Тестирование SSD-диска Intel X25-E Extreme SATA
Совсем недавно, 19 августа, в рамках форума IDF 2008 компания Intel анонсировала свою новую серию твердотельных SSD-дисков. И вот спустя два месяца они уже появились в России. Конечно, пока речь не идет о массовых поставках. Более того, эти диски еще не продаются — есть лишь первые инженерные сэмплы. Нашей тестовой лаборатории удалось получить на тестирование инженерный образец диска Intel серии X25-E Extreme SATA емкостью 32 Гбайт. В настоящей статье мы ознакомим читателей с выдающимися результатами тестирования этого диска и сравним его с традиционным HDD-диском.
SSD-диски уже давно не редкость. После выставки Computex 2008 стало очевидно, что только ленивые их не делают. Причем «китайские братья» буквально заваливают редакции пресс-релизами, посвященными анонсу очередного SSD-диска. Однако составлять пресс-релизы куда проще, чем действительно организовывать массовые поставки и продажи SSD-дисков в России. Увы, несмотря на огромное количество громких заявлений и пресс-релизов, в розничной сети SSD-дисков как не было, так и нет. И что самое печальное, и в обозримом будущем не будет.
Собственно, «китайские братья» и не собираются поставлять SSD-диски в Россию. Проблема заключается в том, что поставить-то эти диски они могут, но вот уверенности, что они будут продаваться при сегодняшних ценах, у них нет. Точнее, есть уверенность как раз в обратном, поэтому купить SSD-диски можно лишь в Европе или США.
Что ж, цены на SSD-диски действительно неоправданно высоки, и если сравнивать их с HDD-дисками, то разница в цене за гигабайт емкости просто запредельная (более чем в 10 раз). Естественно, при такой разнице в цене убедить пользователей в необходимости приобретения именно SSD-дисков вместо традиционных HDD практически нереально. Пусть SSD-диски более производительны, потребляют меньше энергии, да к тому же еще и бесшумные — в данном случае никакие доводы не действуют. Поэтому пока цена на эти диски будет нереально высокой, говорить о массовых продажах бессмысленно. Скорее всего, SSD-диски будут востребованы лишь в определенных сегментах рынка, а что касается использования в настольных ПК, то они будут ориентированы на компьютерных энтузиастов, то есть на тех пользователей, которые покупают процессоры серии Extreme по баснословной цене и приобретают самые высокопроизводительные компоненты, не считаясь с их стоимостью.
SSD-диски бывают разные. Как показывают тестирования, проводимые за рубежом, производительность SSD-дисков разных производителей может различаться в разы. Так что диск диску рознь. И если уж ориентироваться на эти решения, то имеет смысл обратить внимание на самые производительные диски. Сегодня без преувеличения можно утверждать, что самыми производительными являются диски компании Intel. К тому же есть (хоть и слабая) надежда, что они в скором времени все же станут доступны в России.
SSD-диски компании Intel
Прежде чем переходить к результатам тестирования, вкратце напомним, какие именно серии SSD-дисков были анонсированы компанией Intel.
Итак, Intel представила 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, будут иметь емкость 80 и 160 Гбайт. Технические образцы SSD-накопителей объемом 80 Гбайт уже выпущены, а выпуск первых образцов SSD-накопителей емкостью 160 Гбайт запланирован на IV квартал текущего года. Массовое производство этих дисков намечено на III квартал 2009-го.
SSD-диск Intel X25-E Extreme SATA
емкостью 32 Гбайт
SSD-диски Intel X25-E Extreme SATA SSD, также оснащенные интерфейсом SATA II, будут иметь 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. Массовое их производство намечено на I квартал 2009 года.
SSD-диск Intel X25-E Extreme SATA имеет формфактор 2,5 дюйма и построен на базе флэш-памяти типа NAND с одноуровневыми ячейками памяти (Single Layer Cell, SLC) и оптимизирован для достижения максимальной скорости операции ввода-вывода (IOPS). Данное решение, обладающее пониженным энергопотреблением, позволяет создавать системы с высокой плотностью размещения и снижать затраты на их охлаждение, что, в свою очередь, обеспечивает возможность оптимизации общих затрат на содержание инфраструктуры центров обработки данных.
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 этих дисков составляет всего 75 мкс. Кроме того, сообщается, 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 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 же остальном их характеристики идентичны.
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. Для сравнения отметим, что традиционные 2,5-дюймовые HDD-диски имеют скорость последовательного чтения/записи на уровне 60-80 Мбайт/с. То есть если по скорости последовательной (линейной) записи SSD-диски сопоставимы с HDD-дисками, то вот по скорости последовательного (линейного) чтения они существенно превосходят существующие HDD-диски. Отметим также, что задержка по чтению для этих дисков составляет всего 85 мкс.
К сожалению, в технических характеристиках SSD-дисков Intel не указывается скорость выборочных операций. «К сожалению» потому, что именно по скорости выборочного чтения и записи SSD-диски имеют неоспоримое преимущество перед HDD-дисками. В этом режиме SSD-диски превосходят по производительности HDD-диски в десятки раз.
Высочайший уровень производительности SSD-дисков Intel достигается благодаря использованию десяти каналов памяти, что позволяет параллельно выполнять операции записи и чтения. Кстати, именно это является основным конкурентным преимуществом дисков Intel, поскольку другие производители применяют меньшее количество каналов. К примеру, в SSD-дисках Samsung используется только восемь каналов памяти.
Вообще, в первом приближении количество каналов памяти можно ассоциировать с количеством дисков, объединяемых в RAID-массив уровня 0. Конечно, такое сравнение весьма условно, но с ростом количества каналов возрастает и производительность системы (хотя, конечно, зависимость производительности от количества каналов нелинейная и увеличение числа каналов вдвое не означает двукратного увеличения производительности).
Что касается надежности и энергопотребления SSD-дисков в сравнении с HDD-дисками, то можно привести следующие данные. Если традиционные HHD-диски с формфактором 2,5 дюйма имеют среднее время наработки на отказ (MTFB) менее 300 тыс. часов, то для SSD-дисков Intel X18-M и X25-M Mainstream SATA значение MTFB составляет более миллиона часов, а для дисков Intel X25-E Extreme SATA — более 2 млн часов.
Среднее энергопотребление HDD-дисков равно 3,3 Вт в режиме активности и 0,9 Вт в режиме простоя, а для SSD-дисков Intel X18-M и X25-M Mainstream SATA энергопотребление 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 равно 2,4 Вт, а в режиме простоя — 0,06 Вт.
Методика тестирования
После краткого представления SSD-дисков компании Intel самое время убедиться, так ли уж они хороши, как об этом заявляет Intel. В наше распоряжение поступил диск Intel X25-E Extreme SATA емкостью 32 Гбайт (SSDSA2SH032G1GN). Как уже отмечалось, диски этой серии построены на основе одноуровневых ячеек (SLC) памяти типа NAND и ориентированы на использование в серверах и высокопроизводительных рабочих станциях. Диски именно этой серии имеют самые высокие скоростные показатели.
Для тестирования диска Intel X25-E Extreme SATA применялся 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).
HDD-диск SAMSUNG HM250JL
Для того чтобы иметь возможность сравнить по производительности SSD-диск с HDD-диском 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). Отметим, что среди HDD-дисков с формфактором 2,5 дюйма он отличается достаточно высокой производительностью.
В качестве бенчмарка для определения производительности жестких дисков мы использовали синтетический тест IOmeter 2006.07.27, представляющий собой общепризнанный отраслевой стандарт и применяемый 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. Имеется возможность менять размер блока запроса чтения/записи, устанавливать глубину очереди задач, менять процентное соотношение между операциями чтения и записи, менять процентное соотношение 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 512 Кбайт. Кроме того, тестирование проводилось при глубине очереди задач 1, 2, 4, 8, 16 и 32. Тестировавшиеся жесткие диски не имели логических разделов.
Результаты тестирования
Результаты сравнительного тестирования дисков Intel X25-E Extreme SATA и SAMSUNG HM250JL представлены на рис. 1-4.
Как мы уже отмечали, тестирование проводилось при глубине очереди задач операций ввода-вывода (Outstanding I/Os) равной 1, 2, 4, 8, 16 и 32. Однако, как выяснилось в ходе тестирования, скорость выполнения и последовательных и выборочных операций практически не зависит от глубины очереди задач. При глубине очереди задач равной 2 и более производительность операций чтения и записи перестает зависеть от значения глубины очереди задач. И лишь при глубине очереди задач равной 1 можно наблюдать незначительное уменьшение производительности. Причем это справедливо как для HDD-, так и для SSD-диска. Поэтому далее будут приведены результаты тестирования дисков только для глубины очереди задач равной 4.
Рис. 1. Скорость последовательного чтения
при глубине очереди задач операций ввода-вывода равной 4
Рис. 2. Скорость последовательной записи при глубине
очереди задач операций ввода-вывода равной 4
Рис. 3. Скорость выборочного чтения при глубине
очереди задач операций ввода?вывода равной 4
Рис. 4. Скорость выборочной записи при глубине
очереди задач операций ввода?вывода равной 4
Итак, при последовательном чтении данных и для HDD-, и для SSD-диска наблюдается зависимость скорости чтения от размера блока данных (см. рис. 1). Первоначально скорость последовательного чтения возрастает с увеличением блока данных, но по достижении определенного максимального значения перестает увеличиваться. Для HDD-диска максимальная скорость последовательного чтения составляет 58,9 Мбайт/с и достигается при размере блока данных 32 Кбайт, а для SSD-диска максимальная скорость последовательного чтения составляет 251 Мбайт/с и достигается при размере блока данных 128 Кбайт. Как видите, если сравнивать максимальную скорость последовательного чтения SSD- и HDD-дисков, то для SSD-диска она оказывается выше в 4,3 раза.
При операциях последовательной записи (см. рис. 2) и для HDD-, и для SSD-диска также наблюдается характерная зависимость скорости записи от размера блока данных. Для HDD-диска максимальная скорость последовательного чтения составляет 58,7 Мбайт/с и достигается при размере блока данных 16 Кбайт, а для SSD-диска максимальная скорость последовательного чтения равна 192,5 Мбайт/с и достигается при размере блока данных 32 Кбайт. Как видите, максимальная скорость последовательной записи диска Intel X25-E Extreme SATA оказывается даже несколько выше, нежели указывается в спецификации, а если сравнивать максимальную скорость последовательной записи SSD- и HDD-дисков, то для SSD-диска она оказывается выше в 3,3 раза.
При операциях выборочного чтения и записи характерная зависимость скорости выполнения операций от размера блока данных наблюдается лишь для SSD-диска. Для HDD-диска скорость выборочного чтения и записи возрастает по мере увеличения размера блока данных. Собственно, это и понятно, поскольку для HDD-диска с увеличением размера блока данных операции становятся все более последовательными и нет нужды в перепозиционировании головок чтения/записи.
Естественно, что для HDD-диска скорость выборочного чтения и записи гораздо ниже скорости последовательного чтения и записи, что связано с необходимостью постоянного перепозиционирования головок чтения/записи при выполнении выборочных операций. В то же время если обратиться к результатам тестирования SSD-диска, то можно заметить, что и для него скорость выборочных операций (чтения, записи) ниже скорости последовательных операций. Так, если максимальная скорость последовательного чтения составляет 251 Мбайт/с, то максимальная скорость выборочного чтения — 181 Мбайт/с (см. рис. 3). Если максимальная скорость последовательной записи равна 192,5 Мбайт/с, то максимальная скорость выборочной записи — 50 Мбайт/с (см. рис. 4). Этот результат может показаться несколько странным, если учесть, что для обычных USB-флэшек нет никакой разницы между скоростью выполнения последовательных и выборочных операций.
По всей видимости, разница в скорости выполнения последовательных и выборочных операций 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.
Выводы
После знакомства с результатами тестирования SSD-диска Intel X25-E Extreme SATA еще раз отметим все сильные и слабые стороны этого диска в сравнении с традиционными HDD-дисками.
Прежде всего, SSD-диск Intel X25-E Extreme SATA в разы превосходит по производительности традиционный HDD-диск, и именно в этом его главное преимущество. Кроме того, он абсолютно бесшумен, очень мало греется и не требует никакой дополнительной системы охлаждения. Кроме того, диск Intel X25-E Extreme SATA потребляет меньше электроэнергии по сравнению с традиционными HDD-дисками. Стоит также отметить, что и по надежности хранения данных (время наработки на отказ) SSD-диски превосходят традиционные HDD-диски.
Что касается слабых сторон диска Intel X25-E Extreme SATA, то можно выделить два момента. Во-первых, высокая стоимость этого диска может свести на нет все его преимущества, а во-вторых, в сравнении с традиционными HDD-дисками емкость SSD-дисков очень мала. Так, диск Intel X25-E Extreme SATA существует только в двух вариантах — с емкостью 32 и 64 Гбайт. Конечно, по сегодняшним меркам это очень мало, а приобретение нескольких дисков для увеличения емкости хранилища — слишком дорогое удовольствие.
 |
|
