Обзор SSD-накопителя PCIe NVMe Team Group T-Force Cardea II (TM8FP5512G0C110) объемом 512 Гбайт

Оглавление

• Вступление
• Технические характеристики и особенности SSD
• Упаковка и комплектация
• Конструкция SSD-накопителя
• Тестовый стенд и дополнительное программное обеспечение
• Тестирование температурных режимов и стабильности
• Тестирование производительности
• Futuremark PCMark 7
• CrystalDiskMark (64bit) 3.0.3
• Операции с различными типами файлов внутри накопителя
• Время доступа при операциях случайного чтения и записи
• Запись файлов с одновременным удалением
• Копирование файлов большого объема
• Заключение

Вступление

Сегодня у нас в гостях твердотельный накопитель (SSD) бренда T-Force, принадлежащего тайваньской компании Team Group.

Полностью именуется наш гость Team Group T-Force Cardea II TM8FP5512G0C110. Но в обзоре для краткости он будет именоваться T-Force или T-Force 512 GB, всю остальную часть наименования будем подразумевать «за кадром».

В серию T-Force Cardea II входят три накопителя, позиционируемые для настольных компьютеров игрового класса, с емкостью 256, 512 и 1024 ГБ. К нам на тестирование попал самый «средний» из этих трех братьев – объемом 512 Гбайт.

Официальная страница накопителей SSD серии T-Force Cardea II – здесь.

Технические характеристики и особенности SSD

Основные технические характеристики перечислены в следующей таблице:

На данный момент цена в российской рознице известна только на модели емкостью 256 ГБ и 512 ГБ, она составляет, соответственно, чуть менее 4000 рублей и 6000 рублей ($63 и $94 по курсу ЦБ РФ). Накопитель на 1 ТБ пока в российской рознице не обнаружен.

По данным в этой таблице легко заметить, что чем больше емкость накопителя, тем у него и скорость работы тоже выше. Это связано с тем, что в «младших» моделях с меньшей емкостью используется меньшее количество кристаллов флеш-памяти, и они не могут задействовать все каналы контроллера. Наиболее мощные контроллеры (в том числе и примененный в тестируемом SSD) имеют до 8-ми каналов работы с флеш-памятью, а реально рабочими при малых ее объемах оказываются 2 или 4 канала. Отсюда – и уменьшение скорости для накопителей с меньшим объемом памяти.

В накопителях серии T-Force Cardea II применяется память типа TLC (three-level cell) – самая массовая на данный момент и наиболее оптимальная по соотношению цена/качество. Некоторыми производителями уже выпускаются накопители с памятью QLC (Quad-level cell), которые выигрывают в цене, но проигрывают в производительности и ресурсе накопителям на памяти TLC.

Теперь буквально пару слов о примененном контроллере Phison E12. Этот контроллер уже не самый новый в линейке компании Phison, есть у них и более свежий контроллер E16. Но не везде есть смысл применять E16, поскольку для реализации его возможностей потребуется и окружение более высокого класса. Это касается и флеш-памяти, и даже шины PCI (желательна более высокая версия – PCI 4.0). По этим причинам и предыдущий контроллер E12 остается еще актуальным и вполне достаточным для построения даже весьма быстродействующих SSD массового потребительского сегмента.

Упаковка и комплектация

Накопитель пришел к нам в фирменной упаковке, подчеркивающей его ориентированность на геймерские системы:

На обратной стороне коробки кратко перечислены основные скоростные параметры накопителей серии T-Force Cardea II:

Далее – извлекаем из коробки пластиковую защитную упаковку с накопителем:

Конструкция SSD-накопителя

И вот, наконец, перед нами сам красавец – «виновник торжества»:

Поверх элементов печатной платы закреплен радиатор с красивой «боевой» раскраской. Радиатор не приклеен к элементам схемы, а закреплен на них через термопрокладку. В качестве крепления используется черная подпружиненная скоба, заметная на фотографии в нижней части накопителя.

При достаточной аккуратности пользователя радиатор можно снять и использовать накопитель без радиатора (например, если разместить накопитель с радиатором будет затруднительно из-за его высоты). Но такое его использование не будет оптимальным: контроллер этого SSD – мощный во всех смыслах слова; и из-за его перегрева возможны троттлинг и падение производительности.

Посмотрим на нижнюю сторону накопителя:

Нижняя сторона – гладкая, никаких электронных элементов на ней нет. Есть только наклейка с информацией о накопителе.

Взглянем на обратную сторону радиатора:

Здесь, кроме самого теплоотвода, видим тонкую пластину резиноподобного термоинтерфейса. На нем даже есть отпечатки тех микросхем, к которым он был прижат.

Теперь посмотрим на торец теплоотвода:

На этой фотографии видно, что ребра теплоотвода – довольно толстые. Металла производитель не пожалел – одобряем!

Теперь изучим плату тестируемого SSD без радиатора и выясним, «из чего он сделан»:

При освещении сверху наименования микросхем трудно различимы (кроме флеш-памяти Toshiba).

Применим боковое освещение:

С левого края расположен чип Nanya NT5CC128M16JR-EK. Это ОЗУ типа DDR3 на 2 Гбит с организацией 16x128M (итого – 256 МБ). Ниже ОЗУ расположен маленький квадратный чип Phison PS6102-22 – контроллер питания.

Следующая часть платы SSD – его основной контроллер:

Здесь (в середине платы) расположился контроллер Phison E12. Это «сердце» накопителя, но не самая дорогая его часть.

А самая дорогая часть – это флеш-память. Чем ее больше, тем накопитель дороже:

В качестве флеш-памяти использованы две микросхемы TCBBG55-AIV (Toshiba 15 nm, 64-layer 3D TLC). Каждая из микросхем может содержать несколько чипов собственно памяти как таковой (такие упаковки флеш-памяти встречаются очень часто). Вот мы и разобрались, «из чего сделан» тестируемый SSD-накопитель T-Force 512 ГБ.

Под гигабайтом понимается, как обычно у производителей всех видов устройств хранения данных, величина в 10⁹ байт. То есть, Windows со своими «честными» гигабайтами «видит» этот накопитель, как 476.9 ГБ.

Теперь – к тестам.

Тестовый стенд и дополнительное программное обеспечение

Используемый тестовый стенд основан на следующих комплектующих:

• Процессор AMD Ryzen 9 3900X, 3.8 ГГц;
• Материнская плата: ASUS ROG Crosshair VIII Hero (Wi-Fi);
• Оперативная память: 2 х 8 Гбайт DDR4 Patriot Viper Steel PE000599-PVS416G440C9K;
• Видеокарта: Gigabyte GeForce GT1030 GV-N1030D5-2GL;
• Блок питания: Cooler Master MasterWatt Lite 500 MPX-5001-ACABW-ES (500 Вт);
• Корпус: открытый стенд (для исключения влияния качества корпуса на результаты термоизмерений);
• Операционная система: Windows 10 x64 со всеми текущими обновлениями с Windows Update.

Перед проведением тестов производилась перезагрузка системы и выполнялась команда Trim для тестируемого SSD (об исключениях будет упомянуто в тексте). Кроме того, физически отключался интернет.

Если коротко охарактеризовать тестовый стенд, то его производительность более чем достаточна, чтобы не стать «узким горлом» и не влиять на результаты замеров производительности SSD.

При тестировании SSD на систему было установлено дополнительное программное обеспечение: утилита «Team Group SSD Toolbox RU» версии 5.13, скачанная с сайта производителя. Данная утилита обладает не слишком широким функционалом, в чем можно убедиться на следующей паре скриншотов:

Для тестирования производительности накопителя использовались «старые» версии тестовых утилит с целью обеспечения сравнимости с данными предыдущих тестов SSD.

Для проверки копирования и обработки реальных файлов использовались следующие операции:

• Копирование папки с фотографиями в формате jpeg, размер 1.52 Гбайт (1 634 471 499 байт), 410 файлов;
• Копирование папки с HD-видео (AVC), размер папки 10.4 Гбайт (11 147 297 564 байт), 7 файлов;
• Копирование папки с музыкальными аудиозаписями в формате mp3, размер папки 1.52 Гбайт (1 634 133 002 байт), 481 файл;
• Копирование папки с документами в формате doc, размер папки 1.50 Гбайт (1 612 546 048 байт), 566 файлов;
• Обработка контейнера mkv при помощи программы MKVToolnix 18.0.0 с удалением всех звуковых дорожек и субтитров (в качестве образца использовался короткометражный анимационный фильм Sintel в виде файла размером 5.11 Гбайт);
• Архивация вышеуказанных папок с фотографиями и с документами в один архив (архиватор 7Zip версии 19.00 x64, тип архива – 7z, без сжатия).

Для проверки копирования больших объемов данных использовались папки с фильмами объемом 93.1 ГБ.

Тестирование температурных режимов и стабильности

Утилита Crystal Disk Info (8.3.2) показывает, что в установившемся режиме без проведения каких-либо операций температура SSD составляет 29 градусов:

Не буду скрывать, получившийся результат доверия не вызвал. Замер температуры радиатора показал при этом температуру в 43 градуса.

К сожалению, утилиты анализа SSD (в том числе и от производителя) занижают температуру этого SSD, по крайней мере, на 14 градусов. Далее будем постоянно иметь в виду этот факт. Такая проблема изредка встречается даже у куда более «брендовитых» производителей, например, Intel.

Теперь сделаем пару элементарных тестов, которые позволяют предварительно оценить свойства накопителя. Эти тесты на линейное чтение и линейную запись. Для линейного чтения на накопители предварительно был записан массив плохо сжимаемой информации (примерно на 20% объема). Это необходимо было для определения реакции системы на чтение памяти с данными и без данных (ячейки в этом случае в SSD помечаются как «пустые»).

Вот что получилось в тесте линейного чтения:

Здесь видно, что на той области, где содержались реальные данные, скорость чтения колебалась около 1000 МБ/с, а на «пустом» участке повысилась до 2180 МБ/с.

Такое возможно только в одном случае: если контроллер видит, что чтение осуществляется из «пустых» ячеек, то собственно чтения он не осуществляет, а посылает в систему непрерывный поток нулевых данных. Это один из методов ускорения работы SSD, и напоминает о том, что поведение SSD может быть весьма разнообразным в зависимости от вида данных и их наличия как такового.

Температура SSD в течение всего теста на чтение не превышала 48 градусов (уже с учетом указанной выше поправки), что очень неплохо.

Теперь переходим к тесту на линейную запись:

Картинка с линейной записью оказалась типичной (можно сказать – хрестоматийной) для построения современных SSD с применением SLC-кэша.

SLC-кэш – это свободная часть TLC флеш-памяти, частично переведенная в «быстрый» режим SLC. Причем, что интересно, величина SLC-кэша может меняться по сложным внутренним алгоритмам накопителя, но, как правило, чем больше на диске свободного места, тем и кэш тоже больше.

Сначала на графике идет участок примерно на 3% от объема (15 ГБ) с быстрой записью (ок. 2000 МБ/с), затем скорость спадает до 600 МБ/с и такой держится до конца теста.

В начале теста (где высокая скорость) данные передаются в быстрый SLC-кэш, а когда он оказывается полностью забит, то уже происходит передача данных с той скоростью, которую может обеспечить флеш-память «сама по себе».

Температура накопителя к концу теста линейной записи повысилась намного больше, чем в тесте на чтение, и достигла 58 градусов (как всегда, с учетом поправки):

Такая температура не опасна троттлингом, за что, в первую очередь, надо благодарить массивный радиатор.

Теперь – проверим стабильность скоростных характеристик накопителей в различных ситуациях его использования. Тестирование проводилось утилитой CrystalDiskMark 3.0.3 для четырех вариантов: «спокойное» состояние (диск записан на 39%), состояние сразу после записи (копирования) высокого объема данных (100 ГБ записи без команды Trim), через час после записи высокого объема данных (снова без принудительной подачи команды Trim), и, наконец, после подачи команды Trim.

Эти тесты позволяют определить, насколько внутренние процессы после записи данных «мешают» работе с новыми данными; происходит ли автоматическая «расчистка» накопителя и насколько успешно она работает.

Тесты показали хорошую стабильность работы. Быстродействие существенно «просело» только на втором скриншоте, что вполне ожидаемо: после того, как накопитель «отчитался» о завершении записи, он продолжает свою внутреннюю перекачку данных из кэша и его последующую очистку. Но со временем и эти процессы заканчиваются безо всякого «ручного» вмешательства.

Можно констатировать, что после выполнения операций с большими объемами данных диск без проблем восстанавливает свое быстродействие. В завершении этой главы – скриншот теста последней версией утилиты CrystalDiskMark, где мы сможем увидеть почти что ту самую скорость чтения, которую указал производитель в технических данных:

Но эта картинка – «факультативная», поскольку погоня за цифрами не является целью обзора.

Тестирование производительности

Итак, как мы видели в предыдущей главе, тестируемый накопитель в режиме записи имеет два режима работы: «быстрый» (без переполнения кэша) и «медленный» (точнее – не медленный, а средний) - когда кэш переполняется.

Сразу скажу, что тестирование производительности полностью проводилось в «быстром» режиме. Будем считать, что потребитель в курсе особенностей накопителя и не будет его «насиловать», доводя до переполнения кэша. :)

Чтобы при тестировании чтения накопитель показывал реальную скорость (а не скорость чтения «пустых» данных), накопитель тестировался заполненным на 20-60% плохо сжимаемыми данными.

А для гарантированного обеспечения «быстрого» режима перед каждым тестом производилась перезагрузка, подача команд оптимизации и Trim, после чего – еще несколько минут «покоя». Для «разминки» – результаты теста в Anvil's Storage Utilities 1.1.0.

Futuremark PCMark 7

Данный тест проводит имитацию действий пользователя при работе за компьютером, т.е. без «гонки на скорость».

Первый результат – общий итог в баллах; остальные результаты, кроме первого – в мегабайтах в секунду.

CrystalDiskMark (64bit) 3.0.3

Этот тест делает проверку скорости записи/чтения в нескольких режимах с потоком случайных плохосжимаемых данных. Это позволяет уменьшить влияние на результат внутренних алгоритмов сжатия в накопителях; но надо иметь в виду, что «ускоряющие» алгоритмы в современных накопителях настолько хитры и изворотливы, что полностью исключить их влияние вряд ли получится.

Операции с различными типами файлов внутри накопителя

В данном подразделе, кроме собственно копирования типовых наборов файлов, будут проверены операции редактирования видеофайла и архивирования двух папок с разнотипным содержимым (в одной – аудиофайлы, в другой – документы doc).

Время доступа при операциях случайного чтения и записи

Время доступа накопителей SSD настолько короче по сравнению с «традиционными» HDD, что им, как правило, можно пренебречь. Но раз такой параметр существует, то он будет проверен.

Среднее время доступа при операциях чтения и записи было получено в результате тестирования AS SSD Benchmark версии 1.7.4739.38088.

Запись файлов с одновременным удалением

Такая нагрузка (запись одной информации с одновременным удалением другой) – характерна для серверных применений, когда разные процессы (или разные пользователи) могут одновременно выполнять операции записи, чтения и удаления. Причем операция удаления для накопителей SSD, в отличие от традиционных HDD, очень непроста.

В добрых старых HDD саму информацию удалять не надо – достаточно пометить, что она удалена. А магнитные ячейки потом, при поступлении новой информации, можно перезаписать как угодно: вместо нулей записать единицы, или наоборот. В SSD так сделать нельзя, там запись «однонаправленная». Перед записью новой информации ячейки надо обязательно очистить от старой. А это – дополнительная «работа» для накопителя, который одновременно занят еще записью и чтением.

Методика проверки такова. Заполняем диск плохо сжимаемыми данными примерно на 40%. После чего запускаем копирование большого объема файлов (93.1 ГБ) и затем прямо во время копирования удаляем с накопителя такую же по объему часть ранее записанных файлов (тоже 93.1 ГБ).

Удаление делаем «по-честному», а не перемещением файлов в «Корзину» (что удалением в физическом смысле не является). Затем делаем скриншот графика копирования, вот он:

Удаление массива файлов было произведено в тот момент, когда было выполнено около 9% копирования.

График получился довольно изрезанным, но, главное: в момент удаления массива файлов на графике ничего существенного не изменилось. Накопитель продолжил копирование, как будто ничего не произошло. Самое интересное случилось чуть позже. Примерно через 40 секунд после удаления: на графике возник мощный «горб» с ускорением копирования. Явление оказалось устойчиво: повторная проверка при тех же условиях показала то же самое.

На графиках копирования часто возникают разного рода «горбы», но обычно они или низкие, или короткие. В данном случае вероятной причиной возникновения «горба» является высвобождение флеш-памяти после удаления файлов, часть которой затем преобразуется в SLC-кэш и дает на некоторое время ускорение копирования (пока и новоявленный кэш не «забьется» данными).

Данное явление, несомненно, следует оценивать положительно: алгоритм работы накопителя всячески способствует ускорению процессов работы с данными.

Копирование файлов большого объема

В большинстве предыдущих тестов мы проверяли работу накопителя в «быстром» режиме (когда объема кэша хватает для выполнения тестовых операций). А теперь проверим работу при выходе за пределы этого режима, для чего будем использовать копирование файлов в большом объеме.

Под «большим объемом» копируемых файлов в данном случае понимаем такой объем, который гарантированно «забьет» кэш накопителя. И, соответственно, в данном случае интересно будет понаблюдать за поведением накопителей в этот момент.

Этот опыт проведем над накопителем для двух значений заполнения информацией: на 20% (т.е. когда на нем присутствуют только сами копируемые файлы) и на 78% (когда добавлен еще всякий файловый «мусор» просто для занятия места). В последнем случае объем дополнительного файлового «мусора» рассчитан так, чтобы к моменту окончания копирования на накопителе осталось не более 2% свободного места. Объем копируемых файлов в обоих случаях – одинаковый (93.1 ГБ).

Так выглядит процесс копирования при заполнении диска на 20%:

А так – при заполнении диска на 78%:

Продолжительность копирования в этих двух случаях отличалась несильно. При занятости в 20% продолжительность копирования составила 3 мин. 31 с, а при занятости 78% - 3 мин. 48 с.

Таким образом, при «одноразовом» копировании файлов процент занятости диска принципиального значения иметь не будет.

Заключение

Протестированный накопитель в принципе не мог быть флагманским. Но это не потому, что производитель где-то что-то упустил, а потому, что объема флеш-памяти здесь недостаточно, чтобы задействовать все каналы контроллера: половина из них «отдыхает». Полностью скоростной потенциал контроллера может раскрыться в «старшем» накопителе тестируемой серии (объемом 1 Тбайт), хотя и цена его будет существенно выше.

Но в классе накопителей SSD NVMe с емкостью до 512 Гбайт включительно протестированный T-Force Cardea II выглядит весьма привлекательно. Производитель «выжал» из использованной элементной базы максимум того, что можно «выжать». Ну а выше головы, как известно, не прыгнешь. Также очень правильно сделал производитель, что не приклеил радиатор к накопителю термоклеем «насмерть», а сделал его съемным.

Благодаря этому пользователь сможет переставлять накопитель из настольного компьютера в ноутбук и обратно; просто снимая с накопителя радиатор перед установкой в ноутбук (и снова одевая его перед установкой в ПК). Правда, при работе в тесном пространстве ноутбука возможен троттлинг из-за перегрева и замедление работы SSD, но только в случаях операций с очень большими массивами данных.

Выражаем благодарность:

• Компании Team Group за предоставленный на тестирование накопитель PCIe NVMe T-Force Cardea II объемом 512 Гбайт.

реклама