Самые надежные SSD: результаты эксперимента продолжительностью в полтора года. На высоких скоростях: испытание накопителей NVMe на выносливость

Современные SSD-накопители достаточно надежные, а с учетом того, что цена за 1 ГБ (в долларах) постепенно падает, то использовать SSD во многих случаях даже более рационально, чем работа с HDD. Но какой SSD выбрать?

Полтора года назад журналист Tech Report решил провести эксперимент по выявлению наиболее надежных SSD. Он взял шесть моделей накопителей: Corsair Neutron GTX, Intel 335 Series, Kingston HyperX 3K, Samsung 840, Samsung 840 Pro, и поставил все шесть на цикличный процесс чтения/записи. Объем памяти каждого накопителя составлял 240-256 ГБ, в зависимости от модели.

Сразу стоит сказать, что все шесть моделей успешно выдержали заявленную производителем нагрузку. Более того, большинство моделей выдержало больше циклов чтения-записи, чем это заявлено разработчиками.

Тем не менее, 4 из 6 моделей сдались перед достижением объема в 1 ПБ «прокачанной» через диск информации. Зато 2 модели из тех, что участвовали в этом аттракционе «железной смерти» (Kingston и Samsung 840 Pro) выдержали даже 2 ПБ, и только потом отказали. Конечно, выборка из 6 SSD не может служить показателем работы для всех SSD без исключения, но определенная репрезентативность у этой выборки все же есть. Процедура цикличного чтения-записи тоже не идеальный показатель, ведь накопители могут выходить из строя по самым разным причинам. Но результаты теста очень интересны.

Один из выводов: производители достаточно деликатно подходят к вопросу выбора лимита работы своих накопителей - как уже говорилось выше, все SSD выдержали положенный лимит объема записанной информации.

Что касается самих моделей, то первым вышел из строя Intel 335 Series . У SSD этой модели есть одна особенность - они прекращают работу, как только появляются сбойные сектора. Сразу после этого накопитель входит в режим чтения, а затем и вовсе превращается в «кирпич». Если бы не инструкция «остановись при сбое», возможно, SSD проработал бы и дольше. Проблемы начались с диском уже после прохождения отметки в 700 ТБ. Информация на диске оставалась читаемой до момента перезагрузки, после чего диск превратился в кусок железа.

Samsung 840 Series успешно дошел до отметки в 800 ТБ, но начал показывать большое количество ошибок, начиная с 900 ТБ, и отказал без всяких предупреждений, не дойдя до петабайта.

Следующим отказал Kingston HyperX 3K - у модели тоже есть инструкция прекращать работу при появлении ряда сбойных секторов. К концу работы устройство начало выдавать уведомления о проблемах, позволяя понять, что конец близко. После отметки в 728 ТБ накопитель перешел в режим чтения, и после перезагрузки перестал отвечать.

Corsair Neutron GTX стал следующей жертвой, пройдя отметку в 1.1 ПБ. Но у накопителя уже насчитывались тысячи сбойных секторов, устройство начало выдавать большое количество предупреждений о проблемах. Даже спустя ещее 100 ТБ диск позволят записывать данные. Но после очередного ребута устройство перестало даже определяться системой.

Осталось всего две модели Kingston и Samsung 840 Pro, которые героически продолжали работать, достигнув отметки даже в 2 ПБ.

Kingston Hyper X использует сжатие данных по возможности, но тестировщик стал записывать несжимаемые данные для чистоты теста. Для этого использовалась программа Anvil"s Storage Utilities, служащая для выполнения тестов по чтению-записи данных.

Диск показал хорошие результаты, хотя на промежутке между 900 ТБ и 1 ПБ уже возникли неисправимые ошибки, плюс поврежденные сектора. Ошибок было всего две, но это все равно проблема. После того, как диск отказал на 2.1 ПБ, он перестал определяться системой после ребута.

Последним павшим железным солдатом в этой битве стал Samsung 840 Pro

Твердотельные накопители очень популярны. Оно и понятно: данный тип устройств заметно ускоряет работу дисковой подсистемы компьютера. Из-за чего даже не самые производительные ноутбуки и настольные ПК буквально обретают вторую жизнь. Наконец-то стоимость SSD нельзя назвать очень высокой, хотя по такому параметру, как «стоимость за 1 Гбайт» они заметно уступают классическим винчестерам на магнитных пластинах.

Колонка редактора: несколько фактов о надежности SSD

Тенденции таковы, что под натиском твердотельных накопителей жесткие диски сдают свои позиции. Так, по прогнозам HGST, глобальный спрос на HDD всех форм-факторов (2,5’’, 3,5’’, гибридные) в ближайшем будущем будет снижаться. Если в 2014 году было реализовано приблизительно 561 млн винчестеров, то в этом году ожидается поставка всего 550 млн устройств данного типа. В 2016 году темп снижения спроса на HDD увеличится. Планируется, что будет реализовано всего 538 млн жестких дисков. В сегменте винчестеров для десктопов планируется снижение поставок со 156 млн штук в 2014 году до 152 млн в 2015 году и 150 млн в 2016 году соответственно. Особенно заметна тенденция в сегменте портативных компьютеров (читай - ноутбуков), где все чаще практикуется методика распайки несъемного ПЗУ прямо на материнской плате. Здесь спрос снизится со 171 млн штук в 2014 году до 161 млн единиц в этом году. Ожидается, что в 2016 году будет реализовано всего 147 млн ноутбучных HDD.

Естественно, главной причиной заметного снижения спроса на классические жесткие диски является рост популярности SSD. Но доверите ли вы сохранность всей своей информации этим устройствам?

HDD сдают свои позиции под натиском твердотельных накопителей!

Не так давно наши коллеги из Tech Report завершили полуторагодичный эксперимент по тестированию сразу нескольких твердотельных накопителей. В испытании на выносливость приняли участие следующие SSD: Corsair Neutron GTX, Intel 335, две модели Kingston HyperX 3K, Samsung 840 и Samsung 840 Pro. Все устройства имели емкость в пределах 240-256 Гбайт. Инициаторы эксперимента на протяжении всего отрезка времени измеряли объем записанной и считанной с SSD информации и изменение их производительности. Что касается второго пункта, то во всех случаях за отведенные 18 месяцев ни у одного из твердотельных накопителей не возникло проблем с критичным падением уровня быстродействия, хотя и были обнаружены некоторые временные колебания.

Обычно производители указывают в технических характеристиках количество циклов чтения/записи, а также максимальный объем записи информации. Например, твердотельный накопитель Samsung 840 Pro имеет 5-летнюю гарантию, в рамках которой на SSD ежедневно может записываться до 40 Гбайт информации. Нетрудно подсчитать, что заявленный «объем надежности» этого устройства составляет 5*365*40=73000 Гбайт. Среднее время наработки на отказ равно 1,5 млн часов (~171 год).

Так вот, все испытуемые накопители продемонстрировали показатели лучше, чем заявленные производителем. Правда, до отметки в 1 Пбайт (1048576 Гбайт) дожило лишь два SSD. Самым первым «умер» твердотельный накопитель от Intel. Причем его «смерть» была запрограммирована самим производителем. Накопитель элементарно имеет конкретное ограничение по лимиту записанной информации. Это сделано с целью предотвратить потерю данных если у диска закончится время эксплуатации. После того как срабатывает программная блокировка, записанные данные можно только считать с устройства. Записать новые файлы на «твердое тело» в дальнейшем уже не получится. Долгожителями же оказались SSD от Kingston и Samsung - они сумели преодолеть лимит в 2 Пбайт.

Очевидно, что подобный (пусть и очень наглядный и интересный) эксперимент стоит рассматривать исключительно в качестве информации к размышлению, так как на протяжении всех 18 месяцев твердотельные накопители работали в одном сценарии нагрузки. Однако очевиден и другой момент: накопители от известных производителей полностью соблюдают гарантийные условия эксплуатации и даже превосходят их.

Результаты тестирования Tech Report

Достаточно интересную закономерность на днях представили в инженерно-техническом комитете JEDEС, занимающимся стандартизацией и сертификацией памяти. На суд общественности была представлена презентация , в которой наглядно описываются риски хранения информации на твердотельных накопителях. Как итог, JEDEC не рекомендует подолгу оставлять SSD без питания.

Это просто физика. Для того чтобы ячейке NAND-памяти держать заряд, а, следовательно, хранить записанную на ней информацию, ей необходима определенная подпитка. Нахождение на протяжении долгого времени в выключенном состоянии может привести к безвозвратной потере данных. В некоторых случаях речь идет о считанных неделях и днях. Особенно потенциальной возможности полной потери информации подвержена память типа TLC, выполненная по достаточно тонким технологическим нормам.

Некоторые производители тоже перестраховываются, периодически указывая гарантированное время, на протяжении которого информация никуда не исчезнет. Для потребительских твердотельных накопителей обычно этот отрезок равен году. Для корпоративных SSD - трем месяцам. Но этот параметр очень сильно варьируется от температуры окружающей среды. Ее изменение даже на пять градусов может привести к тому, что время гарантированного хранения данных сократится вдвое. Например, если запись данных на твердотельный накопитель осуществляется при температуре 25 градусов Цельсия или рабочая температура не превышает 40 градусов Цельсия, то ожидаемый срок хранения информации составит 105 недель с момента отключения питания. То есть приблизительно два года. Если же в ходе записи температура повысится хотя бы на пять градусов Цельсия (до 30 градусов), то ожидаемый срок хранения данных сократится вдвое - до одного года. Интересно, что при низких температурах записи, но высоких температурах хранения накопителя в выключенном состоянии счет может идти на недели. В некоторых случаях информация может быть частично потеряна уже через неделю после отключения питания.

SSD диски обеспечивают более высокую скорость работы по сравнению с привычными жесткими дисками и имеют массу других преимуществ. Их устанавливают на высокопроизводительные системы, особенно на ноутбуках. Причинами их популярности является также устойчивость к механическим повреждениям и магнитным полям, бесшумность работы, меньшее энергопотребление, отсутствие перегрева. SSD диск представляет собой немеханическое устройство хранения памяти, которое состоит, как и обычная флешка, из микросхем и контроллера. Главным минусом устройства является ограниченность ресурса перезаписи. Рейтинг SSD дисков 2018 года по версии портала Марка.гуру поможет выбрать лучшую модель для компьютера, которая будет справляться со своими задачами на протяжении длительного времени.

Для выбора лучшего и самого надежного SSD диска необходимо провести сравнение по следующим параметрам:

Объем. Ключевая характеристика, показывающая емкость накопителя. Если вы используется его только как системную память, то хватит и небольшого объема. Если же это основной или единственный носитель информации, то лучше выбрать более емкий, но и соответственно дорогой.
Тип. Различают одноуровневый SLC, 3-уровневый TLC и многоуровневый MLC. Первый тип является самым быстрым, но и дорогим. MLC самый распространенный из-за невысокой стоимости, но имеет не очень большой ресурс. TLC самый медленный и дешевый с невысоким ресурсом. Самый современный тип – это многослойная 3D V-NAND, имеющая высокую надежность и лучшие характеристики.
Форм фактор, иначе говоря, габариты. Поскольку SSD чаще используют в ноутбуках, то большая часть моделей имеет значение 2,5 дюйма. Если же вы хотите установить такой диск в ПК вместо жесткого, то можно воспользоваться специальным переходником.
Скорость . Обычно указывается максимальная скорость записи и чтения данных, при этом реальные показатели на практике могут существенно отличаться от заявленных. Также оценивается скорость случайной записи, которая выражается в количестве операций в секунду (IOPS).
Тип подключения . Самым часто используемым является SATA3 с пропускной способностью до 6 Гбит в секунду.
Ресурс. Означает максимальное количество циклов перезаписи. Ограниченность этого показателя является основным минусом твердотельных носителей. Лучшие SSD выдерживают до 10000 циклов, бюджетные – до 3-5 тысяч. Часто выражается в предельном объеме данных и часах наработки.

1 Samsung 850 Evo

Рейтинг SSD дисков открывают твердотельные накопители серии 850 Evo, они признаны лучшими для ноутбука и компьютера за использование самых современных технологий, обеспечивающих высокую скорость записи и долговечность. По сравнению с предыдущей 840 версией имеет в два раза большую скорость случайной записи и высокую производительность. Возможный объем достигает 4 Тб. В двух последних интерфейсах доступен режим Rapid, который задействует в качестве кэша четверть оперативной памяти компьютера для ускорения передачи данных.

Фирменная технология Samsung 3D V-NAND предполагает увеличение емкости за счет расположения ячеек в 32 слоя, что позволяет не только увеличить объем памяти, но и обеспечить лучшую скорость и надежность хранения данных.

Параметры:

возможный объем 120, 250, 500 Гб, 1, 2 или 4 Тб;
Sata 3;
540/520 Мб/сек;
до 90000 IOPS;
форм фактор 2,5 дюйма, M2, mSata;
поддержка Trim;
буферная память 512 Мб – 2 Гб в зависимости от емкости;
наработка на износ 1,5 млн. часов.

Преимущества:

высокая скорость записи;
высокая емкость;
надежность хранения данных;
долговечность и износостойкость;
различные варианты размеров.

Недостатков не выявлено.

Средняя цена 23000 за 1Тб.

Цены на Samsung 850 Evo :

2 Toshiba Q300 480GB

Второе место занимает относительно недорогой твердотельный накопитель от Toshiba. Имеет толщину 3 мм, поэтому подходит для установки в ноутбуки. Используется память NAND, 3 бита на ячейку. Главным преимуществом диска, позволяющим ему занимать высокие позиции в рейтинге, является его ценовая доступность при высоких технических показателях.

В оригинальной технологии компании Toshiba реализована технология использования дешевого типа TLC ячеек и кеша SLC, что позволяет повысить производительность.

Параметры:

480 Гб;
550/520 Мб/с;
Sata 3;
до 83000 IOPS;
1,5 млн. часов наработки;
поддержка Trim;
2,5”;

Преимущества:

высокая скорость;
хорошая производительность;
привлекательное сочетание цены и качества.

Недостатков не выявлено.

Средняя цена 10 600 рублей.

Цены на Toshiba Q300 480GB :

3 SanDisk Extreme Pro 480 GB

Твердотельный накопитель SanDisk обеспечивает высокую скорость загрузки игр и графических приложений, подходит для компьютеров и ноутбуков. Использование такого диска экономит заряд батареи, исключает перегрев благодаря встроенной функции саморегулирования. С диском поставляется фирменное ПО, которое позволяет в реальном времени отслеживать изменения его характеристик, например, эффективность работы и наполняемость. Диск в отличие от обычных жестких имеет высокую устойчивость к вибрациям и ударопрочность.

Технология nCache Pro повышает производительность и быстродействие за счет двухуровневой системы кеширования небольших файлов. Крупные файлы объединяются в буфере в общий массив данных перед записью в основную флеш память.

Параметры:

480 Гб;
550/515 Мб/с;
Sata III;
MLC память;
2,5”;
до 100000 IOPS.

Преимущества:

хорошая производительность;
10-летняя гарантия от производителя;
подходит для ноутбуков.

Недостатки:

невысокая скорость записи по сравнению с аналогами;
иногда встречаются бракованные экземпляры.

Средняя цена 19600 рублей.

Цены на SanDisk Extreme Pro 480 GB :

4 Kingston KC400 SSDNow

SSD диск Kingston работает в 15 раз быстрее обычного жесткого диска, имеет высокую надежность и обеспечивает защиту данных благодаря памяти NAND. Накопитель может устанавливаться в ноутбуки или настольные ПК. В модели реализована технология выравнивания износа, благодаря которой разница между самыми часто и наиболее редко используемыми блоками составляет не более 2%. Также присутствует интеллектуальная функция очистки памяти, увеличивающая срок службы.

Параметры:

емкость 128, 256 Гб и 1 Тб;
550/530 Мб/с;
MLC память;
SATA 3;
2,5”;
до 89000 IOPS.

Преимущества:

выбор емкости;
хорошая скорость;
современные технологии продления срока службы.

Недостатки:

по некоторым отзывам есть сложности в обновлении прошивки.

Средняя цена 26 тысяч рублей.

Цены на Kingston KC400 SSDNow :

5 WD Blue SSD 1TB

На пятом месте рейтинга SSD накопитель внушительной емкости от WD. Он имеет толщину 7 мм и металлический корпус, подходит для использования в ноутбуках. Диск обеспечивает хорошую скорость и специально разработан для многозадачности, гарантируя быструю работу одновременно в нескольких приложениях.

Параметры:

250, 500 Гб и 1 Тб;
545/525 Мб/с;
Sata 3;
2,5” и М2;
ресурс 400 TBW;
1,75 млн. часов наработки;
до 80000 IOPS.

Преимущества:

большая емкость;
два варианта форм-фактора;
удобное программное обеспечение;
быстродействие и надежность.

Недостатки:

сравнительно невысокий ресурс;
более короткая гарантия, чем у конкурентов.

Средняя цена 20100 рублей.

Цены на WD Blue SSD 1TB :

6 PNY CS2211 240GB

Твердотельный накопитель PNY обеспечивает высокую производительность при загрузке игр и передачи файлов большого объема. Идеально подходит как замена системного жесткого диска для геймеров и при работе с видео в разрешении 4К. Характеризуется низким энергопотреблением, быстрой работой с мультимедиаконтентом и в условиях многозадачности.

Имея толщину 7 мм, дополняется идущей в комплекте накладкой, позволяющей устанавливать его в местах креплений 9,5 мм.

Параметры:

240, 480 и 960 Гб;
560/547 Мб/с;
SATA 3;
до 95000 IOPS;
MLC NAND;
2,5”.

Преимущества:

хорошая скорость;
надежность;
программное обеспечение в комплекте.

Недостатков не выявлено.

Средняя цена 8200 рублей.

Цены на PNY CS2211 240GB :

7 OCZ ARC 100 240GB

Накопитель ARC 100 является представителем бюджетного сегмента, при этом использует технологические наработки более дорогих моделей из предыдущих серий. Это экономичное решение для пользователей, основанное на проверенном временем инструментарии. Выполнен в металлическом 7мм корпусе.

В основе модели контроллер Barefoot 3 M10, поддерживающий устойчивую производительность в течение всего срока службы диска. Также благодаря нему достигнута быстрая работа с плохо сжимаемыми данными, например, видеофайлами, архивами, игровыми установочными пакетами.

Параметры:

120, 240 и 480 Гб;
490/450 Мб/с;
SATA 3;
до 80000 IOPS;
ресурс 21,9 TBW;
2,5”.

Преимущества:

надежность;
хорошо сохраняет производительность в течение срока службы;
доступная цена.

Недостатки:

невысокая скорость.

Средняя цена 6200 рублей.

Цены на OCZ ARC 100 240GB :

8 Kingston HyperX Savage 480 GB

Накопитель Kingston обеспечивает повышение скорости работы всей операционной системы и сохранение своих характеристик в том числе и при заполнении емкости. Модель отличает яркий дизайн в стиле современных игровых компьютеров. Тонкий корпус 7 мм делает возможным его установку практически в любой ноутбук или ПК. Производитель предлагает гарантию 3 года и бесплатную поддержку.

В комплекте может поставляться 3,5” корпус, переходник на крепление 9,5 мм, внешний карман с USB 3.0, а также все необходимые монтажные винты, что позволяет легко заменить стандартный жесткий диск.

Параметры:

240, 480 и 960 Гб;
2,5”;
SATA 3;
520/500 Мб/с;
до 88000 IOPS;
наработка 1 млн. часов;
416 WPD.

Преимущества:

хорошая производительность;
качественная сборка;
много переходников в комплекте;
надежность.

Недостатки:

средние ресурс и скорость;
частые ошибки;
для корректной работы иногда требуется обновление прошивки.

Средняя цена 13300 рублей.

Цены на Kingston HyperX Savage 480 GB :

9 WD WDS250G1B0A

Используемый в модели контроллер Marvell улучшает энергосбережение, поэтому рекомендуется к использованию на ноутбуках. Также им поддерживается шифрование данных, благодаря чему обеспечивается надежность работы. SSD имеет хороший ресурс и оптимизирует расположение данных, позволяет работать с несколькими приложениями высокой ресурсоемкости одновременно.

Модель сертифицирована на совместимость с широким ассортиментом ноутбуков и настольных компьютерах, в том числе может использоваться на современных тонких ультрабуках.

Параметры:

250 Гб;
2,5 или M2;
SATA 3;
100 TBW;
540/500 Мб/с.

Преимущества:

универсальность;
надежность;
фирменное ПО;
качественная сборка.

Недостатки:

частые ошибки;
по некоторым отзывам реальная скорость намного ниже заявленной.

Средняя цена 6500 рублей.

Цены на WD WDS250G1B0A :

10 Transcend SSD370

Максимально возможная емкость в линейке модели SSD370 достигает 1 Тб. Кроме достаточно высокой скорости и хорошего ресурса диском поддерживается и ряд дополнительных функций. В частности, интеллектуальная система управления блоками, защита от резкого отключения питания, TRIM, минимизация износа. Для модели характерна высокая устойчивость к вибрации, тряске, ударостойкость. Производителем дается трехлетняя гарантия, а также бесплатный программный продукт SSD Scope. С его помощью можно отслеживать состояние диска, повышать эффективность его работы и предупреждать появление проблем. В комплекте 3,5 мм скоба для монтажа диска в настольный ПК.

Режим DevSleep позволяет полностью отключать электропитание в режиме ожидания, при этом сохраняя способность к быстрому включению за доли секунды. Это актуально при использовании в ноутбуках для повышения длительности работы от батареи.

Параметры:

емкость до 1 Тб;
2,5”;
SATA 3;
570/470 Мб/с.

Преимущества:

хорошая емкость;
адаптер в комплекте;
много дополнительных функций по оптимизации и продлению срока службы;
фирменное ПО.

Недостатки:

невысокий ресурс;
встречается брак;
высокая цена за модели повышенной емкости.

Средняя цена 5500 рублей за 128 Гб, 33760 - за 1 Тб.

Цены на Transcend SSD370 :

11 ADATA Premier SP550

Модель представлена в различных вариантах емкости, самым бюджетным из которых является 128 Гб, одним из наиболее популярных – 480 Гб. В диске SSD реализована технология исправления ошибок, обеспечивается целостность данных и неплохой срок службы. Тонкий 7мм корпус позволяет использовать его в ноутбуках и ультрабуках.

Параметры:

480 Гб;
560/510 Мб/с;
SATA3;
2,5”;
до 75000 IOPS.

Преимущества:

сравнительно невысокая стоимость;
хорошая скорость;
качественная сборка.

Недостатки:

дешевая память TLC.

Средняя цена 12500 рублей.

Цены на ADATA Premier SP550 :

Заключение

Первое сомнение при покупке SSD диска обычно вызвано его ограниченным сроком службы. Самые современные модели, использующие новейшие технологии, обеспечивают гарантированно долгую стабильную работу. Но цена этих представителей передовых брендов часто неподъемная. Такие SSD рекомендуется геймерам и людям, профессионально работающим с графикой и видео. Накопители повышенной емкости также имеют высокий ценник. Для повседневного использования рекомендуется выбрать небольшие MLC диски, а при невысоких нагрузках можно ограничиться и более дешевыми TLC. У них меньше ресурс и производительность, поэтому рекомендуется использовать специальные утилиты для отслеживания состояния памяти и своевременной ее замены.

Многие пользователи грезят о том, чтобы их ПК откликался и запускал приложения так же быстро, как, например, современные смартфоны и планшеты. А путь к исполнению этого желания лежит, как правило, не через более мощный ЦП и даже не через оперативную память большего объема. Наилучший результат приносит замена нерасторопного HDD (или старого SSD) на действительно быстрый твердотельный накопитель.

Мерилом всех вещей в этом отношении являются модули с интерфейсом M.2, работающие по спецификации NVMe. Шина PCI Express и специально предназначенный для подключенных по ней твердотельных накопителей протокол передачи данных прорывают все ограничения, из-за которых обычные твердотельные накопители с поддержкой SATA не могут развить скорость выше 550 Мбайт/с и которые представляют узкое место при параллельных запросах на многоядерных системах.

Твердотельные накопители SATA на 2,5 дюйма
Обычные твердотельные накопители в форм-факторе дисков 2,5 дюйма в большинстве случаев являются единственным вариантом для ноутбуков и старых ПК

Но такие SSD, как правило, заметно дороже, чем твердотельные накопители с SATA-подключением и требуют наличия современной материнской платы. Далее мы расскажем, для каких компьютеров подходит тот или иной тип дисков и насколько велика разница в скоростях на практике. Затем мы приводим результаты тестов твердотельных накопителей, работающих по протоколу NVMe, и в заключение советуем, как проще всего перенести систему со старого HDD или SSD на новый.

Выбор лучшей технологии: NVMe или SATA

Выбор типа накопителя зависит от системы, которую вы намерены переоснастить. Большинство ноутбуков (прежде всего старые) оснащены только одним разъемом SATA и отсеком для жесткого диска. В таком случае диск можно заменить только 2,5-дюймовым SATA SSD (см. ). Это же касается и большинства ПК вплоть до поколения Intel Broadwell, даже если на некоторых дорогих материнских платах предусмотрен слот M.2 (в нем наряду с линиями PCIe может использоваться и SATA с характерными для него ограничениями). Если современного слота M.2 на плате нет, можно подключить модуль форм-фактора M.2 к слоту PCIe через адаптер.

Адаптер M.2–PCIe
Простые недорогие адаптеры (от 300 руб.) позволяют использовать накопители M.2 в слотах PCIe на ПК. Чтобы можно было загружаться с них, в BIOS UEFI должна быть предусмотрена поддержка NVMe

Если вы собираетесь использовать твердотельный накопитель NVMe в качестве системного диска, то в UEFI должна быть поддержка загрузки с NVMe - убедиться в этом следует на сайте производителя материнской платы (опция NVMe Boot). В противном случае можно использовать SSD в качестве дополнительного диска под управлением Windows, но оправданно это будет только в отдельных случаях.
Слот M.2 стал широко использоваться в платформах, начиная с поколения Skylake (сокет LGA 1151) - информацию можно найти в технических характеристиках платы. Но будьте внимательны: M.2 - это в первую очередь обозначение форм-фактора карты (22×80 мм).

Их существует два типа. Модуль M.2 с так называемым ключом «B» поддерживает обычную технологию AHCI, которая используется для подключения накопителей по интерфейсу SATA. Подобные диски называются так же, как их 2,5-дюймовые аналоги SATA (например: Crucial MX300 M.2, Samsung SSD 850 Evo M.2) и по скорости от них не отличаются. Их преимущество в том, что с этими накопителями проблем с совместимостью или драйверами не возникает, и даже установка Windows 7 происходит без проблем.

Если на материнской плате ПК или ноутбуке предусмотрен слот M.2, оптимальным будет решение установить в него высокоскоростной SSD с поддержкой спецификации NVMe

Модуль же с ключом «M» и поддержкой протокола NVMe может использовать до четырех линий PCIe 3.0. Большинство современных материнских плат и многие ноутбуки оснащены слотами с заглушкой в позиции «M», то есть в принципе совместимы с дисками NVMe. Но в любом случае перед покупкой накопителя с поддержкой NVMe следует изучить документацию производителя и непременно принять во внимание следующее: первоначально установить ОС Windows 7 на диск NVMe сложно. Если же Windows 7 уже установлена на дооснащаемый компьютер, то можно перенести систему на твердотельный накопитель NVMe.

В первое время существования твердотельных накопителей из-за их ограниченных возможностей и высокой стоимости было популярно использовать параллельно один небольшой SSD под ОС и один HDD под файлы. Сейчас этот вариант, как и прежде, имеет право на существование, но из-за снижения цен на твердотельные накопители он теряет привлекательность. Самая выгодная цена за один гигабайт в настоящее время - у твердотельных накопителей SATA емкостью около 1 Тбайт: эти модели можно купить от 17 000 рублей. Для десктопов и ноутбуков со слотом M.2 и отсеком 2,5 дюйма оправдано также сочетание твердотельного накопителя под ОС и программы и HDD большой емкости под файлы.

NVMe против SATA: основные отличия
Интерфейс SATA был разработан для последовательного доступа к HDD. Протокол NVMe обеспечивает параллельный доступ к SSD

С другой стороны, разница в цене на новый терабайтный жесткий диск (около 2500 рублей) и 256-гигабайтный твердотельный накопитель (около 5500 рублей) с одной стороны и терабайтный SSD (от 17 000 рублей) - с другой пока достаточно велика, поэтому вариант с двумя дисками все еще актуален. Однако некоторым пользователям удобнее, когда ОС, программы и файлы находятся на одном накопителе.

Перед владельцами современных систем, желающими перейти на SSD NVMe, стоит выбор. С одной стороны, существуют высокопроизводительные и дорогие SSD-накопители (например, линейки Samsung 960), которые полностью используют потенциал NVMe. С другой стороны, Intel предлагает серию NVMe-накопителей под названием 600p, которые интересны оптимальной стоимостью гигабайта памяти, соотносимой с ценой за гигабайт накопителей с интерфейсом SATA, а их скорость в зависимости от сценария использования колеблется от «значительно более высокой, чем SATA» до «ниже, чем SATA».

NVMe против SATA: практические аспекты
Преимущества в скорости диска NVMe (Samsung) отражаются и при запуске программ. При копировании на SSD стандарт NVMe заметно превосходит современный (Crucial) и старый (Intel) диски SATA

Практическое сравнение SSD разных типов

Скорость передачи данных и значения IOPS накопителей NVMe «на бумаге» впечатляют. Но какие преимущества у этих накопителей в действительности? В первую очередь в чисто внешнем сравнении с 2,5-дюймовыми SATA-накопителями обращает на себя внимание практичность форм-фактора: модуль M.2 аккуратно располагается прямо в слоте материнской платы, тогда как SATA требует использования в корпусе ПК кабеля питания, который главным образом и мешает. Для того, чтобы наглядно показать преимущества в скорости, мы сравнили три твердотельных накопителя: раннего поколения из семейства Intel Postville, современного Crucial MX300, а также сверхскоростного с поддержкой NVMe Samsung 960 Evo 500 GB.

В десять раз больше скорости, чем у HDD
Твердотельные накопители на NVMe (здесь: Toshiba OCZ RD400 256GB) читают и записывают очень быстро - это демонстрирует специальное тестовое ПО

Преимущество в скорости должно было проявиться еще во время загрузки ПК, но в процессе практического тестирования мы натолкнулись на препятствия. В качестве платформы M.2/NVMe у нас была только новейшая система AMD Ryzen, материнская плата которой с момента включения до приведения десктопа в готовность потратила целых 25 секунд на инициализацию UEFI. И это несмотря на все оптимизированные под увеличение скорости параметры: Windows 10 была установлена в режиме UEFI (то есть и установочный носитель, и твердотельный накопитель инициализировались как поддерживающие стандарт GPT), технология UEFI была настроена на поддержку Windows 10 и быструю загрузку и т. д.

Следующие обновления UEFI должны сократить паузы. Для NVMe-накопителя Samsung чистое время загрузки Windows составляет 8,6 секунды. Современному SSD с SATA (Crucial) требуется на 33% больше времени, а накопителю Intel Postville из-за невысокой скорости передачи данных - вообще вдвое больше. Другими словами, при повседневном использовании разница довольно ощутима.

Высокая скорость копирования NVMe

Особенно яркими оказались отличия во время копирования на накопители папки с программами. При параллельном чтении и записи накопитель NVMe продемонстрировал свои несравненные возможности многозадачности, достигнув скорости, в три и четыре раза превышающей показатели современного и старого SATA-накопителей соответственно. Но тем удивительней оказалось небольшое преимущество NVMe при установке LibreOffice.

Задержка загрузки BIOS/UEFI
Операционная система должна быть установлена в режиме UEFI, а сам UEFI должен быть правильно настроен, чтобы система быстро загружалась

После вызова установочного пакета MSI с параметром «/passive» сразу начинается процесс установки без запросов, причем оба современных накопителя по скорости заметно оторвались от старенького Intel - 23 секунды у Crucial и 22,2 секунды у Samsung против 38,7 секунды у Intel. При сканировании при помощи Защитника Windows копии папки «Программы» вообще обнаружилось, что силы накопителей равны - даже невысокую скорость старого накопителя SATA Защитник использует в незначительной степени.

Высокопроизводительный восьмиядерный ЦП Ryzen как узкое место можно исключить. Но в процессе дальнейшего тестирования выявилось, что если SATA-накопитель полностью занят сканированием, то система выполняет другие запросы (например, запуск программ) со значительной задержкой. Система же с накопителем на NVMe продолжает откликаться незамедлительно. Из-за этой ощутимой плавности и перспективности технологии мы рекомендуем приобрести накопитель, который работает по спецификации NVMe - конечно, при условии совместимости с системой.

Именно поэтому в следующей части статьи мы подробно расскажем о результатах тестирования NVMe-накопителей, проведенного в тестовом центре Chip. Но даже если вы хотите сэкономить или ваша система не совместима с накопителями M.2 с поддержкой NVMe, современный твердотельный накопитель с интерфейсом SATA вам не помешает, тем более что они стоят относительно недорого.

На высоких скоростях: испытание накопителей NVMe на выносливость

Если от диска требуется прежде всего высокая скорость передачи данных, тогда это должен быть твердотельный накопитель, работающий по протоколу NVMe. Если поначалу на рынке было представлено совсем небольшое количество подобных моделей (причем недешевых), то в настоящее время выбор стал значительно более разнообразным. Свои модели предлагают даже мелкие поставщики. Наше тестирование покажет, какая модель оптимально подходит для выполнения определенных задач. Мы решили ограничиться моделями для слота M.2. Они предпочтительнее экзотических дорогих карт PCIe, поскольку их можно установить на материнские платы и в ноутбуки как в слот M.2, так и через адаптер в слот PCIe.

Накопители NVMe: разные контроллеры
Производительность твердотельных накопителей NVMe во многом зависит от используемого контроллера. Наибольший потенциал предлагает Samsung Polaris с пятью ядрами на архитектуре ARM. Чип Silicon Motion накопителя Intel 600p (на рисунке) экономичен и доступен, но это один из самых медлительных контроллеров

Технические вопросы: контроллер и флеш-память

Задачи управляющего элемента твердотельного накопителя - контроллера - заключаются в обмене данными с процессором ПК по интерфейсу PCIe, а также в произведении записи в ячейки памяти и считывании из них данных. Его производительность играет особую роль при работе с большими объемами данных и параллельном доступе на чтение и запись. Наш тест охватывает широкий ассортимент современных накопителей с пятью различными типами контроллеров.

Обновление программного
обеспечения
Помимо мощного аппаратного обеспечения важное значение имеют также хорошие драйверы и обновления прошивки, с чем крупные производители справляются лучше всех других

Samsung разрабатывает и производит не только микросхемы памяти, но и собственные контроллеры с пятиядерным процессором на микроархитектуре ARM - самым мощным из тестируемых, который практически по каждому бенчмарку постоянно выдает высокие результаты. Накопители Corsair и Patriot с контроллером Phison по скорости чтения и передачи данных, а также количеству выполняемых операций в секунду конкуренцию Samsung составить могут - но, тем не менее, скорости записи у них оказались гораздо ниже. Однако эта разница при работе на домашнем десктопе или игровом ПК будет заметна в крайне редких случаях. В этот ряд устройств с производительностью и пометкой «очень хорошо» попадает также Toshiba OCZ RD400 с контроллером Toshiba, который обнаруживает сходство с чипом Marvell.

В нашей таблице ниже Toshiba прослеживается видимый и ощутимый отрыв в общей оценке, которая исходит в первую очередь из производительности: накопители с контроллерами Marvell и Silicon Motion (начиная от Plextor и до WD) отстают на добрых десять баллов от предыдущей позиции. Но следует учесть, что по крайней мере цена за один гигабайт у них значительно ниже. Тем не менее Plextor слишком маломощен для своей цены за гигабайт.

Поэтому выгодным предложением становится Intel 600p, стоимость гигабайта которого находится на уровне накопителей SATA - правда, характерную для накопителей NVMe производительность этот диск выдает совсем ненадолго. Дело в следующем: Intel использует многоуровневую технологию флеш-памяти Triple Level Cell, в ячейке которой хранятся три бита. Поскольку эта технология более сложная, чем обычно используемая двухбитовая память Multi Level Cell, процесс записи проходит медленнее. Чтобы исправить ситуацию, Intel 600p задействует определенную часть ячеек под SLC-кеш (Single Level Cell - однобитовая одноуровневая ячейка), который заполняется очень быстро.

Твердотельные накопители
для слотов PCIe
Накопители NVMe в виде карт PCIe,
например, Zotac Sonix (на рисунке)
или Intel 750, тоже характеризуются
высокими скоростями, но стоят дороже, чем модули M.2

Все поступающие данные сначала оказываются здесь, а потом постепенно сохраняются в стандартную TLC-память. Пока этот трюк срабатывает, Intel по скорости достигает уровня NVMe-накопителей. Но как только объем данных увеличивается, кеш перестает справляться. В этом случае кеш приходится высвобождать (а это весьма трудоемкий процесс), и только потом он сможет принять новые данные. А поскольку это перегружает контроллер, кеш, который сам по себе является оправданным решением, превращается в узкое место, а скорость работы снижается до уровня ниже накопителя SATA.

Флеш-память: MLC, TLC и другая

Твердотельные накопители используют флеш-память различной плотности записи, которая зависит от ступени развития технологии.

> SLC (Single Level Cell) - самая быстрая и надежная флеш-память. Каждая ячейка хранит один бит. В настоящее время SLC используется или в очень дорогих дисках, или в в качестве быстрого кеша.

> MLC (Multi Level Cell) - память с несколькими уровнями заряда, хранящая два бита на ячейку.

> TLC (Triple Level Cell) с большим количеством уровней заряда сохраняет по три бита на ячейку, из-за чего работает медленнее и оказывается чувствительнее, чем MLC.

> 3D-MLC или 3D-TLC означает, что ячейки располагаются не только в одной плоскости, но еще и слоями. Трехмерная структура обеспечивает более высокую плотность и надежность записи и более короткую линию передачи данных, а значит, и более высокую ее скорость.

Проблема нагрева и узкое место памяти

Последняя проблема не касается накопителей, которые используют технологию MLC на постоянной основе. Но зато им угрожают неприятности из-за нагрева. Долгий процесс записи доводит контроллер до максимально возможной температуры, а на небольшом модуле с чисто пассивным охлаждением тепло не может быть отведено эффективно, и поэтому контроллер убавляет скорость, чтобы охладиться. Но в повседневной эксплуатации вряд ли такое будет часто случаться: Corsair MP500 480 GB демонстрирует такое резкое падение после примерно 50 секунд непрерывной записи на максимально возможной скорости - а благодаря высокой скорости передачи данных этот промежуток времени соответствует записи 64 Гбайт.

Скорость передачи данных: недостатки при записи
При чтении Corsair едва заметно вырывается вперед, а доступный Intel почти не отстает. При записи картина совершенно другая

Компания Samsung сама разрабатывает и производит память и контроллеры, поэтому ее продукция обходит большинство соперников. В ее модулях используется технология трехмерной флеш-памяти, которая позволяет располагать ячейки не только в плоскости, но еще и слоями, благодаря чему сокращается длина линий передачи данных и повышается ее скорость. Версия MLC (два бита на ячейку) предназначена для дорогих моделей 960 Pro, которые рассчитаны на то, чтобы выдерживать даже высокие нагрузки на рабочих станциях или серверах. Модели 960 Evo работают на более дешевой версии трехмерной памяти TLC (три бита на ячейку), их скорость ощутимо ниже, и поэтому, как и Intel, Samsung прибегает к SLC-кешу.

На 500-гигабайтном Evo очень хорошо заметно, когда SLC-кеш переполняется: через 11 секунд, или примерно 20 Гбайт, записи (несжимаемых данных) скорость падает с 1800 максимально возможных до 630 Мбайт/с. Эта скорость остается фиксированной, что говорит о том, что данные затем сохраняются прямо в трехмерную TLC-память. На 960 Evo с емкостью 1 Тбайт предусмотрен SLC-кеш большего объема и в два раза больше модулей памяти, на которые накопитель умеет записывать одновременно.

Диски с памятью TLC заметно медленнее
Часть памяти TLC-дисков отводится под быстрый SLC-кеш. Когда он переполняется, скорость заметно снижается

Фактически накопитель удерживает скорость на уровне 1800 Мбайт/с примерно в два раза дольше (23 секунды), а затем она снижается до уровня, примерно в два раза превышающего минимальную скорость модели емкостью 500 Гбайт. Но и в этом случае нужно копировать десятки гигабайтов данных из источника, скорость которого соответствует или превышает скорость твердотельного накопителя NVMe, чтобы достичь узкого места памяти - а это в обычном использовании едва ли когда-нибудь произойдет.

Застой тепла в форм-факторе M.2
В процессе интенсивной записи под долгой нагрузкой доступные накопители M.2 нагреваются и сбрасывают скорость, но Samsung Pro это почти совсем не касается

Будущее твердотельных накопителей

Как показывают выпущенные и анонсированные продукты, новые виды памяти открывают новые возможности использования дисков.

> Intel Optane - название технологии для дисков M.2, работающих на новой памяти 3D XPoint с мгновенным откликом. Модули Optane, однако, предназначены не для использования в качестве накопителей, а как быстрый кеш для часто используемых файлов, хранящихся на HDD или SSD.

> Samsung Z-NAND - следующий этап развития флеш-памяти. Накопитель с памятью Z-NAND емкостью 800 Гбайт обещает скорость до 3,2 Гбайт/с и 750 000 операций ввода/вывода в секунду. Правда, когда он выйдет, пока неясно.

Сервис и условия гарантии

Если вы покупаете дорогой накопитель с заделом на будущее, проследите за тем, чтобы срок гарантии вашего устройства был большим. Вообще, твердотельные накопители и их флеш-память в последнее время не доставляют особых неудобств, поэтому некоторые производители - например, Adata, Intel, Plextor и Western Digital - дают на них целых пять лет гарантии.

Максимальная производительность с правильным драйвером
В Windows 10 есть драйвер для NVMe, но оптимальную производительность можно достичь только с драйверами производителя

Toshiba OCZ в течение срока даже бесплатно предлагает немедленно поменять устройство: вы получаете новый диск до того, как отправите неисправный. На модели Samsung Pro тоже действует пятилетняя гарантия - правда, с условием, что она перестает действовать, когда накопитель превышает установленный порог общего количества записанных байтов (Total Bytes Written). Для 960 Pro 512 Гбайт значение порога составляет целых 400 Тбайт.

То есть, чтобы досрочно закончить гарантию, нужно в течение пяти лет каждый день записывать на SSD не менее 220 Гбайт. Так или иначе, высокая скорость твердотельных накопителей, работающих на NVMe, обеспечивает их перспективность на следующие несколько лет.