Тестирование бюджетных SATA SSD AMD Radeon R5 480 ГБ, Kingston A400 480 ГБ и Netac N600S 512 ГБ

Мы решили провести тестирование нескольких бюджетных моделей SATA SSD емкостью пол-терабайта перед переходом к другим технологиям. Наш подход был прост: выбрать модели, широко представленные на рынке Москвы и пользующиеся популярностью. Хотя некоторые люди считают, что такой выбор искусственно подчеркивает не самые популярные товары, мы не разделяем эту точку зрения. Этот метод сортировки соответствует логике и удобен для определения популярности товаров в магазинах.

Мы собрали партию из десятка SSD и начали исследовать их. Однако первичное изучение показало, что не все модели одинаково хороши. Мы также решили взять несколько популярных, но не самых дешевых моделей, включая обновленные версии WD Green, Transcend SSD230S и Samsung 870 Evo. Тем не менее, осталось еще пять SSD, которые мы разделили на две группы: одни с двухканальным контроллером Silicon Motion SM2259XT2 и разной TLC-памятью, другие с двухканальным контроллером Maxio MAS1102 и разной QLC-памятью.

Мы уже оценили одну из групп и пришли к выводу, что она не лучше, чем «новый» Crucial BX500, но другая группа может быть сопоставима даже с предыдущей моделью. Поэтому сегодня мы сосредоточимся на этой тройке SSD, оставив самые дешевые модели на последок.

Три года назад мы уже имели дело с этой линейкой продуктов, которая представляла собой некую аномалию для того времени. Она включала в себя контроллер Silicon Motion SM2258XT и 32-слойную 3D TLC NAND с кристаллами по 384 Гбит, производства Intel и Micron. На тот момент эта линейка уже считалась устаревшей, учитывая, что производители уже перешли на 64- и даже 96-слойные технологии. Тем не менее, на данной платформе часто бывает трудно отличить QLC от TLC, особенно если это разные версии технологий.

Сегодня мы убедимся в этом в очередной раз. Новая версия представляет собой более стандартную конфигурацию с контроллером Silicon Motion SM2259XT2 (немного упрощенная версия SM2259XT, с которой мы недавно знакомились через Crucial BX500) и 112-слойную BiCS5 SanDisk с терабитными кристаллами. Хотя это самый медленный вариант BiCS5, в данном случае это не столь важно из-за особенностей данной платформы.

Использование двухканальной версии контроллера XT2 также оправдано. Для достижения полной емкости достаточно всего лишь четырех кристаллов, что делает обычный XT избыточным. В случае модификации на 240 ГБ (которая также имеется и востребована) оба контроллера вообще были бы по сути идентичны.

Эти SSD имеют к AMD отдаленное отношение, их марка связана с гонконгской компанией Galt Advanced Technology, которая получила разрешение использовать марку AMD на рынке SSD после заключения соответствующего соглашения. Под этой маркой выпускается разнообразная продукция, причем R5 — это одна из более простых серий, хотя в накопителе мы обнаружили TLC начиная с середины лета. Но не все модели имели подобное счастье.

Еще одна знаменитая серия SSD, не требующая представлений. Ее популярность, в основном, обусловлена богатством вариантов конфигураций — таких, что на нескольких производителей хватило бы, не говоря уже о нескольких сериях SSD. Однако для данного сегмента это нормальное явление. Следует помнить, что A400 — это самая доступная модель SSD от Kingston, где можно встретить практически любую конфигурацию. Но это не помешало ей стать одной из самых продаваемых моделей SSD в мире на момент своего появления — например, модель на 120 ГБ долгое время устойчиво лидировала в розничных продажах. Локально в каждом магазине, ведущем статистику продаж, различные версии A400 постоянно оказываются в списке лидеров продаж по SATA накопителям с определенной емкостью, часто занимая первое место и входя в список самых продаваемых SSD в целом.

На этот раз нам повезло с конфигурацией: мы вновь встречаем Silicon Motion SM2259XT2 и 112-слойную TLC-память SanDisk, но с кристаллами по 512 Гбит, что делает чередование в четыре раза чаще. Однако важно учитывать, будет ли это иметь какое-либо значение, поскольку сегодня мы фактически опускаемся до уровня плинтуса (и в следующем групповом тестировании мы еще немного углубимся). Но именно такие моменты интересно проверять — в бюджетном сегменте уже мало что остается для изучения, за исключением подобных тонких деталей.

С продукцией Netac мы познакомились лет двадцать назад, когда компания производила преимущественно разнообразные карты памяти. Конечно, они позднее не могли остаться в стороне от рынка SSD и часто ассоциировались с типичными «SSD с AliExpress», поскольку их основной фокус был на бюджетных продуктах. Однако последние годы компания не ограничивается только бюджетными решениями и активно представлена в обычных розничных магазинах, быстро завоевывая популярность. И не удивительно — их продукция, такая как N600S, предлагается по доступной цене. К тому же, в сегменте бюджетных SSD даже у узнаваемых брендов, которые обычно продаются по более высоким ценам, встречаются продукты с не слишком понятной начинкой, и люди уже привыкли к таким ситуациям.

Изучение современной статистики показывает, что многое меняется со временем. Netac давно входит в десятку крупнейших производителей SSD, не занимающихся самостоятельной разработкой компонентов. По данным за 2022 год (2023 пока не доступны), они занимают пятое место с долей рынка в 6%. Например, Transcend, который традиционно популярен в наших краях, занимает только 3% и десятое место. Adata имеет 9% и занимает второе место, в то время как Kingston на первом месте, существенно опережая остальных производителей — доля рынка практически равна суммарной доле следующих четырех компаний. Но это не делает их продукцию лучше, например, чем у Netac N600S. В одинаковых сегментах компании почти равны, отгружая примерно одинаковые продукты. Кто-то делает больше, кто-то меньше. Однако ни у кого из них нет принципиального отличия от других, поскольку все они используют сторонние разработки и закупают компоненты на открытом рынке. Это приводит к чехарде с конфигурациями: сегодня выгоднее было закупить определенные чипы памяти, завтра — другие, что приводит к постоянным изменениям в конфигурациях продуктов.

Оказавшись в этом материале, N600S все так же включает в себя Silicon Motion SM2259XT2 и TLC-память, но уже с 96-слойным TLC-флэшем от SK Hynix. Кристаллы по 512 Гбит объединены попарно в сборки, возможно, изначально предназначенные для других продуктов, но приобретенные Netac по выгодной цене (поскольку это уже не совсем новая память), и использованные в этой модели. Априори можно предположить фактическую полную идентичность с Kingston, чуть более высокую, чем в AMD. Однако вопрос о том, будет ли какая-то разница, остается открытым.

Для упрощения и наглядности мы выбрали всего два эталонных накопителя. Фактически, это два варианта Crucial BX500. Один из них оснащен контроллером SM2259XT и имеет 480 ГБ TLC-памяти, в то время как второй использует SM2259XT2 и имеет 500 ГБ QLC-памяти. Мы предполагаем, что наши сегодняшние тестируемые модели будут хуже первого варианта (хотя это предположение требует проверки), но также считаем, что второй будет еще менее эффективным. Мы намерены выяснить точные различия между ними в ходе тестирования.

Давайте вернемся к нашим старым знакомым — последним версиям TLC-накопителей Crucial BX500. Как мы уже отмечали, их поведение на этом контроллере немного отличается от типичного — оно стало более эффективным. Вместо попыток использовать кэш на все доступные ячейки, появилась возможность прямой записи, благодаря чему значительная часть данных записывается даже быстрее скорости 100 МБ/с. На первый взгляд, это звучит как важное достижение, но...

AMD R5 тратит немного больше времени на весь процесс, однако его поведение отличается: он функционирует либо на максимальной скорости записи данных, либо строго ниже 100 МБ/с. Это позволяет ему записывать больший объем данных на максимальной скорости, чем Crucial BX500. Однако он также быстрее переключается на более низкую скорость записи. Общее время, затраченное на запись всего объема данных, оказалось сопоставимым. Хотя более чем час на запись всего 0,5 ТБ является довольно долгим временем, но, вероятно, такой результат был ожидаем.

А самое забавное, что Kingston A400 должен был оказаться быстрее (тот же BiCS5, но меньшими кристаллами), но оказался медленнее — за счет более глубокого провала в хвостовой части плюс и в пределах большей части SLC-кэша скорость ниже.

Netac, который должен был функционировать подобно Kingston, оказался более быстрым. Однако график его работы выглядит необычно — вначале возникло впечатление, что используется неправильная версия программы (новые версии, к примеру, делают паузы в процессе, а современные SSD в это время начинают активно освобождать кэш). Но фактически на запись 0,5 ТБ ушло всего 50 минут — это звучит невероятно: скорость минимального уровня оказалась самой высокой среди всех протестированных. Максимальная скорость была ниже, поэтому пиковые показатели в тестах низкого уровня, вероятно, будут хуже, но на практике это может быть непредсказуемо.

Мы считаем, что были удачливы с выбором всех этих трех SSD с самого начала. Это тот же контроллер Silicon Motion SM2259XT2, но с использованием QLC-памяти. Такие накопители все чаще встречаются на рынке, даже при емкости в четверть терабайта. Из восьми «совсем» бюджетных SSD, купленных одновременно в московской рознице, только четыре оказались на QLC. Это считается удачей, учитывая текущее положение на рынке. Хотя уже прошло несколько месяцев с момента покупки, надеяться на такую удачу все еще возможно, хотя и сложнее. Однако дальнейшая ситуация на рынке SSD непредсказуема. Ранее было проще купить бюджетный терабайт TLC, но сейчас такие модели стали редкостью.

Что касается общих выводов хотя бы по одному из сценариев, видно, что переход с контроллера SM2259XT на SM2259XT2 не ухудшил характеристики существенно, хотя второй контроллер является упрощенной версией первого. Накопитель BX500/480 формально демонстрирует лучшие низкоуровневые характеристики среди четырех моделей с TLC, но не является самым быстрым среди них. Однако переход на QLC увеличивает время выполнения теста в два раза даже по сравнению с худшим случаем (из сегодняшних) для TLC. Такие изменения являются критическими. Внутри группы колебания отсутствуют.

Низкоуровневые бенчмарки в общем и CrystalDiskMark 8.0.1 в частности давно стали жертвами ограничений SLC-кэширования. Они оценивают производительность, исходя в основном из скорости кэша. Однако предоставляемая производителями информация о скорости работы SSD также ограничена рамками кэша, их пределами. Поэтому проверка этих показателей всегда полезна. Вся работа над кэшированием осуществляется для того, чтобы максимизировать вероятность «попадания в кэш» в реальных условиях использования. Это позволяет демонстрировать высокие скорости работы, несмотря на снижение стоимости памяти.

С этим всё понятно. SLC-кэширование не зря так называется — это работа в однобитном режиме, вне зависимости от «плотности» памяти. Какая-никакая разница между конкретными кристаллами есть, но не слишком заметная на общем фоне. Поэтому тут и условно дорогой SSD от бюджетного обычно не отличить, не говоря уж о сортировке последних.

Кажется, B47R контроллер должен превзойти всех остальных. Но на практике это не так — кажется, что эти линейки контроллеров лучше взаимодействуют с BiCS5. Либо, более точно, прошивки для последнего типа памяти более оптимизированы. В результате лучшей производительностью на мелких блоках данных выделяется Kingston, а AMD отстает от него из-за меньшего количества кристаллов с удвоенной емкостью. Наименее эффективной на мелкоблочной записи оказалась Netac. Однако, все эти выводы справедливы, если пристально рассматривать каждый технический аспект. Внутри группы есть различия в производительности, но если посмотреть на них в общем масштабе рынка, эти различия могут показаться незначительными.

А вот при записи мальчиком для битья оказывается AMD Radeon R5 — самая низкая степень параллелизма. Почему не BX500, где тоже терабитные кристаллы, да еще и QLC? А они все-таки 4-plane, а не 2-plane. Тип памяти же будет иметь значение при выходе за пределы SLC-кэша — чего в этом тесте не бывает.

Этапы, связанные с операциями ввода-вывода (I/O), оказывают гораздо большее воздействие на скорость работы реального программного обеспечения, чем предыдущие. В реальных условиях «длинных» очередей операций, как правило, нет, зато часто встречаются блоки данных, отличные от размера 4К байт. Хотя количество операций в секунду на «больших» блоках немного снижается, сами блоки данных больше, что приводит к более высокой результирующей скорости передачи данных в мегабайтах в секунду. Здесь снова можно упомянуть про BiCS5 и качество прошивок для этого типа памяти. 

Интересный момент касается Crucial — они являются самым серьезным участником и брендом с самой качественной памятью, которая часто используется в топовых SSD. Остальные участники этого забега основаны на бюджетных кристаллах. Однако, кажется, что Crucial не столь заинтересован в участии в этом сегменте рынка. В отличие от Kingston или Netac, для которых этот сегмент рынка имеет большое значение. О Galt можно сказать мало, а Micron, в основном, зарабатывает деньги другими продуктами, включая продажи памяти, в том числе, даже в потребительском секторе.

При записи в проигрышном положении опять AMD Radeon R5, как и предполагалось. Впрочем, на деле приложениям этого всё равно избыточно, т. е. узким местом даже бюджетный SSD может оказаться лишь при нехватке SLC-кэша. Но для моделей на TLC-памяти это не столь критично, как для QLC.

Режим работы смешанной нагрузки обычно не является сильной стороной у SSD с дешевыми безбуферными SATA-контроллерами. Однако, как уже упоминалось ранее, в реальных условиях часто и такой функционал «хватает». В настоящее время более критичными стали вопросы, связанные с кэшированием и общей работой прошивок SSD. Это может привести к неожиданным результатам — мы ожидали, что Crucial BX500 будет самым быстрым, так как на бумаге он имеет лучшее оборудование, однако на практике все сложилось иначе.

Показатели, полученные в низкоуровневых утилитах, не всегда могут быть достигнуты в реальной практике. Это происходит по нескольким причинам. Например, тестирование в программе типа CrystalDiskMark использует небольшие порции информации внутри одного файла. В таких условиях файл обычно всегда находится в SLC-кэше во время теста, и кроме того, не требуется учитывать служебные операции файловой системы. Реальная запись одного файла также включает модификацию MFT (Master File Table) и журналов файловой системы, что означает запись не только последовательно в одно место, а также в разные места, включая мелкие блоки.

Для более точных практических оценок часто используется инструмент, такой как Intel NAS Performance Toolkit. Он позволяет протестировать производительность не только кэша, но и более приближенные к реальности сценарии использования, например, когда на устройстве почти нет свободного места. Это позволяет оценить производительность в условиях, более близких к реальности.

Мы уже не раз отмечали, что бюджетные контроллеры даже при чтении нередко не достают до потолка SATA — каким бы низким он не казался. И, наверное, уже никогда не достанут — уж на что примитивны были четырехканальные контроллеры этого семейства, а теперь идет переход на такие же, но двухканальные. Ну хоть какая-то жизнь :) Правда, радости от такой маловато.

Проблемы, связанные с аппаратной спецификой, часто не могут быть устранены с помощью программных методов. В случае некоторых SSD устройств скорость работы в многопоточном режиме может снижаться, вместо того чтобы увеличиваться, как это характерно для более обычных устройств. Наблюдаемое снижение производительности может также проявляться в разнице между скоростью чтения из основного массива и скоростью в SLC-кэше, что может показаться несколько странным для классических SATA-накопителей с их относительно невысокими лимитами производительности. Однако производители SSD стремятся достигать оптимального баланса между производственными издержками и производительностью, и иногда это приводит к таким особенностям в работе устройств.

Современные программные подходы к записи данных на SSD действительно помогли улучшить процесс записи. Однако в некоторых случаях эти улучшения могут маскировать проблемы, что в итоге может только усугубить их. Методика тестирования, которую мы используем, обычно благоприятна для SSD на базе TLC, поскольку такие накопители эффективно используют свободное пространство для кэша, что способствует высоким результатам тестирования. В случае с SSD BX500, где кэш имеет меньший размер, наблюдается резкое снижение скорости записи. Для обновленной версии на QLC результаты оказываются еще менее благоприятными. Тройка основных моделей SSD демонстрирует приемлемую производительность, однако если бы размер тестового файла был увеличен, это могло бы привести к заметному снижению их производительности.

В многопоточном режиме мы также видим аналогичные тенденции. Основная сложность заключается в том, чтобы обеспечить достаточное количество места в кэше для операций записи. Чтобы кэш работал стабильно и эффективно, необходимо иметь запас свободного места. Кроме того, для обеспечения непрерывной работы и оптимизации производительности необходимы периодические паузы, чтобы освободить место в кэше и обработать предыдущие данные, не затрудняя выполнение других операций. Хотя второй аспект не зависит от пользователей, первый, формально, может быть учтен. Однако существуют некоторые тонкости, которые следует рассмотреть в выводах.

Что здесь могло измениться? Глобально — ничего. Что изменилось? Тоже ничего. Блестящее совпадение теории с практикой.

Интерес вызывает разве что рекордный результат AMD Radeon R5, однако он очень хорошо ложится в общую канву — нюансы прошивок зачастую оказываются важнее низкоуровневых характеристик памяти и/или конкретного контроллера. Однако сделать из бюджетки конфетку они не смогут — смогут только замаскировать бюджетный привкус. Иногда настолько хорошо, что конкретный покупатель ничего и не заметит. Но это идеальный случай.

На сегодняшний день PCMark 10 Storage является одним из лучших комплексных бенчмарков для оценки производительности накопителей. В нашем обзоре мы отмечаем, что не все три теста, включенные в этот пакет, одинаково полезны. Наиболее информативным оказывается тест «Full System Drive», который охватывает практически все типичные сценарии использования — от загрузки операционной системы до копирования данных (внутренних и «внешних»). Другие два теста являются лишь частичными вариантами этого полного теста и, на наш взгляд, не столь значимы.

Однако этот тест полезен не только для измерения реальной пропускной способности при выполнении практических задач, но и для оценки возможных задержек. Усреднение этих метрик по различным сценариям с последующей нормализацией к единому показателю является несколько синтетическим подходом, но все же обеспечивает оценку производительности ближе к реальным условиям, чем оценка в изолированных случаях. На данный момент нет более реалистичных оценок производительности, которые учитывают общую картину использования хранилища.

Бюджетные SSD могут демонстрировать высокие пиковые результаты, что стало общеизвестным фактом. При благоприятных условиях даже применение QLC-памяти иногда не является препятствием. В случае Crucial этот фактор является ограничивающим, и анализ результатов старой модификации подтверждает, что компания, мягко говоря, не сильно заботится о современных стандартах. И почему стоит прилагать дополнительные усилия, если реальные результаты все равно будут отличаться? Этот тип SSD может удовлетворить базовые потребности, но не достигнуть невероятных показателей. Он может нормально функционировать в старых ноутбуках для простых задач, но не стоит ожидать выдающейся производительности.

На практике инициатива Micron по изменению алгоритма SLC-кэширования не вызвала большого отклика у других производителей. Возможно, такие прошивки существуют только для 176-слойной памяти этого производителя, что может быть дороговато для использования в бюджетных моделях. Компания Micron предпочитает устанавливать в подобные устройства QLC вместо TLC, как это было с модификациями Crucial BX500 и P2 в конце их жизненного цикла.

Однако, другие производители не предпринимали резких изменений. Они могли заменить контроллер Silicon Motion SM2259XT на более дешевую версию SM2259XT2 в моделях невысокой емкости, но это практически не сказалось на потребительских характеристиках. Важно заметить, что производительность при операциях чтения остается приемлемой, но при записи эти контроллеры всегда ограничивают скорость, которую можно замаскировать SLC-кэшированием. Но для этого нужен определенный запас свободного места, что может оказаться не совсем экономичным: при покупке 1 ТБ вместо 480 ГБ для использования наполовину, проще купить одну из трех выживших «приличных» моделей за аналогичные (или даже меньшие) деньги.

При выборе бюджетного SSD следует учитывать, что качество самой флеш-памяти может сильно отличаться. Низкокачественная память может отразиться на скорости чтения и записи в долгосрочной перспективе из-за высокого уровня ошибок, что потребует долгой коррекции и может привести к поломке SSD. Не всегда такие проблемы можно вернуть по гарантии, а покупателю стоит понимать риски, связанные с выбором бюджетного варианта SSD. 

Большинство бюджетных SSD покупается в частном порядке и в больших количествах. Они могут выполнить базовые задачи, но могут быть менее надежными и иметь ограниченную гарантию. Важно понимать, что при таких покупках существуют определенные риски, и всегда полезно быть готовым к возможным проблемам при использовании.