Быстрые SSD: обзор NVMe-накопителей на PCI 4.0 x4

Твердотельные накопители M.2 NVMe с интерфейсом PCIe 4.0 x4 — самые производительные решения для хранения данных на сегодняшний день. Они развивают впечатляющую скорость до 7000 МБ/с в чтении и записи. Всё благодаря четырём линиям PCIe 4.0, самым продвинутым контроллерам и быстрым чипам памяти. Эталоном среди топовых SSD считается легендарный Samsung 980 PRO. Его мы и выбрали за образец для сравнения.

Участники нашего теста — технологически совершенные современные NVMe-диски: WD Black SN770, Samsung 980 PRO и новинка рынка — Mastero PRO. Все с интерфейсом M.2 NVMe PCIe 4.0 x4, построены на флагманских контроллерах разных производителей с применением новейшей NAND-памяти.

WD и Samsung выбраны в популярном объёме 1 ТБ, в то время как Mastero PRO — 2 ТБ. Никакой дискриминации нет, дело в том, что версии на 1 ТБ с теми же аппаратными характеристиками в линейке Mastero PRO просто не существует. 

В обзоре проверим скоростные характеристики дисков популярными бенчмарками и в конце подведём итоги. Для наглядного сравнения приведём результаты тестов Samsung 970 EVO Plus из прошлой статьи, где мы тестировали популярные NVMe-накопители PCIe 3.0 x4.

 

Содержание

• Технические характеристики SSD и инструменты тестирования
• WD Black SN770 M.2 NVMe
• Mastero PRO 2TB NVMe
• Samsung 980 PRO M.2 NVMe
• Подводим итоги тестов
• Какой SSD выбрать: плюсы, минусы, особенности
• Послесловие

 

Технические характеристики SSD и инструменты тестирования

В таблице ниже приведены общие данные и характеристики накопителей, взятые с упаковки либо с просторов интернета.

 

Конфигурация тестового стенда:

• Материнская плата: Huananzhi B660M-Plus (LGA 1700
• Процессор: Intel Core i3 12100
• Оперативная память: DDR4 Mastero 8GB 2666 МГц CL19
• Накопитель: SSD 64 ГБ ADATA
• Блок питания: Mastero M600 – 600 Вт, 83+
• Операционная система: Windows 10 x64

 

Тестовые программы:

• Crystal Disk Info 8.17.11 — общая информация о накопителе и параметрах SMART.
• Crystal Disk Mark 8.0.4c — популярный бенчмарк, отражающий линейные скорости записи и чтения накопителя. В настройках переключили режим теста на NVMe SSD, тестируем 3 прохода по 1 ГБ.
• ATTO Disk Benchmark — дополнительный бенчмарк скорости диска при работе с блоками разного размера. Примечателен прямой доступ к диску.
• AS SSD — сценарный бенчмарк диска, показывающий производительность в трёх вариантах использования.

Тестовый стенд — открытый, вне корпуса. Температура в помещении около 26 °С.

 

WD Black SN770 M.2 NVMe

Серия Black относится к топовому сегменту и изначально ориентирована на энтузиастов и геймеров. В тоже время модель SN770 — накопитель без DRAM-буфера, что может показаться странным. Однако компания считает, что при использовании интерфейса PCIe 4.0 x4 не сильно снижается производительность, поэтому WD Black SN770 можно отнести к одной группе с флагманским Black SN850.

Технология HMB (использование в качестве кэша накопителя выделенной оперативной памяти) не может полностью заменить полноценный DRAM-буфер, так как операционные системы готовы выделять под нужды SSD не более 64 мегабайт памяти. В то же время WD Black SN770 значительно превосходит устройства массовой серии Blue, которые имеют более простые интерфейсы: PCIe 3.0 и SATA.

Устройство поставляется в коробке графитового цвета, оформленной в фирменном стиле WD. Здесь же указан объем накопителя — 1 ТБ и предельная скорость чтения — до 5150 МБ/с. Дополнительно SSD упакован в блистер.

Дизайн печатной платы минималистичен. Из основных компонентов на плате — сам контроллер SanDisk и всего один чип памяти SanDisk BiCS5. Обе микросхемы не прикрыты радиатором.

Минималистичный дизайн WD Black SN770 проявляется не только в небольшом количестве микросхем. Его особенности заметны и на этикетке — она гораздо меньше обычной и не закрывает компоненты SSD. При этом содержание этикетки не пострадало — на ней помимо названия, модели, ёмкости и серийного номера поместилась информация о дате производства. Заявленные скорости линейной записи и чтения — до 4900 МБ/с и до 5150 МБ/с соответственно. Ресурс перезаписи — 600 ТБ.

По показаниям Crystal Disk Info на старте в простое температура диска около 40 °С, во время тестирования диск разогревался до 66 °С, это укладывается в норму производителя (критическая температура 85 °С), но радиатор явно бы не помешал. Все основные параметры есть в SMART, в том числе счётчики записанных и считанных данных в микросхемы NAND. Переходим непосредственно к тестированию.

На основе 5 проходов теста Crystal Disk Mark пиковая скорость чтения составила 5227 МБ/с, а пиковая скорость записи — 4980 МБ/с. В смешанной нагрузке — около 4767 МБ/с. Значения практически полностью совпали с эталонными цифрами, которые указывает производитель.

Тест AS SSD основан на других алгоритмах тестирования дисков и показывает результат ниже — видим запись на уровне 4309 МБ/с и чтения на уровне 4500 МБ/с. В режиме сценария получили интересные значения по всем трём внутренним алгоритмам. Общий балл по бенчмарку AS SSD — 7684 балла.

ATTO Disk Benchmark — тест прямого взаимодействия с диском фиксирует скорости на уровне 4610 МБ/с на запись и около 4890 МБ/с на чтение.

Mastero PRO 2TB NVMe

Новинка Mastero PRO в объёме 2 ТБ появилась сравнительно недавно, и производитель прощупывает почву, поставляя в продажу небольшие партии. Оно и понятно, объём 2 ТБ нужен не всем, да и класс высокопроизводительных дисков по-прежнему далёк по цене от «народного» выбора. Тем не менее, интерес к нему вызван сразу по двум причинам — во-первых, заявленные скоростные показатели опережают таковые даже у флагманских устройств; а во-вторых, интересный и достаточно редкий контроллер Innogrit IG5236.

Innogrit IG5236 — это высокопроизводительный 12-нм 8-канальный контроллер с поддержкой интерфейса PCIe 4.0 x4. Разработкой контроллера занималась команда из выходцев из Marvell, подаривших миру множество отличных SSD, включая ряд моделей легендарного Plextor. Производители контроллера утверждают, что он отлично работает как с потребительскими, так и с серверными SSD, обеспечивая скорость чтения и записи до 7 и 6 ГБ/с соответственно. Чтобы достичь такой высокой скорости передачи данных, массив флеш-памяти в диске Mastero PRO использует 8-канальную схему организации, а сами чипы памяти расположены с двух сторон. Дополнительно на плате присутствует выделенная микросхема кэша DDR4 внушительным объёмом 2 ГБ.

Накопитель поставляется в защитном блистере. Дополнительной коробки не предусмотрено, что с одной стороны не даёт возможности ознакомиться с минимальными ТТХ устройства, а с другой — экономит пользователю некоторую сумму. В конце концов, все характеристики можно посмотреть онлайн.Накопитель поставляется с установленным низкопрофильным радиатором. Высота радиатора не превышает допустимую для отсека PlayStation 5. Совместимость с приставкой открыто подчёркивает и сам производитель — ни по скорости, ни по физическим размерам препятствий для установки в «плойку» действительно нет.

Заявленные скорости записи и чтения, по заверению производителя, достигают 6400 МБ/с и 7000 МБ/с соответственно. Можно констатировать факт, что Mastero PRO на текущий момент является одним из самых быстрых SSD потребительского сегмента. Заявленный ресурс перезаписи для 2 ТБ модели — 1280 ТБ, а гарантия на накопитель — 5 лет.

В Crystal Disk Info есть вся необходимая информация и показатели SMART, есть также и счётчики записанных и считанных данных. Температура в простое 37 °С. В пиковой нагрузке диск грелся до 52−54 °С, радиатор уверенно справляется с охлаждением диска.

Crystal Disk Mark показывает чуть большую скорость чтения, чем заявлял производитель, а по записи практически подтверждает заявленные характеристики. Линейная скорость записи достигает 6648 МБ/с, а линейное чтение на уровне 7135 МБ/с. В режиме смешанной нагрузки тоже всё отлично — 7170 МБ/с. По смешанной нагрузке Mastero PRO обгоняет WD Black на внушительные 33%.

Тест утилитой AS SSD также демонстрирует высокие результаты — до 5676 МБ/с на чтение и до 5517 МБ/с на запись. Это фактически на 25% больше, чем было у WD Black. В режиме сценариев практически паритет между двумя моделями.

В ATTO Disk Benchmark видим высокие результаты как в крупноблочной 4−8 МБ, так и в мелкоблочной нагрузке по 4 КБ. Стоит обратить внимание на мелкоблочную нагрузку, здесь Mastero PRO опережает WD Black практически в два раза по записи, но в то же время проигрывает по чтению.

 

Samsung 980 PRO M.2 NVMe

На текущий момент Samsung — один из немногих производителей SSD-дисков полного цикла. Печатная плата, архитектура, контроллер и чипы памяти, компания всё производит самостоятельно.

Samsung 980 PRO поставляется в Retail-упаковке. Надпись на фронтальной части коробочки обещает нам до 7000 МБ/с на чтение, что мы и проверим в ходе тестов. В комплекте — сам накопитель и инструкция на нескольких языках. Дополнительно SSD упакован в защитный блистер. 

Основные элементы (контроллер, два чипа памяти и кэширующая микросхема), как и в случае с WD Black расположены на одной стороне. Все они прикрыты фирменной наклейкой Samsung с указанием модели и серийного номера.

Накопитель спроектирован на 8-нм контроллере Samsung Elpis в сочетании с 3D V-NAND TLC. У модели Samsung 980 PRO на 1 ТБ предусмотрена дополнительная микросхема оперативной памяти объёмом 1GB LPDDR4 под кэш, что обеспечивает более стабильные и высокие скоростные показатели по сравнению с безкэшевым вариантом (камень в огород WD Black SN770).

Заявленная производителем линейная скорость записи составляет 5000 МБ/с, а скорость чтения — 7000 МБ/с, что, автоматически относит устройство к топовым высокоскоростным дискам. Количество циклов перезаписи совпадает с WD Black — 600 ТБ.

Samsung 980 PRO не выбивается из общей массы и отображает все параметры SMART, которые мы видели у конкурентов. В простое температура 35−37 °С, под тестами поднимается до 61−63 °С. Как и в случае с WD Black, производитель решил обойтись без радиатора, но на мой взгляд он бы не помешал.

Crystal Disk Mark демонстрирует хорошие пиковые показатели чтения на уровне 6913 МБ/с, а записи на уровне 4978 МБ/с, что в целом совпадает с видением производителя. В режиме смешанной нагрузки — 6138 МБ/с. Это на 15% ниже, чем у Mastero PRO, но на 25% выше, чем у WD Black SN770.

AS SSD привносит новые данные, здесь Samsung 980 PRO показал чтение на уровне 5593 МБ/с, а запись на уровне 3940 МБ/с. Причем в режиме многопоточной нагрузки блоками 4К Samsung оказался быстрее, чем Mastero PRO. Как итог, количество баллов по тесту – 8549, это больше, чем у других участников. В режиме сценариев также хороший результат, близкий к Mastero PRO и WD Black SN770.

ATTO Disk Benchmark показывает потрясающую производительность в мелкоблочной нагрузке — здесь Samsung впереди как минимум по скорости чтения. Запись при этом на уровне Mastero PRO и быстрее WD Black. В крупноблочной нагрузке — без сюрпризов: до 6440 МБ/с на чтение и до 4650 МБ/с за запись.

 

Подводим итоги тестов

Crystal Disk Mark

Первое место достаётся накопителю Mastero PRO, он продемонстрировал впечатляющие пиковые скорости и по чтению, и по записи, и по смешанной нагрузке. В отдельных тестах новичок был до 20−25% быстрее Samsung и на 30−35% опережал  WD Black.

Уверенное второе место занял Samsung 980 PRO, он практически догоняет Mastero PRO в тесте линейного чтения, но значительно отстаёт в записи и смешанной нагрузке. При этом Samsung уверенно опережает WD Black SN770, который расположился на третьем месте.

WD Black показал практически одинаковый с Samsung 980 PRO результат по скорости линейной записи, но значительно уступил в смешанной нагрузке и в тесте линейного чтения. Сравнение с Samsung 970 EVO Plus наглядно показывает, что любой из тестируемых в статье накопителей PCIe 4.0 x4 оказался быстрее, причём прилично.

 

AS SSD

По итоговым баллам в AS SSD на первое место вырвался Samsung 980 PRO, буквально дышит ему в спину Mastero PRO, а WD Black опять на третьем месте. Анализ результатов AS SSD в детальном изучении показывает слабое место Mastero PRO — это мелкоблочная многопоточная нагрузка по чтению, характерная больше для серверных нагрузок.

В режиме использования в сценариях всё закономерно. С играми лучше всего справился Mastero PRO, но Samsung и WD Black хоть и отстают, но незначительно. В сценарии Program также с небольшим отрывом лидирует Mastero PRO. В режиме ISO — паритет между Mastero PRO и Samsung 980 PRO.

ATTO Disk Benchmark

Лидером по крупноблочной нагрузке вновь стал Mastero PRO. Он обошёл конкурентов при работе с блоками 4 МБ как в тесте записи, так и чтения.

Samsung 980 PRO занял второе место, практически догоняя лидера по тесту чтения, но уступая в записи.

Третье место — WD Black SN770, который показывает сопоставимый с Samsung результат по записи, но значительно отстает в тесте чтения.

В мелкоблочной нагрузке же всё кардинально меняется. Как мы выяснили по тесту AS SSD, у Mastero PRO есть одно слабое место — это мелкоблочная нагрузка по чтению. Этот же факт подтвердился и в тесте ATTO Disk Benchmark, где Mastero PRO теряет лидирующие позиции и смещается на последнее место, пропуская вперёд Samsung и WD Black. При этом, если говорить о мелкоблочной нагрузке по записи – то здесь Mastero PRO вновь в лидерах, а Samsung и WD на втором и третьем месте соответственно.

Какой SSD выбрать: плюсы, минусы, особенности

WD Black SN770 M.2 NVMe

WD Black SN770 — отличный высокоскоростной накопитель для повседневных задач, способный выдерживать кратковременные тяжелые нагрузки. Тесты подтвердили скоростные показатели, заявленные производителем.  Но есть у WD Black SN770 и недостатки, главный из которых — отсутствие собственного DRAM-буфера, что делает его менее подходящим для длительных и интенсивных нагрузок.

Технология HMB требует поддержки со стороны операционной системы, поэтому WD Black SN770 не сможет так же хорошо работать в PlayStation 5, как в ПК.

Достаточно сильный нагрев в нагрузке хоть и укладывается в норму производителя, но очень хочется установить хотя бы небольшой радиатор.

Из других минусов — гарантия всего 1 год от продавца по причине параллельного импорта.

Тем не менее, многие пользователи не заметят перечисленные минусы, ведь WD Black SN770 — один из лидеров среди накопителей PCIe 4.0 x4 с безкэшевым контроллером за свои деньги. Причем прайс действительно весьма агрессивный — текущая цена почти на 20-25% ниже, чем у Samsung за аналогичный объём диска.

 

Mastero PRO 2TB NVMe

Mastero PRO — интересное и быстрое решение топового уровня, не уступающее флагманам первого эшелона. Этот SSD в чём-то идёт наравне, а в чём-то уверенно опережает топовые диски WD и Samsung. Разумеется, речь прежде всего о контрактном производстве, однако за выбор контроллера IG5236 производителя можно только похвалить. Отличные показатели записи и чтения, высокая производительность даже при сильной нагрузке, встроенный кэш, пятилетняя гарантия, огромный ресурс перезаписи, стильный радиатор — вот объективные плюсы  Mastero PRO. Из минусов — отсутствие фирменного софта для отслеживания показателей диска, впрочем, для этого подойдет и Crystal Disk Info.

Диск понравится искушенным фанатам скорости, будь то геймеры или специалисты, которым важна высочайшая скорость дисковой подсистемы и быстрый отклик. Ещё один шикарный плюс — демократичная цена за объём накопителя. Так, 2-терабайтный накопитель всего на треть дороже однотерабайтного Samsung 980 PRO.

 

Samsung 980 PRO M.2 NVMe

Samsung 980 PRO уверенно чувствует себя при сравнении с WD Black и Mastero PRO, демонстрируя высокие скорости во всех тестах. Если сравнивать с хитом прошлых лет 970 PRO, то 980 PRO является, скорее, его наследником, облачённым в новые интерфейсы и технологии.

Этот диск можно смело рекомендовать пользователям, корейцы своё дело знают. Плюсом станет хороший софт для мониторинга и работы с диском. Из существенных минусов — диски Samsung никогда не были дешёвым решением. Дополнительную лепту вносит и поставка по параллельному импорту и сниженная по этой причине гарантия — всего 1 год, хотя риск получить отказ 980 PRO крайне низок.

 

Послесловие

Твердотельные накопители, использующие интерфейс PCIe 4.0, станут отличным выбором для игр, видеомонтажа и других задач, требующих высокой скорости работы. Они значительно ускоряют загрузку программ и игр, и, что более важно — работу с тяжёлыми файлами. 

PCIe 4.0 также обеспечивает улучшение энергоэффективности, что позволит накопителю работать более экономично, потребляя меньше энергии и выделяя меньше тепла.

С увеличением числа продуктов, поддерживающих PCIe 4.0, выбор между версиями 3.0 и 4.0 станет простым, ведь уже в скором времени PCIe 4.0 станет отраслевым стандартом.

Больше SSD M.2 NVMe с интерфейсом PCIe 4.0 x4 — в каталоге e2e4

___________________________________________
e2e4 — технологии моих побед!