Изучаем как ведёт себя SSD Adata Legend 960 [ALEG-960-1TCS] в офисных и серверных нагрузках

Перед нами NVME SSD Adata Legend 960 формата M.2 2280 объёмом 1 Тб, и эта модель интересна тем, что она имеет двухстороннюю компоновку с двумя чипами кэш-памяти под управлением топового контроллера в своей линейке, Silicon Motion SM2264. Если не вдаваться в технические подробности передачи битов данных от контроллера к чипам памяти, то в основном справедливо правило: чем больше чипов памяти, тем лучше SSD держит многопоточную и смешанную нагрузку, а наличие целых двух чипов кэш-памяти вместо одного позволяет избегать узких мест в тех случаях, когда производительности кэша становится недостаточно. Проявляется этот неприятный эффект, в основном, при длительной интенсивной нагрузке - дольше 1 минуты, которая в основном формируется приложениями анализа данных, системами резервного копирования, ситуациями, когда SSD стоит в качестве кэширующего для массива из HDD и при перестроении программных RAID из SSD. В обычных же ситуациях домашнего/офисного использования, два параллельных кэша дают более стабильную скорость, без резких провалов.

В Adata Legend 960 используются чипы NAND-памяти с собственной маркировкой: Adata 60079146, которые представляют собой Micron B47R, - 176-слойный TLC с 512-битными кристаллами. Для кэширования используются чипы DDR4-2666 объёмом по 512 МБ каждый производства Samsung с маркировкой K4A4G165WF-BCTD.

Контроллер Silicon Motion SM2264 с поддержкой NVME 1.4 был представлен ещё в 2020 году, но на рынке появился сравнительно недавно. Он представляет собой 4-ядерный процессор ARM R8, произведённый по 12нм технологии. Он поддерживает 4 канала PCI Express 4.0 со скоростью до 16 Гбит/с на канал и 8 каналов памяти NAND со скоростью до 1600 MT/s на канал. Среди особенностей этого топового контроллера в своей линейке - поддержка NANDXtend для соблюдения консистентности данных и встроенного RAID, ну проще говоря для ускорения записи в чипы.

Этот контроллер может обеспечить скорость последовательного чтения до 7.4 ГБ/с и записи - до 6.8 ГБ/с, а скорость случайного доступа может достигать аж 1 млн. IOPS. То есть, в принципе, если 5-6 лет назад 1 млн. IOPS выглядел как 20-килограммовый флэш-массив стоимостью несколько десятков тысяч долларов, то сегодня это маленькая платка из 7 чипов ценой в районе 100$.

Двусторонняя компоновка требует аналогичного охлаждения, и совсем не каждая материнская плата рассчитана на теплоотвод со «спины» M.2 накопителя, поэтому Adata Legend 960 версии «MAX» поставляется уже в комплекте с радиатором.

Обратная часть кулера, та которой он крепится на тыльную сторону SSD, покрыта двусторонним скотчем, который настолько злой, что как только вы положите на него накопитель - он прихватится намертво, и отодрать его будет очень сложно - равномерно разогревая феном и плавно оттягивая на себя.

Зачем ставить такой сильный скотч, я не знаю - это безусловно минус, потому что цена ошибки установки здесь может быть слишком высока: приклеете криво - не отдерёте.

Тестирование

Конечно, Adata Legend 960, как топовый десктопный накопитель, разрабатывался для того, чтобы показывать 7 ГБ/с в CrystalDiskMark, и именно по этой причине данный тест мы не используем. Куда интереснее посмотреть, насколько этот SSD продвинулся по сравнению с моделями прошлых лет в каждодневных задачах рабочих станций. Для сравнения будем использовать Crucial P5 Plus 1TB и Adata Gammix S50 Lite 1TB. Следуя отработанной методике, с помощью программы Iometer диск заполнялся на 80% рандомными данными. После каждого теста делался перерыв 10 минут для нормализации накопителя и применения автоматических механизмов очистки и оптимизации (если они есть).

Однопоточные тесты

Большая часть офисных приложений (да почти все) работают с дисковой подсистемой в один поток, и здесь нам важно понимать время отклика накопителя и пропускную способность в с разными паттернами.

Пока ещё скорость однопоточного случайного чтения измеряется даже не сотнями, а десятками мегабайт в секунду, здесь важна буквально каждая циферка. Adata Legend 960 лидирует среди наших испытуемых, но примерно через 4 минуты начинается падение скорости, но время доступа практически не меняется. Вероятно, это связано с особенностями предварительного чтения контроллера, но точно не с нагревом.

Случайная запись стабильна на протяжении всего теста, и как раз эта диаграмма неплохо показывает отличие 4-чиповых SSD (Adata Gammix S50 Lite тоже имеет 4 чипа памяти) от 2-чипового Crucial P5 Plus 1Tb, который считается очень хорошим SSD, но демонстрирует периодические провалы скорости.

Последовательное чтение даёт примерно 2640 Мб/с, причём постоянно, без завалов и всплесков.

Последовательная запись таких больших объёмов всегда даётся тяжело любым SSD, и здесь ни двойной кэш, ни двойная компоновка чипов не дают никаких преимуществ, а даже наоборот - мешают. Скорость у Adata Legend 960 в этом тесте пляшет примерно в диапазоне 600-700 МБ/с, но остаётся в том виде, в котором мы хотели бы видеть NVME SSD. Для сравнения - недорогой игровой Adata Gammix S50 Lite в этом тесте падал до скорости HDD, а прославленный Crucial P5 Plus 1Tb - до скорости SATA SSD. Медианная скорость Adata Legend 960 в данном режиме - примерно 760-850 Мб/с, и такую скорость вы получите при переносе виртуальных машин на этот накопитель. А отсутствие серьёзных провалов позволяет устанавливать его в NVME RAID, например на базе ZFS. Процесс resilver при добавлении этого SSD в массив проходит как раз со скоростью около 800 Мб/с.

Усложняя паттерны доступа, в приложениях, мы видим, что скорость остаётся примерно той же, что и на простых паттернах с фиксированным размером блока.

И что интересно, здесь нет такого явного проявления области кэширования в начале объёма, то есть получается что в начале смешанной нагрузке Adata Legend 960 медленнее, чем мог бы быть, а в конце - быстрее. Ну что тут скажешь - стабильность!

Причём, эта стабильность связана именно с операциями записи, потому что как только мы возвращаемся к сложным операциям чтения, мы видим что в начале диапазона какой-то мало-мальский плюс от кэширования есть.

В общем, резюмируя по однопоточным тестам, могу сказать, что Adata Legend 960 благодаря 4-ядерному контроллеру и 4-чиповой компоновке с двумя чипами кэша показывает чрезвычайную стабильность скорости. Абсолютные показатели здесь уже отходят на второй план, хотя и они-то если не рекордные, то просто великолепные. Для меня важнее, что этот SSD не проваливается в скорости до уровня HDD или USB флешки, как это бывает и с более дорогими моделями. В целом же, я считаю, что для любых задач, реализуемых на рабочей станции или персональном компьютере, такая конструкция SSD на данный момент оптимальна.

Многопоточные тесты серверных нагрузок

Посмотрим, как SSD справится с паттернами серверных нагрузок. Здесь я не стану сравнивать его с конкурентами, по одной простой причине: тест показал, что Adata Legend 960 1Tb переваривает до 128 входящих потоков (я считаю терпимым время отклика под нагрузкой - до 20 мс). Ни Crucial P5 Plus, ни тем более Adata Gammix S50 Lite, к такому числу "входящих" не готовы, и их результаты просто бы портили диаграмму. Что такое 128 потоков в серверной жизни? Это считай что 128 приложений, обращающихся к диску одновременно, а скорее всего - пара сотен виртуальных машин, работающих в обычном режиме.

В средах Virtual Storage Infrastructure и Virtual Desktop Infrastructure с течением времени тестовый накопитель ведёт себя совершенно по-разному. VSI больше предрасположена к чтению маленькими блоками, но аномальное сокращение времени доступа после 200 секунд я объяснить не могу: обычно со временем скорость только снижается, так как накопитель начинает перезаписывать неочищенные блоки.

В паттернах баз данных поведение SSD типично, и если не смотреть на количество потоков: выработав свободные области, при работе с SQL, контроллер осуществляет перезапись неочищенных. В паттерне ORACLE запись составляет всего 9% от общего числа обращений и идёт крупными блоками - 128 и 256 Кб, но основная нагрузка - это чтение блоками 1004 Кб. Этот паттерн традиционно считается самым сложным, но время доступа накопителя даже в 128-поточной загрузке остаётся постоянным, хоть и превышает "комфортный" рубеж в 20 мс.

Выводы

Наши тесты показали, что 4-ядерный топовый контроллер SM2264 сопряжённый с 4-чиповой компоновкой и 2 чипами кэша - это win-win конструкция, обеспечивающая уникальную в своём роде стабильность ну практически при любых нагрузках. В многопоточном режиме Adata Legend 960 показывает результаты, сопоставимые с RAID-массивами из флэш-памяти, и поэтому данный накопитель очень хорошо подходит и для использования в ZFS, и в виртуализации, и в LVM, и там где вы сталкиваетесь с явлениями write amplification и read amplification, то есть где на одну операцию чтения/записи приложения приходятся несколько операций чтения/записи на диск.

Накопитель - горячий, а двусторонняя компоновка требует отвода тепла не только с лицевой стороны, но и "со спины". Это может вызвать сложности при установке на платы бифуркации со встроенными кулерами, особенно если там уже стоят 1-сторонние SSD. Да и комплектный радиатор, поставляющийся в коробке с SSD, это лучше чем ничего, но всё ещё не топ. Учитывая вот эту особенность, связанную с отводом тепла, если установить SSD под хороший воздушный поток, он отлично приживётся и в рабочей станции и в сервере.

Михаил Дегтярёв (aka LIKE OFF)
08/07.2023