Обзор твердотельных накопителей Corsair Force GT Series 240 Гбайт и Corsair Force 3 Series 240 Гбайт

Введение

Недавнее сравнительное тестирование твердотельных накопителей, базирующихся на одном из самых популярных на данный момент контроллеров SandForce SF-2281, показало, что контроллер сам по себе является далеко не главным параметром, определяющим быстродействие диска. Не меньшее значение имеет и удачный выбор производителем NAND-памяти, которая в определённых ситуациях способна становиться «узким местом» и ограничивать скорость работы. К тому же есть и третий параметр – схема организации этой памяти. Контроллер SF-2281 является восьмиканальным, и в подавляющем большинстве SSD представленных на рынке (если не брать в рассмотрение начальные модели с ёмкостью менее 120 Гбайт), используется все восемь каналов. Однако, как показывает практика, достаточно существенное влияние на производительность способно оказать и количество микросхем и NAND-устройств в каждом канале. Грубо говоря, чем больше кристаллов флэш-памяти подсоединено к каждому каналу, тем лучше. И это не магия, а вполне объективная реальность, обусловленная алгоритмами работы контроллеров SandForce.

Результатом такой особенности контроллера SF-2281 становится увеличение скорости работы дисков с ростом их объёма. Вы, наверное, обращали внимание, что производители дисков указывают для своих 240-гигабайтных продуктов более высокие характеристики. И это не просто маркетинг, направленный на продвижение продуктов большего объёма. Практические тесты также говорят о том, что 120-гигабайтным моделям дисков соперничать с 240-гигабайтными модификациями очень тяжело. Поэтому, например, в нашем предыдущем обзоре диски компании Corsair, Force 3 и Force GT, получили достаточно сдержанные оценки – они были представлены модификациями меньшей ёмкости. К сожалению, во время проведения испытаний этот производитель не смог нам предоставить свои вместительные модели, а более дешёвые 120-гигабайтные модификации отстали по скорости от 240-гигабайтных OCZ Vertex 3 Max IOPS, Kingston HyperX и OCZ Agility 3. Имея в виду истинную причину такого выступления продуктов Corsair, мы вновь связались с производителем и попросили всё-таки прислать нам продукты увеличенного объёма. Эта просьба была удовлетворена, и сегодня, наконец, мы сможем познакомиться с производительностью 240-гигабайтных Corsair Force 3 и Force GT.

Именно так и родился данный обзор, решающий сразу две задачи. Во-первых, мы восстановим справедливость в отношении SSD компании Corsair. А, во-вторых, на примере Corsair Force 3 и Force GT посмотрим на то, как объём твердотельных накопителей на базе контроллеров SandForce влияет на их производительность.

Но начнём мы, по традиции, с кратким знакомством с поставкой, внешним видом и устройством предоставленных на тесты моделей.

Corsair Force Series 3 240 Гбайт

Force 3 – это дешёвая серия дисков Corsair, основанная на контроллере SandForce второго поколения. Идея заключается в том, что диск комплектуется недорогой NAND-памятью, невысокая производительность которой должна маскироваться продвинутыми алгоритмами работы контроллера. Такие алгоритмы – одно из основных преимуществ серии SF-2200, за которое его так любят производители SSD. Благодаря реализации сжатия данных «на лету» даже с недорогой памятью он способен обеспечить не только хорошую скорость обмена данных, но и высокую надёжность диска, обуславливаемую увеличением резервного пространства. В итоге, мы получаем вполне приемлемые скоростные характеристики и цену гигабайта примерно на уровне 1.3-1.4 доллара, что можно считать действительно выгодным предложением.

Диск Corsair Force 3 Series 240 Гбайт поставляется в небольшой коробке с неброским дизайном.

Внутри, помимо самого SSD, находятся ещё и «салазки» с набором крепежа, позволяющие надёжную установку 2.5-дюймового твердотельного накопителя в 3.5-дюймовый отсек корпуса.

Сам SSD имеет строгий чёрный дизайн.

Впрочем, самое интересное, конечно, скрыто внутри этого корпуса. А именно – печатная плата.

Контроллер SandForce облепило много-много микросхем памяти, целых 32. Микросхемы в нашем случае изготовлены компанией Micron и носят маркировку 29F64G08CBAAA, однако Corsair в некоторых партиях может использовать и другие чипы с аналогичными характеристиками. Каждая микросхема имеет ёмкость 64 Гбита и представляет собой дешёвый 25-нм MLC-флэш с асинхронным интерфейсом. Иными словами, это точно такая же память, как и в 120-гигабайтной версии рассматриваемого SSD. Только в этом случае её вдвое больше – 256 Гбайт, 16 Гбайт из которых «скрыто» от пользователя и используется для организации подменного фонда. В итоге, на каждый канал контроллера приходится по четыре флэш-устройства, что позволяет использовать при обращении к памяти четырёхкратное чередование.

Кстати, обратите внимание, что хотя мы и говорим о контроллере как о SandForce SF-2281, на самом деле реальная микросхема промаркирована SF-2282. В этом нет никакого подвоха, SF-2282 отличается от SF-2281 лишь косметически – имеет упаковку другого форм-фактора и наделён поддержкой 128-битных NAND-устройств.

В текущий момент в диске Corsair Force 3 используется прошивка версии 1.3.3, которая основывается на референсной микропрограмме SandForce версии 3.3.2. Мы специально акцентируем на этом внимание, так как эта прошивка, по информации производителя, спустя полгода после релиза контроллера окончательно решает все позорные проблемы со спорадическим возникновением BSOD.

Формальные характеристики 240-гигабайтной версии Corsair Force 3 выглядят так:

Контроллер: SandForce SF-2282;
Интерфейс: SATA 6 Гбит/с;
Флэш-память: Асинхронная NAND;
Ёмкость: 240 Гбайт;
Кэш-память: нет;
Скорость последовательного чтения: 550 Мбайт/сек;
Скорость последовательной записи: 520 Мбайт/сек;
Скорость случайной записи (блоки 4 Кбайта): 85000 IOPS.

Corsair Force Series GT 240 Гбайт

Производительная серия дисков Corsair, основанных на контроллере SandForce SF-2281, предлагается под торговой маркой Force GT. Здесь производитель уже не экономит на компонентах, а старается достичь наивысшего быстродействия, поэтому в данном случае применяется синхронный флэш. Обратной стороной выбора этого вида NAND-памяти является рост цены, которые в пересчёте на гигабайт объёма, достигает 1.7 долларов.

Упаковка Corsair Force GT не отличается от коробки Corsair Force 3 по размеру и форме, но выполнена в немного иной цветовой гамме. Кроме того, в данном случае производитель не постеснялся сообщить нам сведения о пиковых скоростях прямо на лицевой стороне упаковки.

Комплект поставки диска не отличается от того, что мы выдели у более дешёвой модели.

Желая подчеркнуть «породистость» дисков серии Force GT, Corsair наделяет их корпусом ярко-красного цвета.

Печатная плата 240-гигабайтной модификации Corsair Force GT существенно отличается от начинки 120-гигабайтной модели, которую мы препарировали ранее. Её размер несколько уменьшился, а количество микросхем флэш-памяти осталось тем же.

Секрет прост – здесь установлены чипы объёмом не 64, а 128 Гбит. Производитель флэша – Micron, а внутри каждой микросхемы содержится два физических полупроводниковых кристалла, скомпонованные методом наложения. Интерфейс у этой памяти – синхронный ONFI 2.2 со скоростью обмена 166 МТ/сек. Конечно, абсолютные цифры говорят мало что, но, по сути, можно сказать, что память у 240-гигабайтного SSD Corsair Force GT используется примерно такая же, как в Kingston HyperX, который был одним из лидеров нашего прошлого обзора. Более того, на каждый канал памяти контроллера в рассматриваемом диске Force GT приходится по четыре NAND-устройства, то есть, как и в случае с 240-гигабайтным Force 3, имеет место четырёхкратное чередование.

Для Corsair Force GT Series также имеется прошивка 1.3.3, основанная на последней версии микропрограммы SandForce. Хочется надеяться, что SandForce действительно смогла найти все критические ошибки в своём программном обеспечении, так как они достаточно серьёзно отравляли жизнь владельцам дисков на базе контроллера SF-2281. И дело даже не в высокой вероятности отказов – она для SSD Corsair составляет всего 2.9 % (по данным европейских ретейлеров). Проблема в том, что это более чем в три раза выше вероятности отказов дисков Crucial или Intel, что, благодаря интенсивному обсуждению в рамках комьюнити, обеспечивает вокруг SandForce неприятный ореол ненадёжности. Посмотрим, насколько сможет отделаться от него SandForce и Corsair теперь, после выхода новой прошивки.

Что же касается спецификаций, то для Corsair Force GT 240 Гбайт они выглядят так:

Контроллер: SandForce SF-2281;
Интерфейс: SATA 6 Гбит/с;
Флэш-память: Синхронная NAND;
Ёмкость: 240 Гбайт;
Кэш-память: нет;
Скорость последовательного чтения: 555 Мбайт/сек;
Скорость последовательной записи: 525 Мбайт/сек;
Скорость случайной записи (блоки 4 Кбайта): 85000 IOPS.

Отличия в характеристиках от Corsair Force Series 3 240 Гбайт – совсем незначительные, однако диски различаются по сути. В серии GT установлена быстрая MLC-память, позволяющая не уповать на алгоритмы сжатия, заложенные в контроллере SandForce. Насколько же это сказывается на реальной производительности, мы увидим далее.

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 испытываем твердотельные накопители.

В целом, тестовая конфигурация включает 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;
Системный накопитель – Crucial m4 256 Гбайт (CT256M4SSD2);
Тестовые накопители:

Corsair Force 3 Series 120 Гбайт (CSSD-F120GB3-BK);
Corsair Force 3 Series 240 Гбайт (CSSD-F240GB3-BK);
Corsair Force GT Series 120 Гбайт (CSSD-F120GBGT-BK);
Corsair Force GT Series 240 Гбайт (CSSD-F240GBGT-BK);
Crucial m4 256 Гбайт (CT256M4SSD2);
Kingston HyperX 240 Гбайт (SH100S3/240G);
OCZ Agility 3 240 Гбайт (AGT3-25SAT3-240G).

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 10.8.0.1003.

Секрет производительности – интерливинг

Как видим, 240-гигабайтные диски Corsair, обещая более высокую, чем у менее ёмких собратьев, производительность, опираются на четырёхкратное чередование (интерливинг). Суть схемы с интерливингом заключается в том, что в один канал контроллера SandForce можно включить несколько NAND-устройств (NAND-микросхем): от одной до восьми. Работа с несколькими устройствами в канале организуется таким образом, что обращения к ним чередуются. В результате, когда одна из микросхем флэш-памяти уже занята какой-либо операцией (занимающей несколько тактов), отвечающий за неё канал не блокируется. Контроллер может воспользоваться этим же каналом для работы с другим, простаивающим в этот момент устройством NAND. То есть, эффективность использования каждого канала возрастает, что и выливается в рост производительности. Эта схема наиболее результативно работает во время записи, позволяя игнорировать задержки, необходимые на достаточно длительное сохранение данных в устройстве флэш-памяти.

Вследствие такой конвейеризации, контроллер с большим количеством устройств NAND в канале обеспечивает более высокую производительность. Учитывая, что типичный объём одного кристалла флэша, выпущенного по 25-нм технологическому процессу, составляет 64 Гбита, увеличение объёма накопителя волей-неволей приводит к росту кратности интерливинга. В частности объём SSD в 240 Гбайт в случае использования современной 25-нм флэш-памяти означает наличие 32 устройств, то есть по четыре устройства на канал. Соответственно, в SSD серий Corsair Force GT и Corsair Force 3 мы получаем четырёхкратный интерливинг.

Впрочем, необходимо понимать, что интерливинг, хотя и является путём для роста производительности, не приводит к кратному увеличению скорости. Во-первых, чередование микросхем возможно не всегда. Например, на операциях чтения всё определяется размещением информации в NAND-устройствах и не подвластно контроллеру. Во-вторых, даже в идеальном случае, при стирании и записи, контроллер вынужден обращаться к устройствам в канале по очереди, а не параллельно, также добавляя дополнительные задержки.

Иными словами, основываясь на одних лишь теоретических суждениях, достоверно оценить пользу интерливинга проблематично. Поэтому мы провели практические тестирование, в рамках которого напрямую сравнили 120- и 240-гигабайтные модификации Corsair Force 3 и Force GT. Для измерений использовалась утилита CrystalDiskMark 3.0.1. Этот бенчмарк 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/SF-2282.

Влияние чередования переоценить очень сложно. Четырёхкратный интерливинг, реализованный в SSD-накопителях объёмом 240 Гбайт, позволяет получить достаточно серьёзное преимущество в целом ряде случаев. В первую очередь это касается последовательной записи. Прирост скорости составляет от 70 до 90 процентов в зависимости от того, идёт речь о диске с асинхронной памятью, или о Force GT, построенном на быстром синхронном флэше. Однако столь существенный выигрыш наблюдается только на несжимаемых данных, в случае же сжимаемой информации контроллер SF-2281/SF-2282 успешно компенсирует чередование с увеличенной кратностью.

Кроме того, за счёт интерливинга растёт скорость случайного доступа при «глубокой» очереди запросов. В таких условиях ускоряется и чтение, и запись, причём чтение – даже при работе со сжимаемыми данными. Выигрыш составляет от 55 до 85 процентов, и для более быстрых дисков серии Force GT он вновь более заметен. Что же касается обычных тестов на скорость случайного чтения и записи, то они преимуществ ёмких дисков с увеличенной кратностью интерливинга не выявляют.

Получается, что диски Corsair, относящиеся к одной и той же серии, но отличающиеся по объёму, имеют принципиально разные скоростные характеристики. В официальных спецификациях производитель указывает слегка разнящуюся скорость для 120- и 240-гигабайтных моделей, но по факту, с потребительской точки зрения, отличия между их производительностью – кардинальные. Предложения с большей ёмкостью гораздо интереснее и быстрее даже несмотря на то, что в рамках одной и той же серии накопителей используется одинаковая элементная база. Именно поэтому при выборе SSD мы советуем обращать внимание не только на используемый контроллер и тип флэш-памяти, но и на её организацию. Большое влияние на быстродействие оказывает не только количество каналов, но и, как мы убедились воочию, интерливинг.

Производительность

Переходим к сравнительному тестированию дисков одного класса – моделей накопителей, имеющих объём 240 или 256 Гбайт. В сравнении, помимо пары накопителей Corsair, принимают участие два накопителя на базе контроллера SandForce SF-2281 с синхронной и асинхронной NAND-памятью (Kingston HyperX SSD и OCZ Agility 3), а также представитель другого мира Crucial m4, в основе которого лежит контроллер Marvell 88SS9174.

Скорость случайного и последовательного чтения/записи

Для измерения скорости случайного и последовательно чтения и записи мы используем тест CrystalDiskMark 3.0.1.

И всё сразу встаёт на свои места. Результаты дисков одинакового объёма, основанных на контроллере SandForce SF-2281/SF-2282, делятся на две группы. Быстрые SSD, использующие синхронный MLC-флэш, оказываются в числе лидеров. Накопители же на асинхронной памяти существенно отстают от них, что особенно сильно проявляется, когда дело касается работы с несжимаемыми данными. Соответственно, Corsair Force GT попадает в группу лидеров, а Corsair Force 3 относится к числу более медленных предложений, аналогичных OCZ Agility 3.

Тесты в IOMeter

Своего рода индустриальным стандартом при тестах дисковых накопителей, включая и SSD, выступает синтетический бенчмарк 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.

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

Тестирование скорости работы со случайными блоками позволяет укрепиться в мнении о том, что диски Corsair с точки зрения практических характеристик очень похожи на современные SandForce-предложения других производителей. И они, также как продукты Kingston и OCZ, уступают здесь диску Crucial, использующему контроллер Marvell. Фундаментальное отличие тестов IOMeter от представленных в предыдущем разделе CrystalDiskMark состоит в создании многопоточной нагрузки, для которой, очевидно, архитектура, реализованная Crucial, подходит лучше.

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 последовательного чтения оказывается почти одинаковой, но вот при последовательной записи Corsair Force GT вырывается вперёд, попадая в группу наиболее производительных предложений. Corsair Force 3 – медленнее, он работает на уровне OCZ Agility 3. Однако, учитывая его более низкую стоимость, можно сказать, что серия Force 3 исповедует другой подход – получение выгодного сочетания цены и быстродействия.

Тесты в Futuremark PCMark 7

Известный тест PCMark 7 включает отдельный бенчмарк для измерения производительности дисковой подсистемы. Причём, он имеет не синтетическую природу, а, напротив, основывается на том, как работают с диском реальные приложения. Этот бенчмарк воспроизводит настоящие сценарии-трассы задействования 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 накопителям на базе контроллера SF-2281/SF-2282, чётко сортирует их на дорогие SSD с синхронной памятью и на более дешёвые накопители с асинхронным MLC NAND флэшом. К первому типу твердотельных дисков относится Corsair Force GT, более дешёвый Corsair Force 3 – яркий представитель второй разновидности. Использующий же иную аппаратную базу Crucial m4 занимает между ними промежуточное положение.

В целом разница в производительности между Corsair Force GT и Corsair Force 3 не превышает и 9 процентов, что, хотя и кажется незначительным, на самом деле вполне отражает реальную ситуацию. Именно на такое различие в скорости реальных дисковых операций и следует рассчитывать при выборе Force GT вместо Force 3 и наоборот.

Тем не менее, для полноты картины следует ознакомиться и с промежуточными результатами показанными дисками при прохождении отдельных тестовых трасс. Тем более что в некоторых ситуациях отличия в быстродействии достигают более внушительного размера.


Скорость копирования файлов

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

Никаких принципиально новых выводов, глядя на результаты тестов копирования, сделать невозможно. Мы снова видим ту же самую картину, когда Corsair Force GT сравнивается по производительности с быстрыми SSD на базе SF-2281 (иногда даже немного выделяясь на их фоне), а Corsair Force 3 выступает на уровне недорогих моделей SSD с асинхронной памятью.

Выводы

Выбирая SSD на базе контроллера SandForce SF-2281/SF-2282, которые остаются одним из самых интересных с точки зрения производительности решений, следует принимать во внимание не только используемый в накопители тип флэш-памяти, но и её объём. Увеличение ёмкости накопителя сопровождается ростом числа флэш-устройств, что заставляет разработчиков использовать интерливинг, полезным побочным эффектом которого выступает рост производительности целого ряда операций. Причём, речь тут идёт не о небольших отличиях в скорости, а о вполне осязаемом более чем полуторакратном приросте при последовательной записи и случайных операциях с глубокой очередью запросов. В итоге, 240-гигабайтные SSD, основанные на медленной асинхронной памяти, могут оказаться даже быстрее, чем 120-гигабайтные накопители с синхронным NAND-флэшом. Иными словами, если в SSD вас интересует в первую очередь высокая скорость работы, то, очевидно, придётся раскошеливаться на ёмкие модели.

Среди таких моделей вполне можно выбрать и рассмотренные нами диски Corsair. Они выступают вполне типичными представителями отряда SandForce-накопителей второго поколения. Corsair Force GT 240 Гбайт – это быстрый вариант с 25-нм синхронной памятью, который по производительности аналогичен Kingston HyperX или OCZ Vertex 3. Corsair Force 3 240 Гбайт же – это более доступная модель с 25-нм асинхронной памятью, которую можно считать аналогом накопителей OCZ Agility 3 или Patriot Pyro. Однако в сравнении с конкурентами у дисков Corsair есть неоспоримое преимущество. Маркетинговый отдел компании неустанно следит за рыночной ситуацией и своевременно корректирует свою ценовую политику, добиваясь, чтобы Force 3 и Force GT оказывались в числе наиболее выгодных по стоимости вариантов.

В результате, рассмотренные 240-гигабайтные Corsair Force GT и Corsair Force 3 мы вполне можем рекомендовать к приобретению, если, конечно, вас не пугает дурная слава контроллера SF-2281. Впрочем, мнение о ненадёжности SSD на его основе, на наш взгляд, во многом утратило свою актуальность, так как касалось оно в основном первых партий накопителей. Сейчас же диски на базе контроллеров SandForce второго поколения – это уже вполне зрелые решения. К тому же, на случай выхода накопителя из строя производитель предлагает трёхгодовую гарантию, а с проблемами BSOD, кажется, SandForce всё-таки разобралась на уровне прошивки.