Легкий та прудкий — тест SSD-накопичувача WD Black PCIe

Декілька місяців тому наша редакція протестувала SSD-диски WD Blue і WD Green, тепер настала черга найбільш просунутої моделі накопичувача від Western Digital – WD Black PCIe SSD у версії 256 ГБ (WD Black SSD 256GB M.2 2280 PCI Express 3.0 TLC, індекс моделі – WDS256G1X0C). Серед всієї «кольорової» гами SSD-дисків виробництва Western Digital – це найшвидший і найдорожчий диск.

На відміну від серій Green і Blue, що використовують технологію підключення SATA rev 3.0, в Black-серії застосовується інтерфейс NVM Express (NVMe), спеціально розроблений для твердотільних накопичувачів, підключених по шині PCI Express. Основна перевага NVMe – незначні затримки і забезпечення паралельного доступу до SSD-диску з урахуванням налаштувань сучасних платформ, які використовують багатоядерні процесори.

vst_wd_black700

WD Black PCIe: що всередині

Накопичувач WD Black PCIe виконаний у форм-факторі M.2-2280. Всі компоненти розміщені на одній стороні, з тильного боку будь-які компоненти відсутні. Для зберігання даних використовується 15-нанометрова пам’ять TLC-NAND виробництва SanDisk, записом та зчитуванням інформації керує контролер Marvell 88SS1093, створений для роботи з PCI-E 3.0 і NVMe. Серед його особливостей: нова версія фірмової технології корекції помилок NANDEdge LDPC (low-density parity check) і підтримка до 2 ТБ 15-нанометровій флеш-пам’яті TLC/MLC/SLC NAND і 3D NAND. У конфігурацію контролера входить 3-ядерний процесор, що випускається по 28-нанометровому техпроцесу CMOS. Невеликий розмір і тепловіддача дозволяють використовувати Marvell 88SS1093 в накопичувачах з форм-фактором M.2.

wdblack_front_700

wdblack_back_700

TLC-пам’ять (Three Level Cell – трирівнева комірка), яка використовується у WD Black PCIe – це високощільна флеш-пам’ять, здатна зберігати по три біта даних в кожній комірці. TLC використовує 8 окремих значень напруги для фіксації восьми логічних станів (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111). Відзначимо, що пам’ять TLC може працювати і в режимі SLC, тобто в більш простому, з технологічної точки зору, але не навпаки.

Оскільки флеш-пам’ять типу TLC набагато повільніша, ніж MLC або SLC, сучасні накопичувачі на її основі оснащують додатковим буфером на базі швидкісної SLC-пам’яті. У дисках WD для цього застосовується технологія SanDisk nCache 2.0. Це означає, що в кожному кристалі пам’яті деяке число блоків працює в режимі SLC, тому дані, які записуються, спочатку потрапляють в швидку область пам’яті SLC, після чого переміщуються в масив TLC. В результаті виходить, що після заповнення буфера швидкість запису падає з максимальних значень до нижчих показників, а після очищення буфера знову зростає.

Тестування

В якості тестової платформи ми використали ноутбук Dell Latitude 7280 на базі процесора Intel i7-7660U, оснащений SSD-накопичувачем Toshiba THNSN5256GPUK NV 256 ГБ з інтерфейсом NVM Express (NVMe) і 8ГБ оперативної пам’яті DDR4-2133. Оскільки ноутбук підтримує тільки один накопичувач, операційну систему було встановлено прямо на тестовий диск. У зв’язку з цим не вдалося виконати деякі тести, що вимагають запису на диск.

SSD-диск WD Black PCIe в ноутбуку Dell Latitude 7280

SSD-диск WD Black PCIe в ноутбуці Dell Latitude 7280

Слід зауважити, що NVMe-диски при роботі з ОС вимагають спеціальних драйверів. Якщо розробник не створив драйвер для свого диску – то деякі операційні системи просто не зможуть працювати з таким диском. Наприклад, це стосується Windows 7 – для цієї системи потрібний спеціальний драйвер, якого WD не надає. Але системи Windows 8.1 та 10 мають підтримувати такий диск і без спеціального фірмового драйвера. Втім, так буває не завжди. Наприклад, тестовий Dell Latitude 7280 «побачив» NVMe-диск Sandisk лише після встановлення саме адаптованої версії Windows 10, яка служить спеціально для відновлення ноутбуків Dell і яка була завантажена з сайту компанії.

Швидкість читання даних з диску WDC WDS256G1X0C, утиліта HD Tune

Швидкість читання даних з диску WDC WDS256G1X0C, утиліта HD Tune

 Швидкість передачі даних мінімум,
МБ/с
Швидкість передачі даних максимум, МБ/с,Швидкість передачі даних середня, МБ/сЧас доступу, мс
WDC WDS256G1X0C,
256 ГБ
Тест №198,6733,1557,50,051
Тест №298,6720,2556,50,045
Тест №388,5674,7528,10,050
THNSN5256GPUK NV, 256 ГБ  
Тест №1128,7575,1448,60,17
Тест №2128,6630,4441,70,201
Тест №3127,2758,8437,00,190
Тест №4128,8648,2450,90,128

Табл.1. Швидкість зчитування інформації, отримана за допомогою утиліти HD Tune. Представлені результати тестування для SSD-дисків WDC WDS256G1X0C та Toshiba THNSN5256GPUKNV, 256 ГБ.

Утиліта AS SSD Benchmark: режим послідовного читання/запису; випадковий запис/читання в блоках по 4К; те ж саме, але з глибиною черги 64; час доступу в мс

Утиліта AS SSD Benchmark. Вказані результати тестування у наступних режимах: послідовне читання/запис; випадковий запис/читання в блоках по 4К; те ж саме, але з глибиною черги 64; час доступу в мс

 ReadWriteReadWrite
МодельWDC WDS256G1X0C, 256 ГбайтTHNSN5256GPUK NV, 256 Гбайт  
Seq, MB/s1247,1172,231283,847,15
4K, MB/s36,305,6913,711,69
4K-64 Thrd, MB/s311,389,05112,632,08
Acc.Time, ms0,0410,890,0652,384

Табл. 2. Тестування за допомогою утиліти AS SSD Benchmark. Для порівняння вказані результати SSD-дисків WDC WDS256G1X0C, 256 ГБ та Toshiba THNSN5256GPUKNV, 256 ГБ.

Результати тестування швидкості читання/запису WD Black PCIe за допомогою CrystalDiskMark

Результати тестування швидкості читання/запису WD Black PCIe за допомогою CrystalDiskMark

CrystalDiskMark – відома програма для тестування швидкості читання/запису накопичувачів. Виконує тестування в 4 режимах:

  • Sec Q32T1 — тестування послідовного читання і запису даних при глибині черги 32;
  • 4K Q32T1 – тест випадкового запису/читання (розмір блоку = 4 КБ, глибина черги = 32);
  • Seq – тест послідовного запису/читання (розмір блоку = 1024 КБ);
  • 4K – тест випадкового запису/читання (розмір блоку = 4 КБ);
 ReadWriteReadWrite
МодельWDC WDS256G1X0C, 256 ГбайтTHNSN5256GPUK NV, 256 Гбайт  
Seq, MB/s1545708,11582823,3
4K, MB/s671,6526,1586,7371,7
4K-64 Thrd, MB/s1085700,21102801
Acc.Time, ms39,95128,914,2875,73

Табл. 3. Утиліта CrystalDiskMark. Для порівняння вказані результати тестування SSD-дисків WDC WDS256G1X0C, 256 ГБ та Toshiba THNSN5256GPUKNV, 256 ГБ.

AJA System test емулює запис і читання відеофайлів на жорсткий диск і з нього і відображає результати з використанням швидкості передачі даних або частоти кадрів. Окремо можна задавати розмір тестового файлу, в даному випадку – 1 ГБ

AJA System Test емулює запис і читання відеофайлів на жорсткий диск і з нього відображає результати з використанням швидкості передачі даних або частоти кадрів. Окремо можна задавати розмір тестового файлу, в даному випадку – 1 ГБ

Розмір тестового файлуRead,
МБ/с
Write,

МБ/с

256 МБ1280608
1 ГБ5761333
4 ГБ1005271
16 ГБ2081031

Табл. 4. Вимір продуктивності WDC WDS256G1X0C за допомогою утиліти AJA System Test: результати для тестових файлів 256 МБ, 1 ГБ, 4 ГБ и 16 ГБ.

Резюме

Основна перевага й технологічна відмінність WD Black PCIe SSD – підключення через високошвидкісну шину PCI Express замість традиційної SATA 3, призначеної більше для механічних жорстких дисків. Завдяки цьому продуктивність пристрою набагато вище у порівнянні з аналогічними пристроями WD на базі SATA 3, по деяким тестам середня швидкість зчитування майже в 3 рази вище, а запису – в 1,5-2 рази. В той же час низька швидкість TLC-пам’яті не дозволяє повністю використати переваги інтерфейсу NVM Express. Тому WD Black PCIe не може змагатися з моделями на базі MLC NAND з підтримкою протоколу NVMe.

Вартість WD Black PCIe SSD становить 3,5 тис. грн, в той час як вартість WD Blue – 2,7 тис. грн. Різниця – майже 30%, тоді як по швидкості WD Black PCIe SSD значно випереджає диски WD з SATA-інтерфейсом. Що стосується пристроїв MLC NAND, то їх вартість на 25-30% вище від WD Black PCIe SSD, але і їх продуктивність більше приблизно на 25%.

Слід зазначити, що використання інтерфейсу NVM Express встановлює певні обмеження для налаштування операційної системи. Так, вендор не випустив драйвер під Windows 7, який би дозволив встановити цю систему на WD Black PCIe SSD. На сайті WD зазначено, що для систем Windows 8.1 та 10 драйвер не потрібний, втім, як показав досвід, не кожний дистрибутив Windows 10 здатний працювати з дисками PCIe SSD.

Технічні характеристики WD Black SSD 256GB M.2 2280 PCI Express 3.0 TLC (WDS256G1X0C)

  • Об’єм: 256 ГБ
  • Швидкість зчитування: до 2050 МБ/с
  • Швидкість запису: до 700 МБ/с
  • Енергоспоживання: середнє – 0.135 Вт
  • Час напрацювання на відмову: 1 750 000 годин
  • Зносостійкість (TBW): 80 ТБ перезапису
  • Споживана потужність: 135 мВт
  • Пікове енергоспоживання: 2,5 A
  • Напруга: 3,3 В
  • Форм-фактор: M.2
  • Стійкість до ударних навантажень: 1500 G (при довжині напівхвилі 0.5 мс)
  • Тип пам’яті: TLC
  • Робоча температура: 0°C to 70°C
  • Інтерфейс: PCIe Gen3, 8 ГБ/с
  • Тип накопичувача: внутрішній
  • Габарити (Ш х Г х В): 80 x 22 x 2.23 мм
  • Вага: 7,2 г
  • Гарантія: 60 місяців

БІЛЬШЕ ЦІКАВОГО: