Входной билет в NVMe театр: тестирование младшего SSD Kingston NV1
Развитие технологий хранения на микросхемах памяти напоминает множество цикличных поворотов. Сначала дорогая технология 1-битовых (SLC) ячеек отпугивала массовый рынок своей ценой и малыми емкостями. Позже SLC трансформировались в MLC ячейки (2-битовые). Емкость SSD увеличилась, а стоимость упала, но все еще недостаточно сильно. Тогда в дело пошли TLC ячейки с 3 битами. А чуть позже замаячили и 4-битные ячейки под названием QLC.
Такое разнообразие типов памяти приводит к возможности конечному покупателю выбирать модель SSD исходя из своих финансов.
Новинка Kingston NV1 представлена в трех размерах от 500 ГБ до 2 ТБ и все они выполнены в форм-факторе М.2 2280, оснащены интерфейсом подключения PCI Express 3.0×4 с протоколом NVMe 1.3. Скоростные характеристики не зависят от размера SSD и составляют до 2100 МБ/с на чтение, и до 1700 МБ/с на запись.
- 500 ГБ: 5 мВт (в режиме ожидания) / 205 мВт (средняя) / 1,1 Вт (макс.) при чтении / 3,3 Вт (макс.) при записи;
- 1000 ГБ: 5 мВт (в режиме ожидания) / 220 мВт (средняя) / 1,1 Вт (макс.) при чтении / 3,3 Вт (макс.) при записи;
- 2000 ГБ: 5 мВт (в режиме ожидания) / 340 мВт (средняя) / 1,1 Вт (макс.) при чтении / 3,3 Вт (макс.) при записи;
Ресурс накопителей: 500 ГБ — 150 TBW, 1000 ГБ — 240 TBW, 2000 ГБ — 480 TBW. Заявленный срок гарантийного обслуживая — 3 года.
Ядром любого NVMe накопителя является контроллер. Для Kingston NV1 нет четких правил в выборе контроллера, главное, чтобы итоговая комбинация контроллера+памяти выдавала заявленные характеристики. В нашем случае центром SSD служит микросхема Phison PS5013-E13. Данный вид контроллера Drammless, т.е. для его функционирования не используется внешняя микросхема кеш-памяти. Всего же он поддерживает 4 канала и 3D TLC/QLC NAND память.
В комплект поставки входит только сам SSD NV1. Накопитель сконструирован в распространенном форм-факторе M.2 2280 и подойдет для установки в ПК и ноутбуки.
Стандартное форматирование в среде Windows оставляет для пользователя 1,81 ТБ свободного пространства. Схема расположение NAND памяти — одностороннее, а сам SSD позволяет на него установить дополнительное охлаждение, однако после всех тестов вы поймете почему это бессмысленно.
Типы NVMe SSD
Сейчас используется четыре типа ячеек для создания архитектур SSD. SLC ячейки полностью исчезли из потребительского сегмента твердотельных накопителей. MLC постепенно теряет позиции, а бурное внедрение и развитие наблюдается за TLC/QLC памятью. Чтобы понять, через какие повороты пришлось пройти разработчикам памяти, вернемся к истокам. Изначально используемая SLC память обладала идеальными характеристиками, если бы не максимальный доступный размер устройств: 100–200+ ГБ SSD ценой в несколько сотен долларов не способствует продажам. MLC и последующие архитектуры были нацелены на увеличение объема хранения, пусть ценой падения скорости записи.
Упрощенная схема распределения выглядит следующим образом. В SLC запись происходит максимально быстро из-за 1-уровневого доступа. Для остальных типов памяти придумали режим SLC кеша, чтобы компенсировать недостатки.
Пока в системе остаются пустые ячейки, запись происходит по верхам, т.е. в 1 бит. Таким образом, скорость записи достигает максимальных значений, но только на определенном промежутке доступного и свободного места. Далее SSD (если объем данных смог поместиться в SLC кеш) постепенно проверяет доступность свободных бит и автоматически распределяет данные. Мы не будем подробно вдаваться в тонкости, а лишь посмотрим на SSD с обывательского уровня. Если SLC кеша недостаточно, то скорость записи сильно падает, иногда в 2 и более раз.
Естественно, увеличение битности ячеек позволяют производителям выпускать менее дорогие SSD. Далеко не всем потребителям, особенно в домашних ПК и ноутбуках, нужны скорости SLC. Поэтому повышение битности естественный путь развития. И когда различные типы SSD выпущены в массы, возник вопрос об оптимизации и поиска очередного метода удешевления.
На заре становления SSD производители за неимением ничего иного выбирали контроллеры с 4 и более каналами для доступа к ячейкам. Достижению высокой и главное постоянной скорости способствовал тип ячеек, наличие кеш-памяти у контроллера и канальность. Это абстрактный пример логической схемы SLC SSD в начале пути развития технологии. А далее нас ждала схватка между емкостью/ценой и скоростью.
За счет битности и плотности ячеек удалось увеличить емкости без резкого падения производительности. Количество каналов и размер кеша определялись производителем и часто использовалось от 4 до 8 каналов. Типичное подключение могло использоваться и на MLC и на TLC памяти.
В последующих открытиях удешевления производства компании разработали несколько планов «Б». Комбинируя типы памяти (MLC/TLC/QLC), наличие или отсутствие выделенной кеш-памяти, количество каналов (одна из разновидностей SSD с 4 чередующимися каналами, когда контроллер последовательно через 1 канал работает сначала с 1 потом 2 блоками) производители достигали свои цели: предложить конечному покупателю ассортимент различных SSD с характеристиками от начального до High-End уровня.
Методика тестирования
Типичный сценарий использование SSD — это более 80% времени работы тратится на чтение данных. Запись обычно происходит реже. В повседневном использовании SSD должен отрабатывать различные не серверные задачи и тем более нет смысла использовать «бытовой» SSD в качестве места хранения SQL баз. Поэтому в перечне приложений мы отдаем предпочтение распространенным программам для тестирования потребительских SSD. Это AS SSD Benchmark, CrystalDiskMark, HD Tune Pro 5.75 и PCMark 10 Storage.
Используемая конфигурация ПК:
Maximus XI Hero (Wi-Fi), процессор Intel Core i7 9900K, встроенная видеокарта Intel, 64-Гб памяти DDR4–3200 и операционная система Windows 10×64.
Результаты тестирования
AS SSD Benchmark
- Тестирование проводилось данными объемом 10 ГБ;
- Тест последовательного чтения / записи;
- Тест случайного чтения / записи к 4 Кб блоков;
- Тест случайного чтения / записи 4 Кб блоков (Глубина очереди 64);
- Тест измерения времени доступа чтения / записи;
- Итоговый результат в условных единицах;
- Copy Benchmark оценивает скорость работы и затраченного на это времени при копировании разных групп файлов (ISO образ, папка с программами, папка с играми).
CrystalDiskMark
- Тестирование проводилось с 5 повторениями, каждый объемом 16 ГБ и 1 ГБ.
- Последовательное чтение/запись с глубиной 8.
- Последовательное чтение/запись с глубиной 1.
- Случайное чтение/запись блоками по 4 кб с глубиной 32 и 16 потоков.
- Случайное чтение/запись блоками по 4 кб с глубиной 1.
HD Tune Pro 5.75
- Линейная скорость чтения и записи блоками 512 Кбайт.
- Время доступа.
- Расширенные тесты чтения и записи
PCMark 10 Storage
- Quick System Drive Benchmark: короткий тест, эмулирующий легкую нагрузку на систему хранения. Используются наборы тестов, повторяющие реальные действия системы и программ с накопителем;
- Data Drive Benchmark: повторяет нагрузку на систему хранения в виде наборов тестов для NAS, (хранение и использование файлов различного типа).
Нагрев при последовательной записи
Обычно проблема перегрева NVMe SSD накопителей стоит достаточно остро, особенно в стесненных условиях эксплуатации: в ноутбуках, в Mini PC, под видеокартами и т.п. Решение есть, и оно на поверхности. Мы либо задействуем радиаторы материнской платы, либо покупаем отдельный радиатор благо их достаточно на любой цвет и вкус. Радиатор в компьютере допустим при наличии свободного места над SSD, а в ноутбуках с местом все плохо. Причем чем новее ноутбук, тем меньше места оставляет производитель. Для Kingston NV1 проблемы с перегревом нет. При постоянной записи температура накопителя не превышает 45С в плате переходнике без дополнительного обдува. Установим SSD в ноутбук и повторим тест.
Температура поднялась до 56С, но все еще далека от критической. Таким образом обнаружилась еще одно неочевидное достоинство NV1 — возможность установки SSD в любое стесненное пространство.
Выводы
Kingston SSD NV1 — это доступный и холодный SSD для вступления в группу NVMe поклонников. С каждым годом М.2 устройства получают большое распространение, и последующий апгрейд старого ПК или ноутбука обязательно приведет Вас к устройствам М.2. А когда потребителю не требуются скорости сверх 2 ГБ/сек можно учится экономить. Отказ от 8 и более канального доступа, Dram-less конфигурация не приводят к драматическим результатам тестирования, наоборот, NV1 в категории записи выглядит весьма убедительно.
А что же с новой криптовалютой? Криптовалюта Chia уже повлияла на спрос HDD и SSD. Цены взлетели на 30–300% и наша новинка прекрасно вписывается в список подходящих SSD.
SSD-накопители NV1 уже в продаже в магазинах-партнерах:
Для получения дополнительной информации о продуктах Kingston Technology обращайтесь на официальный сайт компании.
