Ssd msata лучше. Маленькие и полезные

SSD накопители: обзор лучших моделей жестких дисков и рейтинг их особенностей будет интересен всем, кто интересуется вопросами длительного хранения своих данных, и по каким-то причинам не особо доверяет онлайн-хранилищам.

Технологии производства накопителей информации не стоят на месте, и сейчас, чтоб купить жёсткий диск для своего компьютера или ноутбука необходимо понять, как не промахнуться с выбором; к тому же SSD-диски всё еще стоят недёшево.

Мы расскажем, какими технологиями пользуются производители современных твёрдотельных дисков, популярность которых, по сравнению с HDD растёт день ото дня. Перед тем, как выбирать конкретные варианты моделей, стоит узнать, какие преимущества есть у SSD, и чем руководствоваться при их выборе.

Плюсы и минусы оборудования

Главные достоинства SSD:

• высокая скорость чтения и записи данных, в 2–3 раза превышающая даже последние модели HDD;
• устойчивая передача информации. У HDD скорость перемещения данных меняется в зависимости от её объёма и расположения на диске;
• быстрый доступ к данным, на уровне 0,1 мс;
• высокая надёжность использования за счёт отсутствия движущихся частей и минимального нагрева;
• небольшое потребление энергии (в 10 раз меньше, чем у обычных дисков);
• небольшой вес, благодаря которому SSD является оптимальным вариантом для нетбуков и ноутбуков.

Среди недостатков оборудования можно отметить высокую стоимость и сравнительно небольшую ёмкость, хотя в настоящее время размеры SSD (и физические параметры и объем хранимой информации) уже практически сравнимы со стандартными жёсткими дисками.

Минусом можно назвать и установленную на твёрдотельных накопителях файловую систему: она требует заботы и оптимизации, а удалённые с SDD данные крайне сложно восстановить, практически невозможно.

Ещё один минус заключается в том, что перепады напряжения в электросети могут привести к сгоранию не только контроллера диска, но и к выходу из строя всего диска. HDD тоже подвержены этому, но в меньшей степени. В любом случае, для предотвращения такого рода неприятностей стоит пользоваться ИБП и стабилизаторами напряжения.

Особенности выбора

Перед покупкой накопителя стоит обращать внимание на следующие особенности.

Важнейшей характеристикой является объём SSD – он зависит от потребностей и финансовых возможностей пользователя.

Цена 1 ГБ SSD-памяти варьируется от 100–200 руб. для небольших размеров накопителя до 20–30 руб. для вариантов среднего уровня.

Совет: специалисты рекомендуют заполнять разделы диска не более чем на 75%. Так, если диск предназначен только для системной информации и операционной системы, достаточно заполненности 60 ГБ. Для хранения часто перезаписываемых данных подойдут модели на 256–512 ГБ – они сравнительно недороги.

Ещё один важный фактор при выборе – частота шины , от которой будет зависеть и скорость чтения и записи данных.

Самый распространённый вариант – формат SATA2 , передающий до 3000 Мбит информации в секунду. SATA3 вдвое производительнее, однако, может не поддерживаться компьютерами, выпущенными уже 3–4 года назад.

Другие нюансы, которые должны учитываться покупателем:

• форм-фактор. Для ноутбуков обычно выбирают варианты размером 2,5 дюйма, для компьютеров – 3,5 дюйма;
• показатель IOPS (количество операций ввода и вывода в секунду). Для устаревших моделей его значение не превышает 50–100 тысяч, для новых дисков – достигает 200000;
• тип контроллера. Лучшие и самые надёжные варианты – Marvell, Indilinx и Intel.

10 лучших накопителей SSD

Среди самых известных производителей твёрдотельных накопителей – бренды ADATA, AMD, Crucial, Intel, Plextor и Western Digital.

Давно известные компании-производители HDD, флеш-карт иUSB-носителей Kingston, Samsung, SanDisk, Toshiba и Transcend отличились и в производстве SSD-дисков.

Рассматривая различные модели SSD, следует учесть, что оптимальным соотношением цены, объёма и качества на сегодняшний день обладают накопители на 500 ГБ (512, если говорить точнее).

Их размера достаточно для хранения тех же объёмов, что и на обычных жёстких дисках, а цена всего в 2–4 раза больше. Диска меньшего объёма может и не хватить, а покупать более дорогие варианты на несколько террабайт (с удельной ценой гигабайта выше 30 руб.) пока нет смысла.

1. Высокий ресурс

Благодаря использованию надёжного контроллера накопитель ADATA Premier SP550 служит в 2–3 раза дольше по сравнению с большинством аналогов за ту же цену. При этом он не отличается высокой скоростью, зато позволяет перезаписывать до 1/3 всех данных ежедневно. Скорость при переполнении кэша (4,5 ГБ) может падать до 70–90 Мбайт/с, хотя для выполнения большинства задач перемещения такого объёма данных и не требуется.

Технические параметры:

• объём 480 ГБ;
• максимальная скорость чтения – 560 Мбайт/с;
• технология 16-нм;
• контроллер: четырёхканальный Silicon Motion SM2256.

1. Самый выгодный при покупке

Компания AMD не является непосредственным производителем твёрдотельных накопителей, однако предлагает несколько интересных вариантов. Одним из них является AMD Radeon R3 480, купить который можно примерно за 8500 рублей. При объёме в 480 ГБ это делает удельную стоимость 1 ГБ меньшей 18 рублей – подобных предложений на рынке практически не найти.

Основные характеристики:

• объём 480 ГБ;
• тип контроллера: SM2256;
• скорость чтения/записи: 520/470 Мбайт/с.

1. Оптимальное решение для игрового компьютера

Модельный ряд компании Crucial достаточно большой, чтобы найти в нём варианты разного объёма и производительности. Одна из самых последних моделей объёмом около половины терабайта – Crucial MX300 525. Она может стать наилучшим решением для компьютера, используемого в рабочих целях. В первую очередь благодаря неплохой скорости и доступной цене (около 10 тыс. руб.), во-вторых, за счёт использования значительного запаса объёма – 576 ГБ вместо заявленных 525.

Параметры устройства:

• ёмкость: 525 (576) ГБ;
• скорость (чтение/запись): 530/510 ГБ;
• контроллер: Marvell 88SS1074.

1. Самый надёжный

Скорость записи и чтения, предлагаемая большинством современных накопителей, не меньше 500 Мбайт/с. Максимальное значение для флагманской модели Intel 730 Series 480 составляет 550 Мбайт/с. Устройство отличается высокой надёжностью и комплектуется надёжной защитой от перебоев с электропитанием. Такой накопитель выдержит большую нагрузку по сравнению с другими 500-гигабайтными вариантами.

Основные характеристики:

• максимальная скорость: 550 Мбайт/с;
• контроллер: серверный PC29AS21CA0;
• ёмкость: 480 (544) ГБ.

1. Высокие возможности перезаписи

Особенность устройства Kingston SSDNow UV400 – контроллер Marvell 88SS1074 и приличный размер кэша, при переполнении которого тоже сохраняется неплохая скорость (более 110 Мбайт/с). Для создания диска использовалась 15-нм технология TLC NAND.

Срок службы SSD продлевается возможностью ежедневной перезаписи более чем 1/3 информации, а цена не превышает 15000 руб.

Параметры накопителя:

• скорость: до 550 Мбайт/с;
• контроллер: четырёхканальный Marvell 88SS1074;
• кэш: 8 ГБ.

1. Длительная гарантия

Для модели Plextor M6 Pro 512, созданной с использованием сравнительно устаревшего контроллера Marvell 88SS9187, одно из преимуществ – около 100 тысяч IOPS. Второе – технология TrueSpeed, увеличивающая ресурс и скорость работы диска.

В прошлом году этот накопитель был в числе самых дорогих, а сейчас, при цене от 17000 руб., представляет собой вполне доступное для многих потребителей устройство. Производитель предлагает 5 лет гарантии на устройство – при стандартных 2–3.

Характеристики SSD:

• скорость: до 557 Мбайт/с;
• контроллер: Marvell 88SS9187;
• технология: 19 нм.

1. Самый быстрый и лёгкий

При цене накопителя Samsung 950 Pro PCIe SSD более 20 тысяч рублей его скорость чтения в 600–2500 Мбайт/с вполне оправдывает расходы благодаря высокой скорости и лёгкости.

Память имеет 48-слойную структуру и высокую надёжность. Производитель гарантирует 5 лет работы SSD при ежедневной перезаписи на уровне 80–100 ГБ.

Параметры накопителя:

• контроллер: Samsung UBX;
• объём: 512 ГБ;
• масса: 10 г;
• максимальная скорость: для интерфейса SATA III – до 600 Мбайт, для PCIe – до 2500 Мбайт/с.

1. Самый прочный

Устройство SanDisk SDSSDEX2-480G-G25 имеет достаточно высокую стоимость, на уровне 25000 руб. При этом скорость его чтения/записи составляет 850 Мбайт/с, а стойкость к ударам достигает 800G. Высокая прочность обеспечивается специальным корпусом из серии Extreme 900 Portable, благодаря которому этот внешний SSD-диск легко транспортировать и, в отличие от большинства других моделей, можно ронять. Весит он, правда, целых 210 г, а в длину превышает 13 см.

Технические характеристики:

• объём: 512 ГБ;
• скорость чтения/записи: 850/850 Мбайт/с;
• интерфейс: USB 3.1.

1. Сохранность информации

Рассматривая модель Toshiba OCZ VT180 480, можно остановиться на таком её преимуществе как возможность корректного завершения работы даже при непредвиденном отключении питания.

В результате данные сохраняются надёжнее, чем при использовании многих других вариантов. А дополнительным плюсом при покупке накопителя является его цена – от 10 тыс. руб.

Параметры устройства:

Рис.11. Компактный и доступный Transcend SSD370 512

Профилактика неисправностей

Для того чтобы твёрдотельный диск прослужил достаточно долго, стоит периодически проверять его на наличие ошибок.

Существуют приложения, помогающие определить, какая часть ресурса SSD уже израсходована – у таких дисков есть определённое количество циклов записи и перезаписи, после превышения которого они могут выходить из строя.

CrystalDiskInfo

Программа CrystalDiskInfo, скачать которую можно и в идее portable-версии, позволяет провести диагностику оборудования и выявить ошибки. Для работы с ней достаточно запуска самого приложения, которое само проверит диск на ошибки.

Жёлтый цвет под надписью Health Status говорит о проблемах с диском – скорее всего, накопитель придётся скоро менять. Синий – о том, что SSD работает нормально.

SSD life

Приложение SSD Life с русскоязычным интерфейсом покажет конкретную информацию о том, сколько часов работы осталось вашему диску.

Делает это программа, обращаясь к контроллеру, сохраняющему всю информацию в памяти. Впрочем, даже после того как SSD Life показало, что ресурс накопителя исчерпан почти на треть, не стоит беспокоиться. Во-первых, не обязательно, что после 3000 записей диск обязательно выйдет из строя. Во-вторых, в среднем одним «циклом» считаются сутки работы. А за период более 8 лет (при 100% ресурсе, который приложение покажет для нового SSD) пользователь обычно и сам меняет накопитель, независимо от их типа.

Методика тестирования

Iometer 1.1.0 RC1

1. Последовательное чтение/запись данных блоками от 512 байт до 2 Мбайт и глубиной очереди запросов 4 (типичная глубина для десктопных задач). Проба теста с блоками каждого размера продолжается в течение 30 с. В результате получается график зависимости скорости передачи данных от размера блока.
2. Произвольное чтение/запись данных во всем объеме диска блоками от 512 байт до 2 Мбайт и глубиной очереди запросов 4. Проба теста с блоками каждого размера продолжается в течение 30 секунд. Границы блоков выравниваются относительно линейки с шагом 4 Кбайт. Так как SSD-накопители считывают и записывают информацию в виде так называемых страниц по 4 Кбайт или кратного размера, выравнивание нагрузки исключает ситуации, когда логический блок занимает нечетное число страниц, и скорость записи снижается.
3. Время отклика. Выполняется произвольное чтение/запись данных во всем объеме диска блоками по 512 байт и глубиной очереди запросов 4. Так как тест идет в течение 10 минут, дисковый буфер заполняется, что дает возможность оценить устоявшееся время отклика накопителя. Блоки данных также выровнены относительно 4-килобайтной разметки.
4. Скорость последовательного доступа в зависимости от длины очереди запросов. Измеряется скорость чтения и записи блоков по 64 Кбайт при длине очереди от 1 до 8 с шагом 2 и от 8 до 32 с шагом 4.
5. Многопоточная нагрузка. С диском одновременно работают от одной до четырех копий утилиты, генерирующей нагрузку (workers, в терминологии Iometer). Каждый worker выполняет последовательное чтение/запись блоков по 64 Кбайт с глубиной очереди запросов 1. Worker’ы имеют доступ к непересекающимся адресным пространствам объемом по 16 Гбайт, которые расположены в объеме диска вплотную друг к другу, начиная с нулевого сектора. Измеряется совокупная производительность всех worker’ов.

После каждого теста, включающего запись значительного объема данных, диск очищается с помощью Secure Erase. Длительные тесты на запись разделены на несколько частей, перемежающихся очисткой, чтобы первые пробы теста, заполняющие диск, не влияли на скорость последующих.

⇡ PCMark 7

Синтетический тест, эмулирующий нагрузку реальных приложений и различные паттерны использования ресурсов ПК. Бенчмарк установлен на основном накопителе стенда. На тестируемом накопителе создается единственный раздел в файловой системе NTFS на весь доступный объем, и в PCMark 7 проводится тест Secondary Storage. В качестве результатов теста учитывается как итоговый балл, так и скорость выполнения отдельных субтестов.

⇡ Зависимость производительности от свободного объема

Чтобы проверить, насколько падает скорость записи на SSD по мере заполнения, мы поэтапно забиваем его случайными данными на блочном уровне и проводим с помощью Iometer тесты произвольной записи блоков по 4 Кбайт с глубиной очереди запросов 4. Затем на диск посылается команда TRIM (при помощи утилиты Diskpart создается и форматируется раздел на весь объем диска) и еще раз измеряется скорость записи.

Для SSD, выполняющих компрессию записываемых данных, тесты скорости записи проводятся как на повторяющихся данных, так и на рандомизированных.

⇡ Тестовый стенд

В качестве тестовой платформы используется компьютер с материнской платой MSI 890GXM-G65, процессором AMD Phenom II X2 560 Black Edition и 4 Гбайт RAM DDR3 1600 МГц. Диск подключается к контроллеру, встроенному в чипсет материнской платы, и работает в режиме AHCI. Операционная система — Windows 7 Ultimate X64.

Для подключения дисков формата mSATA использовался адаптер Minerva AD963FD9.

Объем и скорость передачи данных в бенчмарках указываются в бинарных единицах (1 Кбайт = 1024 байт).

⇡ Производительность, Iometer

Последовательное чтение

В этом тесте производительность всех наших подопытных находится практически на одном уровне.

Последовательная запись

В следующем тесте лишь одному mSATA-накопителю удалось остаться в лидерах — Kingston SSDNow mS200. Вместе с ним хорошие результаты показал только Kingston HyperX 3K. Однако следует учесть, что при записи данных, плохо поддающихся сжатию, этот тест был бы не столь благосклонен к накопителям на платформе SandForce, коими являются оба этих устройства.

Остальные mSATA SSD показали далеко не лучшие результаты. Так, у Crucial M4 скорость последовательной записи практически не растёт после увеличения размера блока до 16 Кбайт. Почти то же самое можно сказать и о SSD Transcend. Впрочем, ничего страшного тут нет — заявленная скорость последовательной записи совпадает с той, которую мы получили. Гораздо интереснее показал себя Plextor M5M — у этого твердотельного накопителя скорость растёт почти так же медленно, как и у Plextor M5 Pro. Вероятно, здесь дело в одинаковых контроллерах Marvell 88SS9187-BLD2. Впрочем, хорошо уже то, что накопитель форм-фактора mSATA не так уж сильно отличается от своего полноформатного родственника.

Устоявшееся время отклика

В этом тесте практически все накопители показали нормальные результаты. Исключение составляет только mSATA-накопитель Crucial M4, устоявшееся время отклика которого при записи составило почти половину секунды. Впрочем, не факт, что такая странная особенность как-то проявит себя в реальных приложениях или даже в последующих бенчмарках iometer.

Произвольное чтение

В этом тесте все протестированные нами накопители показывают похожие результаты. Никто не выбился из общей толпы, а разброс скорости не был слишком большим.

Произвольная запись

А вот тут становится ясно, почему у накопителя Crucial M4 было получено такое большое время отклика при записи. Дело в том, что этот накопитель плохо справляется с записью маленьких блоков — то есть блоков менее 4 Кбайт. Напомним, что в тесте на устоявшееся время отклика мы использовали блоки по 512 байт.

Кстати, если говорить о секторах размером в 4 Кбайт, то при записи таких секторов скорости у всех наших накопителей были практически одинаковыми, разве что Kingston HyperX 3K показал самые лучшие результаты, опередив, таким образом, свой аналог формата mSATA.

Чтение при разной длине очереди команд

Здесь мы снова видим практически одинаковые результаты. Разве что скорость чтения у Plextor M5 Pro растёт немного медленнее, чем у остальных, поэтому при чтении с очередью в четыре команды, что характерно для потребительской нагрузки, потенциал его производительности раскрывается не полностью.

Запись при разной длине очереди команд

А вот с записью всё не так гладко. Так, у Crucial M4 мы снова видим самые худшие результаты по максимальной производительности, зато для работы на полной скорости ему достаточно очереди длиной даже в две команды.

Другой mSATA, Plextor M5M показывает постепенный рост скорости произвольной записи при увеличении очереди. Примерно так же ведёт себя Plextor M5 Pro. Для достижения предельной производительности обоим устройствам требуется не меньше 20—24 команд! При характерных для десктопа четырех командах скорость чтения оказывается примерно на 50 Мбайт/с меньше пиковой.

У остальных накопителей всё хорошо. Оба накопителя Kingston показали практически одинаковые результаты, достигнув пика на четырех командах, а Transcend TS128GMSA740 от них не отставал.

Многопоточное чтение

Снова тест на чтение и снова ничего интересного. Результаты большинства наших подопытных практически идентичны: при чтении в два потока происходит рывок скорости, а затем она незначительно возрастает при добавлении третьего и четвертого потоков.

Многопоточная запись

Снова тест на запись и снова у Crucial M4 худший результат в абсолютных показателях, причем он вяло реагирует на дополнительные потоки. Впрочем, у него есть два собрата по несчастью — это Transcend TS128GMSA740 и Plextor M5M. Но если скорость записи у Transcend даже падает при многопоточном обращении, то у Plextor она хотя бы растёт.

Что же касается последнего mSATA SSD, Kingston SSDNow mS200, то его результаты оказались на том же уровне, что и у Kingston HyperX 3K.

⇡ PCMark 7

Тесты PCMark 7 никогда не отличались сложностью, и практически все твердотельные накопители показывают здесь похожие результаты. Наш случай — не исключение.

Если судить по финскому бенчмарку, mSATA-накопители не сильно отстали от своих «старших братьев», а диску Plextor M5M даже удалось перегнать Kingston HyperX 3K.

Если посмотреть на каждый субтест PCMark 7 отдельно, то становится ясно, что в субтестах на «добавление музыки», Windows Defender и Windows Media Center все накопители показали практически одинаковые результаты.

А вот в тестах на импорт картинок и запуск приложений разрывы между нашими подопытными особенно заметны.

Зависимость производительности от свободного объема

В последнем тесте мы получили весьма любопытные результаты. Так, у Kingston SSDNow mS200 зафиксировано самое малое падение скорости при уменьшении свободного объёма — скажем спасибо компрессии данных, которую осуществляет на лету контроллер SandForce. Производительность SSD при записи плохо сжимаемых данных, без сомнения, более чутко реагирует на количество свободного места.

Что же касается аутсайдеров, то в этот список попал всего один SSD — это Transcend TS128GMSA740. Судя по полученным нами результатам, его скорость не только падает быстрее, чем у других, но и не восстанавливается после команды TRIM. Примерно такой результат можно было встретить у некоторых твердотельных накопителей в то время, когда поддержка этой команды еще не была повсеместной.

Остальные участники тестирования предсказуемо обрушиваются вниз при достижении отметки 8 Гбайт свободного места, но послушно возвращаются к исходному уровню производительности после получения команды TRIM.

⇡ Выводы

Если современные полноразмерные SSD можно выбирать по принципу «понравился дизайн», то c mSATA такое пока ещё не проходит. При выборе накопителя лучше детально ознакомиться с его техническими характеристиками. Особенное внимание стоит уделять параметрам последовательной записи, и если нет финансовых ограничений, то лучше подобрать тот mSATA SSD, у которого скорости произвольного чтения и записи не будут очень сильно различаться.

Если сделать выборку по тем накопителям, которые мы протестировали, то рекомендовать к покупке стоит только Kingston SSDNow mS200, если, конечно, 120 Гбайт вам будет достаточно. К сожалению, 120 Гбайт — это предел для SSDNow mS200.

Второе место получает накопитель mSATA Plextor M5M 256 Гбайт (PX-256M5M). К сожалению, в некоторых тестах этот диск показал далеко не лучшие результаты, но если необходимо выбрать mSATA SSD, объём которого превышает 120 Гбайт, то к нему стоит присмотреться.

Что же касается остальных двух участников, Crucial M4 256 Гбайт (CT256M4SSD3) и Transcend 128 Гбайт (TS128GMSA740), то первый диск показал, пожалуй, самые худшие результаты (которые, кстати, совпали с заявленными характеристиками) а у второго диска нашлись проблемы с использованием команды TRIM. Впрочем, это сравнительное тестирование, а значит, кто-то обязательно должен проиграть.

В целом, если судить по полученным нами результатам, производительность у накопителей mSATA может оказаться на уровне обычных, 2,5-дюймовых SSD. Вот только на рынке таких накопителей пока ещё довольно мало, а материнских плат с соответствующими разъёмами — и того меньше. Поэтому, к сожалению, за апгрейд ультрабука в виде накопителя mSATA сейчас придётся выложить от четырёх до восьми тысяч рублей. В зависимости от объёма накопителя, разумеется.

Бытует мнение, что одним из самых существенных недостатков твердотельных накопителей выступает их конечная и притом относительно невысокая надёжность. И действительно, в силу ограниченности ресурса флеш-памяти, которая обуславливается постепенной деградацией её полупроводниковой структуры, любой SSD рано или поздно теряет свою способность к хранению информации. Вопрос о том, когда это может произойти, для многих пользователей остаётся ключевым, поэтому многие покупатели при выборе накопителей руководствуются не столько их быстродействием, сколько показателями надёжности. Масла в огонь сомнений подливают и сами производители, которые из маркетинговых соображений в условиях гарантии на свои потребительские продукты оговаривают сравнительно невысокие объёмы разрешённой записи.

Тем не менее, на практике массовые твердотельные накопители демонстрируют более чем достаточную надёжность для того, чтобы им можно было доверять хранение пользовательских данных. Эксперимент, показавший отсутствие реальных причин для переживаний за конечность их ресурса, некоторое время тому назад проводил сайт TechReport . Им был выполнен тест, показавший, что, несмотря на все сомнения, выносливость SSD уже выросла настолько, что о ней можно вообще не задумываться. В рамках эксперимента было практически подтверждено, что большинство моделей потребительских накопителей до своего отказа способны перенести запись порядка 1 Пбайт информации, а особенно удачные модели, вроде Samsung 840 Pro, остаются в живых, переварив и 2 Пбайт данных. Такие объёмы записи практически недостижимы в условиях обычного персонального компьютера, поэтому срок жизни твердотельного накопителя попросту не может подойти к концу до того, как он полностью морально устареет и будет заменён новой моделью.

Однако убедить скептиков данное тестирование не смогло. Дело в том, что проводилось оно в 2013-2014 годах, когда в ходу были твердотельные накопители, построенные на базе планарной MLC NAND, которая изготавливается с применением 25-нм техпроцесса. Такая память до своей деградации способна переносить порядка 3000-5000 циклов программирования-стирания, а сейчас в ходу уже совсем другие технологии. Сегодня в массовые модели SSD пришла флеш-память с трёхбитовой ячейкой, а современные планарные техпроцессы используют разрешение 15-16 нм. Параллельно распространение приобретает флеш-память с принципиально новой трёхмерной структурой. Любой из этих факторов способен в корне изменить ситуацию с надёжностью, и в сумме современная флеш-память обещает лишь ресурс в 500-1500 циклов перезаписи. Неужели вместе с памятью ухудшаются и накопители и за их надёжность нужно снова начинать переживать?

Скорее всего - нет. Дело в том, что наряду с изменением полупроводниковых технологий происходит непрерывное совершенствование контроллеров, управляющих флеш-памятью. В них внедряются более совершенные алгоритмы, которые должны компенсировать происходящие в NAND изменения. И, как обещают производители, актуальные модели SSD как минимум не менее надёжны, чем их предшественники. Но объективная почва для сомнений всё-таки остаётся. Действительно, на психологическом уровне накопители на базе старой 25-нм MLC NAND с 3000 циклов перезаписи выглядят куда основательнее современных моделей SSD с 15/16-нм TLC NAND, которая при прочих равных может гарантировать лишь 500 циклов перезаписи. Не слишком обнадёживает и набирающая популярность TLC 3D NAND, которая хоть и производится по более крупным технологическим нормам, но при этом подвержена более сильному взаимному влиянию ячеек.

Учитывая всё это, мы решили провести собственный эксперимент, который позволил бы определить, какую выносливость могут гарантировать актуальные сегодня модели накопителей, основанные на наиболее ходовых в настоящее время типах флеш-памяти.

Контроллеры решают

Конечность жизни накопителей, построенных на флеш-памяти, уже давно ни у кого не вызывает удивления. Все давно привыкли к тому, что одной из характеристик NAND-памяти выступает гарантированное количество циклов перезаписи, после превышения которого ячейки могут начинать искажать информацию или просто отказывать. Объясняется это самим принципом работы такой памяти, который основывается на захвате электронов и хранении заряда внутри плавающего затвора. Изменение состояний ячеек происходит за счёт приложения к плавающему затвору сравнительно высоких напряжений, благодаря чему электроны преодолевают тонкий слой диэлектрика в одну или другую сторону и задерживаются в ячейке.

Полупроводниковая структура ячейки NAND

Однако такое перемещение электронов сродни пробою - оно постепенно изнашивает изолирующий материал, и в конечном итоге это приводит к нарушению всей полупроводниковой структуры. К тому же существует и вторая проблема, влекущая за собой постепенное ухудшение характеристик ячеек, - при возникновении туннелирования электроны могут застревать в слое диэлектрика, препятствуя правильному распознаванию заряда, хранящегося в плавающем затворе. Всё это значит, что момент, когда ячейки флеш-памяти перестают нормально работать, неизбежен. Новые же технологические процессы лишь усугубляют проблему: слой диэлектрика с уменьшением производственных норм становится только тоньше, что снижает его устойчивость к негативным влияниям.

Однако говорить о том, что между ресурсом ячеек флеш-памяти и продолжительностью жизни современных SSD существует прямая зависимость, было бы не совсем верно. Работа твердотельного накопителя - это не прямолинейная запись и чтение в ячейках флеш-памяти. Дело в том, что NAND-память имеет достаточно сложную организацию и для взаимодействия с ней требуются специальные подходы. Ячейки объединены в страницы, а страницы - в блоки. Запись данных возможна лишь в чистые страницы, но для того, чтобы очистить страницу, необходимо сбросить весь блок целиком. Это значит, что запись, а ещё хуже - изменение данных, превращается в непростой многоступенчатый процесс, включающий чтение страницы, её изменение и повторную перезапись в свободное место, которое должно быть предварительно расчищено. Причём подготовка свободного места - это отдельная головная боль, требующая «сборки мусора» - формирования и очистки блоков из уже побывавших в использовании, но ставших неактуальными страниц.

Схема работы флеш-памяти твердотельного накопителя

В результате реальные объёмы записи в флеш-память могут существенно отличаться от того объёма операций, который инициируется пользователем. Например, изменение даже одного байта может повлечь за собой не только запись целой страницы, но и даже необходимость перезаписи сразу нескольких страниц для предварительного высвобождения чистого блока.

Соотношение между объёмом записи, совершаемой пользователем, и фактической нагрузкой на флеш-память называется коэффициентом усиления записи. Этот коэффициент почти всегда выше единицы, причём в некоторых случаях - намного. Однако современные контроллеры за счёт буферизации операций и других интеллектуальных подходов научились эффективно снижать усиление записи. Распространение получили такие полезные для продления жизни ячеек технологии, как SLC-кеширование и выравнивание износа. С одной стороны, они переводят небольшую часть памяти в щадящий SLC-режим и используют её для консолидации мелких разрозненных операций. С другой - делают нагрузку на массив памяти более равномерной, предотвращая излишние многократные перезаписи одной и той же области. В результате сохранение на два разных накопителя одного и того же количества пользовательских данных с точки зрения массива флеш-памяти может вызывать совершенно различную нагрузку - всё зависит от алгоритмов, применяемых контроллером и микропрограммой в каждом конкретном случае.

Есть и ещё одна сторона: технологии сборки мусора и TRIM, которые в целях повышения производительности предварительно готовят чистые блоки страниц флеш-памяти и потому могут переносить данные с места на место без какого-либо участия пользователя, вносят в износ массива NAND дополнительный и немалый вклад. Но конкретная реализация этих технологий также во многом зависит от контроллера, поэтому различия в том, как SSD распоряжаются ресурсом собственной флеш-памяти, могут быть значительными и здесь.

В итоге всё это означает, что практическая надёжность двух разных накопителей с одинаковой флеш-памятью может очень заметно различаться лишь за счет различных внутренних алгоритмов и оптимизаций. Поэтому, говоря о ресурсе современного SSD, нужно понимать, что этот параметр определяется не только и не столько выносливостью ячеек памяти, сколько тем, насколько бережно с ними обращается контроллер.

Алгоритмы работы контроллеров SSD постоянно совершенствуются. Разработчики не только стараются оптимизировать объём операций записи в флеш-память, но и занимаются внедрением более эффективных методов цифровой обработки сигналов и коррекции ошибок чтения. К тому же некоторые из них прибегают к выделению на SSD обширной резервной области, за счёт чего нагрузка на ячейки NAND дополнительно снижается. Всё это тоже сказывается на ресурсе. Таким образом, в руках у производителей SSD оказывается масса рычагов для влияния на то, какую итоговую выносливость будет демонстрировать их продукт, и ресурс флеш-памяти - лишь один из параметров в этом уравнении. Именно поэтому проведение тестов выносливости современных SSD и вызывает такой интерес: несмотря на повсеместное внедрение NAND-памяти с относительно невысокой выносливостью, актуальные модели совершенно необязательно должны иметь меньшую надёжность по сравнению со своими предшественниками. Прогресс в контроллерах и используемых ими методах работы вполне способен компенсировать хлипкость современной флеш-памяти. И именно этим исследование актуальных потребительских SSD и интересно. По сравнению с SSD прошлых поколений неизменным остаётся лишь только одно: ресурс твердотельных накопителей в любом случае конечен. Но как он поменялся за последние годы - как раз и должно показать наше тестирование.

Методика тестирования

Суть тестирования выносливости SSD очень проста: нужно непрерывно перезаписывать данные в накопителях, пытаясь на практике установить предел их выносливости. Однако простая линейная запись не совсем отвечает целям тестирования. В предыдущем разделе мы говорили о том, что современные накопители имеют целый букет технологий, направленных на снижение коэффициента усиления записи, а кроме того, они по-разному выполняют процедуры сборки мусора и выравнивания износа, а также по-разному реагируют на команду операционной системы TRIM. Именно поэтому наиболее правильным подходом является взаимодействие с SSD через файловую систему с примерным повторением профиля реальных операций. Только в этом случае мы сможем получить результат, который обычные пользователи могут рассматривать в качестве ориентира.

Поэтому в нашем тесте выносливости мы используем отформатированные с файловой системой NTFS накопители, на которых непрерывно и попеременно создаются файлы двух типов: мелкие - со случайным размером от 1 до 128 Кбайт и крупные - со случайным размером от 128 Кбайт до 10 Мбайт. В процессе теста эти файлы со случайным заполнением множатся, пока на накопителе остаётся более 12 Гбайт свободного места, по достижении же этого порога все созданные файлы удаляются, делается небольшая пауза и процесс повторяется вновь. Помимо этого, на испытуемых накопителях одновременно присутствует и третий тип файлов - постоянный. Такие файлы общим объёмом 16 Гбайт в процессе стирания-перезаписи не участвуют, но используются для проверки правильной работоспособности накопителей и стабильной читаемости хранимой информации: каждый цикл заполнения SSD мы проверяем контрольную сумму этих файлов и сверяем её с эталонным, заранее рассчитанным значением.

Описанный тестовый сценарий воспроизводится специальной программой Anvil’s Storage Utilities версии 1.1.0, мониторинг состояния накопителей проводится при помощи утилиты CrystalDiskInfo версии 7.0.2. Тестовая система представляет собой компьютер с материнской платой ASUS B150M Pro Gaming, процессором Core i5-6600 со встроенным графическим ядром Intel HD Graphics 530 и 8 Гбайт DDR4-2133 SDRAM. Приводы с SATA-интерфейсом подключаются к контроллеру SATA 6 Гбит/с, встроенному в чипсет материнской платы, и работают в режиме AHCI. Используется драйвер Intel Rapid Storage Technology (RST) 14.8.0.1042.

Список моделей SSD, принимающих участие в нашем эксперименте, к настоящему моменту включает уже более пяти десятков наименований:

1. (AGAMMIXS11-240GT-C, прошивка SVN139B);
2. ADATA XPG SX950 (ASX950SS-240GM-C, прошивка Q0125A);
3. ADATA Ultimate SU700 256 Гбайт (ASU700SS-256GT-C, прошивка B170428a);
4. (ASU800SS-256GT-C, прошивка P0801A);
5. (ASU900SS-512GM-C, прошивка P1026A);
6. Crucial BX500 240 Гбайт (CT240BX500SSD1, прошивка M6CR013);
7. Crucial MX300 275 Гбайт (CT275MX300SSD1, прошивка M0CR021);
8. (CT250MX500SSD1, прошивка M3CR010);
9. GOODRAM CX300 240 Гбайт (SSDPR-CX300-240, прошивка SBFM71.0 );
10. (SSDPR-IRIDPRO-240 , прошивка SAFM22.3);
11. (SSDPED1D280GAX1, прошивка E2010325);
12. (SSDSC2KW256G8, прошивка LHF002C);

Тест 10 SSD mSATA | Отзывчивость SSD на миниатюрной плате

Идея установки SSD с интерфейсом mSATA в материнскую плату компьютера довольно хороша, но только если накопитель так же быстр, как более распространённые модели формата 2,5". И его стоимость за гигабайт должна быть на том же уровне. Доплачивать за более медленный диск просто не имеет смысла, даже если это небольшой SSD, используемый исключительно для кэширования. Все больше и больше SSD появляются в продаже по цене дешевле $ 1/Гбайт, поэтому сейчас для персонального компьютера довольно легко найти диск объёмом хотя бы 128 Гбайт.

Dell XPS 13, Ultrabook

Но в условиях, когда дополнительное физическое пространство является роскошью (а в некоторых случаях и вовсе отсутствует), mSATA может быть единственным способом установить твердотельный накопитель. Ультрабуки являются ярким тому примером. При очень ограниченном пространстве можно рассматривать установку одного 2,5 накопителя, диска на базе mSATA , или некую комбинацию из двух. В таком компактном форм-факторе отлично уживётся комбинация быстрого загрузочного диска и более медленного диска для хранения пользовательских данных, но за это придётся доплатить.

Разъём mSATA мы впервые рассматривали в статье "Intel SSD 310 80 GB: Little Notebooks Get Big Storage Flexibility (англ.)" почти два года назад. Этот физический интерфейс очень похож на mini-PCIe. Тем не менее, mSATA использует типичную для SATA разводку. К счастью, некоторые из плат в настоящее время имеют переходники, необходимые для установки полноразмерных карт mini-PCIe или накопителей mSATA в один и тот же слот. В связи с этим многие сталкиваются с проблемой производительности: некоторые материнские платы, например, DH61AG Intel, поддерживают mSATA со скоростью передачи данных 3 Гбит/с, что замедляет работу накопителей, предназначенных для соединений 6 Гбит/с.

Узнав, что выбор SSD, предназначенных для использования в слотах mSATA , довольно маленький, мы решили рассмотреть все возможные варианты, предоставленные нам компаниями ADATA, Crucial, Mushkin и OCZ.

Тест 10 SSD mSATA | Конфигурация и тесты

Хотя наибольшую выгоду от компактных SSD mSATA получают ультрабуки (и другие тонкие и лёгкие форм-факторы), в качестве тестового стенда они не очень подходят, поскольку накопители в процессе тестирования нужно постоянно устанавливать и снимать. Поэтому на нашей тестовой настольной системе мы используем адаптер mSATA-to-SATA. Потерь производительности, связанной с такой конфигурацией, нет, поскольку адаптер просто меняет физический интерфейс, а не соединение. В добавок эта установка позволяет нам корректно сравнить диски на базе mSATA с более габаритными 2,5" SSD.

Тест 10 SSD mSATA | Adata XPG SX300 mSATA SSD

Семейство Adata XPG SX300 – это родственники линейки накопителей 2,5" SX90, только с разъёмом mSATA , которую мы рассматривали в статье "Тест 10 SSD ёмкостью 240 - 256 Гбайт" . Обе линейки работают на контроллере SandForce второго поколения, поэтому вполне можно ожидать, что более компактная версия обеспечит уровень производительности обычных моделей, которые мы используем уже более двух лет.

На деле, XPG SX300 немного отличается от большинства стандартных SSD с чипами SandForce. Как и в случае с SX900, Adata воспользовалась возможностью полного отключения резервной области данных через обновление прошивки контроллера от производителя. В нашем обзоре SX900 мы видели, как резервирование помогает восстановить скорость накопителя, когда все ячейки заняты. Отказ от этой функции при некоторых условиях может негативно повлиять на производительность.

Вы заметите, что XPG SX300 (все три SSD объёмом 64, 128 и 256 Гбайт) используют четыре BGA-чипа памяти, каждый из которых связан с контроллером через два канала. Таким образом, все три SSD mSATA используют восемь доступных на контроллере каналов. По данным Adata, компания использует 25-нанометровую синхронную флеш-память от IMFT, которая должна обеспечить высокую производительность.

Почему в тесте случайного чтения блоками 4 Кбайт между тремя SSD такая большая разница? При низкой глубине очереди, которые наиболее характерны для ультрабуков или настольных систем среднего уровня, показатели этих накопителей довольно близки. Модель ёмкостью 256 Гбайт выходит вперёд лишь при восьми и более командах. При высокой глубине очереди, более ёмкие SSD лучше используют интерфейс между контроллером SandForce и флеш-памятью.

Запись сжимаемой информации на XPG SX300 (на графике ниже сплошными линиями) не оставляет места для чередования, улучшающего производительность. Технология SandForce DuraWrite обеспечивает всем трём SSD похожие результаты.

Однако нам известно, что архитектура SandForce не очень хорошо справляется со сжатыми данными. Поэтому модели на 128 и 256 Гбайт демонстрируют заметно более высокую скорость, чем SSD ёмкостью 64 Гбайт, содержащего меньше блоков NAND-памяти. Более того, тестовые показатели этой тройки заметно ниже, когда накопителям приходится работать с несжимаемыми данными (на графике изображены пунктиром).

Скорость последовательного чтения заметно выше. Все три накопителя обеспечивают впечатляющую пропускную способность, достигающую 500 Мбайт/с при глубине очереди в две команды.

Скорость при последовательной записи сжимаемых данных блоками по 128 Кбайт тоже очень высока.