Эпоха HDD, как системных дисков, движется к своему логическому завершению. Цены и объёмы твердотельных накопителей приходят в норму, а их скорость работы однозначно показывает, какая технология сегодня актуальна, а какая — потихоньку превращается в нишевый продукт. И при планировании апгрейда своего компьютера уже не возникает вопроса, накопитель какого типа выбрать. А вот с классификацией SSD проблемы возникнуть могут.

SSD бывают разные

Глядя на обилие характеристик современных накопителей, нетрудно запутаться в цифрах и аббревиатурах. Но это только на первый взгляд. Достаточно условно их поделить на две категории по исполнению (корпусные и в виде микросхемы), затем разнести по типу подключения, и наконец, по виду используемой памяти. А можно просто вывести четыре ключевых критерия отбора, и всё станет на свои места, как по мановению волшебной палочки.

Форм-фактор и разъём

Запутаться в целых двух форм-факторах вряд ли получится: есть SSD, упакованные в корпус, и есть они же, но в виде обычной микросхемы без лишнего «обвеса». Первые появились во времена активной эксплуатации SATA II (а затем и SATA III) интерфейсов и повального доминирования жёстких дисков. Тех самых, внутри которых уже какое десятилетие подряд вращаются пресловутые железные «блины». За последние годы такие SSD прошли путь от «сырой» и «ненадёжной» технологии (достаточно вспомнить первые нетбуки с flash-накопителем на 8-16 ГБ) до простого и понятного решения.



Вторые представляют собой более современную инкарнацию твердотельных накопителей. Переместившись из мира ноутбуков и неттопов в корпуса «большого брата», они занимают значительно меньше места. Подключение в большинстве случаев происходит посредством разъёма M.2 либо слота PCI-Express, по аналогии с видеокартами.

Протокол

Предмет различий между версиями этого железа — классический набор команд SATA против перспективного NVMe. У того и другого исполнения есть свои достоинства и недостатки.

Тип памяти

По сути, принципы работы всех SSD схожи: на смену магнитным головкам и рядам вращающихся дисков пришли микросхемы с рядами и столбцами транзисторов. Вся эта реализация получила название NAND-флеш памяти. Однако в структуре самих микросхем кроется целый ряд нюансов. В зависимости от того, сколько бит данных будет храниться в каждой ячейке, изменится общий ресурс накопителя. С увеличением плотности хранения информации снижается не только стоимость производства SSD, но и надёжность — законы физики имеют неприятное свойство работать не только на человека, но и против него.



Тем не менее, с ростом объёма накопителя его общий уровень надёжности всё равно растёт, даже с учётом снижения ресурса ячеек. Умный контроллер старается равномерно распределять нагрузку по банкам памяти, делая их износ прогнозируемым и понятным. Кроме того, сегодня производители закладывают всё больший резервный объём (который не виден пользователю), использующийся для продления срока службы накопителя — спасибо низкой цене производства.

Но есть ещё один тип памяти. 3D-NAND. Ушлые маркетологи представляют его как революцию, но по сути своей это та же TLC-память, облачённая в новую форму. Да, часть её характеристик значительно опережают таковые у классических NAND, особенно когда речь идёт об объёме. Дело в том, что вместо расположения транзисторов на плоскости, как это делали всегда, их упаковали в вертикальные структуры. Можно сказать, вместо того чтоб раскладывать книги по полу, их собрали в шкафы. Места занимают меньше, объём информации — тот же, искать её чуть проще. А там и второй шкаф можно поставить, и третий, и так далее. Вот и получилось, что у 3D-NAND потрясающая плотность микросхем и лучшие характеристики по случайному доступу.

Марка контроллера

Тип и метод производства памяти важны, но не менее важен и контроллер: тот самый блок, который получает входящий поток данных и превращает его в набор хранящихся нулей и единиц. От его производительности и количества оперативной памяти напрямую зависит то, как быстро SSD начнёт «сопротивляться» объёмам взваленной на него работы.

M.2 vs SATA

Сам по себе M.2 не является специализированным интерфейсом для накопителей — это всего лишь универсальный разъём. Использовать M.2 можно не только для SSD, но и для установки Wi-fi, Bluetooth модулей, и других устройств. Одним из его ключевых преимуществ является подключение без использования дополнительных шлейфов и кабелей. Версия разъёма (шина SATA и/или PCI-Express) зависит от его расположения на материнской плате. В зависимости от требуемого интерфейса будут различаться и ключи самого устройства.


Корректнее называть M.2 NVMe против M.2 SATA1

Логическим продолжением подключения сверхбыстрых накопителей в разъёмы PCI-Express для видеокарт стал NVMe — специальный протокол, рассчитанный именно на подключение SSD. Его современный вариант использует уже четыре линии PCI-Express 3.0, «завёрнутых» в компактный разъём, а набор команд оптимизирован под особенности работы флеш-памяти.

Линейные скорости NVMe во флагманских накопителях опережают «классику» в 5-6 раз. Но что гораздо важнее, новый протокол получил значительное преимущество в производительности при работе с мелкими файлами и работе со случайными операциями чтения-записи.

Достоинства и недостатки обоих решений

NVMe

Последний NVMe не только значительно выигрывает по части пропускной способности, но и специально приспособлен для архитектуры SSD, минимизируя задержки при работе с данными. Интерфейс не только поддерживает многопоточность, но и соединяет процессор с накопителем напрямую, без ненужных посредников. С точки зрения пользователя, NVMe — это максимальная пропускная способность, высокая производительность при случайных операциях и минимальные задержки при обращениях к данным. Бонусом прилагается меньшая нагрузка на процессор.


К недостаткам таких накопителей можно отнести требовательность к ревизии материнской платы (например, в слот M.2 могут быть подведены устаревшие линии PCI Express 2.0). Кроме того, температурный режим NVMe SSD значительно выше, чем у SATA-моделей: в ряде случаев придётся выбирать между установкой дополнительного охлаждения и снижением производительности.

SATA

Наиболее очевидным достоинством SATA SSD является их сравнительно низкая цена. Кроме того, устаревший, но широко распространённый интерфейс подключения позволяет использовать контроллеры попроще, а это напрямую сказывается на энергопотреблении. В настольных PC разницы вы не заметите, а вот ноутбук дополнительную нагрузку на батарею может и не оценить.

Ускоряем ноутбук с помощью Kingston SSD A1000

В качестве тестового стенда использовался ноутбук MSI GL62 на базе процессора Intel Core i7-7700HQ c восемью гигабайтами оперативной памяти и видеоадаптером NVIDIA GTX 1060 3GB. В качестве системного диска использовался M.2 SATA-накопитель, производительности которого вполне достаточно в повседневных сценариях использования. Тем интереснее выглядит сравнение с современным, сравнительно недорогим и технологически более продвинутым SSD на базе NVMe.

Что внутри A1000?

В основе накопителя — микрочипы памяти 3D TLC NAND под управлением четырёхканального контроллера Phison 5008. Ёмкость составляет 480 ГБ, существуют также версии на 240 и 960 ГБ. По техническим характеристикам обеспечивает почти вдвое более высокую производительность, чем SATA-накопители той же ценовой категории.



Kingston A1000 выполнен в формате M.2 2280, подключается к материнской плате интерфейс PCI Express и поддерживает протокол NVMe 1.2. Для полноценной работы SSD будет достаточно двух линий шины PCI-E 3.0 x2 с общей пропускной способностью до 16 Гб/c. Заявленная скорость чтения составляет до 1500 МБ/c для всей линейки, а вот скорость записи зависит от объёма модели. Для испытуемой 480 ГБ — 900 МБ/с (версия 240 ГБ разгоняется до 800 МБ/c, топовый вариант на 960 ГБ — до 1000 МБ/c).

Казалось бы, паспортные характеристики не достигают потолка возможностей интерфейса PCI Express — но и цена новинки гораздо демократичнее моделей, демонстрирующих чудеса пиковой производительности.



Установка

Процесс установки SSD в ноутбуках мало отличается по порядку действий. Ключевое отличие одно — какие-то вендоры парятся удобством пользователя и делают специальный лючок для доступа к слотам расширения. Другие же лепят сплошную нижнюю крышку, да ещё и предательски заклеивают один из винтов «гарантийной» наклейкой. Вне зависимости от общей обстановки алгоритм один — бэкап, обесточить, вскрыть, заменить. Инструкции по разбору лучше погуглить заранее, чтобы не сломать каких хитрых защёлок или не пропустить потайные винты.

Результаты бенчмарков

Синтетика показывает предсказуемые результаты. Если SATA-накопитель вплотную подбирался к пределам возможности протокола (550 мегабайт в секунду на чтение и чуть меньше — на запись), то PCI-E, пусть и в версии 1.2 — совсем другое дело. В повседневных задачах разница линейного чтения и записи почти не заметна.


Коренным образом картина мира преображается, когда идёт речь о нагрузках случайного характера. Классические HDD никогда не отличались хорошими результатами в таких испытаниях, и протокол SATA разрабатывался в те времена, когда об SSD не задумывались. Как итог — соответствующую функциональность попросту не закладывали. NVMe же создавался именно под твердотельные накопители и в первую очередь с прицелом на большие выборки команд произвольного чтения и записи. Обратите внимание на графики Random — вот, где сила PCI-Express SSD.

Выхлоп на деле

Итоги вполне ожидаемы: благодаря заточке под современное железо SSD с управлением по NVMe вырвался далеко вперёд. В частности, копирование файлов внутри самого накопителя оказалось выше в 2 с лишним раза. Ноутбук стал значительно быстрее в работе с операционной системой и браузером — тех нагрузках, которые напрямую зависят от произвольного доступа к диску.

Софт

Про установку приложений и говорить нечего — очевидно, что Kingston A1000 всухую уделает классические накопители в любой ситуации. А вот работа софта — совсем другое дело. Тот же «Фотошоп» на 8 гигабайтах оперативки нещадно эксплуатирует файл подкачки и для сохранения истории изменений, и для кэширования слоёв изображений. Тут NVME-накопитель становится манной небесной. Пакетная обработка фотографий, ретушь, коллажирование из процесса убийства нервных клеток превращаются в спокойно решаемые задачи. Забавно, но установка ещё 8 Гб оперативки влияет на производительность гораздо ниже, чем замена HDD на SSD.



Игры

С 8 гигабайтами оперативной памяти игры чаще обращаются к жёсткому диску. Самым показательным бенчмарком тут будут тайтлы на базе технологий id Software — их движок активно применяет стриминг текстур. На какой-нибудь PlayStation 4, где все её 8 гигов GDDR5 — это и видеопамять, и оперативка (причём с далеко не рекордной пропускной способностью), эффект особенно заметен. Запускаете DOOM или Wolfenstein II: The new Colossus и всё. Даже на базе — на подводной лодке — стоит вам резко отвернуться, пойдёт прогрузка текстур. Ноутбук этим тоже страдает: несмотря на стабильные 60 FPS в игре можно невооружённым глазом заметить, как многие объекты обретают чёткость.

С установкой Kingston A1000 этот эффект почти пропал. Моментальный доступ к данным и почти полтора гигабайта в секунду последовательного чтения делают своё дело. Сама «отрисовка» с повышающейся детализацией никуда не девается, так устроен id Tech 5, но время между появлением объектов и деталей на них сокращается настолько, что на мелкие артефакты изображения просто перестаёшь обращать внимание.

Игры Blizzard (старушка Diablo 3, о тебе речь) также страдают на ноутбуках от медленных и тупых HDD на 5400 оборотов. Проблемы вызваны не запредельно сложными спецэффектами, а тем, что игра делает, когда из убиенных монстров выпадают долгожданные вещи. Генерация дропа происходит на сервере, а вот модели предметов игра дёргает с жёсткого диска. Посчастливилось вам поймать сразу двух элитных монстров разом — и всё, пиши пропало. С первого убиенного выпадут шмотки, а микрофриз убьёт вашего персонажа. И опять же, SSD-накопитель решает проблему.

Обратная сторона медали

С другой стороны, при выполнении задач, активно эксплуатирующих NVMe-накопитель, время автономной работы лэптопа ощутимо сократилось. Для моделей, в которых «свободное плавание» в лучшем случае — пара часов вдали от розетки ущерб будет заметен — минус 10-30 минут в зависимости от профиля нагрузок. Ноутбуки с батарейкой на 6-10 часов почти не заметят разницы — часом больше, часом меньше в них, обычно, погрешность прогнозирования.

SSD-накопитель Kingston A1000 эксклюзивно представлен в сети DNS (подробнее).

Для получения дополнительной информации о продукции Kingston и HyperX обращайтесь на официальный сайт компании.