Я всё ещё помню Intel Developer Forum в 2008 году, который прошёл перед тем, как компания объявила новую линейку Core i7 "Bloomfield" для LGA 1366. Все демонстрационные компьютеры, которые Intel показывала за закрытыми дверями, работали на всё ещё не объявленных SSD. И я всё ещё помню доклад Francois Piednoel, когда он утверждал о том, что без SSD производительность системы Core i7 будет упираться в традиционные жёсткие диски. С тех пор мы стараемся по возможности использовать твёрдотельные накопители для тестов high-end процессоров и видеокарт.
Как вы наверняка знаете, жёсткие диски и твёрдотельные накопители для настольных ПК сегодня подключаются к системе, как правило, через интерфейс SATA 3 Гбит/с. Этот стандарт получил повсеместное распространение после 2005 года, поэтому практически все современные компьютеры его поддерживают.
Скорость 3 Гбит/с, поделённая на восемь, давала бы максимальную пропускную способность 375 Мбайт/с. Однако схема кодирования 8b/10b приводит к потере 20% пропускной способности на служебную информацию, что даёт полезную скорость 300 Мбайт/с. Подобная пропускная способность довольно существенная. На самом деле ни один механический жёсткий диск не способен её нагрузить (у нас вскоре выйдет обзор 2-Тбайт Western Digital Caviar Black, где скорость последовательного чтения достигает 140 Мбайт/с). Чтобы превысить возможности интерфейса SATA 3 Гбит/с можно подключить SSD современного поколения и выполнить последовательное чтение. Но даже в этом случае даже самые последние накопители вряд ли будут упираться в интерфейс SATA.
Впрочем, мы на небольшое время получили доступ к материнской плате Asus с контроллером SATA 6 Гбит/с Marvell 88SE9128, 2-Тбайт жёсткому диску Seagate Barracuda XT с интерфейсом SATA 6 Гбит/с, а также инженерному образцу SSD с контроллером Marvell на 6 Гбит/с.
Инженерный образец соответствует очень раннему "железу". Поэтому у SSD есть просто серийный номер, а флэш-памяти NAND он не содержит вообще. Мы смогли только протестировать контроллер в ограниченном числе тестов. Мы даже не могли сфотографировать начинку SSD без кожуха.
У нас не было времени для полного обзора материнской платы Asus или жёсткого диска Seagate. Вскоре на наших страницах выйдет полный обзор материнской платы Asus P7P55D Premium на Intel P55, а также и жёсткого диска Barracuda XT. В данной статье мы вкратце рассмотрим, как все эти компоненты работают вместе, а также предварительно протестируем производительность.
Первый взгляд на SATA 6 Гбит/с
Перед тем, как мы приступим к тестам последнего контроллера Marvell, давайте посмотрим на первый жёсткий диск SATA 6 Гбит/с, который поступил в нашу лабораторию: Seagate Barracuda XT. 2-Тбайт жёсткий диск имеет скорость вращения шпинделя 7200 об/мин и содержит буфер 64 Мбайт, подобно Western Digital Caviar Black (хотя интерфейс у 2-Тбайт Caviar ограничен 3 Гбит/с).
Поскольку жёсткий диск имеет интерфейс SATA 6 Гбит/с, то Seagate смогла заявить о максимальной скорости интерфейса до 600 Мбайт/с - в два раза больше, чем может обеспечить SATA 3 Гбит/с. Конечно, такая скорость нереалистична - жёсткий диск к ней и близко не подходит. Винчестер имеет ту же самую плотность записи и "чистые" скорости, что и Barracuda 7200.12 , который мы протестировали чуть раньше в этом году. И производительность должна быть по большей части аналогична.
Чтобы проверить, какой прирост даёт интерфейс 6 Гбит/с, мы протестировали Barracuda XT сначала на контроллере Marvell 88SE9128, а затем на чипсете Intel P55 PCH, при этом мы отключали и включали сброс кэша при записи (write-cache buffer flushing). В PCMark Vantage мы получили следующие результаты.
По тесту PCMark Vantage можно сделать два наблюдения. Мы получаем значительный прирост производительности при отключении сброса буфера записи Windows (по умолчанию сброс включён). Во-вторых, независимо от включения/выключения сброса буфера записи, переход на 6 Гбит/с немного повышает результаты Seagate Barracuda XT.
Мы получаем одинаковую пропускную способность чтения и результаты времени доступа на чтение в H2benchw.
Скоро на рынке: SSD на 6 Гбит/с
Мы понимаем, что интерфейс со скоростью передачи до 6 Гбит/с не даст механическим жёстким дискам такое же преимущество по производительности, как более высокая плотность записи (по крайней мере, если рассматривать отдельные жёсткие диски - большая пропускная способность на порт будет как нельзя кстати при использовании множителей для подключения нескольких винчестеров), поэтому мы возлагаем надежды на более высокую производительность на следующее поколение твёрдотельных накопителей.
Мы не будем глубоко погружаться в тему производительности SSD. Достаточно сказать, что современное поколение твёрдотельных накопителей в последовательных тестах чтения способно нагрузить интерфейс 3 Гбит/с. Следующее поколение SSD наверняка будет работать ещё быстрее.
Контроллер 6 Гбит/с для SSD, который мы получили, имел очень ранний статус. Хотя 2,5" корпус очень напоминает рабочий SSD, мы вскрыли его и не обнаружили установленных модулей памяти (к сожалению, мы не можем показать фотографию самого контроллера или кэш-памяти Micron DDR2-667).
Мы не можем сравнивать данное устройство с розничными продуктами. В конце концов, производительность контроллера будет зависеть от конфигурации флэш-памяти NAND, которую вендоры будут использовать в своих дизайнах. Но по нашей информации некоторые инженерные образцы следующего поколения (при должной конфигурации) смогут нагрузить интерфейс 6 Гбит/с. Конечно, всё зависит от вендоров.
На данный момент всё, что мы можем - протестировать максимальную производительность контроллера Marvell на портах 6 и 3 Гбит/с. Будем надеяться, что при переходе с 3 на 6 Гбит/с мы увидим прирост производительности.
Everest показал серьёзный прирост производительности при перехода с порта 3 Гбит/с на собственный контроллер Marvell SATA 6 Гбит/с. Конечно, мы также должны отметить, что показанные значения линейной скорости на 3 Гбит/с не такие высокие, как результаты, которые мы видели у некоторых розничных SSD, так что в прошивке Marvell наверняка ещё произойдут дополнительные оптимизации.
Но переход на 6 Гбит/с говорит о многом. Скорость линейного чтения увеличивается с 241 Мбайт/с до 377 Мбайт/с. А скорость случайного чтения - с 300,6 Мбайт/с (максимальная скорость интерфейса SATA 3 Гбит/с) до 430,7 Мбайт/с.
Вполне естественно, поскольку флэш-память у контроллера отсутствует, то мы не можем протестировать производительность записи, которая явно будет ниже.
Средняя производительность последовательного чтения увеличивается в HDTach с 219 до 303 Мбайт/с при переходе с интерфейса 3 Гбит/с на 6 Гбит/с. Для сравнения, накопитель Intel X25-M второго поколения достигает 225,7 Мбайт/с.
Помните, что SSD на основе контроллера Marvell будут ограничены пропускной способности флэш-памяти. Поэтому, опять же, мы подозреваем, что Marvell предстоит внести ещё немало оптимизаций - если сравнить с результатами накопителя Intel, подключённого к порту 3 Гбит/с.
С учётом всего сказанного, можно видеть заметный прирост при переходе с интерфейса SATA 3 Гбит/с на 6 Гбит/с.
Заключение
Выделять одни материнские платы среди других, особенно на чипсете Intel P55, не так легко. В частности Asus приложила немало усилий, чтобы обеспечить порт SATA 6 Гбит/с на первых моделях P55 (мы пообщались со всеми производителями материнских плат насчёт их продуктов и поддержки 6 Гбит/с SATA ещё до выхода чипсета Intel для массового рынка).
В то время наши выводы заключались в том, что интерфейс SATA 6 Гбит/с не окажет какого-либо мгновенного влияния, поэтому вряд ли стоит принимать во внимание поддержку этого интерфейса, если вы хотите купить материнскую плату на P55. И наши первоначальные результаты с жёстким диском Seagate Barracuda XT утвердили бы наши предположения.
При цене дороже $300 жёсткий диск Barracuda XT обойдётся отнюдь не дёшево, особенно по сравнению с 2-Тбайт Hitachi Deskstar, который стоит от $180. Поддержка 6 Гбит/с даёт измеряемое преимущество, но оно вряд ли свершит революцию в том, как вы пользуетесь компьютером. Мы планируем выпустить полный обзор Barracuda XT чуть позже, когда он поступит в нашу лабораторию.
#SATASerial ATA (Serial Advanced Technology Attachment)
новый последовательный интерфейс подключения дисковых накопителей, идущий на смену параллельному интерфейсу UltraATA33/66/100/133, известном также как ATA (IDE) или PATA (Parallel ATA). Последовательный интерфейс передачи данных не требует многожильного шлейфа (7 контактов против 40), поэтому кабель, подключающий жесткие диски, SSD или оптические приводы к материнской плате, намного тоньше традиционного, что способствует лучшей вентиляции внутри корпуса. Другим достоинством является то, что максимальная длина кабеля достигает одного метра. Увеличена и пропускная способность у самого быстрого параллельного интерфейса UltraDMA 133 она равна 133 Мбайт/с, в то время как по Serial ATA первой версии данные передаются со скоростью 150 Мбайт/с. Еще одним преимуществом нового интерфейса можно считать возможность горячей замены жестких дисков или SSD. Эта возможность по понятным причинам не распространяется на жесткий диск с установленной операционной системой, которая используется компьютером - можно подключать или отключать только дополнительные жесткие диски, при этом нужно соблюдать следующие правила: при добавлении накопителя сначала подключается шлейф, затем питание, а если накопитель нужно извлечь, то сначала необходимо отключить кабель питания, а затем шлейф.Интерфейс SATA имеет два канала передачи данных, от контроллера к устройству и от устройства к контроллеру. Для передачи сигнала используется технология LVDS, провода каждой пары являются экранированными витыми парами.
Устройства с интерфейсом SATA используют два разъема - 7-контактный для передачи данных и 15-контактный для обеспечения устройства питанием. В некоторых винчестерах в качестве альтернативного разъема питания использовался 4-контактный разъем типа MOLEX. Существует также 13-контактный совмещенный разъем (7 контактов для передачи данных и 6 для питания устройства) - обычно таким разъемом оснащаются HDD и , предназначенные для портативных устройств типа малогабаритных ноутбуков или планшетов. Для подключения таких накопителей к стандартному разъему SATA обязательно нужен специальный переходник.
SATA revision 1.0 (SATA 1.5 Gbit/s)
- первая версия стандарта, которая обеспечивала фактическую пропускную способность на уровне 1.2 Гбит/с (150 МБ/с). Фактическая скорость передачи данных была приблизительно на 20% ниже заявленных 1.5 Гбит/с, по той простой причине, что использовалась система кодирования 8B/10B, т.е. на каждые 8 бит полезной информации приходится 2 служебных бита. Основным преимуществом интерфейса SATA перед своим предшественником (PATA) является поддержка технологии оптимизации чередования команд (), благодаря которой повышается быстродействие программ интенсивно выполняющие операции случайного чтения/записи, особенно в многозадачном режиме.
SATA revision 2.0 (SATA 3 Gbit/s)
- второе поколение интерфейса, пропускная способность которого выросла приблизительно в два раза до 2.4 Гбит/с (300 МБ/с). Популяризированными названиями этого интерфейса стали SATA II и SATA 2.0. Новая ревизия интерфейса SATA стала актуальна с появлением первых SSD накопителей, скорость чтения которых превысила значение пропускной способности интерфейса SATA/150.
SATA revision 3.0 (SATA 6 Gbit/s)
- на сегодняшний день последнее поколение интерфейса, который, с учетом все того же 10b/8b кодирования, обеспечивает возможность передачи данных на скорости до 6 Гбит/с (600 МБ/с). Кроме увеличенной пропускной способности интерфейса, было улучшено управление питанием накопителя. Окончательная версия стандарта была представлена 27 мая 2009 года и используется по сей день. Кстати, консорциум SATA-IO не приветствует такие обозначения интерфейса как SATA III, SATA 3.0 или SATA Gen 3 - официальное название интерфейса SATA 6Gb/s. Данная ревизия интерфейса полностью обратно совместима с предыдущими версиями интерфейса, т.е. любой винчестер или SSD с новым интерфейсом легко можно подключить к материнской плате или контроллеру с интерфейсом SATA/150 или SATA/300. По прежнему действуют некоторые ограничения на работу с устаревшими контроллерами, которые описан в . Последняя ревизия интерфейса SATA, в отличие от предыдущих двух ревизий, обеспечивает достаточную пропускную способность для твердотельных накопителей (SSD) созданных на базе новейших и , скорость которых на чтение и запись может превышать отметку в 500 МБ/с.
Плохо ли, что плата поддерживает только интерфейс SATA 3 Гбит/с?
Чтобы поднять производительность персонального компьютера high-end класса необходимо устранить "узкие места". Мы до сих пор помним, как на выставке Developer Forum в 2008 году Intel анонсировала, что следующее поколение процессоров обгонит современные жёсткие диски. Компания утверждала, что без чего-то более быстрого, чем HDD, наши тесты будут искусственно сдерживаться. А позже компания представила первое поколение накопителей X25-M.
Тогда магия SSD состояла не только в том, что он мог пропускать массу данных через порт SATA, дело в том, что твердотельная технология ослепляла всех почти моментальной скоростью отклика. Время отклика не требует широкого канала, поэтому даже люди со старыми платформами могли наслаждаться (да и сейчас наслаждаются) преимуществами флэш-накопителей.
Развиваясь, твердотельные накопители стали гораздо быстрее. Сегодня они могут практически полностью нагрузить используемый порт SATA, и это в дополнение к молниеносному времени отклика.
Естественно возникает вопрос: нужна ли вам платформа, поддерживающая скорость передачи данных 6 Гбит/с для того, чтобы полностью воспользоваться возможностями современных SSD? И если у вас современный ПК, смогут ли новые жёсткие диски или SSD изменить производительность вашей системы? В сегодняшней статье мы постараемся ответить на эти вопросы.
При тестировании мы максимально стараемся убрать все "узкие места", поэтому обычно используем порты SATA 6 Гбит/с. Именно поэтому первый вопрос остаётся не отвеченным. Сегодня мы отступаем от нашей стандартной методики тестирования, чтобы как можно реалистичнее отразить проблемы, с которыми сталкиваются пользователи, когда приходит время апгрейда, а денег недостаточно, чтобы полностью обновить систему.
SSD от Intel, Crucial, Samsung и партнёров SandForce
Хотя есть много поставщиков, продающих SSD, и очень много моделей в каждом из портфелей этих поставщиков, число уникальных комбинаций "контроллер - NAND-память – прошивка" более ограничено, чем вы могли бы подумать.
В результате, мы без сомнения можем сузить круг изучаемых моделей, выбрав для исследования Intel SSD 320 (использует собственный контроллер компании), Samsung 830 (также на базе собственного контроллера), Crucial m4 (использует контроллер от Marvell) и OCZ Vertex 3 (один из многих SSD на базе контроллера SF-2200).
Возможно, мы пропустим некоторые нюансы, связанные с использованием асинхронной ONFi, синхронной ONFi и памятью Toggle DDR, а также со специфическими настройками прошивки различных поставщиков. По большому счёту, нас больше волнует общее поведение накопителей, нежели незначительные отличия по пропускной способности.
Далее вы также увидите, что для тестов мы используем более объёмные накопители. Это целенаправленное решение, чтобы максимально продемонстрировать потенциал каждой архитектуры. В некоторых тестах, при снижении объёма, наблюдается небольшое снижение производительности. Именно поэтому мы выбрали для данного материала более дорогие модели с объёмом 240, 256 и 300 Гбайт.
Конфигурация и тесты
| Тестовая конфигурация | |
| CPU | Intel Core i5-2400 (Sandy Bridge), 32 нм, 3.1 ГГц, LGA 1155, 6 Мбайт Shared L3, Turbo Boost Enabled |
| Материнская плата | Gigabyte GA-Z68X-UD7-B3 |
| Память | Kingston Hyper-X 8 Гбайт (2 x 4 Гбайт) DDR3-1333 @ DDR3-1333, 1.5 В |
| Системный диск | OCZ Vertex 3 240 Гбайт SATA 6 Гбит/с |
| Видеокарта | Palit GeForce GTX 460 1 Гбайт |
| Тестируемый накопитель | Intel SSD 320 300 Гбайт SATA 3 Гбит/с, прошивка: 1.92 Samsung 830 256 Гбайт SATA 6 Гбит/с, прошивка: CXMO Crucial m4 256 Гбайт SATA 6 Гбит/с, прошивка: 0009 OCZ Vertex 3 240 Гбайт SATA 6 Гбит/с, прошивка: 2.15 |
| Питание | Seasonic 760 W, 80 PLUS Gold |
| ПО и драйвера | |
| Операционная система | Windows 7 x64 Ultimate |
| DirectX | DirectX 11 |
| Графический драйвер | Графика: Nvidia 270.61 RST: 10.5.0.1022 Virtu: 1.1.101 |
| Тесты | |
| Iometer 1.1.0 | # Workers = 1, 4 кбит Random: LBA=16 Гбайт, varying QDs, 128 кбит Sequential |
| PCMark 7 | Storage Suite |
| Tom"s Hardware Storage Bench v1.0 | Трассировка |
Результаты тестов
Для изучения производительности накопителя мы, как всегда, обращаемся к PCMark 7 и Storage Bench v1.0.
У нас получился довольно широкий диапазон результатов, от самого медленного SSD, присоединённого к интерфейсу 3 Гбит/с, до самого быстрого, присоединённого к порту 6 Гбит/с.
Для примера, после переключения на 3 Гбит/с, скорость Crucial m4 256 Гбайт упала со 168 Мбайт/с до 140 Мбайт/с, хотя 168 Мбайт/с – это даже не предел интерфейса 3 Гбит/с. В любом случае производительность падает почти на 17%.
Для сравнения, результат Intel SSD 320 почти не изменился. И в этом есть логика, поскольку SSD 320 поддерживает только интерфейс SATA 3 Гбит/с.
В PCMark 7 производительность Crucial m4 упала не так заметно. Тест ставит акцент на случайные операции, и в этом случае более узкий канал не ограничивает общую пропускную способность.
Однако, между самым быстрым и самым медленным приводом наблюдается существенный разрыв, причём модели с интерфейсом 6 Гбит/с находятся ближе к первой позиции.
Как уже было сказано в обзоре SSD на 60/64 Гбайт, мы изменили способ тестирования, используя Iometer. Раньше мы тестировали случайные операции с четырьмя активными нагрузками в Iometer. Это имитирует поточную среду, поскольку каждая нагрузка отражает доступ различных приложений к приводу. Однако такой подход не отражает реальные условия, так как каждая из четырёх нагрузок несёт в себе одну операцию ввода/вывода, что даёт глубину очереди в четыре команды. Чтобы сделать результаты более реалистичными, мы урезали количество нагрузок до одной и она даёт глубину очереди, равную единице.
Мы сделали две дополнительные настройки, чтобы более тонко подогнать тест под сегодняшние цели. Обычная нагрузка домашнего ПК непостоянна. Однако, наша предыдущая методика делала акцент на устойчивую нагрузку. В попытке увеличить реалистичность результатов, скрипты Iometer теперь длятся полторы минуты, хотя раньше их продолжительность составляла пять минут. К тому же мы тестируем глубины очереди от 0 до 31 с шагом в три команды, поскольку инструкции Native Command Queuing (аппаратная установка очередности команд) интерфейса SATA поддерживает только такое количество команд.
Производительность случайного чтения
Примеры включают в себя сканирование на вирусы и работу в Word.
На глубине очереди, равной единице, каждый SSD работает одинаково, как при 3 Гбит/с, так и при 6 Гбит/с, за исключением Vertex 3 на базе SandForce.
При увеличении глубины очереди от 7 до 10 команд, интерфейс 3 Гбит/с ограничивает всех участников уровнем 200 Мбайт/с.
Интересно, что Crucial m4 заметно медленнее остальных приводов с поддержкой 6 Гбит/c, хотя и у него наблюдается прирост скорости при смене интерфейса.
Для двух других SSD (Samsung 830 и OCZ Vertex 3), SATA 6 Гбит/с демонстрирует своё преимущество, начиная с глубины очереди в четыре команды. После достижения уровня в семь команд, интерфейс 6 Гбит/с предоставляет больше пропускной способности, чем может предложить порт второго поколения.
Производительность случайной записи
Примеры включают в себя сжатие файлов, работу с электронной почтой и интернет-сёрфинг.
На графике выше видно, как при подключении к интерфейсу 3 Гбит/с приводы Samsung 830, Crucial m4 и OCZ Vertex 3 немного теряют в производительности, даже на глубине очереди в одну команду, в целом наблюдается уменьшение на 9%. Заметьте, что почти все результаты данного теста находятся ниже предела интерфейса SATA первого поколения.
Хотя результаты Intel SSD 320 в этом тесте совсем не впечатляют, разрыв между ним и другими приводами становится ещё больше при увеличении глубины очереди. Например, когда операций ввода/вывода становится более десяти, Vertex 3 240 Гбайт и m4 256 Гбайт достигают 180 Мбайт/с при подключении 3 Гбит/с. Это, примерно, на 70 Мбайт/с быстрее, чем SSD 320, максимум которого составил 110 Мбайт/с.
После переключения на SATA 6 Гбит/с, модель Vertex 3 240 Гбайт и m4 256 Гбайт существенно ускоряются. На глубине очереди выше четырёх оба привода с лёгкостью преодолевают отметку в 200 Мбайт/с.
Последовательные операции с блоками по 128 кбайт
Производительность последовательного чтения
Примеры включают в себя копирование, перекодирование, загрузку уровней игры, просмотр и обработку видео.
При последовательном чтении каждый привод, подключённый к порту SATA 3 Гбит/с, предоставляет производительность на уровне 200-300 Мбайт/с. В данной дисциплине распространённый SSD 320 от Intel находится наравне с приводами high-end класса с интерфейсом 6 Гбит/с, в этом виновен предел интерфейса SATA второго поколения.
Доступ к порту 6 Гбит/с позволил накопителям m4, 830 и Vertex 3 подняться до уровня 350-550 Мбайт/с. Естественно, SSD 320 не даёт заметного ускорения, поскольку привод поддерживает только 3 Гбит/c.
Производительность последовательной записи сжимаемых данных
При работе со сжимаемыми данными, у SSD на базе SandForce есть некоторое преимущество, поскольку архитектура этой компании использует сжатие, чтобы достичь головокружительной скорости. Это объясняет, почему только Vertex 3 240 Гбайт преодолел уровень в 500 Мбайт/с.
Samsung 830 256 Гбайт финиширует вторым в последовательном чтении на скорости 400 Мбайт/с, но только при глубине очереди больше двух команд. Но не забывайте, что эти приводы смогли достичь такого результата при подключении к порту SATA 6 Гбит/c.
С интерфейсом SATA 3 Гбит/c выделить победителя тяжелее, поскольку все приводы сгруппировались в пределах 180-280 Мбайт/с. Стоит отметить, что Crucial m4 даёт самый высокий уровень производительности при глубине очереди в одну команду, используя порт 6 Гбит/c. Но при увеличении глубины очереди разница между m4, подключённым к порту SATA 6 Гбит/c и другими, использующими SATA 3 Гбит/c, практически исчезает.
SandForce: производительность с несжимаемыми данными
Только что мы выделили преимущества технологии SandForce при работе со сжимаемой информацией. Однако есть и другая сторона медали. SandForce соглашается, что последовательные несжимаемые данные - это худший сценарий для их контроллеров. Их движок DuraClass рассчитан на то, что большинство ваших рабочих нагрузок состоит из сжимаемых данных. По большому счёту так и есть, но бывают ситуации, когда вашему компьютеру приходится иметь дело с несжимаемой информацией, как например, в сценарии ниже.
Производительность последовательной записи несжимаемых данных
Примеры включают в себя копирование/создание мультимедиа файлов, архивацию, шифрование, игры и запись видео.
Все SSD, включая те, которые основаны на контроллере SandForce, показывают одинаковую производительность последовательного чтения при работе с несжимаемой информацией. Это хорошо, потому как большинство людей, по-прежнему, считывает больше информации, чем записывает. Тем не менее, график, представленный выше, высвечивает то, на что конкуренты SandForce стараются указать больше всего. Мы имеем в виду, что m4, 830 и SSD 320 предлагают стабильный уровень последовательной записи независимо от того, с какими данными они работают. С другой стороны SSD на базе SandForce замедляется, когда сталкивается с менее популярным сценарием: записью несжимаемых данных.
Посмотрите на небольшую разницу между результатами конфигурации с интерфейсом 3 Гбит/с (зелёная непрерывная линия) и скоростью обработки несжимаемых данных (две пунктирных линии). Если у вас старая система без интерфейса SATA 6 Гбит/c, приводы с контроллером SandForce второго поколения будут записывать несжимаемые данные на скорости примерно 240 Мбайт/с. Если обновить систему до более современного чипсета с поддержкой интерфейса SATA 6 Гбит/c, вы получите лишь небольшой прирост скорости. И если большинство нагрузок, которые вы даёте на систему состоят, преимущественно, из записи несжимаемых данных, не стоит ожидать значительного улучшения.
С другой стороны, при работе со сжимаемыми данными, прирост скорости при переходе с 3 Гбит/c на 6 Гбит/c вы точно заметите. Поскольку большинство нагрузок представлены непрерывными линиями, при покупке SSD на базе технологии SandForce, вам точно следует задуматься о приобретении материнский платы с поддержкой SATA 6 Гбит/с.
Тесты в реальных условиях
Получив несколько пожеланий, чтобы тесты были более реалистичными, мы начали двигаться в этом направлении. Наши бенчмарки, основанные на трассировке, дают более целостную картину производительности. И в профиль рабочей нагрузки добавлены более специфические измерения случайного/последовательного чтения/записи.
Несмотря на это, мы по-прежнему не дали ответ на первоначальный вопрос, который мог бы упростить выбор между использованием SSD на старой платформе, либо покупкой более современно материнской платы. Указывают ли наши тесты на необходимость интерфейса 6 Гбит/c?
Мы знаем, что большинство наших реалистичных тестов проходят на глубине очереди, равной единице, и в них используются как сжимаемые, так и несжимаемые данные. В данном тесте мы передаём 11 Гбайт видеоклипов (которые нельзя сжать сильнее, чем это делает кодек H.264), наряду с массой мелких сжимаемых файлов.
Здесь всё становиться интереснее. Из-за профиля данного теста разница в производительности недостаточно велика, чтобы был какой-то смысл переходить с SATA 3 Гбит/c на SATA 6 Гбит/c. Например, Crucial m4 работает абсолютно одинаково на обоих интерфейсах.
Да, Samsung и OCZ показывает заметный прирост скорости. Однако на что действительно стоит обратить внимание - это на разницу между самым медленным SSD 320 от Intel и HDD Western Digital Scorpio Blue, который можно установить в ноутбук. Становится понятно, что битва здесь идёт не между самым медленным и самым быстрым SSD, а между жёсткими дисками и твердотельными накопителями в целом.
Сохранение игры через Steam включает в себя смесь последовательной записи сжимаемых и несжимаемых данных, а также большое количество операций случайной записи. К тому же упаковывая отдельные файлы в архивы, эта задача даёт нагрузку на хост. В результате разницы между SATA 3 Гбит/c и 6 Гбит/c практически нет, даже между SSD и HDD, хоть это и странно, накопитель здесь не является "узким местом".
Конечно же мы знаем, что производительность накопителя является единственным определяющим фактором результатов теста. Помните наш анализ офисной продуктивности? Почти при 30-ти минутном сканировании на вирусы, SSD был занят только 281 секунду. В целом, задача не давала достаточно нагрузки, чтобы показать преимущества SSD.
Чтобы сделать тест сложнее, необходимо добавить параллельные операции. Например, можно одновременно передавать файлы на SSD и обратно, и в то время, как операции сохранения будут выполняться с минимальными задержками. Однако на жёстком диске такая многозадачная нагрузка сильно замедлит обе операции.
Измерение скорости загрузки системы – это отличный пример, показывающий превосходство SSD. Вы получаете смесь из последовательного и случайного чтения, наряду с некоторым количеством операций записи, происходящими при входе в систему. Глубина очереди при загрузке Windows с лёгкостью достигает четырёх команд, поскольку операционная система очень быстро или одновременно осуществляет доступ к множеству файлов.
И снова разница между SSD минимальная. Не ждите, что SATA 6 Гбит/c даст вам дополнительную скорость.
Storage Bench v1.0 более детально
Производители SSD предпочитают, чтобы мы тестировали приводы в "свежем" состоянии, поскольку твердотельные накопители начинают замедляться, как только вы начинаете их использовать. Если использовать SSD некоторое количество времени, он достигнет стационарного уровня производительности. При этом результаты тестов будут более приближены к условиям длительного использования. В целом, чтение происходит быстрее, запись медленнее, а циклы стирания случаются очень редко.
Мы хотим как можно дальше отойти от тестов "свежих" SSD, поскольку такой уровень производительности вы получите только на небольшой промежуток времени. После этого вы столкнётесь со стационарной производительностью и будете работать на этом уровне до тех пор, пока не выполните полную очистку и не начнёте всё сначала. Не знаем как вы, но мы не форматируем накопители наших рабочих компьютеров каждую неделю. И хотя производительность "свежего" привода является интересным измерением, она не отражает реальные условия. Работа привода в стационарном состоянии имеет большее значение.
Хотя для нас это новое направление, IT-профессионалы уже давно используют такой подход для оценки SSD. Именно поэтому сообщество производителей и потребителей накопителей под названием Storage Networking Industry Association (SNIA), рекомендует тестировать производительность в стационарном состоянии. На самом деле это единственный способ оценить реальную работу SSD с течением времени.
Чтобы получить такое состояние существует несколько способов, но мы остановились на наборе IPEAK (Intel Performance Evaluation and Analysis Kit). Этот тест основан на трассировке, это значит, что мы будем использовать записанный сценарий ввода/вывода, чтобы измерить относительную производительность. Наша трассировка, которую мы назвали Storage Bench v1.0, состоит из двухнедельной записи работы на одном из наших персональных компьютеров и она отражает операции ввода/вывода в первые две недели настройки системы.
Были произведены следующие инсталляции:
- Игры: Call of Duty: Modern Warfare 2, Crysis 2, и Civilization V
- Microsoft Office 2010 Professional Plus
- Firefox
- VMware
- Adobe Photoshop CS5
- Различные утилиты для принтеров Canon и HP
- Утилиты калибровки LCD: ColorEyes, i1Match
- Стандартный набор софта: WinZip, Adobe Acrobat Reader, WinRAR, Skype
- Утилиты для разработки: Android SDK, iOS SDK, и Bloodshed
- Софт для мультимедиа файлов: iTunes, VLC
В качестве умеренной нагрузки ввода/вывода мы читали новости, искали информацию в сети, читали отчёты, иногда компилировали программный код, запускали игровые тесты и калибровали мониторы. Ежедневно мы редактировали фотографии, закачивали их на корпоративный сервер, писали статьи в Word и работали в интернете с множеством открытых окон в браузере Firefox.
В таблице ниже представлена двухнедельная статистика работы на персональной рабочей станции.
| Статистика | Storage Bench v1.0 |
| Операции чтения | 7 408 938 |
| Операции записи | 3 061 162 |
| Считано данных | 84.27 Гбайт |
| Записано данных | 142.19 Гбайт |
| Максимальная глубина очереди | 452 |
Согласно статистике, в течение двух недель мы записали больше данных, чем считали. Но эту информацию следует рассматривать в определённом контексте. Не забывайте, что трассировка включает работу по первоначальной настройке компьютера. И большая часть этой информации рассматривается как одноразовая, поскольку доступ к ней не осуществляется постоянно. И если исключить первые пару часов, то количество записанных данных уменьшится примерно на 50%. Поэтому наш шаблон ежедневного использования включает довольно сбалансированный набор операций чтения и записи (приблизительно 8-10 Гбайт в день). Это соответствует ежедневной работе среднестатистического пользователя, хотя данный показатель включает людей, которые часто просматривают потоковое видео и слушают музыку.
Отдельно хотелось бы отметить, что мы специально избегаем создания больших трассировок, устанавливая множество вещей в течение нескольких часов, поскольку это не отражает реальное использование накопителя. По словам Intel, трассировки такого характера, в большей степени, не естественны, поскольку они не берут во внимание фоновый "сбор мусора", который имеет весомое влияние на производительность (об этом чуть позже).
Ещё более детальные тесты
Случайные операции с блоками по 4 кбайт
В нашем тесте Storage Bench v1.0 смешаны последовательные и случайные операции. Однако изолировать производительность случайных операций с блоками по 4 кбайт по-прежнему очень важно, поскольку большая часть ежедневной работы состоит из таких операций. Сразу после Storage Bench v1.0 мы провели тесты с помощью Iometer, чтобы измерить производительность случайных операций с блоками по 4 кбайт. Но почему именно 4 кбайт?
Когда вы открываете Firefox, просматриваете множество страниц в интернете и записываете несколько документов, то в большинстве случаев производите маленькие случайные операции чтения и записи. График выше взят из анализа Storage Bench v1.0, но он отражает ситуацию, происходящую в любой трассировке настольного компьютера. Заметьте, что примерно 70% всего доступа имеет размер восемь секторов (512 байт на сектор = 4 кбайт).
Мы ограничили пространство для тестирования программе Iometer до размеров 16 Гбайт, потому как 64-битная версия Windows 7 занимает почти столько же места. В противном случае мы бы исследовали производительность доступа к различным данным, кэшу и временным файлам.
Если вы относитесь к обычным пользователям ПК, важно изучить производительность при глубине очереди, равной единице, так как большая часть активности в системе, не загруженной операциями ввода/вывода, будет происходить именно на этом уровне.
Прежде чем перейти к цифрам обратите внимание, что мы представляем производительность случайных операций в Мбайт/с вместо IOPS. Между этими двумя единицами есть прямая зависимость, поскольку "средний размер блока передаваемых данных" * IOPS = Мбайт/с. Большинство рабочих нагрузок состоят из различных размеров передачи данных, поэтому большинство IT-профессионалов предпочитают IOPS. Эта единица отражает количество передач блоков данных, происходящих в секунду. Поскольку мы тестируем только с одним размером блоков данных, нам больше подходит измерение в Мбайт/с (эта единица также более понятна "большинству"). Если вы хотите конвертировать результат обратно в IOPS, просто поделите получившуюся цифру в Мбайт/с на 0.004096 Мбайт для размера блока данных 4 кбайт.
Случайные операции с блокам по 128 кбайт
Производители SSD часто хотят показать нагрузки со случайными операциями, поскольку в этом случае они сильно превосходят стандартные жёсткие диски. С последовательными операциями ситуация иная, но они тоже представляют собой важный аспект производительности, стоящий изучения.
Но как часто обычный пользователь сталкивается с последовательной производительностью? Взгляните на график расположенный ниже, он показывает распределение всех расстояний поиска из одной из наших трассировок.
Первое, что вы заметите – преобладание столбца 0, это означает, что большинство запросов в нашей трассировке идут одни за одним, это и есть последовательный ввод/вывод. Если бы трассировка была на 100% случайной, столбца 0 не было бы вообще.
Всё больше и больше данных по природе становятся последовательными, особенно если вы смотрите фильмы и слушаете музыку. Учтите, что большинство веб-страниц содержат не более 1 Мбайт данных, а электронные письма менее 16 кбайт. Офисная продуктивность не сильно нагружает диск, но она не сравнится с мультимедиа, где размер двухминутного фильма с лёгкостью превышает 200 Мбайт.
Конечно, мы ещё не касались вопроса игр. Наша трассировка содержит шесть игр и, за исключением MMORPG, большинство операций с данными в них происходит последовательно. Шутеры от первого лица создают очень много данных, например 20 минут игры в Crysis 2 включает чтение и перезапись одного гигабайта данных.
Покупайте не самый быстрый, а доступный SSD
Если вы проводите много времени просматривая преимущественно синтетические тесты накопителей, которые чаще всего построены на максимально тяжёлых рабочих нагрузках, вы не увидите общую картину производительности накопителя.
Мы не отрицаем, что синтетические измерения очень важны при сравнении SSD. И как вы видите из тестов в реальных условиях, довольно тяжело определить победителя между OCZ Vertex 3, Crucial m4 или Samsung 830, используя только распространённые нагрузки. Углубившись в специфические характеристики, такие как случайная запись блоками по 4 кбайт, либо последовательное чтение блоками по 128 кбайт будет проще сделать выводы про отличительные особенности архитектуры каждого накопителя.
Но относительное преимущество во всех этих тестах не обязательно означает преимущество для пользователя. Разве 25% прирост пропускной способности в тестах даёт такой же прирост скорости при загрузке Windows либо сохранении игры в Steam? Разве он напрямую влияет на скорость копирования файлов и процесс происходит на столько же процентов быстрее? Вовсе нет.
Дело в том, что есть определённые ситуации, когда приобретение материнской платы с интерфейсом 6 Гбит/c позволит вашему SSD с поддержкой SATA 6 Гбит/c дать действительно непревзойдённую производительность, особенно когда речь идёт о профессиональных пользователях. Но если нас кто-нибудь спросит, стоит ли отложить покупку SSD до обновления старой системы, например на базе Core 2, до более новой с поддержкой 6 Гбит/c, мы ответим - не стоит. Для тех, кто сегодня использует жёсткий диск, быстрый SSD (даже подключённый к порту 3 Гбит/c) даст незамедлительный и существенный прирост скорости почти каждому вычислительному компоненту вашей системы.
Купив SSD, поддерживающий интерфейс 6 Гбит/c, вы можете быть уверенны, что после апгрейда системы получите от накопителя максимум. Но даже Intel SSD 320 на базе более старого контроллера, ограниченного интерфейсом 3 Гбит/c, станет отличным приобретением.
Мы и раньше использовали данный график, и он показывает довольно интересные результаты. Между группой SSD, high-end HDD в центре графика и low-end HDD в правом верхнем углу наблюдается существенный разрыв. Чтобы увидеть различия между SSD high-end и low-end класса, нужно немного увеличить картинку. Как видите, не стоит мучиться, выбирая самый быстрый SSD с поддержкой SATA 6 Гбит/c. Как уже было сказано, даже относительно устаревший накопитель Intel 320 отлично справляется с работой.
Поэтому избавьтесь от мысли, что нужно покупать самый новый, самый дорогой SSD с самыми высокими заявленными характеристиками. Если у вас есть деньги на апгрейд платформы, от покупки материнской платы с поддержкой SATA 6 Гбит/c и самого быстрого твердотельного накопителя вы определённо получите прирост производительности. Но при более ограниченном бюджете, важнее покупать доступный SSD независимо от модели, поскольку вы можете заменить жёсткий диск, на котором установлена операционная система.
Тонкие различия между высокопроизводительными накопителями, по-прежнему важны для нас и наших читателей, и мы продолжим их анализировать. Но стоит также рассматривать вещи в более широком плане. В таком контексте не стоит отметать контроллер накопителя 3 Гбит/c как вариант для апгрейда.
На данный момент самым распространенным интерфейсом является . SATA хоть и можно встретить в продаже, однако интерфейс уже считается устаревшим, к тому же уже начали поступать с .
Не стоит путать с SATA 3,0 Гбит/с, во втором случае речь идет об интерфейсе SATA 2, который имеет пропускную способность равную до 3,0 Гбит/с (у SATA 3 пропускная способность равна до 6 Гбит/с)
Интерфейс — устройство, передающее и преобразующее сигналы, от одного компонента оборудования к другому.
Виды интерфейса. PATA, SATA, SATA 2, SATA 3 и тд.
Накопители различных поколений использовали такие интерфейсы: IDE (ATA), USB, Serial ATA (SATA), SATA 2, SATA 3, SCSI, SAS, CF, EIDE, FireWire, SDIO и Fibre Channel.
IDE (АТА — Advanced Technology Attachment) — параллельный интерфейс подключения накопителей, именно поэтому был изменен (с выходом SATA ) на PATA (Parallel ATA). Раньше использовался для подключения винчестеров, но был вытеснен интерфейсом SATA. В настоящее время используется для подключения оптических накопителей.
SATA (Serial ATA) — последовательный интерфейс обмена данными с накопителями. Для подключения используется 8-pin разъем. Как и в случае с PATA – является устаревшим, и используется только для работы с оптическими накопителями. Стандарт SATA (SATA150) обеспечивал пропускную способность равную 150 МБ/с (1,2 Гбит/с).
SATA 2 (SATA300) . Стандарт SATA 2 увеличивал пропускную способность в двое, до 300 МБ/с (2,4 Гбит/с), и позволяет работать на частоте 3 ГГц. Стандартны SATA и SATA 2 совместимы между собой, однако для некоторых моделей необходимо вручную устанавливать режимы, переставляя джамперы.
Хотя про требованию спецификаций правильно называть SATA 6Gb/s . Этот стандарт в двое увеличил скорость передачи данных до 6 Гбит/с (600 МБ/с). Также к положительным нововведениям относится функция программного управления NCQ и команды для непрерывной передачи данных для процесса с высоким приоритетом.
Хоть интерфейс и был представлен в 2009 году, особой популярностью у производителей он пока не пользуется и в магазинах встречает не так часто. Кроме жестких дисков этот стандарт используется в SSD (твердотельные диски).
Стоит заметить, что на практике пропускная способность интерфейсов SATA не отличаются скоростью передачи данных. Практически скорость записи и чтения дисков не превышает 100 Мб/с. Увеличение показателей влияет только пропускную способность между контроллером и накопителя.
SCSI(Small Computer System Interface)
— стандарт применяется в серверах, где необходима повышеная скорость передачи данных.
SAS (Serial Attached SCSI)
— поколение пришедшее на смену стандарта SCSI, использующее последовательную передачу данных. Как и SCSI используется в рабочих станциях. Полностью совместив с интерефейсом SATA.
CF (Compact Flash)
— Интерфейс для подключения карт памяти, а также для 1,0 дюймовых винчестеров. Различают 2 стандарта: Compact Flash Type I и Compact Flash Type II, отличие в толщине.
FireWire – альтернативный интерфейс более медленному USB 2.0. Используется для подключения портативных . Поддерживает скорость до 400 Мб/с, однако физическая скорость ниже, чем у обычных. При чтении и записи максимальный порг 40 Мб/с.
Установка SSD в систему с SATA 3 Гбит/с | По-прежнему отличный способ обновить PC?
Есть множество способов улучшения характеристик PC. Но обычно, самым эффективным является замена комплектующих. Также популярным остаётся разгон. Однако раньше он давал более ощутимый прирост скорости для CPU, GPU и памяти. Возьмите Celeron 300A, разгоните до 450 МГц и получите увеличение 50% прироста. Чтобы получить нечто подобное на нужно разогнать его до 5,25 ГГц. Но даже в этом случае нет гарантии, что настольные приложения также будут масштабироваться.
К тому же, мы сожгли уже достаточно компьютерного "железа", чтобы в полной мере ощутить риски связанные с разгоном (именно поэтому в обзорах материнских плат с чипсетами Intel седьмой серии мы придерживаемся напряжения процессора 1,35 В). Манипуляции с референсными частотами, множителями, напряжением и задержками могут навредить стабильности вашей системы.
Если вас устраивает процессор и материнская плата, сбалансировать систему для оптимальной работы можно с помощью более современной видеокарты, увеличения объёма оперативной памяти и установки твердотельного накопителя. Сегодня фокус на SSD, стоимость которых часто ниже $1/Гбайт, сейчас они дешёвые как никогда. Мы говорили это раньше и повторим сегодня: если у вас ещё нет SSD – купите. Он изменит ваше представление об отзывчивости системы.
Современные SSD уже упираются в потолок пропускной способности интерфейса SATA 6Гбит/с, в то время как скорость механических жёстких дисков за последние пять лет почти не увеличилась. Многие твердотельные накопители легко достигают 550 Мбайт/с при последовательной передаче данных, но что более важно, они с ловкостью управляются с произвольными операциями ввода/вывода в реальном времени. SSD может обработать на порядок больше запросов в секунду, чем обычные носители информации (десятки тысяч против нескольких сотен).
Распыляться можно весь день, но факт в том, что SSD – это стоящий апгрейд для тех, кто в своей системе использует только HDD, и его подтверждают цифры. С SSD запуск Windows и приложений происходит быстрее, как и перемещения файлов.
Но хватит ли старого интерфейса SATA 3Гбит/с для современного SSD с SATA 6Гбит/с?
Мы каждый раз задаём себе этот вопрос, когда на системных платах среднего класса кончаются разъёмы SATA 6 Гбит/с (от ред.: в данный момент, мы производим видеозахват на массив из четырёх Crucial m4 , подключённых к разъёмам 3 Гбит/с). А что если ваша старая система поддерживает только стандарт прошлого поколения? Стоил ли делать апгрейд? Учитывая, что самые быстрые SSD часто сдерживаются шириной интерфейса SATA 6 Гбит/с, логично предположить, что 3 Гбит/с будет "резать" производительность. Но насколько? Разница будет ощутима на практике, либо только в результатах тестов? Нужно ли обновлять контроллер накопителей?
В поисках ответов на эти вопросы, мы взяли Samsung 840 Pro , подключили его к разъёму 6 Гбит/с, а затем к разъёму предыдущего поколения. Поскольку эти накопители Samsung сейчас считаются одними из самых быстрых, полученные результаты применимы к большинству SSD high-end класса, представленных на рынке. Обратите внимание, что мы не тестируем порт SATA 1,5 Гбит/с. Было бы интересно добавить этот интерфейс для сравнения, однако он откидывает нас обратно примерно в 2005 год. Если вашему PC уже восемь лет, пора задуматься о покупке нового.
Установка SSD в систему с SATA 3 Гбит/с | Тестовый стенд и бенчмарки
Для сегодняшнего тестирования мы используем Samsung 840 Pro
MZ-7PD256 на базе собственного контроллера компании S4LN021X01-8030 NZWD1 с поддержкой SATA 6 Гбит/с (ещё известный как MDX), использующего трёхъядерный процессор Cortex-R4. Микросхема дополнена кэшем данных DDR3 на 512 Мбайт. Есть и не Pro модели с трёхуровневыми ячейками памяти, но скорость и выносливость у них ниже, чем у старших моделей с 21-нанометровой NAND-памятью с многоуровневыми ячейками. На линейку 840 Pro компания Samsung даёт пять лет гарантии.
По данным Samsung скорость последовательного чтения Samsung 840 Pro достигает 540 Мбайт/с, записи - 520 Мбайт/с. Он должен обеспечивать до 100 000 произвольных операций ввода/вывода блоками по 4 Кбайт в секунду. Сейчас на Amazon модель ёмкостью 256 Гбайт продаётся за $230. Есть также версии на 128 и 512 Гбайт, за $140 и $460 соответственно.
Технические характеристики Samsung SSD 840 Pro
| Производитель | Samsung |
| Модель | 840 Pro |
| Модельный номер | MZ-7PD256 |
| Форм-фактор | 2,5" (7 мм) |
| Ёмкость, Гбайт | 256 |
| Контроллер | MDX |
| Тип флеш-памяти | 21 нм MLC Toggle-mode NAND |
| Резервирование | 7% |
| Кэш, Мбайт | 512 |
| Интерфейс | SATA 6 Гбит/с |
| В комплекте | Samsung Magician Software |
| Гарантия | пять лет |
Тестовый стенд и ПО
Мы использовали тестовый стенд под управлением Windows 7 с материнской платой Gigabyte Z68X-UD3H-B3, процессором Intel Core i5-2500K и памятью Corsair TR3X6G1600C8D объёмом 4 Гбайт. SSD был подключён к первому разъёму 6 Гбит/с, и нам удалось переключить его в режим 3 Гбит/с в прошивке Gigabyte.
В качестве базы для сравнения мы выбрали жёсткий диск . VelociRaptor – это накопитель типоразмера 2,5" в формате 3,5", его ёмкость составляет 1 Тбайт. Благодаря скорости вращения шпинделя 10 000 об/мин и пластинам 2,5" он показал самую высокую скорость среди конкурирующих жёстких дисков. Подробности в нашей статье "Western Digital VelociRaptor WD1000DHTZ: тест и обзор обновлённой версии самого быстрого HDD"
.
| CPU | |
| Материнская плата | Gigabyte Z68X-UD3H-B3, Revision: 0.2 Chipset: Intel Z68 Express, BIOS: F3 |
| Память | 2 x 2 Гбайт DDR3-1333, Corsair TR3X6G1600C8D |
| Системный SSD | Intel X25-M G1, 80 Гбайт, Прошивка 0701, SATA 3 Гбит/с |
| Контроллер | Intel PCH Z68 SATA 6Gb/s |
| Питание | |
| Тесты | |
| Общая производительность | h2benchw 3.16 PCMark 7 1.0.4 |
| Производительность ввода/вывод | IOMeter 2006.07.27 Fileserver-Benchmark Webserver-Benchmark Database-Benchmark Workstation-Benchmark Линейное чтение Линейная запись Случайное чтение блоков по 4 Кбайта Случайная запись блоков по 4 Кбайта |
| ПО и драйверы | |
| Операционная система | Windows 7 x64 Ultimate SP1 |
| Intel Inf | 9.2.0.1030 |
| Intel Rapid Storage | 10 |
Установка SSD в систему с SATA 3 Гбит/с | Тестовый стенд и бенчмарки для реальных задач
Кроме обычных синтетических бенчмарков, мы добавили более реалистичные тесты. Для создания множества задач, характерных для повседневного использования, мы перешли на Professional 64-bit.
Реальные тесты:
- Загрузка . Отсчёт начинается с момента, когда экран POST показывает нули и заканчивается, когда появляется рабочий стол Windows.
- Выключение . После трёх минут работы , мы выключаем систему и начинаем отсчёт. Таймер останавливается, когда система выключена.
- Загрузка и Adobe Photoshop. После загрузки , командный файл запускает редактор изображений Adobe Photoshop CS6 и загружает фотографию с разрешением 15 000 x 7 266 пикселей и размером 15,7 Мбайт. После Adobe Photoshop закрывается. Отсчёт начинается после экрана POST и заканчивается, когда Adobe Photoshop выключен. Мы повторяем тест пять раз.
- Пять приложений. После загрузки , командный файл запускает пять различных приложений. Отсчёт начинается с запуском первого приложения и заканчивается с закрытием последнего. Мы повторяем тест пять раз.
Скриптовая последовательность для теста пяти приложений:
- Загрузка презентации Microsoft PowerPoint и затем закрытие Microsoft PowerPoint.
- Запуск рендерера командной строки Autodesk 3ds Max 2013 и рендеринг изображения в разрешении 100x50 пикселей. Картинка такая маленькая, потому что мы тестируем SSD, а не CPU.
- Запуск встроенного в ABBYY FineReader 11 бенчмарка и конвертирование тестовой страницы.
- Запуск встроенного в MathWorks MATLAB бенчмарка и его выполнение (один раз).
- Запуск Adobe Photoshop CS6 и загрузка изображения, которое использовалось в третьем реалистичном бенчмарке, но в оригинальном формате TIF с разрешением 29 566 x 14 321 пикселей и размером 501 Мбайт.
Тестовый стенд для реальных задач
| Конфигурация тестового стенда | |
| CPU | Intel Core i7-3690X Extreme Edition (32 нм Sandy Bridge-E), 6 ядер/12 потоков, 3,3 ГГц, кэш L2 6 x 256 Кбайт, общий кэш L3 15 Мбай, TDP 130 Вт, 3,9 ГГц max. Turbo Boost |
| Материнская плата | Intel DX79SI, Chipset: Intel X79 Express, BIOS: 280B |
| Память | 4 x 4 Гбайт DDR3-1333, Kingston KHX1600C9D3K2/8GX |
| Системный SSD | Samsung 840 Pro, 256 Гбайт, прошивка DXM04B0Q, SATA 6 Гбит/с |
| Контроллер | Intel PCH Z68 SATA 6 Гбит/с |
| Питание | Seasonic X-760 760 Вт, SS-760KM Active PFC F3 |
| Тесты | |
| Тестовые программы | 3ds Max 2013 FineReader 11 Matlab 2012b Photoshop CS6 PowerPoint 2010 |
| ПО и драйверы | |
| Операционная система | Windows 8 x64 Pro |
Установка SSD в систему с SATA 3 Гбит/с | Результаты тестов
Скорость последовательных операций ввода/вывода
Как и ожидалось, интерфейс SATA 3 Гбит/с оказался бутылочным горлышком для Samsung 840 Pro
при последовательных операциях чтения и записи. SSD более широко раскрывается на канале 6 Гбит/с. У Western Digital VelociRaptor WD1000DHTZ
тоже высокий результат для механического диска. Через шину 6 Гбит/с его скорость превышает планку в 200 Мбайт/с.
Бенчмарк CrystalDiskMark 3.0 подтверждает результаты AS-SSD. Обратите внимание, что последовательное чтение и запись в этих тестах происходит с большими объёмами данных. Под Windows большая часть операций ввода/вывода являются произвольными. Последовательные операции здесь больше исключение, чем правило.
Время доступа
В среднем, VelociRaptor 3,5" находит запрашиваемые AS-SSD данные за семь миллисекунд. Это быстро для HDD и связано со скоростью вращения шпинделя 10 000 об/мин. Однако диск Western Digital VelociRaptor WD1000DHTZ
даже близко не достигает скорости SSD, который на два порядка быстрее. Его показатели измеряются уже в микросекундах. В то же время, при измерении времени доступа мы не видим практической разницы между SATA 3 и 6 Гбит/с.
Скорость произвольных операций блоками по 4 Кбайт
AS-SSD: произвольное чтение/запись блоками по 4 Кбайт
Этот бенчмарк наиболее важен для понимания реальной производительности. При произвольном чтении и записи блоками по 4 Кбайт самый быстрый HDD просто не в состоянии соперничать с SSD. При подключении к порту 6 Гбит/с Samsung 840 Pro
показал чуть более высокий результат, чем с разъёмом 3 Гбит/с. Запись происходит на 20 Мбайт/с быстрее, а чтение – всего на 2 Мбайт/с.
Увеличение глубины очереди даёт твердотельному накопителю больше команд для одновременной обработки, и здесь более широкий интерфейс действительно обеспечивает преимущество. Однако по большей части – это теория. В настольных окружениях глубина очереди крайне редко достигает 32-х и более команд.
Тем не менее, скорость произвольной записи и чтения через шину 6 Гбит/с как минимум в 1,5 раза быстрее.
CrystalDiskMark: произвольное чтение/запись блоками по 4 Кбайт
Показатели CrystalDiskMark говорят то же, что и предыдущий тест. Преимущество стандарта SATA 6 Гбит/с над 3 Гбит/с при малой глубине очереди, характерной для большинства настольных систем, невелико и хорошо проявляется лишь при высокой очерёдности, присущей серверным средам. В обычном PC или ноутбуке, подсистема хранения в основном работает с одной-четырьмя командами.
Iometer: произвольное чтение/запись блоками по 4 Кбайт
Результаты в Iometer немного отличаются от двух предыдущих тестов, хотя общая тенденция сохраняется. Samsung 840 Pro
работает чуть быстрее при подключении к разъёму 6 Гбит/с, особенно при чтении.
Скорость произвольных операций блоками по 512 Кбайт
Через интерфейс SATA 6 Гбит/с запись и чтение данных блоками по 512 Кбайт происходит чуть быстрее, чем через 3 Гбит/с. Western Digital VelociRaptor WD1000DHTZ
неплохо показал себя в тесте записи, но в чтении он сильно отстал даже от SSD, подключённого через более медленный интерфейс.
Тесты различных профилей ввода/вывода
Мы использовали профили базы данных, веб-сервера и рабочей станции в Iometer. В них симулируются определённые шаблоны доступа, характерные для каждого окружения.
Samsung 840 Pro
одинакового проявил себя в тестах базы данных и рабочей станции, независимо от разъёма SATA 3 или 6 Гбит/с. Однако тест веб-сервера заметно выигрывает от более широкого интерфейса, практически удваивая результат, полученный через шину 3 Гбит/с.
PCMark 7 и трассировка
В PCMark 7 при подключении к разъёму 6 Гбит/с производительность Samsung 840 Pro
выше, хотя разница незначительная.
Анализ показывает, что загрузка приложений и импорт изображений в Windows Photo Gallery через SATA 6Гбит/с происходит быстрее, чем через SATA 3 Гбит/с. Но даже через старое соединение SSD в два раза обгоняет жёсткий диск.
В играх производительность накопителя через разъём 6 Гбит/с немного выше.
PCMark Vantage
PCMark Vantage старше, чем PCMark 7. Однако он демонстрирует существенное преимущество интерфейса SATA 3.
Western Digital VelociRaptor WD1000DHTZ
умудрился занять второе место в тесте медиацентра. Но вывод остаётся прежним: SSD, независимо от типа подключения, значительно обгоняют лучшие HDD.
AS-SSD Copy Benchmark
В тесте AS-SSD, Samsung 840 Pro
при подключении к SATA 6 Гбит/с превышает результат, полученный на шине 3 Гбит/с почти на две трети.
Western Digital VelociRaptor WD1000DHTZ подключается к разъёму SATA III, но его механическая конструкция явно сдерживает производительность.
Тем временем, при сравнении результатов Samsung 840 Pro , становится понятно, что SSD сдерживается возможностями старого интерфейса. Но в любом случае, производительность SSD через SATA II значительно выше, чем у лучшего жёсткого диска, работающего в полную силу.
Этот тест особенно касается пользователей, постоянно копирующих большие объёмы данных на или с SSD. Очевидно, что в такой ситуации, более современный и широкий интерфейс обеспечивает практическую разницу.
Общая производительность
Результаты средней производительности всего тестового пакета показывают, что между SSD, подключённым через SATA III и SATA II существует заметная разница. Естественно, скорость чтения и записи выше, когда накопитель имеет доступ к более широкому каналу и может использовать его на полную.
Однако большинство тестов являются синтетическими. Вполне возможно, что реалистичные тесты нарисуют совсем другую картину.
Если объединить все результаты, взвесив каждый отдельный показатель, мы получим общую диаграмму, которая изображена выше. На ней чётко видно преимущество интерфейса SATA 6 Гбайт/с в синтетических тестах.
AS-SSD тоже показывает общий результат. Производительность Samsung 840 Pro через SATA II заметно ниже, чем через SATA III. Но опять же, даже самый худший результат SSD многократно превышает результаты жёсткого диска.
Тестируемые здесь задачи характерны для повседневного использования настольного компьютера. Мы сразу видим, что разница между SATA II и SATA III при загрузке составляет всего пол секунды. Гораздо заметнее прирост скорости при переходе с HDD на SSD.
По таймеру выключается на 0,6 секунды быстрее, когда Samsung 840 Pro
подключён через разъём 6 Гбит/с. На практике вы этого не заметите. Даже HDD, кажется, не так плох в сравнении с SSD от Samsung.
Вторые диаграммы отображают скорость работы накопителей в процентах относительно SSD Samsung на шине SATA 3 Гбит/с.
В этом тесте сразу после загрузки запускается Adobe Photoshop CS6, загружается изображение и затем программа закрывается. Samsung 840 Pro
, подключённый через SATA II, выполняет последовательность на секунду дольше, чем тот же SSD через порт SATA III. На работе такая разница никак не скажется. Но вот дополнительные 23 секунды, которые тратит такая же мощная система, но только с HDD (даже таким быстрым как VelociRaptor) вы точно ощутите.
Реальные тесты: пять приложений
Это очередной тест, в котором результаты твердотельного накопителя Samsung 840 Pro
, подключённого к разъёмам разного поколения, практически равны. Разница в скорости выполнения всего лишь 1,6 секунды. Если сидеть напротив мониторов двух систем отличить их почти невозможно.
Установка SSD в систему с SATA 3 Гбит/с | Отличная возможность для апгрейда даже с SATA 3Гбит/с
Если судить только по популярным у обозревателей синтетическим тестам (AS-SSD, CrystalDiskMark, PCMark 7, Iometer и др.), то интерфейс SATA 6 Гбит/с просто необходим, чтобы получить максимальную производительность от современных SSD. В случае если вы перемещаете большие объёмы данных - это правда. Однако синтетические тесты не очень хорошо передают ощущения от системы, недавно обновлённой с обычного жёсткого диска на твердотельный накопитель. Более того, они создают иллюзию необходимости современной платформы для раскрытия возможностей передовых SSD. Однако наши реалистичные тесты показывают, что теоретические различия не всегда соответствуют практическим. В большинстве случаев, Samsung 840 Pro , подключённый через SATA 3 Гбит/с, не отставал от того же SSD, подключённого через SATA 6 Гбит/с.
SATA 6 Гбит/с практически не даёт преимуществ для обычного настольного PC
При подключении Samsung 840 Pro через SATA III в синтетических тестах его скорость резко возрастала. Различия были особенно красноречивы, когда мы намеренно задавали произвольные и последовательные операции ввода/вывода при большой глубине очереди. Но когда мы проводили реалистичные тесты загрузки и выключения , а также запуска нескольких приложений, разница сводилась почти к нулю. Именно такой она и будет при повседневном использовании.
Поскольку синтетические тесты целенаправленно дают нагрузки, разработанные для выявления различий между очень быстрыми устройствами, но редко встречающиеся в настольных окружениях, они не соответствуют более распространённым на PC задачам. Скорость произвольного ввода/вывода – это важный аспект, но велика вероятность, что вы никогда не увидите глубину очереди в 32 команды. И хотя нам понравилось измерять пиковую скорость последовательной передачи данных, всё же перемещение больших медиа файлов между двумя одинаковыми накопителями – это относительно редкое явление. Например, если копировать файл ISO с одного SSD на другой, то вы получите существенный прирост через SATA 6 Гбит/с. Но если вы перемещаете тот же файл с SSD на HDD, то даже самый быстрый интерфейс в мире не поможет преодолеть скоростные ограничения магнитного носителя.
Три самых важных аспекта:
С практической точки зрения скорость произвольных операций ввода/вывода очень важна. Под управлением Windows большинство операций ввода/вывода происходит на низкой глубине очереди. В данной ситуации синтетические бенчмарки показывают, что разница между SATA 6 Гбит/с и 3 Гбит/с совсем небольшая. Теоретический разрыв минимален, а практического - вообще нет.
Сейчас мы можем ответить на вопрос, нужны ли разъёмы SATA III 6 Гбит/с при апгрейде на SSD. Очевидно, что вы получите заметный прирост к отзывчивости системы, даже используя разъём SATA 3 Гбит/с. На практике интерфейс 3 Гбит/с не сдерживает производительность основных приложений. Интерфейс SATA III вступает в игру в синтетических тестах, достигающих технологических пределов, в задачах рабочих станций/серверов или в во время передачи больших объёмов данных с SSD на SSD.
Самое главное – установить SSD в систему. Только посмотрите, как Samsung 840 Pro
противостоит самому быстрому настольному жёсткому диску под названием Western Digital VelociRaptor WD1000DHTZ
. SSD не оставляет ему даже шанса, ни в синтетических, ни в натуральных тестах.
