Обзор твердотельного накопителя Kingmax SMP35 Client 480 Гбайт

Введение

Компанию Kingmax до недавнего времени можно было охарактеризовать как одного из производителей оверклокерской оперативной памяти средней руки. Особую известность ей удалось снискать благодаря выпуску уникальных модулей памяти, у которых вопрос отвода тепла от чипов решался не традиционными путями, а при помощи нанотехнологий. Радиаторы в инновационных модулях памяти Kingmax заменяет специальный наносимый на поверхность модулей памяти теплопроводный состав, который при застывании приобретает пористую на нано-уровне поверхность, повышающую скорость отведения тепла в атмосферу.

Однако продукция компании – это не только модули памяти для энтузиастов. Подобно многим другим фирмам, начинавшим свой бизнес с оперативной памяти, Kingmax производит также различную мелкую периферию и изделия, использующие NAND-флэш: USB-флэшки, карты памяти, кард-ридеры, внешние жёсткие диски и твердотельные накопители. Таким набором смежной продукции вряд ли кого-то можно удивить, похожий ассортимент предлагают многие фирмы. Но Kingmax старается искать какие-то оригинальные ходы не только при работе над дизайном оверклокерской памяти: определённым своеобразием отличаются и продукты других товарных категорий. Сегодня, например, нам предстоит знакомство с одним из SSD, разработанным инженерами этой компании, который сочетает значительный объём и невысокую стоимость. Речь пойдёт о 480-гигабайтном SATA III твердотельном накопителе со странным названием SMP35 Client, предлагающем цену за гигабайт, вплотную приближающуюся к психологическому барьеру в 1 доллар.

Ещё не начиная непосредственное знакомство с SSD, уже можно сказать, что основывается он на контроллере SandForce второго поколения. Это – единственный возможный вариант, которым могут пользоваться производители, не располагающие собственной обширной инженерной базой. SandForce предлагает партнёрам полностью готовую платформу для выпуска флэш-накопителей, которая включает контроллер, прошивку и эталонный дизайн печатной платы. Именно поэтому такие однотипные решения всё сильнее и сильнее заполоняют рынок. Однако у Kingmax нашлись и какие-то собственные идеи, которые позволили снизить цену немного ниже привычного уровня. Итак, давайте посмотрим, в чём же кроется секрет Kingmax SMP35 Client 480 Гбайт и проанализируем, сможет ли он стать достойной альтернативой другим вместительным SSD как на контроллерах SandForce, так и прочим более оригинальным разработкам.

Kingmax SMP35 Client 480 Гбайт

Полученный нами на тесты накопитель Kingmax SMP35 Client 480 Гбайт оказался упакован в достаточно крупную по сравнению с размерами стандартного 2.5-дюймового диска картонную коробку. На её лицевой стороне перечислены маркетинговые преимущества этого решения, которые можно отнести в адрес практически любого твердотельного накопителя, а оборотная сторона содержит список ничего не говорящих спецификаций в духе «скорость чтения до 550 Мбайт/сек».

Габариты упаковки оказались обманчивы, внутри мы обнаружили совершенно стандартный набор принадлежностей: сам SSD, небольшое руководство, салазки для крепления накопителя в 3.5-дюймовом отсеке корпуса и четыре крепёжных винта. Основное же пространство в коробке занимает упаковочный панцирь из прозрачного пластика.

Надо сказать, что сайт компании, как и надписи на коробке, никакой ясности в реальное быстродействие и позиционирование Kingmax SMP35 Client не вносит. И дело тут не только в том, что производители для своих SandForce-накопителей обычно указывают предельные скорости передачи данных, получаемые в идеальном случае полностью сжимаемых данных. Проблема ещё и в том, что почти для всех своих моделей SATA 6 Гбит/сек накопителей Kingmax заявляет совершенно одинаковые параметры. Поэтому дать достоверную информацию о том, какую аппаратную конфигурацию использует рассматриваемый SSD, может только вскрытие.

Сам SSD, как оно обычно и бывает, выполнен в виде чёрного анодированного алюминиевого параллелепипеда с аляповатыми и небрежно наклеенными фольгированными этикетками, несущими на себе маркировку. Обращает на себя внимание лишь толщина этого параллелепипеда: она составляет 7 мм против обычных 9.5 мм. Это позволяет устанавливать «тонкий» Kingmax SMP35 Client в том числе и в компактные ноутбуки или даже ультрабуки.

Вскрытие SSD не преподносит никаких особенных сюрпризов. В корпусе накопителя обнаруживается типовая печатная плата с контроллером SF-2281 и с шестнадцатью BGA-микросхемами NAND флэш-памяти. Как и в случае оперативной памяти, Kingmax не преминул перемаркировать чипы, стерев оригинальные надписи и нанеся вместо них своё имя. Однако мы-то знаем, среди производителей флэш-памяти Kingmax не значится, компания даже не входит в консорциум ONFI. Так что память, которую мы видим, скорее всего, относится к авторству Micron или Intel и представляет собой NAND-флэш с асинхронным интерфейсом. Объём каждого чипа – 256 Гбит, то есть, внутри микросхем расположено по четыре 64-гигабитных 25-нм кристалла. В итоге, для доступа ко всем NAND-устройствам по своим восьми каналам контроллер SF-2281 применяет восьмикратное чередование. Для данного контроллера это - предельная конфигурация.

Таким образом, никаких особенных хитростей в Kingmax SMP35 Client 480 Гбайт нет – это просто вместительный накопитель, построенный на недорогой и достаточно медленной асинхронной флэш-памяти. Однако другие производители SSD редко прибегают к созданию подобных моделей, считая, что большие объёмы должна сопровождать высокая скорость флэша. Так что вариант Kingmax может неплохо сыграть, тем более что низкую скорость работы памяти отчасти будет компенсировать чередование с максимальной кратностью.

Как и подавляющее большинство прочих SandForce-накопителей, Kingmax SMP35 Client использует 14-процентное резервирование ёмкости под работу технологии RAISE (Redundant Array of Independent Silicon Elements), именно поэтому доступный пользователю объём дискового пространства составляет 480 Гбайт (447 ГиБ) из 512. Хотя SandForce в новых вариантах фирменной микропрограммы разрешила производителям увеличивать видимый пользователем объём, данный приём на текущий момент использует лишь один производитель – Adata. Впрочем, для недорогих решений технология RAISE весьма актуальна, ведь она позволяет маскировать дефекты дешёвой флэш-памяти.

В рассматриваемом накопителе «зашита» микропрограмма версии L0306. Очевидно, что Kingmax использует собственную, отличающуюся от эталонной, нумерацию прошивок. Но по дате её появления можно судить о том, что былые проблемы контроллера SF-2281 с нестабильной работой в Windows Kingmax SMP35 Client 480 Гбайт не касаются.

В завершение нашего знакомства с Kingmax SMP35 Client 480 Гбайт, приведём его спецификации, взятые с сайта, и имеющие в части производительности отдалённое отношение к реальности:

Контроллер: SandForce SF-2281;
Интерфейс: SATA 6 Гбит/с;
Флэш-память: Асинхронная 25-нм NAND;
Ёмкость: 480 Гбайт;
Кэш-память: нет;
Скорость последовательного чтения: 550 Мбайт/сек;
Скорость последовательной записи: 520 Мбайт/сек;
Скорость случайного чтения (блоки 4 Кбайта): 60000 IOPS;
Скорость случайной записи (блоки 4 Кбайта): 60000 IOPS.

Как и подавляющее большинство других производителей SSD, Kingmax даёт на свои продукты трёхлетнюю гарантию.

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.

Для сравнения с 480-гигабайтным накопителем Kingmax SMP35 Client мы взяли несколько других SSD аналогичной ёмкости с поддержкой современного интерфейса SATA 6 Гбит/с. В их число вошли как накопитель на базе контроллера SandForce SF-2281 с привычной синхронной ONFI-памятью (OCZ Vertex 3), так и пара SSD, использующих чипы Everest и Everest 2 (OCZ Octane и OCZ Vertex 4).

В целом, наша 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 A41F1P03);
Память - 2 x 2 GB DDR3-1333 SDRAM DIMM 9-9-9-24-1T;
Системный накопитель – Crucial m4 256 Гбайт (CT256M4SSD2);
Тестовые накопители:

Kingmax SMP35 Client 480 Гбайт (KM480GSMP35, прошивка L0306)
OCZ Octane 512 Гбайт (OCT1-25SAT3-512G, прошивка 1.13);
OCZ Vertex 3 480 Гбайт (VTX3-25SAT3-480G, прошивка 2.22);
OCZ Vertex 4 512 Гбайт (VTX4-25SAT3-512G, прошивка 1.4).

Операционная система - Microsoft Windows 7 SP1 Ultimate x64;
Драйверы:

Intel Chipset Device Software 9.3.0.1019;
Intel Graphics Media Accelerator Driver 15.22.54.2622;
Intel Rapid Storage Technology 11.1.0.1006.

Производительность

Скорость случайного и последовательного чтения/записи

Для измерения скорости случайного и последовательно чтения и записи мы используем тест 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. Эта возможность важна при тестировании накопителей, основанных на контроллере SF-2281/2282, который перед записью данных во флэш-память пытается применить к ним алгоритмы компрессии. На приводимых далее диаграммах приводится по два числа – максимальная и минимальная скорость работы накопителя. Реальные же показатели, соответственно, будут лежать внутри изображённых диапазонов в зависимости от того, как с их сможет уплотнить контроллер.

Заметим, что приведенные в этом разделе результаты тестов производительности относятся к «свежему» (FOB - Fresh Out-of-Box) недеградировашему состоянию накопителя.

Результаты, показанные здесь накопителем Kingmax SMP35 Client 480 Гбайт, это – поистине хрестоматийная иллюстрация принципов работы контроллеров SandForce второго поколения. По тому, насколько расходятся скорости при выполнении тестов со сжимаемыми и несжимаемыми данными, сразу ясно, какое огромное значение имеет характер хранимых на SSD файлов.

В случае сжимаемой информации рассматриваемый твердотельный накопитель – весьма быстрый образец, способный соперничать по производительности с Vertex 3. И это значит, что при последовательных операциях или при чтении с невысокой глубиной очереди запросов Kingmax SMP35 Client сможет обеспечить быстродействие на уровне лучших SATA III накопителей. Однако когда дело касается несжимаемых данных, вся магия SandForce рассеивается, и невысокая пропускная способность асинхронного интерфейса NAND-флеша становится проблемой. При таком раскладе - Kingmax SMP35 Client 480 Гбайт смотрится наихудшим вариантом среди протестированных моделей.

Таким образом, при реальной работе рассматриваемый накопитель всегда будет уступать SandForce-решениям с синхронной памятью, в частности, Vertex 3, а его относительное положение на диаграммах относительно прочих моделей SSD во многом будет зависеть от характера возлагаемой на него нагрузки. Ниже мы посмотрим на то, как Kingmax SMP35 Client работает в реальных приложениях, но сейчас – тесты деградации производительности.

Деградация и производительность в устойчивом состоянии

К сожалению, SSD-накопители демонстрируют высокую скорость, свойственную «свежему» состоянию, далеко не всегда. В большинстве случаев через какое-то время производительность понижается, и в реальной жизни мы имеем дело совсем не с теми скоростями записи, что приведены на диаграммах в предыдущем разделе. Причина данного эффекта состоит в том, что по мере исчерпания свободных страниц во флэш-памяти, контроллер SSD приходит к необходимости проводить перед сохранением данных операции очистки блоков страниц, которые добавляют существенные задержки. Впрочем, находясь в состоянии покоя, контроллеры современных SSD-дисков частично восстанавливают быстродействие накопителя, упреждающе освобождая неиспользуемые страницы флэш-памяти. На это направлено два ключевых алгоритма: Idle-Time Garbadge Collection (сборка мусора) и TRIM.

Очевидно, что пользователя больше интересует скорость, которую он будет иметь во время продолжительной эксплуатации накопителя, а не в тот небольшой промежуток времени после установки нового SSD, в течение которого флэш-диск демонстрирует максимальные результаты. Сами же производители SSD, напротив, сообщают скоростные параметры лишь «свежих» накопителей, так как они выставляют их продукты в наиболее выгодном свете. Учитывая это, мы приняли решение исследовать падение производительности при переходе накопителя из «свежего» в «использованное» состояние.

Для получения картины деградации скорости мы, основываясь на методике SNIA SSSI TWG PTS, провели специальные тесты. Их суть состоит в последовательном измерении скорости операций записи в четырёх случаях. Вначале - для «свежего» состояния накопителей. Затем – после полного двукратного заполнения накопителей информацией. Далее – после получасовой паузы, дающей контроллеру возможность частично восстановить производительность за счёт операции сборки мусора. И в завершение – после подачи команды TRIM.

Измерения выполнялись при помощи синтетического бенчмарка IOMeter 1.1.0 RC1, в котором мы отслеживали скорость случайной записи при работе с выровненными относительно страниц флэш-памяти блоками данных объёмом 4 Кбайта с глубиной очереди запросов 32 команды. При тестировании использовалось псевдослучайное заполнение.

Поведение накопителя Kingmax SMP35 Client 480 Гбайт в этом тесте весьма характерно для любых SSD на базе контроллеров SandForce второго поколения. Самостоятельная фоновая сборка мусора в нём практически не работает, восстановление производительности происходит только при участии команды TRIM. Однако даже она не может вернуть SSD его былую прыть – в устойчивом использованном состоянии Kingmax SMP35 Client 480 Гбайт будут работать немного медленнее, чем когда он новый. Впрочем, отражается это лишь на скорости записи. Результаты её повторного измерения бенчмарком CrystalDiskMark 3.0.1 приводятся на следующих диаграммах. В данном случае мы используем случайное заполнение.

Здесь собрались сразу три неблагоприятных для Kingmax SMP35 Client 480 Гбайт фактора: операции записи, несжимаемые данные и состояние «не из коробки». Результат налицо – этот накопитель с треском проигрывает всем своим конкурентам. Причём, его отставание от лидера в лице OCZ Vertex 4, построенного на контроллере Everest 2, не использующего предварительное уплотнение данных, составляет даже не десятки процентов, а разы. Впрочем, не забывайте о том, что операции записи в реальной жизни выполняются существенно реже, чем чтение. Поэтому показанный на трёх предшествующих диаграммах провальный проигрыш SSD компании Kingmax в глобальном масштабе ничего особенно страшного не означает.

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, воссоздание потока команд делается 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.

Тестирование в PCMark 7 мы выполняли с накопителями, находящимися в «использованном» состоянии, в котором они работает в реальных системах большинство времени. Влияние на результаты в этом случае оказывает не только скорость контроллера и установленной в накопителе флэш-памяти, но и эффективность работы внутренних алгоритмов SSD, направленных на регенерацию производительности.

Интегральный показатель PCMark 7 – неплохой ориентир для тех потребителей, кто не хочет вдаваться в подробности и довольствуется простой иллюстрацией относительной производительности накопителей при их повседневном общеупотребительном использовании. Как видим, Kingmax SMP35 Client 480 Гбайт тут не так уж и плох. Да, он, естественно, уступает более дорогим накопителям Vertex 3 и Vertex 4, что вполне закономерно, но значительно превосходит по быстродействию OCZ Octane. А это значит, что благодаря достойному сочетанию цена-качество рассматриваемый SSD компании Kingmax вполне имеет право на жизнь. Использование асинхронной памяти в ёмких моделях твердотельных накопителей, похоже, вполне себя оправдывает.

Давайте теперь обратимся к результатам, показанными дисками при прохождении отдельных тестовых трасс. Эти данные позволят получить более детальную информацию о быстродействии SSD при нагрузках различных типов.

При любом типе нагрузки, моделируемой в Futuremark PCMark 7, показатели Kingmax SMP35 Client 480 Гбайт остаются на своём месте: между представителями семейств OCZ Vertex и OCZ Octane. Это значит, что при любом повседневном использовании рассматриваемый флэш-диск будет обеспечивать среднюю производительность – не рекордно быструю, но вполне достаточную для современных флагманских систем.

Тесты в Intel NAS Performance Toolkit

Intel NASPT – это ещё один основанный на использовании реальных сценариев тест дисковой подсистемы. Также как и PCMark 7, он воспроизводит заранее подготовленные типовые шаблоны дисковой активности, попутно измеряя скорость их прохождения. Однако по умолчанию Intel NASPT поставляется с набором тестовых трасс, ориентированных на тестирование сетевых накопителей, малоактуальным при тестировании SSD. Поэтому в наших тестах мы заменяем его на альтернативный специализированный тестовый набор SSD Benchmarking Suite, который воспроизводит куда более интересные варианты использования накопителя: архивирование и разархивирование файлов; компиляцию крупных проектов; простое копирование файлов и директорий; загрузку уровней современных 3D-игр; инсталляцию программных пакетов; пакетную работу с фотографиями; поиск данных в цифровой библиотеке; массированный запуск приложений; транскодирование видео.

Данный бенчмарк вместе с PCMark 7 позволяет получить отличную иллюстрацию производительности дисковой подсистемы в реальных задачах. Также как и в предыдущем случае, тестирование мы выполняли с накопителями, находящимися в устоявшемся «использованном» состоянии.

Если в Futuremark PCMark 7 рассматриваемый твердотельный накопитель Kingmax SMP35 Client 480 Гбайт характеризовался средним показателем, то Intel NASPT ставит его на последнее место, правда, с мизерным отрывом от OCZ Octane. Тем не менее, это – повод для беспокойства. В чём причина низкого результата, способна пояснить расшифровка результатов INASPT. Она позволяет выяснить, какие сценарии использования рассматриваемого твердотельного накопителя для него противопоказаны, а в каких случаях он может похвастать вполне приемлемыми скоростями.

Обратите внимание, в некоторых подтестах скорость накопителей может превышать полосу пропускания SATA III-интерфейса, однако это объясняется высокоуровневой природой теста INASPT, использующего для обращения к данным стандартные функции Windows. В результате, на получаемые показатели оказывают влияние имеющиеся в операционной системе алгоритмы кэширования.

Невысокий суммарный результат Kingmax SMP35 Client 480 Гбайт в тесте Intel NASPT обуславливается отставанием этого накопителя от всех конкурентов в четырёх тестовых трассах. Три из них напрямую связаны с копированием крупных файлов на SSD, и четвёртый – это нагрузка, создаваемая игровым приложением. В то же время существуют модели использования, в которых рассматриваемый флэш-диск выступает нетипично сильно. Это – компиляция программного проекта, во время которой Kingmax SMP35 Client 480 Гбайт опережает даже такого мощного соперника как Vertex 4.

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. Как и ранее, измерения проводятся с накопителями, находящимися в устоявшемся использованном состоянии.

Копирование данных с высокой скоростью в пределах одного раздела на SSD требует одновременно хорошей скорости как при чтении, так и при записи. Запись же, особенно в случае несжимаемых данных – это слабое место Kingmax SMP35 Client 480 Гбайт, построенного на флэш-памяти с асинхронным интерфейсом. Поэтому-то на приведённых выше диаграммах главный герой данной статьи находится внизу.

Выводы

Итак, протестированный Kingmax SMP35 Client 480 Гбайт – это твердотельный накопитель, построенный на контроллере SandForce второго поколения и снабжённый флэш-памятью с асинхронным интерфейсом. И это как диагноз. Опытному специалисту этого описания вполне достаточно чтобы понять, какими особенностями обладает рассмотренный SSD: в воображении сразу возникает образ медлительного по современным меркам накопителя, который, впрочем, может похвастать достаточно демократичной стоимостью.

Всё сказанное вполне справедливо и для Kingmax SMP35 Client 480 Гбайт. Накопитель получился действительно не рекордный по скоростным показателям. Однако во внимание следует принять важный нюанс: накопителей такой ёмкости на рынке представлено не столь много. И если сравнивать продукт Kingmax с другими альтернативами такого же объёма, то для многих он может показаться небезынтересным. Дело в том, что, как показала практика, он почти всегда работает быстрее, чем близкий по размеру OCZ Octane, и уступает лишь топовым и существенно более дорогим предложениям вроде OCZ Vertex 3 или OCZ Vertex 4. Так что если вам нужен вместительный SSD, который планируется использовать в качестве замены для традиционного жёсткого диска, то Kingmax SMP35 Client 480 Гбайт – вполне допустимый вариант. Тем более что среди его сильных сторон – магия SandForce, которая позволяет этому накопителю вплотную приближаться к лидерам, когда дело касается сжимаемых данных.

В очередной раз обобщая полученную в нашей тестовой лаборатории информацию о различных SandForce-накопителях, мы продолжаем вести «табель о рангах», в которой протестированные модели рассортированы по группам с одинаковой производительностью. Как показала практика, всего таких групп четыре, быстродействие накопителей, относящихся к разным группам, отличается заметно, но собранные внутри каждой группы SSD практически неотличимы.