Когда ПК-геймер задается вопросом, какие опции для тюнинга являются самыми важными, помимо обязательной покупки мощной графической карты мы даем ему следующий совет: замените ваш классический жесткий диск на SSD-накопитель. Только покупайте не SATA-SSD, а флеш-накопитель, который передает данные через PCI-Express и использует для этого протокол NVMe.

Такие модели достигают в пять раз более высокой скорости передачи данных, и верхнего лимита эта технология практически не знает. В настоящее время рынок все больше и больше наполняется подобными турбо-накопителями (хотя пока что достаточно дорогими), так что перед геймером встает вопрос, готов он инвестировать несколько больше денежных средств в существенный прирост скорости или отдаст предпочтение классическим, сравнительно медлительным SSD.

Готовимся к новой эре

Такие крохотные NVMe-SSD, как новый Samsung PM971, подходят также для ультрабуков или планшетов - они насчитывают всего два сантиметра

Для замены HDD можно было ни о чем особо не задумываться - просто покупай накопитель нужного тебе объема. Со временем все стало несколько сложнее, поскольку интерфейс SATA изначально был спроектирован для работы с протоколом AHCI (Advanced Host Controller Protokol) и соответствующим драйвером для медлительных классических накопителей с вращающимися магнитными дисками.

Неприятный побочный эффект: интерфейс SATA-600 допускает максимальную скорость передачи данных в 600 Мбайт/с.

Если заглянуть в наш рейтинг SSD-на­копителей с интерфейсом SATA, то можно увидеть, что многие модели достигают средней скорости передачи данных (при чтении) уже выше 550 Мбайт/с, а при записи на их «спидометре» зачастую можно увидеть и 540 Мбайт/с. Таким образом, становится очевидно, что потенциала для роста показателей данная технология сегодня уже не имеет.

Говоря иначе, интерфейс SATA может стать так называемым «бутылочным горлышком» для флеш-накопителей, которые становятся все быстрее и быстрее. Хорошо, что новые SSD обходят данное ограничение скорости, если вместо красных SATA-кабелей использовать для подключения PCIe-разъемы - то есть задействовать тот тип соединения, который традиционно применялся для графических карт. Через одну линию PCIe 3.0 теоретически можно передавать до 1 Гбайт/с.

В этом тесте для подключения SSD-на­копителей использовалось по четыре таких линии. Таким образом, это дает максимум в 4 Гбайт/с - по крайней мере, теоретически. На практике такой показатель не достигается: самую высокую на сегодня скорость передачи данных продемонстрировал новейший Samsung 960 Pro с результатом 2702 Мбайт/с при чтении.

Это значительно быстрее, чем любой из SATA-SSD, и интерфейс при этом еще не исчерпывает свой потенциал: в настоящее время ограничения на скорость передачи данных накладываются используемым типом флеш-памяти и контроллерами носителей данных.

Два различных типа разъемов

Многие производители SSD разрабатывают программное обеспечение, которое анализирует состояние NVMe-SSD. У Intel оно называется Solid-State Drive Toolbox

В отличие от SATA-дисков, при покупке турбо-SSD следует обратить внимание на правильный выбор его форм-фактора. Быстрые накопители данных могут выпускаться как в форме карт расширения, вставляемых в PCIe-разъем, так и в виде планок памяти, которые устанавливаются в так называемые M.2-слоты (см. иллюстрацию).

Таким образом, перед приобретением понравившейся вам модели рекомендуем взглянуть на материнскую плату и проверить, представлен ли там интерфейс соответствующего типа.

Этот совет особенно актуален для более старых материнских плат, поскольку на их слот M.2 для передачи данных может лишь выводиться шина SATA. Тот, кто собирает для себя новый компьютер, может особо этим вопросом не утруждаться: материнские платы для новых процессоров имеют разъемы M.2 с PCIe-соединением и поддерживают новый протокол обмена данными Non-Volatile Memory Express (NVMe) – это провоцирует второй турбо-скачок.

В отличие от моделей для M.2, SSD в виде карты под разъем PCIe могут быть интересны и для модернизации более старых систем. Однако при этом следует обязательно обратить внимание, чтобы на материнской плате был еще один свободный PCIe-слот помимо занятого графической картой.

И еще одна маленькая деталь может оказаться очень важной: из шести взятых на этот тест SSD-накопи­телей четыре имеют форм-фактор карты расширения, но только три из них поддерживают стандарт PCIe 3.0. Kingston HyperX Predator же ограничивается лишь PCIe 2.0, который способен пропускать через линию только 500 Мбайт/с.

И хотя ваши скорости передачи данных при чтении и записи с 1400 и 1010 Мбайт/с соответственно здесь будут значительно лучше, чем у SATA-конкурентов, с показателями самых быстрых SSD сравниться они не смогут. При этом носители, поддерживающие PCIe 3.0, будут работать и в слоте PCIe 2.0, но скорость у них будет значительно снижена.

Перегретые SSD-накопители становятся медлительнее

В настоящее время от SSD-накопителей с интерфейсом PCIe мы вполне можем ожидать скоростей передачи данных свыше 2,5 Гбайт/с. Произведенные компанией OCZ SSD-накопители с интерфейсом M.2 привычно поставляются с PCIe-адап­тером. По итогам наших результатов измерений нам видится более чем рациональным оставлять устройство именно в нем. Мы провели замеры характеристик этих устройств для M.2 и без адаптера, зарегистрировав слегка худшие значения: так, при чтении была достигнута скорость всего 2382 Мбайт/с, что примерно на 130 Мбайт/с меньше, чем с адаптером.

Адаптер под PCIe-карту Angelbird Wings PX1 (около 80 евро) со своим радиатором охлаждения предотвращает перегрев Samsung 950 Pro

Причина: адаптер под карту для PCIe имеет теплоотводящую пластинку, которая позволяет SSD-накопителю лучше охлаждаться. M.2-версия нагревается сильнее, и поэтому скорость снижается чаще. То, что данное явление может быть и еще более заметным, демонстрируют результаты Samsung 950 Pro: лишь 1483 Мбайт/с намерили мы в среднем, проверяя его скорость передачи данных при чтении.

При этом стартует 950 Pro более чем мощно и достигает отметки в 2500 Мбайт/с, но со временем нагревается, и скорость стремительно падает. Со своими 2074 Мбайт/с Samsung 960 Pro тоже имеет преимущество в скорости при записи данных, а преследуют его OCZ RD400 с 1554 Мбайт/с и Zotac с 1249 Мбайт/с. Замыкающим является Plextor M8Pe (итоговое пятое место) с результатом всего в 828 Мбайт/с.

Для Samsung 950 Pro приведенное выше утверждение тоже справедливо: он может работать быстрее, но когда во время тестирования мы нагрузили его повышенной активностью, он перегрелся и переключился на более низкую скорость. Из-за этого средняя скорость осталась на уровне всего 1143 Мбайт/с. Для 950 Pro такое поведение мы еще можем объяснить, но не в случае с Plextor. Производитель снабдил свой M.2-SSD радиатором охлаждения, но он не только не помогает устройству, а даже наоборот: радиатор делает накопитель толще, и он влезет не в каждый ноутбук. Впрочем, Plextor предлагает вариант и без радиатора.

Изучая проблематику перегревов, пользователь должен принимать во внимание, что наши бенчмарки нагружают SSD-накопители неестественно сильно. В повседневной жизни такие нагрузки будут встречаться скорее редко. Тем не менее тому, кто хочет предотвратить перегрев, лучше всего обзавестись адаптером типа Angelbird Wings PX1.

Очень короткое время реакции

Высокая скорость передачи данных - это хорошо для ускорения загрузки, но причины того, что Windows и игры с SSD-накопителем в компьютере работают заметно быстрее, скрываются прежде всего в незначительности латентности. Ее во время тестирования мы изучаем при I/O-измерениях (Input/Output), то есть подсчете количества операций чтения или записи, произведенных в секунду при обработке последовательно расположенных блоков памяти. Этот параметр, так называемый IOPS (Input/Output Operations Per Second), является недостающим «ингредиентом» для быстрого ПК, который часто бывает сильно нагруженным.

В данной зачетной дисциплине преимущество имеет накопитель OCZ RD400 с 43 974 IOPS при записи. При чтении, напротив, результат 18 428 IOPS не составляет и половины от предыдущего. Вот и у нашего лидера рейтинга, Samsung 960, можно наблюдать такую же неоднородность характеристик: при записи он достигает отметки в 42 175 IOPS, а при чтении - всего 29 233.

Завидную схожесть результатов демонстрирует Zotac с его приблизительно 35 000 IOPS (как при чтении, так и при записи). Впрочем, данный параметр при сравнении продуктов довольно часто приходится комбинировать с другими. При этом в скором времени турбо-SSD должны «пробить» психологически важную отметку в 100 000 IOPS.

Хуже всего проявил себя Kingston HyperX Predator: около 23 000 IOPS при чтении и 17 800 при записи означают последнее место, причем с большим отрывом. Основной причиной этого является устаревшая технология, так как данный SSD-накопитель передает данные все еще по протоколу AHCI. Новый же протокол доступа NVMe, напротив, оптимизирован для работы с SSD.

Преимущества NVMe проявляют себя прежде всего при распараллеливании процессов: протокол передачи данных позволяет работать с очередями запросов ввода/вывода (I/O queues) размером до 65 536 команд. Протокол AHCI имеет ограничение всего одной очередью размером в 32 команды - а это при большой нагрузке может вызвать скопление данных.
Для флеш-памяти в NVMe-SSD все настолько хорошо, как будто времени ожидания вообще нет.

	AHCI	NVMe
Релиз	2004	2011
Интерфейс	SATA	PCIe
Оптимизировано для…	HDD	SSD
Задержка	6 µs	2,8 µs
Число очередей	1	65 536
Записей в очередь	32	65 536
Некешируемые доступы к регистрам	9	2
Прерываний	1	2048
Поддержка нескольких ядер	ограниченная	да

Samsung 960 Pro нуждается всего в 0,02 мс, чтобы записать данные, и 0,03 мс, чтобы считать. Но этим преимущества NVMe не ограничиваются. В частности, выполнение запроса по протоколу NVMe требует максимум двух обращений к регистрам, а AHCI - к девяти. Сюда можно добавить поддержку многоядерных систем от NMVe, в то время как AHCI из нескольких ядер CPU никакой выгоды извлечь не сможет.

Цена гигабайта снижается

В настоящее время SATA-SSD дешевле PCIe-SSD. При цене примерно 22 рубля за 1 Гбайт можно получить такой топовый SSD-накопитель, как Samsung 850 EVO емкостью 1 Тбайт. У протестированного нами Samsung 960 Pro емкостью 512 Гбайт стоимость одного гигабайта составляет 40 рублей. Но даже на новые сверхскоростные накопители цены постепенно снижаются: например, Plextor M8Pe, самый недорогой SSD с поддержкой NVMe, является оптимальным выбором - он не дороже накопителей SATA.

Новые накопители NVMe выделяются и своим сроком эксплуатации: в них используется флеш-память типа MLC (Multi Level Cell) со сравнительно высоким ресурсом перезаписи. Samsung использует даже свой 3D V-NAND, который обещает еще более долгий срок эксплуатации.

1.

: 100

: 94.6

Номинальная емкость

: 1.200 Гбайт

Интерфейс

: PCIe

Общая оценка: 98.9

Соотношение цена/качество: 57

2.

Скорость передачи данных при чтении (80%)

: 98.3

Скорость передачи данных при записи (20%)

: 100

Номинальная емкость

: 1.024 Гбайт

Интерфейс

: NVM-Express

Общая оценка: 98.6

Соотношение цена/качество: 88

3.

Скорость передачи данных при чтении (80%)

: 98

Скорость передачи данных при записи (20%)

: 98.6

Номинальная емкость

: 2.048 Гбайт

Интерфейс

: M.2

Общая оценка: 98.1

Соотношение цена/качество: 79

4.

Скорость передачи данных при чтении (80%)

: 97.1

Скорость передачи данных при записи (20%)

: 98.5

Номинальная емкость

: 512 Гбайт

Интерфейс

: NVM-Express

Общая оценка: 97.4

Соотношение цена/качество: 77

5.

Скорость передачи данных при чтении (80%)

: 97.9

Скорость передачи данных при записи (20%)

Не знаете с каким интерфейсом приобрести SSD-накопитель? Тогда данная статья поможет вам с выбором! Сегодня мы рассмотрим какие существуют интерфейсы у SSD.

SSD-накопители прописались уже практически во всех современных игровых ПК и ноутбуках. Не удивительно – объём накопителей увеличивается, цена снижается, выбор огромен. Да, не все они так хороши как хотелось бы, но сегодня речь пойдёт не об этом. Но кроме выбора производителя и модели встаёт ещё один вопрос – с каким интерфейсом нам требуется накопитель?

Сейчас производители продолжают развитие в двух направлениях – переход от SATA к PCI-Express и применение иного физического интерфейса. Во втором случае перед нами появились несколько новых типов разъёмов. Всё это может застигнуть пользователя врасплох в случае апгрейда своей системы.

SATA
Мы уже привыкли, что SSD-накопители с интерфейсом SATA представляют собой 2.5″ устройства объёмом до 1 Тб. Интерфейс SATA III (6 Гбит/с) предоставляет реальную скорость передачи данных до 550 МБ/с. Такие накопители чаще всего встречаются в ПК, моноблоках и ноутбуках, обладая, при этом, максимальной совместимостью с платформами. Но ультрабуки (к примеру – ASUS Zenbook) физически не могут вместить в себя такие накопители.

PCI-Express
В связи с особенностью физического интерфейса, PCI-Express SSD-накопители используются исключительно в ПК и серверах. В зависимости от накопителя, используется интерфейс PCI-Express x2, x4 или x8. Преимуществом PCI-Express накопителей является скорость, ведь она заметно превышает доступные у SATA III (550 МБ/с) – здесь мы получим уже более 780 МБ/с (данная скорость взята у ROG RAIDR Express). А в более дорогих решениях – более гигабайта в секунду.

mSATA
Интерфейс mSATA (mini-SATA) можно обнаружить на некоторых настольных материнских платах (например, линейке ASUS Maximus V) и в немалом количестве ноутбуков. Накопители с этим интерфейсом соответствуют спецификации SATA III (6 Гбит/с) и могут достигать скорости передачи данных 550 МБ/с. Интерфейс и устройства mSATA внешне неотличимы от mini-PCI-Express интерфейса и устройств, но они абсолютно несовместимы и установка mSATA устройства в mini-PCI-Express слот может привести к выходу из строя этих компонентов. В настоящее время mSATA уже уходит с рынка, так как его заменил более новый интерфейс – M.2.

SATA Express
Интерфейс SATA Express разработан специально для ПК и обладает теоретической пропускной способностью 10 Гбит/с (что на 40% быстрее, чем SATA III). Новый интерфейс предполагает использование совершенно иного разъёма на плате и на накопителе, а также использование нового кабеля для передачи информации. К примеру, новый интерфейс уже доступен на материнской плате ASUS Z87 Deluxe/SATA Express, а также будет доступен на новых материнских платах на базе чипсета Intel Z97. Правда сами накопители будут появляться только к лету. К одному разъёму можно подключить один накопитель SATA Express или два накопителя SATA III.

M.2 Connector (NGFF)
Ранее известные как NGFF (Next Generation Form Factor – после mSATA), накопители M.2 заняли место в ноутбуках и ультрабуках. Но некоторые настольные материнские платы также будут обладать этим разъёмом. В интерфейсе M.2 могут быть реализованы и PCI-Express линии и SATA линии. Но в большинстве случаев используются именно PCI-Express линии. Так что при выборе M.2 накопителя стоит сначала узнать из спецификации вашего устройства какой тип M.2 интерфейса у вас на плате.

В любом устройстве всегда найдется слабое звено – bottle neck (бутылочное горлышко), самый слабый компонент, который будет лимитировать производительность остальных частей. Долгое время в настольных компьютерах главными “тормозами перестройки” были жёсткие диски, и ни 7200, ни 10000, ни даже 15000 оборотов в минуту, не меняли ситуацию кардинально. С появлением твердотельных накопителей дело сдвинулось с мёртвой точки. Но прогресс не щадит и это быстрое решение. Интерфейс SATA не способен удовлетворить запросы пользователей, поэтому стали появляться новые стандарты и интерфейсы.

Есть два новых пути развития SSD с интерфейсом PCI-E: SATA Express и NVMe – о них следует разговаривать отдельно, да и в продаже их не часто встретишь. Поэтому пока попробуем разобраться с обычными, доступными в рознице накопителями с интерфейсами PCI Express и SATA 6 ГБит/с.

Начнём с плюсов и минусов обоих интерфейсов:

SATA-диски

Краткая справочка из Wikipedia про этот интерфейс. Самый распространенный на сегодняшний день способ подключения твердотельного накопителя.

Достоинства:

• Доступность на рынке
• Большое количество производителей
• Возможность подключения к любым современным материнским платам
• Демократичная цена
• Доступны объемы от 64 Гб до 1 Тб

Недостатки:

• Ограничение по скорости передачи данных - предел интерфейса - 600 МБ/с на один канал.
• Необходимость работы с контроллерами AHCI, которые разрабатывались для классических жёстких дисков

PCI Express

Снова дам ссылочку на Wikipedia - там много и подробно расписано про разные поколения этого интерфейса. Быстрый, классный, универсальный, дорогой.

Достоинства:

• Высокая скорость передачи данных - пропускная способность одной линии шины ревизии 3.0 - 1 ГБ/с

Недостатки:

• Высокая цена на рынке
• Небольшой ассортимент брендов и моделей
• Для некоторых моделей характерно падение производительности со временем (неработающий или не настроенный TRIM)

Немного поработав капитаном Очевидность, я хотел бы рассмотреть непосредственно те сценарии, которые пользователи проигрывают в голове, выбирая себе твердотельный накопитель SSD.

Потребительские сценарии

• Обычные пользователи
  Откровенно говоря, большей части юзеров будет безразлично какой интерфейс имеет SSD-диск, более того, мало кто по настоящему почувствует разницу между SATA 3 ГБит/с и SATA 6 ГБит/с. При использовании только веб-браузеров, электронной почты, базовых офисных программ пользователь не увидит разницы и будет счастлив просто наличию SSD-диска в системе, так как программы будут загружаться очевидно быстрее, чем на HDD.
• Продвинутые юзеры
  работающие с мультимедиа материалами, часто ищут способы увеличения производительности дисковой системы. Простой пример: буйно начал расти сегмент 4К-видео. Несжатый поток 4К (3840х2160, 12 бит, 24 кадра в секунду) потребует пропускной способности около 900 МБ/с. И даже если вы работаете со сжатыми потоками, то при одновременной обработке нескольких, обязательно упрётесь в потолок SATA 6 ГБит/с. RAID 0 спасёт ситуацию, но скорее всего в пике при построении RAID 0 на 4-х накопителях будет около 1,6 ГБ/с. PCI Express предлагает решение вопроса: каждая линия PCI-Express имеет пропускную способность до 1,0 ГБ/с (то есть в 1,6 раза больше, чем SATA) при почти таком же энергопотреблении – разумеется, грешно не пользоваться такими возможностями. И пусть цена на SSD PCI Express выше, любители работать с видео высокого разрешения просто обязаны смотреть именно на такой стандарт.
• Геймеры
  Для настоящих хардкорщиков (а по мне так просто нетерпеливых людей), конечно же, нужен PCI Express. Огромные по размеру TitanFall или CoD:Ghosts будут грузится достаточно долго, я уж молчу про авиасимуляторы, “вес” которых доходит до сотен гигабайт. Для обычных же людей, которые любят Diablo III и прочие Bioshock Infinite, будет вполне достаточно топового SSD 6 ГБит/с.
• Энтерпрайз-клиенты
  Ожидания клиента в этой сфере существенно выше, чем просто быстрая загрузка или обработка видеофайла. Чем крупнее сервер, тем больше к нему осуществляется обращений от пользователей и тут на первый план выходят IOPS. Для вышеперечисленных категорий людей обычная очередь к контроллеру составляет 3-5 запросов, в энтерпрайзе все измеряется сотнями. SSD прекрасно проявляют себя, когда нужно показывать высокую производительность на протяжении долгого времени, и если классических дисков потребуется несколько сотен, то высокопроизводительный SSD может справиться в одиночку.

При работе по интерфейсу SATA консьюмерские SSD достигают уровня производительности в 100,000 IOPS, в то время как топовые PCI-E накопители способны выдерживать нагрузку в 1,000,000 IOPS. При этом, как правило, они рассчитаны на работу с интерфейсом PCI-E 2.0, а значит переход на PCI-E 3.0 даст существенный прирост производительности в будущем.

Вместо вывода

Что можно сказать в итоге. Для розничных покупателей и геймеров можно и нужно выбирать среди SATA-дисков. Большинство офисных пользователей будут счастливы, если в их рабочих станциях поселятся быстрые и бесшумные накопители, но 90 процентов из них никогда даже не задумаются о том, какой интерфейс у диска и бывают ли они вообще разные. Геймерам же придётся сложнее, выбор большой, запутаться сложно, зачастую производитель недобросовестно завышает показатели чтения и записи. Следите за нашим блогом и мы расскажем, какая методика тестирования на самом деле правильная.

Для корпоративного рынка и людей, работающих с мультимедиа контентом – крайне рекомендованы накопители с интерфейсом PCI-Express. Обработка огромных растровых изображений или работа с 4К-видео с GoPro Hero4 – всё это потребует от системы хранения высокой производительности. Если ваша основная задача – производить контент – смело выбирайте диски PCI-Express. Энтерпрайз сегмент уже практически перешёл на контроллеры NVMe – о таких SSD будет отдельный пост – они заслуживают много внимания.

Теоретические раскладки обязательно надо проверять на практике. Поэтому следующий пост будет про практическое сравнение PCI-E SSD диска и SATA SSD (в том числе в режиме RAID 0).
С наступающим Новым Годом!

Зачастую при апгрэйде строго ПК или ноутбука, люди думают что же поменять с минимальным вложением, да еще и что бы в будущем можно было переставить в новый ПК. Лучше всего под это описание подходит недорогой SSD диск под систему. Но как известно, старые ПК или ноутбуки оснащены портом SATA2, а не SATA3. С учетом того, что SATA2 значительно медленнее чем SATA3, то возникает вопрос — стоит ли ставить SSD диск на SATA2?

Что дает SSD диск?

Во-первых быструю загрузку Windows, включая этап после появления рабочего стола.

Во-вторых большую отзывчивость системы в повседневных задачах (открытие папок, интернет-серфинг и т.д.).

Скорость SATA2 по сравнению с SATA3

Заметим, что SATA3 имеет обратную совместимость с SATA2. Т.е., если на диске написано, что его интерфейс SATA3, то подключив его к порту SATA2 диск заработает. Но скорости и показатели отклика на SATA2 существенно ниже чем у SATA3.

Теоретическая пропускная способность SATA2 около 300МБ/с (в реальности около 270МБ/с). У SATA3 теоретическая пропускная способность около 600МБ/с (в реальности около 560МБ/с).

Для обычных жестких дисков пропускной способности SATA2 вполне хватает. Вот например при тестировании последовательной скорости чтения и записи, значения, которые мы получим будут явно не дотягивать до предельной пропускной способности интерфейса SATA2.

Скорость же SSD дисков уже упирается в предельную скорости SATA3. Даже недорогой SSD диск в чтении уже близок к пределу SATA3. Т.е. как минимум SATA2 будет ограничивать скорость любого SSD диска на чтении. Скорость записи будет тоже ограничена даже на самом недорогом SSD диске.

Стоит отметить, последовательная скорость чтения и записи мало заметна в обычной эксплуатации. В основном, при работе системного диска, мы имеем дело со случайными чтениями и записями. Скорость случайного чтения и записи дешевого SSD диска работающего по SATA3 составила около 27МБ/с, что далеко от предельной скорости SATA2.

Однако при подключении этого же диска к SATA2, к сожалению, скорость сильно падает.

Самый важный параметр, который отвечает за ощущение от отклика системы, это скорость случайных чтений, упал с 27МБ/с до 16МБ/с. Что является для SSD дисков крайне низким показателем.

Самые дорогие SSD диски, установленные в SATA2, будут работать значительно медленнее чем самые дешевые SSD диски, установленные в SATA3.

Стоит ли ставить SSD диск на SATA2

Устанавливая SSD диск на SATA2 вы получите:

Во-первых скорость взаимодействия с жестким диском при переходе на SSD явно вырастет, что даст заметный прирост.

Во-вторых вы не сможете получить от SSD все на что он способен, ни с точки зрения случайных чтений, ни с точки зрения линейных записей и чтений.