SSD-накопитель OCZ RevoDriveX2 c рекордной производительностью
Компания OCZ хорошо известна на российском рынке как производитель блоков питания, памяти, флэшек и SSD-накопителей. В ее ассортименте всегда есть необычные устройства, которые не предлагают конкуренты. Правда, недавно спектр продукции компании был урезан — сегодня OCZ занимается лишь блоками питания и SSD-накопителями, тем не менее необычные устройства в модельном ряду компании по-прежнему присутствуют. В этой статье мы рассмотрим один из самых быстрых сегодня SSD-накопителей — OCZ RevoDriveX2 емкостью 240 Гбайт.
Технические характеристики
Накопитель OCZ RevoDriveX2 необычен преж-де всего тем, что выполнен не в традиционном для SSD-накопителей формфакторе 2,5 или 1,8 дюйма с интерфейсом SATA 6 Гбит/с или SATA 3 Гбит/с, а в виде карты расширения с интерфейсом PCI Express 1.0 x4.
Сразу отметим, что модель OCZ RevoDriveX2 — не первый SSD-накопитель ОСZ в таком необычном исполнении. В ассортименте компании есть и более ранняя модель RevoDrive с интерфейсом PCI Express, на смену которой и пришла RevoDriveX2. Главным отличием новой модели X2 является наличие так называемой дочерней платы, которая располагается прямо над основной. За счет использования дочерней платы удалось увеличить количество чипов памяти и контроллеров, благодаря чему улучшились скоростные показатели накопителя.
Модель OCZ RevoDriveX2 представляет собой четыре отдельных SSD-накопителя на базе четырех контроллеров SandForce 1222, объединенных в программно-аппаратный RAID-массив. Поэтому вполне закономерно, что сегодня накопитель OCZ RevoDriveX2 является на рынке одним из самых скоростных и конкурировать с ним по скорости могут лишь SSD-накопители с интерфейсом PCI Express всё той же компании OCZ (накопители серий RevoDrive 3 и Z-DRIVE R4).
Впрочем, вернемся к модели RevoDriveX2. Емкость SSD-накопителей данной серии может составлять 100, 160, 220, 240, 360, 460, 480, 720 и 960 Гбайт.
В моделях емкостью 100, 160, 240, 360, 480, 720 и 960 Гбайт используются чипы NAND флэшпамяти с MLC-ячейками, выполненные по 34-нм техпроцессу, а в моделях емкостью 220 и 460 Гбайт — по 25-нм техпроцессу.
Впрочем, это не единственное различие между моделями разной емкости. Различаются и их скоростные показатели. Так, для накопителей емкостью 100 и 160 Гбайт максимальная скорость последовательного чтения и записи составляет 740 и 690 Мбайт/с соответственно. Для накопителей емкостью 240, 360, 480, 720 и 960 Гбайт максимальная скорость последовательного чтения и записи составляет 740 и 720 Мбайт/с соответственно. Для накопителя емкостью 220 Гбайт максимальная скорость последовательного чтения и записи составляет 730 и 690 Мбайт/с соответственно. Ну а для накопителя емкостью 460 Гбайт максимальная скорость последовательного чтения и записи составляет 730 и 700 Мбайт/с соответственно.
Для всех моделей накопителей серии RevoDriveX2 заявленное время доступа на чтение и запись равно 0,1 мс; потребляемая мощность в ждущем режиме — 4,3 Вт, а в режиме чтения и записи — 8,3 Вт. Время наработки на отказ (MTBF) составляет 2 млн ч, а габаритные размеры устройства — 181x126,4x21,6 мм.
Теперь рассмотрим более детально SSD-накопитель OCZ RevoDriveX2 емкостью 240 Гбайт, который был у нас на тестировании.
В этом накопителе используются чипы NAND флэшпамяти Intel 29F32G08AAMDB. Каждый чип памяти имеет емкость 4 Гбайт, а всего таких чипов 64 (32 на основной плате и 32 на дочерней). В сумме эти чипы памяти имеют объем 256 Гбайт.
Как уже отмечалось, RevoDriveX2 представляет собой RAID-массив из четырех отдельных SSD-накопителей (по 16 чипов памяти в каждом накопителе), каждый из которых управляется контроллером SandForce SF-1222TA3-SBH.
Все четыре SSD-накопителя функционируют как обычные SSD-накопители с интерфейсом SATA 3 Гбит/с и объединяются посредством контроллера Silicon Image SiI3124, который выполняет функцию моста между шиной PCI-X и четырьмя портами SATA 3 Гбит/с. Функцию моста между шинами PCI Express и PCI-X выполняет контроллер Pericom PI7C9X130DNDE. Кроме того, на плате накопителя OCZ RevoDriveX2 емкостью 240 Гбайт имеется чип SST 39VF040, в котором зашита BIOS устройства.
Работа с накопителем проблем не вызывает. Его достаточно установить в слот PCI Express x4 (можно также использовать слоты PCI Express x8 или PCI Express x16) и сконфигурировать.
Конфигурирование устройства производится точно так же, как и для любого RAID-контроллера. На этапе загрузки системы нажимаем Ctrl+S или F4 и попадаем в BIOS накопителя, которая позволяет сконфигурировать устройство.
С использованием меню конфигуратора можно создавать RAID-массивы уровней 0, 1, 5, 10, а также JBOD, задавать размер страйпа для соответствующих массивов, осуществлять низкоуровневое форматирование (хотя не очень понятно, что под этим понимается в случае SSD-накопителя), а также перестраивать массив.
Отметим, что по умолчанию все четыре накопителя собраны в RAID-массив уровня 0.
Впрочем, одного лишь конфигурирования массива в BIOS недостаточно. Для того чтобы созданный массив был увиден операционной системой, необходимо еще установить драйвер (как мы уже отмечали, речь идет о программно-аппаратном RAID-массиве, а не о чисто аппаратном, для которого драйверы вообще не нужны). Драйвер можно скачать с сайта производителя (в комплектацию диск с драйвером не входит). Отметим, что на сайте производителя имеются драйверы под операционные системы Windows XP 32/64, Vista 32/64 и Windows 7 32/64.
Методика тестирования
Для тестирования SSD-накопителя OCZ RevoDriveX2 емкостью 240 Гбайт мы использовали два различных стенда (о причинах применения именно двух стендов мы расскажем чуть позже). Первый стенд имел следующую конфигурацию:
- процессор — Intel Core i7-2600K (Sandy Bridge);
- системная плата — GIGABYTE GA-Z68AP-D3;
- версия BIOS системной платы — F3;
- чипсет системной платы — Intel Z68 Express;
- видеокарта — NVIDIA GeForce GTX 590;
- оперативная память — 2 Гбайт DDR3-1333 (два модуля CORSAIR CM3X1G2133C9D);
- диск с операционной системой — Western Digital WD3200AAKS;
- режим работы SATA — AHCI;
- драйвер системного диска — Intel RST 10.1;
- контроллер системного диска — интегрированный в чипсет SATA-контроллер.
Второй стенд имел следующую конфигурацию:
- процессор — Intel Core i7-990X (Gulftown);
- системная плата — GIGABYTE GA-EX58-UD4;
- чипсет системной платы — Intel X58 Express;
- видеокарта — NVIDIA GeForce GTX 590;
- оперативная память — 3 Гбайт DDR3-1066 (трехканальный режим работы);
- диск с операционной системой — Western Digital WD3200AAKS;
- режим работы SATA — AHCI;
- драйвер системного диска — Intel RST 10.1;
- контроллер системного диска — интегрированный в чипсет SATA-контроллер.
На плате GIGABYTE GA-Z68AP-D3 SSD-накопитель OCZ RevoDriveX2 устанавливался в слот PCI Express 2.0 x4 (этот слот на плате имеет формфактор PCI Express x16), который реализован с использованием четырех линий PCI Express 2.0, поддерживаемых чипсетом Intel Z68 Express.
На плате GIGABYTE GA-EX58-UD4 SSD-накопитель OCZ RevoDriveX2 устанавливался в слот PCI Express 2.0 x4, поддерживаемый северным мостом чипсета Intel X58 Express (всего северный мост чипсета Intel X58 Express поддерживает 36 линий PCI Express 2.0).
При тестировании применялась операционная система Window 7 Ultimate (32 bit). Кроме того, отметим, что накопитель OCZ RevoDriveX2 мы тестировали только в режиме RAID 0 из четырех SSD-накопителей с размером Stripe-блока 64 Кбайт (размер по умолчанию).
Для тестирования мы использовали утилиту IOmeter 2008.-6-22, которая представляет собой очень мощный инструмент для анализа производительности накопителей (как HDD, так и SSD).
Подробно особенности использования утилиты IOmeter при тестировании SSD-накопителей мы рассматривали в статье «Тес-тирование SSD-диска Intel X25-M 160 Гбайт», опубликованной в сентябрьском номере журнала за 2010 год, а потому лишь напомним, что утилита IOmeter позволяет работать как с накопителями, на которых создан логический раздел, так и с накопителями без такового. В случае если проводится тестирование накопителя без созданного на нем логического раздела, то утилита IOmeter работает на уровне логических блоков данных, то есть вместо операционной системы передает команды контроллеру на запись или чтение LBA-блоков.
Если на накопителе создан логический раздел, то первоначально утилита IOmeter создает на диске файл, который по умолчанию занимает весь логический раздел (в принципе, размер этого файла можно изменять, указав его в количестве 512-байтных секторов), и далее уже работает с этим файлом, то есть считывает или записывает (перезаписывает) отдельные LBA-блоки в пределах этого файла. Но опять-таки IOmeter работает в обход операционной системы, то есть непосредственно посылает запросы контроллеру на чтение/запись данных.
Как показывает опыт, при тестировании HDD-дисков разницы между результатами тестирования диска с созданным логическим разделом и без него практически нет. А вот для SSD-накопителей различие может наблюдаться. Собственно, однозначного мнения, как именно нужно тестировать SSD-накопители — с созданным логическим разделом или без него, — до сих пор нет. Нам кажется, что правильнее было бы проводить тестирование SSD-накопителей без созданного на них логического раздела.
Дело в том, что производительность SSD-накопителя может зависеть от того, сколько на нем свободного места. Причем чем меньше свободного (с точки зрения контроллера диска, а не операционной системы) места на диске, тем ниже его производительность. Как уже отмечалось, при создании логического раздела утилита IOmeter создает на диске файл, который по умолчанию занимает весь логический раздел, то есть, с точки зрения контроллера диска, на нем нет свободного места. Именно поэтому мы считаем, что тестировать SSD-накопители более корректно без созданного на них логического раздела. Кроме того, подобный подход позволяет исключить зависимость результатов от типа файловой системы.
Утилита IOmeter дает возможность задавать размер блока данных (Transfer Request Size) на запись и чтение, а тест можно проводить как для последовательных (Sequential) операций (чтение и запись), так и для случайных (Random). Кроме того, можно задавать время теста, процентное соотношение между последовательными и случайными операциями (Percent Random/Sequential Distribution), а также процентное соотношение между операциями чтения и записи (Percent Read/Write Distribution).
В ходе тестирования исследовались:
- зависимость скорости последовательного чтения от размера блока данных;
- зависимость скорости последовательной записи от размера блока данных;
- зависимость скорости случайного чтения от размера блока данных;
- зависимость скорости случайной записи от размера блока данных;
- изменение скорости случайной записи со временем.
В тестах на измерение скорости последовательного и случайного чтения, а также последовательной и случайной записи использовались запросы на передачу данных блоками следующих размеров: 512 байт, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 Кбайт и 1 Мбайт.
При тестировании во всех сценариях нагрузки устанавливалось выравнивание запросов по размеру 512-байтного сектора.
В тестах на определение зависимости скорости случайной и последовательной записи от размера блока данных результаты могут зависеть от состояния накопителя. Дело в том, что скорость записи данных на SSD-накопитель может зависеть от того, новый он (ранее не использовавшийся) или нет. Под новым понимается SSD-накопитель, не содержащий никаких данных, то есть накопитель, у которого все физические страницы памяти свободны. Причем отсутствие на SSD-накопителе файлов, с точки зрения операционной системы, еще не означает, что страницы памяти не содержат данных. Контроллер самого накопителя при этом может считать, что страницы памяти заполнены данными.
Под ранее использовавшимся понимается SSD-накопитель, все страницы памяти которого уже были заполнены данными как минимум однократно. При этом неважно, помечены эти страницы памяти к удалению или нет.
Естественно, что в случае чтения (как последовательного, так и случайного) не важно, идет ли речь о новом или ранее использовавшемся накопителе (скорость чтения не может от этого зависеть). А вот при операциях записи скорость может зависеть от состояния накопителя.
Тут нужно отметить, что сама по себе процедура записи на новый накопитель автоматически приводит его к состоянию ранее использовавшегося и чем дольше длится тест, тем более использованным становится накопитель. Правда, для последовательной записи нужно учитывать следующее обстоятельство. Если на новом накопителе сколь угодно долго осуществляется только последовательная запись, ее скорость не должна меняться со временем и отличаться от скорости записи на новый накопитель, поскольку в этом случае процедура Garbage Collection не должна приводить к уменьшению скорости последовательной записи.
Если же ранее на накопителе в течение длительного времени осуществлялись операции случайной записи, то при дальнейшей последовательной записи доминирующим фактором, влияющим на скорость, станет процедура Garbage Collection, то есть процедура очистки блоков со страницами, помеченными к удалению. Значит, скорость последовательной записи на такой накопитель будет ниже, чем на новый. В то же время если процедуру последовательной записи проводить долго, то в конечном счете количество разрозненных страниц памяти, помеченных к удалению, станет небольшим, а показатель усиления записи приблизится к единице и скорость последовательной записи возрастет и станет практически такой же, как в том случае, если на накопителе предварительно в течение длительного времени осуществлялись операции только последовательной записи.
Собственно, именно поэтому при тестировании на скорость последовательной записи мы применяли новый накопитель (поскольку сами операции последовательной записи постепенно приводят накопитель к состоянию нового), а вот скорость случайной записи определялась только на ранее использовавшемся накопителе.
Для того чтобы наглядно продемонстрировать, как изменяется скорость случайной записи по мере того, как диск заполняется данными, мы также провели тест на старение диска, в котором измерялась зависимость скорости случайной записи от времени. В этом тесте применялись блоки размером 4 Кбайт (как наиболее часто встречающиеся), а сам тест длился 10 часов с фиксацией скорости через каждую минуту. Естественно, тест начинался с новым SSD-накопителем.
Для того чтобы привести накопитель к состоянию нового, первоначально удалялся RAID-массив, потом он создавался вновь, после чего на накопителе создавался и форматировался логический раздел, который затем удалялся.
Также отметим, что данный тест применялся нами для того, чтобы привести диск к состоянию ранее использовавшегося.
Как уже отмечалось, скорость случайной записи мы измеряли только для ранее использовавшегося накопителя.
Результаты тестирования
Прежде чем переходить к рассмотрению результатов тестирования, еще раз напомним, что мы применяли два различных стенда. Дело в том, что на стенде с платой GIGABYTE GA-Z68AP-D3 и процессором Intel Core i7-2600K мы не смогли получить заявленных скоростных характеристик по скорости последовательной и случайной записи. Причем нам не помог даже «шаманский бубен». Мы и варьировали глубину очереди задач, и повторяли результаты с логическим разделом на носителе, и варьировали выравнивание блоков запросов, и осуществляли операцию Secure Erase для каждого из четырех отдельных SSD-накопителей, дабы привести таким способом накопитель к состоянию нового. Кроме того, мы повторили тест на другой плате ASUS P8P67 с чипсетом Intel P67 Express. На плате ASUS P8P67 слот PCI Express 2.0 x4 (он имеет формфактор PCI Express x16) реализован с использованием четырех линий PCI Express 2.0, поддерживаемых чипсетом Intel P67 Express. Однако результат тестирования накопителя OCZ RevoDriveX2 на плате ASUS P8P67 оказался примерно таким же (в пределах погрешности), как и на плате GIGABYTE GA-Z68AP-D3. И только на плате GIGABYTE GA-EX58-UD4 на базе чипсета Intel X58 Express вкупе с шестиядерным процессором Intel Core i7-990X результаты тестирования существенно изменились, причем не только по скорости записи, но и по скорости чтения. Одним словом, о платах GIGABYTE GA-Z68AP-D3 и ASUS P8P67, а возможно, и о чипесетах Intel 6-й серии можно сказать: «Something is rotten in the state of denmark», то есть «что-то неладно в датском королевстве» (Шекспир. Гамлет, акт 1). А может, просто накопитель OCZ RevoDriveX2 «не дружит» с платами на базе этих чипсетов. Конечно, для чистоты эксперимента следовало бы установить накопитель OCZ RevoDriveX2 в слот PCI Express 2.0 x16, который реализован через линии PCI Express 2.0, поддерживаемые самим процессором Sandy Bridge (а не чипсетом), однако платы с таким слотом у нас под рукой на момент тестирования не оказалось.
Тем не менее нужно учитывать, что скоростные показатели SSD-накопителя OCZ RevoDriveX2 могут существенно зависеть от конфигурации компьютера.
После краткого вступления перейдем к рассмотрению результатов тестирования.
Последовательное чтение
Результаты тестирования OCZ RevoDriveX2 в режиме последовательного чтения для конфигурации RAID 0 из четырех SSD-накопителей показаны на рис. 1.
Рис. 1. Зависимость скорости последовательного чтения
от размера блока данных для OCZ RevoDriveX2 в конфигурации RAID 0
из четырех SSD-накопителей
Как видите, максимальная скорость последовательного чтения в случае применения платы GIGABYTE GA-EX58-UD4 составляет 803 Мбайт/с и только 674 Мбайт/с при использовании платы GIGABYTE GA-Z68AP-D3. Разница весьма существенная! Интересно отметить, что полученное нами значение в 803 Мбайт/с даже несколько выше значения максимальной скорости последовательного чтения, приводимого в технических характеристиках (740 Мбайт/с).
Последовательная запись
Результаты тестирования OCZ RevoDriveX2 в режиме последовательной записи для конфигурации RAID 0 из четырех SSD-накопителей показаны на рис. 2.
Рис. 2. Зависимость скорости последовательной записи
от размера блока данных для OCZ RevoDriveX2 в конфигурации RAID 0
из четырех SSD-накопителей
Максимальная скорость последовательной записи в случае применения платы GIGABYTE GA-EX58-UD4 составляет 650 Мбайт/c и всего лишь 265 Мбайт/с при использовании платы GIGABYTE GA-Z68AP-D3. Как видите, разница более чем в два раза!
Отметим, что полученное нами значение в 650 Мбайт/с несколько ниже заявленной максимальной скорости последовательного чтения (720 Мбайт/с), тем не менее 650 Мбайт/с — это очень высокая скорость записи.
Случайное чтение
Результаты тестирования OCZ RevoDriveX2 в режиме случайного чтения для конфигурации RAID 0 из четырех SSD-накопителей показаны на рис. 3.
Рис. 3. Зависимость скорости случайного чтения
от размера блока данных для OCZ RevoDriveX2 в конфигурации RAID 0
из четырех SSD-накопителей
Собственно, характер зависимости скорости случайного чтения от размера блока данных в этом случае такой же, как и при последовательной записи (причем как для платы GIGABYTE GA-EX58-UD4, так и для платы GIGABYTE GA-Z68AP-D3). Однако скорость случайного чтения оказывается несколько ниже скорости последовательного чтения. Так, максимальная скорость случайного чтения составляет 770 Мбайт/с при применении платы GIGABYTE GA-EX58-UD4 и 620 Мбайт/с в случае использования платы GIGABYTE GA-Z68AP-D3.
Случайная запись
Как уже отмечалось, для операции случайной записи мы исследовали изменение скорости со временем при случайной записи блоков данных размером по 4 Кбайт («старение» накопителя) и зависимость скорости случайной записи от размера блока данных для предварительно «состаренного» накопителя. Отметим также, что тесты случайной записи накопителя OCZ RevoDriveX2 мы проводили только для платы GIGABYTE GA-EX58-UD4, то есть для конфигурации, наиболее подходящей для данного накопителя.
График «старения» накопителя представлен на рис. 4, а зависимость скорости случайной записи от размера блока данных для предварительно «состаренного» накопителя — на рис. 5.
Рис. 4. График изменения скорости случайной записи блоками по 4 Кбайт
Рис. 5. Зависимость скорости случайной записи
от размера блока данных для использовавшегося ранее («состаренного»)
устройства OCZ RevoDriveX2 в конфигурации RAID 0 из четырех SSD-накопителей
Как видно из результатов тестирования, накопитель OCZ RevoDriveX2 практически не «стареет», то есть скорость случайной записи для нового накопителя и ранее использовавшегося фактически одна и та же.
Следует отметить, что, как правило, именно случайная запись является своего рода «ахиллесовой пятой» SSD-накопителей, поскольку для большинства накопителей скорость случайной записи по мере эксплуатации накопителя уменьшается и становится довольно низкой. В настоящее время некоторые модели (но не все) из нового поколения SSD-накопителей лишены этого недостатка, то есть они не подвержены эффекту старения. Как видно, накопитель OCZ RevoDriveX2 из числа именно таких «неустаревающих» накопителей, что, конечно же, является большим преимуществом этого устройства.
Что касается зависимости скорости случайной записи от размера блока, то она вполне типичная. Естественно, эта скорость гораздо ниже скорости последовательной записи для каждого отдельного размера блока данных. Это объясняется необходимостью избыточного перемещения данных при операциях случайной записи. Кроме того, скорость случайной записи возрастает по мере увеличения размера блока данных, достигая насыщения на отметке 610 Мбайт/с при размере блока 1 Мбайт.
Выводы
Конечно же, рекордно высокие скоростные показатели накопителя OCZ RevoDrive X2 объясняются тем, что фактически это четыре SSD-накопителя, объединенные в массив RAID 0. Минус у такого решения, пожалуй, только один. Дело в том, что в настоящее время RAID-массивы из SSD-накопителей не поддерживают команду TRIM, столь важную для SSD-накопителей. Впрочем, несмотря на это, данный накопитель, во-первых, не подвержен негативному эффекту «старения», а во-вторых, является сегодня одним из самых быстрых. Стоит отметить и еще одно важное преимущество данного накопителя — его можно использовать в качестве загрузочного, то есть в качестве накопителя с установленной операционной системой Windows. Правда, для этого необходимо, чтобы материнская плата поддерживала возможность загрузки с устройства PCI Express.
 |
|
