Тестирование SSD HikVision G4000 2 ТБ, стирающего границу между бюджетным и небюджетным сегментами

Мы посвятили контроллеру Maxiotek MAP1602 уже четыре статьи, изучив три различных конфигурации. Возможно, кажется, что это слишком много внимания для бюджетного продукта. Однако у нас есть причины: во-первых, это очень интересное решение для своего сегмента, а во-вторых, именно бюджетные модели в основном и стимулировали рост рынка твердотельных накопителей в последние годы. Поэтому мы посвятили много материалов бюджетным контроллерам в целом. Phison E13T был рассмотрен в пяти статьях, аналогичный ему Silicon Motion SM2263XT получил столько же внимания, а дешевые SATA-накопители и вовсе обсуждались неоднократно. Разница лишь в том, что эти материалы выходили с интервалами, тогда как с MAP1602 мы решили быстрее расставить все точки над «е». Это оправдано наличием как минимум двух существенно различных модификаций этих накопителей. В старых бюджетных моделях разброс по скорости памяти был меньше, так как различия чаще нивелировались контроллерами. Сегодняшняя статья будет последней частью обзора, хотя не исключено, что мы вернемся к этой теме. Сокращение отгрузок 128-слойной TLC-памяти YMTC и санкции, наложенные на YMTC, вынудили производителей экспериментировать с контроллером MAP1602 и памятью других поставщиков, например, 176-слойной TLC-флэш Micron B47R. Если будет возможность, мы обязательно изучим, как это работает. Но пока сосредоточимся на «быстрой» модификации.

Какие остались пробелы? Мы уже изучили, как этот контроллер работает с новейшей 232-слойной TLC-памятью YMTC. Выяснилось, что это действительно очень быстрая комбинация для своего сегмента. Однако мы тестировали терабайтный накопитель, чего оказалось недостаточно. Новая память выпускается в кристаллах по 1 Тбит, что для терабайтных накопителей означает двукратное чередование вместо прежнего четырехкратного. Для компенсации этого эффекта все производители используют внутреннее чередование, что приводит к появлению различных модификаций похожей памяти. Например, у WD и Kioxia 112-слойная BiCS5 с кристаллами по 512 Гбит бывает как медленной (2-plane), так и быстрой (4-plane). Есть также очень медленная версия — 2-plane на терабитных кристаллах. Всё это — BiCS5, но с разными характеристиками, используемая в разных продуктах. Поэтому увеличение емкости кристаллов раньше пропорционально снижало скорость, но сейчас это не так. У YMTC 128 слоев это 4-plane 512 Гбит, а 232 слоя — 6-plane 1 Тбит. Учитывая внешнее чередование на четырех каналах MAP1602, получается переход с 16х на 12х — меньше, но не вдвое. Поэтому и в терабайтной версии новая платформа MAP1602 почти всегда быстрее старой. А это значит, что в двухтерабайтном SSD она может показать еще лучшие результаты. Это и будем оценивать!

В этот раз мы решили не рисковать и не играть в радикальную китайскую рулетку, учитывая, что последнее время нам слишком часто везло, и появились ожидания подвоха. Однако сегодняшний SSD также полностью китайский. Еще четыре года назад, когда мы только начали работать с продукцией этого производителя, бренд на рынке накопителей воспринимался почти как ноунейм. HikVision, хорошо известный своими системами видеонаблюдения, многим казался компанией, которая просто наклеивает свои ярлычки на чужие продукты. Но всё оказалось интереснее. Для видеонаблюдения требуется много быстрых накопителей, поэтому компании было проще заняться этим вопросом самостоятельно, создав дочернюю компанию HikStorage. HikStorage быстро достигла таких объемов работы, что приобрела самостоятельное значение и давно выпускает много SSD для других брендов, не только китайских. Но, конечно, родная марка всегда в приоритете.

Некоторые материковые традиции трепетно сохраняются — например, в комплекте можно найти крепежный винтик и отвертку. Строго говоря, они не являются необходимыми, так как производители системных плат давно перешли на безвинтовое крепление SSD в слотах M.2. Однако такая забота о покупателе выглядит очень трогательно.

Сам SSD по умолчанию заклеен наклейками. Закрывающая лицевую сторону металлизированная — так что в меру способностей работает и как теплораспределитель. А с тыла тут всё равно ничего нет.

Под наклейкой на рабочей стороне устройства мы не найдем ничего неожиданного: контроллер MAP1602 и несколько микросхем памяти. Конфигурация похожа на терабайтную версию, только в каждой микросхеме теперь не четыре, а восемь кристаллов памяти. 128-слойная память обычно упаковывается менее плотно, поэтому для терабайтных накопителей требуется четыре микросхемы. В моделях G4000 и аналогичных «полный набор» используется только в версиях на 4 ТБ, что теперь стало возможным и для бюджетных платформ, причем в одностороннем исполнении. Однако старшую модификацию сложно назвать дешевой, так как она часто стоит столько же, сколько SSD на более высококлассных контроллерах. Тем не менее, есть потенциал для снижения цены, поскольку производители пока не видят смысла в удешевлении. Достигаемые этой платформой скорости в 7 ГБ/с при чтении данных еще недавно были характерны только для топовых контроллеров. Более того, некоторые производители уже выпустили односторонние платы SSD на 8 ТБ. В этом сегменте цены на устройства зависят от емкости нелинейно, но важно, что такие накопители вообще появились в продаже, пусть и в ограниченных количествах. Совсем недавно версии на 4 ТБ встречались только в двухстороннем исполнении.

В заключение, настоятельно рекомендуем не путать HikVision G4000 с более доступным по конструкции G4000E. Основное отличие между ними мы уже неоднократно упоминали: G4000E представляет собой экономичную версию на 128-слойной памяти. К ней применимы все результаты, полученные ранее для подобных конфигураций. В то время как G4000 емкостью 2 ТБ должен продемонстрировать новые возможности без DRAM-буфера. Но, конечно, это может или не может произойти — здесь всё зависит от конкретных обстоятельств. Однако мы верим в его потенциал, так как есть на то основания. Важно отметить, что экономия при покупке G4000E может быть не всегда возможной, особенно в периоды значительных колебаний цен на флэш-память — в некоторых случаях эти SSD могут стоить практически одинаково. В такой ситуации, конечно же, более продвинутая модель представляет больший интерес.

Что касается прямого сравнения, нам необходимы SSD Fanxiang S660 с объемом 2 ТБ на том же контроллере, но с более медленной 128-слойной памятью YMTC, и Digma Meta M6 — уже на 232-слойной памяти, но в объеме всего 1 ТБ. В конечном счете, конкретные модели не столь важны — здесь важна сама платформа, поскольку производители не часто перерабатывают ее глубоко, ограничиваясь референсным дизайном. Более того, многие компании, работающие с контроллерами Maxio, могут изменить и сам контроллер без предупреждения. Например, Netac сначала выпускал свою модель NV7000 на Phison E18, затем перешел на InnoGrit IG5236, а затем появился NV7000-t — уже на MAP1602. Такие обновления ассортимента с конца прошлого года проводили и многие мелкие производители. Хотя формально это не всегда хорошо, если рассматривать это с точки зрения деталей, например, отказа от восьмиканального контроллера с DRAM в пользу четырехканального без. Однако никто не обещал ничего конкретного в таких случаях. И поскольку «апгрейд» с IG5236 на MAP1602 оказался достаточно распространенным, мы решили непосредственно сравнить результаты этих двух платформ — для этого нам понадобится Digma Top G3.

Раз уж мы затронули топовый сегмент, стоит продолжить и углубить эту тему. Следующая тройка ориентирована на модели Kingston KC3000, Samsung 990 Pro (который, фактически, является самым быстрым SSD с интерфейсом PCIe Gen4) и WD Black SN850X. Хотя результаты сравнения с такими моделями предсказуемы, они все равно представляют интерес. Понятно, что бюджетные четырехканальные платформы не конкурируют прямо с современными топовыми моделями. Но это и не является их целью — ведь они все равно стоят намного дешевле. Однако вопрос о том, насколько они отстают (и всегда ли), остается открытым.

MAP1602 и 128-слойная флэш-память YMTC встречаются в доступном SSD на AliExpress. Но если не обращать внимания на эти детали и вернуться на несколько лет назад, никто не заметит подвоха. Скорость записи в кэш составляет до 4 ГБ/с, прямая запись достигает 1,5 ГБ/с, даже скорость при больших нагрузках превышает 500 МБ/с — было время, когда даже топовые SSD показывали худшие результаты.

С новой памятью терабайтные SSD могут продемонстрировать те же результаты. Однако они останутся на уровне, а не улучшатся, как описано в начале — из-за снижения кратности чередования, несмотря на повышение скорости самой памяти. С другой стороны, скорость записи в SLC-кэш увеличилась, а прочие показатели остались на прежнем уровне. Поэтому покупателям не о чем жаловаться.

Тем более, что в этом сценарии переход на «полную» (с точки зрения чередования) конфигурацию не приносит значительных изменений. Максимальная скорость записи остается немного выше у терабайтного SSD, но ускорение как прямая запись в основной массив, так и очистка кэша в конце, заметно для большинства пользователей. Причины этого не секретны — современные SSD такого уровня уже обеспечивают избыточную скорость для большинства прикладных программ. За исключением бенчмарков, но обычно только кэш и тестируются в повседневных условиях.

Даже при сравнении с Samsung 990 Pro, новая платформа не уступает сильно. Хотя, конечно, Samsung 990 Pro обладает более высокой скоростью. Однако главное здесь — мощный контроллер способен прозрачно расчищать SLC-кэш без штрафов по скорости. В то время как MAP1602, будучи более дешевым и простым решением, этого не умеет. Но это свойственно не только MAP1602, а также и другим бюджетным контроллерам, а порой и топовым контроллерам времен PCIe Gen3.

Настройки SLC-кэширования у Kingston KC3000 и WD Black SN850X существенно различаются от предыдущих моделей, что оказывает влияние на результаты, сопоставимое с характеристиками аппаратного обеспечения. На практике такой подход может быть как выигрышным, так и нет — все зависит от конкретных сценариев использования.

Одно можно с уверенностью сказать — время InnoGrit IG5236 уходит в прошлое. В 2020 году он привлекал внимание не только своей производительностью, но и доступной ценой. Разработчик продавал эти восьмиканальные контроллеры с поддержкой PCIe Gen4 (которая тогда еще не стала стандартом) по цене немного выше бюджетных продуктов, предоставляя скорость работы, сопоставимую с топовыми моделями того времени. Но новые контроллеры этого класса уже обеспечивают высокую скорость, а более доступные варианты, такие как MAP1602, могут предложить сопоставимую производительность по более низкой цене. Это стало причиной массового перехода SSD с IG5236 на MAP1602. Формально это может быть воспринято как даунгрейд, но на практике может быть иначе.

Низкоуровневые бенчмарки, включая CrystalDiskMark 8.0.1, давно стали жертвами неравной борьбы с SLC-кэшированием. Они могут тестировать только кэш, не обнаруживая ничего за его пределами. Однако информация, предоставляемая производителями о скорости устройств, также ограничена кэшем. Поэтому проверка этих устройств всегда полезна. Вся работа над кэшированием направлена на то, чтобы в реальной жизни как можно чаще использовать кэш и демонстрировать высокие скорости, несмотря на снижение стоимости памяти.

Емкость здесь никак не играет именно потому, что за пределы кэша утилита в принципе не выбирается. Потому никакой новой информации — современные бюджетные контроллеры при наличии быстрой памяти способны уже и упереться в ограничения Gen4, для чего не так давно требовались восьмиканальные решения. По крайней мере, это возможно при «чистых» чтении или записи — смешанный режим (пусть и простой в случае этой программы) всё равно сразу показывает, кто есть кто. В итоге и подустаревший IG5236 выглядит интереснее. Но от выводов мы воздержимся до более серьезных нагрузок — CrystalDiskMark, как уже не раз было сказано, мы используем лишь из-за его популярности. А вот практической пользы от попугаев именно этой программы всё меньше и меньше. Потому она может лишь дополнять другие бенчмарки, но не более того.

Для моделей разной емкости здесь (да и далее) верно сделанное выше замечание. А в остальном — то, что мы уже знаем: эта платформа по крайней мере попугаев CDM набивает столько же, сколько и топы.

В очередной раз, увеличение емкости не приносит пользы при записи, а отставание от более высококлассных платформ остается заметным, хотя и уступает уже устаревшим. На практике это малозначимо, так как последовательные скорости редко требуются в современном программном обеспечении.

Влияние на скорость работы реального программного обеспечения значительнее, чем предыдущие факторы: длинные очереди операций практически не встречаются, но блоки данных отличные от 4К байт встречаются часто. Хотя количество операций в секунду на крупных блоках может немного снизиться, но такие блоки обычно имеют больший объем, что повышает результирующую скорость в мегабайтах в секунду. Поэтому большинство программ предпочитают работать с такими блоками. Однако все современные SSD уже гораздо быстрее, чем это требуется программам, и эта дисциплина постепенно теряет смысл. Современные топовые модели SSD выглядят наилучшим образом в этой гонке, но некоторые современные бюджетные платформы не уступают им в этом отношении.

При записи ничего революционного не произошло. Даже топовый HikVision уступает в скорости недорогому Digma с меньшей емкостью — слишком многое в последнее время зависит от настроек firmware. Это особенно заметно, когда речь идет о результатах низкоуровневых утилит, которые часто оказываются недостижимыми на практике.

Смешанный режим работы также важен, потому что в реальности редко бывает так, что данные поступают только на запись или только на чтение. Это особенно верно в многозадачной среде и при наличии разнообразных операций в операционных системах. Но здесь нет ничего нового или неожиданного — все это предсказуемо. Главный вывод состоит в том, что выбирать SSD по результатам низкоуровневых тестов сегодня рискованно, потому что такие тесты демонстрируют только потенциальные возможности контроллеров в идеальных условиях, которые в реальной жизни редко встречаются. Мы всегда попадаем в кэш, поэтому запись всегда происходит в быстром однобитном режиме, а чтение из SLC-кэша выполняется быстрее, чем из основного массива памяти, на всех современных (и не только) платформах. Поэтому настало время искать другие инструменты для измерения этих характеристик.

Хотя результаты в низкоуровневых тестах могут быть впечатляющими, достичь таких скоростей на практике далеко не всегда удается. Это связано с тем, что работа с большими файлами всегда более сложная. Например, CrystalDiskMark оперирует небольшими порциями информации внутри одного файла. В реальной жизни файлы обычно располагаются в SLC-кэше и подвергаются служебным операциям файловой системы, таким как модификация MFT и журналирование. Поэтому запись происходит не последовательно в одно место, а в разные места частично мелкими блоками. Для более точного тестирования, включая работу с кэшем и нагруженным устройством, используется Intel NAS Performance Toolkit. Этот инструмент позволяет проводить тесты не только на пустом устройстве с максимальным размером кэша, но и в более реалистичных условиях, когда свободного места почти нет.

Работа в один поток является самым распространенным сценарием (146% случаев), но при этом является одним из наиболее сложных. Для современных контроллеров, однако, это уже не так сложно. Скорость в этом сценарии в первую очередь зависит от поколения платформы, а затем уже от других мелких нюансов. Даже топовые платформы едва доползли до 4 ГБ/с, в то время как бюджетные платформы, даже самые амбициозные, пока не нуждаются в поддержке PCIe Gen4. Это важно помнить, смотря на пиковые цифры в низкоуровневых бенчмарках, и учитывать работу SLC-кэширования даже при чтении данных. Это уже привело к разным результатам для терабайтника и двутера: второй способен выдавать 3,4 ГБ/с даже из основного массива памяти, тогда как первому не хватает двукратного внешнего чередования для этого.

Многопоточный режим позволяет увидеть, на что способны SSD, но в таких условиях быстро сталкивается с ограничениями интерфейса. Даже когда мы читаем данные из SLC-кэша, даже у SSD емкостью два терабайта не хватает собственных ресурсов, чтобы достичь хотя бы 6 ГБ/с за его пределами. Интересно, что модели на IG5236 показывают то же самое, даже с некоторым ухудшением. Таким образом, новая платформа Maxio может достичь уровня топовых SSD, но не обязательно удерживаться на этом уровне. В то время как SSD емкостью два терабайта имеют более стабильный результат, новые модели с терабайтом могут даже отстать от своих предшественников в сложных сценариях. Однако производители чаще всего не демонстрируют такие сценарии, сосредотачиваясь на пиковых показателях.

С записью дела обстоят забавнее. Во-первых, ни один SSD, даже топовый, не обходится без кэширования. Во-вторых, узким местом здесь может стать не железо, а функции WinAPI для работы с файлами. Это происходит по простой причине: десять лет назад скорость в гигабайты в секунду была нечто невообразимым, и в программном интерфейсе осталось много кода, созданного еще в прошлом веке. Это, конечно, в первую очередь играет на руку бюджетным платформам, включая SSD с невысокой емкостью. Главное требование — чтобы в SLC-кэше всегда было достаточно свободного места.

Алгоритмы работы «внутри» накопителя становятся такими же, как и в предыдущем случае, так что и проблемы те же, и достижения — те же.

В CrystalDiskMark было видно, что двунаправленные операции мгновенно отличают четырехканальные безбуферные бюджетные контроллеры от восьмиканальных топовых, даже если они не самые современные. Увеличение емкости и, следовательно, кратности чередования благоприятно сказывается на результатах, но до преодоления озвученной границы пока далеко. В практическом плане это не является критичным, например, при распаковке больших архивов, где производительность ограничивают другие компоненты компьютера. Однако сам факт интересен. Увеличение последовательных скоростей «чистых» операций не обязательно ускорит их смесь. В конечном итоге, это то, за что производители топовых устройств берут деньги — за способность справляться с реальными нагрузками, а не только с идеальными условиями.

Действительно, такой тип нагрузки характерен для работы системного накопителя любого компьютера. Разница заключается лишь в количестве передаваемых данных, которое не ограничено 32 ГБ, но при этом паузы в работе могут быть длительными и требовать больше времени, чем активная работа. В итоге, это смешанный тип нагрузки, в котором стереть границу между сегментами не так-то просто. Тестовые сценарии ограниченного объема работы не требуют ускоренной работы с транслятором адресов при помощи кэширования в DRAM, что играет на руку бюджетным контроллерам, но также предоставляет возможности для улучшения у топовых устройств. 

Хотя выход на уровень лучших моделей на базе InnoGrit IG5236 требует усилий, это возможно, и поэтому производители активно проводят подобные замены. Современные топовые модели несомненно быстрее, но и платформа MAP1602 с большим объемом современной памяти также очень быстрая. Меньший объем памяти в терабайтных моделях ограничивает их производительность, но предыдущие версии, хоть и медленнее из-за характеристик памяти, всё же остаются конкурентоспособными.

В настоящее время PCMark 10 Storage считается лучшим комплексным бенчмарком для оценки производительности накопителей. Включенные в него тесты представляют собой различные сценарии использования, начиная с загрузки операционной системы и заканчивая копированием данных, что делает его полезным инструментом для оценки производительности в различных условиях. Из всех тестов предпочтение отдается полному тесту Full System Drive, который охватывает практически все типичные сценарии использования.

Остальные тесты включены лишь как часть этого полного набора и, на наш взгляд, не так интересны. Однако именно этот тест полезен для точного измерения реальной производительности и задержек, возникающих при выполнении различных задач. Хотя усреднение метрик может быть немного синтетичным, оно все же предоставляет более приближенные к реальности оценки производительности в целом. Таким образом, ознакомление с PCMark 10 Storage является важным шагом для понимания возможностей и характеристик накопителей.

Этот тест подчеркивает важность использования SLC-кэша не только для ускорения операций записи, но и чтения данных. Мы видели, как платформы Maxio MAP1602 или InnoGrit IG5236 активно используют SLC-кэш для обеспечения высоких пиковых результатов. Однако, если емкости кэша недостаточно для хранения всего объема данных теста, производительность резко проседает. Эта проблема также затрагивает SSD Kingston KC3000, который выбрал необычную для контроллера Phison E18 схему кэширования, нацеленную на увеличение пиковых показателей. В результате, производительность падает резко, особенно при недостаточном свободном месте кэша.

Чтобы повысить стабильность результатов, рекомендуется не заполнять устройство доверху. Мы установили минимальную границу в 100 ГБ свободного места для устройств на 500—1000 ГБ, хотя для некоторых SSD этот порог может быть слишком низким. Обычно рекомендуется оставлять свободными не менее 10% емкости, а идеально — 15%-20%. Это необходимо для нормального функционирования файловых систем и SLC-кэширования. Исходя из этих принципов, наша тестируемая платформа выделяется, входя в ряды топовых решений и даже обгоняя некоторые из них. В целом, для бюджетного безбуферного контроллера это отличный результат.

«Стирание границ»: выбор между SSD-накопителями

Хотя заголовок может показаться провокационным, полное «стирание границ» между различными типами SSD всегда остается вопросом спорным. Разница между восьмиканальными многоядерными контроллерами с DRAM и упрощенными четырехканальными решениями остается фактом, который нельзя проигнорировать. Хотя четырехканальные модели могут использовать всю полосу пропускания PCIe Gen4x4 в простых сценариях, в сложных условиях скорости остаются разными.

Однако, это может быть важно только для тех, кто стремится к приобретению топового SSD. В большинстве случаев это решение может оказаться несколько иррациональным, учитывая, что даже хороший SATA SSD обычно не становится узким местом в компьютере. Потенциальные возможности современных топовых SSD редко используются в полной мере, но при этом за них приходится платить высокую цену. Каждый сам решает, на что тратить свои деньги, но большинству пользователей нужен разумный компромисс.

В этом смысле последняя модификация платформы Maxiotek предлагает отличный вариант. Она превосходит своих предшественников и конкурентов, предлагая хороший баланс производительности и цены. Новые SSD на базе этой платформы будут выглядеть еще привлекательнее по сравнению с аналогами, особенно при сопоставимых ценах. Возможность собрать в одностороннем накопителе до 4 ТБ или даже 8 ТБ, хоть и за дорого, может быть решающим фактором в некоторых ситуациях.

На основе нескольких тестов становится очевидно, что для большинства пользователей терабайтные накопители вполне достаточны. Однако, платформа Maxiotek раскрывается наилучшим образом с емкостью от 2 ТБ, что делает ее привлекательным вариантом для многих задач.