Обзор твердотельного накопителя Kingston SSDNow V+200 120 Гбайт

Введение

В нашей лаборатории мы неоднократно сталкивались с твердотельными накопителями компании Kingston серии HyperX SSD и признали их одними из лучших воплощений платформы SandForce второго поколения в виде реального продукта. Однако, как и любые другие современные накопители, построенные на базе быстрой синхронной памяти, представители семейства HyperX недёшевы. Так что вполне естественно, что наряду с ними ассортимент флэш-дисков компании Kingston включает и более доступные модели. Сегодня мы познакомимся с одной из них - SSDNow V+200. Это SATA III твердотельный накопитель, также как и HyperX SSD использующий современный контроллер SandForce, однако построен он на более дешёвой асинхронной NAND-памяти, что делает его весьма привлекательным выбором для тех потребителей, кто предпочитает недорогие решения.

Для исследования мы взяли модификацию SSDNow V+200 наиболее ходового объёма 120 Гбайт. На её примере мы посмотрим, насколько удовлетворительной окажется скорость данного предложения, и чем такой именитый производитель SSD, как Kingston, может привлечь потребителя помимо скоростных характеристик.

Kingston SSDNow V+200 120 Гбайт

Как обычно, знакомство с Kingston SSDNow V+200 120 Гбайт начинается с упаковки. На рассмотрение нам достался вариант поставки «Performance Upgrade Kit», который выполнен в не только сравнительно габаритной, но и достаточно увесистой картонной коробке. Оформлена она очень красочно, но производитель не стал выносить на всеобщее обозрение формальные характеристики своего решения, а ограничился размещением лишь стилизованного изображения SSD и информации общего характера.

Среди прочего, на оборотной стороне петитом перечисляется состав пресловутого набора для модернизации, который, надо сказать, изобилует разнообразными полезными принадлежностями.

Столь пристальное внимание комплекту поставки SSD уделяют лишь немногие производители. Но, Kingston, похоже, претендует на лавры самой щедрой компании. Помимо собственно накопителя в коробке обнаруживаются салазки для установки 2.5-дюймового диска в 3.5-дюймовый отсек корпуса, SATA-кабель и SATA-переходник питания, компакт-диск с программой Acronis True Image HD для переноса данных и внешний USB 2.0-контейнер для 2.5-дюймовых дисков с соответствующим кабелем. Иными словами, производитель предполагает полный набор аппаратного и программного обеспечения для выполнения простой миграции с установленного в системе старого жёсткого диска на свежеприобретённый SSD. При этом, часть принадлежностей, например, USB-контейнер, с успехом можно использовать в хозяйстве и после выполнения этой операции.

Сам накопитель на первый взгляд вполне ординарен, однако в его внешнем виде есть определённый стиль. Так, корпус имеет приятное неоднородное порошковое напыление с шершавой фактурой, похожей на асфальт, а на его лицевой стороне наклеена крупная эстетичная этикетка, содержащая основную информацию о продукте. Заметьте, рядом с разъёмами SATA и питания на задней грани корпуса присутствует некий дополнительный четырёхконтактный штекер, однако о его предназначении производитель ничего определённого не говорит. По видимости, это – технологический разъём.

Помимо перечисленного, во внешнем виде Kingston SSDNow V+200 120 Гбайт больше нет никаких уникальных черт. Разве только стоит помянуть добрым словом качество сборки: половинки оболочки SSD тщательно подогнаны друг к другу, а изнутри между платой и корпусом проложен упругий теплопроводящий материал.

В отличие от экстерьера, элементная база подопытного SSD вызывает куда более серьёзный интерес. Сочетание компонентов, которое мы обнаружили распаянными на печатной плате, оказалось совершенно не соответствующим нашим ожиданиям. Ещё до вскрытия мы знали, что Kingston SSDNow V+200 –твердотельный накопитель на базе контроллера SF-2281, оснащённый асинхронной памятью. Это, в частности, следует из его позиционирования и официальных характеристик, в которых декларируется скорость последовательной записи на уровне 480 Мбайт/сек, а не 510 Мбайт/сек, как у серии HyperX SSD. Однако на практике на плате по соседству с контроллером SandForce обнаруживаются интеловские чипы NAND флэш-памяти с маркировкой 29F64G08ACME3.

Эти чипы содержат по одному 64-гигабитному кристаллу MLC флэш-памяти, выполненному с использованием 25-нм технологии, и, согласно спецификации, имеют синхронный (!) ONFI 2.2 интерфейс. Точно такие же чипы, например, мы видели в составе Zalman F1 120GB – быстрого SandForce накопителя. Kingston же использует эту память в своём SSDNow V+200 120 Гбайт в медленном асинхронном режиме. То есть, либо в данном случае применяется некая отбраковка чипов, в реальности не способная работать на высокой частоте, либо деление кингстоновских SSD на серии SSDNow V+200 и HyperX – это чисто маркетинговый трюк, выполняемый на уровне прошивки. Правда, в последнем случае их стоимость вряд ли бы сильно отличалась в меньшую сторону от цены HyperX SSD 120 Гбайт.

Ещё одна странность, присущая SSDNow V+200, это – прошивка. На сайте производителя рекомендуется использовать её новую модификацию, основанную на референсном микрокоде 5.0.1. Это – очередное после версии 3.3.2, исправляющей проблему BSOD, большое обновление микропрограммы для контроллеров SF-2281. Однако Kingston на данный момент, наверное, единственная из фирм, производящих SandForce-решения, которая предлагает пользоваться этой новой прошивкой. Остальные производители предпочитают пока что оставлять владельцев своих SSD на прошивке 3.3.2, так как в более новой версии были выявлены некие проблемы совместимости, проявляющиеся при работе накопителя с контроллерами, отличными от интеловского.

Для накопителей собственного производства компания Kingston распространяет и специализированную утилиту – SSD Toolbox.

Правда, возможности этой программы по сравнению с программным обеспечением Intel или OCZ совсем «никакие». Фактически, кроме просмотра идентификационной информации и атрибутов SMART она больше ничего и не умеет. Даже для выполнения операции Secure Erase обладателям SSDNow V+200 придётся обращаться к сторонним программам.

Завершить предварительное знакомство с Kingston SSDNow V+200 120 Гбайт логично его спецификациями:

Контроллер: SandForce SF-2281;
Интерфейс: SATA 6 Гбит/с;
Флэш-память: Асинхронная 25-нм NAND;
Ёмкость: 120 Гбайт;
Кэш-память: нет;
Скорость последовательного чтения: 535 Мбайт/сек;
Скорость последовательной записи: 480 Мбайт/сек;
Скорость случайного чтения (блоки 4 Кбайта): 85000 IOPS;
Скорость случайной записи (блоки 4 Кбайта): 55000 IOPS.

Как и подавляющее большинство других производителей SSD, Kingston даёт на свои продукты трёхлетнюю гарантию. Кстати, ещё один любопытный факт связан с ресурсом Kingston SSDNow V+200 120 Гбайт. Он составляет (в среднем) 76.8 Тбайт записанной информации, в то время как аналогичные показатели для накопителей HyperX SSD такого же объёма – 128 Тбайт. Причина этого расхождения – в использовании в основе более дешёвых моделей памяти с ресурсом в 3000, а не 5000 циклов стирания/программирования. Впрочем, не следует забывать, что реализованная в контроллере SandForce технология RAISE и 14-процентное резервирование свободного места под её работу призваны продлить беспроблемную эксплуатацию SSD.

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 Kingston SSDNow V+200 120 Гбайт мы взяли пару разноплановых SSD аналогичной ёмкости, также основывающихся на контроллере SF-2281. Ими оказались типовой накопитель с синхронной ONFI-памятью Corsair Force Series GT (аналог OCZ Vertex 3) и типовой накопитель на базе асинхронной памяти Corsair Force Series 3 (аналог OCZ Agility 3).

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:

Corsair Force 3 Series 120 Гбайт (CSSD-F120GB3-BK, прошивка 1.3.3);
Corsair Force GT Series 120 Гбайт (CSSD-F120GBGT-BK, прошивка 1.3.3);
Kingston SSDNow V+200 120 Гбайт (SVP200S3/120G, прошивка 501).

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.

Обычно, когда дело касается твердотельных накопителей, в основе которых лежат контроллеры SandForce второго поколения, уже после их вскрытия можно с хорошей точностью предсказать их производительность. В подавляющем большинстве случаев тип NAND памяти решает всё, так как прошивка в разнообразных SandForce-решениях отличается разве только в части идентификационной информации. И до сих пор мы видели лишь одно исключение из этого правила – Intel SSD 520, в ряде случаев показывающий нетипичный результат благодаря стараниям интеловских программистов.

Но вот подоспело и второе исключение - Kingston SSDNow V+200. Внутри этого накопителя установлены NAND-чипы, в теории относящиеся к синхронным с ONFI-интерфейсом, но работают они в асинхронном режиме. Причём работают таким образом, что Kingston SSDNow V+200 отличается по скорости от типового SSD с настоящей асинхронной флэш-памятью. И, к сожалению, отличие это не в лучшую сторону. Серьёзное проявление данного эффекта заметно при измерении скорости чтения 4-килобайтными блоками с невысокой глубиной очереди запросов. А это, между прочим, одна из самых распространённых операций в реальной жизни, так что, похоже, Kingston SSDNow V+200 – это весьма «слабый» по современным меркам накопитель. Впрочем, не будем раньше времени навешивать ярлыки.

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 Kingston SSDNow V+200 120 Гбайт в этом тесте весьма характерно для любых SSD на базе контроллеров SandForce второго поколения. Самостоятельная фоновая сборка мусора в них 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 Kingston SSDNow V+200 120 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.

Любопытный эффект. Если в свежем состоянии по скорости записи Kingston SSDNow V+200 120 Гбайт мало отличался от Corsair Force 3 аналогичной ёмкости, то теперь между результатами этих накопителей – целая пропасть. При записи 4-килобайтными блоками Corsair Force 3, который ранее считался нами представителем группы самых медленных SSD на базе платформы SandForce, опережает Kingston SSDNow V+200 более чем в полтора раза. Таким образом, в устойчивом использованном состоянии Kingston SSDNow V+200 будет медленней накопителей вроде ADATA S510, Corsair Force 3, OCZ Agility 3 или Patriot Pyro как при операциях чтения, так и при записи.

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 готов довольствоваться простой иллюстрацией относительной производительности накопителей при их повседневном общеупотребительном использовании. И этот тест не показывает никаких особенно катастрофических различий между типовым Corsair Force 3 и нетипично медленным Kingston SSDNow V+200. Иными словами, в реальных задачах неторопливость Kingston SSDNow V+200 120 Гбайт не должна бросаться в глаза.

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.

Всё вполне ожидаемо. Kingston SSDNow V+200 120 Гбайт немного отстаёт от Corsair Force 3 с асинхронным NAND-флешем и сильно отстаёт от Corsair Force GT с флэш-памятью, работающей в синхронном режиме.

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.

Обобщённый показатель теста Intel NASPT оказывается по отношению к Kingston SSDNow V+200 120 Гбайт более строг, нежели PCMark 7. Здесь его отставание от медленного Corsair Force 3 составляет почти 7 процентов, а от быстрого Corsair Force GT – 41 процент. Всё-таки Kingston SSDNow V+200 – это далеко не самый обычный SandForce-накопитель с флэш-памятью, работающей в асинхронном режиме. Между ним и такими моделями как Corsair Force 3, OCZ Agility 3, Patriot Pyro и проч. ставить знак тождественного равенства нельзя.

Расшифровка результатов INASPT позволяет выяснить, какие сценарии использования рассматриваемого твердотельного накопителя вызывают большее падение производительности по сравнению с прямыми конкурентами. 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 реализованные в операционной системе алгоритмы кэширования.

То, как Kingston SSDNow V+200 120 Гбайт выглядит по сравнению с типичным SSD на базе контроллера SF-2281 и асинхронной флэш-памятью, сильно зависит и от типа нагрузки. Зачастую разница в скорости малоразличима. Например, при копировании фалов и директорий с SSD, инсталляции программ или экспорте фотографий. Но существуют и ситуации, когда отставание Kingston SSDNow V+200 от Corsair Force 3 бросается в глаза. Неблагоприятной для рассматриваемого накопителя оказывается компиляция крупных программных проектов, копирование директорий на SSD, архивация и перекодирование видео.

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.

Здесь у Kingston SSDNow V+200 120 Гбайт не видно никаких всплесков или провалов. Лишь на двух из трёх диаграмм он на последнем месте, но различия в скорости с Corsair Force 3 в любом случае незначительные, на уровне единиц процентов.

Выводы

Как только в нашей лаборатории появился образец Kingston SSDNow V+200 120 Гбайт, мы сразу же начали морально готовиться к получению очередного шаблонного набора не самых высоких результатов, свойственного для твердотельных накопителей на платформе SandForce, оснащённых асинхронной NAND-памятью. Однако практика внесла значительные коррективы в эти чаяния, и Kingston SSDNow V+200 оказался по-своему уникальным.

Во-первых, в его недрах обнаружились 25-нм чипы флэш-памяти производства Intel, способные работать в синхронном режиме. Однако данная их функция остаётся невостребованной, и они работают как асинхронные. Где же тут подвох, мы так и не выяснили, а представители Kingston дали не очень внятный ответ на наш запрос. Дескать, это элемент бизнес-стратегии, и делается так из маркетинговых соображений.

Во-вторых, работает Kingston SSDNow V+200 несколько медленнее, нежели типичные SandForce-накопители с асинхронной памятью. Провал в производительности наблюдается при случайных обращениях к 4-килобайтным блокам с низкой глубиной очереди запросов, что негативно отражается на общем быстродействии решения во многих общеупотребительных решениях. В среднем, в тестах, моделирующих нагрузку из реальной жизни, мы констатировали примерно 2-3-процентное отставание Kingston SSDNow V+200 от SandForce SSD с асинхронной памятью, полностью следующих эталонному дизайну. Однако при этом существуют сценарии, где проигрыш рассмотренного накопителя доходит и до 10-процентного уровня.

В результате, Kingston SSDNow V+200 120 Гбайт – это очень противоречивый продукт. С одной стороны он подкупает прекрасным комплектом поставки, качественной сборкой и хорошей поддержкой от респектабельного производителя. С другой же, быстродействие у него могло бы быть и повыше, ведь SSDNow V+200 работает ещё медленнее, чем накопители вроде Corsair Force 3 или OCZ Agility 3.

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. Теперь таких групп стало уже пять, быстродействие накопителей, относящихся к разным группам, отличается заметно, но собранные внутри каждой группы SSD практически неотличимы.