Тестирование бюджетного SSD TeamGroup MP44S 2 ТБ формата M.2 2230

Массовое внедрение формата M.2 в сегменте потребительских SSD привело к забавным результатам. Подавляющее большинство розничных предложений используют (почти) самые большие в рамках стандарта платы 2280, то есть 22 мм в ширину и 80 мм в длину. В принципе, для топовых устройств это оптимальный вариант — можно вместить большое количество флэш-памяти, не забывая также о достаточно крупных контроллерах, нуждающихся в одной-двух микросхемах DRAM. Однако, когда дело доходит до мобильных решений, такие размеры становятся неоптимальными.

Во многих ноутбуках, планшетах и компактных устройствах, где место ограничено, использование SSD формата 2280 может быть неудобным. Например, в консоли Steam Deck размерами 298×117×49 мм слот M.2 2280 слишком велик, и поместить в нее несколько таких устройств становится проблематичным. Также, с появлением небольших ноутбуков и мини-ПК, формат M.2 2280 оказывается избыточным для их компактных размеров.

Эта проблема не прошла незамеченной, и появление SSD формата M.2 2230, где 30 мм — это половина длины стандартного 2280, стало ответом на запросы более компактных устройств. Эти SSD вполне функциональны и подходят для мобильных устройств, где каждый миллиметр имеет значение. Такие диски могут стать отличным решением для устройств, где слот M.2 2280 слишком велик, предоставляя при этом всю необходимую функциональность для хранения данных и запуска приложений.

И одним из характерных представителей наступающих изменений мы рассмотрим сегодня TeamGroup SSD. На первый взгляд, компания не так известна, действуя в тени более именитых конкурентов на рынке. Тем не менее, учитывая сложные взаимоотношения между производителями контроллеров, производителями памяти и теми, кто предоставляет готовые накопители на рынок, картина может оказаться не такой простой.

Тех, кто ранее не сталкивался с этим форматом, может удивить его компактность. Для нас же это не первый опыт, поэтому интересно было не только внешнее впечатление, но и внутреннее устройство. Прошлым летом мы уже изучали MP44L с контроллером Maxio MAP1602 и 128-слойной TLC-памятью YMTC, и он нас впечатлил. У этого накопителя также есть старший брат MP44 с тем же контроллером, но с 232-слойной памятью (подобной той, что используется в недавно рассмотренном Digma Meta M6), который обещает быть еще быстрее. Компания Team, в отличие от многих других производителей, полностью использует возможности платформы, представив в этой линейке даже модификации на 8 ТБ — что недавно казалось невероятным. В продаже MP44S также встречался по цене выше 800 долларов, а сейчас поднялся еще выше 1000. Но, вероятно, найдутся те, кто готов приобрести его. Но для нас важно отметить, что обе версии MP44 (MAP1602 и TLC) нас интересуют больше. А что же внутри короткого MP44S?

Увы, но это связано с немного другой популярной платформой, к которой TeamGroup имеет ограниченное отношение (хотя продает ее, как и упомянутые Sabrent и Corsair). Эта платформа возникла, когда Micron решилась на выпуск массовых SSD с использованием QLC. Раньше Micron использовала контроллеры исключительно от Silicon Motion, но сейчас они остаются лишь в SATA SSD Crucial (ведь в третьем десятилетии XXI века не стоит вводить новую линейку SATA) и некоторых ОЕМ-моделях. Компания отошла от разработки «собственных» контроллеров, не выпустив ничего после Crucial P5 Plus. Таким образом, основными моделями в рознице стали SSD на различных платформах Phison — расширенный Crucial T700 на Phison E26 с поддержкой PCIe Gen5 и практически равнозначный ему, за исключением этой самой поддержки, Crucial T500 на Phison E25, а также две бюджетные модели — Crucial P3 и P3 Plus. Обе аппаратно идентичны, за исключением того, что в «неплюснутой» версии P3 у контроллера Phison E21T отключена поддержка PCIe Gen4, которую Phison давно умеет и активно использует. Память в обоих моделях одинаковая — 176-слойная QLC собственного производства. Заметим также, что любой из дизайнов Phison доступен для всех желающих, а не только для первого заказчика. Однако «полноразмерный» вариант, по-видимому, заинтересовал не так много партнеров, в то время как возможность выпуска недорогих и емких SSD формата M.2 2230 на этой платформе нашла свое применение у многих производителей. Таким образом, фактически, сегодня мы рассмотрим два SSD сразу — и Crucial P3 Plus теперь не требует дополнительного тестирования. Единственное отличие P3/P3 Plus — наличие модификации на 4 ТБ, которая в форм-факторе 2230 вряд ли вместится. Однако бюджетные SSD высокой емкости представляют интерес лишь небольшой аудитории, так как это довольно специфический товар.

Итак, если говорить прямо, MP44S (а также аналогичные модели) базируется на безбуферном четырехканальном контроллере Phison E21T и 176-слойной QLC-памяти Micron N48R. Конечно, такая комбинация может показаться не слишком привлекательной для настоящего энтузиаста (и, возможно, вызвать у него икоту), но учитывая основное предназначение этих SSD, она вполне приемлема. Возможно, нецелесообразно использовать такую базу для создания компактного внешнего SSD, даже если и хочется. Проверим обоснованность этой идеи позже. В таких размерах использование TLC обычно ограничивается терабайтом, и каждый гигабайт емкости обходится заметно дороже, что является неизбежным компромиссом. Насколько этот компромисс оправдан, мы увидим в процессе тестирования.

Для тестирования мы воспользовались тестовой платформой, оснащенной процессором Intel Core i9-11900K и материнской платой Asus ROG Maximus XIII Hero на чипсете Intel Z590. Это предоставило нам два варианта подключения SSD: к линиям PCIe Gen4, ориентированным на современные SSD, способные полностью раскрыть свой потенциал, и к линиям PCIe Gen3 в режиме совместимости. Последний вариант тоже интересен, поскольку чипсетный контроллер PCIe впервые появился в микросхемах Intel серии «пятой» (в 2015 году) и с тех пор претерпел лишь минимальные изменения. Однако учтем, что мы уже в достаточной степени исследовали этот контроллер, особенно в отношении бюджетных моделей, которые до недавнего времени не использовали Gen4. Таким образом, в данном тесте мы ограничимся использованием стандартного режима для наших SSD, сосредотачиваясь на более актуальных исследованиях.

Сначала мы решили провести сравнение Team MP44S с Kingston NV1 и Silicon Power UD85, которые обладают схожей емкостью. В Kingston NV1 используется контроллер Phison E13T и 64-слойная QLC-память Intel, что, по сути, представляет старшее поколение платформы. Silicon Power UD85, в свою очередь, оснащен контроллером Phison E19T, являющимся своеобразным звеном между E13T и E21T, и быстрой TLC-памятью от YMTC. Важно отметить, что в тестируемой модели UD85 используется именно такой же набор компонентов, как и в Team MP44S и Crucial P3 Plus — Phison E21T и 176-слойная QLC-память Micron. Таким образом, мы планируем проанализировать производительность этих SSD и определить, как они соотносятся между собой.

Для более всестороннего анализа добавим в сравнение пару выдающихся двухтерабайтных SSD на QLC-памяти: Intel SSD 670p и WD Green SN350. Оба эти диска ограничены интерфейсом PCIe Gen3, что, можно сказать, ставит их в определенные рамки. Хотя Intel SSD 670p можно считать относительно устаревшим, учитывая появление Solidigm P41 Plus на безбуферном контроллере Silicon Motion SM2269XT с поддержкой PCI Gen4. Однако стоит отметить, что оба SSD используют одинаковую QLC-память (144-слойный Intel), и DRAM-буфер сохранился только в Intel 670p. Пока что последний не исчез полностью из ассортимента Solidigm. Таким образом, эти два диска могут служить ориентиром для нашего анализа.

Страх и трепет. Но, разумеется, не неожиданный — с учетом контроллера и QLC-памяти такие результаты были предсказуемы. Высокая скорость записи здесь ограничена пределами SLC-кэша, и далее происходит медленная и последовательная запись новых данных, совмещенная с очисткой кэша со скоростью всего лишь 90 МБ/с. Сравнивать это с производительностью достойных SATA-моделей бесполезно — даже ноутбучные жесткие диски на некоторых участках поверхности могут оказаться быстрее. Почему же производители все равно используют QLC? Во-первых, это более экономично. Во-вторых, сценариев, требующих быстрой записи сотен гигабайт, практически нет, и малые объемы данных могут быстро попасть в кэш со высокой скоростью. Пока этот процесс идет — все в порядке. Однако стоит сделать шаг влево или вправо — и беда не за горами. Например, в игровой консоли подобное поведение устройства практически не ощутимо, за исключением установки игр или при появлении крупных обновлений. Однако и здесь на результат влияют различные факторы, такие как скорость интернета и другие. Важно помнить о таких особенностях работы подобных устройств.

И, чтобы быть справедливыми, важно рассмотреть ситуацию с разных точек зрения. Современные модели, использующие QLC-память, не появились просто так. Они в первую очередь заменяют предыдущие поколения устройств с медленными контроллерами и более медленной ранней QLC-памятью. С этой перспективы можно отметить значительный прогресс — новые модели записывают данные значительно быстрее, даже учтя различия в кэше, по сравнению с их предшественниками.

Но при равных условиях, конечно, мы предпочли бы подобную ситуацию. Этот экземпляр Silicon Power UD85 использует небольшой статический SLC-кэш, однако наличие быстрой TLC-памяти позволяет ему не слишком сильно снижать скорость в процессе работы. В таком случае конкуренция возможна не только с любыми жесткими дисками, но и с любыми SATA-накопителями. Однако повторим, что такая эффективность возможна только с использованием TLC, так как применение более дешевой QLC вынуждает полностью полагаться на кэш, поскольку вне его высокую скорость достичь затруднительно.

Или почти невозможно — WD Green SN350 справляется с работой вдвое быстрее, поскольку у него как раз скорость записи вне кэша вдвое выше. В кэше она немного меньше, но это обусловлено ограничением контроллера, поддерживающего только PCIe Gen3. Тем более интересно сравнение этих двух устройств в менее тривиальных сценариях.

А Intel — еще более быстрый; и тут уже недалеко до многих бюджетных SSD на TLC-памяти. Компания очень серьезно подошла к вопросу использования QLC, так что в последнем «собственном» продукте у нас есть SLC-кэш всего на половину свободных ячеек, зато затем прямая запись на скорости около 350 МБ/с — и около 250 МБ/с на обработке хвостов. Интересно будет посмотреть — сохранился ли такой подход в SSD уже от Solidigm. Должен — поскольку их разрабатывают те же люди, а меняется только бренд и главный управляющий. И эти люди уже продемонстрировали свои компетенции. В Phison такого не умеют. Правда (опять же — оценивая ситуацию с разных сторон), не стоит забывать и о том, что SSD Intel всегда стоили дорого, а вот бюджетные QLC-платформы Phison действительно доступны. И новые заметно лучше предыдущих. Чем можно и удовлетвориться — за эти деньги. Либо выбирать изначально в другом сегменте — если есть такая возможность.

Низкоуровневые тесты в целом, а особенно CrystalDiskMark 8.0.1, давно уже ограничены в своей способности борьбы с SLC-кэшированием — так что они могут оценить лишь сам кэш. Однако информация, предоставляемая производителями относительно производительности устройств, также ограничена этими пределами, поэтому всегда полезно проверить результаты тестов. Это особенно важно, поскольку весьма значительная часть работы над кэшированием направлена на обеспечение максимальной эффективности в реальных сценариях, где устройство часто «попадает в кэш». Таким образом, тесты могут отражать высокие скорости даже при снижении стоимости памяти.

В фазе, когда устройство в полной мере использует кэш, Phison E21T проявляет отличную производительность. Этот контроллер представляет второе поколение Gen4-контроллеров, способных достигать скорости чтения данных до 5 ГБ/с (при условии отсутствия препятствий, как в случае с Kingston NV2). Третье поколение, постепенно появляющееся на рынке, может достигать 7 ГБ/с, в то время как первое поколение практически неотличимо от лучших Gen3-моделей. Современные Gen3-модели обычно превосходят четырехканальные модели, которые даже в идеальных условиях не могли достичь 2 ГБ/с. Сравнение с ограничениями SATA в прошлом делает смехотворными такие скорости, если они поддерживаются всегда и везде.

Жесткие требования к случайным операциям давно превратились в настоящий вызов для производителей. В этом контексте низкие показатели WD Green SN350 можно объяснить стратегическим выбором компании, которая решила, что текущая производительность устраивает. Реальные сценарии использования в большинстве случаев требуют до трех тысяч IOPS, поэтому восьмитысячный запас кажется избыточным. Увеличивать этот показатель в четыре раза, вероятно, считается излишним, поскольку это уже в значительной мере превышает реальные потребности. Такой подход может быть неприемлем для тестировщиков, но для большинства пользователей это не имеет большого значения.

Действительно, ситуация с Kingston NV1 выглядит более логичной, и он оказался в данном случае аутсайдером. Однако использование таких нагрузок в тестах обусловлено скорее традицией, чем реальными потребностями. Некоторые читатели могут остаться обескураженными, не обнаружив мелкоблочные операции. На практике, подобно тому, как полночь превращает Золушку в тыкву, реальные сценарии использования обычно не предполагают такие высокие нагрузки. Тем не менее, производители контроллеров тоже стремятся к постоянному улучшению своих продуктов.

Скорость выполнения подобных операций действительно оказывает влияние на работу реального программного обеспечения. В отличие от предыдущих тестов, длинные очереди операций в данном случае не так важны, но блоки данных, отличные от 4K байт, встречаются гораздо чаще. Хотя количество операций в секунду на крупных блоках может немного снизиться, они сами являются более крупными. Это приводит к более высокой результирующей скорости в мегабайтах в секунду. Поэтому различные программы стремятся работать с блоками такого типа, так как это оптимизирует производительность. Несмотря на то, что даже бюджетные SSD достигли впечатляющих скоростей, программы могут испытывать трудности в конкуренции с ними, особенно при работе в пределах SLC-кэша, который временно замаскировывает различия между разными типами флэш-памяти.

То же самое верно и для операций записи. Даже бюджетные контроллеры в однобитном режиме способны достигнуть столь впечатляющих скоростей в мегабайтах в секунду, что даже некоторым интерфейсам последовательной передачи данных из недавнего прошлого может позавидовать. Хотя столь высокие скорости могут показаться избыточными, увеличение производительности контроллеров является объективным процессом, иногда необходимым в различных сценариях. Такие результаты — всего лишь побочные эффекты этого процесса.

Смешанный режим также имеет значение, поскольку в реальности редко бывает, чтобы длительное время приходилось выполнять только операции записи или только операции чтения. Это особенно актуально в многозадачных сценариях, учитывая сложную внутреннюю деятельность современных операционных систем. Однако здесь нет ничего нового — все результаты предсказуемы и укладываются в обсужденные ранее темы. Показатели производительности продолжают расти и будут продолжать это делать, так как это происходит естественным образом при решении важных задач. Что касается программного обеспечения и того, что ему уже не требуется такая высокая производительность, то это уже его собственные проблемы.

Несмотря на впечатляющие результаты в низкоуровневых тестах, реальная достижимость таких скоростей на практике далеко не всегда подтверждается. Это объясняется несколькими факторами. Во-первых, более высокая производительность требует более сложной работы. Например, CrystalDiskMark оперирует небольшими порциями информации, обеспечивая тестирование в пределах одного файла. Этот подход часто позволяет работать с данными, которые гарантированно находятся в SLC-кэше в течение всего тестирования. Во-вторых, тесты должны учитывать служебные операции файловой системы, такие как модификация MFT (Master File Table) и журналы файловой системы, что представляет собой более реалистичный сценарий для записи файла.

Для получения более практически точных результатов используется Intel NAS Performance Toolkit. Этот инструмент позволяет проводить тестирование не только в пределах кэша, но и в условиях, более близких к реальным, например, когда свободного места почти нет.

Работа в один поток представляет собой самый распространенный сценарий, но в то же время является наиболее сложным. Современные контроллеры справляются с этой задачей гораздо лучше, чем их предшественники, даже в том случае, если речь идет о бюджетных вариантах. При оценке производительности важно не только обращать внимание на высокие пиковые результаты, но и на способность Phison E21T справляться с задачей чтения данных из массива QLC-памяти, а не из SLC-кэша.

В многопоточном режиме ситуация остается неизменной, и здесь ключевую роль играет доступ к памяти. Заслуживает внимания тот факт, что даже Phison E19T, использующий TLC, способен читать данные быстрее, чем E21T, работающий с QLC. Эта особенность легко скрывается в низкоуровневых утилитах за счет использования SLC-кэша и остается незамеченной.

Иногда возникает желание, чтобы бытовые SSD вновь стали более независимыми и не скрывали свои недостатки за активным кэшированием. Однако, когда рассматриваешь Silicon Power UD85, который постоянно отстает от остальных, несмотря на использование TLC, идея наблюдения за реальностью без украшений как-то утрачивает привлекательность. Концепция SLC-кэширования основана на представлении, что длительные нагрузки на запись в бытовых условиях обычно редки, и короткие всплески эффективно (и быстро!) поглощаются кэшем. Также понятно использование кэша для ускорения чтения, где временные файлы записываются и читаются обычно лишь однажды, прежде чем быть удаленными. Однако, становится очевидным, что чем дальше мы уходим от этой идеальной ситуации, тем серьезнее возникают проблемы.

Количество программ, которые одновременно решают записывать данные на SSD, для таких устройств не является основным критерием. Жесткие диски выходят из строя при любом отклонении от строго последовательной однопоточной работы, но твердотельные накопители удобнее распараллеливать даже последовательные нагрузки внутри себя. Поэтому их поведение в этих сценариях остается одинаковым. Единственно важным фактором является объем данных, а не количество рабочих потоков.

Направление потоков также не играет важной роли. Чтение не влияет на процесс записи (особенно учитывая двунаправленную природу PCIe) и даже увеличивает результирующую скорость, так как выполняется более быстро.

Еще один пример того, почему схема с SLC-кэшем на все свободные ячейки и его максимально быстрым освобождением при первой же паузе в работе стала стандартом де-факто. В топовых SSD могут позволить себе отступления от этого правила в первом пункте, но в бюджетном сегменте это чаще создает проблемы, чем решает. Так что главное, чтобы места в кэше хватало на любой «сеанс» работы, и чтобы эти «сеансы» не происходили чаще, чем контроллеры с их последствиями успевают разбираться. Желательно также не заполнять накопитель до упора, что проще при высокой общей емкости. А высокая общая емкость в виде «бюджетный контроллер + QLC» обходится дешевле, чем любая другая связка. Только и всего.

В настоящее время наиболее всесторонним бенчмарком для оценки производительности накопителей является PCMark 10 Storage. Краткое описание этого инструмента доступно в нашем обзоре. Мы подчеркнули, что не все три теста, включенные в состав этого инструмента, одинаково полезны. Наиболее информативным представляется тест «полного» Full System Drive, который охватывает практически все сценарии использования: от загрузки операционной системы до копирования данных (внутренних и «внешних»). Другие два теста представляют лишь подмножества Full System Drive и, на наш взгляд, менее «интересные». Этот тест полезен не только для точного измерения реальной пропускной способности при выполнении практических задач, но и для оценки возникающих при этом задержек. Хотя усреднение этих метрик по сценариям с последующим приведением к единому числу имеет некоторую степень синтетичности, на данный момент нет более приближенных к реальности оценок «в целом», а не только в отдельных случаях. Таким образом, ознакомление с PCMark 10 Storage является целесообразным.

Основной недостаток упомянутого выше «стандартного» подхода к кэшированию в представленном тесте заключается в том, что он работает с более высокой интенсивностью, чем обычно в повседневной жизни. Но это необходимо, так как иначе процесс тестирования занял бы не один час, а как минимум сутки. Однако это имеет существенное воздействие на бюджетные модели, снижая их производительность ниже возможного уровня. Впрочем, это также дает реалистичное представление о производительности, предоставляя информацию не только о потенциальных пиках, но и о реальных возможностях устройства. Важно отметить, что это падение производительности видно даже при тестировании пустого SSD, когда резерв SLC-кэша обеспечивает достаточное пространство для выполнения теста без необходимости очистки кэша в процессе. Результаты также показывают снижение производительности в два-три раза для моделей, выживающих исключительно за счет SLC-кэширования, и менее значительное снижение для устройств с другими технологиями. Интересным моментом является эволюция производительности в том же классе за два-три года, где наблюдается удвоение производительности. Например, Kingston NV1, который многие выбирали из-за своей доступной цены на двухтерабайтную модель, становится более привлекательным в новых платформах, так как они стали заметно быстрее, несмотря на то, что он по-прежнему не является самым быстрым в своем классе. Это обстоятельство делает его более привлекательным, особенно для тех, кто ищет бюджетные варианты с хорошей компактностью.

Выводы можно разделить на две части, поскольку в данном тесте мы не только оценили производительность конкретного устройства, но и впервые познакомились с платформой Phison E21T, использующей 176-слойную QLC-память Micron N48R. Эта платформа широко распространена в различных форм-факторах, включая модели Crucial P3 и P3 Plus, и занимает самый начальный уровень в сегодняшних масштабах. Понятно, что в таких случаях говорить о высокой производительности не приходится. Однако важно провести сравнение, и в этом контексте конструктивно аналогичные SATA-накопители оказываются в разы медленнее. Даже с учетом ограниченных возможностей данной платформы, производительность в этом сегменте за два-три года удвоилась. 

SSD такого класса не претендуют на роль мощных универсальных накопителей, способных удовлетворить самого требовательного пользователя. Однако они находят свою нишу, обеспечивая стабильность за счет доступной цены и хорошо заметных достоинств. Важно отметить, что на такой базе можно создавать компактные и емкие накопители, что стало возможным благодаря появлению на рынке множества подобных моделей. M.2 2230 предоставляет своеобразную нишу, особенно в игровых консолях, где недостатки таких накопителей менее заметны, а их преимущества, особенно в ценовом сегменте, становятся более заметными. Такие SSD находят свое место, учитывая ограниченные размеры и потребности портативных устройств.