oldi

Твердотельный накопитель Intel SSD 530 180 Гбайт

Автор: Максим Афанасьев

Твердотельный накопитель Intel SSD 530 180 Гбайт

 

Компания Intel известна всему миру как производитель процессоров и наборов системной логики, но поскольку это огромная корпорация, занимающаяся разработкой и внедрением различных решений, нельзя обойти вниманием и еще одно направление, которое в настоящий момент является весьма и весьма интересным. В этой статье мы поговорим о еще одной модели твердотельного накопителя, которая была представлена не так давно и уже поступила в широкую продажу. Напомним, что компания Intel (совместно с Micron) является одним из крупнейших производителей микросхем памяти, которые теперь используются повсеместно. Производством готовых решений на рынке твердотельных накопителей Intel стала заниматься одной из первых. Более того, ее решения зачастую устанавливали планку по производительности для других компаний, ведь Intel не только производит сами SSD, но и разрабатывает  собственные прошивки и контроллеры, то есть те элементы, которые очень важны для получения максимальной производительности для этого типа накопителей. В нашу тестовую лабораторию  поступила модель потребительского уровня, а именно Intel SSD 530 объемом 180 Гбайт (SSDSC2BW180A4). Отметим также, что ранее 500-я серия накопителей Intel относилась к верхнему ценовому диапазону и являлась весьма дорогим приобретением. Расклад на рынке потребительских SDD в этом сегменте несколько изменил политику Intel,  и теперь  новую модель Intel 530 скорее можно отнести к среднему ценовому коридору.

Вообще, если говорить о твердотельных накопителях, то в настоящее время на рынке наблюдается некий застой, выраженный в практически одинаковых скоростных показателях новых и старых моделей. По всей видимости, это объясняется не столько возможностями самих контроллеров, сколько ограничениями интерфейсов SATA, поскольку скорость последовательного чтения и доступа к данным сдерживается пропускной способностью интерфейса SATA 6 Гбит/с. Новый перспективный в плане скорости интерфейс SATA Express еще не получил достаточно широкого распространения, да и большинство пользователей все-таки редко обновляют свои настольные ПК. Кроме того, большинство современных твердотельных накопителей построены на базе контроллеров, имеющих более-менее  похожие характеристики. Внедрение же более совершенных в технологическом плане контроллеров тормозится высокой стоимостью флэш-памяти, так как дорогие SSD большого объема имеют на рынке весьма ограниченные продажи. В связи с этим на рынке сложилась «патовая» ситуация, поэтому производители выпускают новые решения, мало отличающиеся от предшествующих. Так случилось и с новой серией твердотельных накопителей Intel 530. Что же, рассмотрим поступившую к нам модель Intel SSD 530 объемом 180 Гбайт более подробно.

Intel SSD 530 объемом 180 Гбайт

Компания Intel  всегда уделяет особое внимание своим SSD, поэтому их упаковка и комплектация  являются законодателями мод для  других производителей.  

Твердотельный накопитель Intel SSD 530 180 Гбайт

Новые модели Intel 530 поставляются в средней по размеру коробке, выполненной в фирменных цветах компании.

Комплект поставки учитывает все возможные пожелания пользователя. В коробе находятся  фирменная наклейка Intel Speed Demon, металлический переходник для установки в 3,5-дюймовый отсек, краткое описание установки, дополнительная крышка, SATA-кабель, переходник для кабеля питания с Molex, мини-CD-диск с ПО и документацией, а также набор винтов для крепления.

Черная пластиковая крышка приклеивается на верхнюю часть накопителя, тем самым увеличивая его высоту. Стандартная высота накопителя без крышки составляет 7 мм, что позволяет устанавливать модель в тонкие ноутбуки и ультрабуки. Крышка сделана для красоты и для тех пользователей, которым необходимо жестко установить эту модель в ноутбук, где зачастую отсек для диска имеет вполне типовой размер.

Следует отметить, что, по сравнению со своим предшественником, новая модель стала пониже — теперь  ее высота составляет 9 мм.

Сам корпус модели  представляет собой шлифованный металлический каркас, который после  откручивания четырех болтов распадается на две половины. На тыльной стороне модели  помещена стандартная наклейка с технической информацией. Там же  находятся и разъемы SATA (Revision 3.0) для подключения питания и шины данных.

Поскольку внешний облик SSD вполне типичен для этих устройств, рассмотрим его внутреннее наполнение, ведь  у твердотельного диска именно оно определяет основные параметры быстродействия и производительности.

Итак, одна  сторона печатной платы содержит контроллер и шесть микросхем памяти, а на другой   располагаются еще шесть чипов памяти. При этом у платы для памяти  предусмотрено еще четыре пустых посадочных места,  которые заняты в более емких моделях этого накопителя объемом 240, 360 и 480 Гбайт.

Все чипы памяти промаркированы как Intel 29F16B08CCMF2 и содержат внутри себя по два кристалла MLC NAND. Согласно спецификации, эти чипы имеют ONFI-интерфейс (ONFI 2.3) и производятся Intel (возможно, совместно с Micron) по 20-нм технологии. Следовательно,  рассматриваемые накопители получили новую память,  ведь в Intel SSD 520 применялись 25-нм чипы MLC NAND. Внедрение новой памяти с интерфейсом ONFI 2.3 дало небольшую прибавку в скорости обмена на интерфейсе памяти, однако существенного увеличения производительности  эта модель, по сравнению с предшествующей, не  получила.

Контроллер новой модели Intel SSD 530 имеет маркировку Intel BF29AS41BB0, из чего можно было бы сделать вывод, что сама Intel выпустила новый контроллер.  Однако на самом деле это всего лишь перемаркированный чип SandForce SF-2281, который ранее применялся в накопителях Intel SSD 520. По сравнению с предыдущей моделью, в Intel SSD 530 используется новая ревизия этого контроллера, которая имеет интересную функциональную особенность — помещать накопитель в состояние DevSleep, то есть глубокого сна с пониженным энергопотреблением. Это позволило обеспечить для новых моделей  более высокие показатели эффективности энергопотребления.

В целом, перед нами всё тот же Intel SSD 520, но только слегка модернизированный. Тем не менее, поскольку стоимость чипов памяти, а также контроллеров для SSD с момента выпуска прошлого решения снизилась, новый Intel SSD 530 получился даже несколько дешевле предшественника. Впрочем, невидимая рука рынка сама расставит все по местам, а мы лишь отметим, что все остальные технологии, примененные в накопителях этой серии, остались.

Согласно заявленным техническим характеристикам, для накопителя Intel SSD 530 емкостью 180 Гбайт при значении одновременных запросов ввода­вывода, равном 32, максимальная скорость последовательного чтения составляет 540 Мбайт/с, а скорость последовательной записи — 490 Мбайт/с. Максимальная скорость случайного чтения блоками по 4 Кбайт заявляется равной 41 000 IOPS, а максимальная скорость случайной записи — 80 000 IOPS (для нового накопителя).

Остается добавить, что энергопотребление SSD-накопителей Intel серии 520 составляет 0,55 Вт в режиме ожидания, 1,4 Вт в режиме чтения/записи и всего 0,002 Вт в режиме DevSleep. Масса накопителя — 83 г. На устройство предоставляется гарантия сроком 5 лет. В момент тестирования на накопитель была установлена прошивка DC12.

Тестирование

Для тестирования SSD-накопителя мы использовали стенд следующей конфигурации:

  • процессор — Intel Core i7-4770K;
  • материнская плата — Intel DZ87KLT-75K;
  • чипсет системной платы — Intel Z87 Express;
  • объем памяти — 16 Гбайт (два модуля GEIL DDR3-1600 по 8 Гбайт);
  • режим работы памяти — двухканальный;
  • системный диск — Intel SSD 520 Series (240 Гбайт);
  • операционная система — Windows 8 Enterprise N 64 бит.

Дополнительно устанавливался драйвер Intel RST, а тестируемый SSD-накопитель подключался к порту SATA 6 Гбит/с, который был реализован через интегрированный в чипсет контроллер. К еще одному SATA-порту подключался SSD-накопитель Intel SSD 520 Series, на который устанавливались операционная система и все необходимые для тестирования приложения. Для всех SATA-портов задавался режим работы AHCI.

Для тестирования мы использовали утилиту IOmeter версии 2008.06.18, которая представляет собой очень мощный инструмент для анализа производительности накопителей (как HDD, так и SSD) и фактически является отраслевым стандартом для измерения производительности накопителей.

Чтобы не привязывать результаты тестирования к конкретной файловой системе, тестирование SSD-накопителя с помощью утилиты IOmeter мы проводили без создания на нем логического раздела.

При тестировании исследовалась зависимость скорости выполнения операций последовательного и случайного чтения, а также последовательной и случайной записи от размера блока данных.

Кроме того, анализировалась зависимость производительности накопителя, выражаемая в количестве операций ввода­вывода в секунду (IOPS), в операциях случайного чтения и записи от глубины очереди задач (количества одновременных запросов ввода­вывода) для блоков размером 4 Кбайт. Размер блока в 4 Кбайт для операций случайного чтения и записи выбран не случайно, поскольку он типичен для операционной системы Windows и в операциях случайного чтения и записи наиболее часто встречаются блоки именно такого размера. В связи с этим размер блока в 4 Кбайт для операций случайного чтения и записи при измерении IOPS стал своеобразным стандартом де-факто.

SSD-накопители мы также тестировали на наличие эффекта старения, то есть выясняли, как меняется со временем производительность накопителя в операциях случайной записи.

Для определения скорости последовательного чтения, случайного чтения и последовательной записи использовались блоки данных следующих размеров: 512 байт, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 Кбайт, 1, 2, 4, 8, 16 и 32 Мбайт. В этих тестах в настройках IOmeter количество одновременных запросов ввода-вывода (# of Outstanding I/Os) задавалось равным 4, что типично для пользовательских приложений.

Для анализа зависимости производительности накопителя в операциях случайного чтения и записи от глубины очереди задач применялись блоки размером 4 Кбайт, а количество одновременных запросов ввода-вывода задавалось равным 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 и 256. Отметим, что результаты этого теста особенно важны в случае использования накопителя в сервере, RAID-массиве или NAS-системе.

Для проверки накопителя на предмет старения мы построили график зависимости изменения скорости случайной записи от времени для блоков размером 4 Кбайт при количестве одновременных запросов ввода­вывода равном 1. Время тестирования составляло 10 ч, а результат фиксировался каждую минуту. Перед началом теста накопитель искусственно приводился к состоянию нового, для чего на накопителе создавался логический раздел максимального размера, который форматировался, а затем удалялся.

Тестирование SSD-накопителей проводилось по следующей схеме. Сначала на новом накопителе измерялась зависимость производительности в IOPS в операциях случайного чтения от числа одновременных запросов ввода­вывода (# of Outstanding I/Os). Затем на новом накопителе измерялась зависимость скорости последовательного чтения, случайного чтения и последовательной записи от размера блока данных. После этого проводился тест на старение накопителя, то есть на изменение скорости случайной записи в зависимости от времени для блоков размером 4 Кбайт. Затем на «состаренном» накопителе измерялась зависимость производительности в IOPS в операциях случайной записи от числа одновременных запросов ввода­вывода (# of Outstanding I/Os). На заключительном этапе тестирования на «состаренном» накопителе измерялась зависимость скорости случайной записи от размера блока данных.

Итак, еще раз подчеркнем, что измерение скорости последовательного и случайного чтения, а также последовательной записи мы проводили на новом (или приведенном к состоянию нового) SSD-накопителе, а измерение скорости случайной записи — на «состаренном» накопителе. Понятно, что эффект старения может проявляться лишь в падении скорости записи, но скорость чтения при этом изменяться не будет, то есть теоретически скорость чтения данных с нового и ранее использовавшегося накопителя должна быть одинаковой. Более подробно эту проблему мы рассматривали в нашей большой статье (ссылка: http://compress.ru/article.aspx?id=23473) посвященной сравнительному тестированию SSD-накопителей.

При тестировании с помощью утилиты IOmeter состаренный накопитель сначала проходит предварительную подготовку. В течение 5 мин выполняется операция случайной записи блоками по 4 Кбайт, но результаты этого теста (IOPS или скорость записи) не учитываются. После такой подготовки сразу же, без паузы, начинается тестирование накопителя.

Кроме того, для оценки скорости чтения и записи, на которую может рассчитывать пользователь в реальных условиях эксплуатации, была применена утилита FlashTest 4.0, разработанная в нашей лаборатории. Она использует вызовы функций из библиотеки WinAPI и производит копирование данных точно так же, как это делается стандартными средствами Windows 7 и 8, включая отображение на экране стандартного окна с прогресс-индикатором.

Работает утилита FlashTest 4.0 следующим образом: сначала производится копирование тестового набора файлов с накопителя на основной диск ПК, в процессе которого измеряется скорость передачи данных. Затем осуществляется копирование тех же данных в обратном направлении — тоже с измерением скорости. Тестовый пакет включает несколько сотен файлов разного размера суммарным объемом 18,17 Гбайт, размещенных в разных папках.

Результаты тестирования

 

Рис. 1. Случайная запись

Рис. 1. Случайная запись

Если рассматривать график случайной записи (рис. 1) накопителя Intel SSD 530, то можно увидеть различия между «новым» и «состаренным» диском. Стоит отметить, что данные, полученные при тестировании «нового» диска в этом тесте, нельзя рассматривать как среднюю скорость передачи данных. Реальная средняя скорость передачи данных при случайной записи блоками от 512 байт до 1 Мбайт представлена графиком, построенным для «состаренного» диска на основе результатов, полученных после процесса «старения». Максимальная скорость в этом тесте составила 420,1 Мбайт/с при самом большом размере блока для «нового» накопителя и 233,3 Мбайт/с — в случае «состаренного» SSD-накопителя.

Рис. 2. Старение диска

Рис. 2. Старение диска

На графике, приведенном на рис. 2, показан процесс «старения» накопителя Intel SSD 530 на основе теста, который продолжался в течение 10 ч. Как видно из результатов тестирования, эта модель, как и другие SSD-диски, обладает свойством старения, то есть скорость случайной записи уменьшается по мере заполнения накопителя. На этом графике четко видна регрессия скорости случайной записи в зависимости от времени. Протестированная модель является типичным представителем тех дисков, которые при активных операциях случайной записи теряют в скорости. Уже после 2 ч активной работы скрипта скорость случайной записи в этом тесте упала более чем в четыре раза. С течением времени скорость случайной записи блоками по 4 Кбайт у данной модели стабилизируется на отметке 38,4 Мбайт/с. При этом начальная скорость случайной записи у данной модели составляет чуть менее 66 Мбайт/с. Однако не  следует забывать, что речь идет о непрерывном и стрессовом режиме случайной записи, не учитывающем эффект самовосстановления накопителей. А вот в реальных приложениях скорость случайной записи для этих накопителей может оказаться существенно выше за счет эффекта самовосстановления. Стоит отметить, что ранее нами было установлено, что у накопителей Intel даже после снижения и стабилизации скорость случайной записи остается, по сравнению с другими моделями, высокой.

 

Рис. 3. Последовательное чтение или запись и выборочное чтение

Рис. 3. Последовательное чтение или запись и выборочное чтение

 

На рис. 3 представлены три типовых графика зависимости скорости передачи данных от размера блока в трех остальных основных операциях: последовательное чтение, последовательная запись и случайное чтение. Самая высокая скорость достигается при операциях последовательного чтения и составляет 531 Мбайт/с, что практически соответствует значению, заявленному в технических характеристиках. При последовательной записи насыщение у этой модели диска наступает при размере блока 32 Кбайт и составляет 497,5 Мбайт/с. В операциях выборочного чтения насыщение происходит при максимальном размере блока, при этом  скорость чтения составляет 522,6 Мбайт/с. Нестандартное поведение накопителя в тесте на выборочное чтение, где насыщение должно происходить ранее, может объясняться особенностью взаимодействия контроллера. В тесте на последовательное чтение график скорости более похож на график теста последовательной записи, только при этом накопитель показывает чуть большую скорость передачи данных.

 

Результаты теста FlashTest 4.0

 

Intel SSD 530 «Состаренный» Intel SSD 530 «Новый»
Скорость записи с накопителя на системный диск 382,2 392,2
Скорость записи с системного диска на накопитель 123,2 180,4

 

Из результатов тестирования с помощью утилиты FlashTest 4.0 (см. таблицу) видно, что при переносе информации с применением средств Windows скорость как записи, так и чтения почти в два раза ниже тех значений, что получены в тесте с использованием IOMeter. В данном случае пользователю стоит обращать внимание именно на этот тест, а не на синтетические тесты, которые обычно показывают лучший результат. Кроме того, следует учитывать, что в этом тесте применялись различные файлы как большого, так и малого размера, поэтому при переносе только больших файлов реальная скорость передачи данных будет выше.