Обзор Adata Legend 970 1 Тбайт: PCIe 5.0-накопитель с моторчиком

Материнские платы с поддержкой PCIe 5.0 присутствуют на рынке уже почти два года, однако устройства, которые могут воспользоваться преимуществами этой скоростной шины, редки, и число их разновидностей составляют единицы. Современные видеокарты шину PCIe 5.0 так и не освоили (если не считать мифическую китайскую Moore Threads MTT S80), а потому единственный реально существующий класс железок, способный извлечь выгоды из увеличившейся полосы пропускания интерфейса, — это твердотельные накопители. Но и с ними всё далеко не так просто. Их ассортимент ограничен, а цены сильно завышены — самый дешёвый накопитель с передовым интерфейсом стоит дороже добротных PCIe 4.0-моделей более чем в полтора раза.

Так вышло главным образом потому, что до стадии массового выпуска платформ для PCIe 5.0 SSD смог добраться лишь единственный разработчик контроллеров — компания Phison. Но даже и её инженеры, имеющие гигантский опыт проектирования решений разного класса и сумевшие создать уникальные SSD для работы на Луне, не справились с задачей своевременной разработки PCIe 5.0-контроллера и сильно отстали от прогресса в интерфейсах процессоров и материнских плат. Так, первые высокоскоростные SSD под PCIe 5.0 добрались до прилавков лишь спустя год после первоначально запланированного срока, когда процессоры AMD и Intel с поддержкой этой скоростной шины уже перестали восприниматься как новинки и перешли в разряд зрелых продуктов.

Впрочем, возникшие проблемы вполне объяснимы, и ругаться на Phison за заминку с переводом передовых потребительских SSD на шину PCIe 5.0 было бы не совсем справедливо. Компания сразу решила не срезать углы и не идти по тому пути, который был выбран ею при разработке первого PCIe 4.0-контроллера E16, где поддержка новой версии интерфейса была реализована абсолютно формально. На этот раз ставка была сделана на создание полноценного PCIe 5.0-чипа, который действительно мог бы раскрыть увеличенную пропускную способность новой шины и подходил бы для широкого круга применений, включая не только потребительские, но и серверные продукты. И такой контроллер был разработан — им стал Phison E26. Однако с его внедрением в понятные пользователям M.2-модели возникла загвоздка, связанная с ограничениями потребления, которые свойственны M.2-платам. Накопители на высокоскоростном контроллере никак не хотели влезать в установленные спецификацией 11,5-Вт рамки, и Phison пришлось тратить время на дополнительные оптимизации, из-за которых выход PCIe 5.0 SSD для обычных пользователей так сильно задержался.

К счастью, теперь все трудности позади, и потребительские модели Phison E26-накопителей постепенно появляются в продаже. Пока это лишь первые ласточки, но очевидно, что рано или поздно соответствующие решения выпустят все многочисленные партнёры Phison. И это значит, что производители твердотельных накопителей второго эшелона, такие как Corsair, Gigabyte, Seagate и им подобные получили отличный шанс обойти на повороте лидеров рынка — Samsung и Western Digital, у которых PCIe 5.0-моделей нет и в ближайшее время не предвидится. И в этом обзоре мы постараемся установить, действительно ли SSD на контроллере Phison E26 настолько хороши для систем на современных процессорах, что заслуженные Samsung 990 Pro и WD Black SN850X должны уступить им своё место и отойти на второй план.

Главным героем в этом исследовании станет Adata Legend 970 — типовой SSD на платформе Phison E26 со скоростями чтения и записи до 10 Гбайт/с. Среди других накопителей на том же контроллере вариант Adata выделяется специфической системой охлаждения — на нём установлен активный кулер, который по, заявлениям производителя, не только исключает перегрев, но и снижает рабочие температуры до давно забытого владельцами SSD с современными интерфейсами комфортного уровня.

⇡#Внешний вид и внутреннее устройство

Несмотря на использование типовой платформы Phison E26, узнать Legend 970 несложно. Этот накопитель сразу же выдаёт фирменная система охлаждения, созданная инженерами Adata.

Сверху он закрыт массивным чёрным радиатором, а снизу плату накопителя обхватывает тонкая теплорассеивающая пластина. Высота радиатора составляет около 12 мм, но, главное, в него врезан миниатюрный 20-мм вентилятор, прокачивающий поток воздуха между алюминиевыми рёбрами. Для большей эффективности вся эта конструкция закрыта сверху пластиной, на которой можно прочесть название SSD.

Иными словами, выглядит Legend 970 внушительно, и в том, что с таким охлаждением ему не страшен перегрев, не возникает никаких сомнений. Правда, у активного кулера есть и побочный эффект — накопитель Adata легко узнать не только по виду, но и по издаваемому при работе шуму. Вентилятор диаметром 20 мм, работающий на высоких оборотах, не может быть тихим по определению, а его скорость в Legend 970 никак не регулируется, поскольку он подключается напрямую к 3,3 В через отдельный SATA-разъём питания. В результате Legend 970 вряд ли стоит использовать в тихих системных блоках — там его «голос» может быть отчётливо различим.

Под радиатором Adata Legend 970 ожидаемо обнаруживается печатная плата с контроллером E26, которая произведена самой компанией Phison.

Здесь располагаются три вида микросхем. Первый — собственно контроллер Phison E26. Это восьмиканальный чип, который основывается на двухъядерном процессоре с архитектурой Arm Cortex-R5 и снабжён фирменным сопроцессором CoXProcessor 2.0, помогающим обрабатывать типовые запросы к массиву флеш-памяти. Как и предшествующий PCIe 4.0-чип Phison E18, E26 производится на TSMC по 12-нм техпроцессу, однако между этими контроллерами довольно мало общего. Изменились не только внешние интерфейсы, но и внутреннее строение контроллера, например в нём исчезло третье Cortex-R5-ядро.

Второй тип микросхем — флеш-память. Поставщиком памяти для платформы E26 разработчики Phison снова выбрали Micron, но на этот раз основным типом флеша стала новая 232-слойная TLC 3D NAND шестого поколения, известная также под кодовым именем Micron B58R. Такая память отличается не только возросшей плотностью, но и повышенной производительностью благодаря размещению в одном NAND-устройстве шести (а не четырёх) параллельно работающих банков. Однако есть неприятный нюанс. В отличие от 176-слойных чипов Micron B47R, 232-слойные устройства NAND получили ёмкость 1 Тбит, и это значит, что в терабайтных накопителях восьмиканальный контроллер E26 не сможет воспользоваться чередованием устройств в каналах. Поэтому PCIe 5.0-накопители ёмкостью 1 Тбайт будут заметно проигрывать по производительности более вместительным собратьям объёмом 2 или 4 Тбайт.

И последний компонент Adata Legend 970, заслуживающий внимания, — это DRAM-буфер, который по сравнению с буферами предшествующих SSD стал и быстрее, и вместительнее. Например, в терабайтной версии SSD стоит одна 2-Гбайт микросхема LPDDR4-4266, а в E26-накопители ёмкостью 2 Тбайт ставят 4 Гбайт LPDDR4 SDRAM.

В рамках этого обзора мы знакомимся с младшей версией Adata Legend 970 объёмом 1 Тбайт. Но даже она имеет двухстороннее исполнение. Массив флеш-памяти в ней распределён по четырём микросхемам, каждая из которых содержит внутри по два полупроводниковых кристалла NAND.

⇡#Технические характеристики

В случае с E26 компания Phison продолжает исповедовать фирменный платформенный подход. Как и раньше, она предлагает партнёрам из числа производителей SSD не чипы, а сразу платы накопителей в сборе, отставляя за ними лишь выбор системы охлаждения и дизайна упаковки. Однако это не значит, что с точки зрения технических характеристик все накопители на базе Phison E26 абсолютно одинаковы. Дело в том, что на этот раз платформа Phison E26 вышла в трёх вариантах, которые различаются между собой скоростью флеш-памяти.

Разница определяется частотой интерфейса используемых устройств NAND. Самый простой и распространённый вариант Phison E26 основан на чипах Micron B58R с 1600-МГц интерфейсом, но есть и два других — с чипами на 2000 и 2400 МГц. Более скоростные варианты, естественно, быстрее. В то время как пиковая скорость базовой платформы Phison E26 составляет не более 10 Гбайт/с на операциях последовательного чтения и записи, две других на линейных операциях могут развивать до 12 и 14 Гбайт/с соответственно.

Adata Legend 970 — это наиболее простая ипостась E26 с пиковыми скоростями до 10 Гбайт/с, что прямо отражено в паспортных характеристиках.

Таким образом, Legend 970 предлагает линейные скорости, которые составляют лишь 63 % от пиковой пропускной способности интерфейса PCIe 5.0 x4. А по показателям мелкоблочной производительности этот накопитель немного отстаёт от того же Samsung 990 Pro, который работает через PCIe 4.0. Но если сравнивать характеристики Adata Legend 970 и накопителей на контроллере Phison E18, то новинка, безусловно, выглядит намного ярче.

При проверке производительности Legend 970 ёмкостью 1 Тбайт в синтетическом CrystalDiskMark картина получается следующей.

Указанные в спецификации показатели полностью подтверждаются. Но стоит обратить внимание, что Legend 970 не выигрывает у Samsung 990 Pro при смешанных линейных операциях, а скорости при мелкоблочном чтении и записи без очереди запросов у новинки на контроллере Phison E26 примерно такие же, как и у накопителей с прошлым чипом E18. Главный козырь Adata Legend 970 — непривычно высокие скорости при линейном чтении или записи, которые PCIe 4.0-накопителям и не снились.

Что касается прочих характеристик рассматриваемого SSD, то они вполне типичны. На Legend 970 даётся 5-летняя гарантия, и в течение этого срока его ёмкость разрешается перезаписать 700 раз — чуть больше, чем разрешено записывать на накопители Samsung или WD. Кроме того, особо отметим, что поддержка Adata полноценно работает в России, и при покупке Legend 970 вы действительно получите обещанные производителем 60 месяцев гарантийного обслуживания, а не урезанную до года магазинную гарантию.

⇡#Программное обеспечение

Для накопителей собственного производства Adata предлагает утилиту SSD Toolbox. Её набор функций довольно стандартен и включает отображение общей информации о накопителе, диагностику флеш-памяти, управление командой TRIM и автоматическую настройку параметров операционной системы (отключение Superfetch, Prefetch и дефрагментации). Кроме того, через SSD Toolbox можно произвести обновление микропрограммы и выполнить процедуру Secure Erase, а также провести быстрое измерение производительности SSD и выполнить перенос разделов между установленными в системе носителями информации.

Кроме того, владельцы Legend 970 могут получить в своё распоряжение утилиту для резервного копирования Adata Backup ToGo — её можно свободно скачать с сайта производителя.

⇡#Описание тестовой системы и методики тестирования

Поскольку Adata Legend 970 — первый PCIe 5.0 SSD, попавший в нашу лабораторию, конкурентами для него будут выступать лучшие накопители с интерфейсом PCIe 4.0. Такое сопоставление позволит ответить на вопрос, получилось ли у Phison вместе с Adata двинуть вперёд реальную производительность дисковых подсистем, или появление у потребительских SSD поддержки скоростного интерфейса PCIe 5.0 на данный момент мало на что влияет.

В тестировании приняли участие пять SSD, информация о которых приведена в таблице.

Конфигурация тестовой системы имела следующий вид:

• Процессор: Intel Core i9-12900K (Alder Lake, 8P+8E-ядер + HT, 3,5-5,3/2,4-3,9 ГГц, 30 Мбайт L3).
• Процессорный кулер: Noctua NH-D15.
• Материнская плата: ASUS ROG Maximus Z790 Apex (LGA1700, Intel Z790).
• Память: 2 × 16 Гбайт DDR5-4800 SDRAM, 38-38-38-70 (Kingston Fury Beast KF548C38BBK2-32).
• Видеокарта: GIGABYTE GeForce RTX 4090 Gaming OC (AD102 2235/2535 МГц, 24 Гбайт GDDR6X 21 Гбит/с).

Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 11 Pro (21H2) Build 22000.282.0 c установленным обновлением KB5008353, исправляющим производительность SSD при операциях случайной записи. В системе использовался драйвер Microsoft Standard NVMe Express Controller 10.0.18362.1.

⇡#SLC-кеширование: запись, чтение и удаление файлов

SLC-кеширование – важнейший алгоритм, который в современных накопителях отвечает за ускорение операций записи. Его суть состоит в том, что информация на SSD c TLC- или QLC-памятью сначала записывается в быстром однобитовом режиме, а её уплотнение происходит позднее, в моменты простоя накопителя. Это значит, что современные накопители могут демонстрировать высокие скорости лишь на ограниченных объёмах данных, размер которых зависит от конкретной реализации алгоритма SLC-кеширования.

Чтобы выяснить, как это работает на практике и каковы скорости массива флеш-памяти конкретных накопителей при работе в различных режимах, мы проводим тест непрерывной записи файлов на SSD до полного исчерпания его ёмкости с одновременным замером быстродействия. В этом тесте используются стандартные для ОС Windows операции однопоточного копирования файлов на проверяемый SSD (с RAM-диска), а испытание проводится в три прохода: для полностью чистого SSD; для SSD, заполненного данными наполовину; и для SSD, который изначально полон на три четверти.

В контроллере Phison E26 реализовано динамическое кеширование, но по характеру работы SLC-кеш похож на статический. Его объём мало зависит от свободного места на SSD: и на пустой, и на заполненный на 50 и 75 % накопитель объёмом 1 Тбайт в ускоренном режиме можно записать примерно 100 Гбайт данных, и для большинства применений этого будет вполне достаточно. При этом из-за особенностей работы алгоритма кеширования последние 150 Гбайт на SSD записываются очень медленно — по этой причине на накопителе рекомендуется оставлять некоторый запас свободного места.

Измеренные скорости простой однопоточной записи файлов на Adata Legend 970 таковы, что увидеть по ним пользу от перехода на PCIe 5.0 невозможно. Всё в данном случае упирается не в интерфейс, а в явно не рассчитанную на скоростные SSD реализацию работы с файлами в ОС Windows. Кроме того, восьмиканальный массив в терабайтном Legend 970 работает без какого-либо чередования, и в нём используются наиболее простые 1600-МГц устройства 232-слойной TLC 3D NAND.

Все эти факторы в сумме приводят к тому, что максимальная скорость, которую можно получить при обычном копировании файлов на Adata Legend 970, достигает 3,9 Гбайт/с. Это не выше, чем обеспечивают лучшие PCIe 4.0 SSD, например Adata XPG Gammix S70, где используется 176-слойная TLC 3D NAND компании Micron, позволяющая сформировать массив с вдвое более высокой степенью параллелизма.

По средней скорости записи, полученной при полном заполнении SSD файлами, Adata Legend 970 тоже отстаёт от некоторых PCIe 4.0-флагманов. Для того чтобы забить файлами терабайтный Legend 970, требуется чуть больше 10 минут.

Новинка Adata проигрывает передовым накопителям прошлого поколения и по минимальной скорости записи. И это вновь можно списать на архитектуру массива его флеш-памяти, собранного из устройств NAND объёмом 1 Тбит. Модель SSD ёмкостью 2 Тбайт должна показать лучший результат.

Средняя скорость чтения с Adata Legend 970 при копировании файлов с SSD на RAM-диск тоже далека от пропускной способности интерфейса PCIe 5.0. О причинах уже было сказано выше — накопители на том же контроллере, но с большей ёмкостью должны в этом случае выдавать лучшие скоростные показатели.

Зато Adata Legend 970 отлично проявляет себя при удалении с него файлов. В новом контроллере E26 разработчики Phison смогли устранить кратковременное снижение производительности, наблюдающееся через несколько секунд после стирания файлов. Сборка мусора в массиве флеш-памяти теперь может выполняться без ущерба для других операций. Для иллюстрации на графике ниже показана производительность мелкоблочного чтения сразу после высвобождения на SSD 64 Гбайт данных, и на приведённой кривой не видно никаких серьёзных провалов.

Любопытно, что прогресс в этой сфере произошёл на фоне уменьшения в контроллере Phison E26 числа Arm-ядер, то есть улучшение постоянства производительности достигнуто программными оптимизациями, а не грубым наращиванием вычислительной мощности.

⇡#Производительность комплексных файловых операций

Односторонние операции копирования на или с SSD не показывают преимуществ перевода контроллера E26 на шину PCIe 5.0, но, когда файловые операции проводятся внутри SSD и создают как минимум два параллельных потока данных, Legend 970 в большинстве случаев оказывается способен обеспечить лучшую производительность, чем накопители с интерфейсом PCIe 4.0.

⇡#Производительность в приложениях

Бенчмарк SPECworkstation 3.1 оценивает производительность накопителей, моделируя нагрузки, характерные для рабочих станций. Такие нагрузки преимущественно состоят из мелкоблочных операций, причём с небольшой глубиной очереди запросов. В отсутствие линейных операций значение пропускной способности интерфейса здесь нивелируется, и результат Adata Legend 970 оказывается довольно скромным. Вычислительной мощности контроллера Phison E26 не хватает, чтобы сделать Adata Legend 970 хорошим вариантом для профессиональных применений, этот накопитель примерно того же уровня, что и PCIe 4.0-модели на контроллере Phison E18. Лучшим же SSD для рабочих нагрузок с большим отрывом остаётся Samsung 990 Pro.

Графики, построенные на основе результатов в различных сценариях, позволяют понять, где показатели платформы Phison E26 хромают особенно сильно. Результат Adata Legend 970 находится в нижней части диаграмм в двух ситуациях — при генерации медиаконтента высокого разрешения и в пакетах математического моделирования сложных физических процессов.

chart 9.png

Смотреть все изображения (5)

chart 10.png

chart 11.png

chart 12.png

chart 13.png

Смотреть все
изображения (5)

⇡#Производительность в играх

По игровой производительности Adata Legend 970 близок к прошлому лидеру — WD Black SN850X, хоть и использует более скоростную шину. С другой стороны, все остальные SSD прошлого поколения заметно отстают от новинки.

Кроме того, если посмотреть на производительность Legend 970 в отдельных сценариях, то можно увидеть, что в действительности этот накопитель определённо годится для игровых систем и в большинстве случаев показывает более высокое, чем соперники, быстродействие.

chart 15.png

Смотреть все изображения (7)

chart 16.png

chart 17.png

chart 18.png

chart 19.png

chart 20.png

chart 21.png

Смотреть все
изображения (7)

⇡#Синтетические тесты: линейные операции

В этом разделе мы сравниваем не малоинтересные для пользователей пиковые величины производительности, которые выдаёт CrystalDiskMark, а приближенные к реальной жизни интегральные показатели. Для измерений используется IOmeter c нагрузками с глубиной очереди запросов не выше 4 команд – именно с такими операциями SSD приходится иметь дело при работе в ПК.

И в таких тестах Adata Legend 970 выглядит гораздо увереннее. Платформа Phison E26, как и Phison E18, лучше чувствует себя в многопоточных нагрузках. Поэтому рост глубины очереди запросов выводит рассматриваемый накопитель в лидеры, причём его отрыв от решений, работающих через PCIe 4.0, оказывается принципиальным.

⇡#Синтетические тесты: мелкоблочные операции

При мелкоблочных операциях Adata Legend 970 не может похвастать таким же отрывом от PCIe 4.0-конкурентов, как наблюдался в предыдущем разделе, но тем не менее выступает вполне достойно, оказываясь на первом месте по скорости как при случайном чтении, так и при смешанной случайной нагрузке.

⇡#Температурный режим

Как показывает практика, температура SSD прямо связана с их скоростью. Поэтому накопители на базе контроллера Phison E26, не оборудованные должным охлаждением, ставят антирекорды и по нагреву. Более того, имеющаяся в этом контроллере ошибка приводит к тому, что в нём должным образом не работает температурный троттлинг. При перегреве SSD просто отключается, и это может повлечь за собой как потерю информации, так и повреждение всей файловой системы.

Но Adata Legend 970 всё это не грозит — его разработчики перестраховались, добавив на SSD не только массивный радиатор, но и охлаждающий вентилятор. Вся эта система громоздко выглядит, сильно шумит, но со своей основной задачей справляется на отлично.

Представленный далее график показывает изменение возвращаемой в S.M.A.R.T. температуры SSD при пятиминутной смешанной нагрузке с преобладанием операция чтения.

Даже при интенсивных и продолжительных операциях температура Legend 970 не превышает 60 градусов, при том что критическая граница для платформы Phison E26 — 87 градусов.

⇡#Выводы

Накопитель ёмкостью 1 Тбайт — не лучший способ знакомства с платформой Phison E26. В ней используется новая 232-слойная память Micron, достоинства которой можно раскрыть в полной мере только при создании массивов объёмом 2 или 4 Гбайт, когда производительность дополнительно усиливается чередованием устройств NAND в каналах контроллера. Именно поэтому в будущем мы постараемся раздобыть какой-то E26-накопитель в версии на 2 Тбайт.

Сегодня же преимущества терабайтного Adata Legend 970 перед PCIe 4.0-конкурентами нагляднее всего проявились в синтетических тестах и при копировании файлов внутри SSD, когда возросшая пропускная способность интерфейса PCIe 5.0 заполняется несколькими одновременными потоками линейных операций. В реальных же сценариях, связанных с работой в приложениях или запуском игр, Legend 970 оказался примерно на одном уровне с флагманскими PCIe 4.0 SSD.

Впрочем, это не даёт права назвать Legend 970 и платформу Phison E26 целиком неудачными решениями. В действительности производительность рассмотренного SSD находится на очень достойном уровне, и по этому параметру его можно смело поставить в один ряд и с Samsung 990 Pro, и с WD Black SM850X. Однако при этом у Legend 970 есть два минуса, игнорировать которые вряд ли получится. Во-первых, он слишком дорог: PCIe 4.0-накопитель с почти таким же быстродействием в реальных задачах можно купить в полтора раза дешевле. Во-вторых, нагрев контроллера Phison E26 представляет собой серьёзную проблему. Для её решения на Legend 970 установлен активный кулер, и он довольно эффективно охлаждает SSD, но при этом не отличается тихим нравом, закрывая рассмотренному накопителю путь в компьютеры любителей тишины.

В итоге в данный момент рекомендовать Adata Legend 970 большинству пользователей современных ПК довольно сложно, так как преимущества, которые даёт переход на PCIe 5.0, заметны далеко не повсеместно, а платить за них предлагается слишком высокую цену. Но это не значит, что платформа Phison E26 в целом не заслуживает внимания. Мнение о ней ещё может существенно поменяться после некоторого удешевления и с появлением накопителей с более скоростными вариантами массивов флеш-памяти, которые наверняка не заставят себя долго ждать. И за тем, как будут эволюционировать флагманские продукты Adata (в том числе и Legend 970), стоит следить в первую очередь, ведь этот производитель, с одной стороны, старается по возможности улучшать свою продукцию в течение её жизненного цикла, а с другой — не отличается стремлением к неоправданной накрутке цен.