Обзор и тестирование SSD 480-512 Гбайт: Corsair Neutron GTX, Plextor M5 Pro, Samsung 840 Pro и Toshiba Q-Series Pro (страница 7)

Что хорошо, а что плохо?

Если функция TRIM работала с самого начала, то сама по себе никуда она деться не может. Но совсем другое дело, если вы увлекаетесь разного рода твикерами, сторонними драйверами или прошивками, а также сборками операционных систем, якобы улучшенных. Все эти программы и сборки могут только навредить, если речь идёт о Windows 8 и, тем более Windows 10 – в этих ОС всё продумано как надо. В «семёрке» они могут чем-то помочь, но это скорее исключение из множества проблем, которые они могут принести.

Отдельно надо сказать несколько слов про NVMe накопители и драйверы для них. Приобретая высокоскоростной SSD, в ваших глазах должны отражаться полученные в бенчмарках заявленные скоростные показатели. Часто это так и есть, например – с накопителями Kingston.

https://www.youtube.com/watch?v=zCxgHgTg3rM

Установил и забыл, как говорится, наслаждаясь его высокими скоростями. Но с SSD других производителей это может быть не всегда так, что, очевидно, расстроит любого. Тут уже не отсутствие Deallocate является причиной недостаточного быстродействия, а стандартный NVMe драйвер.

Что такое режим rapid mode и как он работает

Режим Samsung Rapid Mode позволяет значительно ускорить работу вашего жёсткого диска, когда речь идёт о многократно используемых данных. Здесь надо понимать несколько принципов использования памяти на ПК:

• Постоянная память – это данные на диске. Длительное время основным хранилищем были HDD-винчестеры. Сейчас на смену им приходят SSD-диски: лёгкие, без движущихся частей и не подверженные таким простым повреждениям, как было с HDD. Кроме того, скорость чтения и записи на SSD в разы быстрее, чем на HDD. Те из вас, кто сменил старый диск на новый, заметили это изменение, когда ОС загружается всего за несколько секунд.

• Оперативная память – это данные, которые нужны компьютеру «здесь и сейчас». Скорость этой памяти значительно выше самых быстрых SSD. Именно объём «оперативки» позволяет установить более мощную систему, работать с более сложными программами или играть в современные игры. Эта память каждый раз очищается при выключении ПК, в ней не хранится никаких данных на постоянной основе.

Технология Rapid Samsung позволяет взять часть неиспользуемой оперативной памяти и временно хранить там данные, которые могут понадобиться ПК. Увеличение скорости очень существенное, но пользователь не всегда может это заметить. Плюсов при активировании режима очень много, даже если они не видны невооружённым взглядом.

Bios и uefi — разница есть!

Прежде чем рассматривать режимы работы SATA, следует познакомиться и рассмотреть различия между BIOS (базовая система ввода/вывода) и UEFI (унифицированный интерфейс расширяемой прошивки), ведь именно с их помощью придется вносить изменения в конфигурацию системы.

BIOS-ом называют управляющую программу, «зашитую» в чип материнской платы. Именно она отвечает за слаженную работу всех подключенных к материнке устройств.

Начиная с 2021–2021 годов, большинство материнских плат снабжается UEFI — усовершенствованной управляющей программой, наделенной графическим интерфейсом и поддерживающей работу с мышью. Но, что называется «по старинке», оба варианта, на бытовом уровне, называют BIOS.

Даже неискушенному пользователю понятно, что причиной столь радикальной смены курса при создании UEFI стало не желание производителей «приблизить» интерфейс к конечному пользователю ПК, сделать его более удобным и понятным, а более веские причины.

Таким весомым аргументом стало ограничение на возможность работы с накопителями большого объема в изначальной версии BIOS. Дело в том, что объем диска ограничен значением, приблизительно равным 2,1 ТБ. Взять эту планку без кардинальных изменений управляющего софта было невозможно.

UEFI лишена вышеперечисленных недостатков. Во-первых, расчетный теоретический порог объема дисковой подсистемы составляет 9,4 ЗБ (1 зеттабайт = 1021 байт), а во-вторых, для загрузки операционки используется стандарт размещения таблиц разделов (GPT), что существенно ускоряет загрузку операционной системы.

Как это работает?

Каждому разделу жесткого диска присваивается свой собственный уникальный идентификатор (GUID), который содержит всю необходимую информацию о разделе, что существенно ускоряет работу с накопителем. К тому же при использовании GPT риск потерять данные о разделе минимальны, поскольку вся информация записывается как в начальной области диска, так и дублируется в конце, что повышает надежность системы в целом.

Для понимания — при использовании MBR, информация о загрузочной области находится только в начале диска, в строго определенном секторе и никак не дублируется, поэтому, при ее повреждении, загрузить операционную систему с такого диска будет невозможно. Систему придется устанавливать заново.

Еще одно существенное отличие — при использовании «старого» BIOS и MBR на диске можно максимально создать четыре логических раздела. В случае необходимости создания их большего количества придется доставать свой шаманский бубен и прибегнуть к определенным действиям на грани магии и «химии».

По сути, предстоит проделать трюк с одним из основных разделов. Сначала преобразовать его в расширенный, а затем создать внутри него нужное количество дополнительных разделов. В случае использования стандарта GPT все это становится неактуальным, поскольку изначально в ОС Windows, при использовании новой философии разметки HDD, пользователю доступно создание 128 логических разделов.

Что касается физической разбивки диска на логические разделы, то здесь нужно четко понимать задачи, под которые они создаются. Нужно приучить себя четко разделять данные пользователя и системные файлы. Исходя из этого, логических дисков в системе должно быть как минимум два. Один под операционку, второй под пользовательские данные.

Оптимальный вариант — иметь в ПК два физических диска. SSD объемом 120–240 ГБ под систему и быстрые игрушки и HDD под документы и файлы мультимедиа необходимого объема.

В некоторых случаях можно еще разделить том пользовательских данных на два раздела. В одном хранить важные файлы (те, что нужно сохранить любой ценой) и текущие, утрата которых не критична и их легко будет восстановить с просторов интернета (музыка, фильмы и т. д.).

Немного вольностей: samsung magician и rapid mode

Мои постоянные читатели уже знают, что периодически, помимо стандартного тестирования SSD, я в своих работах стараюсь рассматривать некоторые практические моменты и вопросы, возникающие в процессе эксплуатации твердотельных накопителей.

В этот раз рассмотрим новомодный режим кэширования Rapid, реализованный инженерами Samsung в накопителях серий 840 Pro и 840 EVO. Безусловно, цифры, показываемые различными тестовыми приложениями, весьма значительны и потрясают воображение многих неопытных пользователей:

Crystal Disk MarkAS SSDFuturemark PCMark7

В Futuremark PCMark7 мы получили 6159 очков (учитывайте, что чем выше «забирается» тестируемый накопитель, тем еще большие показатели он должен продемонстрировать – зависимость отнюдь не линейная, и добраться от 5500 до 6000 очков это не то же самое, что преодолеть промежуток между 5000 и 5500).

Такого показателя не достиг даже RAID-массив нулевого уровня из двух Toshiba HG5d, который тестировался в августе прошлого года. Но его в первую очередь подвел уровень быстродействия на мелкоблочных операциях – он ниже, чем у Samsung 840 Pro (около 25 Мбайт/с против 36 у Samsung).

Необходимо учитывать, что самые большие значения показывает именно первый запуск этих тестов, последующие запуски выдают меньшие значения. В дополнение ко всему, красочные цифры наблюдаются исключительно в бенчмарках – толку от такого кэширования мало.

Для особо серьезного теста был взят файл объемом 38 Гбайт, содержащий 1080p HD-видео. В результате операции микширования, в ходе которой видеопоток копировался в новый контейнер MKV, но уже без звуковых дорожек, получался конечный файл размером 31.2 Гбайт. Подобный тест примечателен тем, что выдает результаты с большой точностью, без заметного разброса.

В качестве сравнения – Seagate NAS HDD объемом 4 Тбайта (ST4000VN000-1H4168), размечавшийся под MBR, раздел объемом 100 Гбайт создавался в самом начале объема.

*Первый запуск.
**Второй запуск.

Не буду перегружать дополнительными скриншотами, а просто на словах отмечу, что добавление оперативной памяти сверх уже установленной практически не влияет на результаты.

Так в чем же суть? Алгоритм работы Rapid заключается в кэшировании небольшого объема данных, к которым происходит постоянное обращение операционной системы и приложений. И этот массив данных постоянно хранится в оперативной памяти. Различные бенчмарки как раз работают в достаточно ограниченных объемах: создается один файл или же набор файлов небольшого размера, с которыми и происходят тесты. Именно поэтому мы наблюдаем такую прибавку в синтетических тестах.

Продемонстрирую это на примере Crystal Disk Mark, который позволяет в наглядном виде управлять размерами тестовых паттернов от 50 до 4000 Мбайт:

Очень четко прослеживается тенденция к снижению скоростных характеристик по мере роста величины тестового паттерна. Очевидно, что режим Rapid с технической точки зрения ориентирован именно на операции с небольшими объемами данных. Именно на них мы получаем максимальный прирост быстродействия.

Но все отнюдь не так просто, как может показаться на первый взгляд, и у Rapid есть еще один, несколько менее очевидный для пользователя момент. Достаточно вспомнить то, как работает флеш-память – она «не любит» операции с мелкими блоками особенно на записи.

Именно при нагрузке подобного рода растет так называемый коэффициент усиления записи (Write Amplification), когда общее количество операций записи во флеш-память превышает то число, которое, казалось бы, требуется для записи данных, поступивших на накопитель через интерфейс SATA.

Поэтому в первую очередь Rapid придумывался и реализовывался для Samsung 840 EVO – семейства накопителей на памяти TLC NAND, отличающейся ограниченным ресурсом.

Приведу выдержку из старого документа Samsung

PM843 основан на TLC NAND, однако и для своих продуктов на MLC NAND Samsung указывает пониженный до шести с лишним раз ресурс на мелкоблочных операциях:

WPD расшифровывается как «Drive Writes Per Day» — рекомендуемое количество записи данных на накопитель в течение суток, измеряемое в объеме устройства. Для TLC NAND, у которой ресурс и так составляет около тысячи циклов, сокращение его еще в несколько раз (особенно на наиболее популярных объемах 128-256 Гбайт) чревато риском выхода накопителя из строя еще до истечения гарантийного срока.

Однако с учетом изначально втрое большего ресурса MLC NAND, которая используется в 840 Pro, подобные ухищрения, нацеленные на экономию ресурса, не слишком актуальны, и здесь цель заключается именно в маркетинге: обладателям 840 Pro обидно наблюдать за тем, как более дешевые 840 EVO с активным режимом Rapid показывают уровень быстродействия в бенчмарках выше, чем их заветная (и недешевая) покупка, позиционируемая компанией в качестве флагмана.

Активация режима Rapid несет в себе еще один неочевидный момент, вытекающий из самого алгоритма кэширования: все кэшируемые данные, как и операции с ними, происходят в оперативной памяти компьютера, а, значит, любой сбой питания и данные могут быть безвозвратно повреждены, либо утеряны.

общие вопросы и ответы для intel® rapid start technology

Объясним на пальцах, как раз их 20…

Когда вы создаёте файл, операционная система отправляет команду записи по адресу определенного логического блока. Когда вы удаляете данные с диска, эти блоки помечаются свободными.

При этом, данные останутся на диске пока контроллер не захочет их перезаписать.

Перед нами часть памяти, в которой находятся файлы А и В разных размеров, занимающих, соответственно, разное количество блоков. Сначала мы удаляем файл В, а затем записываем файл С на наш диск. Для наглядного представления ситуации, когда TRIM не работает, добавим простую иллюстрацию, в которой обозначены следующие состояния:

1. Наличие файлов А и В.
2. Удаление нашими руками файла В.
3. Определённое время бездействия. Заметим, что помеченные на очистку блоки данных так и остались с данными в них.
4. Запись файла С, но сначала – удаление файла В из ячеек.

К примеру, если представить (просто представить, да), что блок данных в виде квадратика составляет 1 МБ, то на этапе 4 контроллер сначала зачищает помеченные на удаление два блока данных с файлом В и только потом записывает файл С. Если пара мегабайт места – ещё мелочи, но при активной работе с накопителем таких блоков в сумме может быть гигабайты, что уже заметно повлияет на время выполнения операций записи.

А теперь что происходит, если TRIM работает. Снова по этапам:

1. Наличие файлов А и В.
2. Удаление нашими руками файла В.
3. Определённое время бездействия, в которое помеченные на удаление блоки с файлом В очищаются.
4. Запись файла С без каких-либо задержек в область, где был файл В.

То есть, логика работы совсем другая. Повторим пройденное — в момент удаления нами файла B отправляется команда TRIM, и, поскольку в SSD достаточно часто простаивает, он с радостью удаляет ненужные блоки практически сразу. И в момент того, как мы хотим записать файл С, то он сразу же записывается на диск, а не ждёт пока для него очистят блоки с мусором.

Практические результаты

Создание дискового массива с помощью установленных драйверов технологии RST позволяет решить сразу несколько задач:

• создаются зеркальные копии, которые хранятся на разных SSD-дисках одновременно;
• благодаря объединению пользователь получает одновременный доступ к общему архиву;
• при поломке одного из дисков система не простаивает, а данные не утрачиваются;
• возможности восстановления существенно увеличиваются: вероятность сохранения всего контента в полном объеме значительно увеличивается;
• при обращении к «ресурсоемким» приложениям не теряется оперативность работы;
• балансировка нагрузки обеспечивает ускоренную загрузку данных.

То есть, обеспечивается максимальная степень защиты персонального контента пользователя без утраты скорости. Даже если идет работа исключительно  на одном накопителе, есть возможность улучшить качество защиты и снизить потребление энергии за счет специального установки и использования технологии intel rapid  (используется AHCI).

Инсталляция ПО – надежный и доступный способ решить одновременно несколько задач. Это способ  комплексного сохранения полного архива. И улучшения качества и скорости обработки информации в целом даже при обращении к приложениям с «тяжелым и емким ресурсом».

Производительность и безопасность: технология raid

Большинство из нас не планирует создание резервных копий хранящихся данных. Сбой жесткого диска может иметь серьезные последствия, поскольку извлечь содержимое с диска после сбоя невозможно. Технология Intel Rapid Storage предлагает функции, которые повышают производительность и надежность данных для приложений, которые интенсивно обращаются к жестким дискам (например, ПО для редактирования домашнего видео).

Для обеспечения наивысшей производительности технология Intel Rapid Storage может объединять от двух до шести накопителей в одну конфигурацию RAID 0, предоставляя возможность одновременного доступа к данным на каждом диске и ускоряя время отклика. Для оптимизации надежности поддержка технологии Intel Rapid Storage RAID включает в себя следующие уровни производительности и надежности:

• RAID уровня 0 (расслоение)
• RAID уровня 1 (зеркалирование)
• RAID уровня 5 (расслоение с контролем по четности)
• RAID уровня 10 (расслоение и зеркалирование)

Установка нескольких накопителей на компьютере также позволяет обеспечить дополнительную защиту от опасных сбоев жесткого диска за счет создания зеркальной копии всех данных на двух или более накопителях. Данная конфигурация известна как RAID 1. RAID 5 и 10 предоставляют дополнительный уровень надежности посредством создания зеркальной копии всех данных на трех и четырех накопителях соответственно.

Семь бед – один deallocate

Многие слышали про команду TRIM. Те самые заветные четыре буквы, которые вызывают множество вопросов у рядового пользователя. TRIM – одна из команд ATA, отправляемая операционной системой с целью уведомления твердотельного накопителя о том, что данные с диска были удалены пользователем и занятые физические ячейки можно освободить.

Стоит отдельно сказать про SSD с интерфейсом NVMe — эти диски обладают другим набором команд для работы, но аналог ATA команды TRIM там тоже существует — называется она Deallocate и, соответственно, является идентичной. Поэтому, далее при упоминании TRIM мы будем подразумевать и Deallocate тоже.

В тот момент, когда вы удаляете данные с вашего накопителя, по факту удаляется запись в главной таблице файловой системы. То есть, сами данные остаются на месте, но область помечена на удаление. Сама «зачистка ячеек» происходит в определенное время, например, в момент простоя накопителя, пока вы отошли за чаем.

Таким образом производители добиваются снижения износа памяти и увеличивают производительность своих накопителей в определённых сценариях. Именно очисткой этих ячеек и занимается контроллер, выполняя команду TRIM. К слову, после её выполнения, восстановление данных практически невозможно.

Совсем недавно мы рассказывали про технологию Secure Erase, которая схожа с TRIM, но затрагивает не только основные ячейки, но и служебные области, возвращая накопитель в полностью исходное состояние. Напомним, что Secure Erase можно выполнить на накопителе только без файловой системы и при определённых условиях. А технология TRIM как раз и требует наличие операционной системы со всеми вытекающими требованиями.

Тест режима rapid в ssd samsung 850 evo 250гб

В старичка Samsung np350v5c, который на базе Intel i7 третьего поколения, был установлен SSD того же производителя. Ощутимый прирост в загрузке ОС и работе ПО был заметен сразу. Установил сопутствующую утилиту Samsung Magician и проверил версию прошивки накопителя, была установлена последняя на данный момент EMT02B6Q.

При запуске Magician увидел настройку «Режим RAPID», нашел такое описание:

RAPID Mode это специальный режим работы с дисковой подсистемой, когда в качестве импровизированного кэша также используется некоторая часть свободной оперативной памяти, чья пропускная способность намного выше жестких и твердотельных дисков. Вместе с 850 Pro был представлен режим RAPID Mode 2.

0, который может использовать больше памяти. Для начала, надо понимать, что есть определенные риски, связанные с его активацией и лучше поостеречься от включения опции на системах с небольшим объемом памяти (минимум требуется 2 Гбайт оперативной памяти, лучшие показатели могут быть достигнуты при 16 Гбайт и более памяти).

Далее следует ряд тестов SSD SAMSUNG 850 EVO 250Гб с включенным режимом и без него. В ноутбуке установлено 8Гб оперативной памяти.

Тест скорости в magician

Тест скорости в фирменной утилите Samsung Magician. Режим Rapid выключен:

• Тест последовательного чтения – 549 МБ/сек.
• Тест последовательной записи – 525 МБ/сек.
• Тест произвольного чтения – 65 917 IOPS.
• Тест произвольной записи – 60 791 IOPS.

IOPS (количество операций ввода/вывода – от англ. Input/Output Operations Per Second) – один из ключевых параметров при измерении производительности систем хранения данных, жестких дисков, твердотельных дисков и сетевых хранилищ данных. IOPS – это количество блоков, которое успевает считаться или записаться на носитель. Чем больше размер блока, тем меньше кусков из которых состоит файл, и тем меньше будет IOPS, так как на чтение куска большего размера будет затрачиваться больше времени.

Для определения IOPS надо знать скорость и размер блока при операции чтения/записи. Параметр IOPS равен скорости, деленной на размер блока при выполнении операции.

Тест скорости в фирменной утилите Samsung Magician. Режим Rapid включен:

• Тест последовательного чтения – 4 932 МБ/сек.
• Тест последовательной записи – 4 481 МБ/сек.
• Тест произвольного чтения – 126 708 IOPS.
• Тест произвольной записи – 52 490 IOPS.

Вывод: скорость последовательных чтения и записи выросла практически в 9 раз. Скорость произвольного чтения выросла в 2 раза. Скорость произвольной записи упала на 8 301 IOPS.

Уровень энергопотребления накопителей

Процесс тестирования происходит в четырех ситуациях:

• В «нулевом» состоянии;
• Запущен тест диска в AIDA64 в режиме линейного чтения всего накопителя;
• Запущен тест диска в AIDA64 в режиме линейной записи всего накопителя;
• Первая минута после завершения теста AIDA64 на линейную запись (как показывает практика, некоторые накопители после завершения теста в течение небольшого промежутка времени продолжают фоновые операции по «сборке мусора»).

Прошу обратить внимание: тестируются линейные чтение и запись. В реальности на практике операции чтения и записи весьма редко бывают линейными, поэтому потребление будет «скакать» в промежутках «чтение – поиск данных – запись». Но в целом соотношение между накопителями по уровню энергопотребления останется практически неизменным. Поэтому на показатели, приведенные в таблице, вполне можно ориентироваться.

Данные по некоторым моделям отсутствуют, поскольку на момент их тестирования замеры не проводились.

Энергопотребление в простое, Вт
Меньше – лучше

Включите JavaScript, чтобы видеть графики

Энергопотребление, чтение, Вт
Меньше – лучше

Включите JavaScript, чтобы видеть графики

Энергопотребление, запись, Вт
Меньше – лучше

Включите JavaScript, чтобы видеть графики

Энергопотребление, после записи, Вт
Меньше – лучше

Включите JavaScript, чтобы видеть графики

Corsair Neutron GTX оказался единственным накопителем, который никак не реагирует на наличие в системе команды DIPM. Все остальные прекрасно уходят в состояние DevSleep.

Заключение

Набор протестированных накопителей оказался таков, что выбрать чисто по уровню производительности очень сложно: да, самый быстрый – Samsung 840 Pro, но его отрыв от конкурентов весьма незначителен, выделяется Corsair Neutron GTX, но и его назвать медленным язык не поворачивается.

Однако учитывая тот факт, что последний является самым дорогим из протестированных, он вылетает из общего зачета. А вот расценки на Samsung 840 Pro, Plextor M5 Pro и Toshiba Q-Series Pro выстроились четко по уровню производительности моделей. Впрочем, разница между самым дорогим и дешевым из троицы – полторы тысячи рублей. Что на общем фоне – не так уж принципиально.

Однако на самом деле вопрос стоит несколько иначе: а есть ли смысл платить 14-17 тысяч рублей за накопители, если в конечном итоге достигнутый уровень быстродействия (уже просто в силу архитектуры SSD) не слишком сильно отличается от более дешевых Crucial M550, Samsung 840 EVO и некоторых других моделей?

I.N.

Выражаем благодарность: