SandForce Driven: обзор семи SSD на базе контроллера SF-2281

Введение

Вся история компании SandForce — это своего рода success story на рынке полупроводниковых продуктов. Небольшая группа опытных инженеров сумела за короткий срок создать и довести до серийного производства платформу для SSD, которую, пожалуй, можно назвать одной из самых распространённых среди производителей и одной из самых популярных среди энтузиастов. Слагаемых успеха два. Во-первых, инженеры SandForce изобрели инновационную технологию, позволяющую «выжимать» из MLC NAND флэш-памяти очень высокую скорость, остро востребованную на рынке SSD. Во-вторых, они не упустили из виду и удобство использования этой технологии производителями дисков, предоставляя им не только «голые» контроллеры, но и готовый референсный дизайн печатной платы вместе с «рыбой» микропрограммы, которую те могут при желании доработать под свои нужды.

Результат такого подхода не заставил себя долго ждать. Список компаний, поставляющих SSD на контроллерах SandForce, сегодня состоит из нескольких десятков названий, и он продолжает расти. Впрочем, это — процесс вполне закономерный. С помощью SandForce выйти на рынок твердотельных накопителей очень несложно. Не надо иметь собственного полупроводникового производства и мощного R&D отдела, не требуется даже и штат программистов. Всё что требуется от партнёров SandForce — это возможность закупать микросхемы флэш-памяти, припаивать их на печатные платы, заключать платы в корпус, а получившиеся изделия упаковывать в коробки и реализовывать их через каналы сбыта. При этом норма прибыли такого сборочного производства всё ещё весьма высока, а рынок SSD продолжает расти в геометрической прогрессии. Совершенно неудивительно, что в числе компаний, предлагающих флэш-диски собственного выпуска, оказались не только громкие имена вроде Intel, Samsung и Micron, но и не обладающие собственным полупроводниковым производством поставщики памяти для энтузиастов, а также и совершенно безвестные ранее компании. Весьма характерно, что весь второй и третий эшелон производителей SSD формируется как раз из приверженцев архитектуры SandForce.

Казалось бы, такая ситуация должна способствовать наводнению рынка огромным количеством продуктов-клонов. Однако на практике этого не происходит. Дело в том, что дизайн SandForce очень гибок. Помимо того, что ассортимент современных контроллеров включает несколько отличных по базовым возможностям вариантов, каждый из контроллеров совместим с разнообразной NAND флэш-памятью, отличающейся как используемым интерфейсом и быстродействием, так и ценой. Например, актуальные на данный момент контроллеры серии SF-2000 могут работать как с новой 25-нм NAND флэш-памятью, так и с микросхемами, выпущенными по технологии 3x нм; как с MLC, так и с SLC-памятью; причём параллельно поддерживаются и различные интерфейсы: синхронный или асинхронный, ONFI или Toggle Mode. В результате, даже диски последнего поколения с поддержкой стандарта SATA 3.0 (SATA 6 Гбит/сек), использующие одни и те же контроллеры семейства SandForce SF-2000 могут очень существенно отличаться по своим потребительским характеристикам, в том числе и по цене.

За примерами ходить далеко не нужно. Например, основанные на одной и той же модификации контроллера SandForce SF-2281 120-гигабайтный OCZ Vertex 3 Max IOPS стоит 270 долларов, а Corsair Force 3 аналогичной ёмкости — всего лишь 180, и столь разная цена наверняка отражается на быстродействии. А это означает, что формировать свои предпочтения следует не только исходя из того, на каком контроллере основан тот или иной SSD, но и обращать внимание на другие факторы, ведь производители могут существенно повлиять на скоростные характеристики выбором памяти и оптимизацией прошивки. Иными словами, если вам понравился рассмотренный нами ранее диск OCZ Vertex 3, это совсем не означает, что все остальные SATA-600 SSD-накопители с контроллером SandForce второго поколения будут работать так же. Именно поэтому мы решили взяться за сравнительные тесты новых SandForce-дисков с современным интерфейсом с пропускной способностью 6 Гбит/с, которые неприлично размножились на полках магазинов. В нашем первом материале на эту тему мы рассмотрим семь различных предложений от компаний Corsair, Kingston, OCZ и Patriot.

Один контроллер — много SSD

В основе работы всех контроллеров SandForce заложена оригинальная идея сжатия информации «на лету» перед её записью во флэш-память. Хотя эта технология требует применения более сложной логики в самом контроллере, она имеет сразу несколько неоспоримых преимуществ. Конечно, главное с точки зрения пользователя — это высокая производительность, так как при сжатии данных уменьшаются обращения к флэш-памяти. Но это неминуемо влечёт за собой и другой полезный побочный эффект — рост надёжности, так как при работе в составе SandForce-диска флэш-память испытывает меньшее количество циклов перезаписи. Ещё одна важная особенность SandForce — технология RAISE, которая отводит часть доступной памяти под хранение контрольных сумм данных, что позволяет уверенно восстанавливать записанную информацию при ошибках чтения из флэша.

Иными словами, дизайн SandForce хорошо приспособлен для работы с недорогой NAND-памятью, которая может иметь не только невысокое качество, но и низкую скорость. Даже в том случае, если в диске будут использоваться асинхронные микросхемы с интерфейсом ONFI 1.0 и с пропускной способностью 50 Мбайт/с, восьмиканальная архитектура контроллера SF-2281 позволит получить вполне приемлемую производительность диска на уровне 400 Мбайт/сек на несжимаемых данных. Если же данные будут иметь более привычную для настольных систем избыточную структуру, то эта скорость повысится и даже сможет выбрать всю пропускную способность интерфейса SATA-600. Такие свойства контроллера SF-2281 толкают производителей на поиски оптимального баланса между быстродействием и ценой и обеспечивают разнообразие продуктов.

На примере участвующих в этом сравнении серий продуктов, давайте посмотрим, какие модификации дисков на основе одного и того же контроллера SandForce SF-2281 могут предложить производители.

Картина вырисовывается прелюбопытная. В разных дисках может применяться принципиально различная по характеристикам NAND-память, пропускная способность которой различается в три-четыре раза. Однако при этом производители не горят особым желанием указывать характеристики производительности, похожие на реальные. Пользуясь тем, что контроллер SF-2281 может сжимать данные, записываемые в память, маркетологи предпочитают оперировать величинами пиковой производительности, которая в таких условиях зависит лишь от контроллера.

В результате, получается парадоксальная ситуация — стоимость дисков с почти одинаковыми официальными спецификациями может различаться более чем в полтора раза из-за различий в «начинке». Совершенно очевидно, что на практике такие SSD одинаковыми быть не могут, и производители отдают предпочтение памяти с более высокой скоростью не просто так.

На самом же деле выбор памяти действительно оказывает значительное влияние на внутреннюю скорость накопителя. Синхронная флэш-память не просто использует стробирующий сигнал для передачи данных, но и работает как минимум в два раза быстрее асинхронной за счёт поддержки DDR-режима. Поэтому флэш-диски, снабжённые синхронной памятью, имеют гораздо меньше «узких мест» и могут показывать высокую скорость как на данных, подверженных сжатию, так и при работе с плохо сжимаемыми данными (к которым, например, относятся архивы, jpeg-изображения, видео в формате H.264 и т.п.). Правда, использование синхронной памяти оборачивается серьёзным увеличением стоимости накопителя.

Более дешёвая же асинхронная память ограничивает скорость обмена данными между контроллером и флэшом даже в случае использования восьми каналов. Поэтому в тех случаях, когда поток поступающих данных интенсивен и не может быть уменьшен за счёт сжатия, общая производительность SSD-накопителя снижается.

Иными словами, использование в твердотельных накопителях дорогой синхронной NAND-памяти с пропускной способностью 166 или 200 Мбайт/сек даёт вполне реальные преимущества, которые, очевидно, и обуславливают позиционирование SSD с ONFI 2.0 или Toggle Mode NAND-памятью в премиальном рыночном сегменте. Накопители же с асинхронной памятью играют роль более доступных решений. Однако прежде чем перейти к результатам практических испытаний, давайте посмотрим на участников тестирования подробнее.

Участники тестирования

Corsair Force 3 120GB

Corsair Force 3 — это один из самых дешёвых дисков в сегодняшнем тестировании, предлагающий стоимость одного гигабайта объёма в районе полутора долларов. Несмотря на это, данный SSD — вполне полноценный носитель платформы SandForce второго поколения, базирующийся на контроллере SF-2281 и поддерживающий стандарт SATA-600.

Секрет дешевизны этого накопителя кроется в памяти. Для своей серии Force 3 компания Corsair выбрала недорогую асинхронную память с пропускной способностью 50 МТ/сек. В нашем тестовом экземпляре накопителя мы обнаружили шестнадцать чипов Micron 29F64G08CBAAA, хотя в некоторых поставках производителем используется аналогичная NAND компании Intel. Эти микросхемы скрывают внутри себя по одному 25-нм кристаллу с плотностью 64 Гбит, что в сумме даёт ёмкость 128 Гбайт, часть которой используется контроллером SandForce для подменного фонда и хранения контрольных сумм. Наличие шестнадцати флэш-устройств означает, что на каждый канал контроллера SF-2281 приходится по две микросхемы, работающие с чередованием.


Характерной чертой SandForce-дисков компании Corsair является и их модифицированная прошивка. Инженеры компании дополнительно оптимизируют эталонную микропрограмму, предоставляемую производителем контроллеров. Поэтому нумерация версий у Corsair — собственная, однако последняя актуальная версия прошивки (номер 1.3) основывается на последнем коде SandForce 3.20, в котором, как обещается, ликвидированы все проблемы с нестабильной работой и «синими экранами».

Corsair Force GT 120 GB

Помимо дешёвой модели SSD, построенной на асинхронной NAND-памяти, Corsair предлагает и флагманские продукты с гораздо более высокой ценой за гигабайт, доходящей до 1,9 доллара. Однако серия Force GT оказывается несколько дешевле наиболее производительных предложений других поставщиков. Впрочем, как и в других случаях, по официальным спецификациям определить причины такого позиционирования совершенно невозможно. Производитель указывает самые высокие скорости последовательного и случайного доступа и сообщает типовые данные о начинке: контроллер SF-2281 и интерфейс SATA-600. Что же сразу выделяет Corsair Force GT в ряду собратьев, так это ярко-красный металлический корпус, положительное влияние которого на быстродействие на данный момент не доказано.

Чтобы понять, в чём же на самом деле разница между сериями Force GT и Force 3, придётся залезть внутрь корпуса. Дизайн печатной платы, на которой базируется более быстрый диск — почти такой же, но память — отличается и маркировкой, и её производителем. Force GT использует микросхемы Intel 29F64G08ACME2, которые, так же как и у младшей модели, выпускаются по 25-нм техпроцессу и содержат по одному NAND-устройству в каждой упаковке. Их плотность составляет 64 Гбита, поэтому в 120-гигабайтном диске таких чипов установлено шестнадцать. Отличие же заключается в том, что память в случае Force GT — синхронная, обладающая скоростью передачи данных 166 МТ/с (мегатрансферы в секунду).


Также как и в Force 3, при доступе к памяти контроллер использует восемь каналов с чередованием, а значит, на практике разница в скорости работы накопителей Corsair разных серий может быть кардинальной. Главное — измерять эту скорость, записывая на диск такие данные, которые контроллер SF-2281 не сможет сжать, — в этом случае узкое место Force 3, обладающего существенно более медленной памятью, даст о себе знать.

Что касается прошивки, то инженеры Corsair унифицировали их разработку, поэтому для дисков Force GT используется такая же микропрограмма 1.3 (родственная референсной прошивке SandForce 3.20), что и в случае серии Force 3.

Kingston HyperX SSD 240GB

Компания Kingston очень долго тянула с выпуском собственных SSD с современным интерфейсом SATA-600, и в итоге предложила единственную серию дисков HyperX SSD, базирующуюся на контроллере SF-2281. Эта серия тут же попала в число самых дорогих накопителей с контроллерами SandForce, так как Kingston оценивает каждый гигабайт ёмкости своих новых SSD примерно в два доллара.

В чём же причина таких амбиций? Маловероятно, что роль сыграл красивый разноцветный корпус, выполненный из разных материалов с рельефными надписями. Вряд ли дело и в комплекте поставки, которая у диска Kingston самая богатая. Она включает не только SSD и салазки для его установки в 3.5-дюймовый отсек корпуса, но и сувенирную отвертку, контейнер для диска, позволяющий его использование в качестве внешнего USB-накопителя, и программное обеспечение Acronis для клонирования информации с HDD.

Конечно же, как и во всех остальных случаях, дело в «начинке». К сожалению, нам не удалось разобрать накопитель из-за того, что Kingston применила винты с нестандартной головкой. Но, судя по информации в сети, она использовала в своём диске 25-нм синхронную NAND-память компании Intel, имеющую интерфейс ONFI 2.2. Особенность установленных в SSD микросхем Intel 29F16B08CCME2 заключается в том, что они содержат по два полупроводниковых кристалла флэш-памяти. В результате, принимая во внимание, что объём одного такого чипа составляет 128 Гбит, в 240-гигабайтном диске используется 16 микросхем или 32 флэш-устройства. Это значит, что высокая скорость работы HyperX SSD будет обеспечиваться не только хорошими скоростными характеристиками современной памяти, но и тем, что восьмиканальный контроллер SF-2281 может работать с четырёхкратным чередованием. Именно поэтому Kingston HyperX SSD следует отнести к числу наиболее продвинутых SandForce-накопителей.

Что касается прошивки, то на её модификацию инженеры особенно не заморачивались. В HyperX SSD применяется эталонное микропрограммное обеспечение SandForce версии 3.20.

OCZ Agility 3 240GB

Компания OCZ — это один из ближайших партнёров SandForce. Поэтому с появлением контроллера SF-2281 именно OCZ выпустила свои накопители на его основе первой, а линейка базирующихся на нём дисков разрослась до четырёх моделей: Vertex 3 Max IOPS, Vertex 3, Agility 3 и Solid 3. Соответственно, диск Agility 3 — это не самое дешёвое предложение OCZ, хотя стоимость гигабайта в этой модификации находится на уровне полутора долларов. Впрочем, различие в цене между Agility 3 и Solid 3, скорее, символическое, поэтому не следует думать, что Solid 3 может позволить серьёзно сэкономить.

Внутри накопителя Agility 3, естественно, установлена недорогая асинхронная память. В нашем экземпляре накопителя мы обнаружили шестнадцать микросхем Micron 29F128G08CFAAA. Каждый такой чип имеет ёмкость 128 Гбит и содержит внутри себя по два кристалла флэш-памяти, произведённых по современному 25-нм техпроцессу. Это значит, что, несмотря на ограниченную пропускную способность асинхронной флэш-памяти, в Agility 3 восьмиканальный контроллер SF-2281 может воспользоваться четырёхкратным чередованием, что отчасти способно маскировать низкую производительность оконечных NAND-устройств.



Суммарный объём всей памяти в Agility 3 составляет 256 Гбайт, однако, как и в любом другом накопителе на базе контроллера SandForce, часть этой памяти отдаётся под технологию RAISE и под зарезервированное пространство (over-provisioning). В дисках объёмом 240 Гбайт (на самом деле объём таких дисков — 224 «настоящих» Гбайта) такой «спрятанной» памяти 14,5 %, ровно столько же, сколько и в SSD меньшего объёма.

Следует отметить, что в отличие от многих других производителей компания OCZ дополнительно занимается оптимизацией референсной прошивки SandForce и разработкой собственного программного обеспечения. Последняя версия микропрограммы, предлагаемой разработчиком, имеет номер версии 2.11, но она базируется на прошивке SandForce 3.20. Кроме того, OCZ предлагает утилиту собственной разработки Toolbox , которая помимо обновления прошивки позволяет просматривать информацию SMART и выполнять функцию Secure Erase, возвращая производительность диска к первоначальному состоянию.


OCZ Vertex 3 Max IOPS 240GB

Обычная модификация Vertex 3 уже была нами протестирована в этой статье и произвела тогда очень хорошее впечатление. Для нового материала про SATA-600 твердотельные диски на базе контроллеров SandForce второго поколения компания OCZ предоставила нам свой самый быстрый накопитель с интерфейсом SATA 3.0 — Vertex 3 Max IOPS. Казалось бы, исходя из похожести в названиях, отличия между обычной версией Vertex 3 и её Max IOPS модификацией не должны быть слишком сильными. Откровенно говоря, мы ожидали увидеть оптимизированную версию прошивки или что-то подобное, но существенное более высокая стоимость Vertex 3 Max IOPS наводит на мысли о том, что не всё так просто.


И действительно, вскрытие показывает, что внутренности Vertex 3 Max IOPS кардинально отличаются от всего того, что мы видели ранее. «Фишка» этой модели в том, что OCZ заложил в неё 32-нм флэш-память компании Toshiba с интерфейсом Toggle Mode DDR. В тестировавшемся образце микросхемы памяти были промаркированы как Toshiba TH58TAG7D2FBAS9 — это значит, что это синхронные 128-гигабитные устройства, содержащие внутри себя по четыре 32-гигабитных полупроводниковых кристалла. Таким образом, несмотря на то, что пропускная способность Toggle Mode DDR MLC-флэша составляет лишь 133 МТ/сек, OCZ надеется получить выигрыш за счёт восьмикратного чередования, так как в Vertex 3 Max IOPS на восемь каналов контроллера SF-2281 приходится 64 NAND-устройства.



Кроме того, вторым плюсом использования именно старой 32-нм памяти является её более высокая надёжность. Стандартную 25-нм MLC NAND флэш-память можно стереть примерно 3000 раз до того, как она исчерпает ресурс и перестанет сохранять данные. Более же старая 32-нм память допускает до 5000 циклов перезаписи. Это значит, что до исчерпания ресурса на 240-гигабайтный диск Vertex 3 Max IOPS можно записать примерно 860 Тбайт информации (теоретически, если базироваться на формуле JEDEC).

Ситуация с прошивкой и с программным обеспечением одинакова для всех моделей дисков компании OCZ, построенных на контроллерах SandForce второго поколения. Соответственно, текущая прошивка для Vertex 3 Max IOPS имеет номер версии 3.11 и базируется на микрокоде SandForce 3.20, в котором должны уже быть исправлены все потенциальные источники проблем с нестабильной работоспособностью и неожиданными «синими экранами».

Patriot Pyro 240GB

Недорогие SSD, построенные на контроллерах SandForce второго поколения весьма популярны среди потребителей. По официальным характеристикам они уступают флагманским продуктам совсем незначительно, и их цена приятно удивляет. Поэтому многие компании стремятся иметь в своём ассортименте как дорогие, так и дешёвые предложения на базе контроллера SF-2281 с поддержкой интерфейса SATA-600. У Patriot роль дешёвого продукта играет Pyro — диск, с соотношением цены и объёма на уровне 1,6 доллара за гигабайт.

Как нетрудно догадаться глядя на ценник, основывается Pyro на недорогой асинхронной MLC NAND-памяти с невысокой пропускной способностью 50 МТ/сек. В данном случае внутри упаковки обнаруживается шестнадцать 128-гигабитных микросхем Intel 29F16B08CAME1, содержащих по два полупроводниковых NAND-устройства, выпущенных по современной 25-нм технологии. Как известно, Intel и Micron образуют одно совместное предприятие по производству флэш-памяти, однако принципы маркировки чипов у компаний немного различаются. На самом же деле память в Pyro совершенно аналогична памяти в OCZ Agility 3, так что эти диски — почти что близнецы с точки зрения аппаратной начинки (если закрыть глаза на некоторые различия в разводке печатной платы).


Впрочем, это вовсе не значит, что мы ждём от них идентичной производительности. Дело в том, что OCZ оптимизирует прошивки своих SSD, а в Pyro используется референсная микропрограмма версии 3.20.

Patriot Wildfire 120GB


Знакомясь с весьма оригинальным диском Vertex 3 Max IOPS, мы были уверены, что только OCZ решится на использование 34-нм флэш памяти. Однако в реальности это оказалось не так. Компания Patriot независимо от OCZ сконструировала во многом похожий диск Wildfire, который основывается на контроллере SandForce SF-2281 и использует MLC NAND-флэш c интерфейсом Toggle Mode DDR. В результате, диск Patriot Wildfire оказался не менее дорогостоящим, чем Vertex 3 Max IOPS, предложением, стоимость гигабайта в котором обходится примерно в 2,25 доллара.

Впрочем, между флагманскими SSD компаний OCZ и Patriot нельзя поставить знак тождественного равенства. Во-первых, Patriot предложила нам лишь 120-гигабайтный накопитель, в то время как OCZ не поскупилась на диск с ёмкостью 240 Гбайт. Серьёзные отличия обнаруживаются и во внутренней конструкции. Накопитель Patriot использует несколько иные микросхемы флэш-памяти производства Toshiba с маркировкой TH58TAG6D2FBA49. Они имеют ёмкость 64 Гбита и содержат внутри себя по два полупроводниковых кристалла. Всего таких микросхем шестнадцать, а значит, восьмиканальный контроллер SF-2281 в накопителе Wildfire может использовать только четырёхкратное чередование.


В результате, потенциально Wildfire может быть слегка медленнее, чем Vertex 3 Max IOPS, однако вряд ли речь будет идти о большом различии — и там, и там применена память со скоростным синхронным интерфейсом. Кроме того всё, что мы говорили про повышенную надёжность диска OCZ, на топовый флэш-накопитель Patriot тоже распространяется. Помимо памяти с иной организацией рассматриваемый продукт Patriot, как и Pyro, отличается использованием эталонной прошивки SandForce версии 3.20. Это — не плюс и не минус диска, просто разработчики посчитали микропрограмму производителя контроллера вполне совершенной.

Тестовая система

Для тестирования SSD накопителей мы собрали специальную систему, построенную на материнской плате с набором логики Intel H67, который, как известно, обладает парой SATA 6 Гбит/сек портов. Именно на этих портах мы и испытывали диски на базе контроллеров SandForce второго поколения, которые могут использовать этот скоростной режим передачи данных.

В целом, тестовая конфигурация включала следующий набор оборудования:

Процессор — Intel Core i5-2400 (Sandy Bridge, 4 ядра, 3,1 ГГц, технологии EIST и Turbo Boost –отключены);
Материнская плата — Foxconn H67S (версия BIOS A41F1P01);
Память — 2 x 2 GB DDR3-1333 SDRAM DIMM 9-9-9-24-1T;
Операционная система — Microsoft Windows 7 SP1 Ultimate x64;

Драйверы:

Intel Chipset Driver 9.2.0.1030;
Intel HD Graphics Driver 15.22.1.2361;
Intel Management Engine Driver 7.1.10.1065;
Intel Rapid Storage Technology 10.6.0.1022.

Скорость случайного и последовательного чтения/записи

Для измерения скорости случайного и последовательно чтения и записи мы используем тест CrystalDiskMark 3.0.1b. Этот тест удобен тем, что позволяет измерять скоростные характеристики SSD-накопителей как на случайных несжимаемых данных, так и при использовании полностью сжимаемых шаблонных данных. Поэтому, на приводимых далее диаграммах приводится по два числа — максимальная и минимальная скорость работы накопителя. Реальные же показатели, соответственно, будут лежать внутри приводимых диапазонов в зависимости от того, как с их сможет уплотнить контроллер SF-2281.

Результаты тестов скорости последовательного чтения и записи дают весьма интересную пищу для размышлений. Как мы видим, производители SSD лукавят не так уж и сильно, когда указывают в спецификациях совершенно разнородных продуктов близкие скорости работы. Просто речь идёт о работе с такими данными, которые контроллер SF-2281 в состоянии хорошо уплотнить. И если судить по этим характеристикам, то выделить лидеров очень сложно, так как преимущество дорогих дисков с синхронной флэш-памятью не то что малозаметно, но иногда даже и вообще отсутствует.

Однако разброс скоростей на несжимаемых данных расставляет всё на свои места. Более производительные модификации SSD демонстрируют лишь незначительное падение скорости чтения, в то время как диски с асинхронной NAND-памятью читают данные примерно вдвое медленнее. При записи ранжирование получается ещё более явным. На первом месте оказывается Kingston HyperX SSD, а за ним следует OCZ Vertex 3 Max IOPS. Однако не обошлось и без сюрпризов. Высокой скоростью записи оказались способны похвастать и некоторые диски с асинхронной памятью. Например, OCZ Agility 3 неожиданно обогнал не только Corsair Force GT, но и даже Patriot Wildfire.

Таким образом, реальная скорость работы твердотельных накопителей, построенных на SandForce SF-2281, может сильно разниться в зависимости от того, с насколько сжимаемыми данными ему приходится иметь дело. Примерно вот так выглядит характер зависимости скорости от степени сжимаемости данных для быстрого диска с синхронной флэш-памятью (на примере OCZ Vertex 3 Max IOPS):

И вот так проявляется эта зависимость в случае диска с медленным флэшом (на примере Patriot Pyro):

Фактически, быстрая подсистема NAND-памяти позволяет создавать SandForce-диски, в которых скорость чтения постоянна на любых данных. Скорость же записи на несжимаемых данных падает в любом случае, но у дисков с асинхронным флэшом проседание производительности выражено гораздо сильнее.

Перейдём к тестам скорости случайного чтения и записи.


Четвёрка дисков с синхронной памятью: Corsair Force GT, Kingston HyperX SSD, OCZ Vertex 3 Max IOPS и Patriot Wildfire, при случайном чтении демонстрирует более высокую производительность. При записи же всё менее однозначно. Работа со сжимаемыми данными ставят на первые места Patriot Pyro, OCZ Agility 3 и Patriot Wildfire, а вот с несжимаемыми данными лучше работают диски Corsair. Похоже, что в этом случае роль играют оптимизации прошивки, а не какие-то аппаратные особенности SSD.


Случайные обращения блоками по 4 Кбайта с глубиной очереди 32 команды создают на флэш-накопители более высокую нагрузку, поэтому в этом случае кроме качественно разработанной микропрограммы важна и добротная аппаратная часть. Как мы видим, основной лидер по скорости чтения — это OCZ Vertex Max IOPS, а Kingston HyperX SSD и Patriot Wildfire отстают от него достаточно ощутимо.

При тестировании случайной записи 4-килобайтных блоков с 32-командной очередью разброс между результатами оказывается не таким сильным, как при чтении, и тут лидирует Kingston HyperX SSD. Вместе с этим хочется отметить хороший результат некоторых SSD на базе асинхронной памяти, например OCZ Agility 3 и Patriot Pyro вполне могут посоперничать с более дорогими собратьями. Расстраивают же результаты обоих твердотельных дисков Corsair, которые во всех тестах случайного чтения и записи работают не самым лучшим образом, вероятно, из-за особенностей своей прошивки.

Как мы увидели, серьёзные отличия между производительностью дисков наличествуют в достаточном количестве тестов. Если речь идёт о работе с хорошо сжимаемыми данными, то почувствовать различия в скорости SSD можно при случайном чтении с глубокой очередью запросов. Несжимаемые же данные дают дискам демонстрировать разную производительность почти всегда, кроме случайной записи. Таким образом, чтобы там не говорили маркетинговые отделы производителей, в реальной работе SSD-диски на контроллерах SandForce второго поколения будут различаться гораздо сильнее, чем это отражено в их спецификациях. Случаи же, когда они работают с близким быстродействием, хотя и существуют, они настолько частные, что в реальной жизни вы, скорее всего, с ними не встретитесь.

Тесты в IOMeter

Своего рода индустриальным стандартом при тестах дисковых накопителей, включая и SSD, выступает синтетический тест IOMeter. Поэтому мы не стали обходить его стороной, задействовав для наших целей самую последнюю из доступных версий — 1.1.0 RC1. Возможности этого теста чрезвычайно широки, однако, учитывая, что в случае твердотельных накопителей основополагающее значение имеют четыре характеристики — случайное чтение и запись и последовательная чтение и запись — именно на их измерении мы и сосредоточились.

В первом тесте мы измерили скорость случайного чтения и записи при работе с блоками объёмом 4 Кбайта. Глубина очереди запросов в данном случае осталась равной единице, но использовалось четыре независимых потока — по числу процессорных ядер. Такая модель обращения к диску более адекватна современным реалиям, когда в компьютерах используются многозадачные операционные системы. При тестировании мы использовали псевдо-случайные данные.


При операциях чтения лучшим результатом могут похвастать два диска — OCZ Vertex Max IOPS и Kingston HyperX SSD. При записи же к группе лидеров неожиданно присоединяются и два недорогих диска — OCZ Agility 3 и Patriot Pyro.

Второй тест в IOMeter полностью повторял предыдущую ситуацию, однако глубина очереди запросов увеличивалась до 32 команд. По сравнению с предыдущим испытанием это существенно утяжеляет нагрузку на систему хранения данных.


Результаты с первой диаграммы, относящейся к случайному чтению, особенно важны — большинство реальных обращений к SSD, скорее всего, будет иметь близкий характер. Поэтому то, что в этом случае OCZ Vertex Max IOPS существенно отрывается от преследователей, полностью оправдывая своё название, — очень позитивная характеристика данного диска. Однако при записи картина изменяется. На первое место выходит Kingston HyperX SSD, а в группу лидеров вновь попадают — OCZ Agility 3 и Patriot Pyro.

Финальный тест моделировал последовательные обращения к накопителям блоками размером по 128 Кбайт. Тестирование выполнялось в один поток, глубина очереди была равна единице. Как и в предыдущих случаях, данные носили псевдо-случайный характер.


Скорость чтения у всех дисков, построенных на контроллерах SandForce второго поколения, оказывается по данным IOmeter примерно одинаковой. Зато при последовательной записи результаты не столь однотипны. Лидирует Kingston HyperX SSD, а хорошими результатами среди недорогих предложений могут похвастать накопители OCZ Agility 3 и Patriot Pyro.

Тесты в Futuremark PCMark 7

Известный тест PCMark 7 включает отдельный тест для измерения производительности дисковой подсистемы. Причём, он имеет не синтетическую природу, а, напротив, основывается на том, как работают с диском реальные приложения. Этот тест воспроизводит настоящие сценарии-трассы использования диска в распространённых задачах и замеряет скорость их выполнения. Причём, воспроизведение потока команд происходит не сплошняком, а так, как это происходит в реальности — с определёнными паузами, обусловленными необходимостью обрабатывать поступающие данные. Результатом теста является общий индекс производительности дисковой подсистемы и показатели скорости в отдельных сценариях в мегабайтах в секунду. Заметьте — производительность в сценариях в абсолютном выражении получается относительно невысокой, так как в неё вносят вклад те самые моделируемые паузы между отдельными операциями ввода-вывода. Иными словами, то, что выдаёт PCMark 7 — это скорость дисковой подсистемы со стороны приложения. Такие величины дают нам информацию не столько о чистой производительности накопителей, сколько о том, какой практический выигрыш способен привнести тот или иной SSD при реальной работе.

Рейтинг, который PCMark 7 выставляет участникам тестов, чётко сортирует их на дорогие SSD с синхронной памятью и на более дешёвые накопители с асинхронным MLC NAND флэшом. Среди производительных дисков лидирует OCZ Vertex 3 Max IOPS, лидерами же среди доступных решений оказываются OCZ Agility 3 и Patriot Pyro.

Однако в целом разница в производительности между самым быстрым и самым медленным накопителем не превышает и десяти процентов, что, хотя и кажется незначительным, на практике вполне отражает реальную ситуацию. Тем не менее, для полноты картины следует ознакомиться и с промежуточными результатами показанными дисками при прохождении отдельных тестовых трасс.







Для проверки скорости копирования файлов разного типа мы воспользовались тестом AS SSD версии 1.6.4237.30508. Копирование выполняется в пределах одного раздела, созданного на полном объёме SSD.



Наилучшую производительность при копировании файлов показывают с переменным успехом Kingston HyperX SSD и OCZ Vertex 3 Max IOPS — основные лидеры сегодняшнего тестирования. Однако это — дорогие накопители. Среди же более дешёвых SSD лучшим результатом может похвастать OCZ Agility 3 и Patriot Pyro.

Выводы

Итак, мы рассмотрели семь разных дисков на одном и том же контроллере SandForce SF-2281, и самый главный вывод, к которому нас привело проведённое тестирование, это то, что контроллер нельзя считать определяющим компонентом современного твердотельного накопителя. Большое значение имеют как оптимизации прошивки, так и выбор NAND памяти, влияние которых на конечное быстродействие более чем значительно.

В результате, среди семи протестированных устройств, основывающихся на SF-2281, нет и пары похожих — все SSD имеют те или иные особенности. В целом, можно сказать, что главная классификация идёт по типу используемой памяти. Накопители с синхронной MLC NAND-памятью относятся к числу более производительных, но и более дорогих моделей, а SSD, основанные на асинхронном флэше — дешевле, но и медленнее. Но и в каждой из этих подгрупп есть свои фавориты и аутсайдеры.

В этой связи в первую очередь необходимо отметить продукцию компании OCZ. Данный производитель имеет особые отношения с SandForce и это сказывается во всём. У OCZ и самая разнообразная линейка продуктов на базе SF-2281, и оригинальное программное обеспечение, и новые прошивки эта фирма выпускает быстрее и чаще. Да и с точки зрения быстродействия к протестированным решениям OCZ тяжело предъявить какие-то претензии. Однако OCZ не является единоличным лидером среди поставщиков дисков на базе контроллеров SandForce второго поколения.

Если говорить о твердотельных накопителях, показывающих максимальную производительность, то тут пальму первенства следует присудить двум продуктам: OCZ Vertex 3 Max IOPS и Kingston HyperX SSD. Первый накопитель из этой пары быстрее в немного большем количестве тестов, зато второй — немного дешевле и при этом имеет запоминающийся внешний вид и интересный комплект поставки.

Однако цены таких предложений заставляют опуститься с небес на землю и обратить внимание на ряд более дешёвых моделей, среди которых также есть свои лидеры с соблазнительным сочетанием цены и производительности. В этом ценовом сегменте мы бы посоветовали обратить внимание на накопители OCZ Agility 3 и Patriot Pyro. Эти две серии SSD могут позволить ощутимо сэкономить, но при этом не так уж и сильно потерять в реальной скорости.

Другие материалы по данной теме

Гибрид своими руками: Intel против HighPoint
SSD-диски с интерфейсом SATA600
SSD на PCI-Express: OCZ IBIS против OCZ RevoDrive