Crucial решила атаковать конкурентов с новым накопителем MX300 в 2,5-дюймовом формате. Пока что объявлена только одна модель с необычной емкостью 750 Гбайт, благодаря новой 3D-памяти накопитель явно нацелен на то, чтобы потеснить Samsung SSD 850 EVO и другие SSD на массовом рынке. В будущем Crucial планирует использовать новую 3D-память для всех своих накопителей. Интересен и производитель памяти Micron в паре Intel, поскольку они выбрали совершенно иную стратегию развития, нежели Samsung. Все подробности вы узнаете в нашем обзоре.
Crucial MX300 – еще один накопитель на рынке с новой 3D-памятью, которая обещает быть дешевле, быстрее и надежнее. Samsung опирается на технологию ловушки заряда с собственной памятью 3D V-NAND, но Intel и Micron продолжают использовать так называемую технологию плавающего затвора, теперь уже в трехмерных структурах.
Crucial ожидаемо добавила к MX300 SLC-кэш под названием Crucial Dynamic Write Acceleration, который обеспечивает краткосрочное ускорение операций записи, поскольку часть памяти программируется как SLC, а позднее уже преобразуется в TLC. Имеется 256-битное шифрование AES, поддержка TCG Opal и Microsoft eDrive. Наконец, Crucial MX300 поддерживает режим энергосбережения Device Sleep.
В следующей таблице приведены технические спецификации:
| Производитель и модель | Crucial MX300 750 GB |
|---|---|
| Цена | от 190 евро |
| Сайт производителя | Crucial MX300 750 GB |
| Технические спецификации | |
| Форм-фактор | 2,5" (толщиной 7 мм) |
| Интерфейс | SATA |
| Протокол | AHCI |
| Прошивка | M0CR011 |
| Ёмкость (информация производителя) | 750 GB |
| Ёмкость (после форматирования) | 699 GiB |
| Варианты ёмкости | 750 GB |
| Кэш-память | 512 MB |
| Контроллер | Marvell 88SS1074 |
| Чипы памяти | TLC 3D NAND (Micron) |
| Скорость чтения (информация производителя) | 530 Мбайт/с |
| Скорость записи (информация производителя) | 510 Мбайт/с |
| Гарантия производителя | Три года |
| Комплект поставки | Переходник на формат 9,5 мм |
Если все производители для 2D-памяти используют технологию плавающего затвора, при разработке 3D-памяти пути разделились. Samsung считает, что технология ловушки зарядка обеспечит большую плотность хранения данных с меньшим размером структуры. Intel и Micron, которые занимаются производством флэш-памяти под зонтиком совместного предприятия IM Flash Technologies, продолжают опираться на технологию плавающего затвора, поскольку она присутствует на рынке намного дольше, поэтому и опыта накопилось больше.
Защитники обеих технологий считают, что именно их решение завоюет мир. Также в блоге Crucial упоминается технология CMOS Under the Array (CUA), дающая существенные преимущества при производстве 3D NAND. В ближайшие годы технологии плавающего затвора и ловушки заряда будут существовать параллельно, пока одна из них не покажет значимые преимущества над другой. Кто победит – сказать сегодня вряд ли возможно.
Технология Intel и Micron сегодня позволяет создавать кристаллы емкостью 384 Гбит, в накопителе Crucial MX300 750GB как раз используются 16 таких кристаллов, что и дает емкость 768 Гбайт. Урезать емкость до 500 или 512 Гбайт неразумно, именно поэтому Crucial выбрала довольно странную емкость 750 Гбайт. У Crucial MX300 избыточность составляет 9%, что вполне типично для накопителей потребительского класса.
У других накопителей семейства, которые должны появиться позднее в этом году, емкость наверняка тоже будет странной, например, 375 Гбайт или 1,125 Тбайт. Вполне возможно, что появится модель на 1,5 Тбайт, Crucial также может выпустить SSD на 1,875 Тбайт или даже 2,3 Тбайт. Также возможны варианты и с другим размером избыточности. Здесь все зависит от того, какие модели Crucial пожелает представить в будущем. Также вполне вероятно появление накопителей в формате M.2, но с интерфейсом SATA, а не PCI Express.
Намного менее интересен контроллер – обычный Marvell 88SS1074. Мы его уже неоднократно встречали ранее, на тех же накопителях Plextor M7V, но там он используется вместе с планарной TLC-памятью Toshiba, что сказывается на производительности.
Обратите внимание на наличие функции, которая обычно встречается только у накопителей корпоративного класса - Power Loss Protection или защиту от сбоя электропитания. Присутствие функции можно определить по многочисленным конденсаторам на плате Crucial MX300. Они запасают достаточное количество энергии, чтобы в случае сбоя электропитания накопитель продержался порядка одной миллисекунды. Впрочем, отличия от корпоративной версии се же есть, так как у Crucial MX300 защищаются только данные, уже записанные во флэш-память. А данные в кэше DRAM в случае сбоя электропитания могут быть потеряны.
Возникает вопрос: зачем нужно защищать данные, которые уже записаны в энергонезависимую флэш-память? Для ответа следует присмотреться к работе памяти MLC/TLC. Для записи данных ячейки следует программировать. Технически это выглядит как прикладывание к ячейке напряжения, после чего в ней накапливаются электроны. Эти электроны, в свою очередь, обнаруживаются при чтении ячейки, определяя одно из возможных состояний.
В случае памяти MLC в каждой ячейке хранятся два бита, то есть возможны четыре состояния. У TLC хранятся уже три бита, поэтому возможных состояний уже восемь. Работу Power Loss Protection проще всего описать на примере памяти MLC. Ячейки памяти программируются не отдельно, а группируются в страницы, причем они разделяются на верхние и нижние страницы. Сначала записываются нижние страницы (один бит в ячейке), после чего программируются верхние страницы на тех же ячейках уже с двумя битами.
Ячейка программируется двумя состояниями L0 или L1, которые при считывании ячейки определяются как бит 1 или 0. Проблемы могут возникать, если требуется на тех же ячейках записать верхнюю страницу, то есть запрограммировать для каждой ячейки второй бит. Если ячейка была запрограммирована на L0, то после программирования она получит уровень L0 (битовая последовательность 11) или L1 (10). Если в нижней странице ячейка была запрограммирована на L1, то после программирования второго бита в верхней странице она примет состояние L2 (00) или L3 (01).
Программирование верхней ячейки требует определенного времени, и если в этот промежуток электропитание пропадет, существует вероятность перехода ячейки в неопределяемое состояние. Уровень ячейки может случайным образом измениться или ячейка "застрянет" между уровнями. Хуже того, подобное некорректное программирование может повлиять на целостность данных и в нижней странице, запрограммированной ранее. Технология Power Loss Protection, которую Crucial использует еще с накопителей M500, предотвращает порчу данных в нижней странице при записи данных в верхнюю страницу и сбое. Но данные, которые записываются в верхнюю страницу, будут потеряны. Так что перед нами все же частичная защита Power Loss Protection, но не полная.
Вкратце рассмотрим технологию Dynamic Write Acceleration (DWA), реализацию SLC-кэша от Crucial. В первой колонке (с кэшем) представлены результаты пропускной способности последовательной записи в течение первых пяти секунд. Во второй колонке (без кэша) мы записывали данные уже 120 секунд, но скорость измеряли на протяжении последних пяти секунд.
| С кэшем | Без кэша | |
|---|---|---|
| Емкость | 750 GB | 750 GB |
| Скорость последовательной записи (Мбайт/с) | 455,16 | 283,63 |
Накопитель записывал данные на максимальной скорости порядка 110 секунд, после чего производительность записи падала. Соответственно, емкость кэша составляет порядка 50 Гбайт. В отличие от конкурентов, Crucial выделяет фиксированную область под SLC-кэш, хотя некоторые конкуренты реализуют кэш более динамично: ячейки программируются в быстром режиме SLC пока остаются свободные области, после чего программирование выполняется в режиме TLC. В повседневной работе вы вряд ли заметите снижение производительности записи, поскольку длительные операции записи подобных объемов возникают очень редко.
Аппаратное обеспечение
- ASRock Z97 Extreme6 (BIOS 2.10)
- Intel Core i5-4570, 4x 3,20 ГГц
- 2x 4 Гбайт Kingston DDR3-1333
- NVIDIA GeForce 580 GTX
- Corsair Force LS 240 GB (системный)
Программное обеспечение
- Microsoft Windows 8.1 Professional 64-Bit
- AS SSD Benchmark 1.7.4739.38088 (Download)
- Iometer 1.1.0 (Download)
- Futuremark PCMark 8 v2.0.228 (Download)
Прочие настройки и примечания
Если не указано иное, все накопители тестировались на портах SATA 6 Гбит/с чипсета Z97. Чтобы минимизировать случайные перепады производительности, мы отключили BIOS SpeedStep и все C-состояния, а также режим Turbo. Кроме того, мы отключили LPM (Link Power Management) через реестр.
Iometer можно назвать универсальным тестом, который оценивает чистую производительность накопителя практически во всех мыслимых сценариях доступа. Последняя версия теста также получила возможность выбирать, какие данные использовать. В частности, интересны опции "Repeating bytes/повторяющиеся байты" и "Full random/полностью случайные". Первая опция всегда использует одни и те же повторяющиеся данные, поэтому контроллер может существенно сжимать данные. Сжатие данных выполняют далеко не все контроллеры, однако у некоторых контроллеров (того же SandForce) реализована "прозрачная" система сжатия, которая, в зависимости от используемых данных, позволяет увеличивать пропускную способность. Вторая опция создает буфер данных в 16 Мбайт с высокой энтропией, и сжатие таких данных очень сильно затруднено (если вообще возможно). Все это позволяет выполнять на контроллере со встроенной системой сжатия два тестовых прогона, один из которых оперирует полностью случайными данными ("Full random"). Прогоном по умолчанию является режим с повторяющимися байтами ("Repeating bytes"), что соответствует инструкциям производителя.
Для настольных систем характерна минимальная очередь запросов (глубина очередь команд, QD). Иногда она может ненамного повышаться, но всё равно остаётся в пределах однозначных значений. Тесты с глубиной очереди QD 32 позволяют SSD раскрыть свой потенциал в полной мере. Подобная глубина очереди команд возможна и в обычных ситуациях, но только в многопользовательском или серверном окружении.
Тест 4K задействует 8 млн. логических секторов по 512 байт; тест последовательного чтения/записи задействует почти полную ёмкость накопителя.
Iometer
Чтение блоками 4K (QD 1)
Iometer
Запись блоками 4K (QD 1)
Iometer
Чтение блоками 4K (QD 3)
Iometer
Запись блоками 4K (QD 3)
Iometer
Чтение блоками 4K (QD 32)
Iometer
Запись блоками 4K (QD 32)
Iometer
Последовательное чтение (QD 1)
Iometer
Последовательная запись (QD 1)
Накопитель Crucial MX300 занял место в середине рейтинга. Он не смог оторваться от предшественников – последние иногда оказываются даже быстрее.
Тест AS SSD был разработан, как можно догадаться по названию, специально для SSD. Он использует полностью несжимаемые данные, поэтому данный тест относится к сценариям худшего случая для контроллеров с технологиями сжатия. Последовательный тест и тест блоков по 4K выполняются с единичной глубиной очереди. Опять же, для настольных систем тест 4K с единичной глубиной очереди QD 1 наиболее важен, а тест с глубиной QD 64 вновь демонстрирует максимальные возможности SSD (с активной NCQ).
AS SSD Benchmark
Чтение блоками 4K (QD 1)
AS SSD Benchmark
Запись блоками 4K (QD 1)
AS SSD Benchmark
Чтение блоками 4K (QD 64)
AS SSD Benchmark
Запись блоками 4K (QD 64)
AS SSD Benchmark
Последовательное чтение (QD 1)
AS SSD Benchmark
Последовательная запись (QD 1)
И здесь Crucial MX300 показывает средние результаты, не всегда обгоняя предшественника.
Тест копирования данных, как можно догадаться по названию, показывает, с какой скоростью можно копировать данные. Мы выполняли тесты типичных сценариев: ISO (два больших файла), программы (много мелких файлов), игры (смесь мелких и крупных файлов).
AS SSD Benchmark
Тест копирования - ISO
AS SSD Benchmark
Тест копирования - приложения
AS SSD Benchmark
Тест копирования - игры
В тестах копирования данных Crucial MX300 соревнуется с предшественником с попеременным успехом.
Синтетические тесты представляют собой экстремальные случаи. В повседневных условиях компьютер использует разные паттерны доступа, от небольших блоков данных до крупных последовательных передач. Мы симулировали подобную нагрузку с помощью записи паттерна во время использования системы. Мы записывали паттерн во время прогона тестового пакета PCMark 8, который включает в себя несколько приложений, каждое считывает и записывает определенное количество данных, как можно видеть по следующей таблице. Тестовые данные не являются сжимаемыми.
| Профиль приложения | Всего считано | Всего записано |
|---|---|---|
| Adobe Photoshop light | 313 MB | 2.336 MB |
| Adobe Photoshop heavy | 468 MB | 5.640 MB |
| Adobe Illustrator | 373 MB | 89 MB |
| Adobe InDesign | 401 MB | 624 MB |
| Adobe After Effects | 311 MB | 16 MB |
| Microsoft Word | 107 MB | 95 MB |
| Microsoft Excel | 73 MB | 15 MB |
| Microsoft PowerPoint | 83 MB | 21 MB |
| World of Warcraft | 390 MB | 5 MB |
| Battlefield 3 | 887 MB | 28 MB |
В отличие от предыдущего теста Futuremark PCMark 7 в новой версии было удалено сжатие во время бездействия (idle time compression), поэтому паттерн лучше соответствует реальным приложениям. Раньше мы публиковали результат PCMark в виде баллов, теперь мы перейдём к теоретической пропускной способности. Она рассчитывается путём деления объёма считанных и записанных данных (см. таблицу) на время обработки запросов. Более высокая пропускная способность означает, что время ожидания накопителя будет меньше, время отклика приложения тоже сокращается.
Futuremark PCMark 8
Storage - Общая производительность
По повседневной производительности Crucial MX300, к сожалению, уступает предшественнику, отставание от Samsung SSD 850 EVO весьма существенное. Впрочем, MX300 все же обгоняет SSD начального уровня, занимая позицию в середине.
На предыдущем графике приводится пропускная способность накопителей при выполнении тестового прогона, состоящего из отдельных приложений. Мы продолжаем с двумя игровыми тестами, начиная со входа в игру, считывания сейва в Battlefield 3 и заканчивая игровым процессом.
Futuremark PCMark 8
Storage - Battlefield 3
Futuremark PCMark 8
Storage - World of Warcraft
Чтобы протестировать производительность накопителей в офисных приложениях, мы использовали PowerPoint, Excel и Word из пакета Microsoft Office. В данном случае открывался документ, редактировался, сохранялся, после чего приложение закрывалось.
Futuremark PCMark 8
Storage - Microsoft Powerpoint
Futuremark PCMark 8
Storage - Microsoft Excel
Futuremark PCMark 8
Storage - Microsoft Word
Офисные приложения не так требовательны к подсистеме хранения, чего не скажешь о программах Adobe. В частности, в тесте "Adobe Photoshop (Heavy)" записываются большие объёмы данных, открывается файл PSD, редактируется и сохраняется в разных форматах.
Futuremark PCMark 8
Storage - Adobe After Effects
Futuremark PCMark 8
Storage - Adobe Indesign
Futuremark PCMark 8
Storage - Adobe Illustrator
Futuremark PCMark 8
Storage - Adobe Photoshop (heavy)
Futuremark PCMark 8
Storage - Adobe Photoshop (light)
В отдельных тестах каких-либо аномалий не прослеживается.
Тест PCMark 8 "Expanded Storage" состоит из двух частей, "Consistency test" (теста целостности) и "Adaptivity test" (теста адаптивности). Последний показывает, насколько хорошо подсистема хранения может адаптироваться к определенной нагрузке. Для нас интересен первый тест, показывающий потери производительности накопителя. Раньше мы для той же цели использовали стрессовую нагрузку HDTach и Iometer: мы измеряли последовательную производительность в новом состоянии SSD, затем накладывали экстремальную нагрузку Iometer, после чего производительность многих накопителей падала на 50% или даже сильнее. Данный тест позволяет оценить производительность в ситуации худшего случая.
Процедура PCMark 8 намного ближе к повседневным условиям: на первой фазе ёмкость накопителя заполняется два раза, второй проход гарантирует, что заполняется память, недоступная пользователю. На второй фазе (Degrade) накопитель восемь раз нагружается операциями случайной записи, первый проход занимает 10 минут, каждый последующий проход выполняется на пять минут дольше. После каждого прохода измеряется производительность. На третьей фазе (Steady State) выполняются ещё пять прогонов вместо 45-минутного прогона, параллельно измеряется производительность. На последней фазе (Recovery) измеряется производительность после периода бездействия в пять минут. Данное измерение повторяется пять раз, включая период бездействия, чтобы дать накопителю возможность восстановиться.
Следующие два графика показывают задержки доступа чтения или записи на разных фазах тестируемых накопителей. Мы не стали проводить большое количество тестов, а выбрали профиль "Photoshop Heavy", где считывается 468 Мбайт и записывается 5640 Мбайт. Конечно, и данный тест, и наши предыдущие тесты с HDTach и Iometer по-своему интересны, но для повседневных условий работы приведенные здесь результаты всё же более актуальны.
На следующей диаграмме показана пропускная способность, которую мы измеряли на предыдущих двух страницах. Она как раз высчитывалась во всех профилях.
По задержкам у предшественника Crucial MX200 наблюдается небольшое преимущество. Чтение у двух накопителей выполняется с близкой производительностью, но по записи MX200 постоянно быстрее MX300. Довольно высокие задержки наблюдаются у Crucial BX200 и Plextor M7V, оба используют планарную память TLC, но Plextor M7V опирается на тот же контроллер, что и Crucial MX300. Как можно видеть, причина подобной производительности кроется не только в контроллере, но и в используемой памяти.
Энергопотребление SSD для настольных компьютеров роли не играет, но для ноутбуков оно довольно важно. Ноутбук может продержаться несколько часов вдали от розетки только в том случае, если его компоненты ориентированы на максимальную экономию. Конечно, самыми «прожорливыми» компонентами ноутбука остаются дисплей и CPU, но энергопотребление SSD заметно влияет на общую картину. Особенно важно энергопотребление в режиме бездействия, поскольку именно в нем SSD находится большую часть времени.
На диаграммах ниже показано энергопотребление в режиме бездействия и под нагрузкой. Для измерения энергопотребления, в отличие от тестов производительности, мы активировали HIPM и DIPM. Нагрузку мы симулировали с помощью теста Iometer и профиля IOMix, сочетающего операции чтения и записи с блоками разных размеров. Также мы приводим график энергопотребления от времени.
Энергопотребление
Бездействие
Энергопотребление
Нагрузка (IOMix)
В режиме бездействия накопитель потребляет очень мало энергии, функции энергосбережения реализованы корректно. Под нагрузкой энергопотребление остается довольно низким, ненамного превышая 250-Гбайт Samsung SSD 850 EVO.
Интересно соотнести производительность накопителя с энергопотреблением. На следующих двух диаграммах показана производительность под профилем IOMix, а также эффективность, то есть соотношение производительности и энергопотребления. Накопитель с высоким энергопотреблением может оказаться довольно эффективным, если он даст такой же высокий уровень производительности.
IOMix-Benchmark
Производительность
Эффективность
Производительность на Вт
Очень низкое энергопотребление и сравнительно высокая производительность привели к приемлемой эффективности энергопотребления.
В прямом сравнении производительности с предшественником Crucial MX300 не всегда выходит вперед, в тесте повседневных приложений PCMark накопитель MX300 на десять процентов отстает от Crucial MX200. При копировании данных Crucial MX300 оказывается быстрее, в других тестах картина смешанная. Конечно, было бы неплохо, если бы новый накопитель показывал всегда более высокую производительность по равнению с предшественником, но сильной стороной Crucial MX300 является цена, если вам нужен емкий накопитель без компромиссов по качеству.
В целом, Crucial MX300 заслуживает место в середине рейтинга, заметно обгоняя SSD начального уровня. Впрочем, если Crucial желает сделать MX300 более привлекательным, цена накопителя должна опуститься до уровня, соответствующего его производительности. Необычная емкость затрудняет прямое сравнение цены с другими накопителями, но мы все же рассчитали цену гигабайта разных SSD. Мы использовали цены в евро на европейском рынке как более стабильные, но также привели цены и в рублях.
| Модель | Евро за Гбайт | Цена |
|---|---|---|
| Crucial BX200 960GB | 0,232 | от 18,5 тыс. рублей от 222 евро |
| Crucial BX200 480GB | 0,235 | от 9,7 тыс. рублей от 112 евро |
| Plextor M7V 512GB | 0,241 | от 10,6 тыс. рублей от 123 евро |
| Crucial MX300 750GB | 0,254 | от 190 евро |
| Samsung 850 Evo 500GB | 0,270 | от 10,6 тыс. рублей от 134 евро |
| Samsung 850 Evo 1TB | 0,270 | от 21,0 тыс. рублей от 269 евро |
| Samsung 750 Evo 500GB | 0,272 | от 136 евро |
| OCZ Vector 180 960GB | 0,293 | от 27,3 тыс. рублей от 281 евро |
| OCZ Vector 180 480GB | 0,348 | от 14,5 тыс. рублей от 166 евро |
Crucial MX300 существенно быстрее накопителей начального уровня Crucial BX200 и Plextor M7V, но медленнее Samsung SSD 850 EVO – и цены выстроились в правильном порядке. К преимуществам отнесем поддержку современных стандартов шифрования Crucial MX300, частичную реализацию Power Loss Protection и довольно низкое энергопотребление в режиме бездействия.
Емкость тоже можно отнести к преимуществам, поскольку зачастую потребителям требуется промежуточный вариант между 500 Гбайт и 1.000 Гбайт, в том числе и по цене. Crucial MX300 750GB можно купить дешевле 200 евро, что отлично закрывает брешь. Модели другой емкости и накопители M.2 SATA ожидаются чуть позже в этом году.
Преимущества Crucial MX300 750 GB:
- Частично реализованная технология Power Loss Protection
- Поддержка стандартов шифрования
- Хорошее соотношение цена/производительность
- Низкое энергопотребление
Недостатки Crucial MX300 750 GB:
- В некоторых тестах уступает предшественнику