выход не для всех — кэширование же может оказаться разумным компромиссом. Тем более еще одной важной на практике приятной неожиданностью оказалось то, что Optane Memory на 16 ГБ оказался не так уж и плох на фоне старшего родственника. В «легких» же сценариях за счет меньших накладных расходов на функционирование технологии иногда даже быстрее работает. Понятно, что на более мощных, нежели мини-ПК, системах, этими накладными расходами можно будет и пренебречь, так что положение станет более однозначным, но то, что в бюджетной системе более эффективным способен оказаться более дешевый кэширующий модуль — на практике очень полезно. Ну, а в дальнейшем мы планируем заняться и другими особенностями Optane Memory и других кэширующих технологий — возможно, это не последнее приятное открытие.

В заключение предлагаем посмотреть наш видеообзор с тестированием кэширующих модулей Intel Optane Memory:

Наш видеообзор с тестированием кэширующих модулей Intel Optane Memory можно также посмотреть на iXBT.Video

Полный текст статьи читайте на iXBT