Скорости SSD на массовом рынке подбираются к ограничениям интерфейса, цены в расчете на гигабайт продолжают снижаться. Причина кроется и в дальнейшей оптимизации техпроцесса изготовления памяти NAND с 64 слоями и ячейками TLC. Падение цен только усугубится с переходом производителей на технологию QLC, соответствующие накопители уже начали появляться на рынке. Intel SSD 660p стал одним из первых SSD с хранением четырех битов в одной ячейке. К сожалению, новую технологию нельзя назвать безупречной. Есть два серьезных недостатка, на которых мы обратим внимание в нашем обзоре.
У Intel заняло около двух лет, чтобы представить преемника SSD 600p (тест). Данный накопитель был представлен в конце лета 2016, он подкупал, прежде всего, привлекательной ценой. Впрочем, по производительности данный SSD был все же ближе к SATA SSD. В 2017 году вышел SSD 760p (тест), однако и он не обеспечил уровень производительности, который хотелось бы получить от накопителя NVMe с интерфейсом PCIe 3.0 x4. Зато цена гигабайта была сравнительно низкой.
Поэтому чудес от SSD 660p никто и не ждал. Тем более что производители NAND так и не смогли достичь поставленной цели. Технология 3D NAND вместе с QLC должна была перейти с 64 слоев на 96. Однако выход годных кристаллов был слишком низкий, поэтому наращивание слоев было решено отложить. Toshiba смогла перейти на 96 слоев с памятью BiCS 4 в накопителе XG6 (тест), но только с ячейками TLC. Intel тоже перестроила планы, поэтому SSD 660p построен на памяти QLC NAND с 64 слоями.
По крайней мере, ассортимент накопителей QLC на рынке увеличивается. Новый 660p доступен в емкостях 512 Гбайт, а также 1 и 2 Тбайт, все выполнены в популярном форм-факторе M.2 2280. Разве что в компактных ноутбуках применяются более короткие модули M.2. В рознице за 512-Гбайт накопитель придется отдать от 5.300 ₽, за 1-Тбайт - от 9.100 ₽, за 2-Тбайт - от 29.300 ₽.
Intel SSD 660p | |
---|---|
Цена | от 5.300 ₽ (512 GB) от 9.100 ₽(1 TB) от 29.300 ₽ (2 TB) |
Сайт производителя | Intel SSD 660p |
Форм-фактор | M.2 2280 |
Интерфейс | PCIe 3.0 x4 |
Протокол | NVMe 1.3 |
Прошивка | 002C |
Емкость (информация производителя) | 512 GB |
Емкость (после форматирования, Windows) | 476 GB |
Варианты ёмкости | 512 GB 1 TB 2 TB |
Кэш DRAM | 256 MB DDR3 |
Контроллер | Silicon Motion SM2263 |
Чипы памяти | Intel 64L 3D QLC |
Макс. скорость чтения (информация производителя) | 1.500 MB/s (512 GB) 1.800 MB/s (1 и 2 TB) |
Макс. скорость записи (информация производителя) | 1.000 MB/s (512 GB) 1.800 MB/s (1 и 2 TB) |
Гарантия | 5 лет, если не исчерпана TBW |
Комплект поставки | SSD |
С новым SSD 660p Intel не только перешла в эпоху QLC, но и поставила крест на SATA. Чуть раньше чиповый гигант объявил, что не будет выполнять дальнейших разработок в данной сфере. Действительно, сегодня интерфейс SATA становится "узким местом", а NVMe SSD на памяти QLC рано или поздно сравняются по цене с моделями SATA.
Впрочем, это не означает, что QLC NAND заменит TLC. Хранение четырех бит вместо трех на ячейку действительно снижает себестоимость, однако и надежность получается ниже. Как и скорость передачи данных. Так что SSD на QLC-памяти найдут свое применение на сегменте начального уровня, а также в сценариях, где преобладают операции чтения. Геймерам и энтузиастам вряд ли получится обойтись без памяти TLC в ближайшее время, тем более на рынке есть весьма недорогие модели.
Для SSD 660p Intel выбрала собственную 3D NAND QLC с 64 слоями, которая в спецификациях названа 3D2 QLC. Каждый кристалл имеет емкость 1 Тбит, поэтому в случае 512-Гбайт накопителя мы получаем два чипа с двумя кристаллами каждый. 1-Тбайт накопитель тоже оснащен двумя чипами, но с четырьмя кристаллами каждый. У 2-Тбайт SSD установлено уже четыре чипа по четыре кристалла. Флэш-память вместе с контроллером и DRAM расположены на лицевой стороне платы, в данном случае накопитель односторонний. По соображениям себестоимости Intel не планирует выпускать SSD меньше 512 Гбайт или больше 2 Тбайт.
Да и возможности контроллера не безграничны. У Silicon Motion SM2263 доступны четыре канала NAND. Для емкости выше 2 Тбайт данный контроллер не даст прироста производительности, а для емкости ниже 512 Гбайт он просто избыточен. SM2263 был представлен в начале 2018. Контроллер поддерживает NVMe 1.3, интерфейс PCIe 3.0 x4 и Toggle Mode 2.0 и 3.0. Кэш DRAM поддерживается в виде всех распространенных типов RAM, из функций защиты данных можно отметить TCG OPAL и AES-256; но Intel для SSD 660p поддерживает только последнюю. В качестве кэша DRAM Intel установила 256-Мбайт чип DDR3L на все три варианта емкости SSD. У тестируемой модели мы получаем приличный уровень кэша 0,5 Мбайт на Гбайт.
У SSD 660p явно заметно снижение расчетной нагрузки записи, связанное с переходом на QLC NAND. Intel дает гарантию сроком на пять лет, если нагрузка TBW (Terabytes Written) не была исчерпана раньше. Все три модели SSD 660p показали себя не лучшим образом. Для 512-Гбайт версии мы получаем только 100 Тбайт TBW, для SSD на 1 и 2 Тбайт - 200 и 400 Тбайт. Что даже меньше SSD начального уровня на технологии TLC. Учитывая все преимущества TLC. В любом случае, на практике SSD 660p сможет выдержать намного большую нагрузку записи, чем заявлено производителем.
Модель | 120 - 128 | 240 - 280 | 400 - 512 | 800 - 1.000 | 2.000 |
---|---|---|---|---|---|
Intel SSD 660p | - | - | 100 TB | 200 TB | 400 TB |
Western Digital Black | - | 80 TB | 160 TB | - | - |
Samsung 960 EVO | - | 100 TB | 200 TB | 400 TB | - |
Kingston UV500 | 60 TB | 100 TB | 200 TB | 480 TB | 800 TB |
Toshiba OCZ RC100 | 60 TB | 120 TB | 240 TB | - | - |
Intel SSD 600p | 72 TB | 144 TB | 288 TB | 576 TB | - |
Intel SSD 760p | 72 TB | 144 TB | 288 TB | 576 TB | 1.152 TB |
Samsung SSD 970 EVO | - | 150 TB | 300 TB | 600 TB | 1,2 PB |
ADATA SX8000 | 80 TB | 160 TB | 320 TB | 640 TB | - |
Plextor M9Pe | - | 160 TB | 320 TB | 640 TB | - |
Samsung 960 PRO | - | - | 400 TB | 800 TB | 1,2 PB |
Samsung 970 PRO | - | - | 600 TB | 1,2 PB | - |
Zotac Sonix SSD | - | - | 698 TB | - | - |
Corsair MP500 | 175 TB | 349 TB | 698 TB | - | - |
Corsair NX500 | - | - | 698 TB | 1,396 PB | - |
Corsair MP510 | 400 TB | 800 TB | 1,7 PB | 3,12 PB | |
Intel Optane SSD 900P | - | 5,11 PB | 8,76 PB | - | - |
Intel P4800X (375 GB) | - | 20,5 PB | - | - | - |
Даже с SSD на основе TLC-памяти использование кэша SLC для ускорения операций записи неизбежно. В случае ячеек QLC данный кэш еще более актуален, поскольку максимальная скорость передачи данных уступает TLC. Поэтому Intel оснащает SSD 660p довольно крупным кэшем SLC.
К преимуществам отнесем то, что у всех трех вариантов накопителя кэш динамический, то есть зависит от свободной емкости SSD. У 512-Гбайт накопителя он может составлять от 6 до 76 Гбайт, у 1-Тбайт модели - от 12 до 140 Гбайт, у 2-Тбайт - от 24 до 240 Гбайт. Если верить Intel, обычный пользователь хранит на SSD 235 Гбайт или даже меньше, в результате кэш будет составлять 55, 140 и 280 Гбайт, соответственно.
Модель | До 25 % | До 35 % | До 45 % | До 55 % | До 65 % | До 75 % | До 76 % |
---|---|---|---|---|---|---|---|
512 GB | 76 GB | 69 GB | 55 GB | 41 GB | 27 GB | 13 GB | 6 GB |
1 TB | 140 GB | 127 GB | 102 GB | 76 GB | 50 GB | 25 GB | 12 GB |
2 TB | 280 GB | 254 GB | 203 GB | 152 GB | 101 GB | 50 GB | 24 GB |
Впрочем, столь щедрый объем SLC-кэша связан с насущной необходимостью. И с путем, который выбрала Intel. Обычно при переполнении кэша SLC данные начинаются записываться напрямую в область TLC или QLC, но не в случае SSD 660p. Здесь данные всегда проходят через кэш SLC, что приводит к существенному падению производительности при заполнении кэша, примерно до уровня HDD. Судите сами: когда кэш SLC не заполнен, SSD 660p дает скорость записи порядка 900 Мбайт/с, после заполнения она снижается до 45-65 Мбайт/с. Причина кроется в том, что накопителю приходится не только записывать входящие данные, но и параллельно опустошать кэш.
С другой стороны, по температуре мы не заметили никаких негативных факторов. В режиме бездействия SSD 660p нагревался до 37 °C, под полной нагрузкой - до 66 °C. Что чуть ниже критического уровня 70 °C, упомянутого Intel, так что троттлинга из-за перегрева нет. Конечно, в корпусе с плохой вентиляцией ситуация может быть иной. Также у накопителей на 1 и 2 Тбайт температура может быть чуть выше из-за большего числа чипов и более плотного их расположения на PCB.
По энергопотреблению Intel весьма неохотно делится информацией, официальные значения приведены только для режима бездействия с активными механизмами энергосбережения и с выключенными. В последнем случае указывается 0,1 Вт, в первом - 0,04 Вт с поддержкой L1.2. Под нагрузкой SSD 660p потреблял между 4 Вт (чтение) и 6 Вт (запись). В целом, SSD оказался одним из самых экономичных в данном ценовом диапазоне. Диагностику накопителя можно провести с помощью фирменной утилиты Intel SSD Toolbox. Там же можно выполнить надежное стирание данных и опустошить кэш SLC.
Вместе с тестом 1-Тбайт Plextor M9PeG мы переходим на новую тестовую систему. Поэтому сравнивать новые результаты с предыдущими тестами можно лишь с оговорками. Пусть даже влияние системы на результаты не так велико. Стоит принимать во внимание и обновления, связанные с Meltdown и Spectre, которые могут снижать производительность.
Ниже приведена конфигурация тестовой системы:
- ASUS ROG Maximus Hero X (тест)
- Intel Core i7-8700K (тест)
- 2x 8 GB Teamgroup UD4-3000 DDR4-3000
- Zotac GeForce GTX 1070 AMP!
- Western Digital WDS100T1B0A 1 TB (системный накопитель)
Мы использовали следующее программное обеспечение:
- Microsoft Windows 10 Home (Build 1709)
- AS SSD Benchmark 2.0.6485.17676
- Iometer 1.1.0
- Futuremark PCMark 8 v2.0.228
- CrystalDiskMark 5.1.2
- ATTO Disk Benchmark v3.05
Если не указано другое, накопители тестировались на втором порту M.2 материнской платы, порты SATA 5 и 6 были отключены. Чтобы минимизировать флуктуации производительности в тестах, мы отключили в BIOS технологию SpeedStep, все C-состояния и режимы Turbo. Также мы отключили LPM (Link Power Management).
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.
В Iometer накопитель Intel SSD 660p неважно показал себя по чтению и записи с малой глубиной очереди. Впрочем, при увеличении глубины SSD тоже быстро демонстрирует предел своих возможностей. Новая модель обгоняет предшественника не во всех тестах. Где-то они выступают на сравнимом уровне, где-то SSD 600p работает быстрее. Впрочем, если проанализировать все тесты, SSD 660p все же 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).
Значения AS SSD не во всем коррелируют с Iometer. Однако последний тест считается более требовательным. Впрочем, и в AS SSD накопитель Intel SSD 660p не блещет. Зачастую он уступает самым быстрым моделям SATA, разве что по последовательной скорости чтения и записи мы получили довольно высокие результаты.
Как и ожидалось, CrystalDiskMark подтверждает спецификации производителя по максимальной скорости передачи данных.
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).
В тесте копирования AS SSD, который приближен к практическим сценариям, Intel SSD 660p показывает неплохие результаты. Производительность находится примерно на уровне Samsung SSD 950 PRO (тест), при этом накопитель на несколько процентов быстрее начальной модели Toshiba NVMe OCZ RC100 (тест). Важнее то, что SSD 660p работает быстрее предыдущего поколения, когда требуется записать множество мелких файлов.
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 | |
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.
Итоговый рейтинг PCMark 8 подтверждает результаты теста копирования AS SSD. В случае работы с крупными файлами или в смешанных сценариях, преимущество SSD 660p над SSD 600p оказывается несущественным. Несмотря на технические оптимизации и разницу в два года, максимальный прирост производительности, на который можно рассчитывать, не превышает 20%. Интересно сравнить результаты с тем же Toshiba OCZ RC100 (тест), который оказывается на 10% быстрее, а также с Samsung SSD 960 EVO (тест), у которого прирост составляет 20%.
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.
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.
В трех офисных сценариях Word, Excel и PowerPoint накопитель SSD 660p оказался одним из самых медленных среди моделей NVMe. Таким образом, SSD на флэш-памяти QLC не могут обогнать лучшие модели SATA. В тестах Adobe ситуация чуть лучше. Конечно, и здесь Intel не принадлежит к группе лидеров, однако некоторые конкуренты NVMe остаются позади.
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.
В сценарии чтения SSD 660p показал себя хорошо. Конечно, хуже оказались только предшественник и SATA SSD Kingston UV500, но разница с другими накопителями в повседневной эксплуатации вряд ли будет заметна. Но вот в сценарии записи ситуация иная. Накопитель Intel можно назвать наихудшим. Причина кроется в высоких задержках на стадиях Degrade и Steady, поскольку данные приходится проводить через SLC-кэш. Что и приводит к низкой пропускной способности. Здесь видно, например, преимущество Kingston UV500 (тест) с интерфейсом SATA.
Intel попыталась выпустить преемника SSD 600p, который будет работать быстрее большинства накопителей SATA, но вместе с тем не будет угрожать SSD 760p (тест). Однако попытку нельзя назвать полностью успешной. С одной стороны, разрыв между линейками 600p и 760p на самом деле меньше, чем он кажется на первый взгляд. С другой стороны, использование QLC NAND в таком виде смотрится сомнительным, если не ошибочным решением. Здесь стоит еще раз напомнить, какие цели были поставлены при разработке QLC.
Накопители с интерфейсом SATA упираются в его пропускную способность, здесь можно выделиться только ценой. Но по цене преимущества быстрых накопителей SATA с емкостью до 512 Гбайт и даже до 1 Тбайт уже не такие значительные по сравнению с бюджетными моделями NVMe. Если вам нужен недорогой SSD, то выбор весьма обширен. Вместе с тем NVMe и PCIe x4 более привлекательны, поэтому они соответствующие накопители начинают преобладать на рынке. Добавим к этому, что и максимальная пропускная способность у NVMe M.2 выше, на практике это не так существенно, но в маркетинговых материалах смотрится красиво.
Чтобы дать наиболее "вкусную" цену на рынке, Intel решила перейти на технологию QLC. Действительно, в каждую ячейку записываются 4 бита, поэтому себестоимость подобной памяти NAND меньше, чем нынешнего стандарта де-факто TLC NAND (3 бита на ячейку). И здесь Intel все сделала правильно. SSD 660p - один из самых дешевых SSD на рынке, он выгоднее многих накопителей NVMe.
Однако покупателям SSD 660p придется мириться с двумя недостатками технологии QLC. С одной стороны, производительность ниже по сравнению с памятью TLC. С другой стороны, надежность тоже меньше. Intel решает первую проблему с динамическим кэшем SLC, который подстраивается под оставшееся свободное пространство. И SLC-кэш работает хорошо, пока буфер не заполнится. Но затем данные не могут записываться напрямую в область QLC, они все равно проходят через заполненный кэш SLC, что снижает производительность до уровня HDD и увеличивает задержки.
Решить проблему низкой надежности Intel пока не удалось. Остается лишь полагаться на гарантию. Вроде бы срок пять лет весьма приличный, но он работает до тех пор, пока не превышена нагрузка записи TBW. А она здесь в три раза ниже SSD 600p - наихудшее значение среди протестированных ранее SSD. Конечно, если нагрузка TBW будет превышена, то ничего страшного не произойдет, накопитель будет работать и дальше. Но здесь хорошо видно, насколько Intel сомневается в надежности своего SSD. Впрочем, и с другими SSD на QLC ситуация не лучше.
Оправдывает ли себя подобная экономия? Протестированный 512-Гбайт накопитель обойдется от 5.300 ₽. Неплохо, но если доплатить еще 2.800 ₽, то можно взять 512-Гбайт SSD 760p. Между тем проверенный временем SATA SSD M.2, подобный Samsung SSD 860 EVO (тест), обойдется дешевле - от 6.500 ₽.
Преимущества Intel SSD 660p 512 GB:
- Динамический SLC-кэш
Недостатки Intel SSD 660p 512 GB:
- Низкое значение TBW
- Частично высокие задержки
- Производительность иногда находится на уровне SATA