Нового семейства Intel SSD 750 Series мы ждали долго. Конечно, в нашей тестовой лаборатории побывало немало SSD с интерфейсом PCI Express, но у линейки SSD 750 есть кое-что особенное. Новые накопители Intel впервые поддерживают протокол NVMe на потребительском рынке. Напомним, что стандарт NVMe был специально разработан и оптимизирован под флэш-память. С интерфейсом PCI Express 3.0 скорость передачи составляет до 2.400 Мбайт/с на чтение и 1.200 Мбайт/с на запись, так что Intel SSD 750 Series кажется серьёзным шагом вперёд. В нашей статье мы посмотрим, какую пропускную способность мы получим на практике.
В потребительском сегменте рынка SSD Intel в последние годы вела себя довольно тихо, хотя с линейкой Intel SSD 730 чиповый гигант решил опереться на собственный контроллер впервые после отличных накопителей Intel X25-M. В тех же SSD 510 и SSD 520 использовались контроллеры Marvell и SandForce. Однако линейка Intel SSD 730 так и не стала значимым событием на рынке, поскольку по производительности мы не получили прорыва, да и цена была высокой. Intel решила взять реванш с семейством SSD 750 Series, радуя двумя преимуществами: поддержкой стандарта NVMe и интерфейса PCI Express 3.0.
Кроме очень высоких последовательных скоростей передачи, Intel SSD 750 Series радует и огромной производительностью работы с мелкими блоками. Intel называет уровень 440.000 IOPS для чтения и 290.000 IOPS для записи. Как мы уже отметили выше, Intel не просто представила ещё один накопитель PCI Express на рынок, а выпустила первый потребительский SSD с поддержкой NVMe (Non-Volatile Memory Express). Ниже мы подробно рассмотрим технологии, которые были положены в основу Intel SSD 750, а также разъясним детали использования накопителей NVMe.
В следующей таблице приведена техническая информация:
| Производитель и модель | Intel SSD 750 1.200 GB |
|---|---|
| Розничная цена | 1.126 евро |
| Сайт производителя | Официальная страница Intel SSD 750 |
| Технические спецификации | |
| Форм-фактор | PCI Express 3.0 x4 |
| Протокол | NVMe |
| Ёмкость (информация производителя) | 1.200 GB |
| Ёмкость (после форматирования) | 1.118 GiB |
| Другие варианты ёмкости | 400 GB / 1.200 GB |
| Кэш-память | 1 GB / 2 GB |
| Контроллер | Intel CH29AE41AB0 |
| Чипы памяти | Intel MLC 20 нм |
| Скорость чтения (информация производителя) | 2.200 Мбайт/с / 2.400 Мбайт/с |
| Скорость записи (информация производителя) | 900 Мбайт/с / 1.200 Мбайт/с |
| Гарантия производителя | Пять лет |
| Комплект поставки | - |
Спецификация AHCI была представлена ещё в 2004 году, в то время она была ориентирована на механические жёсткие диски с высокими задержками доступа и низкой скоростью передачи данных. Когда на рынок вышли первые SSD, им пришлось поддерживать протокол AHCI, иначе пользователи столкнулись бы с трудностями (ручная установка драйверов) или ограничениями (например, отсутствие возможности загрузки с такого накопителя). Цена совместимости вместе с интерфейсом SATA заключалась в снижении производительности, хотя по сравнению с жёсткими дисками она всё равно казалась впечатляющей – но уступала потенциальным возможностям флэш-памяти.
Интерфейс NVMe с самого начала был нацелен на использование в накопителях на флэш-памяти, он ориентирован на большое число одновременных запросов и малые задержки. Вместо одной очереди с максимумом в 32 команды, как у AHCI, сейчас возможно до 64K очередей, каждая может содержать до 64K команд. Набор инструкций был адаптирован (в том числе и Threadlocking, обязательный для AHCI, отменен), так что новый интерфейс показывает гораздо большую эффективность при работе с малыми блоками 4K. Windows в версии 8.1 обзавелась "родной" поддержкой NVME, для Windows 7 Microsoft выпустила совместимый драйвер. Intel для SSD 750 предлагает собственный драйвер, который рекомендуется установить для получения оптимальной производительности.
Накопитель Intel SSD 750 не появился "ниоткуда", он базируется на одной аппаратной платформе с накопителями семейства Intel DC. В SSD используется контроллер CH29AE41AB0, как и во всех современных SSD NVMe от Intel. Контроллер работает с 18 каналами флэш-памяти, что обеспечивает высокий уровень параллелизма. Для сравнения, обычные контроллеры SSD SATA поддерживают не более восьми каналов. Что касается флэш-памяти, Intel по-прежнему опирается на двумерную MLC NAND, которая производится на совместном предприятии Intel и Micron (IMFT) по 20-нм техпроцессу. На плате располагаются 32 чипа памяти. Кроме того, контроллер использует 2-Гбайт кэш DDR3, у 400-Гбайт версии объём составляет 1 Гбайт. Максимальная расчетная нагрузка записи (TBW) у обеих моделей Intel составляет 219 Тбайт.
Как и можно было ожидать, под нагрузкой Intel SSD 750 потребляет до 12 Вт, хотя в режиме бездействия – только четыре ватта. Поскольку SSD 750 будет использоваться только в настольных компьютерах и рабочих станциях, то вопрос энергопотребления здесь стоит не так остро, как в ноутбуках. Накопитель ориентирован на максимальную производительность, поэтому без высокого энергопотребления обойтись проблематично. Потребленная энергия превращается в тепло, поэтому Intel SSD 750 оснащён крупным радиатором, полностью закрывающим накопитель спереди. Говоря о подсистеме питания: Intel добавила к накопителю конденсаторы, ёмкости которых достаточно, чтобы защитить целостность данных в случае неожиданного сбоя питания.
Intel рекомендует "активно" охлаждать 750 SSD. Но в данном случае под словом "активный" подразумеваются не собственные вентиляторы накопителя, а достаточный воздушный поток в корпусе. Например, не следует располагать накопитель между двумя видеокартами. В нашей тестовой системе у нас не возникали проблемы с перегревом, видеокарта с радиальным вентилятором забирала воздух над установленным SSD 750 и выбрасывала его за пределы корпуса. Кроме того, в нашей системе использовался и медленно вращающийся вентилятор в задней части корпуса. Мы не обнаружили существенного нагрева после часового стрессового теста с нагрузкой Iometer. Так что если в вашем корпусе хорошая вентиляция, то переживать не стоит. Разве что в пассивных системах следует подумать об охлаждении, чтобы накопитель не уходил в троттлинг. Мы рекомендуем вести мониторинг значений SMART в реальном времени.
Intel SSD 750 доступен в двух форматах, мы тестировали версию PCI Express, карту с половинной высотой, но можно приобрести и накопитель в 2,5" формате. Последний использует специальный разъём SFF-8639, который в индустрии применяется для передачи сигналов PCI Express, необходим и соответствующий экранированный кабель. На материнской плате должен присутствовать разъём SFF-8643 для подключения, а питание подаётся через разъём SATA. 2,5" версию накопителя Intel SSD 750 с интерфейсом SFF-8639 производитель нацелил на очень компактные системы, в которых для карты расширения попросту нет места.
В качестве целевой платформы Intel называет чипсет X99, но это отнюдь не означает, что Intel SSD 750 нельзя будет использовать на других платформах – просто они не смогут раскрыть потенциал производительности. Причина кроется в технических деталях. Например, Intel SSD 750 опирается на интерфейс PCI Express третьего поколения с четырьмя линиями. Слот на материнской плате должен соответствовать данным спецификациям, иначе вы получите падение производительности. Важен не только тип, но и подключение разъёма. Почти все материнские платы предлагают слоты PCI Express для карт расширения, но большинство из них подводятся к чипсету PCH. Все данные с PCH затем передаются через шину DMI, соединяющую PCH и CPU. Она ограничена пропускной способностью 1,8 Гбайт/с, что серьёзно ограничивает потенциал Intel SSD 750. Кроме того, у данного подключения наблюдаются высокие задержки.
Так что для установки накопителя следует выбирать слот, напрямую подключенный к CPU. Информацию о подключении слотов можно почерпнуть в руководстве материнской платы. Как правило, подобные слоты предусмотрены для видеокарты. Если линий CPU недостаточно, то на видеокарту после установки SSD будет подаваться 8 линий вместо 16, что может негативно сказаться на производительности видеокарты.
Материнскую плату на чипсете X99 можно брать смело, все они совместимы с NVMe, но в случае старых платформ не мешает свериться со списком совместимости. Скорее всего, все крупные производители материнских плат представили обновления BIOS/UEFI, как в случае нашей модели Z97 от ASRock. В нашей системе установка Windows 8.1 с USB-брелока на Intel SSD 750 прошла за считанные минуты. Под Windows 7 накопитель Intel SSD 750 можно использовать только для хранения данных, поскольку Windows 7 не может загружаться с дисков NVMe.
Аппаратное обеспечение
- ASRock Z97 Extreme6 (BIOS 1.60)
- Intel Core i5-4570, 4x 3,20 ГГц
- 2x 4 Гбайт Kingston DDR3-1333
- NVIDIA GeForce 580 GTX
- Corsair Force LS (системный)
Программное обеспечение
- Microsoft Windows 8.1 Professional 64-Bit
- AS SSD Benchmark 1.7.4739.38088 (Скачать)
- Iometer 1.1.0 (Скачать)
- Futuremark PCMark 8 v2.0.228 (Скачать)
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)
При разработке Intel SSD 750 основное внимание было уделено параллелизму, SSD показывает свой потенциал при записи и чтении небольших блоков данных с существенной глубиной очереди. При единичной глубине очереди случайное чтение небольших блоков у SSD 750 оказывается всего на 3,6 процента быстрее, чем у самого скоростного SSD SATA. При последовательном чтении крупных блоков у SSD SATA нет шансов, Intel SSD 750 оказывается в два раза быстрее Samsung XP941 с "родным" подключением PCI Express.
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)
В данном тесте Intel SSD 750 обгоняет все другие SSD. Только по чтению небольших блоков с единичной очередью команд накопитель Intel SSD 750 уступает место лидера. Впрочем, здесь возможности параллельной обработки данных SSD 750 просто не задействуются.
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
Как и можно было ожидать по результатам последовательной передачи данных ранее, при копировании мы тоже получили высокую производительность.
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
Накопитель Intel SSD 750 показал рекордную синтетическую производительность, в повседневных сценариях преимущество оказалось уже меньше. Мы получили на 42 процента более высокий уровень производительности, чем у Samsung XP941, а также на 65 процентов больший уровень, чем у самого быстрого SATA SSD. Конечно, это не означает, что все приложения на Intel SSD 750 запускаются в два раза быстрее, а играм требуется половина времени для загрузки уровней, поскольку на производительности сказываются другие факторы, в том числе CPU или видеокарта. Но задержки, связанные с ожиданием данных с накопителя, будут значительно меньше.
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 Intel SSD 750 постоянно оказывается в лидерах.
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.
Поскольку Intel SSD 750 на 1.200 Гбайт превосходит по ёмкости другие накопители, протестированные ранее, он и показывает себя лучше. Задержки остаются на сравнительно постоянном уровне, независимо от фазы нагрузки. Самую низкую скорость передачи данных Intel SSD 750 демонстрирует сразу же после двойной последовательной перезаписи (Degrade 1), затем скорость постепенно улучшается, и к фазе Recovery накопитель восстанавливает начальную производительность, причём даже без поддержки TRIM.
Времена, когда Intel не обращала внимания на потребительский рынок, остались в прошлом. И возвращение Intel можно назвать впечатляющим: Intel SSD 750 оказался самым быстрым твердотельным накопителем за всю историю нашей тестовой лаборатории. Последовательная скорость передачи данных составила 2.300 Мбайт/с по чтению и 1.300 Мбайт/с по записи, высокая повседневная производительность позволяет рекомендовать Intel SSD 750 для энтузиастов.
Но за 1.200 Гбайт флэш-памяти вам придётся заплатить 1.100 евро, что немало. С другой стороны, Intel SSD 750 – уникальный накопитель, у которого пока нет конкурентов. За 400-Гбайт версию придётся отдать уже значительно меньше, около 420 евро, но цена гигабайта здесь чуть выше. Производительность "младшей" модели тоже чуть хуже.
Неизбежно возникает вопрос: насколько полезна подобная мощь для настольного компьютера? Все же в стандартных приложениях вы вряд ли получите такой же прирост, как в наших тестах. Многие приложения ограничиваются другими факторами, такими как производительность CPU или видеокарты. Так что время избавления от всех SATA SSD в компьютере ещё не настало, но Intel SSD 750 позволяет взглянуть на будущее, которое нас ждёт.
Очень радует, что Intel пошла на представление SSD 750 с поддержкой NVMe для потребительского рынка. Конечно, с ним не совместимы многие старые материнские платы и операционные системы, но теперь перспективы развития NVMe понятны. Будет интересно посмотреть, как другие производители ответят на Intel SSD 750. Samsung SM951 – тоже очень быстрый SSD PCI Express в портфолио корейского производителя, но до сих пор SM951 доступен только в версии AHCI.
Преимущества Intel SSD 750:
- Очень высокая последовательная скорость передачи данных и повседневная производительность
- Хорошая долгосрочная производительность
- Первый NVMe SSD для потребительского рынка
Недостатки Intel SSD 750:
- Высокая цена