Дискотека

Некоторое время назад, занимаясь восстановлением старого компьютера, и экспериментами над ним, я обнаружил странные показания при тестировании купленного под эксперименты SSD. Гигабайтный WD Green WDS100T2G0A-00JH30 показывал в CrystalDiskMark какие-то слишком низкие показатели чтения/записи при случайном доступе мелкими блоками:

Обсуждение в чате канала привело к мысли об эксперименте: я беру два своих ноутбука (Asus N56 и Asus GL502VS), на каждом из них тестирую каждый из имеющихся у меня SATA-дисков, и анализирую результаты. Тесты ответят на следующие вопросы:

Есть ли отличия одинаковых накопителей в скоростях работы на двух разных ноутбуках? Если да — вероятно, у какого-то ноута есть проблемы с SATA (или поддержкой определённого накопителя, что куда маловероятнее).
Насколько различаются показатели старого но топового, на своё время (2015 г.), SSD, от показателей чуть более современного (2017 г.) low-end накопителя?
Какова деградация SSD за годы работы? Когда технология только появилась, было много разговоров о её ненадёжности, мол год-два, и ваша новая железка будет ВСЁ. А один из моих SSD гоняется в хвост и в гриву уже шесть лет, посмотреть его показатели было бы интересно.
Как влияет системный кеш на работу дисков?

Каждый диск тестировался четыре раза:

На ноутбуке Asus GL502VS с включённым кешированием записи;
На ноутбуке Asus GL502VS с выключённым кешированием записи;
На ноутбуке Asus N56VB с включённым кешированием записи;
На ноутбуке Asus N56VB с выключённым кешированием записи;

Все тесты выполнялись сразу после оптимизации дисков (для SSD это trim, для hdd — понятия не имею, в чём она заключается), без очистки содержимого. Диски рабочие, тратить время на бекапы не хотелось, я решил смириться с погрешностью, вносимой частичным заполнением хранилищ. В конце концов, в теории, существенно падать будет только скорость у HDD, у твердотельных накопителей проблемы такой быть не должно.

Драйвера, прошивки — всё это наиболее актуальное для всех железяк. На GL502VS стоит W10 20H2, на N56 — W10 LTSC 2019.

Уже после начала тестов оказалось, что второй разъём SATA на N56 работает в режиме SATA II. Я не знаю, почему: чипсет поддерживает SATA III и основной диск работает в этом режиме. Возможно, что дело в китайском адаптере: в заводской комплектации на этом гнезде сидел BR-привод, потом я воткнул туда рек с медленным HDD, и никогда не интересовался, в каком режиме он работает. Тестировать все диски только в основном гнезде мне было лениво: для HDD это ничего не даст (они работают медленнее), а для SSD интересующие показатели работы с мелкими блоками будут понятны и так, пропускная способность шины влиять не будет.

Учитывая это и всякое другое, нужно понимать, что тесты не идеальные, а так, "позырить".

За компанию я также погонял и один из NVME-накопителей, интереса ради. С него и начну.

SAMSUNG MZVPV256HDGL

Системный SSD домашнего ноутбука, на момент покупки (конец 2016 года) — один из быстрейших накопителей. Время беспрерывной работы почти ровно год, за 20TB записей потеряв 15% ресурса.

Технология накопителя:

MLC NAND, DRAM-буфер LPDDR3-1600 256Mb.

Для этого накопителя производителем заявлены:

Макс. устойчивая скорость последовательного чтения: 2150 Мбайт/с
Макс. устойчивая скорость последовательной записи: 1200 Мбайт/с
Макс. скорость произвольного чтения (блоки по 4 Кбайт): 90000 IOPS
Макс. скорость произвольной записи (блоки по 4 Кбайт): 70000 IOPS

Тесты:

Разница в тестах с/без кеша меня удивила: ок, с упавшей записью понятно, её и должен оптимизировать кеш, но почему пострадало последовательное чтение и выросло рандомное? Несколько раз переповторяя тесты, я наблюдал всё ту же динамику, плюс показатели даже в одинаковых тестах иногда могли отличаться на +/- 100Мб/сек. У меня нет знаний, чтобы судить о причинах, я просто наблюдаю факты.

И по этим фактам показатели совпадают с заявленными (по IOPS тоже, я не стал добавлять скриншот). Ну, если не выключать кеширование: без него скорость записи падает с гигабайт в секунду до десятков мегабайт.

Samsung SSD 840 PRO

Тот самый SSD, шесть лет батрачащий в основном ноутбуке системным диском. Первый SSD который я покупал на замену жутко медленному ноутбучному HDD. В 2014 году твердотельники уже стоили не как целое крыло самолёта, а только как половина крыла, но по прошествии лет могу сказать уверенно — оно того стоило. Ноутбук, при малейшей дисковой нагрузке, превращавшийся в тыкву, стал резким, как пуля, и до сих пор вполне справляется с любыми рабочими задачами.

А ведь за шесть лет диск наработал почти четыре непрерывных года, принял 27Tb данных, и исчерпал всего 14% ресурса. Тут важно упомянуть, что изначально какой-то объём данных на нём я держал неразмеченным резервом, по рекомендациям производителя это должно было помочь сэкономить ресурс. Может быть — и помогло; в любом случае разговоры о недолгой жизни я окончательно считаю несостоятельными.

Технология накопителя:

MLC, DRAM-буфер LPDDR2 SDRAM 512Mb.

Для этого накопителя производителем заявлены:

Макс. устойчивая скорость последовательного чтения: 540 Мбайт/с
Макс. устойчивая скорость последовательной записи: 520 Мбайт/с
Макс. скорость произвольного чтения (блоки по 4 Кбайт): 100000 IOPS
Макс. скорость произвольной записи (блоки по 4 Кбайт): 90000 IOPS

Тесты:

Что тут видно:

Снова выключение кеширования на GL502VS в одном из тестов заметно подняло скорость чтения — хотя кеш на чтение влиять не должен от слова совсем. Я склонен считать это какой-то случайностью.
На более старом ноутбуке скорость случайного чтения в несколько потоков вдвое меньше, остальные показатели расходятся вплоть до 30%, причём в любую сторону. Я не прослеживаю никакой логики, если честно. Может быть, дело в том, что в этом тесте для N56 диск был загрузочным? Фигня какая-то.
Скоростные показатели снова совпадают с заявленными, упираясь в пропускную способность SATA. С чтением, в принципе, можно было и не гадать — твердотельники способны на большие скорости, а запись уже зависит от реализации буфера.

WDC WDS100T2G0A-00JH30

Тот самый, купленный для экспериментов, WD Green, чьи показатели выглядели странно. Особо сказать о нём мне нечего, я взял его как самый дешёвый из приличных, считая, что для старой машины с её SATA II любой SSD будет избыточен.

Технология накопителя:

TLC NAND, DRAM-буфера нет.

Для этого накопителя производителем заявлены:

Макс. устойчивая скорость последовательного чтения: 540 Мбайт/с
Макс. устойчивая скорость последовательной записи: 465 Мбайт/с
Макс. скорость произвольного чтения (блоки по 4 Кбайт): 37000 IOPS
Макс. скорость произвольной записи (блоки по 4 Кбайт): 68000 IOPS

Тесты:

Самый интересный для меня тест. Не забываем, что на N56 этот диск тестировался в режиме SATA 300, и по верхним показателям должен упираться в пропускную способность интерфейса.

Так и происходит, тут без сюрпризов. В остальном показатели оказываются равны, это оставляет некую вероятность проблем совместимости дисков с обеими ноутбуками, но куда более вероятнее, что диск слишком уж говно. Чтение — ну ещё туда-сюда, чуть ниже заявленного, а вот запись отстаёт больше, чем на 100 Мб/с. IOPS на момент тестирования я не "сфотографировал", но по скорости случайного доступа всё действительно очень плохо. Нет кеша — нет ножек.

Ещё во время тестирования я заметил за этим накопителем неприятность, которая объясняет расхождения замеренных максимальных показателей записи со скриншотом в начале статьи (там показатели на треть меньше). Этот параметр у диска очень быстро деградирует после записи: буквально пару гигабайт запишешь — и линейная скорость на 100 Мб/сек упала. Сделал trim — восстановилась. Я не знаю, нормально ли такое поведение для SSD в принципе, или это особенность данного устройства.

Осталось два HDD-диска; на них интересно смотреть в том плане, насколько они хуже SSD по показателям.

HGST HTS541010A9E680

Винт, стоявший по умолчанию в N56. Только представьте: винчестер на 5200 об/мин в качестве системного! Это отбрасывало неплохой по остальным показателям, ноутбук, куда-то в каменный век просто сразу.

Я так с этим намучился, что при первой же возможности поменял его на твердотельник, переселив в тот же ноут вместо нахер не нужного BR-привода. Вися на втором канале винт, прекрасно выполнял функцию архивного, и за семь долгих лет наработал три с половиной года.

Заявленных показателей я для него не нашёл (да и не приводятся они, обычно, для HDD), а остальное видно на скриншоте, так что сразу тесты:

Неудивительно совпадающие показатели на двух ноутах (разве что, для SATA II случайный доступ оказывается быстрее почему-то, но практически это всё равно будет МЕДЛЕННО), неудивительно низкие скорости (если бы диск был пуст, то они были бы всё же процентов на 30% выше), и неудивительное снижение и так невеликой скорости записи при отключении буфера. Не отключайте буфер, пацоны!

Ну и сильвупле плезир, последний накопитель:

HGST HTS721010A9E630

Дефолтный винчестер с GL502VS. Тут и буфер данных погуще, и, что важнее, скорость уже человеческая, да и стоял он не системным, а дополнительным объёмом. Эта же модель продавалась под маркой Travelstar 7K1000, и, хотя выпускается с 2013 года, в принципе, по сию пору может считаться неплохим ноутбучным винтом — а фигли там в технологиях ничего не поменялось же.
Четыре года работы, из которых под нагрузкой год с четвертью, использовано 37% заявленного ресурса парковки головок.

Тесты:

Самое интересное, что можно увидеть — на SATA II скорость явно упирается в какой-то неведомый потолок. Я бы предположил, что дело в том самом китайском переходнике, но SSD-диски в нём же такого потолка не имеют. Всё остальное — ожидаемо и очевидно.

Финишные выводы

Даже говённый SSD лучше хорошего HDD, хотя бы и для SATA. Разница в ценах на гигабайт — где-то x2-x3, а производительность лучше в десятки, а по некоторым показателям — сотни раз. О NVME и говорить нечего, там скорости на три порядка выше.

Системный дисковый кеш вырубать не надо, он в разы увеличивает скорость передачи данных при записи.
Одни и те же накопители действительно могут показывать разную производительность на разных машинах. Чтобы подойти к пониманию, почему так — собранных данных недостаточно, надо бы погонять и другие диски на других компьютерах.
С покупкой тестового SSD я проебался, мог бы накинуть немного, и взять диск с буферной памятью, что наверняка дало бы старой системе буст. Впрочем, невелика ошибка, а после забав я поставлю диск в один из ноутбуков архивом.