Методика тестирования накопителей образца 2018 года
Производительность внешних накопителей практически всегда ограничивалась скоростью внешних интерфейсов. Последние регулярно увеличивались, иногда оставляя «запас» на некоторое время — но последний очень быстро расходовался. Хотя в принципе USB3 Gen1 десятилетней давности (просто тогда это называлось USB 3.0, позднее стало USB 3.1 Gen1, а теперь чаще можно увидеть название USB 3.2 Gen1) до сих пор выше крыши внешним винчестерам или дешевым флэшкам — так за это время появились и активно распространились внешние SSD, а им уже давно мало. Казалось бы, положение дел может спасти USB3 Gen2 — этот интерфейс быстрее SATA, но… буквально сразу после его появления началось внедрение NVMe SSD. Таковые вместо SATA-интерфейса используют PCIe — и даже пара линий версии 3.0 радикально быстрее гигабайта в секунду, который можно на практике выжать из USB3 Gen2. А если четыре линии? А если не 3.0, а новомодный 4.0? В общем, как обычно, «достаточным» будет оставаться лишь дорогой и экзотичный Thunderbolt, но даже самый скоростной «перспективный» режим USB4 Gen3×2 (по скорости сопоставимый с Thunderbolt 3, но не 4) быстро окажется в роли отстающих.
В теории, по крайней мере. На практике же производители накопителей до сих пор по большей части предпочитают более дешевую схему USB—SATA, так что и большинство накопителей с USB3 Gen2 в принципе не дотягивают до возможностей этого стандарта. А если для максимальной экономии поставить внутрь бюджетный SSD — так и вовсе о полной реализации хотя бы Gen1 говорить не приходится. Гладко только с чтением — но получить на записи скорость ниже, чем даже у жестких дисков, элементарно. Специально и стараться не приходится, причем бывает такое и с внешними накопителями на базе NVMe SSD.
К счастью, на что посмотреть и из чего повыбирать — на рынке готовых устройств есть. И даже если возможности USB3 Gen2 кажутся недостаточными, а Thunderbolt использовать негде — тоже. На то, чтоб разработать и пустить в широкую продажу свой первый мост USB—NVMe у ASMedia ушло года четыре — на рынке ASM2362 появился ближе к концу 2018 года. Однако оказался он там уже вторым таким на тот момент, а сейчас аналогичных контроллеров уже три с половиной — так что много на них не заработаешь. Поэтому компания решила идти вперед — и выпустила контроллер ASM2364, получающийся из ASM2362 удвоением блоков PCIe и USB. И первое, и второе оказалось не слишком сложным. По сути своей х2-режимы USB3 и USB4 представляют собой объединение двух одиночных каналов в единый интерфейс, так что второй и добавили. А число линий PCIe просто удвоили, поскольку двух для получения теоретических 20 Гбит/с недостаточно. На практике, впрочем, пока с «выжиманием» максимальных скоростей вообще не все гладко. Хотя бы потому, что встроенной в чипсеты поддержки USB3 Gen2×2 еще нет (по неофициальным данным появится в чипсетах Intel «пятисотой» серии, но будет это только в следующем году), так что нужен дискретный контроллер. Одним из немногих подходящих решений, представленных на рынке, является контроллер ASMedia ASM3242. По сути, это тоже редизайн ASM3142 — где вместо двух портов Gen2 реализован один «сдвоенный» Gen2×2. В виде Type-C, разумеется — другие варианты разъемов достаточного количества контактов не имеют. Для реализации полной скорости его нужно подключать к системе при помощи PCIe 3.0 x4 — но это достаточно затратно, так что большинство производителей системных плат ограничивается на практике PCIe 3.0 x2. А это значит, что полных «20 Гбит/с» или условных 2 ГБ/с пока все равно получить невозможно — порядка 1,6 ГБ/с. Значит и прирост производительности относительно Gen2 будет более скромным, чем обещает теория, хотя платить за него придется по полной, поскольку эксклюзив. И вообще — хотя бы один такой порт нужно еще найти в системе, а иначе получим мы в лучшем работу в режиме Gen2, а то и Gen1, для чего достаточно более простых и дешевых решений.
Но у производителей внешних SSD есть немалый стимул «пропустить» ASM2362 (или его аналоги) и сразу перейти к ASM2364: на фоне полной стоимости устройства доплата за контроллер теряется — тем более, что внутри в любом случае должен быть быстрый (а значит и недешевый) SSD. В портах Gen2 это будет тоже работать хорошо — в глазах покупателя поддержка Gen2×2 дополнительное конкурентное преимущество., которым можно будет воспользоваться хотя бы в будущем.
Seagate FireCuda Gaming SSD 1 ТБ
По-видимому, так рассуждали в Seagate и Western Digital, анонсировав почти одновременно очень похожие продукты. Тем более, что быстрые SSD у обоих в ассортименте тоже есть. И относительно быстрые внешние SSD на «классической» недорогой схеме USB—SATA тоже есть. Желающим сэкономить — их достаточно, наиболее требовательные покупатели предпочтут заранее подготовиться к внедрению USB3 Gen2×2 даже не имея на данный момент «под рукой» соответствующих портов. В итоге и получается, что выпускать какой-то промежуточный вариант — нет смысла: только позиционирование продуктов усложнять. А почему в данном случае продукты формально ориентируются на геймеров (и у WD — также)? Просто потому, что геймеры по статистике покупают более дорогие компьютеры, так что всегда есть стимул предложить им и системную плату подороже, и оперативную память покруче, и корпус понавороченнее. И с накопителями (как внешними, так и внутренними) ровно та же история. К подобным тенденциям приходится относиться как к должному — и использовать по возможности в собственных целях.
Как обычно, имеем солидный брусок размерами 104×53×100 мм и массой 100 г — за минимальными размерами компания не гоняется, но вообще получилось компактнее, чем более медленная (правда, и более дешевая) BarraCuda Fast SSD. Внутри в обоих случаях находится 500 ГБ, 1 ТБ или 2 ТБ флэш-памяти — больше пока еще слишком дорого, а менее 500 ГБ — можно ограничиться и компактными флэшками, не связываясь с более дорогими и габаритными устройствами. Но SSD другой — вместо платы от BarraCuda 120 установлена «стандартная» FireCuda 510: накопитель форм-фактора M.2 2280 на базе контроллера Phison E12 и 64-слойной памяти BiCS3 3D TLC NAND. Ну и 1 ГБ DRAM там же, разумеется. Решение уже не самое быстрое, поскольку не последнее слово техники — но его все равно будет ограничивать именно внешний интерфейс. Главное, чтоб скорость записи до неприличных значений не валилась, а это для накопителей на Е12 вполне возможно.
Максимальная скорость в пределах SLC-кэша. Как видим, никаких обещанных 2 ГБ/с в AIDA64 нет — а есть порядка 1,2 ГБ/с. Впрочем, и это существенно больше, чем можно прокачать через обычный Gen2 — так что есть за что побороться. А вот минимальная скорость — лишь немногим более 400 МБ/с. Это бы и в Gen1 влезло — так что при записи действительно больших объемов данных различия в производительности между устройствами с разными интерфейсами существенно уменьшаются. Но для внешника примерно 33 минуты на целый терабайт — очень хорошее значение: аналогичные внутренние модели (не страдающие от ограничений интерфейса, особенностей USB-контроллеров и т. п.) быстрее даже не вдвое. С другой стороны, та же BarraCuda Fast SSD медленнее тоже не в два раза и даже не в полтора. В общем, с быстрыми внешними устройствами не все просто — сделать такое можно, но выше определенного значения «выжимать» скорости все сложнее и сложнее. Особенно если пытаться добиться высокой производительности на всем объеме — к этому SSD на TLC и QLC не слишком готовы. Спасает то, что на практике это и не требуется особо — объемы записи все-таки ограниченные, а с чтением все SSD справляются очень быстро.
Как именно — подробно изучим чуть позже. Пока же отметим, что cветодиодная полоска в данном случае не просто светится — она настраиваемая RGB. В фирменном приложении можно поиграться с цветами, выбрать один из сценариев их переключения и т. п. Кстати, здесь же можно и… просто выключить режим USB3 Gen2×2 если вдруг почему-то он вызывает проблемы совместимости — и просто откатиться к обычному Gen2. Собственно, еще один довод в пользу ненужности ASM2362 после появления ASM2364. Понятно, что стоят они по-разному, так что, если покупать отдельную коробочку где-нибудь на Aliexpress, сделанный выше вывод кажется надуманным: за устройство на базе ASM2364 приходится выкладывать долларов 35 и больше, а ограничившись USB3 Gen2 можно и в $15 уложиться. Но экономия значительной только кажется — вовнутрь придется устанавливать относительно быстрый SSD — а значит и не самый дешевый. Так что даже если ограничиться $150, то получим суммарную стоимость готового устройства в $165 и $185 — двукратная разница на первый взгляд быстро начинает стремиться к 10%. Ценообразование же готовых устройств — вообще своеобразное, и себестоимость тут далеко не главный фактор. Это, впрочем, часто работает как раз против самых быстрых накопителей, поскольку даже если ограничиваться только ассортиментом Seagate, то FireCuda Gaming на 500 ГБ стоит почти столько же, сколько BarraCuda Fast на целый терабайт, а скоростной терабайтник вообще сопоставим по цене с бюджетным ноутбуком.
В общем, как обычно, гонка за прогрессом — занятие дорогое. А вот оценить — что он дает на практике, лучше заранее. Так будет понятнее — стоит ли тратить такую сумму или более дешевые варианты на практике достаточны. А если недостаточны — то где конкретно.
Тестирование
Методика и задачи
Методика подробно описана в отдельной статье. Там можно познакомиться с используемым программным обеспечением, а вот с аппаратным — в очередной раз возникли сложности. До последнего времени мы для тестов внешних накопителей использовали NUC 7i7BNH — благо снабжен он контроллером Thunderbolt 3, что попутно обеспечивает и быструю работу USB3 Gen2. Но не Gen2×2 — как уже было сказано выше, пока это экзотика. Обеспечиваемая недешевыми дискретными контроллерами, присутствующими только на топовых системных платах, да и то — не на всех. Под рукой нашлась только одна такая — Asus ROG Maximus XII Extreme на чипсете Intel Z490. В нее был установлен Core i5-10600K и все необходимое, так что протестировать накопитель в «родном» режиме мы смогли. А вот сравнивать его оказалось почти не с кем — все-таки NUC построен на куда менее мощной платформе, а в некоторых тестах это может сказаться.
Поэтому первое тестирование мы решили сделать комбинированным. Seagate FireCuda Gaming SSD мы тестировали на двух системах. На «новой» — в режимах USB3 Gen2 и Gen2×2, на NUC — только в первом. А для сравнения мы взяли результаты пары накопителей, протестированных ранее на NUC: Samsung X5 с интерфейсом Thunderbolt 3 будет нужен для оценки сверху, а самосборный накопитель, собранный на базе ASM2362 в паре с очень быстрым Gigabyte Aorus NVMe Gen4 SSD 2 ТБ — как максимум для Gen2. Такой подход позволит нам наилучшим образом оценить перспективы USB3 Gen2×2 в современных условиях. А в дальнейшем мы этот вопрос расширим и углубим. В частности, результатами тестов, которыми ранее для тестирования внешних накопителей не пользовались.
Производительность в приложениях
Современные версии Windows можно спокойно загружать и с внешнего SSD, инсталлируемые программы разницы со внутренними в этом случае «не замечают», ну а portable-версии ПО или просто обработка данных непосредственно на внешнем накопителе (без их копирования на внутренний) вообще давно стала обыденным делом.
В первую очередь потому, что для этого не нужен какой-то выдающийся накопитель — на деле они все примерно равны. Как и интерфейсы подключения большого значения не имеют — банального USB достаточно. На деле — даже старого доброго USB 3.0 т. е. Gen1, а увеличением его скорости или даже переходом на Thunderbolt ничего существенного добиться невозможно.
В теории — могло бы. Но радикально от прочих отличается только Thunderbolt, что априори было очевидно: он в принципе быстрее и вообще работает немного на других принципах. А в остальном — на производительность в этом тесте влияет много факторов. Например, на одной платформе USB3 Gen2 и Gen2×2 различаются буквально на 10%. Если ограничиться первым, но в составе мини-ПК или ультрабука, производительность снижается. Хотя на деле — большего эффекта можно достичь использованием более быстрого SSD внутри: связка из ASM2362 и Aorus и на NUC работает быстрее, чем Seagate FireCuda Gaming на обеих платформах в обоих режимах.
Последовательные операции
Как мы уже не раз отмечали, однопоточный режим в Crystal Disk Mark в ряде конфигураций выдает неадекватные результаты, а вот многопоточный и сейчас хорошо подходит для оценки предельных возможностей.
И здесь все просто, логично — и показательно. О какой-то прямой конкуренции с Thunderbolt можно будет говорить только после внедрения USB4 — но тогда же начнется и переход на Thunderbolt 4, так что все останутся при своих. «Чипсетный» контроллер USB3 Gen2 работает немного быстрее дискретного в NUC — разница буквально в 10%, чем можно пренебречь на практике, но не при тестировании. Поэтому с NUC мы будем «уходить» – свою миссию он выполнил. А Gen2×2 быстрее, чем Gen2. Но не в два раза, как можно было бы предположить, поскольку вспоминаем сказанное в начале: производителям системных плат четырех линий PCIe 3.0 для подключения ASMedia ASM3242 попросту жалко (это давно уже достаточно дефицитный ресурс), так что обходятся двумя. В итоге и не 2-2,1 ГБ/с — а где-то 1,6-1,7 ГБ/с: как раз столько можно прокачать через PCIe 3.0 x2. Но и это с точки зрения внешних интерфейсов очень хорошо — Thunderbolt так чем-то стандартным и не стал, а тут тот же USB, но более шустрый.
Работа с большими файлами
К сожалению, при переходе от низкоуровневых утилит к реальным файловым операциям, картина становится куда менее благостной. «На полную» всегда выкладывается только USB3 Gen2 — он слишком медленный, что «забить» его данными представляло какие-то сложности. А переход на Gen2×2 пока дает лишь 20%-30% ускорения. В будущем эффективность его вырастет, но пока — только так.
Но на операциях записи уже сейчас можно получить и раза полтора. Что приводит к забавному эффекту — в «родном» режиме Seagate FireCuda Gaming SSD вообще оказался самым быстрым, обогнав даже Samsung X5. А ведь последний — заметно дороже. Да и найти еще нужно подходящий для использования порт — в то время, как USB-накопители работать будут хоть в 20-летнем компьютере или там телевизоре. Медленно, конечно, поскольку USB 2.0 и подобное быстро не умеют — но работать будут. Т. е. совместимость тут очень хорошая. И производительность тоже — но если найдется «быстрый» интерфейс.
А вот на чтении одновременно с записью Thunderbolt опять на коне — все-таки это совсем другой интерфейс, нежели довольно простенький (ради дешевизны) USB. Но и последний «может» уже немало. С переходом к Gen2×2 — еще подрастает. Особенно когда удастся избавить от детских болячек первых контроллеров — который приводят к приросту на уровне 15%—50% при данных нагрузках, хотя из сравнения теоретической пропускной способности можно было бы ожидать целых двух раз.
Итого
Итак, как видим, USB3 Gen2×2 работает — это хорошо. Но работает пока медленнее, чем можно было бы ожидать — это уже плохо. Вины производителей внешних SSD в этом, все-таки, нет — в частности Seagate сделал все возможное, чтобы устройство получилось быстрым. Но оперировать компания может только имеющимися в наличии компонентами — в частности, единственным пока на рынке мостом ASMedia ASM2364, а тот слишком уж мало отличается от ASM2362. Возможно, разработчикам стоило сделать свою работу более качественно: более высокая пропускная способность к этому обязывает. Да и с хост-системами не все гладко — поддержка USB3 Gen2×2 до сих пор редкость, а где есть — тоже реализована не лучшим образом.
Однако и в таких условиях определенный прирост производительности получить уже можно. Подчеркнем — сравнительно даже с тоже быстрым (до последнего времени — самым быстрым из массовых) USB3 Gen2, до возможностей которого большинство внешних SSD радикально не дотягивает. Накопители других типов — тем более. У Seagate же получилось устройство, которое полностью утилизирует и Gen2, а при удачном стечении обстоятельств позволяет получить еще большую скорость. Не радикально — и за соответствующую доплату. Поэтому нельзя сказать, что Seagate FireCuda Gaming SSD так уж необходим всем — и прямо сегодня. На деле это устройство «на перспективу». Но купить его можно уже сейчас — и этой самой «перспективой» начинать пользоваться, не ожидая, пока к ней подтянется весь рынок.
