Обзор и тестирование SSD MSI Spatium M570 PCIe 5.0 NVMe M.2 HS емкостью 1 ТБ. В погоне за скоростью

Первые твердотельные накопители появились в 70-80-х годах прошлого века и базировались на технологии RAM, что влияло на их конечную стоимость и сферу применения. За несколько лет до Миллениума были представлены устройства уже на привычной флеш-памяти, но цена и малая емкость таких «дисков» не позволяли новым продуктам выйти на массовый рынок и использовались в военной и аэрокосмической промышленности. В начале 21 века начали появляться индустриальные DOM (disk-on-a-module), которые вставлялись в обычные IDE-разъемы, вот только малая емкость и большая цена снова не позволила обычным пользователям отказаться от механических жестких дисков и эти накопители в основном использовались во встроенных системах и тонких клиентах. Некоторое время спустя производители в который раз начали экспериментировать с аппаратным RAM-диском и предлагать потребителям PCI-платы со слотами DIMM и встроенным аккумулятором с подключением по SATA-интерфейсу. И хотя память тогда уже не была чем-то слишком дорогим, но без стационарного питания такой диск мог обходиться всего пол дня, чего было мало. Даже были такие интересные вещи, как переходники с флэш-карт SD на обычные PATA- или SATA-интерфейсы, которые позволяли самостоятельно сделать свой SSD из кучи маленьких карт памяти для электронных устройств. Конечно, все это было далеко от привычных твердотельных накопителей, к которым мы уже привыкли.

Современные SSD появились 15 лет назад, сначала как продукты для корпоративного рынка и ноутбуков, а позже они стали массовыми устройствами. Емкость первых моделей была невелика и даже такие диски могли позволить себе только обеспеченные пользователи или энтузиасты. Что интересно, SSD сначала выпускали только те, кто в большинстве своем занимался только памятью, «флэшками» или приводами и к жестким дискам никакого отношения не имел. Кто-то из них на фоне гарантийных обязательств перед пользователями даже обанкротился. Но в целом прогресс не останавливался, флеш-память и контролеры продолжали совершенствоваться для улучшения характеристик и надежности готовых продуктов. Уже через несколько лет стандартного для мобильных устройств форм-фактора 2,5″ оказалось недостаточно и появился сначала миниатюрный mSATA, а затем NGFF (Next Generation Form Factor), он же привычный M.2, поддерживавший как интерфейс SATA, так и PCI Express. Это открыло путь появления компактных и производительных накопителей, для которых стандарта SATA 3.0 со скоростью передачи данных до 6 Гбит/с уже не хватало. Эстафету SSD для энтузиастов приняли новые устройства с интерфейсом NVMe.

Долгое время NVMe-накопители были дорогостоящим удовольствием, но со своими скоростями передачи данных они опережали своих SATA-братьев в три раза даже при использовании шины PCI Express 2.0. Также скорость случайного чтения или записи была в 1,5–2 раза лучше, чем у обычных SSD. Это позволило прогрессивным накопителям занять нишу устройств для мощных или компактных систем, где 2,5″ дискам уже не было места. Впоследствии вышли SSD с интерфейсом PCI Express 3.0, который позволил увеличить скоростные характеристики почти до 4000 МБ/с. Это в семь раз лучше SATA, устройства с которой могут похвастаться только скоростями уровня 500–550 МБ/с. Появление шины PCI Express 4.0 подняло планку быстродействия в два раза, но производители заняли позицию выжидания по выпуску новых продуктов. К сожалению, не все игроки рынка процессоров решили сразу перейти на новый интерфейс и платформа AMD долгое время довольствовалась SSD с быстродействием лишь в 1,5 раза лучше, чем в старых продуктах. Когда конкурент присоединился к гонкам интерфейсов, начали появляться новые контроллеры и лучшие накопители с ними могли демонстрировать скорости уровня 7300 МБ/с. С течением времени цены на твердотельные диски снизились настолько, что устройства NVMe уже не были чем-то экзотическим, они полностью вытеснили собой SATA-накопители из мобильных устройств и заняли место главного SSD в ПК обычного пользователя, а не только энтузиастов. Казалось, что лучше не бывает, но здесь на сцену выходит PCI Express 5.0…

MSI Spatium M570

Новый стандарт обещает еще большее быстродействие и показатели линейного чтения и записи могут достигать уровня 14000 МБ/с, что вдвое больше, чем у лучших современных накопителей с поддержкой PCI Express 4.0. Как и первые модели SSD прошлого поколения, новинка базируется на контроллере компании Phison, которая предоставляет своим партнерам референсную платформу и производителям достаточно ограничиться наклейкой с названием модели при разработке накопителя. Новый чип PS5026-E26 выполнен по 12-нм техпроцессу и имеет два основных ядра, работающих на максимальной скорости, и три дополнительных CoXprocessors с пониженной частотой. Используется та же 32-битная архитектура Arm Cortex-R5, что и в старых чипах. По-прежнему контроллер восьмиканальный, но увеличилось быстродействие при взаимодействии с флешем в полтора раза. Поддерживается интерфейс флэш-памяти Toggle 5.0 и ONFi 5.0, типы TLC и QLC и DRAM-буфер стандарта LPDDR4 или DDR4. Быстродействие при линейных чтении и записи может достигать 14000 и 11800 МБ/с соответственно, а при работе со случайными блоками 4К этот параметр доходит до 1500 тыс. и 2000 тыс. IOPS соответственно. Переход к шине PCI Express 5.0 и рост производительности при 12-нм техпроцессе бесследно не прошел и энергопотребление контроллера поднялось в полтора раза относительно того же PS5018-E18, что требует хорошего охлаждения для SSD.

Накопители Spatium M570 получились немного более медленными, чем может позволить контроллер, но и так они поражают своими характеристиками. В новой серии имеются два SSD емкостью 1 и 2 ТБ в форм-факторе M.2 2280, максимальное быстродействие которых компания MSI декларирует на уровне 10000 МБ/с для линейных чтения и записи, но это касается старшей модели, тогда как младшая немного скромнее и может похвастаться только 9500 и 8500 МБ/с соответственно, что тоже неплохо. Производительность ввода/вывода заявлена на уровне 1300–1400 тыс. IOPS для чтения и 1500 тыс. IOPS для записи, а это уже в 1,5 раза лучше, чем у накопителей прошлого поколения. В целом мы видим, что за 10 лет существования SSD с интерфейсом PCI Express характеристики таких твердотельных дисков выросли в 10–15 раз, тогда как, например, SATA-модели достигли своего пика 5 лет назад и фактически больше не развиваются.

Конечно, помимо скоростей чтения и записи пользователей интересует такая важная характеристика как суммарное количество записываемых байт (TBW), и здесь новинка выступает на уровне SSD прошлого поколения на базе контроллера PS5018-E18. Для модели на 1 ТБ заявлено 700 ТБ, тогда как для более вместительного уровень TBW достигает 1400 ТБ, что позволяет перезаписывать накопители каждый день в течение двух лет. Никаких конкретных технологий шифрования производитель не упоминает, только заявляет их наличие, при этом чип Phison PS5026-E26 поддерживает AES 256, SHA 512, RSA 4096 и TCG Opal. Гарантийный срок составляет пять лет, если количество записанных данных не превысит норму.

MSI Spatium M570 PCIe 5.0 NVMe M.2 HS 1TB

Накопитель поставляется в небольшой черной коробке, на которой изображен продукт, но почему-то не указаны ключевые характеристики, только емкость в 1 ТВ, хотя надпись Up to 10000 MB/s привлекала бы покупателей больше.

В отличие от упаковки SSD прошлого поколения M480, эта стала проще, исчезла прозрачная пластиковая крышка, а радиатор уже установлен на заводе. Есть памятка, что снимать его нельзя, иначе устройство выйдет из строя. В комплекте присутствует документация и ничего более.

Радиатор такой же, что использовался в накопителях с интерфейсом PCI Express 4.0. Фигурный алюминиевый брусок бронзового оттенка имеет несколько толстых ребер и наклеенный логотип с драконом. Нижняя часть SSD прикрывается тонкой стальной пластиной, которая крепится по бокам радиатора. На ней находится наклейка с названием модели.

Высота радиатора составляет 20 мм, поэтому вопросов совместимости с материнскими платами возникать не должно, нужно только вставлять накопитель в разъем M.2, который находится над видеокартой — он как раз поддерживает PCI Express 5.0 (конечно, в соответствующих материнских платах), но есть нюанс. Дело в том, что современные платы имеют дополнительные металлические элементы в зоне размещения SSD для увеличения эффективности отвода тепла от твердотельного диска. Spatium M570 уже имеет систему охлаждения и нижняя ее пластина будет мешать установке в материнскую плату, так что придется снимать тот элемент или радиатор SSD и терять гарантию. Еще пластина на диске имеет небольшую выемку в районе крепления, которая не всегда позволяет установить накопитель, если на материнской плате защелка больше этой выемки. Поэтому этот момент следует учитывать при покупке устройства.

В качестве термоинтерфейса используются жидкие термопрокладки, что лучше обычных, если высота каждого чипа разная. Контроллер фактически покрыт субстанцией полностью, тогда как для DRAM-буфера и флеш-памяти немного не хватило (как и на обратной стороне).

Печатная плата референсного дизайна от Phison. Компоновка относительно SSD прошлого поколения немного изменилась, хотя в целом выглядит так же, когда сначала расположен контроллер, потом буфер, а дальше уже флеш.

Чип PS5026-E26 внешне напоминает старый Phison PS5016-E16 — тоже имеет большие размеры и металлическую пластинку для лучшего охлаждения внутреннего кристалла. Скорее всего, в будущем разработчик перейдет на новые технологические нормы и снизит размеры нового контроллера, как это было с PS5018-E18.

Рядом с ним расположена микросхема памяти SK Hynix H9HCNNNBKUMLXR-NEE стандарта LPDDR4-4266 и объемом 2 ГБ. На обратной стороне PCB есть еще место для такой же, которая устанавливается в модели M570 на 2 ТБ.

Другую половину печатной платы занимают 232-слойные чипы флэш-памяти Micron MT29F2T08EELCHD4-QA:C стандарта 3D NAND TLC и общей емкостью 1 ТБ. Они расположены с двух сторон PCB, причем термопрокладки для них используются не только на лицевой стороне, но и на обратной.

После форматирования стандартными средствами Windows пользователю будет доступно 931 ГБ свободного пространства.

Фирменное программное обеспечение полностью интегрировано в MSI Center, нужно только установить соответствующий модуль System Diagnosis. В нем пользователь сможет наблюдать за краткими показателями SSD или выполнить резервное копирование, а также восстановление информации благодаря встроенной программе Actiphy.