Обзор и тестирование SSD-накопителя ASUS HYPER EXPRESS с интерфейсом SATA Express. Установка SSD в ноутбук. Интерфейсы подключения дисков Ssd выпускают с интерфейсом подключения pci express

Различные типы ключей помечаются на концевых контактах (позолоченных) SSD M.2 или рядом с ним, а также на разъеме M.2.

На рисунке ниже представлены ключи SSD M.2 на SSD M.2 и совместимых разъемах M.2 с прорезями, позволяющими вставлять накопители в соответствующие разъемы:

Следует учесть, что SSD M.2 с ключом B имеют другое количество концевых контактов (6) по сравнению с SSD M.2 с ключом M (5); такая асимметричная схема позволяет избежать ошибок размещения SSD M.2 с ключом B в разъем M, и наоборот.


Что означают разные ключи?

SSD M.2 с концевыми контактами ключа B могут поддерживать протокол SATA и/или PCIe в зависимости от устройства, однако ограничены скоростью PCIe x2 (1000МБ/с) на шине PCIe.

SSD M.2 с концевыми контактами ключа M могут поддерживать протокол SATA и/или PCIe в зависимости от устройства и поддерживают скорость PCIe x4 (2000МБ/с) на шине PCIe, если хост-система также поддерживает режим x4.

SSD M.2 с концевыми контактами ключа B+M могут поддерживать протокол SATA и/или PCIe в зависимости от устройства, однако ограничены скоростью x2 на шине PCIe.

Подробнее

Какие конфигурации M.2 и разъемов несовместимы?



Ключ SSD M.2 Ключ B Ключ M
Концевые контакты SSD SSD edge connector - B Key SSD edge connector - M Key
Несовместимые разъемы Not Compatible Sockets - B Key Not Compatible Sockets - M Key

В чем преимущества наличия ключа B+M на SSD M.2?

Ключи B+M на SSD M.2 обеспечивают перекрестную совместимость с различными системными платами, а также поддержкой соответствующего протокола SSD (SATA или PCIe). Хост-разъемы некоторых системных плат могут быть рассчитаны на подключение только SSD с ключами M или только с ключами B. SSD с ключами B+M предназначены для устранения этой проблемы; однако подключение SSD M.2 в разъем не гарантирует его работы, это зависит от общего протокола между SSD M.2 и системной платой.


Какие типы хост-разъемов SSD M.2 встречаются на системных платах?

Хост-разъемы M.2 могут быть основаны на ключе B или на ключе M. Они могут поддерживать как протокол SATA, так и протокол PCIe. И наоборот, они могут поддерживать только один из двух протоколов.

Если концевое контакты SSD имеют ключ B+M, они физически подходят к любому хост-разъему, однако необходимо изучить спецификацию системной платы/производителя системы, чтобы убедиться в совместимости протоколов.


Как узнать, какой длины SSD M.2 поддерживает системная плата?

Следует всегда изучать информацию производителя системной платы/системы для проверки поддерживаемых вариантов длины карт, однако большинство системных плат поддерживает 2260, 2280 и 22110. Многие системные платы имеют перемещаемый фиксирующий винт, позволяющий пользователю установить SSD M.2 2242, 2260, 2280 или даже 22100 . Объем пространства на системной плате ограничивает размер устанавливаемых в разъем и используемых SSD M.2.


Что означает "socket 1, 2 или 3"?

Различные типы разъемов являются частью спецификации и используются для поддержки специальных типов устройств в разъеме.

Socket 1 предназначен для Wi-Fi, Bluetooth®, NFC и WI Gig

Socket 2 предназначен для WWAN, SSD (кэш-память) и GNSS

Socket 3 предназначен для SSD (SATA и PCIe, скорость до x4)


Socket 2 поддерживает и WWAN, и SSD?

Если в системе есть и не используется Socket 2 для поддержки карты WWAN, его можно использовать для SSD M.2 (обычно компактного форм-фактора, например 2242), если он имеет ключ B. SSD M.2 SATA можно вставить в совместимые разъемы WWAN, если системная плата поддерживает его. Обычно используются SSD M.2 2242 малой емкости для кэширования вместе с 2,5-дюймовым жестким диском. В любом случае следует изучить документацию по системе, чтобы проверить поддержку M.2.


Возможно ли горячее подключение SSD M.2?

Нет, SSD M.2 не предназначены для горячего подключения. Установка и удаление SSD M.2 допускается только при отключенном питании системы.


Что такое односторонние и двухсторонние SSD M.2?

Для некоторых встраиваемых систем с ограниченным пространством спецификации M.2 предусматривают различную толщину SSD M.2 – 3 односторонних версии (S1, S2 и S3) и 5 двухсторонних версий (D1, D2, D3, D4 и D5). Некоторые платформы могут иметь определенные требования вследствие ограничений пространства под разъемом M.2, см. рисунок ниже (собственность LSI).


SSDM.2 Kingston соответствуют спецификациям двухсторонних M.2 и могут устанавливаться в большинство системных плат, совместимых с двухсторонними SSD M.2; обратитесь к своему торговому представителю, если вам требуются односторонние SSD для встраиваемых систем.


Что планируется в будущем?

SSD M.2 PCIe следующего поколения перейдут от использования старых драйверов AHCI, встроенных сейчас в операционные системы, к новой архитектуре, использующей новый хост-интерфейс Non-Volatile Memory Express (NVMe). NVMe с самого начала разрабатывался с поддержкой SSD на основе NAND (и, возможно, более новой энергонезависимой памяти) и обеспечивает еще более высокие уровни производительности. Предварительное производственное тестирование показывает, что его скорости в 4–6 раз выше, чем у современных SSD SATA 3.0.

Ожидается, что его начнут внедрять в 2015 году в корпоративной сфере, а затем перенесут на клиентские системы. Поскольку промышленность подготавливает экосистему для выпуска SSD NVMe, во многих операционных системах уже существуют бета-версии драйверов.

Если настольные жесткие диски многие годы существуют в 3,5-дюймовом форм-факторе, SSD с самого начала выпускались в 2,5-дюймовом формате. Он отлично подходил для небольших компонентов SSD. Однако ноутбуки становились все тоньше, и 2,5-дюймовые SSD уже перестали удовлетворять критерию малого размера. Поэтому многие производители обратили внимание на другие форм-факторы с меньшими габаритами.

В частности, был разработан стандарт mSATA, однако он появился слишком поздно. Соответствующий интерфейс сегодня встречается довольно редко, в немалой степени по причине того, что mSATA (сокращение от mini-SATA) по-прежнему работает со сравнительно низкой скоростью SATA. Накопители mSATA физически идентичны модулям Mini PCI Express, но электрически mSATA и mini PCIe несовместимы. Если сокет предназначен для установки накопителей mSATA, вы сможете использовать только их. Напротив, если сокет предназначен для модулей mini PCI Express, накопители mSATA SSD вставить можно, однако работать они не будут.

Стандарт mSATA сегодня можно считать устаревшим. Он уступил место стандарту M.2, который изначально назывался Next Generation Form Factor (NGFF). Стандарт M.2 обеспечивает производителям большую гибкость по габаритам SSD, поскольку накопители значительно более компактны, допускаются восемь вариантов длины, от 16 до 110 мм. Также M.2 поддерживает разные варианты интерфейсов. Сегодня все больше используется интерфейс PCI Express, который и будет доминировать в будущем, поскольку он работает значительно быстрее. Но первые накопители M.2 опирались на интерфейс SATA, теоретически возможен и USB 3.0. Однако не все слоты M.2 поддерживают все упомянутые интерфейсы. Поэтому перед покупкой накопителя проверяйте, какие стандарты поддерживает ваш слот M.2.

Стандарт M.2 сегодня распространяется и среди настольных ПК, современные материнские платы предлагают, по крайней мере, один соответствующий слот. Еще один положительный момент – кабель уже не требуется, накопитель вставляется прямо в слот материнской платы. Впрочем, подключение через кабель тоже возможно. Но для этого на материнской плате должен иметься соответствующий порт, а именно U.2. Ранее этот стандарт был известен как SFF 8639. Конечно, теоретически можно оснащать 2,5-дюймовые накопители портом U.2, но на рынке таких моделей очень мало, как и накопителей с SATA Express.

Интерфейс SATA Express является преемником SATA 6 Гбит/с, поэтому поддерживается обратная совместимость. На самом деле host-интерфейс поддерживает даже два порта SATA 6 Гбит/с или один SATA Express. Такая поддержка была добавлена больше для совместимости, поскольку накопители SATA Express электрически подключаются к шине PCI Express. То есть накопители SATA Express на «чистых» портах SATA 6 Гбит/с не работают. Но SATA Express опирается только на две линии PCIe, то есть пропускная способность будет в два раза меньше M.2.

Компактные и очень быстрые: накопители M.2 SSD с интерфейсом PCI Express, фото с картой-адаптером

Конечно, у большинства настольных компьютеров есть обычные слоты PCI Express, поэтому можно установить SSD напрямую в такой слот, как видеокарту. Вы можете приобрести карту-адаптер для M.2 SSD (PCIe), после чего подключать накопители «традиционным» образом в виде карты расширения PCI Express.

M.2 SSD с интерфейсом PCI Express демонстрируют пропускную способность больше двух гигабайт в секунду – но только при подходящем подключении. Современные M.2 SSD обычно разрабатываются для четырех линий PCI Express третьего поколения, только такой интерфейс позволяет раскрыть их потенциал производительности. Со старым стандартом PCIe 2.0 и/или меньшим числом линий накопители SSD работать будут, но вы потеряете весьма существенную часть производительности. Если есть сомнения, мы рекомендуем заглянуть в руководство пользователя материнской платы, где должна быть указана конфигурация линий M.2.

Если на материнской плате нет слота M.2, вы можете установить такой накопитель через карту расширения, например, в слот для второй видеокарты. Однако при этом чаще всего на видеокарту будут подаваться уже не 16, а 8 линий PCI Express. Впрочем, на производительность видеокарты это повлияет не так серьезно. В следующей таблице приведена суммарная информация о современных интерфейсах:

Современные тенденции развития таковы, что шина PCI Express должна вскоре прийти на смену интерфейсу SATA 6 Гбит/с повсеместно - это уже заложено в версии спецификации SATA 3.2. Дальнейшее развитие SATA предполагает, что SSD для настольных систем сохранят своё привычное исполнение, но будут подключаться по специальному интерфейсу SATA Express, который введёт в обращение новый тип разъёмов и кабелей. При этом SATA Express объединяет два интерфейса SATA 6 Гбит/с (они нужны для обратной совместимости со старыми накопителями) и несколько линий PCI Express. Порты SATA Express первого поколения, которые могут присутствовать в настоящее время на материнских платахна базе набора логики Intel Z97 (рис. 1), предполагают использование двух линий PCI Express второго поколения, что означает рост пиковой пропускной способности современной реализации SATA Express до 1 Гбайт/с.

Второй, предусмотренный спецификацией вариант подключения накопителей по шине PCI Express - это специализированные слоты M.2 (также известные как NGFF), ориентированные в первую очередь на мобильные применения. Такие слоты, имеющие сравнительно небольшой размер, и потому идеально подходящие для тонких и ультратонких ноутбуков, объединяют один интерфейс SATA 6 Гбит/с и несколько линий PCI Express. В первом варианте, который находит сейчас массовое распространение на материнках, основанных на интеловских наборах логики девятого поколения, опять-таки, используется две линии PCI Express 2.0. Иными словами, слоты M.2 можно рассматривать как простое мобильное переложение интерфейса SATA Express.

Рис. 1. Oбновленная система Intel Rapid Storage Technology, позволяет работать с PCIe-накопителями, подключаемыми через интерфейсы M.2 и SATA Express (активирует функции технологии хранения Intel® Rapid с помощью твердотельных накопителей на основе интерфейса PCI Express*).

По сути SATA Express и M.2 предназначены для решения одной задачи — подключения через интерфейс PCI Express скоростных накопителей, для которых производительность SATA уже недостаточна. Однако архитектура этих интерфейсов заметно различается.

SATA Express конструктивно представляет собой два стандартных порта SATA 3.0 и дополнительный четырехконтактный коннектор — все это объединено в один разъем. Он предназначен для накопителей, применяемых в обычных ПК, к нему могут быть подключены соответственно либо два SATA-накопителя, либо один скоростной SSD с интерфейсом PCI Express x2. Стоит напомнить, что порт SATA имеет 7 контактов, а для работы одного канала PCI Express требуется 9 контактов. Отсюда необходимость в дополнительном четырехконтактном коннекторе — двум линиям PCI Express нужно 18 контактов, и именно столько обеспечивает разъем SATA Express: 7+7+4. Очевидно, что для использования PCI Express x2 требуется специальный кабель. А вот линий питания в интерфейсе PCI Express не предусмотрено. Пропускная способность PCI Express x2 составляет 16 Гбит/с — это больше суммарной производительности двух каналов SATA 3.0 (12 Гбит/с) и с лихвой хватит даже самым современным и быстрым SSD. К слову, в данный момент накопители с интерфейсом PCI Express пока еще остаются экзотикой и массовому пользователю недоступны.

Другое дело M.2 — серийных устройств с этим интерфейсом выпущено уже достаточно. Но если SATA Express ориентирован на настольные ПК и позволяет подключать традиционные SSD и жесткие диски, то M.2 предназначен для применения в мобильных устройствах, таких как ноутбуки и планшеты, вместе с накопителями, выполненными в виде платы расширения и вставляемыми непосредственно в разъем. Так же как и SATA Express, интерфейс М.2 обеспечивает обратную совместимость с SATA, но так как больше одного устройства одновременно к нему подключить нельзя физически, предусмотрен только один канал SATA 3.0. Зато это дало возможность реализовать большее количество линий PCI Express — в распоряжении М.2-устройств четыре таких канала с суммарной пропускной способностью 32 Гбит/с. Интерфейс обеспечивает и питание подключаемой платы расширения, которая, кстати, совсем не обязательно должна быть накопителем — М.2 позволяет подключать Wi-Fi- и Bluetooth-контроллеры, GPS-модули, NFC и другие типы устройств. Стоит отметить также, что, помимо SATA 3.0 и PCI Express x4, интерфейс M.2 обеспечивает работу и USB 3.0, так что реализовать перечисленные выше устройства в формате платы расширения M.2 совсем несложно.

Новый чипсет Z97 позволяет использовать физические контактные линии в различных конфигурациях и, в зависимости от типа подключенного устройства, коммутировать их на порты SATA, PCI Express или USB. Обновленная версия Intel Rapid Storage Technology отвечает за работу SSD, включая высокоскоростные, гарантирует работу штатных и специализированных функций, в том числе в составе RAID-массивов. Кроме того, чипсет Z97 обеспечивает совместимость с процессорами следующего поколения (Haswell Refresh) без обновления BIOS материнской платы.

Рис. 2. Высокоскоростные интерфейсы M.2 и SATA Express для подсистемы хранения данных. Схема подключения всех контроллеров слотов и разъемов к чипсету Intel Z97.

Обзор ASRock Z97 Extreme6 и Samsung XP941 | Высокопроизводительный накопитель на материнской плате

Когда десять лет назад интерфейс AHCI был введён в эксплуатацию, он предназначался для механических дисков и, по правде говоря, отлично заменил предыдущий способ подключения – IDE. И даже когда появились SSD-накопители, данный программный интерфейс для SATA был всё ещё достаточно хорош. По крайней мере, в самом начале.

Сейчас он ограничивает возможности SSD-накопителей. Им не требуется соответствовать механическим дискам по форм-фактору или тому же типу программного интерфейса. В материале "Обзор пяти материнских плат на чипсете Intel Z97 Express по цене от $120 до $160" был показан пример того, как контроллер-концентратор (Platform Controller Hub) предлагает новейшие возможности подключения SSD-накопителей разных типов и форм-факторов. Таким образом, мы отказываемся от исчезающего как вид SATA/AHCI в пользу PCIe и SATA Express, которые ещё более чётко подчёркивают разницу между механическими и твердотельными накопителями.

Всё большее количество материнских плат поддерживает интерфейсы нового поколения - M.2 PCIe- и SATA Express. Изначально ни один из этих разъёмов не принесёт вам массу преимуществ, но зато они помогут проложить путь к новому поколению накопителей для настольных ПК и мобильных устройств. Для устаревших жёстких дисков предназначен разъём SATA, а новые интерфейсы уже используются для новых SSD-накопителей. В будущем в определённый момент мы сможем отказаться и от AHCI, и вместо этого воспользоваться преимуществами твердотельных накопителей, используя интерфейс NVMe, который придёт ему на смену.

Знакомимся с ASRock Z97 Extreme6

Мы не были особенно поражены изменениями в новой платформе, но не могли не задаться вопросом: сможет ли этот чипсет выявить все достоинства накопителей? Между тем, отличий между Z97 и Z87 не так уж много.

На плате имеются десять портов SATA 6 Гбит/с, шесть из которых принадлежат Intel Z97 Express PCH, а ещё четыре относятся к паре контроллеров ASMedia ASM1061. Один разъём соединён с интерфейсом eSATA на задней панели.

Коннектор SATA Express совмещён с двумя SATA-портами и разъёмом M.2. Как видите, стремление Intel реализовывать новые разработки в сфере хранения данных на базе логики ядра обуславливает некоторые ограничения, о которых мы привыкли говорить, ведя речь о графике (о совместном использовании линий PCI-Express и тому подобном).

Удивительно, что хоть SATA Express и является абсолютно новым интерфейсом, его присутствие – это не самая большая особенность платы. Скорее, к таковой можно отнести разъём Ultra M.2 x4. Он не подсоединён к PCH (как, например, M.2 на портах 13 и 14 наряду с SATA Express), поэтому не испытывает тех же ограничений, а вместо этого использует четыре полосы PCI Express 3.0, забирая их у процессора и выдавая пропускную способность 32 Гбит/с. Хотя производительность выше 4 Гбит/с получить не удастся, правильный SSD-накопитель может показать очень интересные результаты при тестировании.

Угадайте, что мы приготовили для нашего испытания? Samsung XP941 , который входит в число накопителей, ориентированных на OEM-сборщиков. Он задействует четыре линии PCI Express, и для него есть соответствующее железо. Это позволит нам определить, смогут ли Intel Z97 Express и ASRock Z97 Extreme6 совместными усилиями осуществить наши мечты относительно скорости передачи данных.

Обзор ASRock Z97 Extreme6 и Samsung XP941 | Обсуждаем интерфейсы M.2 и SATA Express

M.2 PCIe

Intel обеспечивает гибкость и практичность Z97 незамысловатым, но действенным способом. Это достигается при помощи портов 13 и 14 на чипсете, которые стали более гибкими, чем были в прошлом, когда они обеспечивали работу двух из шести SATA-интерфейсов. Сейчас большая гибкость позволяет им взаимодействовать с двумя высококлассными интерфейсами подключения – SATA Express и M.2 PCIe.

Интерфейс M.2 PCIe нельзя назвать новинкой. Ранее мы опубликовали материал "SSD SanDisk A110 c интерфейсом PCIe: новый коннектор M.2" , а не так давно – "Обзор SSD Plextor M6e 256 Гбайт с интерфейсом PCI Express: форм-фактор M.2 в настольном ПК" , протестировав SSD-накопитель с интерфейсом M.2 PCIe на плате малого форм-фактора, имеющей половинные значения от стандартной длины и высоты. Нам сообщили, что Plextor также планировала разработать версию накопителя без адаптера, что предполагало выпуск материнских плат с соответствующими двухполосными разъёмами. Вот и настал этот день, хотя даже с началом продаж плат с двумя M.2 PCIe портами, SSD-накопители данного форм-фактора для них всё ещё являются немногочисленными и встречаются довольно редко.

На самом деле, легко спутать M.2 для PCIe и SATA, и здесь та же история, что и с путаницей вокруг mSATA для mini-PCIe-разъёмов. До сегодняшнего дня было всё труднее различать накопители M.2 с SATA-контроллерами и совместимые с PCIe. Так что давайте просто забудем о SATA-решениях и сосредоточимся на накопителях, которые предназначены для шины PCI Express и имеют форм-фактор М.2.

Гибкость такого форм-фактора заключается в возможности установки на множество односторонних и двухсторонних печатных плат. Устройство М.2 шириной 22 мм легко размещается вместе с процессором и модулями памяти NAND, а на более длинной печатной плате, таким образом, будет больше места для памяти. Учитывая, что Samsung может разместить свой накопитель Samsung 840 EVO mSATA ёмкостью 1 Тбайт примерно на такой же площади, какую занимает форм-фактор M.2 2260 (60 мм в длину), большие перспективы открываются при работе с M.2 22110 (длиной 110 мм). По мере развития производственного процесса и повышения плотности записи, сложно себе представить, когда M.2 достигнет своего потолка в вопросе ёмкости.

Большинство SSD-накопителей M.2 PCIe будет использовать две линии PCI Express (в случае с Z97 Express это означает скорость передачи данных, свойственную устройствам второго поколения). В свою очередь, Samsung XP941 уникален тем, что задействует больше четырёх линий, так что именно он и является идеальным накопителем для тестирования материнской платы ASRock Z97 Extreme6 и её четырёхполосного разъёма PCI Express 30 Ultra M.2.

SATA Express

На замену SATA 6 Гбит/с пришёл SATA Express. Независимая организация Serial ATA International Organization, которая занимается развитием и стандартизацией технологии SATA, осознала непрактичность подхода, который был призван удвоить скорость интерфейса SATA. Директор по маркетингу компании Marvell Пол Вассенберг (Paul Wassenberg) ещё в прошлом году на выставке Flash Memory Summit 2013 сказал нам, что разработка SATA Express является гораздо более осмысленным занятием.

Пока рабочая группа, тестировавшая новый способ подключения, увеличивала количество линий PCIe от одной до восьми, уровень энергопотребления, по мере подключения дополнительных линий, буквально взлетел. Но с использованием всего двух линий, имеющих пропускную способность третьего поколения, энергопотребление практически не повысилось по сравнению с устройством SATA 6 Гбит/с, тогда как относительно уровня производительности было отмечено значительное превосходство. Учитывая проблемы интерфейса SAS со скоростью 12 Гбит/c, стало ясно, что достижение экономической эффективности в случае с SATA весьма проблематично, в отличие от SATA Express, учитывая его связь с PCI Express.

В отличие от M.2 PCIe, использующего до четырёх линий, SATA Express задействует лишь две, но если устройство M.2 PCIe крепится прямо к плате, то SATA Express позволяет использовать удалённое подключение при помощи кабелей, как и в случае с SATA. Но есть и проблемы. Внешнему SSD-накопителю на PCIe нужно получать сигнал от генератора тактовой частоты, и его придётся передавать при помощи экранированного и более дорогого кабеля. Так что без затрат здесь можно обойтись в том случае, если связь будет обеспечивать сам твердотельный накопитель.

Используем один порт, теряем другой

С реализацией интерфейса SATA Express на Z97 при использовании новой технологии вы теряете доступ к двум контроллерам SATA 6 Гбит/с и интерфейсу M.2, и наоборот, если задействуете M.2 (всё-таки этих устройств гораздо больше), то использовать SATA Express уже не удастся.

Для большей ясности выше мы изобразили схему, куда включили M.2 PCIe и SATA Express, наряду с протоколами AHCI и NVMe.

Таким образом, интерфейсы M.2 и SATA Express в Z97 являются взаимоисключающими, и использовать их одновременно не получится. В некоторые платы Asus добавляет сторонние контроллеры SATA Express и, очевидно, они способны работать независимо друг от друга. А в случае с ASRock для разъёма Ultra M.2 задействуются четыре линии контроллера PCI Express. Давайте изучим эту систему более подробно.

Обзор ASRock Z97 Extreme6 и Samsung XP941 | Z97 Express: те же самые ограничения пропускной способности

Для нас не стал сюрпризом тот факт, что пропускная способность контроллера-концентратора платформы Z97 при подключении к хост-процессору ограничена интерфейсом Intel DMI, который базируется на PCI Express 2.0, и обеспечить скорость третьего поколения не удастся из-за микроархитектуры Skylake, отстающей на два поколения. Но чипсету Intel не требуется задействовать все преимущества пропускной способности PCIe 3.0, поскольку он может в большей мере получить реальную отдачу от восьми линий PCIe, которые используются на данный момент.

Мы знаем это, потому что уже видели, с какими ограничениями сталкиваются массивы SSD-накопителей на портах Intel 6 Гбит/с. В прошлом году мы тестировали ряд накопителей SSD DC 3500 на материнской плате ASRock C226 WS (англ.), и предел был достаточно очевиден. На ASRock Z87 Express располагалось шесть портов 6 Гбит/с, однако трёх обычных SSD-накопителей было достаточно для того, чтобы насытить ограниченную пропускную способность DMI. Предельной стала скорость 1600 Мбайт/с.

Ну а в четырёхполосном Ultra-разъёме Samsung XP941 взлетает выше планки в 1000 Мбайт/с. В принципе, такого же результата могут достичь самые быстрые устройства с интерфейсом SATA 6 Гбит/c в массиве RAID 0.

Скорость произвольных операций

Измерение производительности произвольных операций является ещё одним важным показателем. Мы уже знаем, что ограничения пропускной способности не являются большой проблемой при перемещении небольших блоков данных. Обычно интерфейса SATA 6 Гбит/c достаточно для тяжёлых последовательных нагрузок.

Скорость произвольных операций чтения блоками по 4 Кбайт

Учитывая то, что мы видели выше, легко предположить, что Samsung XP941 способен показать высочайшую производительность при передаче малого количества блоков.

120000 IOPS – это впечатляющий результат, но он не отражает аппаратный потенциал Samsung, в отличие от произвольных операций. И четырёхполосный слот Ultra M.2 даёт более высокие результаты. На графике недостаёт масштаба, чтобы показать, насколько понизилась производительность при использовании двухполосного интерфейса.

Результаты использования всех трёх интерфейсов примерно равны до достижения глубины очереди 16 команд. Рабочим нагрузкам, характерным для настольных компьютеров, не настолько свойственен параллелизм, поэтому Samsung XP941 не обладает очевидным преимуществом.

Скорость произвольных операций записи блоками по 4 Кбайт

Случилось в основном то же, что мы ожидали, основываясь на прошлой работе SSD-накопителя с интерфейсом PCIe и протоколом AHCI. Побеждает Samsung 840 Pro , хоть это и не самый быстрый накопитель в мире. Samsung XP941 с двухполосным разъёмом M.2 не производит совершенно никакого впечатления. Немного лучше дела обстоят при подключении к четырёхполосному интерфейсу, но недостаточно для того, чтобы выбрать его вместо SATA.

Вывод: скорость произвольных операций у SSD-накопителя с разъёмом PCIe является совсем уж пешеходной по сравнению с впечатляющей производительностью в последовательных операциях, во многом благодаря AHCI. Впрочем, если вы не наблюдали за работой другого бенчмарка, то могли подумать, что Samsung XP941 является лучшим в истории SSD-накопителем для настольных систем. Однако наше тестирование при помощи Iometer необязательно отражает производительность устройства в реальных условиях. Так что нам необходимо более подробное исследование.

Tom"s Hardware Storage Bench v.1.0

Большинство материнских плат Z97 Express будет оснащено шестью портами SATA 6 Гбит/с, а некоторые из них получат двухполосный интерфейс M.2, который мы тестируем сейчас. Другие будут оборудованы SATA Express. Наиболее значительным отличием в ASRock Z97 Extreme6 является слот M.2 x4, связанный с Intel LGA 1150.

Мы пока ещё не занимались тестированием SATA Express, ведь большинство первых устройств подобного рода будет базироваться на AHCI, а значит, они не будут слишком отличаться от таких накопителей, как SanDisk A110 , которые мы уже тестировали. Взгляните на результаты Samsung XP941 при подключении к двухполосному интерфейсу M.2 и рассмотрите данный интерфейс в качестве замены SATA Express. С поддержкой NVMe будет ещё интереснее.

Наш собственный тест, Storage Bench v1.0, использует информацию об операциях ввода-вывода из трассировки, записанной в течение двух недель. Повторно воспроизводя данный шаблон с целью проверить производительность накопителя, мы получаем результаты, которые, на первый взгляд, трудно истолковать. В результатах практически не учтены периоды простоя, то есть мы можем принимать во внимание только время, в течение которого накопитель был в активном состоянии и исполнял команды хоста. Таким образом, вычислив соотношение времени работы накопителя к объёму данных, обработанных в ходе трассировки, мы получаем показатель средней скорости передачи данных (в Мбайт/с), по которому можем сравнивать участников теста.

Эта система измерений не идеальна. Изначальная трассировка регистрирует команды TRIM в процессе транзита, но так как трассировка организована на накопителе без файловой системы, TRIM не будет работать, даже если её направили во время повторного воспроизведения трассировки (что, к сожалению, не так). Но всё же тестирование при помощи трассировки – отличный способ зафиксировать периоды времени, когда накопитель действительно работает, что имеет преимущества в сравнении с синтетическими тестами типа Iometer.

Средняя скорость передачи данных

Трассировка в Storage Bench генерирует более 140 Гбайт операций записи в ходе тестирования. Очевидно, это ставит в заведомо невыгодное положение SSD ёмкостью ниже 180 Гбайт и благоприятствует тем участникам теста, ёмкость которых превышает 256 Гбайт.

В этом сокращённом анализе производительности мы не показываем результаты множества накопителей на SATA 6 Гбит/с, которые встречались в наших графиках. Результаты генерируются в ОС Windows 8.1, в то время как наша библиотека данных базируется на Windows 7. Впрочем, мы столкнулись с некоторыми проблемами при работе с разъёмом Ultra M.2 под более старой операционной системой – если в Windows 7 за накопители c интерфейсом PCIe отвечал драйвер MSAHCI.SYS, то в Windows 8 - STORAHCI.SYS. Мы нашли более новый драйвер для менее последовательной задержки и времени до возобновления обслуживания, что резко повлияло на производительность. Между тем, Samsung 840 Pro управляется драйвером Intel RST, так что для него это не имеет значения. Тогда мы исследовали последствия работы обоих драйверов в обзоре SSD-накопителя Plextor M6e 256 Гбайт с интерфейсом PCI Express: форм-фактор M.2 в настольном ПК.

Наиболее высокий показатель средней скорости передачи данных достигается накопителем Samsung XP941 в разъёме Ultra M.2. Он же занимает и второе место – уже в разъёме M.2. Следом за ним располагается Samsung 840 Pro с интерфейсом SATA 6 Гбит/c, который оставляет позади себя подключающийся к шине PCI Express SanDisk A110 , а также замыкающий эту таблицу накопитель Plextor M6e .

Однако в таком тесте наиболее важным показателем является время до возобновления обслуживания.

Время до возобновления обслуживания

Ниже представлен график показателей времени до возобновления обслуживания чтения и записи (оси х и у соответственно). Эти значения гораздо более важны, по сравнению со средней скоростью передачи данных. Используя обе метрики, мы можем получить наиболее точные результаты производительности устройства с реальными нагрузками.

Как обычно, предпочтительнее видеть эти значения снизу в левой части графика. Лучшую производительность можно заметить в том месте, где значения располагаются ближе к началу.

Не стоит сравнивать эти результаты с другими из наших предыдущих обзоров. Они были получены под ОС Windows 8.1, которая меньше адаптирована к SSD-накопителям с интерфейсом PCIe из-за использования драйвера STORAHCI. Мы рассчитываем, что ситуация немного изменится с внедрением NVMe, но сейчас Windows 8 позволяет нам в равной степени запускать AHCI-диски.

Пропускная способность

Трассировка Adobe Photoshop с применением высоких нагрузок является наиболее интенсивной, именно поэтому мы используем все его 18 индивидуальных этапов для определения уровня задержки и пропускной способности.

Попробуйте догадаться, какая из линий на графике соответствует производительности Samsung XP941 .

Если вы ещё не догадались, мы подскажем: у данного накопителя на графике самый высокий результат, причём с большим преимуществом. В каждом из этапов его скорость достигает 700 Мбайт/с, и при наибольшем истощении ёмкости накопителя она падает до 500 Мбайт/с – это невероятный результат. Даже при подключении к двухполосному слоту M.2 он по-прежнему работает очень быстро, просто поддержка со стороны интерфейса недостаточна для обеспечения такого уровня производительности.

Наш первый четырёхполосный SSD-накопитель с интерфейсом M.2

Настоящая революция в сфере накопителей должна произойти позже, когда будет заметен эффект NVMe и появятся накопители для подключения через SATA Express. Ближе к внедрению Intel Skylake больше внимания будет уделяться повышению производительности SSD-накопителей с поддержкой PCIe 3.0 контроллеров-концентраторов.

В ходе тестирования ASRock Z97 Extreme6 мы использовали несколько SSD-накопителей с интерфейсом М.2. ASRock умно подошла к вопросу расположения разъёмов для накопителей, которые находятся между слотами PCIe, – в этом случае диски физически не могут конфликтовать с графическими процессорами и RAID-картами. Разъём Ultra M.2 может быть полезен только в том случае, если производители смогут создать накопители для подключения к нему. Безусловно, к накопителям с высочайшей скоростью есть интерес, и присутствие такого разъёма на одной плате от одного производителя может стать чем-то вроде культового хита. Помните, что скоро ожидается выход X99, и процессоры с архитектурой Haswell-E будут иметь линии PCIe. Увидим ли мы снова разъём Ultra M.2 на плате ASRock?

Хотелось бы верить. SSD-накопители с интерфейсом PCIe существовали в течение нескольких лет, и они первыми показали, насколько безвкусно выглядит подключение SATA-устройств к адаптерам HBA, а теперь мы видим, что существуют компактные решения для подключения по шине PCI Express. Неприличная стоимость накопителей с интерфейсом PCIe, из-за которой их было не найти в настольных системах энтузиастов, уже осталась в прошлом. А производительности Samsung XP941 соответствуют гораздо более дорогие накопители корпоративного уровня.

Вот почему стоит задуматься о SSD-накопителях с интерфейсом M.2 PCIe, если вы планируете произвести апгрейд. ASRock достойна похвалы за применение инноваций в ASRock Z97 Extreme6 , где на одной плате можно осуществить четырёхполосное подключение и использовать четыре линии на процессоре для того, чтобы обеспечить фантастическую пропускную способность безо всяких ограничений DMI. Очень жаль, что экосистема и рынок сейчас настолько далеки от такой идеи. Гораздо проще будет в этом убедиться в начале 2015 года, когда все оценят NVMe (как интерфейс), а также SATA Express и M.2 (как форм-факторы). Надеемся, что к тому времени всё больше материнских плат смогут раскрыть весь потенциал суперскоростных SSD-накопителей.

Твердотельные накопители информации, они же SSD, активно отнимают долю на рынке персональных компьютеров у стандартных жестких дисков (HDD). В последние годы данная тенденция заметна особенно хорошо из-за понижения стоимости подобных запоминающих устройств. Цена SSD накопителей продолжает быть выше, чем у HDD, если говорить о вариациях одинакового объема, но преимущества твердотельных хранителей информации оправдывают ее.

Плюсы и минусы SSD дисков

Перед тем как приобретать SSD диск, нужно оценить плюсы и минусы, которые пользователь получит от такого решения. К явным преимуществам твердотельных накопителей перед HDD дисками можно отнести следующее:

К минусам SSD дисков можно отнести высокую стоимость и сложность приобретения подобных накопителей большого объема.

Как выбрать SSD диск

На рынке представлены твердотельные накопители от различных производителей. У одной компании может быть несколько линеек SSD дисков, которые различаются по стоимости. Важно при подборе SSD обращать внимание на основные параметры, выбирая оптимальные для своих задач варианты.

Объем SSD

Главный параметр при выборе твердотельного диска – это его объем. На рынке можно найти модели с различным свободным местом для хранения информации, и перед покупкой важно определиться для каких целей будет использоваться накопитель.

Чаще всего SSD диски приобретаются для повышения скорости загрузки и работы операционной системы. Если на диск будет установлена только Windows, Linux или другая система, имеет смысл выбрать накопитель объемом в 128 Гб или 256 Гб, в зависимости от того, как много информации пользователь хранит в системных папках, например, «Мои документы». В среднем, операционная система занимает 40-60 Гб (если речь идет о Windows).

Если приобретать твердотельный диск в качестве единственного накопителя данных в компьютере, следует выбирать размер SSD, в зависимости от предназначения PC и активности работы за ним.

Скорость SSD

Параметр, на который обращает особое внимание производитель дисков – это скорость работы. На коробке каждого твердотельного накопителя можно увидеть информацию о том, насколько быстро работает на запись и чтение хранитель информации. Однако такие цифры в большинстве случаев являются маркетинговой уловкой, и на деле они гораздо ниже. Связано это с тем, что производитель дисков указывает максимальную последовательную скорость чтения/записи, которая не играет большой роли в процессе стандартной работы с компьютером.

При выборе SSD диска нужно обращать внимание на его скорость работы в случайных операциях записи и чтения блоков информации размером в 4K. Именно с такими данными накопителю в компьютере приходится работать на протяжении 90% времени, изредка выходя на пиковые значения. Узнать сведения о реальной скорости работы SSD можно при помощи различных программ, поэтому перед покупкой накопителя рекомендуется ознакомиться в интернете с тестами конкретной модели диска.

Обратите внимание: В большинстве случаев наиболее быстрые диски в стандартных задачах те, которые имеют высокую максимальную последовательную скорость чтения/записи, но это не всегда так. К тому же, указанные производителем SSD значения могут быть завышены.

Интерфейс подключения SSD

SSD диски могут подключаться к компьютеру по одному из следующих интерфейсов:

• SATA 2;
• SATA 3;
• PCIe-E.

Наиболее быстрые модели используют интерфейс SATA 3, который имеет повышенную пропускную способность.

Что касается PCIe-E SSD накопителей, их найти в продаже практически невозможно. Такие диски используются для специфических задач, когда нет возможности подключить аксессуар через SATA любой версии. Использование PCIe-E разъема нецелесообразно с точки зрения его пропускной способности.

Чип памяти SSD

В зависимости от чипа памяти, используемого в хранилище информации, разнится количество бит в одной ячейке, скорость работы накопителя и число возможных перезаписей информации. В SSD можно встретить чипы SLC, MLC и TLC. Их сравнительные характеристики приведены в таблице:

В продаже наиболее часто можно найти твердотельные накопители, выполненные на чипах MLC. Это оправдано стоимостью их производства и характеристиками. Накопители с чипами SLC чаще используются для серверов, а SSD на их основе обладают высокой стоимостью. Что касается TLC чипов памяти – они распространены в съемных носителях информации (флешках), которым не требуется столь большое количество циклов записи/чтения, как SSD дискам, устанавливаемым в компьютер.

Контроллер SSD

От стабильности и грамотности работы контроллера в твердотельном накопителе во многом зависит его скорость, долговечность, поддержка дополнительных технологий и многие другие базовые параметры. Выбирать необходимо SSD, в которые установлен накопитель от одной из ведущих фирм в данной области: Intel, Marvell, Sandforce или Indilinx.

Обратите внимание: Если на диске указана высокая скорость работы, но в нем стоит плохой контроллер от неизвестной фирмы, велика вероятность, что такой накопитель не проработает долго или у него будут возникать проблемы в процессе записи/чтения информации. Именно поэтому не рекомендуется покупать «no-name SSD», про которые нет никакой информации, кроме параметров максимального последовательного чтения/записи.

Дополнительные опции и параметры SSD

При покупке твердотельных накопителей можно заметить различные пункты и опции, указанные в их характеристиках. Расшифруем наиболее распространенные из них:

• IOPS – данный показатель говорит о том, какое количество операций за секунду способен выполнить накопитель. На него следует обращать внимание, поскольку в большинстве случаев он способен больше сказать о реальной скорости диска, чем информация о максимальных параметрах чтения/записи;
• MTBF – время работы твердотельного диска до выхода из строя. Измеряется данный параметр в часах, и не все производители накопителей указывают его. Вычисляется MTBF на основе проведенных испытаний, в течение которых диски нагружаются до момента, пока они не откажут, после чего высчитываются средние значения;
• TRIM – опция, которая присутствует в контроллере практически всех SSD. Она подразумевает, что «мозг» накопителя всегда будет осведомлен, какие ячейки очищены от ранее содержавшейся в них информации, тем самым диск получает возможность их задействовать;
• S.M.A.R.T. – диагностическая опция, которая присутствует практически в каждом твердотельном накопителе информации. Она необходима, чтобы диск мог самостоятельно оценивать свое состояние, тем самым примерно рассчитывая время до выхода из строя;
• Garbage Collection – опция, предназначенная для автоматической очистки памяти от «фантомных» файлов и прочего «мусора».

Миф, что SSD работают в разы меньше, чем HDD давно развеян. При стандартной загрузке твердотельными жесткими дисками можно без проблем пользоваться на протяжении 10 лет и более.