ADATA GAMMIX S10 no teste

SSDs no design compacto M.2 estão se tornando cada vez mais populares em PCs de jogos. Como as placas-mãe atuais geralmente são equipadas com os slots necessários, cada vez mais usuários desejam se beneficiar das taxas de transferência mais altas. Para alguns, no entanto, ainda precisa ser barato, então hoje estamos olhando para um SSD de baixo custo da ADATA no design M.2: o XPG GAMMIX S10.

Intro

SSDs no design compacto M.2 estão se tornando cada vez mais populares. Isso não ocorre necessariamente porque eles ocupam menos espaço e, portanto, são mais fáceis de instalar em notebooks e computadores compactos. Muito mais decisivo é o fato de que diferentes interfaces lógicas podem ser usadas nos módulos M.2. Por exemplo, as especificações SATA conhecidas com velocidades de até 600 MB / s ou a muito mais interessante para entusiastas de PC PCI Express baseado em NVM Express. Isso permite velocidades de mais de 3.200 MB / s, o que é um salto significativo no desempenho.

Impressões

Hoje estamos olhando para um modelo do fabricante de armazenamento taiwanês ADATA: o XPG GAMMIX S10. Este SSD foi colocado na área de entrada do portfólio ADATA no outono passado, e sua tarefa é oferecer altas taxas de leitura a um preço baixo e, assim, superar os modelos SATA convencionais em termos de desempenho. Nesse segmento de preço, no entanto, o uso de TLC-NAND de baixo custo é inevitável, com o qual geralmente não são esperadas altas taxas de gravação. A maioria dos fabricantes geralmente usa caches SLC para compensar isso tanto quanto possível. Nesta revisão, veremos como a ADATA resolveu esse problema.

Marcadores SSD:

• estrutura
• Vazio ou grátis?
• Nivelamento de desgaste
• A raiz de todo o mal: o descarte de lixo Read-Modify-Writes
• Área sobressalente e superprovisionamento
• TRIM não exclui!
• Geschwindigkeit
• SLC, MLC, eMLC, TLC
• Cache SSD - como fazer

Revisões recentes de SSD:

• Comparativo: SSDs PCI Express com NVMe
• Western Digital Blue 500 GB SSD
• Crucial MX300 com 1050 GB
• Crucial BX100 com 250 GB
• Corsair Neutron XT com 480 GB
• SSD AMD / OCZ Radeon R7 com 240 GB
• OCZ ARC 100 com 256 GB
• Crucial MX100 com 256 GB
• Corsair Force LX com 256 GB
• Crucial M550 com 256 GB e 1 TB
• SanDisk Extreme II e Ultra Plus
• Samsung 840 Pro e EVO
• Reinicialização SSD

O candidato de teste

O GAMMIX S10 da ADATA conta com a ampla combinação de NAND 3D de baixo custo com controle TLC e um cache SLC para acelerar o acesso de gravação. O controle TLC das células de memória permite armazenar três bits por célula. O processo de gravação leva mais tempo e as taxas de gravação caem. Um cache SLC neutraliza isso e torna possível gravar alguns gigabytes muito mais rápido. Obviamente, o cache é esvaziado novamente em segundo plano, movendo os dados para a área do TLC para que a aceleração de gravação esteja disponível novamente mais tarde. Além dos custos de produção mais baixos, esta mistura já cobre mais do que adequadamente as necessidades da maioria dos usuários domésticos e jogadores: toda a quantidade de dados no suporte de dados pode ser lida rapidamente, enquanto os processos de gravação geralmente são necessários apenas em quantidades moderadas. Uma visão geral dos diferentes tipos de armazenamento pode ser encontrada aqui.

ADATA chama seu cache de "Cache Inteligente", que geralmente é uma indicação de que o tamanho do cache é dinâmico. Infelizmente, informações exatas sobre seu tamanho não podem ser encontradas nas folhas de dados, então tentaremos derivar seu tamanho no teste. O controlador Silicon Motion SM2260 é um representante bem conhecido. Anunciado pela Silicon Motion em 2015 e usado em SSDs básicos como o Intel 2017p desde 600, é barato e maduro.

Visão geral dos dados técnicos

No mercado do cliente final, o Samsung 960 EVO e o 600p da Intel são concorrentes diretos do nosso candidato de teste. A tabela a seguir compara as especificações técnicas dos fabricantes novamente:

Impressões

A característica mais marcante é o dissipador de calor colado. É relativamente plano e desenhado com formas dinâmicas vermelhas em um fundo preto. Em princípio, um dissipador de calor pode ajudar a dissipar o calor residual do controlador SSD mais facilmente, mas também depende de ser suportado pela ventilação do gabinete - especialmente em gabinetes muito compactos.

O 32D-NAND de 3 camadas pode, com controle TLC, 384 Gbit por Die salvar e vem de Tecnologias de IM Flash, uma joint venture entre a Intel e a Micron, que também trabalha com memória de alto desempenho 3D XPoint arquivos. Tínhamos Intel / Microns 3D-NAND aqui brevemente apresentado. Conforme descrito, o conhecido Silicon Motion SM2260 é usado como o controlador.

O cooler é fixado à placa de circuito por meio de duas almofadas adesivas condutoras de calor. No entanto, se você olhar embaixo do cooler de lado, verá que a maior parte do controlador não está coberta pelos adesivos e, portanto, a dissipação de calor da superfície de metal do controlador é pelo menos um pouco limitada. Devido ao baixo desenvolvimento de calor, isso não deve ser visto como um problema.

As almofadas adesivas e o próprio refrigerador têm 2 mm de altura no total.

Equipamento

ADATA não fornece um driver NVMe para este SSD, portanto, é endereçado com o driver nativo do sistema operacional. Para todas as outras tarefas, existe a caixa de ferramentas ADATA. Isso suporta quase todos os modelos ADATA e permite a exibição dos parâmetros operacionais e da vida útil, a otimização das configurações do sistema operacional em relação ao SSD (por exemplo, TRIM), atualizações de firmware e um diagnóstico rápido ou completo da unidade. Um teste de leitura é realizado em toda a área de memória. O pacote é arredondado por uma garantia de cinco anos.

Ambiente de teste

Hardware

Estação de teste:

• CPU: Intel Core i3 3220 - 4 x 3,3 GHz (Turbo: desligado) [Ofertas da Amazon]
• Mainboard: ASUS P8H77M (chipset H77) [Ofertas da Amazon]
• Memória: Equipe Xtreem de 8 GByte (4 x 2 GB) - Operação SPD: DDR3-1333 9-9-9-24-1T a 1,5 volts [Ofertas da Amazon]
• Fonte de alimentação: Série NZXT 650 Watt HALE82 [Ofertas da Amazon]
• Unidade de inicialização: OCZ Vertex-2-SSD como unidade de inicialização [Ofertas da Amazon]

O candidato ao teste:

• ADATA XPG GAMMIX S10 (Ofertas da Amazon), firmware: CB1.1.1

Modelos de comparação:

• AMD / OCZ Radeon R7 240 GB (HT4U-Teste / Ofertas da Amazon)
• Corsair Force LX 256GB (HT4U-Teste / Ofertas da Amazon)
• Corsair GTX 480GB (HT4U-Teste / Ofertas da Amazon)
• Corsair Neutron XT 480GB (HT4U-Teste / Ofertas da Amazon)
• Crucial M550 256GB (HT4U-Teste / Ofertas da Amazon)
• Crucial M550 1TB (HT4U-Teste / Ofertas da Amazon)
• Crucial MX100 (250 GB) (HT4U-Teste / Ofertas da Amazon)
• Crucial MX300 (1.050 GB) (HT4U-Teste / Ofertas da Amazon)
• Intel 600p 512GB (HT4U-Teste / Ofertas da Amazon)
• OCZ ARC 100 240GB (HT4U-Teste / Ofertas da Amazon)
• Samsung 840 120 GB (HT4U-Teste / Ofertas da Amazon)
• Samsung 840 EVO 250 GB (HT4U-Teste / Ofertas da Amazon)
• Samsung 840 Pro 256 GB (HT4U-Teste / Ofertas da Amazon)
• Samsung 960 Evo 512GB (HT4U-Teste / Ofertas da Amazon)
• SanDisk Extreme 240 GB (HT4U-Teste / Ofertas da Amazon)
• SanDisk Extreme II 240 GB (HT4U-Teste / Ofertas da Amazon)
• SanDisk UltraPlus 256 GB (HT4U-Teste / Ofertas da Amazon)
• Toshiba OCZ RD400A 512GB (HT4U-Teste / Ofertas da Amazon)
• WD Blue 500 GB (HT4U-Teste / Ofertas da Amazon)

Softwares

Nosso curso de referência

Nosso curso de referência visa responder às seguintes questões:

• Quão rápido é o SSD lendo e gravando arquivos grandes sequencialmente e lendo e gravando pequenos arquivos aleatoriamente?
• Como os blocos fragmentados (não confundir com a fragmentação do arquivo!) E as gravações de leitura-modificação resultantes afetam o desempenho após uma carga pesada de gravação?
• Quão rápido é o SSD em um cenário de carga contínua (estado estável)?
• O TRIM pode restaurar o desempenho total?
• Quão eficaz é a coleta de lixo?
• Qual é a velocidade do SSD quando ocorrem certas combinações de blocos grandes e pequenos?

Benchmarks sintéticos

O uso de benchmarks sintéticos não pode ser evitado, pois somente com eles os limites técnicos dos SSDs tornam-se visíveis. Eles mostram o máximo possível.

Com esses benchmarks, determinamos o desempenho nos seguintes estados:

Desta forma, pode ser visto se e em que extensão o desempenho do SSD está caindo e se o TRIM pode restaurar o desempenho original.

Não importa se você copia algumas centenas de arquivos MP3 ou de vídeo ou simula este trabalho com o Iometer, o esforço é o mesmo para o SSD. As diferenças resultantes do sistema de arquivos do sistema operacional afetam todos os SSDs igualmente, de modo que as proporções das diferenças de desempenho permanecem as mesmas.

Benchmarks de rastreamento

A vida real, por outro lado, pode ser simulada usando benchmarks de rastreamento, como perfis PCMark ou Iometer, que simulam casos de uso. Com esses testes, os acessos práticos são realizados de forma reproduzível.

Para resultados práticos, realizamos esses testes depois que o SSD já foi escrito com perfis de carga várias vezes e está ocupado com dados ativos, exceto para os 10 GB restantes. Isso fornece os valores de desempenho de um SSD que já foi usado e atualmente está quase cheio.

Formulários

Testamos menos por aplicativo em si. Existem duas razões principais para isso: Primeiro, o limite da CPU falsifica a lacuna de desempenho entre os SSDs. Por exemplo, quando o SSD precisa esperar que a CPU processe certos dados antes que o SSD possa continuar funcionando quando o aplicativo for iniciado. Devido ao limite da CPU, os SSDs se movem mais próximos do que aconteceria com CPUs mais rápidas posteriormente. Em segundo lugar, muitas aplicações só podem ser medidas com um cronômetro, o que é muito impreciso para nós, especialmente porque os resultados às vezes têm apenas décimos de segundo. Mas realizamos nosso antigo teste de cópia do OpenOffice porque é fácil de reproduzir. Só aumentamos a quantidade de dados lá por um fator de 12. Agora são 3,06 GB de dados em mais de 48.000 arquivos de vários tamanhos que serão duplicados no test drive.

Medições de carga contínua

Conforme descrito na seção "Comportamento de carregamento", os SSDs são interrompidos sob carga de gravação aleatória contínua se a coleta de lixo não puder fornecer blocos livres com rapidez suficiente. Obviamente, esse comportamento de carga raramente ocorre no uso doméstico normal. Para alguns leitores, no entanto, pode ser interessante saber se um SSD também é adequado para uso um pouco mais difícil. Por exemplo, como um meio de dados para um virtualizador, onde muitos pequenos acessos podem ocorrer em paralelo, ou como um disco para um ambiente de teste de banco de dados.

Para este teste, liberamos o máximo possível de gravações de 4K no SSD via Iometer e criamos um gráfico que mostra o desempenho ao longo do tempo. Repetimos esse teste após um intervalo de 30 minutos ou 12 horas para verificar se a coleta de lixo foi capaz de fornecer blocos livres suficientes para alto desempenho durante esse período. Como o Iometer trabalha com um arquivo de teste grande, que nunca é excluído, mas apenas substituído, as influências do TRIM nessas duas execuções repetidas são excluídas. O aumento no desempenho por meio do próprio TRIM é então medido em uma quarta execução. Isso ocorre após uma formatação rápida, que "corta" a unidade. O arquivo de teste é então criado novamente.

Gostaríamos de salientar que isso vai muito além dos requisitos normais para SSDs para uso doméstico. Se um SSD não tiver um desempenho tão bom aqui, ele não será contado negativamente. Mas queremos descobrir quais SSDs se destacam positivamente na multidão. Além disso, esse teste torna mais fácil ver como e se a coleta de lixo está funcionando.

MByte / s ou IOPS?

Normalmente, fornecemos os resultados da medição em megabytes por segundo. Para os testes de perfil, no entanto, optamos por IOPS (operações de entrada / saída por segundo = comandos de entrada e saída por segundo). Um comando de entrada ou saída pode significar ler ou escrever um bloco. Isso não afeta a comparabilidade. Se uma portadora de dados gerencia 128 IO por segundo em um teste de gravação com blocos de 1.000 KB, matematicamente isso resulta em 1.000 * 128 KB = 128 MB por segundo. Quando um sistema operacional grava arquivos MP3 ou vídeos, ele o faz em blocos também, e os tamanhos dos blocos dependem, em última análise, do tamanho dos arquivos e da formatação do sistema de arquivos. Com muitos arquivos pequenos, isso pode limitar o número de IOPS e com arquivos grandes a taxa máxima de gravação do SSD. Portanto, faz sentido usar a especificação de IOPS sempre que um grande número de operações de leitura e gravação ocorrem e / ou diferentes tamanhos de bloco estão envolvidos.

No caso de medições de carga contínua, a indicação em IOPS tem a vantagem adicional de que as informações de IOPS máximas normalmente anunciadas pelos fabricantes podem ser comparadas diretamente com os resultados reais.

Os resultados da medição

Leitura sequencial

Como executamos os testes de leitura sequencial no Iometer com uma profundidade de fila de 1 e um tamanho de transferência de 2M, nem todas as unidades podem atingir suas velocidades teóricas máximas de leitura. No entanto, as diferenças de desempenho com o mesmo comprimento de fila são perceptíveis. AS SSD utiliza o processo de leitura de forma mais otimizada.

Escrita sequencial

Como nosso teste de Iometer grava uma grande quantidade de dados por vários minutos, as taxas de gravação para este drive TLC são relativamente baixas porque o cache SLC não é suficiente para uma grande quantidade de dados. Percebe-se que o valor (após o carregamento) é maior. O 600p da Intel se comportou da mesma maneira, e ambos os modelos possuem o mesmo controlador, de forma que uma conexão com o funcionamento do cache SLC pode ser assumida (consulte a próxima página).

O benchmark AS SSD, por outro lado, grava uma quantidade menor de dados, por isso tende a tornar visíveis as taxas de gravação mais altas com o cache SLC. Embora os usuários com grande quantidade de escrita (por exemplo, edição de vídeo 4K) devam usar o benchmark Iometer como um guia, para a maioria dos usuários o benchmark AS SSD é mais decisivo.

Escrita sequencial ao longo do tempo

Aqui, verificamos como a velocidade de gravação sequencial se desenvolve ao longo do tempo para testar o cache do SLC. O controlador primeiro grava grandes quantidades de dados em uma área que é rapidamente controlada no modo SLC. Se esta área estiver cheia, a taxa de dados cai de acordo. O tamanho do cache do SLC pode ser derivado da taxa de gravação e do ponto no tempo em que a taxa de gravação caiu. A ADATA anuncia o cache como “Cache Inteligente”. Alguns fabricantes combinam isso com um ajuste dinâmico do tamanho do cache, dependendo de quão cheio está o portador de dados. Tomamos a primeira medição de amostra quando o SSD está apenas um quarto cheio:

O GAMMIX S10 pode manter uma taxa de gravação de pouco mais de 15 MB / s por cerca de 800 segundos antes que os outros processos de gravação ocorram diretamente no modo TLC. Agora, repetimos a medição se apenas 10 GB estiverem livres no SSD:

Os valores são praticamente idênticos, o tamanho do cache não parece mudar nesta área. Conseqüentemente, pode-se supor que o cache SLC em nosso modelo de 512 GB tenha um tamanho de 12 GB. Isso será correspondentemente menor para modelos menores. É perceptível que o controlador evidentemente esvazia o cache novamente durante o processo de gravação posterior, pelo qual a taxa de gravação aumenta para o valor máximo por um breve momento a cada poucos segundos.

Leitura aleatória