Данас желимо да разговарамо о једном од наших нових производа - Сеагате ФиреЦуда 520 ССД диску. Али немојте журити да скролујете даље кроз фид са мислима „па, још једна похвална рецензија гаџета бренда“ – покушали смо да чине материјал корисним и занимљивим. Под резом, пре свега ћемо се фокусирати не на сам уређај, већ на ПЦИе 4.0 интерфејс који користи. А ми ћемо вам рећи шта да очекујете од њега, зашто је то добро и коме би могло бити корисно.
Будимо искрени: ПЦИ Екпресс 4.0 није тако нов. Први уређаји са његовом подршком појавили су се на потрошачком тржишту прошлог лета. Хвала на овоме треба да кажемо АМД-у: компанија је креирала прве платформе које су способне да прихвате уређаје са ПЦИ Екпресс 4.0, а такође је и сама направила такве уређаје - то су графичке картице засноване на ГПУ-у са РДНА архитектуром.
Повећање пропусног опсега увек даје велику наду, али како се испоставило, видео картице немају скоро никакву корист од преласка на бржи интерфејс. Барем када је у питању оптерећење игара. Као што су показали бројни независни тестови, чак и најбрже картице које подржавају ПЦИ Екпресс 4.0, пре свега Радеон РКС 5700 КСТ, раде исто када користе нови и брзи интерфејс, или када су повезане на класичну ПЦИ Екпресс 3.0 магистралу.
Али код ССД уређаја то је сасвим друга ствар. Радна брзина НВМе ССД-ова високих перформанси који раде преко ПЦИ Екпресс 3.0 (на пример, Сеагате ФиреЦуда 510) под линеарним оптерећењима је јасно ограничена пропусним опсегом интерфејса. Стога, проширење ограничења пропусног опсега ће једноставно имати позитиван утицај на могућности дисковних подсистема нове генерације.
Добра илустрација чињенице да никада није довољно пропусног опсега је чињеница да, док говоримо о првим уређајима који подржавају ПЦИ Екпресс 4.0, ПЦИ Специал Интерест Гроуп (ПЦИ-СИГ) је већ одобрила ПЦИ Екпресс 5.0 спецификацију, која подразумева то је корак даље ка повећању брзина интерфејса преко којих савремени процесори комуницирају са спољним уређајима. Али о овоме неки други пут, данас је ПЦИ Екпресс 4.0 на дневном реду.
Шта је добро у вези са ПЦИ Екпресс 4.0?
Спецификација ПЦИе (Перипхерал Цомпонент Интерцоннецт Екпресс) стандардизује начин на који картице за проширење као што су графички акцелератори, аудио контролери, мрежни адаптери и коначно НВМе ССД-ови комуницирају са основним компонентама које чине ПЦ платформу. Што је виша верзија ПЦИе спецификације, то је већа пропусност коју пружа. Поред тога, када се говори о ПЦИе слотовима, поред верзије спецификације, говори се и о броју трака, који је означен као к1, к2, к4, к8 или к16. Већи број линија такође даје вишеструко већу пропусност због проширења магистрале и представља још један, опсежан начин за побољшање карактеристика брзине интерфејса. Али ако говоримо о НВМе ССД-овима, онда је овај приступ тешко применити у њима. Доступни у компактном М.2 формату, ПЦ ССД-ови могу да користе две или највише четири траке, док је подршка за до 16 трака ограничена на ПЦИе картице пуне величине. Из тог разлога се увођење нових верзија ПЦИе стандарда сматра кључним догађајем за тржиште ССД-ова перформанси.
Све верзије ПЦИе спецификације су компатибилне уназад. ПЦИе 4.0 дискови такође могу да раде на платформама које подржавају само ПЦИе 3.0, а матичне плоче са ПЦИе 4.0 слотовима могу лако да инсталирају компоненте које раде у складу са ПЦИе 3.0 стандардом. Међутим, у оба случаја, систем ће радити на ПЦИе 3.0 брзинама, млађој верзији стандарда која је подржана са обе стране.
Главна иновација укључена у ПЦИе 4.0 је удвостручен пропусни опсег једне линије. Постоје различите опције за нумеричке процене насталих промена, али ако говоримо о теоретским и вршним вредностима, спецификација ПЦИе 4.0 претпоставља максималну брзину преноса од 1,97 ГБ/с на једној линији у сваком смеру, док у ПЦИе 3.0 максимална брзина је ограничена на 0,98 ГБ/с. У неким изворима можете пронаћи дупло веће цифре, али то је због чињенице да они указују на укупну брзину преноса података у оба смера.
Као што смо већ рекли, такво повећање брзине интерфејса у пракси није од велике користи (или боље речено, скоро потпуно бескорисно) за графичке картице. Истовремено, НВМе уређаји који раде преко четири ПЦИе траке могу да пумпају до 7,88 ГБ/с (идеално) преко магистрале са четири траке, што отвара широк простор за побољшање перформанси.
Поред повећања пропусног опсега, ПЦИе 4.0 стандард уводи и друге иновације. На пример, садржи нове функције за смањење потрошње енергије, као и опсежније функције за виртуелизацију уређаја. Али главни правац у којем су се кретали програмери и даље је био повећање брзине, а скоро све је учињено првенствено због тога. На пример, бројна побољшања у новој верзији интерфејса имају за циљ побољшање интегритета сигнала и поузданости њиховог преноса. Другим речима, за већину потрошача, ПЦИе 4.0 значи већи пропусни опсег и ништа више.
Шта је са платформама које подржавају ПЦИ Екпресс 4.0?
Нажалост, упркос чињеници да је сама спецификација ПЦИ Екпресс 4.0 одобрена још 2017. године, још увек нема много правих платформи на тржишту које то подржавају. То значи да ако желите да користите ССД уређај високих перформанси нове генерације, мораћете да бринете не само о проналажењу самог таквог уређаја, већ и о избору платформе која може у потпуности да ослободи свој потенцијал.
Чињеница је да је нови интерфејс ПЦИе 4.0 до сада подржавао само АМД, и то само у фрагментима. Имплементиран је у неким од његових процесора изграђених на Зен 2 архитектури, тачније, у десктоп Ризен 3000 серији и у Тхреадриппер 3000 серији високих перформанси, али, на пример, не у мобилној Ризен 4000 серији. ако је подршка за ПЦИе 4.0 доступна на било којој Соцкет сТР4 матичној плочи за трећу генерацију Тхреадриппер-а, Ризен 3000 процесори ће моћи да комуницирају са ПЦИе 4.0 периферијама у режиму пуне брзине само на матичним плочама направљеним на Кс570 чипсету, где су пројектоване сигналне линије узимајући у обзир повећане захтеве за заштитом и минимизирањем електричног шума.
Добра вест је да ће потенцијални власници Ризен 3000 ускоро моћи да се дочепају друге класе приступачнијих матичних плоча са подршком за ПЦИе 4.0 графичке картице и дискове. Они ће бити изграђени на новом Б550 чипсету, који би требало да буде објављен у наредних неколико месеци.
Што се тиче Интел платформи, оне још увек не подржавају ПЦИе 4.0 уопште. Штавише, процесори за десктоп рачунаре Цомет Лаке-С који ће се појавити у блиској будућности, који ће са собом донети и нови ЛГА 1200 процесорски сокет и нове системске логичке сетове серије 4.0, такође неће добити ПЦИе 4.0. Ако говоримо о масовним Интел десктоп системима, подршка за овај интерфејс може се појавити тек са изласком Роцкет Лаке процесора, али ће се то догодити почетком следеће године. Али овај интерфејс може доћи до мобилних система раније: у плановима је декларисана подршка за ПЦИе 4.0 за процесоре Тигер Лаке, чије би званично саопштење могло бити овог лета. Поред тога, не може се искључити да ће ХЕДТ десктоп рачунари високих перформанси прећи на ПЦИе XNUMX и ове године: то ће постати могуће ако Интел одлучи да понуди Ице Лаке-Кс у овом сегменту – аналоге сервера Ице Лаке-СП.
Као резултат тога, упркос чињеници да ће ПЦИе 4.0 постати широко распрострањен у средњем року, тренутно заговорници брзих НВМе ССД-ова имају неколико опција при избору платформе. Најочигледнији од њих је Соцкет АМ4 систем заснован на Ризен 3000 процесору и матична плоча заснована на Кс570 чипсету.
Како стоје ствари са дисковима који користе ПЦИ Екпресс 4.0?
Ако погледате асортиман НВМе ССД-ова са подршком за ПЦИе 4.0 који су представљени на полицама продавница, можете имати осећај да је тржиште претрпано разним опцијама за нова генерација брзих решења. Међутим, у стварности је овај утисак варљив. Упркос чињеници да спецификација ПЦИе 4.0 постоји већ неколико година, програмери хардверске платформе још нису успели да доведу довољан број алтернатива у фазу масовне производње.
Једини контролер који произвођачи ССД-а сада могу да користе за своје производе је Пхисон ПС5016-Е16. Штавише, у стварности, овај контролер се не може назвати пуноправним развојем нове генерације. Ово је пре прелазно решење засновано на другом, ранијем ПС5012-Е12 чипу, у коме је једноставно замењен функционални блок одговоран за екстерну магистралу.
За крајњег корисника ово значи две ствари. Прво, сви НВМе дискови на тржишту са подршком за ПЦИе 4.0 не разликују се превише једни од других, барем када су перформансе у питању. А ако видите да се за одређени производ одједном декларишу веће номиналне брзине, то је највероватније због лукавства продавача, а не због неких стварних предности, јер на крају крајева, оба производа користе исти контролер. Друго, данашњи ПЦИе 4.0 дискови још не могу да се похвале коришћењем пуног пропусног опсега нове магистрале – максималне брзине које обећава чип Пхисон ПС5016-Е16 су на нивоу од 5 ГБ/с са линеарним читањем и 4,4 ГБ/с са записима.
Из наведеног следи важан закључак: у будућности, НВМе ССД-ови могу направити још један скок у перформансама чак и без преласка на следећу верзију ПЦИ Екпресс спецификације. Само треба да сачекате појаву новијих контролера са редизајнираним језгром прилагођеним могућностима ПЦИе 4.0. И таква решења се већ развијају. Појава сличног производа се барем очекује од Самсунга, осим тога, независни инжењерски тимови раде и на напреднијим контролерима: Пхисон (ПС5018-Е18), Силицон Мотион (СМ2267), Марвелл (88СС1321) па чак и не баш добро -позната компанија Инногрит (ИГ5236).
Једина невоља је што се сав овај сјај можда неће појавити врло брзо. Развој контролера је дуг процес, а озбиљна кашњења се често дешавају у завршним фазама - током припреме фирмвера или током валидације. Поред тога, читава индустрија је сада под великим утицајем пандемије коронавируса, због чега су издања нових производа померена за каснији датум.
Другим речима, можете дуго чекати на нешто боље, али ако су сада потребне веће перформансе дисковног подсистема, онда има смисла задржати се на ономе што је већ доступно – дисковима на Пхисон ПС5016-Е16 контролеру. Иако не бирају пун пропусни опсег од четири ПЦИе 4.0 траке, могу се похвалити прилично добрим перформансама за операције малих блокова, који, према речима програмера, достижу 750 хиљада ИОПС. Ово је обезбеђено како дизајном контролера, који је заснован на 32-битном АРМ Цортек Р5 процесору са два језгра, тако и скупом власничких трикова: динамичко СЛЦ кеширање и ЦоКСПроцессор 2.0 технологија – хардверско убрзање типичних оперативних ланаца.
Зашто Сеагате ФиреЦуда 520?
Горе је речено да су сви постојећи потрошачки НВМе дискови са подршком за ПЦИе 4.0 изграђени на истој основи – Пхисон ПС5016-Е16 контролеру. Међутим, то не значи да ће купити први ПЦИе 4.0 ССД на који наиђете у продавници бити добра идеја. Овде бисмо препоручили да обратите пажњу на Сеагате ФиреЦуда 520, али никако јер читате овај чланак на корпоративном блогу компаније Сеагате.
Ђаво је у детаљима и, ако почнете да схватате, Сеагате ФиреЦуда 520 може се показати привлачнијим од многих алтернатива заснованих на истом чипу Пхисон ПС5016-Е16. Постоји неколико разлога за то, али сви се своде на једну ствар - флеш меморију инсталирану у ФиреЦуда 520.
Формално, сви дискови са Пхисон ПС5016-Е16 контролером користе исту флеш меморију: 96-слојну БиЦС4 (ТЛЦ 3Д НАНД) произвођача Киокиа (раније Тосхиба Мемори). Међутим, стварна меморија може варирати. У зависности од тога које приоритете је одређени произвођач изабрао за себе, меморија може пасти у потпуно различите градације квалитета. На пример, у производима компанија трећег реда често се налази флеш меморија за „медијске” сврхе, која је, уопштено говорећи, намењена за флеш дискове и меморијске картице, али не и за ССД.
Са Сеагате дисковима ово је потпуно немогуће. Компанија не купује флеш меморију на отвореном тржишту, већ има дугорочни директан уговор са Киокиа-ом, који је склопљен у време када се Тошиба ослобађала производње меморије. Захваљујући томе, добијамо НАНД чипове, како кажу, из прве руке и имамо приступ најквалитетнијем силицијуму.
Ово се неизбежно одражава на параметре поузданости. Представници серије Сеагате ФиреЦуда 520 опремљени су петогодишњом гаранцијом, а инсталирани ресурс вам омогућава да препишете пуни капацитет диска 1800 пута, односно у просеку једном дневно. Ово су веома високи показатељи издржљивости, према којима је Сеагате понуда, на пример, три пута супериорнија од најпопуларнијег Самсунг 970 ЕВО Плус.
А онда је време да покажемо како Сеагате ФиреЦуда 520 изгледа споља. Ово је М.2 плоча традиционалног 2280 формата са чиповима смештеним са обе стране.
Овде нису предвиђене посебне мере хлађења које други произвођачи воле да гомилају на својим дисковима, због чињенице да скоро сто одсто матичних плоча са подршком за ПЦИе 4.0 има сопствене системе хлађења за М.2 слотове.
Иначе, диск је сличан другим производима базираним на Пхисон ПС5016-Е16 контролеру, али са приметном разликом – чип контролера носи ознаку Сеагате. То је због чињенице да контролери за ФиреЦуда 520 такође нису купљени на отвореном тржишту, већ су направљени по посебној наруџбини. Међутим, то не значи толико за крајњег корисника, али оно што је заиста важно јесте употреба модификованог фирмвера, који садржи одређене оптимизације које разликују Сеагате диск од других ССД-ова са сличним хардвером.
Јасно је да је мало вероватно да ће микропрограм значајно променити карактеристике брзине контролера, али ипак нешто дозвољава. На пример, ФиреЦуда 520 се може похвалити имплементацијом динамичког СЛЦ кеширања, док су дискови засновани на Пхисон контролерима објављени раније користили статички СЛЦ кеш прилично ограничене величине. Нови приступ вам омогућава да снимите много веће количине информација на ФиреЦуда 520 великом брзином.
Ради веома једноставно: сви подаци који улазе у драјв се записују у ТЛЦ флеш меморију у веома брзом једнобитном СЛЦ режиму. Ћелије које се користе на овај начин се преносе у ТЛЦ стање или касније, када корисник више не приступа диску, или по потреби, ако се скуп чистих ћелија исцрпи током процеса писања. Другим речима, трећина слободног простора на ФиреЦуда 520 може се непрекидно попуњавати максималном брзином, али ће се перформансе смањити. Али ако сачекате мало, трећина преосталог слободног простора може се поново користити у режиму велике брзине.
Ево, на пример, како изгледа графикон линеарног снимања у празно на ФиреЦуда 520 капацитета 2 ТБ.
За првих 667 ГБ, снимање се врши брзином од 4,1 ГБ/с, а затим се брзина радикално смањује на 0,53 ГБ/с, али треба да схватите да са нормалном употребом драјва нећете наићи на такво понашање - то захтева дуго и континуирано бележи огромне количине информација.
Поред фирмвера, ФиреЦуда 520 је такође интересантан по свом софтверу у пакету. Власнички СеаТоолс ССД услужни програм је много погоднији за праћење статуса ССД-а од програма трећих страна. Поред тога, омогућава вам да ажурирате фирмвер, тестирате перформансе и извршите неке додатне операције као што су напредна дијагностика или безбедно брисање.
Такође је вредно напоменути да власници ФиреЦуда 520 могу да преузму програм ДисцВизард са Сеагате веб локације за несметану миграцију са претходних диск јединица, пренос свих података и оперативног система.
И да ли је стварно брзо?
Остаје да поправимо све што је речено о предностима ПЦИ Екпресс 4.0 интерфејса и драјва са његовом подршком са неким практичним резултатима. И то није посебно тешко, јер ФиреЦуда 520 заиста има приметно веће перформансе, што није доступно дисковима претходне генерације. Упркос чињеници да постоје основане притужбе на Пхисон ПС5016-Е16 контролер због чињенице да још увек не користи пун пропусни опсег ПЦИе 4.0, перформансе брзине Сеагате ФиреЦуда 520 су очигледно веће него код драјвова за ПЦИе 3.0.
Следећа табела упоређује карактеристике Сеагате ФиреЦуда 520 са карактеристикама ФиреЦуда 510, претходног Сеагатеовог водећег НВМе ССД модела, који је дизајниран за ПЦИе 3.0 к4 интерфејс. На пример, поређење је ограничено на најпространије и најбрже ССД опције капацитета 2 ТБ, али ако упоредимо модификације других капацитета, слика ће бити приближно иста.
Међутим, карактеристике пасоша су једно, а стварни живот је друго. Стога смо једноставно узели ова два диска - ФиреЦуда 520 2 ТБ и ФиреЦуда 510 2 ТБ - и упоредили их у тестовима.
ФиреЦуда 520 2 ТБ
ФиреЦуда 510 2 ТБ
ЦристалДискМарк-ови резултати захтевају неке коментаре. Нови ПЦИе 4.0 ССД се показао приметно бржим од свог претходника у погледу линеарних брзина: предност достиже скоро један и по пута већу величину и може се видети и са дубоким и са минималним редовима захтева. ФиреЦуда 520 је супериорнији у односу на претходну верзију Сеагате НВМе ССД-а у операцијама малих блокова, иако се овде не примећује исти импресиван напредак: све се своди на чињеницу да логика контролера остаје иста. Као такав, ФиреЦуда 520 ће блистати првенствено под узастопним радним оптерећењима. Што се тиче операција са произвољним малим блоковима, интерфејс ПЦИ Екпресс 4.0, наравно, не може да уради нешто слично Оптане-у са флеш меморијског уређаја.
Али не може се порећи чињеница да су линеарне операције велике брзине веома моћна предност ФиреЦуда 520. Ово се може детаљније видети у резултатима АТТО Диск Бенцхмарк: чим блокови који се користе за размену података добију обим од 128 КБ или више, постаје немогуће држати корак са ФиреЦуда 520 чак ни у теорији (чак ни Оптане није способан за ово), пошто брзине размене података прелазе ограничење, постављено пропусним опсегом ПЦИе 3.0 к4 интерфејса.
ФиреЦуда 520 2 ТБ
ФиреЦуда 510 2 ТБ
У синтетичким тестовима све испада више него убедљиво, али шта је у стварном животу? ПЦМарк 10 може да одговори на ово питање – садржи сценарије који репродукују типично оптерећење дискова током свакодневног рада корисника.
И у овом случају, ФиреЦуда 520 је до 30% бржа од свог претходника. Штавише, ова предност се изражава не само у повећању брзине дисковних операција, већ иу приметном смањењу времена одзива дисковног подсистема. Овај образац се може видети када користите ССД као једину и универзалну диск јединицу (погледајте Референтни тест за Фулл Систем Дриве). И у случају када ССД игра улогу искључиво системског диска на коме су инсталирани ОС и софтвер (погледајте Референтни тест за брзи системски диск). Чак и када се ССД користи као „думп датотека“ (погледајте Референтни тест за диск података), иако се то, искрено говорећи, дешава веома ретко.
Предности брзине ФиреЦуда 520 се лако виде када нормално копирате датотеке. Дијаграм испод приказује резултате ДискБенцх теста при копирању радног директоријума са различитим датотекама укупне запремине од око 20 ГБ унутар диск јединице. Наравно, такав пораст као у синтетичким тестовима овде није примећен, али прелазак на ПЦИе 25 даје својих додатних 30-4.0% у перформансама без сумње.
За разноврсност, можете погледати и колико вам брже ПЦИе 4.0 диск омогућава учитавање апликација за игре. Као пример, испод је време учитавања нивоа у Финал Фантаси КСИВ СтормБлоод (избор ове конкретне игре је због практичних алата за праћење уграђених у њу). Овде је добитак који ФиреЦуда 520 пружа у односу на ФиреЦуда 510 нешто више од једне секунде, што није толико значајно, али је ипак приметно.
Али под оптерећењем типичним за радне станице, ПЦИ Екпресс 4.0 је, како кажу, неопходан. Чињеница је да су рачунари намењени професионалном креирању садржаја опремљени веома моћним вишејезгарним процесорима и брзом меморијом. И у овом случају, уска грла у систему могу лако настати у подсистему диска. На пример, док су многи видео професионалци раније радије градили РАИД низове од ССД дискова, сада могу да задовоље своје потребе са ФиреЦуда 520, који самостално рукује подацима брзинама већим од 4 ГБ/с.
Сви ови аргументи могу се лако поткријепити резултатима СПЕЦворкстатион 3 теста, који врло јасно показује важност драјва са модерним интерфејсом: ФиреЦуда 520 се носи са тешким професионалним сценаријима оптерећења диска у просеку 22% брже у поређењу са ФиреЦуда 510 .
Али посебну пажњу треба обратити на индикаторе Генерал Оператион (уобичајена брзина рада са датотекама при архивирању и копирању, као и при развоју софтвера) и Продуцт Девелопмент (показује брзину рада у ЦАД/ЦАД системима и при решавању рачунарског флуида). проблеми динамике). Овде се потенцијал својствен ФиреЦуда 520 открива посебно убедљиво.
Резиме
Наведени примери су довољни да не оставе никакву сумњу да ПЦИе 4.0 дискови заиста омогућавају веће перформансе и бољи одзив при решавању задатака који захтевају велике ресурсе. Стога, када градите систем високих перформанси на вишејезгарним АМД Ризен 3000 или Тхреадриппер 3000 процесорима, јасно је да не треба занемарити употребу најсавременијих НВМе ССД-ова. Сеагате ФиреЦуда 520 може бити прикладан избор овде: дефинитивно нема ништа брже у продавницама тренутно.
Наравно, ПЦИе 4.0 диск ће коштати мало више од исте ФиреЦуда 510, али разлози за то су добро познати. И што је најважније, цена ФиреЦуда 520 је прилично тржишна, јер овај ССД кошта скоро исто као и алтернативни ПЦИе 4.0 драјвови трећих произвођача.
Неколико речи о платформи за тестирање: Тестирање перформанси је обављено на систему заснованом на Ризен 9 3900Кс базираном на АСРоцк Кс570 Цреатор матичној плочи и опремљеном са 16ГБ ДДР4-3200 СДРАМ (16-16-16-32). Оперативни систем Виндовс 10 Профессионал 1909 са стандардним НВМе драјвером Стандард НВМ Екпресс Цонтроллер 10.0.18362.1.
Извор: ввв.хабр.цом