Обзор и тестирование SSD-накопителя PCIe NVMe XPG Gammix S50 Lite объемом 1 ТБ

Оглавление

Вступление

У нас в гостях твердотельный накопитель (SSD) емкостью 1 ТБ бренда XPG, принадлежащего тайваньской компании ADATA. Главная особенность XPG Gammix S50 Lite — возможность работы с пока еще относительно новым высокоскоростным интерфейсом PCIe 4.0 (естественно, интерфейс PCIe 3.0 тоже поддерживается).

В обзоре для краткости он будет именоваться XPG или XPG 1 ТБ, всю остальную часть наименования в большинстве случаев будем подразумевать «за кадром».

В серию накопителей Gammix S50 Lite входят две модели: с емкостью 1 ТБ и 2 ТБ. Официальная страница SSD серии XPG Gammix S50 Lite — здесь.

На официальной странице можно найти утилиту для проверки параметров устройств и новую прошивку (правда, на тестируемом накопителе обновлять прошивку не пришлось — она уже была установлена).

Технические характеристики и технологические особенности SSD

На момент тестирования серия XPG Gammix S50 Lite была слабо представлена в торговой сети, но кое-где уже появилась, и ориентировочные цены назвать можно. В точках продажи минимальные цены составили около 12 000 российских рублей за версию 1 ТБ и около 23 000 рублей за версию 2 ТБ (в дальнейшем ситуация может меняться).

Теперь — буквально пару слов о примененном контроллере SM2267. Он совсем новый — вышел в свет в этом (2020) году, но рассчитан не на флагманские системы, а на обычные потребительские накопители. Данный контроллер хотя и может работать с интерфейсом PCIe 4.0, «выжать» максимум из него не способен.

Максимальная скорость чтения/записи у SM2267 составляет 3900/3200 МБ/с, что лишь немного превышает возможности контроллеров, рассчитанных на предыдущую версию PCIe 3.0 (например, у SM2262EN скорости составляют 3500/3000 МБ/с). Так что чуда не ждем, но заметить прогресс все-таки надеемся.

Упаковка, комплектация и дизайн SSD-накопителя

Накопитель XPG поставляется в яркой и красочной упаковке:

Внутри внешней картонной коробки есть еще и пластиковая «кроватка», которая дополнительно защищает устройство от невзгод в процессе транспортировки.

И вот, наконец, перед нами герой обзора:

Поверх элементов печатной платы закреплен плоский алюминиевый радиатор с логотипом бренда. Толщина теплорассеивателя — небольшая, поверхность — шероховатая, как бы ошкуренная и слегка затемненная.

Радиатор приклеен «насмерть» к элементам схемы, из-за чего снять его не удалось. Электронная начинка SSD была определена, в основном, с помощью утилиты smi_flash_id за авторством постоянного участника нашего форума Вадима Очкина.

Посмотрим на нижнюю сторону накопителя:

Здесь присутствует наклейка с реквизитами изделия.

А теперь взглянем на SSD сбоку:

Тут видно, что элементы SSD расположены на обеих сторонах печатной платы. Под радиатором скрыта основная «начинка»: контроллер, ОЗУ и флеш-память.

Кстати, ОЗУ типа DDR4 компании Hynix (объем, предположительно, 1 ГБ; точно утилита не смогла определить); флеш-память — 96-слойная TLC Micron. Две микросхемы флеш-памяти расположены на верхней стороне платы, еще две — на нижней.

Теперь — к тестам.

Тестовый стенд и дополнительное программное обеспечение

Используемый тестовый стенд основан на следующих комплектующих:

• Процессор: AMD Ryzen 3 3100, 4 ядра, 3.6 / 3.8 ГГц (Turbo);
• Материнская плата: Gigabyte B550M S2H;
• Оперативная память: 2×4 Гбайт DDR4 Crucial CT4G4DFS8266;
• Видеокарта: Gigabyte GeForce GT 1030 GV-N1030D5–2GL;
• Блок питания: Cooler Master MasterWatt Lite 500 MPX-5001-ACABW-ES, 500 Ватт;
• Корпус: открытый стенд (для исключения влияния качества корпуса на результаты термоизмерений);
• Операционная система: Windows 10×64 со всеми текущими обновлениями с Windows Update.

Перед проведением тестов производилась перезагрузка системы и выполнялась команда Trim для тестируемого SSD (об исключениях будет упомянуто в тексте). Кроме того, физически отключался интернет.

Если коротко охарактеризовать тестовый стенд, то его производительность более чем достаточна, чтобы не стать «узким горлом» и не влиять на результаты замеров производительности SSD. Для тестирования производительности накопителя в большинстве случаев использовались «старые» версии тестовых утилит с целью обеспечения сравнимости с данными предыдущих тестов SSD.

Для проверки копирования и обработки реальных файлов использовались следующие операции:

• Копирование папки с фотографиями в формате jpeg, размер 1.52 Гбайт (1 634 471 499 байт), 410 файлов;
• Копирование папки с HD-видео (AVC), размер папки 10.4 Гбайт (11 147 297 564 байт), 7 файлов;
• Копирование папки с музыкальными аудиозаписями в формате mp3, размер папки 1.52 Гбайт (1 634 133 002 байт), 481 файл;
• Копирование папки с документами в формате doc, размер папки 1.50 Гбайт (1 612 546 048 байт), 566 файлов;
• Обработка контейнера mkv при помощи программы MKVToolnix 18.0.0 с удалением всех звуковых дорожек и субтитров (в качестве образца использовался короткометражный анимационный фильм Sintel в виде файла размером 5.11 Гбайт);
• Архивация вышеуказанных папок с фотографиями и с документами в один архив (архиватор 7Zip версии 19.00×64, тип архива — 7z, без сжатия).

Для проверки копирования больших объемов данных использовались папки с фильмами объемом 98 и 196 ГБ.

Также была опробована фирменная утилита SSD Tool Box компании Adata, ее главный экран выглядит так:

Но в дальнейшем для тестирования применялись стандартные утилиты CrystalDiskInfo и CrystalDiskMark, дающие более удобное представление информации.

Тестирование температурных режимов и стабильности

Утилита CrystalDiskInfo (8.4.0) показывает, что в установившемся режиме без проведения каких-либо операций температура SSD составляет 45–47 градусов Цельсия:

Такую температуру нельзя назвать низкой, но она является адекватной.

Теперь проведем пару элементарных тестов, которые позволяют предварительно оценить свойства модели — на линейное чтение и линейную запись. Для линейного чтения на накопитель предварительно был записан массив плохо сжимаемой информации (примерно на 20% объема). Это необходимо для определения реакции системы на чтение памяти с данными и без данных (ячейки в этом случае в SSD помечаются как «пустые»).

Вот что получилось в тесте линейного чтения:

Здесь видно, что на той области, где содержались реальные данные, скорость чтения «изрезана» и колебалась в интервале 2500 — 3200 МБ/с, а на «пустом» участке была стабильной и составила почти 3200 МБ/с.

Такое возможно только в одном случае: если контроллер видит, что чтение осуществляется из «пустых» ячеек, то собственно чтения он не осуществляет, а посылает в систему непрерывный поток нулевых данных. Это один из методов ускорения работы SSD, и напоминает о том, что поведение устройства может быть весьма разнообразным в зависимости от вида данных и их наличия как такового.

В данном случае проседание производительности при чтении трудносжимаемых данных небольшое. Температура SSD в течение теста на чтение достигала 67 градусов, троттлинга при этом не возникало.

Теперь переходим к проверке линейной записи:

В этом непростом графике можно выделить несколько особенностей. Первая особенность — три ступени скорости записи.

Первая ступенька — в начале графика, она идет с очень высокой скоростью записи, достигающей 3100 МБ/с. Высокую скорость обеспечивает работа SLC-кэша накопителя (до момента его исчерпания). Затем идет средний участок со скоростью около 400 МБ/с, далее последний участок со скоростью 250–300 МБ/с.

Вторая особенность графика — наличие на двух последних участках глубоких провалов, сильно напоминающих последствия работы троттлинга (пропуска тактов для предотвращения перегрева). Дабы подтвердить или опровергнуть этот факт, запускаем повторный тест с обдувом накопителя внешним вентилятором.

И вот результат:

При прохождении теста на линейную запись с обдувом произошли значительные изменения: исчезли провалы вниз на второй «ступеньке», а также уменьшилась их величина и количество на третьей «ступеньке»; одновременно поднялась производительность на второй и третьей ступеньках.

В результате ликвидации троттлинга общее время прохождения теста уменьшилось более чем вдвое: с 78 минут до 33 минут. Тем не менее, необычная «трехступенчатая» форма графика сохранилась.

Чаще всего графики линейной записи SSD состоят только из двух «ступенек»: высокой (когда SCL-кэш работает) и низкой (когда он исчерпан). Здесь появился еще и третий участок, с более низкой скоростью. К сожалению, трудно сказать, в чем причина такого «затыка» — особенности контроллера или прошивки.

Температура накопителя в результате троттлинга ограничивалась на уровне 74–75 градусов:

В связи с обнаруженным троттлингом далее все «короткие» тесты (с однократным проходом тестовых утилит) делались с обдувом накопителя для выяснения теоретической производительности SSD, а «длинные» тесты (на стабильность и копирование больших файловых объемов) — без обдува для выяснения поведения модели в реальных условиях.

Теперь проверим стабильность скоростных характеристик накопителей в различных ситуациях его использования. Тестирование проводилось утилитой CrystalDiskMark 3.0.3 для четырех вариантов: «спокойное» состояние (диск записан на 41%); состояние сразу после записи (копирования) высокого объема данных (98 ГБ записи без команды Trim), затем — еще через 5 минут, затем — через час после записи высокого объема данных (снова без принудительной подачи команды Trim), и, наконец, после подачи команды Trim.

Эти тесты позволяют определить, насколько внутренние процессы после записи данных «мешают» работе с новыми данными; происходит ли автоматическая «расчистка» накопителя, как быстро и насколько успешно она работает.

Тесты показали замедленное восстановление накопителя после «тяжелой» нагрузки. Быстродействие существенно «просело» на втором скриншоте, сделанном сразу после нагрузки (копирования 98 ГБ), но это ожидаемо: после того, как накопитель «отчитался» о завершении записи, он продолжает внутреннюю перекачку данных из кэша и его последующую очистку.

А вот на третьем скриншоте, сделанном через 5 минут после нагрузки, заметно, что полного восстановления производительности за эти 5 минут еще не произошло. На последующих скриншотах уже можно считать восстановление успешным, а разницу в показаниях можно отнести на разброс показаний от измерения к измерению.

Тестирование производительности

Итак, как мы видели в предыдущей главе, тестируемый накопитель в режиме записи включает два режима работы: «быстрый» (без переполнения кэша) и «медленный» (точнее — не медленный, а средний), когда кэш переполняется.

Сразу скажу, что тестирование производительности полностью проводилось в «быстром» режиме. Будем считать, что потребитель в курсе особенностей накопителя и не будет его «насиловать», доводя до переполнения кэша и троттлинга. А если и будет, то не часто 🙂

Чтобы при тестировании чтения накопитель показывал реальную скорость (а не скорость «пустого» SSD), он тестировался заполненным на 20–60% плохо сжимаемыми данными. А для гарантированного обеспечения «быстрого» режима перед каждым тестом производилась перезагрузка, подача команд оптимизации и Trim, после чего обеспечивалось еще несколько минут «покоя».

Anvil’s Storage Utilities 1.1.0

Для «разминки» — результаты Anvil’s Storage Utilities 1.1.0.

Atto

Еще один популярный тест — Atto:

CrystalDiskMark (64bit) 3.0.3

Этот тест делает проверку скорости записи/чтения в нескольких режимах с потоком случайных плохосжимаемых данных. Это позволяет уменьшить влияние на результат внутренних алгоритмов сжатия в накопителях, но надо помнить, что «ускоряющие» алгоритмы в современных накопителях настолько хитры и изворотливы, что полностью исключить их влияние вряд ли получится.

Операции с различными типами файлов внутри накопителя

В данном подразделе, кроме собственно копирования типовых наборов файлов, будут проверены операции редактирования видеофайла и архивирования двух папок с разнотипным содержимым (в одной — аудиофайлы, в другой — документы doc).

Время доступа при операциях случайного чтения и записи

Время доступа накопителей SSD настолько короче по сравнению с «традиционными» HDD, что им, как правило, можно пренебречь. Но раз такой параметр существует, то он будет проверен.

Среднее время доступа при операциях чтения и записи было получено в результате тестирования AS SSD Benchmark версии 1.7.4739.38088.

Чтение файлов с одновременным удалением

Такая нагрузка (чтение и/или запись одной информации с одновременным удалением другой) характерна для серверных применений, когда разные процессы (или разные пользователи) могут одновременно выполнять операции записи, чтения и удаления.

Причем операция удаления для накопителей SSD, в отличие от традиционных HDD, очень непроста. В добрых старых HDD саму информацию удалять не надо — достаточно пометить, что она удалена. А магнитный слой потом, при поступлении новой информации, можно перезаписать как угодно: вместо нулей записать единицы или наоборот. В SSD так сделать нельзя, там запись «однонаправленная». Перед записью новой информации ячейки надо обязательно очистить от старой. А это дополнительная нагрузка.

Для проверки поведения накопителя было осуществлено удаление большого объема данных (около 100 ГБ, 10% объема) во время прохождения теста линейного чтения. Перед этим диск был заполнен данными общим объемом около 92% объема, то есть после удаления он должен быть заполнен примерно на 82%.

Тест выполнялся при включенном обдуве накопителя. Удаление делаем «по-честному», а не перемещением файлов в «Корзину» (что удалением в физическом смысле не является). Затем делаем скриншот графика чтения, вот он:

Удаление было произведено, когда было прочитано 10% диска. В результате удаления файлов с ощутимой задержкой возник пик, направленный вниз. Это задержанная реакция накопителя на удаление, связанная с проведением большого объема «внутренних работ» после удаления (очистка и прочее).

Провал в скорости чтения оказался значительным, но не до нуля, в полный «ступор» диск не впал. Полное восстановление скорости чтения заняло еще несколько секунд. Таким образом, результат теста — скорее положительный, чем отрицательный.

Копирование файлов большого объема

В большинстве предыдущих тестов мы проверяли работу накопителя в «быстром» режиме (когда объема кэша хватает для выполнения тестовых операций). А теперь проверим работу при выходе за пределы этого режима, для чего будем использовать копирование файлов в большом объеме (196 ГБ).

Под «большим объемом» копируемых файлов в данном случае понимаем такой объем, который гарантированно «забьет» кэш накопителя. И, притом, при больших и длительных нагрузках может включиться троттлинг, что тоже повлияет на результаты теста. В данном случае интересно будет понаблюдать за этими процессами.

Этот график легко поддается толкованию. Сначала идет высокий горб с производительностью копирования около 1.15 ГБ/с: это работает SLC-кэш накопителя. Затем горб немного спадает (примерно до 800 МБ/с): это SLC-кэш еще не закончился, но троттлинг уже начался. Затем график копирования упал еще ниже (примерно до 300 МБ/с): это одновременно и SLC-кэш закончился, и троттлинг продолжает работать на «торможение».

Таким образом, диагностируем противопоказания против объемных операций у данного диска.

Производительность при малом объеме свободного места

Для проверки производительности при малом объеме свободного места использовалась утилита CrystalDiskMark 7.0.

Сначала — картинка при большом объеме свободного места (около 60%):

Эта картинка показывает почти ту самую скорость чтения, которую указал производитель в технических данных (считаем их подтвержденными).

Теперь забиваем диск данными на 99% и еще пару раз проведем этот же тест (с соблюдением положенных процедур между тестами):

По итогам этих тестов можно сказать, что производительность при малом объеме свободного места уменьшилась, и, кроме того, заметно колеблется от измерения к измерению.

Таким образом, для этого накопителя, как и для большинства других, не рекомендуется работа с малым объемом свободного места.

Производительность при работе с интерфейсом PCIe 3.0

Для порядка была проверена производительность с интерфейсом PCIe 3.0, поскольку на руках у населения и юридических лиц на данный момент таких систем большинство.

Результат в CrystalDiskMark 7.0:

Производительность ожидаемо снизилась, но осталась еще высокой. И, что интересно, теперь скорость записи стала опережать скорость чтения (было наоборот). Другие утилиты также подтверждали этот эффект.

Таким образом, на системах с PCIe 3.0 пользоваться этим SSD можно без вопросов (снижение производительности — в рамках приемлемой величины).

Заключение

Протестированный накопитель оставил противоречивые чувства. Примененный в нем контроллер по своим спецификациям в принципе не мог полностью раскрыть весь потенциал интерфейса PCIe 4.0, из-за чего выигрыш в производительности по сравнению с моделями, работающими на старом интерфейсе PCIe 3.0, оказался очень небольшим (и другим быть не мог).

Что касается троттлинга при наличии совсем простенького радиатора, то я далек от мысли, что производитель решил сэкономить на стоимости 30 г алюминия для хорошего ребристого радиатора. В данном случае, видимо, решили создать низкопрофильный SSD, чтобы его можно было применить не только в «больших» компьютерах, но и в ноутбуках или мини-компьютерах, где «высокий» SSD установить невозможно. Хотя даже и такой низкий SSD может подойти не для всякого ноутбука — надо предварительно тщательно с этим вопросом разбираться.

Возможно, если бы производитель разъяснил эту особенность конструкции накопителя на сайте или хотя бы на упаковке устройства, то отношение к нему изначально было бы другим. А в сложившейся ситуации данная модель может преподнести неприятные сюрпризы тем пользователям, которые в силу особенностей своей деятельности собирались на нем гонять туда-сюда большие объемы информации.

Окончательный вердикт: протестированный SSD XPG Gammix S50 Lite 1 ТБ — весьма производительный, но подойдет только для тех компьютеров, где не требуется работа с большими файловыми объемами. К счастью, таких подавляющее большинство.

Виктор Ющенко aka
Kilimanjaro

Выражаем благодарность:

• Компании XPG за предоставленный на тестирование накопитель XPG Gammix S50 Lite объемом 1 ТБ.
• Участнику нашего форума Вадиму aka vlo Очкину за разработанный комплекс утилит для анализа SSD-накопителей.

Полный текст статьи читайте на overclockers.ru