SSD-накопители Intel 730 и OCZ Vector 150: если не растет скорость, увеличиваем надежность10.06.2014 16:18

Прошло уже больше пяти лет с тех пор, как компания Intel «подстегнула» рынок твердотельных накопителей, предложив модели на собственном контроллере. X25-M (на базе MLC-памяти) и дорогие серверные X25-E (использующие SLC-флэш) для того времени оказались существенным шагом вперед, что привело к быстрому росту данного сегмента рынка и приходу на него новых игроков. Последнее вызвало бум и на рынке контроллеров SSD, которые вскоре сумели превзойти разработки Intel. Да, собственно, иного и не предполагалось — компания не планировала оставаться законодателем мод в этом сегменте и просто стимулировала продажи флэш-памяти своего совместного с Micron производства. Продажи накопителей под собственной торговой маркой продолжались, но в них использовался все тот же контроллер, а повсеместное внедрение интерфейса SATA600 вынудило Intel в топовых сериях SSD перейти сначала на продукцию Marvell, а потом и на SandForce SF-2281. Да и в бюджетном 300-м семействе заслуженный десятиканальный (что никто так и не повторил) контроллер Intel вскоре сменился на SandForce.

Нельзя, впрочем, сказать, что компания совсем не занималась доработкой контроллеров — занималась, но использовала свою продукцию только лишь в продуктах серверного класса и «промежуточной» между ними и массовыми моделями серии 700. Причем в последней вообще все силы были брошены на надежность хранения данных, так что производительность моделей семейства 710 (появившегося больше двух лет назад) оставляла желать лучшего. И вот сегодня мы можем протестировать новый (полу)потребительский накопитель компании — 730. Заметим, что к массовому сегменту он не относится — тот по-прежнему продолжают защищать модели серий 300 и 500 на чужих контроллерах. А 730 — для бескомпромиссных энтузиастов и пользователей рабочих станций (т. е. куда более узкий сегмент рынка), но на своем контроллере.

Оправдана ли была такая политика? Сложный вопрос. Особенно если обратить внимание на другого участника нашего тестирования — OCZ Vector 150. Intel поставляет широкий ассортимент продукции, в котором твердотельные накопители составляют лишь небольшую часть, но компания спокойно обеспечивала большой объем поставок и их прибыльность и во времена технологического лидерства, и после его утраты. OCZ же оказалась наиболее активным игроком именно рынка твердотельных накопителей, вложив в него все. А тут без своих контроллеров обойтись было нельзя, для чего компания приобрела в свое время одного из известных производителей последних — Indilinx. Однако этот шаг дал необходимый эффект не сразу, а предыдущие метания и несколько необоснованное расширение ассортимента на предыдущих жизненных этапах (когда компания OCZ пыталась своими продуктами закрыть все сегменты рынка — от максимально дешевых моделей на асинхронной флэш-памяти до «монстров» с интерфейсом PCIe и внутренним RAID0) не позволяли удерживать прибыль на нормальном уровне. В общем, кончилось все тем, что компания OCZ на данный момент утратила самостоятельность, став частью Toshiba. Впрочем, полного слияния пока не произошло, так что оценивать его результаты рано — фактически мы сегодня протестируем обновленную модификацию уже знакомого Vector.

Intel 730 240 и 480 ГБ Собственно, номер семейства уже показывает, что рассчитывать на низкие цены не приходится — 700-я серия изначально появилась как альтернатива накопителям на SLC-памяти, использование которой так и не позволило достичь разумного компромисса между емкостью и стоимостью. Переход на MLC эту задачу решал, но для обеспечения надежного хранения данных в линейке 710 пришлось использовать 40-процентное резервирование против 7/13% в потребительском сегменте. В более наглядном виде: SSD 710 на 200 ГБ и SSD 320 на 300 ГБ (фактически ровесники) имели одинаковый физический объем памяти в 320 ГБ! Собственно, он пользователем и оплачивался, только вот доступных гигабайтов в случае SSD 710 оказывалось в полтора раза меньше.

В серии 730 подход сохранен, но в чуть более щадящем режиме. Модель на 240 ГБ снабжена 272 ГБ флэш-памяти (а не «типичными» для накопителей данной емкости 256 ГБ), 480 ГБ же может похвастаться физическими 544 ГБ. При этом резервных ячеек, для подменного фонда, выравнивания износа и работы технологии сборки мусора, столько же, сколько у других SSD с «дополнительным» резервированием, а оставшиеся 50% «запаса» используются для хранения контрольных сумм данных, что позволяет восстанавливать информацию даже при выходе из строя одного из кристаллов флэш-памяти целиком. Разумеется, такой подход стоит денег, но хотя бы меньших, чем в случае линейки 710. А вот «массовый» 530 обойдется раза эдак в полтора дешевле, и это не предел, поскольку накопители Intel, вообще говоря, к дешевым не относятся. Фактически в рознице модель 730 на 480 ГБ занимает промежуточное положение между, например, модификациями Samsung 840 Evo на 750 ГБ и 1 ТБ, т. е. с точки зрения стоимости хранения гигабайта информации новый продукт Intel проигрывает наиболее «выгодным» по этому критерию твердотельным накопителям вдвое. Именно это не позволяет компании сделать данную линейку основной в ассортименте и приводит к ее позиционированию в тот сегмент, где важна в первую очередь не производительность (высокая у всех современных накопителей) или емкость (за те же деньги можно получить больше), а надежность.

Кстати, одним лишь дополнительным резервом дело не ограничивается: в обеих моделях линейки имеются два электролитических конденсатора емкостью по 4,7 мкФ и специальные цепи, отслеживающие пропадание питания. Последние нужны, чтобы нештатную ситуацию обнаружить и принудительно завершить все отложенные операции (освободить кэш, дописать недописанное и т. п.), для чего как раз и используется запас энергии в конденсаторах. Когда-то компания применяла это решение и в моделях 300-й серии, но ныне ради удешевления их нет даже в 500-й. А 730 (равно как и 710 или серверные «четырехзначные» модели) по-прежнему проектируются под большую устойчивость к сбоям питания. Насколько это важно и нужно, каждый решает для себя сам. Во всяком случае, практическим опытом в плане проблем, возникающих при потере питания в случае использования массовых накопителей, мы похвастаться не можем.

«Сердцем» устройств является контроллер Intel PC29AS21CA0 — потомок PC29AS21BA0, использовавшегося еще в X25-M. Разумеется, он обрел поддержку SATA600, но стал восьми-, а не десятиканальным. Последнее объяснимо ростом емкости нынешних кристаллов флэш-памяти, в результате чего и при восьми каналах в накопителях малой емкости не удается реализовать полноценное четырехкратное чередование. И этот случай не исключение: разумеется, компания использует 20-нанометровую флэш-память с кристаллами по 128 Гбит (как и в Crucial M500, поставляемом вторым партнером завода по производству чипов флэш-памяти), так что испытывает те же проблемы — максимальная производительность достигается лишь в модели на 480 ГБ, а 240 ГБ намного медленнее на операциях записи. Заметим, кстати, что емкости 960 ГБ в линейке пока нет, что, с учетом приведенной выше информации по ценам, легко объяснимо :)

Остается только добавить, что интеллектуальные возможности контроллера нуждаются в соответствующем окружении. В частности, в накопителях используется кэш-память типа DDR3–1600: емкостью 512 МБ в младшей модели и целый гигабайт в старшей. Это тоже дополнительные расходы — большинство конкурентов используют аналогичный подход, но там при той же емкости флэша обычно вдвое меньше кэш-памяти, а контроллеры SandForce (которые, как уже было сказано, применяются во всех «младших» линейках Intel) внешний кэш вообще не используют.

Во время тестирования использовалась прошивка версии L2010400. Причем особо отметим, что оба попавших к нам устройства относились еще к предсерийным образцам, с чем связан и их немного неказистый вид. На розничных моделях пустого места на лицевой поверхности корпуса (толщиной 7 мм) не будет — его займет «бедный Йорик», знакомый по системным платам Intel для энтузиастов (проще говоря, там будет изображение черепа).

OCZ Vector 150 240 ГБ Как уже было сказано в начале статьи, этот накопитель (в отличие от других героев сегодняшнего тестирования) ничего принципиально нового в себе не несет — в основном это все тот же Vector, но с другой флэш-памятью: 19-нанометровой Toggle Mode компании Toshiba вместо устаревшей 25-нанометровой Intel/Micron. Сложно судить, получили бы обновленные устройства именно ее, не купи Toshiba активы OCZ, или все-таки снабжались бы 20-нанометровой памятью Intel, однако в любом случае такой выбор имеет и свои положительные стороны: Toshiba пока использует кристаллы по 64 Гбит. Соответственно, «проблемы емкости» для Vector 150 будут выражены слабее, так что хороших скоростных показателей можно ожидать и от устройства на 240 ГБ. Ну, а емкость в линейке изменилась из-за решения производителя перейти к дополнительному резервированию от «стандартного»: с утончением норм производства ресурс микросхем мягко говоря не увеличивается, так что этот подход становится все более массовым, независимо от используемых контроллеров. Здесь по-прежнему применяется контроллер Indilinx Barefoot 3, сохраняющий актуальность. Прошивку пришлось разработать совсем новую, но доработка алгоритмов работы (вкупе с дополнительным резервом) позволили компании увеличить прогнозируемый ресурс записи с 20 до 50 ГБ в день. Много это или мало? Для сравнения: Intel 730 емкостью 480 ГБ рассчитан официально на 128 ТБ записи в течение пятилетнего гарантийного срока, а для 240 ГБ эта цифра составляет 91 ТБ. Умножением (или делением) нужных цифр получаем, что по заявленному ресурсу Vector 150 равен Intel 730 емкостью 240 ГБ — несмотря на наличие у последнего дополнительных усовершенствований корпоративного класса. В то же время Intel 530 рассчитан лишь на 36,5 ТБ, да и прочие массовые накопители сравнимы с ним. Что в результате? Априори Vector 150 не только является быстрой моделью, но и имеет высокий ресурс и длительный срок гарантии (те самые пять лет — как у лучших моделей на рынке). И он относительно недорог: модели семейства Vector к самым дешевым не относятся, но уж с 730-то конкурировать будут легко и непринужденно :)

Во время тестирования использовалась прошивка версии 1.1.

Конкуренты В очередной раз мы используем в качестве ориентира Plextor M5 Pro, благо этот накопитель по-прежнему остается одним из самых быстрых среди протестированных в стенах нашей лаборатории. Также необходим «обычный» OCZ Vector — чтобы понять, является ли новая «улучшенная» модель реальным шагом вперед или похожа на другие обновления модельного ряда. А вот непосредственного предшественника линейки Intel 730 мы решили в число испытуемых не включать: все-таки на сегодняшний день, как уже было сказано выше, накопители на контроллерах SandForce на лидирующие позиции претендовать не могут, какая бы там прошивка ни была.

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

Время доступа Как видим, вся пятерка накопителей выступает «дружно» — различия настолько невелики (независимо от сценария), что на них проще всего не обращать внимания.

Последовательные операции А вот при последовательном чтении данных вся идиллия рассыпается. Причем несложно заметить, что более старые модели быстрее амбициозных новичков: увы, но основные усилия производителей чипов флэш-памяти направлены вовсе не на улучшение скоростных характеристик. Впрочем, в пике (т. е. на блоках большого размера) все дружно упираются в ограничения интерфейса SATA, чем абсолютно не похожи на винчестеры. А 100 МБ/с разницы на небольших блоках нивелируется синтетичностью таких нагрузок. Но тенденция — понятная.

Еще интереснее положение дел с записью. Как и было обещано производителем, Intel 730 на 240 ГБ намного медленнее старшей модели, причины чего аналогичны отмеченным в обзоре Crucial M500: борьба за плотность хранения данных приводит к тому, что уже и при 240–256 ГБ суммарной емкости контроллеры зачастую работают не с полной загрузкой каналов. Во всяком случае, это верно для моделей, использующих чипы памяти на кристаллах по 128 Гбит, что следует учитывать всем сторонникам технического прогресса: самые современные модели емкостью менее 480 ГБ вряд ли удовлетворят бескомпромиссного пользователя. А вот 19-нанометровая память Toshiba чуть более архаична по организации, но и более лояльна к небольшим емкостям. Результат? Оба Vector в лидерах, Intel 730 480 ГБ сравним с ними, но немного отстает, M5 Pro уже заметно медленнее, а Intel 730 240 ГБ — явный аутсайдер.

Случайный доступ Как видим, при случайном доступе к ячейкам на операциях чтения повторяется ситуация с последовательным чтением — новые накопители стабильно медленнее старых. Это можно рассматривать как повод для огорчения, но можно и не рассматривать — запас производительности достаточно велик, чтобы как те, так и другие значения оказались недостижимы при обычном использовании устройств в обычном компьютере.

Горизонтальные линейки при записи данных стали уже привычными при тестировании новых моделей. Но на них в данном случае лежит лишь часть вины — просто шаблоны IOMeter перестают «выжимать» максимум и из твердотельных накопителей, где вслед за винчестерами произошел переход к «длинным» секторам, а увеличение размера страницы в кристаллах на 128 Гбит лишь усугубляет проблему.

Вот AS SSD более лоялен к SSD (что неудивительно) и позволяет получить уже десятки и даже сотни мегабайт в секунду что при чтении, что при записи данных. В целом вся пятерка хороша, но не можем в очередной раз не отметить, что старый Vector был-таки быстрее нового.

Ну, а в том, что используемые контроллеры данные сжимать не умеют, так что приведенные выше показатели от них не зависят, мы и априори не сомневались. Результаты теста просто иллюстрируют данный факт.

Производительность в приложениях Не в первый раз уже PCMark 7 демонстрирует практически полное равенство накопителей одного класса. Да иначе, собственно, и быть не могло — как уже было сказано выше (и раньше), низкоуровневые характеристики современных твердотельных накопителей находятся на таком уровне, что основной задачей является не их увеличение, а практическая реализация всех потенциальных преимуществ. В общем, говоря простыми словами, SSD практически никогда не будет узким местом в современной системе.

Одна из немногих трасс, где можно увидеть хоть какую-то разницу — по-прежнему запуск приложений. Но и на ней накопители данного класса делятся на две группы: очень быстрые и очень-очень быстрые:)

Аналогичным образом складывается картина и в «рабочих» шаблонах NASPT. Фактически можно уже утверждать, что производительность топовых современных накопителей начинает отступать на второй план на фоне собственно производительности тестового стенда, неспособного «перегрузить» их работой. Только Intel 730 240 ГБ существенно отстал в шаблоне ContentCreation, изобилующем операциями записи, что на фоне предыдущих его результатов откровением не является.

Работа с большими файлами Чтение — практически одинаково. Причем видно, что обработка одного файла уже не может обеспечить полную загрузку, а вот параллельная работа с несколькими (что тяжело дается винчестерам, но не твердотельным накопителям) быстро упирается в интерфейс подключения.

Запись — чуть более разнообразна. Впрочем, сильно от прочих отличается лишь младшая модификация Intel 730.

А одновременное выполнение операций чтения и записи показывает, что 730 вообще не лучший выбор для подобных операций. Однако абсолютные результаты даже в худшем случае таковы, что на практике хватит и младшего в семействе накопителя, не говоря уже о других. В общем, единственное препятствие для повсеместного перехода к использованию SSD для обработки больших массивов данных — цена хранения информации и низкая результирующая емкость.

Общий средний балл «Старый» Vector сумел в свое время обновить рекорд по общему баллу, подсчитываемому на всей смеси тестов, но новый уже на такой подвиг не способен. Вообще хорошо заметна тенденция к уменьшению этой интегральной оценки со временем. Причины этого были озвучены неоднократно: основные силы производители флэш-памяти бросили на снижение цены, а производительность в результате удается «вытягивать» лишь усовершенствованием контроллеров. Причем, обычно, скачками, на каковой мы сегодня не слишком рассчитывали.

Цены В таблице ниже перечислены средние розничные цены протестированных сегодня SSD-накопителей в Москве, актуальные на момент чтения вами данной статьи:

Intel 730240 ГБ Intel 730480 ГБ OCZ Vector256 ГБ OCZ Vector 150240 ГБ Plextor M5Pro256 ГБ $265(11) $504(12) Н/Д (1) $195(31) $223(19) T-10852549 T-10852547 T-8529687 T-10587134 T-8517376 Итого Несложно заметить, что в последнее время какого-либо прогресса в производительности не наблюдается. Поможет ли использование более быстрых, чем SATA600, интерфейсов? Сложно сказать. С одной стороны, результаты некоторых тестов уже явно «упираются» в ограничения интерфейса. С другой же, эти сценарии достаточно далеки от практики, а трассы PCMark, например, выполняются со скоростью в несколько десятков мегабайт в секунду, что очень далеко от пропускной способности SATA.

В общем, в таких условиях производителям остается только наращивать емкость, снижать стоимость, а в качестве дополнительной «киллер-фичи» упирать на ресурс накопителей, благо этот вопрос и сейчас волнует многих пользователей. Vector 150 — типичный пример такого подхода: накопитель не стал быстрее своего предшественника, но использует более «выгодные» чипы памяти, а дополнительное резервирование ячеек и улучшенные алгоритмы работы позволяют компании утверждать об увеличенном (в сравнении с большинством массовых моделей) ресурсе записи. При этом устройство все еще остается в массовом сегменте, что сложно сказать об Intel 730. В этих моделях Intel не только применила серверный контроллер (справедливости ради, она сама его таким сделала — ведь предшественник этого чипа в свое время использовался в большинстве моделей компании), но и обеспечила ему соответствующее окружение: дополнительная флэш-память для хранения контрольных сумм, защита от сбоев питания и т. п. Получилось совсем не массово, поскольку дорого. При этом использование 20-нанометровой флэш-памяти с кристаллами по 128 Гбит еще и вызывает уже знакомую «проблему емкостей», т. е. младший 730 еще и не претендует на высокие скоростные показатели. Безусловно, демонстрируемого им уровня производительности на практике будет достаточно, но ведь это фактически еще и самый дорогой накопитель такой емкости! Модификация на 480 ГБ уже интереснее, однако она стоит почти как терабайтные SSD, что тоже заставит потенциального покупателя крепко подумать. Во всяком случае, на использование своих устройств в ноутбуках компания точно не рассчитывает, так что даже не стала наделять эти модели поддержкой технологий энергосбережения. То есть предполагается «стационарное» окружение — десктоп, рабочая станция или сервер начального уровня. Правда, непонятно, зачем в таком случае повышенная надежность, если не составляет проблем обустроить регулярное резервное копирование и быстрое восстановление при сбое, что затруднительно как раз для портативных компьютеров.

Словом, у Intel получился очень специфический твердотельный накопитель, способный заинтересовать часть пользователей, но лишь небольшую их часть, так что компания продолжает поставки и куда более дешевых моделей на SandForce, а триумфальное возвращение контроллеров Intel на массовый рынок откладывается. OCZ же (или уже Toshiba), напротив, продолжает активное продвижение своих контроллеров в верхний сегмент массового рынка, «осовременив» привычные Vector и Vertex 4 новой памятью. (Если еще и окажется, что Toshiba отгружает чипы по специальным «внутренним» ценам, работа компании на розничном рынке тем более упростится.)

Производительность же «типовых» SSD скоро можно будет перестать тестировать :) Просто потому, что все они теперь быстрые — выбирать по этому параметру затруднительно. Так что в следующей статье цикла мы попробуем немного расширить тему и познакомимся с практическим применением интерфейса PCIe.

Полный текст статьи читайте на iXBT