Обзор SSD-накопителя Plextor M8Se: совмещая несовместимое

Твердотельные накопители с интерфейсом NVMe очень быстро набирают популярность. Если в прошлом году этим интерфейсом обладал лишь один из десяти поставленных на рынок накопителей, то во второй половине текущего года ожидается перелом: структура поставок SSD должна измениться так, что интерфейс NVMe будет уже как минимум у каждого четвёртого проданного накопителя. Почему так происходит, понять совсем несложно. NVMe-накопители стали широко использоваться в производительных системах компактного форм-фактора, и в первую очередь в ноутбуках и ультрабуках. Немалый интерес к таким моделям проявляют и пользователи настольных систем: в них переход с SATA-накопителей на NVMe-устройства сулит заметное увеличение скорости дисковой подсистемы, а также дополнительное удобство в сборке ПК за счёт упрощения кабельного хозяйства и возможности полного отказа от громоздких корзин с накопителями.

Однако сказать, что производители твердотельных накопителей смогли своевременно подготовиться к смене тенденций, вряд ли возможно. Ассортимент NVMe SSD серьёзно ограничен, причём большинство имеющихся в продаже моделей относится к верхнему ценовому сегменту и не может заинтересовать широкие массы пользователей ПК. Фактически достойный спектр предложений такого рода имеется только у Samsung, представившей свой дуэт из 960 PRO и 960 EVO в конце прошлого года. Благодаря столь прозорливому решению компании теперь удаётся снимать сливки на бурно растущем рынке. Особенной популярностью пользуется основанная на 48-слойной TLC 3D V-NAND модель Samsung 960 EVO, которая оказалась весьма востребованной даже несмотря на то, что её розничная цена на 20-25 процентов выше, чем у не самого дешёвого SATA-накопителя 850 EVO.

Отсутствие достойных конкурирующих предложений до сих пор позволяло Samsung не беспокоиться о необходимости корректировки ценовой политики. Но задуматься об этом в скором времени южнокорейской компании всё-таки придётся. У Samsung 960 EVO появляются достойные соперники: быстрые и недорогие NVMe SSD, основанные на TLC NAND. И речь тут идёт не о накопителях на контроллерах Silicon Motion, которые не особенно радуют своим уровнем производительности (хороший пример – Intel SSD 600p), а о более продвинутых решениях на качественных платформах Marvell. Бросить вызов южнокорейской компании готова и Plextor, которая совсем недавно начала поставки NVMe-накопителя M8Se с планарной TLC-памятью, а в сравнительно недалёкой перспективе готовит ещё более интересную модель – M9Pe на базе 64-слойной TLC 3D BiSC NAND производства Toshiba.

Но в этом обзоре мы поговорим о первой новинке, Plextor M8Se – накопителе, который уже можно встретить на прилавках отечественных магазинов. Этот продукт интересен как минимум по двум причинам. Во-первых, он воплощает «в железе» видение Plextor того, что должен представлять собой массовый NVMe-накопитель. Во-вторых, данное решение, как это и бывает с SSD авторства этой фирмы, отличается уникальными техническими решениями. Сочетание производительной платформы Marvell и планарной TLC-памяти до сих пор можно было встретить лишь ещё в одном NVMe-накопителе: Western Digital Black. Однако по какой-то причине Western Digital решила не поставлять свой NVMe SSD на российский рынок. Поэтому Plextor M8Se имеет шанс стать самым выгодным вариантом по соотношению цены и производительности.

⇡#Технические характеристики

Контроллеров, позволяющих конструировать NVMe-накопители, не так много. Если не считать разработок Samsung, которые недоступны для других производителей, их фактически всего три: Phison PS5007-E7, SMI SM2280 и Marvell 88SS1093. На прошедшей выставке Computex 2017 можно было увидеть и какие-то другие чипы от тех же Phison и SMI или от новых игроков вроде Maxiotek и Realtek, но все они пока находятся в стадии разработки и тестирования, поэтому в серийных продуктах встречается лишь три перечисленных варианта. При этом Phison и SMI по традиции предлагают простые готовые платформы, которые не требуют от производителей SSD практически никаких дополнительных конструкторских работ. Решение же Marvell, напротив, представляет собой лишь «голый» контроллер, для которого производителям конечных продуктов требуется разрабатывать дизайн платы и прошивку.

В результате получается вполне ожидаемый расклад: в большинстве NVMe SSD производителей второго-третьего эшелона используются чипы Phison и SMI, но все такие продукты чрезвычайно похожи друг на друга по потребительским свойствам. Контроллер же Marvell применяется в единичных моделях, и каждая из них представляет собой отдельно спроектированное устройство. Кроме того, вариант Marvell лучше и по мощности. Он основывается на трёх ядрах c архитектурой ARM Cortex-R5, поддерживает восьмиканальный интерфейс с массивом флеш-памяти и осуществляет коррекцию ошибок по сильному алгоритму LDPC. Поэтому при условии должной оптимизации на его базе получается модели, которые превосходят по производительности и прочим характеристикам конкурирующие решения с начинкой Phison и SMI.

Plextor относится к числу тех немногих фирм, которые давно и успешно используют в своей продукции контроллеры Marvell. Платформы иных разработчиков в ассортименте Plextor встречаются лишь в наиболее бюджетных решениях. Поэтому нет ничего странного в том, что, когда компания приступила к созданию высокопроизводительных SSD c NVMe-интерфейсом, для всех них выбирались исключительно контроллеры Marvell, а именно наиболее продвинутый чип такого класса – 88SS1093. Он был положен в основу вышедшей в середине прошлого года популярной модели M8Pe, этот же контроллер производитель планирует использовать и в своём перспективном флагманском накопителе, M9Pe, выход которого запланирован под конец лета. Модель M8Se, с которой мы знакомимся сегодня, несмотря на то, что она относится к более низкому уровню, тоже базируется на контроллере Marvell 88SS1093. И это позволяет предположить, что от M8Se можно ждать приятных сюрпризов.

Впрочем, сразу же стоит предупредить, что M8Se прямым последователем M8Pe на самом деле не является. Скорее его следует считать удешевлённым вариантом флагманского накопителя компании. В то время как в M8Pe производитель использует планарную MLC-память, выпускаемую Toshiba по 15-нм технологии, в M8Se ставится планарная TLC-память, также изготавливаемая компанией Toshiba по 15-нм техпроцессу. И это не просто делает M8Se более дешёвым. TLC-память медленнее (в особенности на операциях записи) и имеет более низкий ресурс. В результате характеристики Plextor M8Se от характеристик M8Pe заметно отличаются.

Тем не менее если верить в паспортные спецификации, то главное отличие Plextor M8Se от модели на базе MLC-памяти заключается в более низком ресурсе и сокращённой до трёх лет гарантии. Декларируемая производителем выносливость по сравнению с M8Pe снижена более чем вдвое. Однако допустимые объёмы перезаписи всё равно остаются достаточно неплохими: на M8Se разрешается записывать более половины ёмкости ежедневно. Контроллер Marvell 88SS1093 обладает поддержкой LDPC-кодирования, благодаря чему даже TLC-память может показывать с ним беспроблемную работу в течение продолжительного времени. Например, при практическом испытании ресурса SATA-накопителя Plextor M7V, в котором применяется другой контроллер Marvell с аналогичной технологией коррекции ошибок на основе LDPC-кодов, 15-нм TLC-память Toshiba без особых проблем смогла выдержать более 4500 циклов перезаписи.

Что же касается производительности, то по заявленным характеристикам Plextor M8Se отличается от M8Pe не слишком сильно. Причём по скорости последовательного чтения новая модель на TLC-памяти якобы даже несколько быстрее. Отставание же новой и более дешёвой модели проявляется главным образом на случайных операциях, в первую очередь при записи.

Однако нужно понимать, что высокие скоростные показатели Plextor M8Se обеспечиваются в первую очередь за счёт SLC-кеширования. Но размер области флеш-памяти, которая переведена в SLC-режим, у этого накопители не слишком велик. Её объём составляет порядка 1,5 Гбайт на каждые 128 Гбайт. За пределами же этой области скорость записи M8Se падает относительно заявленных значений где-то вдвое.

Именно из-за этого соотносить Plextor M8Se с моделями, построенными на базе MLC-памяти, было бы не совсем верно. И даже TLC 3D V-NAND-накопитель Samsung 960 EVO, в котором тоже имеется технология SLC-кеширования, выглядит в этом плане заметно лучше: в нём к статическому SLC-кешу прибавляется динамическая часть, которая доводит объём области флеш-памяти, в которую возможна запись с высокой скоростью, до десятков гигабайт.

Впрочем, у Plextor M8Se есть другой плюс – цена. В будущем производитель намерен продавать этот накопитель дешевле Samsung 960 EVO, что, если учесть добротную аппаратную платформу новинки, может сделать её весьма привлекательным вариантом для покупки. К тому же у M8Se есть и другие привлекательные стороны, например, интересные варианты исполнения.

⇡#Внешний вид и внутреннее устройство

Компания Plextor предусматривает для своих накопителей различные форм-факторы, которые позволяют пользоваться ими в компьютерах различного класса без необходимости приобретать дополнительные переходники или системы охлаждения. Предыдущий NVMe SSD компании, M8Pe, был доступен и в виде карты расширения для слота PCI Express, и в виде «голого» M.2-модуля, и в виде M.2-модуля с предустановленным пассивным охлаждением. Эта стратегия хорошо сработала в прошлый раз, её Plextor решила придерживаться и в случае M8Se.

Для тестов мы получили полутерабайтную версию PX-512M8SeY в виде карты PCI Express 3.0 x4 половинной длины и половинной высоты (HHHL), а также самую простую M.2-версию PX-512M8SeGN. Однако на самом деле можно было бы обойтись и одной PCIe-платой. Она, как обычно и бывает в таких случаях, представляет собой переходник, переносящий четыре линии PCI Express 3.0 из стандартного слота на материнской плате в расположенный на нём разъём M.2, в который вставлена обычная M.2-модификация накопителя.

Однако не всё так просто. У PCIe-версии есть одно важное преимущество – массивный алюминиевый радиатор, который закрывает всю поверхность платы и эффективно рассеивает тепло, выделяемое накопителем. Как показало наше предшествующее знакомство с разными SSD на контроллере Marvell 88SS1093, греются они очень сильно. Поэтому качественное охлаждение – далеко не бесполезный элемент. И Plextor явно не пожалела на него металла: вес радиатора в PCIe-версии M8Se составляет 125 грамм.

Кроме того, за счёт дизайна закрывающей поверхность накопителя системы охлаждения инженеры Plextor попытались придать своему SSD агрессивную «геймерскую» внешность. Радиатор, как и сама PCIe-плата PX-512M8SeY, имеет чёрную окраску, а его рёбра плавно обтекают синюю вставку с эмблемой Plextor. Доминантой же в облике накопителя служит верхняя грань: на ней размещён небольшой, светящийся белым светом логотип, а также синяя светодиодная полоса. Во время обращений к накопителю она мигает, а если обращений к накопителю нет, размеренно пульсирует. Похожим образом работала подсветка и в Plextor M8Pe, но там она имела красный цвет, преобладающая же тема оформления M8Se – синяя.

Радиатор прижат к плате PX-512M8SeY четырьмя винтами, один из них изначально находится под пломбой, поэтому разобрать накопитель без потери гарантии не получится. Впрочем, ничего особенно интересного под ним нет: после разборки можно лишь убедиться в том, что в переходнике действительно установлена ординарная M.2-версия M8Se, PX-512M8SeGN, которая контактирует с радиатором через теплопроводящую прокладку. Кстати сказать, M.2-модуль PX-512M8SeGN, как и M.2-модификации объёмом 128 и 256 Гбайт, имеет одностороннее исполнение, так что с радиатором соприкасаются все использованные в конструкции накопителя чипы.

Давайте ознакомимся со строением базового элемента M8Se подробнее.

M.2-плата M8Se выполнена на текстолите зелёного цвета и несёт на себе четыре микросхемы. Самая главная – это контроллер Marvell 88SS1093, точно такой же, как использовался в M8Pe. Он соседствует с чипом DDR3L-памяти объёмом 1024 Мбайт, который предназначается для хранения копии таблицы трансляции адресов и буферизации мелкоблочных операций. Надо заметить, что в M8Se оперативной памяти стало вдвое больше обычного – это должно помогать контроллеру справляться с недостатками TLC NAND.

Оставшиеся же два чипа формируют массив флеш-памяти. Микросхемы произведены Toshiba и имеют маркировку TH58TFT1WHLBAEG. В каждой такой микросхеме упаковано по шестнадцать 128-гигабитных планарных кристаллов TLC NAND, выпущенных по 15-нм техпроцессу. Это значит, что контроллер в M8Se 512 Гбайт работает с четырёхкратным чередованием устройств в каждом канале, из-за чего производительность этой версии наряду с терабайтным вариантом оказывается максимальной.

Как это обычно и бывает, полный объём массива флеш-памяти пользователю недоступен. Примерно 7 процентов от его ёмкости отобрано на внутренние нужды. Причём на подменный фонд, технологию выравнивания износа и работу алгоритмов сборки мусора выделяется только половина от зарезервированного пространства. Остальная же его часть нужна для работы SLC-кеширования и технологии ускоренной записи.

Согласно позиционированию Plextor, наиболее габаритная модификация накопителя, PX-512M8SeY, рассчитана на энтузиастов. Простая версия PX-512M8SeGN должна приглянуться тем, кто захочет поставить такой SSD в ноутбук или использовать какую-то собственную систему охлаждения. Для большинства же пользователей настольных систем предназначена версия PX-512M8SeG – накопитель форм-фактора M.2 с небольшим радиатором. Однако она должна появиться в продаже несколько позднее, так что пока мы не имеем возможности сделать какие-либо выводы об эффективности её системы охлаждения.

Никакого сервисного программного обеспечения для Plextor M8Se производителем (пока) не предлагается, поэтому мы сразу переходим к тестированию скоростных характеристик.