Nowy artykuł: Przegląd NVMe SSD Transcend MTE220S: tanio – nie znaczy źle

Okazało się, że producenci dysków SSD, którzy do tej pory nie zbudowali własnych zespołów zajmujących się rozwojem kontrolerów, ale jednocześnie nie chcą tracić z oczu rynek SSD dla entuzjastów, obecnie nie mają specjalnego wyboru. Odpowiednią dla nich opcję, pozwalającą na stworzenie naprawdę wydajnych dysków z interfejsem NVMe, oferuje tylko jedna firma – Silicon Motion, która jest gotowa dostarczyć kompleksowe rozwiązania ze swoim kontrolerem i gotowym oprogramowaniem wszystkim chętnym. Ogólnodostępne podstawowe układy do składania dysków NVMe są dostępne także u innych firm, np. u Phison czy Realtek, jednak to Silicon Motion zdobyła przywództwo w tej dziedzinie, oferując partnerom nie tylko bardziej funkcjonalne, ale też znacznie szybsze rozwiązania.

Jednocześnie, wśród ogromnej różnorodności dysków NVMe zbudowanych na bazie kontrolerów Silicon Motion, nie wszystkie modele są interesujące dla entuzjastów. Firma ta produkuje szeroki asortyment układów z zasadniczo różnymi poziomami wydajności, jednak wysoką wydajność, odpowiednią dla SSD w zaawansowanych lub maksymalnych konfiguracjach, mogą zapewnić jedynie wybrane platformy. W szczególności, w zeszłym roku bardzo pozytywnie wypowiadaliśmy się o kontrolerze SM2262: według norm z 2018 roku wyglądał on naprawdę atrakcyjnie, pozwalając dyskom opartym na nim konkurować z najlepszymi konsumpcyjnymi dyskami NVMe producentów pierwszego rzędu, w tym Samsung, Western Digital i Intel.

Jednak w tym roku sytuacja nieco się zmieniła, ponieważ wiodący producenci zaktualizowali swoje masowe modele z wyższej półki. W odpowiedzi na to Silicon Motion zaczęła oferować partnerom udoskonaloną wersję zeszłorocznego kontrolera, SM2262EN, który również obiecuje wzrost wydajności – przede wszystkim w zakresie prędkości zapisu. Okazuje się, że to właśnie dyski oparte na tym układzie powinny obecnie interesować nabywców, którzy chcą mieć nowoczesny i szybki dysk NVMe, ale nie chcą przepłacać za posiadanie produktu marki A.

Do niedawna nowy kontroler SM2262EN był stosowany przez niewielu producentów. W praktyce wybór ograniczał się do dwóch opcji: ADATA XPG SX8200 Pro oraz HP EX950. Jednak teraz pojawił się trzeci dysk oparty na tym chipie – jego produkcję rozpoczęła firma Transcend. Z tą nowością, nazwaną Transcend MTE220S, zamierzamy się zapoznać w tej recenzji.

Dane wstępne do tego spotkania są następujące. HP EX950 nie jest dostępny w Rosji, a ADATA XPG SX8200 Pro w naszym niedawnym teście nie wykazał żadnych szczególnych atutów, oferując wydajność na poziomie dysków opartych na poprzednim kontrolerze SM2262. Oznacza to, że mimo pojawienia się nowej wersji kontrolera Silicon Image, wciąż nie widzieliśmy żadnych NVMe SSD, które mogłyby konkurować z nowym Samsung 970 EVO Plus , które są bardziej interesujące w porównaniu do ADATA XPG SX8200 Pro, zamierzamy ustalić w tej recenzji. Jednak od razu należy podkreślić, że nawet jeśli ten SSD nie błyszczy parametrami prędkości, może okazać się dość interesujący. Dzieje się tak, ponieważ Transcend zamierza sprzedawać go po wyjątkowo niskiej cenie – przynajmniej niskiej dla pełnoprawnego dysku z interfejsem PCI Express 3.0 x4, buforem DRAM i trójwymiarową pamięcią TLC.

Specyfikacje techniczne

Szczegóły dotyczące kontrolera SM2262EN już przedstawialiśmy, kiedy zapoznawaliśmy się z ADATA XPG SX8200 Pro. Pod względem technicznym ten chip oparty jest na dwóch rdzeniach ARM Cortex, wykorzystuje ośmiokanałowy interfejs do zarządzania pamięcią flash, ma interfejs DDR3/DDR4 do bufora i wspiera szynę PCI Express 3.0 x4 z protokołem NVM Express 1.3. Innymi słowy, to nowoczesne i w pełni funkcjonalne rozwiązanie dla dysków NVMe, które ma również bardzo dobre wskaźniki teoretycznej wydajności i wspiera zaawansowane metody korekcji błędów.

Początkowo kontroler SM2262EN został przedstawiony w sierpniu 2017 roku, równocześnie z „prosty” SM2262, jednak był prezentowany jako jego „ulepszona” wersja, której dostawy miały rozpocząć się później. Wygląda na to, że Silicon Motion zamierzała wstrzymać jego wydanie do momentu pojawienia się na rynku 96-warstwowej pamięci TLC 3D NAND, aby następnie zaproponować przyspieszone kompleksowe rozwiązania wraz z gęstszą pamięcią flash. Jednak ten plan nie powiódł się z powodu zmieniających się trendów rynkowych: ceny chipów NAND zaczęły szybko spadać, a producenci pamięci postanowili opóźnić wdrażanie nowych technologii. W rezultacie Silicon Motion zmęczyła się czekaniem i wydała SM2262EN jako aktualizację dla SM2262 w ramach platformy skierowanej na pracę z 64-warstwową pamięcią TLC 3D NAND.

Jednak, jeśli wierzyć formalnym specyfikacjom, wersja platformy z kontrolerem SM2262EN nadal obiecuje poprawę wydajności: do 9% przy sekwencyjnym odczycie, do 58% – przy sekwencyjnym zapisie, do 14% – przy losowym odczycie i do 40% – przy losowym zapisie. Ale jeśli wierzysz w te liczby, to z dużą ostrożnością. Programiści mówią wprost – żadnych zmian w konstrukcji sprzętowej SM2262EN nie przewiduje, używa dokładnie tej samej architektury co zwykły SM2262. Cała przewaga opiera się na zmianach w części programowej: platformy z nowym kontrolerem wykorzystują bardziej zaawansowane algorytmy zapisu i SLC-caching. Innymi słowy, mówimy o pewnej próbie uproszczenia, a nie o tym, że inżynierom udało się dokonać jakiegoś przełomu w mechanizmach działania.

Co to oznacza w praktyce, widzieliśmy już, kiedy testowaliśmy ADATA XPG SX8200 Pro oparty na kontrolerze SM2262EN. Ten dysk okazał się szybszy od swojego poprzednika opartego na chipie SM2262 tylko w benchmarkach, ale nie zaoferował żadnych zauważalnych usprawnień w rzeczywistej wydajności. Jednak z Transcend MTE220S historia jest nieco inna. Ten dysk nie ma żadnych bliskich krewnych w gamie modeli, a dla Transcend jest to całkowicie nowy model. W obliczu tego, że wcześniej w gamie tego producenta były tylko dyski NVMe SSD niższego poziomu, parametry techniczne MTE220S wyglądają bardzo imponująco.

Interesująco, że deklarowana wydajność Transcend MTE220S jest nieco niższa niż prędkości, które obiecywała dla swojego podobnego napędu opartego na kontrolerze SM2262EN firma ADATA. Najwyraźniej jest to związane z tym, że, chociaż MTE220S wykorzystuje tę samą platformę sprzętowo-programową, jego konstrukcja różni się od referencyjnej. Dla swojego napędu Transcend zaprojektowała własną płytkę drukowaną, gdzie w celu obniżenia kosztów zrezygnowała z użycia 32-bitowego interfejsu bufora DRAM na rzecz bardziej ekonomicznego, 16-bitowego połączenia. W rezultacie zmniejszają się maksymalne prędkości losowego odczytu i zapisu, a szczególnie jest to zauważalne w wersji napędu o pojemności 512 GB.

Niemniej jednak, SLC caching w Transcend MTE220S działa dokładnie tak samo, jak w innych napędach z kontrolerem SM2262EN. Cache wykorzystuje dynamiczny schemat, w którym część pamięci TLC z głównego układu jest przełączana w tryb SLC, przyspieszony jednowarstwowy. Rozmiar cache dobierany jest w taki sposób, aby w trybie SLC pracowała mniej więcej połowa wolnej pamięci flash. W ten sposób z wysoką prędkością na MTE220S można zapisać ilość danych stanowiącą około jedną szóstą dostępnej przestrzeni na SSD, po czym prędkość znacznie spadnie.

Można to zobrazować na poniższym wykresie, na którym pokazano, jak zmienia się wydajność ciągłego sekwencyjnego zapisu na pustym Transcend MTE220S o pojemności 512 GB.

W trybie przyspieszonym, gdy zapis odbywa się w trybie SLC, 512-gigabajtowa wersja MTE220S oferuje wydajność na poziomie 1,9 GB/s. W trybie TLC tablica pamięci flash działa znacznie wolniej, a po wyczerpaniu dostępnego miejsca w pamięci podręcznej SLC prędkość spada do 460 MB/s. Na wykresie widać również trzeci poziom prędkości – 275 MB/s. Do takiej wartości wydajność przy sekretnym zapisie spada w momencie, gdy nie ma już wolnej pamięci flash, a aby umieścić dodatkowe dane, kontroler musi najpierw przenieść komórki używane jako pamięć podręczna SLC do zwykłego trybu TLC. W rezultacie średnia prędkość ciągłego zapisu na Transcend MTE220S 512 GB 'od początku do końca' wynosi około 410 MB/s, a na całkowite zapełnienie tego nośnika danymi potrzeba co najmniej 21 minut. To niezbyt optymistyczny wynik: na przykład, ten sam Samsung 970 EVO Plus można całkowicie zapełnić w zaledwie 10 minut.

Pamięć podręczna SLC w Transcend MTE220S ma tę samą unikalną cechę, którą zauważyliśmy już w ADATA XPG SX8200 Pro. Dane są z niej przenoszone do zwykłej pamięci nie od razu, ale dopiero wtedy, gdy jest wypełniona w ponad trzy czwarte. Umożliwia to zwiększenie prędkości odczytu przy dostępie do plików, które zostały zapisane chwilę wcześniej. Ta funkcjonalność ma mało sensu w rzeczywistym użytkowaniu SSD, ale za to znacznie pomaga nośnikowi w syntetycznych benchmarkach, które właśnie stosują scenariusze typu 'zapis – odczyt'.

Jak to wygląda w praktyce, można ocenić na podstawie poniższego wykresu prędkości losowego odczytu przy dostępie do pliku zarówno zaraz po jego utworzeniu, jak i wtedy, gdy po tym pliku na SSD zapisano dodatkową ilość informacji.

Tut jasno widać moment, w którym kontroler przenosi plik testowy z pamięci podręcznej SLC do głównej pamięci flash, ponieważ w tym momencie prędkość odczytu małych jednostek spada o około 10%. To z taką, obniżoną prędkością, będą musieli radzić sobie użytkownicy w przytłaczającej większości przypadków, ponieważ w mikrokodzie Transcend MTE220S nie przewidziano żadnych algorytmów do odwrotnego przenoszenia danych z pamięci TLC do pamięci podręcznej SLC, a pliki mogą pozostawać w pamięci podręcznej SLC tylko wtedy, gdy nośnik w trakcie eksploatacji pozostaje wolny w ponad 90 procentach.

Innymi słowy, jeśli chodzi o pracę z pamięcią podręczną SLC, Transcend MTE220S niewiele różni się od innych nośników opartych na kontrolerze SM2262EN. Ale to wcale nie oznacza, że jest podobny do ADATA XPG SX8200 Pro we wszystkim. Oferta Transcend ma istotną zaletę innego rzędu – wyższe dozwolone przez warunki gwarancji ilości zapisów. Bez utraty jej, nośnik można całkowicie zapisać danymi 800 razy, a wersję o pojemności 256 GB – ponad 1000 razy. Takie wartości zadeklarowanego zasobów dają nadzieję, że dla MTE220S producent nabywa pamięć flash najwyższej jakości, a to oznacza, że rzeczywista niezawodność nośnika zadowoli nawet tych użytkowników, którzy wciąż sceptycznie podchodzą do TLC 3D NAND.

Wygląd zewnętrzny i wewnętrzna budowa

Dla szczegółowego zapoznania się tradycyjnie wybrano model Transcend MTE220S o pojemności 512 GB. Nie zaskoczył swoim wyglądem, to zwykły nośnik w formacie M.2 2280, który działa przez magistralę PCI Express 3.0 x4 i obsługuje protokół NVM Express w wersji 1.3. Jednak wygląd opakowania i komplet dostarczony z MTE220S wzbudzają silne skojarzenia z tanim towarem. Nawet budżetowy, bezbuforowy SSD MTE110S firma sprzedawała w pełnowymiarowym pudełku, a rozważana nowość, która jest promowana jako rozwiązanie wyższego poziomu, została zapakowana w blister, w którym, oprócz samej płytki M.2 nośnika, nie ma w ogóle nic. Wszystko to bardzo przypomina sposób, w jaki na rynek trafiają karty microSD i najprawdopodobniej ma na celu obniżenie kosztów. Niemniej jednak, wątpię, czy ktokolwiek nadal wybiera SSD na podstawie opakowania.

Nie różni się zbytnio wizualnie, a sam rozważany SSD również. W jego konstrukcji nie przewidziano żadnych radiatorów, a naklejka nie ma warstwy przewodzącej ciepło. Ogólnie rzecz biorąc, Transcend MTE220S wygląda raczej jak produkt OEM niż jak rozwiązanie dla entuzjastów. To wrażenie podkreśla tekstolit płyty drukowanej w nieco zapomnianym zielonym kolorze oraz czysto użytkowy wygląd etykiety, która nie ma żadnych oznak designu i zawiera tylko informacje służbowe.

Układ płyty MTE220S trudno nazwać typowym – została ona, najprawdopodobniej, zmieniona przez inżynierów Transcend dla jakichś własnych potrzeb. Przynajmniej, rozważany wcześniej dysk ADATA XPG SX8200 Pro, mimo zastosowania podobnej platformy sprzętowej, wyglądał zupełnie inaczej. Z drugiej strony, nowość Transcend zachowała dwustronne rozmieszczenie komponentów, więc dla „niski profil” slotów M.2, spotykanych w cienkich laptopach, MTE220S może nie być odpowiedni.

Masyw pamięci flash umieszczony na MTE220S o pojemności 512 GB składa się z czterech układów z własną marką Transcend. Wiadomo, że w każdej z tych układów znajdują się cztery 256-gigabitowe kryształki 64-warstwowej pamięci Micron TLC 3D NAND drugiej generacji. Transcend nabywa tę pamięć od Micron w postaci całych wafli, ale cięcie, testowanie i pakowanie kryształów krzemowych w układy przeprowadza samodzielnie, co pozwala osiągnąć dodatkowe oszczędności produkcyjne.

Warto zwrócić uwagę na układ DDR4-1866 SDRAM, zlokalizowany obok chipu kontrolera SM2262EN. Pełni on funkcję bufora do przechowywania kopii tabeli translacji adresów, jednak istotne jest to, że w omawianym nośniku znajduje się tylko jeden taki chip, wyprodukowany przez Samsunga, o pojemności 512 MB. Zwracamy na to szczególną uwagę, ponieważ inne SSD z kontrolerem SM2262EN zazwyczaj mają szybki bufor DRAM złożony z pary chipów o pojemności dwa razy mniejszej. W rezultacie w Transcend MTE220S praca z buforem DRAM odbywa się za pomocą 16-bitowej, a nie 32-bitowej magistrali, co teoretycznie może nieco zaszkodzić wydajności podczas operacji na małych blokach. Niemniej jednak, wpływ tego czynnika nie powinien być przeceniany: 32-bitowa magistrala dla pamięci operacyjnej jest unikalną cechą platformy SM2262/SM2262EN, podczas gdy inne kontrolery SSD korzystają z bufora DRAM z 16-bitową magistralą i wcale na tym nie cierpią.

Oprogramowanie

Aby obsługiwać nośniki własnej produkcji, firma Transcend wypuściła specjalne narzędzie SSD Scope. Jego możliwości są niemal typowe dla oprogramowania tego rodzaju, jednak część znanych funkcji z jakiegoś powodu nie jest wspierana.

SSD Scope pozwala śledzić ogólny stan nośnika i oceniać jego zdrowie, odwołując się do telemetrii S.M.A.R.T. W narzędziu znajdują się proste testy wydajności oraz sprawdzanie wersji oprogramowania i możliwość jego aktualizacji.

Do narzędzia wbudowany jest również instrument do klonowania zawartości dysków, który umożliwia szybkie i bezproblemowe przeniesienie systemu operacyjnego oraz zainstalowanych aplikacji na nowo zakupiony SSD. Dodatkowo SSD Scope potrafi zarządzać przesyłaniem polecenia TRIM do nośnika.

Dla dysków SATA SSD Scope może także zaproponować sprawdzenie macierzy pamięci flash pod kątem błędów lub wykonanie procedury "pewnego usunięcia" pamięci flash Secure Erase. Jednak w przypadku Transcend MTE220S obie te funkcje z jakiegoś powodu nie działają.

Źródło: 3dnews.ru