0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

SSD NVMe: всё о современных высокопроизводительных SSD-накопителях PCI-E

Содержание

Собираетесь купить SSD диск? Что такое NVMe SSD и чем они лучше обычных SSD

SSD диски уже довольно основательно поселились не только в обычных компьютерах и ноутбуках, но и в серверах. Сегодня, устанавливать обычные жёсткие диски под операционную систему, всё равно что добывать огонь трением.

Дожидаться пока загрузится система на ноуте с жёстким диском на 5400 оборотов, это просто боль. а именно такие HDD и ставят на большинство дешёвых и даже не самых дешёвых моделей. Складывается впечатление, что производители последние лет пять провели в глухой эстонской деревне, не получая вестей из внешнего мира.

Этот булыжник можно смело оправить даже в огород Apple с их младшими моделями iMac, где до сих пор ставятся унылые HDD. Ладно хоть новые Mac mini теперь идут исключительно с твердотельными накопителями, даже в стартовой конфигурации, пусть и со стыдными для 2018 года 128Gb, но зато NVMe. Опа. а что это за слово такое NVMe?

Что такое NVMe SSD и чем они лучше обычных SSD дисков?

Если вы задались целью приобрести SSD, то можете с удивлением обнаружить, что ориентироваться исключительно на объём не приходится, ценники запросто могут отличаться в два, а то и три раза. Я уже немного касался данной темы, когда рассказывал о характеристиках надёжности TBW и DWPD у SSD дисков. Но связано это не только с надёжностью.

За последние несколько лет, в технологиях производства SSD произошла туева куча изменений и с ходу уже не получится разобраться во всём разнообразии контроллеров, интерфейсов и форм-факторов современных SSD. Сегодня попробую максимально просто рассказать, что такое NVMe SSD, которые приходят на смену обычным SATA SSD и стоит ли, на самом деле, переплачивать за новейшие технологии.

Если с обычными жёсткими дисками всё понятно и интерфейса SATA 3.0 с пропускной способностью в 600 Мбайт/с им хватает с головой, да и вероятность что они когда-то доберутся до таких скоростей практически нулевая, то с SSD дисками совсем другая история. В рамках устаревающего интерфейса SATA им было тесно с самого начала и они быстро достигли потолка.

Для раскрытия всего потенциала новых SSD дисков потребовалось перейти на прямое подключение к скоростной шине PCI Express и смене форм-фактора на M.2, что теоретически позволяет достигать скоростей до 3,94 Гбайт/с. За работу накопителя на шине PCI Express как раз и отвечает NVMe-контроллер, в отличие от SATA-дисков, которые управляются AHCI-контроллерами.

NVMe является сокращением от NVM Express. «NVM» в названии спецификации обозначает энергонезависимую память (Non-Volatile Memory).

Впервые накопители формата M.2 мне встретились около трёх назад на Macbook Pro 13″. Сам по себе M.2 не является интерфейсом, это лишь слот, или типоразмер компактных накопителей, как и 2,5’’ диски с интерфейсом SATA.

Правда Apple и тут отличилась, в очередной раз, желая заработать где только можно и максимально затруднить возможность апгрейда вне стен официального сервисного центра. Вычудили собственные разъёмы, с виду похожие на M.2, но имеющие иное количество и расположение контактов. Мало того, чтобы окончательно всех запутать, сделали эти накопители не совместимыми и в разных поколениях своих же MacBook и iMac. Этой теме я посвятил отдельную статью про оригинальные SSD для Macbook и iMac и какие бывают проблемы с переходниками и конвертерами.

Они могут монтироваться непосредственно на материнскую плату или вставляться в обычный слот PCI Express через специальный переходник. Есть даже адаптеры для установки накопителей M.2 на место обычных 2,5’’ дисков с интерфейсом SATA. Один такой я использую в работе, когда приходится иметь дело с дисками формата M.2, подключая его как внешний через USB-разъём.

Много NVMe-накопителей выпускается в форм-факторе плат PCI Express, что особенно характерно для корпоративного сегмента.

Недорогие SSD накопители в форм-факторе M.2 можно использовать в качестве высокоскоростной флешки или заменять ими обычные диски с помощью SATA адаптера, с соответствующим скоростным ограничением в 600 Мбайт/с.

Вроде как стало понятнее, но тут возникает другой вопрос, а стоит ли дополнительно откладывать по рублю с завтраков на приобретение более скоростного NVMe SSD или можно ограничиться накопителем с интерфейсом SATA, ведь даже он даёт чумовой прирост скорости реакции компьютера по сравнению с обычным HDD.

Если смотреть голые цифры, то скорость современных NVMe SSD перешагнула за 2000 Мбайт/с (!) Значит ли это, что они настолько же эффективнее SSD с интерфейсом SATA? И да и нет.

NVMe SSD в реальных приложениях: стоит ли непременно гнаться за новой технологией?

Сразу хочется отметить, что исполнение накопителя в современном компактном форм-факторе M.2 ещё не гарантирует что он построен на контроллере NVMe. Много дисков начального уровня, выпускаемых в форм-факторе M.2, по прежнему управляются AHCI-контроллерами. Перед покупкой, ознакомьтесь с характеристиками и если увидите, что заявленная скорость чтения 550 Мбайт/с, а записи 330 Мбайт/с, то можно смело утверждать, что никаким NVMe тут даже не пахнет.

Кроме того, сами контроллеры NVMe, даже одного производителя, могут сильно различаться и поддерживать только две или полноценные четыре линии PCI Express. Всё это тоже влияет на цену накопителя. Признаком высокоскоростного SSD диска формата M.2 может служить наличие скоростного ключа M (вырез на плате) или сразу двух ключей — универсального B и M.

Впрочем, тестирование в реальных рабочих условиях, а не синтетических тестах, вроде CrystalDiskMark, замеряющий скоростные характеристики в идеальных условиях, уже не так впечатляют и накопители ведут себя гораздо скромнее. Тут, конечно, всё зависит от того чем вы занимаетесь на компьютере.

Так, использование высокоскоростных NVMe SSD практически никак не влияет на скорость рендеринга 3D-моделей, тут основная нагрузка ложится на видеокарту и центральный процессор, а данные подкачиваются из оперативки. Примерна такая же картина будет наблюдаться и в играх, так что пользы тут от NVMe будет с гулькин нос.

В реальности, такие скорости могут потребоваться только при при обработке видео (Final Cut, iMovie, Adobe Premiere, After Effects) и тяжёлых играх, но обязательно в паре с мощным процессором чтобы успевать прокачивать такой объём данных.

Какой вывод можно сделать из всего сказанного? Если, при выборе накопителя, цена для вас не является определяющим аргументом или вы постоянно работаете с видео, то не раздумывая берите диски с NVMe. Как ни крути, но накопители с интерфейсами SATA/SAS доживают свой век и переход на NVMe SSD неизбежен ввиду их более простой реализации и высокой производительности.

В остальных случаях переплачивать за NVMe SSD думаю не стоит, принципиальной разницы в работе, по сравнению с SSD дисками с интерфейсом SATA, вы не заметите и получится немного сэкономить.

Не ленитесь ставить лайк и подписываться на канал Дзен и паблик Вконтакте, будет ещё много интересного.

Если считаете статью полезной,
не ленитесь ставить лайки и делиться с друзьями.

Что такое NVMe в чем отличие от SSD и M2 и как выбрать

Устройства хранениях данных постоянно совершенствуются. Их производительность увеличивается. И мало кто знает, что существуют накопители NVMe.

Что это за зверь и чем он лучше обычных SSD и M.2? Об этом мы поговорим в данной статье. Но для начала стоит уделить вниманию форм-фактору каждого типа дисков. Каждый форм-фактор SSD дисков подключается по-разному к системной плате.

Что такое NVMe и куда он подключается

NVM Express (NVMe, NVMHCI – от англ. Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification) – разновидность SSD накопителей, которая подключается по шине PCI Express.

Думаю, этого объяснения будет вполне достаточно о том, что такое NVMe. Другими словами, есть несколько разновидностей твердотельных накопителей – SSD 2.5, mSATA SSD, M.2, NVMe. При этом NVMe это еще и разновидность форм-фактора M.2.

Итак, перед тем как принять решение о покупке накопителя стоит выяснить, поддерживает ли его ваша системная плата. Понятное дело, что обычный SSD 2.5 и mSATA он поддерживать будет, но с форм-фактором M.2 немного сложнее.

В современных платах ноутбуков и обычных компьютеров стал появляться разъем M.2. Стоит проверить свою системную плату на наличие этого разъема. Он выглядит так, как показано на скриншоте.

Но и этого мало, ведь помимо наличия самого разъема он делится на несколько типов.

Какие существуют типы SSD M.2 и разъемов

SSD M.2 имеет четыре спецификации: 2230, 2242, 2260, 2280. Последний является самым используемым. Каждые две цифры типа указывают на ширину и длину модуля. Как видим, с шириной ошибиться нереально.

Итак, допустим вы нашли на системной плате разъем и выяснили, какой модуль SSD ей поддерживается нужно выяснить тип слота.

Диски M.2 работают в режиме SATA и PCI Express. Слоты имеют два ключа M и B.

Если дисковый модуль у вас работает в режиме SATA, то он будет поддерживать два ключа M и B.

Дисковый накопитель NVMe, который работает по интерфейсу PCIe имеет только один ключ – M.

На скриншоте ниже видно, что SATA SSD можно подключать практически к любому разъему, а вот M.2 NVMe при наличии на разъеме ключа «B» установить невозможно.

Отличие накопителей NVMe и M2

Отличать или сравнивать здесь нечего, поскольку M2 – это форм-фактор SSD дисков. M.2 может подключаться как к SATA интерфейсу, так и к PCI Express (что относится к NVMe типу).

Отличия таких плат заключается лишь в поддерживаемых ключах, по которым диск будет подключаться к интерфейсу. Также отметим, что 2.5 дюймовые SSD, SATA M.2 по характеристикам практически одинаковые, потому что работают на шине SATA. Модули NVMe – работают с интерфейсом PCIe, который гораздо быстрее SATA шины.

История накопителей и их совместимость

Скоростные накопители памяти появились в марте 2011 года. Разработка же велась с 2009 года. Сейчас имеются несколько версий спецификации NVMe:

  1. В 2014 году – NVMe 1.1b и NVMe 1.2.
  2. С 2015 года – NVMe 1.2a.
  3. В 2018 году – NVMe 1.3c.
Читать еще:  Недостаточно места на диске - ошибка, что с ней делать?

Помимо M2 форм-факторов были и другие:

  • U.2 (SFF-8639) – диски с форм фактором 2.5 дюйма, которые предназначены в основном для серверов. Имеют поддержку горячей замены, интерфейсов SATA и SAS.
  • M.2 (NGFF) – компактный форм-фактор преимущественно для ноутбуков, а также стационарных компьютеров. Накопитель может быть установлен в разъем на системной плате или непосредственно в слот PCIe с помощью переходника.
  • Intel Ruler SSD (EDSFF) – используется в основном на серверах и имеет поддержку горячей замены. Анонсирован в 2017 году компанией
  • Samsung NGSFF – очередной форм-фактор для серверных накопителей. Используется, как альтернатива дискам 2.

Говоря о совместимости, стоит обратить внимание на одну немаловажную вещь. Производители системных плат могут, например, установить слот M2, поддерживающий ключ «M». Естественно, любой накопитель будет работать.

Но бывают такие моменты, когда системная плата поддерживает только один режим SATA или NVMe. Это тоже необходимо знать при покупке дисков нового поколения.

Необходимо с вашего компьютера зайти в BIOS и найти настройки, отвечающие за режим работы дисков данного формата. Обычно настройка называется «M.2 Configuration». Если вы откроете режимы работы этой опции и там будет SATA и PCIE mode, тогда устройство будет работать с любыми дисками формата M2.

Как выбрать NVMe накопитель и нужно ли

Пока что лидирующие позиции занимают HDD диски. Да, они медленные, но у многих объемы данных превышают даже 500 Гб, а значит для хранения вполне подойдет и обычный жесткий диск на пару ТБ.

Говоря о NVMe – это накопители, которые примерно в 2-3 раза быстрее обычных SSD, но даже твердотельные накопители не каждый может себе позволить. Что тут говорить о гиперсупер быстрых дисках. В любом случае цена как на SSD, так и на NVMe постепенно снижается. Выбор диска зависит от того для каких целей вы будете его применять. В целом можно выбивать из линеек Samsung, Intel, ADATA, Kingston и других.

Давайте посмотрим результаты поиска в интернете через Google и посмотрим, какие же цены нам предлагают за такие накопители.

SAMSUNG 970 EVO MZ-V7E250BW 250Гб

Основные характеристики вы можете найти в интернете. Диск имеет максимальные скорость чтения – 3400 Мб/с и скорость записи 1500 Мб/с. Впечатляет неправда ли? Диск на 250 Гб и стоит 5560 рублей. В принципе для системы такой себе позволить можно.

INTEL Optane 900P SSDPED1D480GASX 480Гб

Этот накопитель на 480 Гб подключается уже в слот PCIe. Скорости чтения и записи у него 2500 / 2000 Мб/с. Стоит все это добро 41000 рублей. Для обычного пользователя, которые работает за ПК дома вряд ли понадобится такой диск. Если только он не запускает свой мини-сервер.

GIGABYTE PCl Express 512 Гб PCI-Express 3.0

А вот здесь уже диск на 512 Гб, с более высокими показателями скорости чтения и записи. Но самое интересное, что стоит он намного дешевле предыдущего варианта. Всего за 10900 вы получите этого красавца.

В интернет-магазинах техники вы можете найти разные варианты накопителей с разными ценами. Есть варианты 128 и 120 Гб за 2 тысячи и выше. Ищите лучшие варианты под свои нужды, изучайте внимательно характеристики, попробуйте найти обзоры, чтобы убедится в реальных показателях накопителя, либо проведите тесты сами.

Теперь вы знаете, что такое NVMe накопители SSD и какие их разновидности существуют.

SATA SSD, NVMe SSD и HDD: изучаем разницу в реальных приложениях

Агитировать в 2018 году за установку SSD в настольные компьютеры и ноутбуки – это как рекомендовать сменить наконец старый кнопочный Ericsson на современный смартфон. Потому что SSD (как и смартфоны) сейчас можно игнорировать только по двум причинам: вы принципиально не хотите связываться с флэш-памятью или последние 10 лет вы провели на урановых рудниках Марса, не получая вестей с Земли.

Установка SSD в старый компьютер даст ему вторую жизнь, даже если процессор разменял первый десяток, а оперативной памяти едва набралось на минимальные системные требования операционной системы. Возвращение к ПК, где ОС установлена на обычный HDD поначалу вызывает шок – кажется, что компьютер заражен вирусней и вообще работает не так, как должен. Загрузка Windows за семь секунд, мгновенная реакция на действия пользователя – это всё про SSD.

Окей, с необходимостью присутствия в системе твердотельного накопителя всё понятно, и хорошо, если в ноутбуке или ПК он был еще при покупке. А если вы только готовитесь с опозданием купить свой первый SSD, то какой накопитель выбрать? Если с магнитными жесткими дисками всё было относительно просто и понятно, то SSD за последние пять лет успели поменять и форм-факторы, и интерфейсы, а уж сколько развелось контроллеров – подумать страшно. Причем в зависимости от используемых компонентов цена на SSD с одинаковым объемом памяти может запросто отличаться в два, а то и три раза.

В этой статье мы попробуем быстро и максимально просто разобраться, стоит ли переплачивать за самые современные технологии в SSD, имеет ли смысл покупать самые скоростные диски и какой прирост производительности в реальных задачах можно получить от SSD относительно традиционных жестких дисков.

AHCI или NVMe?

Для жестких дисков был и остается актуальным интерфейс SATA 3.0 с пропускной способностью до 600 Мбайт/с – HDD до этого предела едва ли вообще когда-нибудь доберутся. SSD же не просто уткнулись в эту планку, но и благополучно ее миновали, перейдя на форм-фактор M.2 и прямое подключение к скоростной шине PCI Express. SSD в размере 2,5’’ и интерфейсом SATA выпускаются до сих пор, но исключительно в низком ценовом сегменте. Конечно, даже такой накопитель даст чумовой прирост скорости реакции компьютера после обычного HDD, но если деньги на новый диск вы собирали не по рублю с завтраков, то можно выбрать что-нибудь поновее и побыстрее. А именно, SSD в форм-факторе M.2.

Вот тут и начинается разлюли-балалайка. Дело в том, что M.2 – это типоразмер компактных накопителей, которые устанавливают в ноутбуки или монтируют прямо на материнскую плату компьютера. M.2 сам по себе не является интерфейсом, это лишь слот. Поэтому дешевый SSD в размере M.2 вполне может гонять данные через шину SATA с соответствующим скоростным ограничением в 600 Мбайт/с – этот момент лучше уточнить в характеристиках устройства перед его покупкой.

Как понять, что перед нами суперскоростный накопитель? Удостовериться, что это NVMe-диск. В отличие от AHCI-контроллеров, которыми управляются SATA-накопители, NVMe-контроллер подключает хранилище прямо к шине PCI Express. Поэтому пределом пропускной способности для NVMe-диска будут не жалкие 600 Мбайт/с, как у SATA, а в шесть раз больше – 3,94 Гбайт/с (по факту, конечно, меньше). Скорость современных NVMe-SSD уже перешагнула за 2000 Мбайт/с, поэтому эффект от перехода на новый интерфейс налицо. Помимо этого, протокол NVMe принес ряд оптимизаций для работы с SSD, например, расширенную очередь команд.

Разъем M.2 начал появляться на материнских платах, но пока еще остается атрибутом дорогих моделей, поэтому NVMe-диски часто имеют версии с дополнительной платой-переходником в комплекте, которая вставляется в обычный слот PCI Express.

Пруфы будут?

Будут. Для этого возьмем три SSD от одного производителя, отличающихся друг от друга интерфейсом, контроллерами и, соответственно, ценой. Но прогоним их через тестирование в рабочих приложениях, а не синтетических бенчмарках. Синтетика, вроде CrystalDiskMark, позволяет узнать абсолютные скоростные показатели дисков в идеальных условиях, однако в реальности нагрузка и, как следствие, скорости, бывают совсем иными. Ну а чтобы не осталось сомнений в целесообразности покупки даже самого бюджетного SSD, присовокупим к тестам один из самых быстрых HDD.

Места подопытных кроликов великодушно согласились занять три модуля производства Kingston и один жесткий диск WD. А конкретно: Kingston SM2280S3G2/240G, Kingston SA1000M8/480G, Kingston SKC1000/480G и WD Black WD10003FZEX.

SM2280S3G2/240G, несмотря на достойный для системного диска объем 240 Гбайт, является самым бюджетным решением – всего 6750 рублей в среднем. Учитывая курс валют, это и правда ВСЕГО, зато 240 гигов гарантированно хватит и для операционной системы, и для многих необходимых программ, и даже пары-тройки игр с долгой загрузкой. Еще есть варианты на 120 и 480 Гбайт. Этот SSD – как раз тот случай, когда в современном компактном форм-факторе M.2 мы получаем накопитель, работающий по шине SATA. То есть выше теоретических 600 Мбайт/с скорости мы не увидим. Заявленная скорость чтения 550 Мбайт/с и записи 330 Мбайт/с уже намекает, что здесь не пахнет NVMe.

Модель SA1000M8/480G уже насчитывает 480 Гбайт, что даже избыточно для диска C:. Грамотно распоряжаться таким объемом помогает протокол NVMe, контроллер Phison PS5008-E8 и поддержка двух линий PCI Express. То есть, это не полноценный четырехлинейный NVMe, но все равно значительно превосходящий SATA интерфейс. Даже заявленные скоростные показатели составляют 1500 Мбайт/с на чтение и 900 Мбайт/с на запись, что несравнимо выше, чем у предыдущего SSD. Kingston позиционирует эту модификацию как универсальное решение ввиду наличия сразу двух вырезов (ключей) слотов M.2 – универсального B и скоростного M.

SKC1000/480G является самым производительным SSD компании. Он построен на мощнейшем четырехъядерном контроллере Phison PS5007-E7. Вообще Phison до недавних пор считались мэйнстримовыми контроллерами с весьма средненькой производительностью, уступавшей изделиям Marvell, но внезапно компания буквально выстрелила новыми контроллерами, уложившими конкурентов на лопатки.

Kingston обещают скорость чтения до 2700 Мбайт/с и записи до 1600 Мбайт/с. А теперь поднимитесь на несколько абзацев выше и посмотрите характеристики первого в тесте SSD. Трудно представить, зачем такая скорость может вообще потребоваться – чтобы быстро перегонять данные с диска на диск, потребуется второй такой же быстрый SSD, а при обработке данных (сжатие, кодирование) уже процессор не будет успевать справляться с ними.

Примечательное, что накопители серии SKC1000 опционально поставляются с HHHL-переходником на полноразмерный PCI Express на тот случай, если в настольном компьютере не обнаружится слота M.2.

Что же до жесткого диска, то WD Black WD10003FZEX на 1 Тбайт, то он принадлежит к самой быстрой серии WD Black, отличается отличными скоростными показателями и внушительной для малого объема ценой – около 5500 рублей.

Ожидания и реальность

Именно так можно назвать результаты синтетических и более реальных тестов. Бенчи, искусственно моделирующие нагрузку, могут показывать впечатляющие цифры, тогда как при повседневном использовании накопитель поведет себя гораздо скромнее. Тем не менее, синтетика помогает оценить весь потенциал диска – если цифры хилые, то в жизни всё будет еще хуже.

Сперва прогоним стандартные бенчмарки.

WD Black WD10003FZEX

Между первым и вторым скриншотом буквально пропасть, отлично характеризующая разницу между SATA и NVMe-дисками. Что же HDD, то в тесте на чтение и запись маленьких блоков по 4 Кбайта всё совсем тоскливо. Особенно хорошо видно, как NVMe-накопители хорошо работают с очередью команд (CrystalDiskMark, строки Q32T1), обеспечивая двойной и больший отрыв от SATA-модификации. К тому же все SSD превзошли заявленные скоростные характеристики. Честность Kingston достойна уважения.

А теперь проверим диски в реальных сценариях в самых популярных отраслевых приложениях. Далеко не все из них завязаны на скорость хранилища, но всё же они демонстрируют влияние SSD на повседневную производительность.

До странного равные столбики? Отнюдь, как раз-таки очень предсказуемый финал. Дело в том, что приложения для рендеринга, кодирования или шифрования, такие как Blender, CINEBENCH, True Crypt, прежде всего утилизируют процессорную мощь, лишь понемногу загружая накопитель своими запросами. Получается, что на ту же скорость рендеринга 3D-модели быстрый SSD никак не влияет – подгруженные данные уходят в оперативную память, да там и крутятся, пока процессор трудится над визуализацией. Даже в играх установка SSD практически никак бы не повлияла на частоту кадров. Зато скорость загрузки сократилась бы в разы, если не на порядок.

Читать еще:  Как узнать модель материнской платы компьютера

Совсем другая картина наблюдается в приложениях, ведущих активное одновременное чтение и запись на диск. Это фото- и видеорендены (Premiere Pro, After Effects, Lightroom) и архиватор WinRAR. Жесткий диск явно проигрывает, не успевая одновременно вести запись и чтения ввиду особенностей работы HDD. А вот SSD совершенно побоку, что от него требуют одновременно считать и записать сразу несколько файлов – нет магнитных дисков, нет дорожек на них, нет магнитных движущихся головок, нет огромных задержек доступа к разным частям диска.

Реальные тесты выглядят не так эффектно, как дисковая синтетика, именно потому, что в жизни приложения нагружают и процессор, и накопитель, и оперативную память, и видеокарту. На загрузке Windows или тяжелых игр NVMe-SSD сказался бы крайне позитивно, а в деле 3D-моделинга пользы от него с гулькин клюв.

И как с этим жить?

Спокойно, потому что вы узнали правду, которую от вас скрывали: супербыстрые и супердорогие SSD щеголяют фантастическими скоростными показателями, но в ежедневном использовании разница с моделями попроще не так заметна. Конечно, это не значит, что SSD можно спокойно променять на емкий HDD – нельзя, потому что в первую очередь пострадает скорость случайного доступа, а вместе с ней скорость загрузки системы, приложений и реакции на действия пользователя.

Если при выборе SSD вы не руководствуетесь в первую очередь ценой, то лучше отдать предпочтение NVMe-модели с колоссальным запасом производительности, чем сэкономить тысячу рублей и получить устаревший еще несколько лет назад SATA-диск. 1500 или 2500 Мбайт/с на чтение показывает SSD – не важно, выбирайте согласно своему кошельку и предпочтениям.

Гораздо важнее стоит вопрос надежности SSD, которые имеют свойство «умирать» внезапно и без предварительных симптомов. Это одна из причин, почему лучше отдавать предпочтение брендовым накопителям с длительной гарантией и высоким временем наработки на отказ (или объемом записываемых данных). Kingston – бесспорный гранд мира флэш-памяти, который очень вовремя адаптировал для своих SSD контроллеры Phison.

Выбираем NVMe SSD-накопитель для сервера

Надежность, безотказная работа, производительность и время отклика — это четыре ключевых параметра хорошего сервера. Эти же параметры важны и для серверных жестких дисков.

SSD в сервере должны обрабатывать многочисленные запросы с минимальным уровнем задержки, обеспечивая высокий уровень сохранности данных. В высоконагруженных серверах жёсткие диски годами работают интенсивно и безостановочно. Перечисленные ниже модели жестких дисков разработаны именно таким образом, чтобы выдерживать долгую, интенсивную и непрерывную нагрузку.

Еще один важный фактор — тип памяти, MLС или TLC. Память MLC быстрее и долговечнее, но дороже. TLC, соответственно, медленнее и выдерживает меньше циклов перезаписи, что может быть важно для сервера.

Отдельно стоит выделить накопители серии Optane — в них используется память 3D XPoint с практически неограниченным ресурсом записи, перекрывающий гарантийный срок в несколько раз.

Все рассмотренные ниже модели работают с интерфейсом подключения PCIe NVMe — это разновидность SSD накопителей, которая подключается по шине PCI Express. NVMe SSD-накопители примерно в 2-3 раза быстрее обычных SSD и отличаются высокой стоимостью.

Intel Optane DC P4800X SSDPED1K375GA01 и SSDPE21K375GA01 обладают схожими характеристиками: емкость 375GB, тип памяти 3D XPoint, скорость чтения/записи 2400/2000 Mb/s, IOPS произвольного чтения/записи 550000/500000 IOPS.

Они отличаются только форматом: первая модель выполнена в формате PCI-E, вторая — в формате U.2 (2.5″ / 15mm).

Intel DC P3600 SSDPEDME400G401 отличается немного большей емкостью — 400GB. Эта модель работает с типом памяти MLC, диск выполнен в формате PCI-E на базе контроллера Intel CH29AE41AB0. Скорость чтения/записи 2100/550 Mb/s, IOPS произвольного чтения/записи 320000/30000 IOPS.

Intel Optane DC P4800X SSDPE21K750GA01 и SSDPED1K750GA01 также похожи: емкость 750GB, тип памяти 3D XPoint, скорость чтения/записи 2500/2200 Mb/s, IOPS произвольного чтения/записи 550000/550000 IOPS.

Они отличаются форматом: первая модель выполнена в формате PCI-E, вторая — в формате U.2 (2.5″ / 15mm).

Следующие две модели также обладают идентичными параметрами: Intel Optane DC P4800X SSDPED1K015TA01 и SSDPE21K015TA01 емкостью 1.5TB с типом памяти 3D XPoint, скорость чтения/записи 2500/2200 Mb/s, IOPS произвольного чтения/записи 550000/550000 IOPS.

Отличие в форм-факторе: первая модель выполнена в формате PCI-E, вторая — в формате U.2 (2.5″ / 15mm).

Наибольший объем SSD-накопителя с таким интерфейсом подключения — 1.6TB. Это модель Intel DC P3700 SSDPEDMD016T401 выполнена в формате PCI-E на базе контроллера Intel CH29AE41AB0. Скорость чтения/записи 2800/1900 Mb/s, IOPS произвольного чтения/записи 450000/150000 IOPS.

Наименьший объем диска с таким интерфейсом подключения — 512GB. Это модель Intel DC P4101 SSDPEKKA512G801 с типом памяти 3D TLC, выполненная в формате M.2 2280. Скорость чтения/записи 2550/550 Mb/s, IOPS произвольного чтения/записи 219000/11400 IOPS.

Следующий доступный объем — 1TB. В таком объеме представлены три модели:

Скорость чтения/записи первой модели 3200/600 Mb/s, IOPS произвольного чтения/записи 279500/30500 IOPS. Скорость чтения/записи второй модели 2850/1100 Mb/s, IOPS произвольного чтения/записи 465000/70000 IOPS.

— Intel DC P4101 SSDPEKKA010T801 выполнен в формате M.2 2280, скорость чтения/записи 2600/660 Mb/s, IOPS произвольного чтения/записи 275000/16000 IOPS.

Все три модели работают с типом памяти 3D TLC.

Intel DC P4600 SSDPE2KE016T701 и SSDPE2KE016T801 обладают емкостью 1.6TB, типом памяти TLC, выполнены в формате U.2 (2.5″ / 15mm).

Скорость чтения/записи первой модели 3200/1325 Mb/s, IOPS произвольного чтения/записи 559550/176500 IOPS. Скорость чтения/записи второй модели — 3200/2100 Mb/s, IOPS произвольного чтения/записи 620000/200000 IOPS.

Следующие шесть моделей обладают одинаковым типом памяти TLC и одинаковым объемом 2TB. Основное отличие между ними — формат и скорость работы:

— Intel DC P4501 SSDPE7KX020T7 выполнен в формате 2.5″. Скорость чтения/записи 3100/860 Mb/s, IOPS произвольного чтения/записи 362000/36000 IOPS.

— Intel DC P4101 SSDPEKKA020T801 выполнен в формате M.2 2280. Скорость чтения/записи 2600/840 Mb/s, IOPS произвольного чтения/записи 275000/16000 IOPS.

Скорость чтения/записи первой модели 3200/2000 Mb/s, IOPS произвольного чтения/записи 637000/81500 IOPS. Скорость чтения/записи второй модели 3200/1575 Mb/s, IOPS произвольного чтения/записи 610000/196650 IOPS. Скорость чтения/записи третьей модели 3200/1050 Mb/s, IOPS произвольного чтения/записи 490000/38000 IOPS.

— Intel DC P4600 SSDPEDKE020T701 выполнен в формате PCI-E. Скорость чтения/записи 3290/1650 Mb/s, IOPS произвольного чтения/записи 650000/205000 IOPS.

Скорость чтения/записи первой модели 3200/3000 Mb/s, IOPS произвольного чтения/записи 640000/200000 IOPS. Скорость чтения/записи второй модели 2850/1900 Mb/s, IOPS произвольного чтения/записи 636500/223260 IOPS.

Следующие четыре модели обладают емкостью 4TB и типом памяти TLC:

Скорость чтения/записи первой модели 3200/1800 Mb/s, IOPS произвольного чтения/записи 645000/48000 IOPS. Скорость чтения/записи второй модели 3000/2900 Mb/s, IOPS произвольного чтения/записи 625500/113500 IOPS.

Скорость чтения/записи первой модели 3270/1860 Mb/s, IOPS произвольного чтения/записи 687000/62000 IOPS. Скорость чтения/записи второй модели 3290/2100 Mb/s, IOPS произвольного чтения/записи 710000/68000 IOPS.

Модели Intel DC P4600 SSDPE2KE064T701 и SSDPE2KE064T801 обладают емкостью 6.4TB и типом памяти TLC, выполнены в формате U.2 (2.5″ / 15mm).

Скорость чтения/записи первой модели 3200/2100 Mb/s, IOPS произвольного чтения/записи 617500/238000 IOPS. Скорость чтения/записи второй модели — 3000/2900 Mb/s, IOPS произвольного чтения/записи 640000/220000 IOPS.

Наибольшая емкость — 7.68TB. Модель Intel P4320 SSDPE2NV076T801 обладает типом памяти QLC и форматом U.2 (2.5″ / 15mm). Скорость чтения/записи 3200/1000 Mb/s, IOPS произвольного чтения/записи 427000/36000 IOPS.

Видео обзор SSD-накопителя Intel Optane DC P4800X

Сравнение: NVMe против SSD

Скоростные NVMe-диски появились в 2013 году, но использовать их в своей инфраструктуре мы решились только сейчас, когда не осталось сомнений в надежности технологии.

До сих пор SSD-диски были самым быстрым хранилищем, доступным на виртуальных серверах. Теперь NVMe могут оспорить это звание. В этой статье разберемся, как работает технология NVMe, и сравним производительность разных технологий.

Что такое NVMe

NVMe — это новый стандарт SSD-накопителей. Обычные SSD работают по интерфейсу SATA, который передает информацию медленнее, чем на это способен сам накопитель. NVMe работает по интерфейсу PCI Express, производительности которого хватает с головой. Диск NVMe выдает бо́льшую скорость чтения-записи данных.

Другая особенность — протокол по которому происходит взаимодействие диска с остальным компьютером. SSD используют устаревший протокол AHCI, который изначально разрабатывался для жёстких магнитных дисков. Он абсолютно не учитывает особенности работы твердотельного накопителя, ограничивает его. Для NVMe компания Intel разработала собственный интерфейс — диски стали эффективнее работать с большим количеством одновременных запросов, быстрее обращаться в оперативную память за данными. Диск NVMe обеспечивает обработку бо́льшего количества запросов в единицу времени (IOPS).

Дружественный проект 1DEDIC разместил чуть больше технических подробностей.

Тестируем скорость

Диски NVMe опережают SSD по скорости работы примерно в 2-3 раза, однако в различных режимах работы разница может быть как более, так и менее ощутимой.

Постарались оценить производительность виртуального сервера с разных сторон — не только скорость чтения-записи, но и то, как эта скорость влияет на прикладные задачи.

Тестировать и сравнивать между собой будем SSD-накопители на интерфейсе SATA3 и NVMe-накопители на интерфейсе U.2.

Тактико-технические характеристики платформы:

  • Платформа: Intel S2600WFT
  • Процессор: Intel(R) Xeon(R) Gold 5115 CPU @ 2.40GHz — 2шт.
  • ОЗУ: 64 ГБ DDR4 2666Mhz
  • Накопители:

— INTEL SSD DC P4510 (SSDPE2KX010T8) на 1 Тб

— INTEL SSD D3-S4510 (SSDSC2KB019T8) на 1920 Гб по 2 шт

— система установлена на отдельный накопитель Micron 5100 PRO (MTFDDAK480TCB) на 480 Гб

  • Операционная система: CentOS Linux 7 со штатным ядром — 3.10 (на момент тестирования версия ядра 3.10.0-862.14.4.el7.x86_64). Планировщик ввода-вывода — none.

Тактико-технические характеристики накопителей

Битрикс

Развернем стандартную редакцию CMS Битрикс Старт на двух VDS и запустим встроенный тест производительности.

Производительность движка Битрикс:

  • 36 попугаев на SSD
  • 79 попугаев на NVMe (больше — лучше)

Резервные копии

Владельцы крупных сайтов сталкиваются с ситуацией, когда долго создается резервная копия. Важно, чтобы нагрузка на дисковую подсистему и время выполнения дисковых операций были минимальными. Это напрямую влияет на скорость работы сервера и время открытия самих сайтов.

Попробуем создать бэкап всё того же сайта на Битрикс.

Скорость создания бэкапа в Битрикс:

  • 27 секунд на SSD
  • 18 секунд на NVMe (меньше — лучше)

Скорость открытия сайта

Так ли влияет наличие быстрого NVMe-диска на скорость открытия сайта? Проверим скорость открытия сайта на Битрикс — насколько быстро он загружается из разных точек.

Скорость открытия страницы:

  • 1,2 секунды на SSD
  • 0,6 секунды на NVMe (меньше — лучше)

Скорость чтения/записи и количество запросов в секунду (IOPS)

Напоследок выполним основные тесты для проверки производительности диска — измерим и сравним:

  • линейное чтение
  • случайное чтение
  • линейную запись
  • случайную запись
  • IOPS

Буду измерять показания утилитой fio при глубине очереди 16, блоками по 4K, 8K, 16K, 32K, 64K, 128K, 1M, 4M (4М не является обязательным вариантом). Условия теста исключительно синтетические, позволяют выжать из накопителей максимальные показатели.

Если хотите посмотреть все цифры — по ссылке pdf с данными в таблицах.

NVMe выходит на пиковую скорость линейного чтения на блоках с 1М до 4М. А SSD выходит на свой «потолок» на блоках размером в 128К и зажимается пропускной способностью шины SATA.

В операциях же со случайным чтением SSD выходит на максимальную скорость на блоках в 128К, в то время как у NVMe картина не меняется.

В операциях линейной записи NVMe выходит на максимальную скорость уже на блоках в 8К, SSD — с 16к-32к. В операциях случайной записи картина схожая.

Примечательно, что результаты тестов подтверждают обещания производителя. А IOPS’ов получилось даже больше.

Заключение

По всем тестам NVMe демонстрирует уверенное преимущество над SSD. Конечно, тесты получились не очень чистыми — виртуалки с NVMe открываются на новых платформах Xeon Scalable. Они производительнее серверов Xeon E5, которые мы использовали до этого.

Читать еще:  Как конвертировать стиль разметки диска MBR в GPT в командной строке Windows 10 с сохранением работоспособности системы

Опробовать мощь новой технологии можете на стандартных тарифах с диском NVMe или на Форсаже 2.0. В кластерах с этими услугами используем точно такую же платформу, как и в тестировании.

Что нужно знать при покупке бюджетного NVMe накопителя — расширенный тест на примере Transcend MT110S 512 Gb

Любая современная материнская плата имеет слоты M2 для подключения новейших PCI Express устройств. Когда-то мы считали, что твердотельные SSD диски — это лучший способ ускорить работу компьютера, а сегодня им на смену приходит новое поколение накопителей стандарта NVMe, использующих высокоскоростную шину PCI Express для передачи данных. Теперь мы измеряем скорость накопителя в гигабайтах в секунду, и какие-то там 150-200 Мб/с (предел скорости для современных жёстких дисков) можем вообще не учитывать, принимая за погрешность измерений.

Каждый уважающий себя производитель памяти и SSD дисков уже вышел на рынок со своими NVMe накопителеми, благодаря чему цены на NVMe накопители настолько снизились, что обычные SATA SSD пакуют чемоданы для отправления на свалку истории. Сегодня мы рассмотрим основные моменты, на которые нужно обращать внимание при покупке NVME накопителя, тем более, что с каждым днём они становятся более доступны. Поможет нам в этом модель MTE110S от компании Transcend. Этот накопитель использует чипы 3D NAND TLC, HBM-контроллер, использующий память ОЗУ компьютера в качестве буфера и двухстороннюю компоновку, благодаря чему длина модуля составляет всего 80 мм (формат 2280).

1. Убедимся, что материнская плата поддерживает NVMe накопители

Если у вас на материнской плате компьютера имеется слот M.2, это ещё не значит, что вам подойдут NVMe карточки. Слот M.2 может использоваться для с интерфейсом SATA или просто для PCI Express плат расширения, таких как модули Wi-Fi. Поэтому первое правило перед апгрейдом старого компьютера — не полениться почитать инструкцию и найти там информацию о поддержке NVMe накопителей формата M.2. Наша тестовая материнка Asrock Taichi 470 Ultimate поддерживает всё на свете и имеет два слота M.2, один из которых управляется непосредственно процессором, а второй — чипсетом. В оба слота можно установить M.2 накопители.

Так же стоит убедиться, что новый диск физически влезет на плату: обычно производители указывают длину карточки, например 30, 42, 60 или 80 мм. Если же размеры не указаны, то должен быть указан формат: 2230, 2242, 2280, 22110, где 30, 42, 80 и 110 — и есть длина карточки.

Не удивляйтесь, что в комплекте к карточке не будет винтика для фиксации её на материнской плате — у разных производителей ноутбуков, материнок и моноблоков разная резьба, поэтому крепеж поставляется вместе с компьютером или материнкой. По этой причине про комплект поставки Transcend MTE110S можно не говорить: современные NVME платы поставляются в маленьких коробочках, внутри которых — миниатюрная плата, в нашем случае размерами 80x22x3.58 мм и весом всего 8 грамм, меньше чем у DIMM-модулей, но при этом — целых 512 ГБ под ваши самые требовательные игры и программы.

Некоторые M.2 накопители имеют расположение чипов с одной стороны, но наша 512-гигабайтная карточка Transcend MTE110S имеет 2-сторонний дизайн, а вы наверняка уже наслышаны о том, что накопители подобного типа очень сильно греются при работе. Источник тепла — контроллер, маленький чип, который легко может нагреваться до 90 градусов Цельсия. В нашем тестовом Transcend MTE110S используется контроллер Silicon Motion SM2263XT. Он интересен тем, что использует для кэширования ОЗУ компьютера (технология HMB), что позволяет удешевлять SSD накопитель, не устанавливая на него DRAM-чипы. Данная технология автоматически включается в операционных системах Windows 10 Fall Creator’s Update (версия 1709 и более поздняя).

2. Имейте ввиду — NVMe платы сильно греются

Компания Transcend разместила гарантийную наклейку именно на лицевой стороне модуля, как раз с той стороны, где на современных материнских платах устанавливаются радиаторы на NVMe модули. Наклейка закрывает контроллер и несколько чипов памяти, ухудшая охлаждение устройства. В характеристиках MTE110S сказано, что накопитель имеет расширенный троттлинг для предотвращения перегрева, и это легко проверить на нашей тестовой материнской плате ASRock X470 Taichi, имеющей два слота M2: один с радиатором, другой — без.

Как видите, наклейка не мешает полноценному охлаждению карточки, и если кто-то на форумах пишет, что нужно сдирать стикеры для лучшего охлаждения — это как минимум преувеличение, даже небольшого радиатора достаточно для того, чтобы обезопаситься от троттлинга. А реально ли вообще встретить срабатывание теплозащиты, ведь вряд ли обычный пользователь будет разом записывать на диск сотню гигабайт данных, да ещё и постоянно? Мы ответим на этот вопрос чуть дальше, а пока что вспомним, что новый, только что распакованный накопитель в тестах покажет чудеса скорости, а уже через неделю начнёт работать медленнее. Чтобы избавиться от этого эффекта «нового накопителя», нам нужно полностью заполнить Transcend MTE110S данными, стереть с него все файлы и только после этого мы получим более-менее реальные цифры. Поехали.

Бюджетный диск даёт чуть меньше 1700 Мб/с на чтение и 1383 Мб/с на запись — при цене, сопоставимой с SATA SSD, это буквально подарок энтузиастам. Все мы любим красивые тесты CrystalDisk Mark, которые на деле имеют мало общего с реальностью, но нам они пригодятся.

3. Их можно подключать в любой слот M.2 NVME

Многие современные материнские платы имеют несколько слотов M2. В нашей тестовой ASRock Taichi X470 Ultimate один слот обслуживался непосредственно процессором, а второй — южным мостом. Соответственно, верхний слот поддерживает соединение PCI Express 3.0 x4, а нижний — PCI Express 2.0 x4. Производительность Transcend MTE110S находится в пределах возможностей шины PCI Express 2.0, так что теоретически, при подключении к южному мосту, этот накопитель должен работать на той же скорости. Проверим?

Если не брать в расчет погрешность и случайный доступ в 8 потоков, то фактически максимальная скорость та же самая, что подтверждает сказанное выше: Transcend MTE110S одинаково работает что в слоте южного моста, что в слоте северного.

Современные контроллеры, применяемые в NVMe накопителях, используют кэширование не только в ОЗУ, но и в NAND-чипах самого накопителя. Часть TLC-ячеек памяти диска при записи используется в режиме SLC, что позволяет создавать огромный буфер с быстрой записью. В частности, в MTE110S под SLC-кэш выделено до 150 Гб, то есть почти треть накопителя, что очень хорошо видно по графику записи HD Tune 5.7.

То есть, практически всегда, когда вы пишете на накопитель, вы пишете в SLC-область, и мало кто станет закидывать на накопитель сразу 200-300 Гб.

4. Обязательно включите оптимизацию

Чтобы скорость всегда была высокой, убедитесь, что в Windows включена оптимизация накопителя по расписанию: нажмите правой кнопкой на иконке SSD-диска -> Свойства -> Сервис -> Оптимизация.

Как правило, еженедельного или даже ежемесячного запуска достаточно, чтобы держать скорость накопителя близко к паспортным данным. Если же не проводить оптимизацию, то скорость записи может быть вот такой:

На диаграмме сверху — наш Transcend MTE110S после нескольких циклов полной записи и удаления данных, без оптимизации. Как говорится, комментарии излишни, и кстати, в духе компании Microsoft, которая часто «забывает» включить ту или иную опцию, оптимизация SSD по умолчанию может быть отключена в Windows 10.

Почти все производители SSD предлагают свой фирменный софт для дисков. У Transcend программа SSD Scope автоматически включает функцию оптимизации диска «TRIM» и следит за обновлениями прошивки. Но самое полезное — это функция клонирования диска для лёгкой миграции на NVMe накопитель.

5. Не бойтесь троттлинга

Возвращаясь к теме нагрева, используя тест последовательной записи, мы можем проверить, перегреется ли Transcend MTE110S без радиатора?

Результаты HD Tune 5.70 сильно отличаются от тех, что показывает CrystalDisk Benchmark, и здесь мы видим максимальную скорость записи на уровне 800 Мб/с, но обратите внимание на температуру: при полной перезаписи накопителя она достигает 71 градуса Цельсия, но троттлинга не видно. Так что, в принципе, если у вас старая или дешёвая материнка без кулера для SSD, то возможно он вам и не понадобится: при записи 512 Гб, температура диска выросла до 71 градуса, а обычно в тестах без радиатора не поднималась выше 61 градуса Цельсия. При какой температуре начинается снижение скорости, выяснить не удалось.

6. Сжатие NTFS улучшает скорость

На таких скоростях, да ещё и с современными процессорами, имеет смысл активно использовать сжатие файловой системы в Windows. Нажмите правой кнопкой на иконке нужного диска в проводнике Windows -> Свойства и поставьте галочку «сжимать диск для экономии места».

Скорость чтения и записи на сжатую папку теперь зависит не столько от самого накопителя, сколько от вашего процессора. Но овчинка выделки стоит, и например 4-5 современных игр сжимаются на 20-30%, в некоторых случаях повышается скорость чтения и записи, т.к. количество блоков данных, проходящих через флэш-память, снижается, а общий объём остаётся тем же. Опять же, меньший объём записи на диск приведет к меньшему износу SSD.

7. Показатель ресурса: TBW — ещё не приговор

Компания Transcend честно указывает ресурс записи, который способен выдержать накопитель MTE110S: для 512-гигабайтной версии он составляет 270 Тб или 135 Тб по JEDEC стандарту. Вроде бы, 275 Тб — это много, если не пытаться угробить диск специально, а 135 Тб — это уже как-то ближе к возможностям, тем более с такими скоростями. Почему по JEDEC стандарту параметр в два раза ниже? Дело в том, что по стандарту JEDEC, значение TBW означает не тот лимит перезаписи, при котором накопитель сдохнет, а то количество перезаписей, при котором вероятность появления бэд-блоков на SSD приблизится к вероятности появления бэд-блоков на HDD в тех же условиях. Ниже на диаграмме вы видите, что вероятность появления невосстанавливаемых ошибок на HDD линейно зависит от выработки ресурса, а на SSD — зависимость экспоненциальная.

Если например, взять по 10 HDD и по 10 SSD объемом 70 Гб, и записать на каждый накопитель по 70 Тб, мы совершим 1000 перезаписей для каждого устройства. Потом надо проверить, не появились ли на каждом из 20 накопителей бэд-блоки. Если появились, посчитать вероятность для каждого диска, и если у SSD и HDD она одинаковая, то ресурс SSD принимаем за 70 TBW. Причем обратите внимание на цифры по оси Y — максимум — 0.05 бэд-блока на каждый накопитель, то есть если взять не 10, а 100 SSD дисков и на каждый записать по 70 Тб, то суммарно на всех них придётся всего лишь 5 бэд-блоков.

Это говорит нам о том, что о ресурсе можно не беспокоиться: как и в любой другой технике, NVMe либо сдохнет, либо нет, поэтому важнее параметра TBW гарантия и наличие сервисных центров.

8. Производительность сильно зависит от заполненности диска

Скорость SSD дисков сильно зависит от объёма свободного пространства: вы уже видели, что SLC-кэширование работает лишь на трети накопителя, и именно в той области мы имеем максимальную скорость записи. Конечно, контроллер будет стараться всегда держать её свободной, но с уменьшением свободного пространства, снизится и скорость накопителя. Синтетические тесты в таких случаях не имеют смысла, и давайте посмотрим на производительность реальных задач, которую мы сэмулируем нашими паттернами тестового пакета IoMeter. Мы будем делать два измерения: для 30% и 80% заполненности, без сжатия NTFS, при нагрузке в 1 поток, характерной для домашнего использования.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector