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)
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.
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.
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.
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.
Рис. 1. Скорость последовательного чтения
Рис. 2. Скорость последовательной записи
Рис. 3. Скорость выборочного чтения
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).
 |
|
