Сравнительное тестирование трех SSD-дисков

SSD-диски Intel X25-E Extreme SATA и Intel X25-M Mainstream SATA

SSD-диск Patriot Extreme Performance Warp (PE64GS25SSDR)

Методика тестирования

Результаты тестирования

Выводы

 

В прошлом номере нашего журнала мы опубликовали отчет о тестировании SSD-диска Intel X25-E Extreme SATA емкостью 32 Гбайт, сравнив его с традиционным HDD-диском формфактора 2,5 дюйма. В этой статье мы ознакомим читателей с результатами сравнительного тестирования еще двух SSD-дисков: Intel X25-M Mainstream SATA емкостью 80 Гбайт и SSD-диска серии Extreme Performance Warp компании Patriot Memory емкостью 64 Гбайт. Для сравнения мы также приведем результаты уже протестированных нами SSD-диска Intel X25-E Extreme SATA и традиционного HDD-диска.

SSD-диски Intel X25-E Extreme SATA и Intel X25-M Mainstream SATA

Напомним, что в ассортименте компании Intel представлены три серии SSD-дисков: Intel X18-M Mainstream SATA, Intel X25-M Mainstream SATA и Intel X25-E Extreme SATA. Диски серий Intel X18-M и X25-M Mainstream SATA предназначены для массового использования в настольных и мобильных ПK, а диски серии Intel X25-E Extreme SATA ориентированы на высокопроизводительные серверы, системы хранения данных и рабочие станции.

SSD-диски Intel X18-M и X25-M Mainstream SATA, оснащенные интерфейсом SATA II, имеют емкость 80 и 160 Гбайт. Начало массового производства этих дисков намечено на I квартал 2009 года.

SSD-диски Intel X25-E Extreme SATA SSD, также оснащенные интерфейсом SATA II, имеют емкость 32 и 64 Гбайт. Массовое производство 32-гигабайтного накопителя Intel X25-E Extreme SATA SSD уже началось, а выпуск пилотных образцов высокопроизводительных SSD-накопителей емкостью 64 Гбайт ожидается в IV квартале текущего года. Массовое их производство намечено на I квартал 2009 года.

 

Рисунок

Intel X25-E Extreme SATA

SSD-диск Intel X25-E Extreme SATA имеет формфактор 2,5 дюйма, построен на базе флэш-памяти типа NAND с одноуровневыми ячейками памяти (Single Layer Cell, SLC) и оптимизирован для достижения максимальной скорости операций ввода-вывода (IOPS). Согласно заявленным техническим характеристикам, диски Intel X25-E Extreme SATA обеспечивают скорость последовательного (линейного) чтения до 250 Мбайт/с и скорость последовательной записи до 170 Мбайт/с. Задержка по чтению для них составляет всего 75 мкс. Кроме того, заявляется, что скорость операций выборочного чтения блоками по 4 Кбайт (характерно для баз данных) составляет 35 000 IOPS, а скорость операций выборочной записи блоками по 4 Кбайт — 3300 IOPS.

Диски Intel X18-M и X25-M Mainstream SATA отличаются друг от друга лишь своим формфактором. Диски Intel X18-M Mainstream SATA имеют формфактор 1,8 дюйма, а диски Intel X25-M Mainstream SATA — формфактор 2,5 дюйма. Во всем остальном их характеристики идентичны.

 

Рисунок

Intel X25-M Mainstream SATA

В SSD-дисках Intel X18-M и X25-M Mainstream SATA используется флэш-память типа NAND с многоуровневыми ячейками памяти (Multi Level Cell, MLC). Эти диски обеспечивают скорость последовательного чтения до 250 Мбайт/с и скорость последовательной записи до 70 Мбайт/с. Задержка по чтению для них составляет всего 85 мкс.

Высокий уровень производительности SSD-дисков Intel достигается благодаря использованию десяти каналов памяти, что позволяет параллельно выполнять операции записи и чтения. Именно это является основным конкурентным преимуществом дисков Intel, поскольку у других производителей применяется меньшее количество каналов.

Что касается надежности и энергопотребления SSD-дисков, то можно привести следующие данные. Для SSD-дисков Intel X18-M и X25-M Mainstream SATA среднее время наработки на отказ (MTFB) составляет более 1 млн часов, а для дисков Intel X25-E Extreme SATA — более 2 млн часов.

Среднее энергопотребление SSD-дисков Intel X18-M и X25-M Mainstream SATA в режиме активности составляет 0,15 Вт, а в режиме простоя — 0,06 Вт. Для дисков Intel X25-E Extreme SATA энергопотребление в режиме активности составляет 2,4 Вт, а в режиме простоя — 0,06 Вт.

SSD-диск Patriot Extreme Performance Warp (PE64GS25SSDR)

Компания Patriot Memory выпускает две серии SSD-дисков: Patriot Lite и Patriot Extreme Performance Warp.

Диски серии Patriot Extreme Performance Warp производятся объемом 32, 64 и 128 Гбайт, а диски серии Patriot Lite — объемом 32 и 64 Гбайт.

Диски серии Patriot Lite специально разработаны для нетбуков ASUS Eee PC и имеют интерфейс PATA Mini PCI-e, а диски серии Patriot Extreme Performance Warp имеют формфактор 2,5 дюйма и традиционный интерфейс SATA.

 

Рисунок

Patriot Extreme Performance Warp (PE64GS25SSDR)

Размеры дисков серии Patriot Extreme Performance Warp — 99,88x69,63x9,3 мм, вес — 91 г.

Согласно заявленным техническим характеристикам, скорость последовательного чтения Patriot Extreme Performance Warp составляет 175 Мбайт/с, а скорость последовательной записи — 100 Мбайт/с.

Заявленное среднее время наработки на отказ (MTFB) превышает более 1,5 млн часов, а энергопотребление диска — 1,4-1,65 Вт.

Методика тестирования

После краткого представления SSD-дисков давайте посмотрим, насколько заявленные характеристики соответствуют реальным. Напомним, что мы будем сравнивать диски Intel X25-E Extreme SATA емкостью 32 Гбайт (SSDSA2SH032G1GN), Intel X25-M Mainstream SATA емкостью 80 Гбайт (SSDSA2SH080G1GN) и Patriot Extreme Performance Warp емкостью 64 Гбайт (PE64GS25SSD).

Для тестирования дисков использовался стенд следующей конфигурации:

  • процессор — Intel Core 2 Extreme Q6850 (тактовая частота 3 ГГц);
  • материнская плата — ASUS P5K3 Deluxe (версия BIOS 1014);
  • чипсет — Intel P35 Express;
  • оперативная память — 2 Гбайт DDR3-1066 (два модуля Kingston по 1 Гбайт; двухканальный режим работы);
  • видеокарта — NVIDIA 8600 GTS (256 Мбайт видеопамяти);
  • системный жесткий диск — SAMSUNG HD501LJ (500 Гбайт; 7200 об./?мин).

На первичный HDD-диск устанавливалась операционная система, и он подключался к одному из SATA-каналов, реализованных в южном мосте ICH9R. Тестирование проводилось под управлением операционной системы Windows Vista Ultimate SP1 (32-bit).

Для того чтобы иметь возможность сравнить производительность SSD-дисков с производительностью HDD-диска в различных режимах нагрузки, мы также протестировали традиционный HDD-диск с формфактором 2,5 дюйма SAMSUNG HM250JL емкостью 250 Гбайт (5400 об./?мин, буфер 8 Мбайт).

В качестве бенчмарка для определения производительности дисков мы использовали синтетический тест IOmeter 2006.07.27. Он является общепризнанным отраслевым стандартом и применяется для измерения производительности подсистем хранения данных (дисков, RAID-массивов и т.д.). Тест IOmeter 2006.07.27 позволяет имитировать практически любой тип нагрузки на жесткий диск. Можно менять размер блока запроса чтения/записи, устанавливать глубину очереди задач, менять процентное соотношение между операциями чтения и записи и между последовательными и выборочными операциями и т.д. Кроме того, тест IOmeter 2006.07.27 позволяет работать как с отформатированными дисками, так и с дисками, на которых не созданы логические разделы. Более корректным является тестирование дисков без логических разделов.

В нашем тестировании мы измеряли скорость выполнения операций последовательного чтения и записи, а также скорость выборочного чтения и записи. Размер блока данных изменялся в пределах от 512 байт до 1 Мбайт. Бенчмарк IOmeter 2006.07.27 позволяет также изменять глубину очереди задач операций ввода-вывода (Outstanding I/Os).

Тестирование проводилось при глубине очереди задач операций ввода-вывода (Outstanding I/Os) равной 4.

Однако, как выяснилось в ходе тестирования, скорость выполнения и последовательных и выборочных операций практически не зависит от глубины очереди задач. Лишь при значении глубины очереди задач равной 1 можно наблюдать незначительное уменьшение производительности. Причем это справедливо как для HDD-, так и для SSD-дисков. Поэтому в дальнейшем мы ограничимся рассмотрением результатов тестирования дисков только при значении глубины очереди задач операций ввода-вывода равной 4. Отметим также, что тестировавшиеся жесткие диски не имели логических разделов.

Результаты тестирования

Результаты сравнительного тестирования дисков Intel X25-E Extreme SATA, Intel X25-M Mainstream SATA, Patriot Extreme Performance Warp и SAMSUNG HM250JL представлены на рис. 1-4.

 

Рисунок

Рис. 1. Скорость последовательного чтения

Рисунок

Рис. 2. Скорость последовательной записи

Рисунок

Рис. 3. Скорость выборочного чтения

Рисунок

Рис. 4. Скорость выборочной записи

Как видите, во всех тестах абсолютным лидером стал диск Intel X25-E Extreme SATA, что вполне естественно, поскольку он позиционируется компанией Intel как диск для серверов и высокопроизводительных рабочих станций. Да и его заявленные скоростные характеристики выше, чем у остальных дисков.

В режиме последовательного (линейного) чтения для всех дисков скорость чтения зависит от размера блока данных (см. рис. 1). Сначала скорость последовательного чтения возрастает с увеличением блока данных, но при достижении определенного максимального значения перестает увеличиваться. Для HDD-диска SAMSUNG HM250JL максимальная скорость последовательного чтения равна 58,9 Мбайт/с и достигается при размере блока данных 32 Кбайт, а для SSD-диска Intel X25-E Extreme SATA максимальная скорость последовательного чтения составляет 251 Мбайт/с и имеет место при размере блока данных 128 Кбайт. Для диска Intel X25-M Mainstream SATA максимальная скорость последовательного чтения равна 230 Мбайт/с и также достигается при размере блока данных 128 Кбайт, ну а для диска Patriot Extreme Performance Warp максимальная скорость последовательного чтения составляет 140 Мбайт/с и обеспечивается при размере блока данных 128 Кбайт.

Как видите, если для диска Intel X25-E Extreme SATA заявленная максимальная скорость последовательного чтения даже немного ниже реальной, то для диска Intel X25-M Mainstream SATA реальная максимальная скорость последовательного чтения немного не дотягивает до заявленной.

Аналогично для диска Patriot Extreme Performance Warp вместо заявленной максимальной скорости последовательного чтения 170 Мбайт/с на самом деле мы получили только 140 Мбайт/с.

При выполнении операций последовательной записи (см. рис. 2) результаты оказались несколько неожиданными. Для диска Intel X25-E Extreme SATA зависимость скорости последовательной записи от размера блока вполне типичная. Максимальная скорость последовательной записи для этого диска составляет 192,5 Мбайт/с и достигается при размере блока данных 32 Кбайт. Как видите, максимальная скорость последовательной записи для диска Intel X25-E Extreme SATA оказывается даже несколько выше, нежели указано в спецификации.

А вот для диска Intel X25-M Mainstream SATA максимальная скорость последовательной записи составляет всего 49 Мбайт/с, а не 70 Мбайт/с, как указано в спецификации. Но самое главное, что по максимальной скорости последовательной записи этот диск проигрывает даже HDD-диску SAMSUNG HM250JL, для которого данный показатель составляет 59 Мбайт/с.

Для диска Patriot Extreme Performance Warp результаты оказались весьма неожиданными. При размере блока данных менее 64 Кбайт скорость последовательной записи постепенно увеличивается с ростом размера блока, достигая максимального значения 25 Мбайт/с при размере блока 64 Кбайт. Такая скорость последовательной записи для диска является очень низкой и сравнима со скоростью записи на обычные USB-флэшки. Однако при размере блока 128 Кбайт скорость последовательной записи резко увеличивается и достигает 88 Мбайт/с. То есть при размере блока данных более 128 Кбайт скорость последовательной записи диска Patriot Extreme Performance Warp превосходит аналогичный показатель дисков Intel X25-M Mainstream SATA и SAMSUNG HM250JL. Напомним, что заявленная максимальная скорость последовательной записи диска Patriot Extreme Performance Warp составляет 100 Мбайт/с. Однако такого значения скорости диск не достигает ни при каком размере блока.

В операциях выборочного чтения (см. рис. 3) для HDD-диска SAMSUNG HM250JL скорость выборочного чтения постепенно возрастает по мере увеличения размера блока данных. Собственно, это понятно, поскольку для HDD-диска с увеличением размера блока данных операции становятся все более последовательными и нет нужды в перепозиционировании головок чтения/записи. Причем для всех SSD-дисков скорость выборочного чтения существенно выше, чем для HDD-диска, что объясняется необходимостью перепозиционирования головок чтения/записи при операции выборочного чтения в случае HDD-диска.

Для диска Intel X25-E Extreme SATA максимальная скорость выборочного чтения составляет 181 Мбайт/с и достигается при размере блока 128 Кбайт.

Для диска Intel X25-М Mainstream SATA максимальная скорость выборочного чтения также обеспечивается при размере блока данных 128 Кбайт и равна 176 Мбайт/с. Однако при размере блока данных 512 Кбайт наблюдается падение скорости выборочного чтения до 155 Мбайт/с.

Для диска Patriot Extreme Performance Warp скорость выборочного чтения увеличивается с ростом размера блока данных и не достигает насыщения даже при размере блока 1 Мбайт. Скорость выборочного чтения данных, которая достигается при размере блока данных 1 Мбайт, составляет 149 Мбайт/с.

В операциях выборочной записи (см. рис. 4) зависимость скорости выполнения операций от размера блока данных напоминает аналогичную зависимость для операций выборочного чтения. В то же время нужно отметить, что для всех SSD-дисков скорость выборочной записи существенно ниже скорости выброчного чтения. Причем для дисков Intel X25-М Mainstream SATA и Patriot Extreme Performance Warp скорость выборочной записи даже ниже, чем скорость выборочной записи для HDD-диска SAMSUNG HM250JL. Эта разница становится особенно заметной при больших размерах блока данных. Отметим также, что для диска Intel X25-М Mainstream SATA скорость выборочной записи вообще непредсказуема. Повторяемости результатов не наблюдается, и приводимые на графике данные показывают очень приблизительную скорость выборочной записи.

Выводы

Итак, по результатам нашего тестирования можно сделать следующие выводы. SSD-диск Intel X25-E Extreme SATA вполне оправдывает свое название Extreme. Его скоростные показатели существенно превосходят показатели HDD-дисков, да и среди SSD-дисков он прочно удерживает пальму первенства.

А вот скоростные показатели дисков Intel X25-М Mainstream SATA и Patriot Extreme Performance Warp ниже заявленных в спецификации.

Если в операциях последовательного и выборочного чтения преимущество SSD-дисков над HDD-дисками очевидно, то в операциях последовательной и выборочной записи не все так просто. Собственно, явное преимущество в этих операциях имеет лишь диск Intel X25-E Extreme SATA. А вот диски Intel X25-M Mainstream SATA и Patriot Extreme Performance Warp не только не имеют преимуществ, но и проигрывают обычному HDD-диску по скорости выполнения последовательной и выборочной записи для большинства размеров блока данных.

Может показаться странным, что для SSD-дисков наблюдается разница в скорости выполнения последовательных и выборочных операций, поскольку для обычных USB-флэшек такая разница отсутствует. По всей видимости, этот факт объясняется наличием буфера (кэша) в SSD-диске в совокупности с реализацией механизма предвыборки данных (упреждающего чтения данных с диска и упреждающей загрузки данных в кэш для их последующей записи на диск). Понятно, что механизм предвыборки данных эффективен только в случае выполнения последовательных операций. Если же речь идет о выборочных операциях, то наличие кэша не отражается на повышении производительности диска.

Кроме того, для повышения времени наработки на отказ в SSD-дисках реализован алгоритм записи, препятствующий быстрому износу ячеек памяти. Суть этого алгоритма сводится к следующему. В обычных условиях при последовательной записи/перезаписи информации на диск одни ячейки памяти задействуются в большей степени, а другие — в меньшей. Дабы предотвратить больший износ одних ячеек в сравнении с другими, в SSD-дисках реализуется алгоритм записи, позволяющий равномерно задействовать все ячейки памяти. Фактически данный алгоритм превращает последовательную запись в выборочную, а его реализвация определяется прошивкой диска. Скорее всего, именно этим фактом можно объянить несколько странное поведение дисков в операциях выборочного чтения/записи (непредсказуемое изменение скорости при изменении размера блока, плохая повторяемость результатов).

 

В начало В начало

КомпьютерПресс 11'2008

Наш канал на Youtube

1999 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2001 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2002 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2003 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2004 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2005 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2006 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2007 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2008 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2009 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2010 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2011 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2012 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2013 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Популярные статьи
КомпьютерПресс использует