Режим Rapid в SSD Samsung — что это?

Что такое режим rapid в ssd samsung

Данная система работает с дисковыми подсистемами, используя часть незанятой ОЗУ используется в качестве кэша. Это обеспечивает повышенную пропускную способность и помогает значительно ускорить обработку данных SSD. При помощи этого режима можно значительно расширить возможность имеющейся памяти, и в отличие от других сервисов для создания кэша на основе оперативки, RAPID сохраняет кэшированную информацию в промежутках между загрузками, а полученные данные записывают непосредственно на накопитель.

Corsair neutron gtx 480 гбайт (cssd-n480gbgtxb-bk)

Просто шикарный график линейной записи. Я сейчас просто даже не припомню такой идеально (в прямом смысле слова) ровной линии графика за все время тестирования мною твердотельных накопителей.

Plextor m5 pro 512 гбайт (px-512m5p)

Сразу после снятия нагрузки можно наблюдать, как накопитель не в состоянии выдать изначальные скорости, однако достаточно дать немного времени микропрограмме для «наведения порядка» в массиве ячеек и после этого SSD полностью готов к новым нагрузкам с прежними силами. Тест пройден на пять с плюсом.

График линейной записи: в самом начале накопитель как бы «раскачивается», что может быть связано с работой алгоритмов энергосбережения, но затем очень быстро выходит на стабильный и ровный режим работы.

Samsung 840 pro 512 гбайт (mz-7pd512bw)

Накопитель сразу после нагрузки заметно сдает позиции на операциях записи, но отчасти восстанавливается после простоя. Окончательно возвращение происходит только после удаления всех файлов. Именно так: достаточно на заполненном данными SSD освободить часть места, как он отзывается некоторым приростом скорости.

Однако модификация 840 Pro объемом 256 Гбайт такой проблемой не страдает. Не исключено, что здесь перестает справляться с нагрузкой сам контроллер.

И снова традиционная попытка микропрограммы сначала писать данные в буферную память контроллера и лишь уже затем – во флеш-массив.

Toshiba q-series pro 512 гбайт (hdts351ezsta)

Накопитель Toshiba на «пятерку с минусом» справляется с сохранением скоростных характеристик в заполненном состоянии, страдают показатели случайной мелкоблочной записи. Что примечательно – тоже при наличии данных на устройстве.

Инженеры Toshiba, вслед за инженерами OCZ, реализовали в накопителях Q и Q Pro «ускоренный» режим записи, который также иногда называют «псевдо-SLC» из-за принципа его реализации: контроллер записывает данные не по два бита в ячейку, как это «положено» для памяти MLC NAND, а по одному – ровно так, как это происходит при работе с памятью типа SLC NAND.

При этом данные на накопителе пишутся с увеличенной скоростью до того момента, пока не будет исчерпана половина свободных ячеек, после чего контроллер резко переключается в обычный режим, и при этом, в случае продолжения нагрузки, начинает приводить в порядок те ячейки, куда была записана информация в «ускоренном» режиме.

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.

https://www.youtube.com/watch?v=nNRjNz2ygjg

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.

Принцип работы rapid mode

Принцип работы Рапид-режима – в анализе запущенных приложений и устранении недостатков производительности, возникающей из-за твердого накопителя. В работе кэшируется остаток свободной ОЗУ, поэтому режим считается эффективным, если на ПК имеется большой объем оперативки.

Rapid-mode работает полностью в автоматическом режиме и не требует ручной настройки.

Для включения мода необходимо запустить специальную утилиту Samsung Magician v4.95, зачастую она автоматически интегрирована в систему компьютера с версией накопителя Samsung 850 и выше. После запуска ищем в перечне название хранилища. В строке состояний должно быть обозначено, что Rapid mode не активен.

Обратите внимание: при включении ускоряется работа одного твердотельного накопителя даже если на устройстве их установлено несколько.

Нажмите на кнопку “Включить”. Так как при включении мода система потребует перезагрузки, сохраните свою важную информацию перед активацией.

После перезапуска в перечне приложений Автозагрузки добавится два процесса. Первый – Samsung RAPID Service Mode, означающий непосредственно работу сервиса, и SamsungRapidApp, отвечающий за подгрузку данных.

Снова открываем Samsung Magician.

Открываем вкладку Рапидмод, смотрим параметр “Состояние”. Здесь должно быть обозначено, что сервис активирован.

Необходимо запустить CrystalDiskMark для своей версии системы. Появятся параметры ускорения, которые зависят от исходных данных. Чем больший объем свободной оперативки имеется в распоряжении, тем больший “разгон” предоставит программа.

Если вы решили прекратить работу режима, нажмите на кнопку отключения. Система также предупредит о необходимости перезагрузки.

Проверка скоростных характеристик на заполненном носителе

С помощью CrystalDiskMark (64bit) 3.0.1 в режиме случайных данных производится замер производительности четыре раза:

• Изначальное состояние нового накопителя («нулевое» состояние);
• После проведения всего цикла тестов происходит заполнение диска пользовательскими данными из предыдущего раздела статьи (с файлами word, фотоснимками, аудио- и видеозаписями), таким образом, чтобы суммарный объем записанных данных был не менее трехкратного общего объема накопителя;
• Тридцатиминутный простой, в течение которого не производится каких-либо операций с SSD – для работы фоновых функций накопителя по уборке «мусора»;
• Выполнение команды TRIM силами операционной системы.

В заключение запускается Disk Benchmark из состава AIDA64 (режим «Write», размер блока установлен равным 1 Мбайту) – данный тест производит линейную запись всего объема носителя, попутно выводя информацию о процессе записи в виде удобного графика.

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: