Обзор стильного Galaxy Alpha (SM-G850F) от Samsung. Обзор стильного Galaxy Alpha (SM-G850F) от Samsung Последовательные операции чтения и записи, IOMeter

Твердотельные диски с новой 3D NAND памятью у нас на тестах уже были от CRUCIAL и ADATA. Но одной из первых эту технологию начала использовать SAMSUNG, составить полное представление по новому типу памяти без изучения серии 850 EVO было бы неправильно. Изучать ее мы также будем на примере версии на 500 Гбайт. Данная серия получилась любопытной, компания провела обновление серии без шумных анонсов. Некоторое время на полках российских магазинов было доступно две версии, сейчас все стабилизировалось, в официальной рознице представлена только актуальная ревизия.

В ней вместо 32-слойной 3D NAND второго поколения начали применять 48-слойные чипы третьего поколения. Увеличилась плотность ячеек, и в перспективе это открывает путь для емких SSD. Главным изменением стал новый техпроцесс, Samsung при этом уверяет, что характеристики не поменялись, для пользователей этот апгрейд мог пройти и незаметно. В реальности же мы видим совершенно новую модель SSD, но с тем же названием, сохранившую только контроллер MGX. Для нас этот тест будет интересен еще и взглядом на решение компании, которая использует собственные чипы, таких производителей немного на рынке. Сравнивать его работу будем с накопителем Crucial CT525MX300SSD1.

Samsung 850 EVO обзор

Комплектация

Одним из отличий стало обновление упаковки. Изменился дизайн оформления и набор информации. Теперь на коробке красуется надпись: «V-NAND SSD 850 EVO».

Комплектация скромная, включает только набор документации, скрываемой в конверте. Нет привычной рамки для увеличения толщины корпуса.

Внешний вид

Дизайн корпуса не поменялся. Samsung 850 EVO выполнена в черном корпусе с минималистичным оформлением. Толщина в 7 мм позволяет применять эти накопители для апгрейда ноутбука.

Кстати, одним из улучшений стало снижение энергопотребления, в случае настольных систем это не критично, а вот ноутбукам может продлить время автономной работы.

Вместо декоративной наклейки, серебристый логотип Samsung на крышке. С обратной стороны наклейка с техническими данными.

Отличия есть в маркировке, обновленные накопители идут с номеров: S2P, S2R или S2S.

Крепится корпус при помощи винтов. Разбор приведет к повреждению наклейки.

Начинка

Обращают внимание на себя уменьшенные габариты печатной платы Samsung 850 EVO. По длине она не превышает 2-3 см. Термоинтерфейс для контакта с корпусом не используется.

Распаяно два чипа памяти TLC 3D V-NAND третьего поколения с 256-гигабитными ядрами. Для получения нужного объема теперь используется вдвое меньше чипов памяти. Уменьшение степени параллелизма снижает нагрузку на контроллер. Если ранее для версии на 1 Тбайт и 2 Тбайт использовали старший MEX процессор (850 Pro), то теперь 1 Тбайт идет с двухъядерным процессором MGX, позаимствованным из первой ревизии.

Также новые чипы больше не позволяют собирать твердотельные накопители на 120 Гбайт, минимальная версия идет с объемом 256 Гбайт. Обновили DRAM-буфер, вместо LPDDR2 SDRAM идет LPDDR3. На каждый 1 Гбайт приходится 1 Мбайт емкости буфера. 6 Гбайт SLC-кеша, у младшей версии 3 Гбайт.

Тесты Samsung 850 EVO

Модель Данные
Корпус Aerocool DreamBox
Материнская плата ASUS MAXIMUS VIII RANGER
Процессор Intel Core i7-6700K Skylake (oc - 4700 МГц)
Кулер для процессора DeepCool Captain 240 EX
Видеокарта Palit GTX1080 Super JetStream
Оперативная память Kingston HyperX Fury DDR4 32GB (oc - 2700 МГц)
Жесткий диск Intel SSD 530 240 ГБ
Жесткий диск 2 Crucial MX300 750 GB
Жесткий диск 2 Kingston SSDNow UV400 480 GB
Блок питания Zalman ZM850-EBT
Аудио Creative Sound BlasterX G5
Монитор iiyama ProLite E2773HDS
Монитор 2 Philips 242G5DJEB
Мышка

На примере Galaxy Alpha, что в Samsung наконец осознали необходимость установки в свои смартфоны не только топового железа, но и качественных материалов. Одна только приятная на ощупь задняя крышка, как это было и есть в S5, дело не спасает. А вот в Alpha все уже совсем по-другому. Здесь очень интересный дизайн, серьезная производительность и цена, направленная на одно из ключевых конкурентов корейского гиганта. Обо всем по порядку в этом обзоре.

G850F или Samsung Galaxy Alpha стал первым девайсом от корейского гиганта, который получил металл в корпусе и вообще такое повышенное внимание к мелочам в экстерьере. По всему периметру находится алюминиевая рамка, по углам которой имеются крошечные пластиковые вставки. Очевидно они являются частью конструкции антенн. Рубленные грани здесь точно такие же, как и в Apple iPhone 5S. Я также заметил прямое сходство с Alcatel One Touch Idol Alpha (6032X). Обратили внимание одно и тоже слово в названиях смартфонов от совсем разных производителей? Случайно ли это? Кто знает.

Кроме того, никак не могу избежать сравнения со знаменитыми металлическими бампером Element Case Vapor для iPhone.

Может быть в Samsung взяли лучшее от всех миров, а может быть додумались сами. Я склонен полагать, что речь идет о первом варианте. Как говорится, хорошие художники копируют, великие — воруют.

Алюминиевый ободок приятен на ощупь, а за счет выемок на каждом из углов смартфон крепко лежит в руке. К общему положительному впечатлению добавляется небольшая толщина корпуса — всего 6,7 мм. Alpha отлично лежит в руке, им можно запросто управлять одной рукой, а в кармане брюк или пиджака девайс совсем не ощущается.

Во всем этом есть и ложка дегтя. Обратите внимание, что по бокам стеклянная панель очень плотно прилегает к ободку. А вот в верхней и нижней части смартфона между металлической рамой и стеклом на лицевой стороне есть зазоры. Туда со временем будет набиваться грязь. Ко всему этому я хочу привести отрывок из пресс-релиза, посвященного новинке:

«Новая изысканная модель позволит пользователю выразить свой индивидуальный стиль и тонкое чувство вкуса. Утонченный дизайн, металлическая рамка, тщательно разработанная конструкция корпуса, приятная на ощупь задняя крышка, а также небольшой вес – новинка не только элегантно выглядит, но и обеспечивает своему владельцу максимальный комфорт использования».

На моих фото вы все видели своими глазами, а теперь еще и знакомы с отрывком из официального текста от производителя. Выводы, касательно того каким образом могут сочетаться «изысканность», «чувство вкуса» и зазоры в конструкции делайте сами.

Предлагаю сравнить габариты нашего героя с его основными конкурентами.

Длина Ширина Толщина Вес

132,4

65,5

iPhone 5S

123,8

58,6

Sony Xperia Z3 Compact

64,9

Samsung Galaxy S5 mini

131,1

64,8

Samsung Galaxy S5

72,5

На верхней грани смартфона расположился разъем 3.5 мм и отверстие микрофона. Снизу прямо по центру находится разъем microUSB, слева от которого есть отверстие второго микрофона. По правую сторону от главного порта имеется перфорация для основного динамика. Про звук поговорим позже.

На правом ребре альфы находится клавиша включения / активации экрана. Кнопка не люфтит, а ход ее четкий, что приятно. Тоже самое можно сказать и про клавиши регулировки громкости. Они расположены на левой грани смартфона.

В Samsung верны себе и не собираются отказываться от сенсорных клавиш прямо на корпусе смартфона. Это отличное решение, так как панель управления не отъедает пространство дисплея, как это часто встречается в других конкурентных продуктах.

Слева под экраном расположена клавиша недавних приложений. Это все та же многозадачность, просто в Samsung решили обыграть ее в такой вот хитрой манере. Под дисплеем расположена физическая клавиша «Домой», которая по совместительству является и датчиком отпечатков пальцев. Работает сенсор, кстати, отлично. Отпечатки распознают быстро и без ошибок.

Задняя крышка выполнена из примерно того же материала, что в Galaxy S5, то есть присутствует эффект кожаного и немного маслянистого покрытия. Здесь поверхность чуть проще, чем в пятой версии корейского флагмана, но тоже весьма приятна на ощупь.

За внешний вид и удобство использования я ставлю Samsung Galaxy Alpha пятерку с минусом. За что минус, я уже объяснил выше.

В смартфон установлен Super AMOLED экран с разрешением 1280 x 720 точек. Диагональ составляет 4,7 дюйма. Нет, на восприятие картинки это заметного влияния не оказывает. Если есть сомнения, рекомендую попробовать Alpha вживую. В небольшом отступлении далее я расскажу, почему случилось так, что в новинку был установлен такой как может показаться нетехнологичный экран.

С выходом iPhone 6 цена на годовалый iPhone 5S снизилась до уровня в 24 990 рублей. Наивно полагать, что пятьэска не будет пользоваться спросом после выхода нового поколения iOS-смартфона. «Айфон он и в Африке Айфон », — именно так думают многие люди, желающие приобщиться к мейнстриму, и у которых нет достаточных средств, чтобы обзавестись шестеркой.

В Samsung это однозначно понимают и хотят отбить у Apple часть их доходов из среднего сегмента. Понятно, что средним этот ценовой уровень можно назвать, только сравнивая все эти цены со стоимостью Note 4 или iPhone 6 Plus. Последняя пара борется между собой за продажи в сверхвысоком уровне. Samsung Galaxy S5 воюет с iPhone 6 в высоком ценовом сегменте, а чего-то более дешевого и одновременно стильного у корейского гиганта особого и не было. С выходом Alpha ситуация изменилась.

Так вот, в iPhone 5S установлен экран с разрешением 1136 x 640 точек. В Alpha резолюция чуть выше, соответственно, нет смысла ставить дисплей лучше. Диагональ здесь не играет роли. Таким вот образом Samsung убивают сразу двух зайцев: конкурируют с Apple и экономят на одном из узлов своего девайса. Все-таки остальное железо в смартфоне весьма серьезное.

Возвращаемся к дисплею в альфе. Разумеется, экран прикрыт защитным стеклом, которое в свою очередь покрыто олеофобным покрытием. Дисплей яркий, сочный, хорошо читаем на солнце и вполне будет привычен для тех, кто когда-либо сталкивался с Super AMOLED-матрицами.

В параметрах можно выбрать адаптивный режим, то есть когда система сама подстраивает настройки экрана под запущенные в данный момент приложения (галерея, видеоплеер), а можно остановиться на иных предустановках.

Углы обзора хорошие, цвета при наклонах не выцветают, падает только яркость, но это абсолютно нормальное поведение для любого экрана (на фото экран только Samsung Galaxy Alpha).

В целом, я не определился до конца в оценках установленного в Alpha дисплея. Да, разрешение не высокое и это выглядит для Samsung как-то странно. С другой стороны изюминки смартфона совсем в другом. Первое — это дизайн, а второе — об этом пойдет речь в следующем разделе.

  • процессор Samsung Exynos 5 Octa 5430 (8 ядер: четыре из которых работают на частоте в 1,8 ГГц, а остальные на 1,3 ГГц)
  • видеочип Mali-T628
  • оперативная память 2 ГБ
  • встроенная память 16 / 32 ГБ (реально доступно 25,82 ГБ),
  • поддержки карт памяти НЕТ
  • экран 4,7’’ Super AMOLED (312 ppi)
  • основная камера 12 Мпикселей
  • фронтальная камера 2,1 Мпикселей
  • ОС Android 4.4.4
  • съемный аккумулятор 1860 мАч
  • сенсоры: акселерометр, цифровой компас, датчик магнитного поля, гироскоп, датчик света, датчик расстояния, датчик движения рук, датчик сердечного ритма, сканер отпечатков пальцев

Сети и беспроводная связь

  • GSM, HSDPA, LTE (cat. 6)
  • Wi-Fi (a/b/g/n/ac), MIMO, Bluetooth 4.o, NFC, aGPS/ГЛОНАСС
  • разъемы:USB v. 2.0, 3.5 мм

Отдельного внимания заслуживает один из самых топовых на сегодняшний день процессоров собственной разработки, хотя и построенный по 32-битной архитектуре. Благодаря такой вычислительной мощи Alpha набирает максимальные баллы в синтетических тестах.

И тут мы видим прямое столкновение двух лагерей. Если iPhone 5S в Geekbench зарабатывает 2543 балла с двух ядер своего процессора и 1406 очков с одно ядра, то Samsung Galaxy Alpha побил своего яблочного конкурента по первому тесту — набрал 3078 попугаев, но проиграл битву в одноядерном тесте, получив 940 очков (ниже приведены данные с Samsung Galaxy Alpha).

Второе, на что хочу обратить внимание, так это на поддержку LTE категории 6, что в теории должно обеспечивать передачу данных на скорости до 300 мегабит в секунду при входящем траффике и до 50 Мбит/с при исходящем.

В целом, недостатка производительности ощутить не получится. Интерфейс и фирменная оболочка летают, приложения запускаются мгновенно, а снимки создаются и того быстрей.

Производительность смартфона отлажена на 110%. Совершенно не ждешь от 4,7-дюймового девайса, а тем более имиджевого, такой мощи.

В качестве основной камеры используется 12-мпиксельная матрица, способная делать снимки в максимальном разрешении 4608 x 2592 точек.

Тут целое море различных настроек, что в принципе соответствует политике Samsung. У меня от обилия параметров ребит в глазах, но мы все-таки возьмем основные и самые интересные.

Из настроек можно активировать стабилизацию изображения, HDR-эффект, функцию обнаружения лица, съемку одним касанием и многие другие фишки.

Мне нравится, как в Alpha работает функция HDR. При сильных тенях или контровом свете настройка действительно спасает ситуацию. Оцените самостоятельно на примере фото ниже (до и после):

Через Wi-Fi Direct можно подключиться к другому устройству и использовать его дисплей в качестве удаленного видоискателя для создания снимков. Интересный функционал.

Из режимов съемки на выбор доступна функция ретуши, виртуальный тур, фотографирование сразу с двух камер одновременно, создание панорам и другие возможности, которые при желании можно скачать самостоятельно.

Качество снимков очень хорошее. При дневном освещении никаких проблем с автофокусом и смазанными изображениями нет.

В ночных условиях съемки на изображениях выступают все огрехи камеры. В этом отношении фотомодуль Galaxy Alpha не идет ни в какое сравнение с Galaxy S5.

Макро смартфон снимает очень красиво. Автофокус срабатывает примерно в пяти сантиметрах от объекта и можно получить довольно интересные кадры. По-моему, морская галька и лист капусты получились очень даже неплохо:

Фронтальная камера в 2,1 МП способна снимать фотографии с разрешением 1920 x 1080 пикселей. Видео сенсор записывает в сходной резолюции.

Режимов здесь немного: ретушь кожи, съемка динамичных объектов и, пожалуй, все. В дополнение можно выбрать различные фильтры прямо во время съемки.

Обеими камерами можно управлять голосом. Последнее особенно актуально для селфи, однако в шумном месте придется наловчиться и нажимать кнопку спуска затвора на экране. Кстати, ее можно переназначить на клавишу громкости и, тем самым, не тянуться к сенсорной поверхности экрана, чтобы сделать снимок.

Максимальное разрешение, в котором девайс может снимать видео, составляет 3840 x 2160 пикселей при 30 кадрах в секунду.

Однако детализации при просмотре на ПК для такого количества точек в кадре не хватает, хотя на экране смартфона все выглядит отлично.

В опциях камеры можно выставить режим Slo-Mo, то есть когда видеоизображение замедляется в 8 раз.

Разумеется, разрешение ролика в таком случае падает до 1280 x 720 точек. Опять же, детализации и качества картинки не хватает, поэтому всерьез эту настройку рассматривать нельзя.

Для воспроизведения сторонних видеофайлов заявлена поддержка следующих видеоформатов: MP4, M4V, 3GP, 3G2, WMV, ASF, AVI, FLV, MKV, WEBM. Соответственно используются такие кодеки как: H.263, H.264(AVC), MPEG4, VC-1, Sorenson Spark, MP43, WMV7, WMV8, VP8.

В наушниках Alpha показывает отличные результаты. Звук чистый, басистый и в принципе соответствует уже устоявшемуся уровню качества звучания для смартфонов. В настройках плеера можно выбрать дополнительные аудиоэффекты, такие как ламповый усилитель, звук в студи или на концерте. Конечно, присутствует семиполосный эквалайзер для любителей детальной настройки звучания.

Есть интересная фишка. Система анализирует имеющиеся в медиатеке песни и выстраивает их в виде квадрата. Перемещая пальцем по клеткам, пользователь строит, так скажем, настроение воспроизведения. От печали до радости, как говорится.

Громкость через внешний динамик обычная. Не более того. Лично мне бы хотелось, чтобы девайс звучал громче, так как часто устройство находится в сумке и на шумной улице услышать звонок не получится. Это я про Alpha.

Как и всегда, решения от Samsung полны предустановленными наборами аудиокодеков: MP3, AMR-NB, AMR-WB, AAC, AAC+, eAAC+, WMA, Vorbis, FLAC. Список воспроизводимых аудиоформатов выглядит следующим образом: MP3, M4A, 3GA, AAC, OGG, OGA, WAV, WMA, AMR, AWB, FLAC, MID, MIDI, XMF, MXMF, IMY, RTTTL, RTX, OTA.

В смартфон установлена съемная батарея емкостью 1860 мАч и это совсем немного. Инженеры пожертвовали емким аккумулятором в пользу толщины корпуса устройства. Ничего удивительного, так как Alpha — это прежде всего имиджевая модель.

При умеренном использовании функций альфы (два часа интернета через Wi-Fi, несколько десятков фотографий и видео, часа использования других функций) не стоит рассчитывать на срок жизни, превышающих полутора суток. При активной передаче данных в фоне, постоянных уведомлениях и синхронизации через 3G-4G связь, смартфон максимум сможет дотянуть до вечера. Это далеко не рекордные показатели.

Разработчики не забыли предустановить два режима экономии заряда батареи. Первый предусматривает ограничение производительности процессора, отключение фоновой передачи данных и перевод по необходимости экрана в оттенки серых тонов. В таком режиме экран потребляет энергии значительно меньше.

Второй режим подразумевает превращение смартфона в обычную черно-белую звонилку с доступом к заранее определенному кругу приложений. Рассчитывать на то, что можно будет выбрать что-то «тяжелее» диктофона или интернет-браузера не стоит. Доступны только основные инструменты.

При помощи всех этих средств можно реально оставаться на связи еще весьма продолжительное время. В моем случае, на 66% заряда батареи, при включенном режиме экстремального энергосбережия смартфон способен прожить еще 5-6 дней.

Неудивительно, что Samsung заполняет свои смартфоны различными софтовыми фишками под завязку. Alpha не является исключением из этого правила. Здесь есть практически все те же функции, которые присутствуют и в Galaxy S5. Перьевой ввод и поддержку S Pen девайс не получил, так как это привилегия исключительно серии Note.

Коснемся некоторых интересных особенностей.

Долгим удержанием клавиши назад активируется боковое меню, из которого можно перетащить приложения для работы в режиме двух окон . Да, для диагонали экрана в 4,7 это весьма странный функционал, тем не менее, он есть.

Практически любую картинку из Галереи или скопированный ранее текст можно выудить из буфера обмена . Неважно, что после скопированного утром номера телефона вы успели наделать много других копий и вставок. Искомый текст не будет забыть системой. Лично я с нетерпением жду прихода подобных функций на настольные ПК на уровне системы. А вот в смартфонах такие фишки уже присутствуют.

Как и в старшем собрате, в Alpha присутствует поддержка центра здоровья S Health . Шагометр, запись тренировок и фаз сна через дополнительные аксессуары — это все понятно. А вот то что здесь встроен датчик сердечного ритма — это здорово. Корейцы не поскупились на него, несмотря на то, что цена устройства на порядок ниже стоимости текущего флагмана.

Сенсор работает хорошо и без проблем считывает пульс даже в условиях непрерывной прогулки, то есть полностью замирать не нужно.

С остальными интересными местами системы можно ознакомиться по скриншотам ниже:

Представьте, что Samsung Galaxy S5 похудел: сбросил емкость аккумулятора, чуть потерял в разрешении экрана, сменил камеру на модуль чуть проще, но взамен получил приятный и тонкий дизайн, а также более демократичный ценник. Как назвать такой смартфон? Правильно! Galaxy Alpha.

Про влагозащиту в Samsung не подумали, поэтому альфа боится воды.

Однако смартфон отлично справляется с любыми нагрузками. Тяжелый контент, требовательные до графики игрушки — новинке от Samsung все ни по чем.

Но не это все главное. Задача Alpha — конкуренция с Apple iPhone 5S, который имеет сходную цену (24 990 рублей) и продолжает пользоваться спросом. Смартфоны от других компаний не в счет, они мало что могут предложить, как по дизайну, так и по характеристикам.

Купить или не купить Samsung Galaxy Alpha ?

Если iPhone 5S есть уже у всех и порядком поднадоел, то Alpha — это глоток свежего воздуха. На стороне корейца большой экран и куча различных сенсоров, включая датчик сердечного ритма. Производительность в обоих девайсах примерно одинакова, дизайн опять же хорош и тут, и там. Однако стильный смартфон от Samsung — это что-то новое, интересное. Сходите в магазин, повертите аппарат в руках, если ощутите приятные эмоции — смело покупайте.

ВведениеСамое интересное событие, которое произошло в мире потребительских твердотельных накопителей в 2014 году, это, вне всяких сомнений, – появление нового флагманского SSD компании Samsung, 850 Pro. Дело в том, что на протяжении нескольких последних лет весь прогресс в этой отрасли сводился по большому счёту либо к переводу флеш-памяти на производство по более тонким техпроцессам, либо к увеличению плотности хранения данных через упаковку в одной ячейке не одного, а двух, и не двух, а трёх, бит информации. Именно эти приёмы и обеспечили стремительное снижение стоимости и повсеместное распространение твердотельных накопителей. Однако такое поступательное развитие рынка SSD в последнее время начало наталкиваться на вполне очевидные препятствия. Дальнейшее уменьшение норм техпроцессов становится всё более и более проблематичным и дорогостоящим мероприятием, а трёхбитовая TLC-память пока не может найти широкого распространения из-за сложностей производственного характера и её не слишком высокого ресурса.

Понятно, что для поддержания взятого темпа на рынке потребительских SSD нужны какие-то принципиально новые идеи. И одной из самых многообещающих технологий, которые должны позволить дальнейшее увеличение плотности хранения данных во флеш-памяти без каких-либо неприятных побочных эффектов, является трёхмерная память – 3D NAND или V-NAND (от слова Vertical). Твердотельный накопитель Samsung 850 Pro как раз и является пионером в деле внедрения этой новой памяти в продукты для массового потребителя. На самом деле идея 3D NAND возникла очень давно, и все ведущие производители флеш-памяти в последние несколько лет ведут на этом направлении активные разработки. Но компания Samsung смогла первой перейти от пилотных продуктов к использованию 3D NAND в серийных изделиях, выпускаемых миллионными тиражами. Её конкуренты смогут представить свои накопители, базирующиеся на собственной трёхмерной флеш-памяти, в лучшем случае через год-два.

При этом переведённый на инновационную 3D NAND накопитель Samsung 850 Pro стал первым для потребительского рынка SSD с воистину выдающимися характеристиками надёжности. Гарантийный срок на него установлен в 10 лет, а заявленный ресурс записи составляет 150 Тбайт. Причём, последнее ограничение имеет под собой маркетинговые корни и связано с желанием производителя разграничить пользовательские и серверные продукты. На самом же деле, Samsung 850 Pro – почти вечный флеш-диск. Как говорят представители компании, он должен быть вполне работоспособен и после записи десятков петабайт данных.

Всё это выглядит более чем интригующе, поэтому, когда в нашем распоряжении оказался образец Samsung 850 Pro, мы не смогли удержаться от того, чтобы посвятить ему отдельный обзор.

Технические характеристики

Перед тем, как перейти к рассказу об аппаратной платформе, лежащей в основе Samsung 850 Pro, немного подробнее остановимся на особенностях трёхмерной памяти. Вот так выглядит увеличенная фотография среза обычной планарной флеш-памяти, где данные хранятся в обычном горизонтальном массиве ячеек:



А вот так выглядит в разрезе 3D NAND:



Данные (в виде заряда, удерживаемого на плавающем затворе), хранятся не только в одной плоскости. Здесь они находятся на каждом уровне, коих можно насчитать два-три десятка по вертикали. И более наглядный снимок среза 3D NAND в изометрии выглядит следующим образом:



Суть 3D NAND заключается в том, что вместо увеличения плотности хранения информации на двумерной плоскости полупроводникового кристалла за счёт уменьшения геометрических размеров транзисторов задействуется вертикальное измерение. Ячейки памяти располагаются несколькими слоями, число которых может доходить до нескольких десятков. Очевидно, что при использовании трёхмерной компоновки внедрять технологические процессы с «тонкими» нормами совершенно необязательно, высокая плотность хранения данных достигается за счёт многослойности. Поэтому закономерно, что Samsung решила откатиться на 40-нм техпроцесс, который гарантирует хороший выход годных кристаллов и высокий ресурс получающейся флеш-памяти даже со столь сложной структурой.

Пилотная 3D NAND компании Samsung, относящаяся к первому поколению, появилась на рынке более года назад. Она включала 24 наложенных друг на друга слоя ячеек и использовалась лишь только в продукции для серверного рынка. Тем не менее, Samsung получила практическое подтверждение перспективности технологии трёхмерной флеш-памяти. Даже в серверном сегменте, предъявляющем повышенные требования к системам хранения данных, 3D NAND первого поколения позволила поднять производительность накопителей, повысить их надёжность и улучшить экономичность.

Однако прогресс не стоял на месте, и летом этого года Samsung смогла запустить массовое производство 3D NAND второго поколения. Ключевых изменений произошло два. Во-первых, число слоёв увеличилось до 32, дополнительно повысив плотность трёхмерной памяти. Во-вторых, изменилась ёмкость полупроводниковых кристаллов: если раньше чипы имели объём 128 Гбит, то теперь он уменьшился до 86 Гбит. Так Samsung дополнительно увеличила выход годных кристаллов, что позволило без каких-либо проблем внедрять их в сравнительно недорогие продукты для массового рынка.

Стоит отметить, что выпускаемая Samsung трёхмерная память представляет собой не совсем простую трёхмерную матрицу обычных ячеек типа MLC NAND. Для реализации их объединения ячейки были переведены на специальную технологию Charge Trap Flash (CTF) - флеш с ловушкой заряда. Идея состоит в том, что данные в виде заряда хранятся не в плавающем затворе из легированного поликристаллического кремния, а в тонком непроводящем слое из нитрида кремния. Диэлектрик при этом помещается между управляющим затвором и полупроводниковым каналом концентрическими цилиндрами, что в конечном итоге увеличивает надёжность всей схемы и снижает вероятность возникновения структурных дефектов при многослойном производстве. К тому же технология CTF позволяет снизить уровень напряжений, необходимых для программирования ячеек. А это, естественно, положительно сказывается на их времени жизни.



Кроме того, в техпроцессе, применяемом для выпуска 3D NAND, нашёл применение и материал с высоким значением диэлектрической проницаемости. В то время как в сложных полупроводниковых устройствах такие диэлектрики используются повсеместно, для производства флеш-памяти этот подход до сих пор использовался лишь консорциумом IMFT. В случае же Samsung именно материал с высоким значением диэлектрической проницаемости даёт простор для укладки друг на друга большого числа слоёв с ячейками, зазор между которыми может быть очень тонким. Иными словами, high-k диэлектрик обеспечивает малую толщину «бутерброда» 3D NAND.

Выпускаемые Samsung по 40-нм технологии полупроводниковые кристаллы 3D NAND второго поколения ёмкостью 86 Гбит имеют площадь порядка 95 кв. мм. А это значит, что плотность хранения информации в современной 3D NAND превышает плотность размещения данных в передовых 16-нм планарных кристаллах флеш-памяти производства Micron примерно на 20 процентов. Поэтому переход на 3D NAND может означать не только открытие новых рубежей и увеличение надёжности, но и в перспективе снижение себестоимости основанных на ней твердотельных накопителей.

В общем, в переходе на 3D NAND видятся сплошные плюсы. По заявлению самой Samsung эта технология позволяет быстро наращивать объёмы чипов и на порядок увеличивает их ресурс перезаписи. Плюс к этому трёхмерная память по сравнению со стандартной планарной MLC NAND имеет примерно вдвое более высокую скорость записи: геометрически большие ячейки 3D NAND надёжно ограждены от взаимного влияния, что ускоряет их программирование и даёт возможность отказаться от дополнительных проверок правильности записи.

Одно только внедрение новой 3D NAND делает Samsung 850 Pro очень интригующей новинкой, ведь к его высокой надёжности памяти добавляется и её высокая производительность. Поэтому совершенно неудивительно, что контроллер, лежащий в основе этого твердотельного накопителя, подобран под стать памяти. В то время как предыдущий флагманский накопитель компании, 840 Pro , базировался на собственном контроллере MDX, в новом SSD использован более новый чип Samsung MEX, который основывается на трёх ядрах с архитектурой ARM Cortex-R4. При этом частота нового контроллера дополнительно повышена с 300 до 400 МГц.

Иными словами, мощность аппаратной платформы Samsung 850 Pro подобрана с большим запасом и производительность этого SSD будет ограничиваться в первую очередь возможностями интерфейса SATA 6 Гбит/с. В результате, серия 850 Pro с полным правом становится новым флагманским предложением компании Samsung. И, более того, учитывая, что предшественник этого накопителя был одним из быстрейших SSD для персональных компьютеров на рынке, новинка явно претендует на то, чтобы стать лучшим флеш-диском с интерфейсом SATA 6 Гбит/с. Давайте взглянем на его характеристики:



Высокий потенциал, заложенный в новой аппаратной платформе Samsung, прослеживается очень хорошо даже по простым формальным характеристикам. Обратите внимание, несмотря на то, что массив флеш-памяти в рассматриваемом накопителе набран устройствами MLC NAND с нетипичной ёмкостью по 10,75 Гбайт, производительность всех модификаций 850 Pro очень близка. Даже 128-гигабайтная версия этого SSD имеет скорость последовательной записи на уровне 470 Мбайт/с, в то время как флагманские накопители такого же объёма других производителей предлагают скорость записи порядка 300 Мбайт/с. Этот факт как раз и свидетельствует о том, что 3D NAND имеет более высокие скорости на операциях записи, чем обычная планарная память, а производительности контроллера Samsung MEX вполне хватает для того, чтобы раскрыть весь её потенциал.

Своё явное преимущество над конкурирующими предложениями Samsung 850 Pro демонстрирует и по надёжности. Все версии новинки, включая младшую модификацию на 128 Гбайт, имеют ресурс записи, установленный в 150 Тбайт. Это – больше, чем ресурс любого другого флагманского твердотельного накопителя из числа потребительских моделей.


На Samsung 850 Pro производитель установил и очень продолжительный срок гарантии – 10 лет. Подобную гарантию имеет лишь только ещё один потребительский накопитель – SanDisk Extreme Pro.

Не разочаровывает Samsung 850 Pro и своими дополнительными функциями. Так, в этом SSD реализовано аппаратное шифрование по алгоритму AES с 256-битным ключом. Причём, криптографический движок совместим со спецификациями Windows eDrive (IEEE 1667) и TCG Opal 2.0, а это значит, что управление шифрованием возможно из среды операционной системы, например через стандартную функцию BitLocker или через стороннее средство Wave Cloud. Также в рассматриваемом накопителе есть поддержка состояния DevSleep, позволяющего отправлять накопитель в режим сна с потреблением порядка 2 мВт. И, кроме того, реализован в Samsung 850 Pro и температурный мониторинг. Текущая температура SSD отражается в параметрах SMART, а в случае перегрева контроллер накопителя умеет уходить в троттлинг и временно понижать свою тактовую частоту.

Кстати сказать, представленная компанией Samsung вместе с основанным на TLC NAND флеш-диском 840 EVO программная технология повышения быстродействия RAPID может работать и с рассматриваемой новинкой. Напомним, её суть заключается в выделении части оперативной памяти для кеширования обращений к SSD. При этом скорости обмена данными, естественно, возрастают, но платой за это выступает риск потери закэшированной в памяти информации в случае внезапных отключений питания, перезагрузок или зависаний системы. Одновременно с выпуском Samsung 850 Pro технология RAPID обновилась до версии 2.0, и теперь она может выделять под «программный» кэш либо 1 Гбайт оперативной памяти, либо 4 Гбайт - в зависимости от того, больше или меньше 16 Гбайт памяти установлено в системе. Управление этой технологией, как и ранее, происходит посредством утилиты Samsung Magican, которая обладает также и массой других полезных функций.




Утилита позволяет просматривать и интерпретировать параметры SMART, обновлять прошивку, изменять настройки операционной системы для увеличения быстродействия SSD, выполнять операцию Secure Erase и многое другое. Нельзя не упомянуть о том, что Samsung Magican – это одно из самых функциональных и удобных программных средств мониторинга и конфигурирования твердотельного накопителя.

Внешний вид и внутреннее устройство

Для проведения подробного тестирования нами была выбрана модификация Samsung 850 Pro объёмом 256 Гбайт. Версия данной ёмкости имеет такие же паспортные характеристики, как и более вместительные варианты, а потому мы можем с полным правом распространять выводы о ней на всю линейку Samsung 850 Pro.

С точки зрения экстерьера твердотельный накопитель Samsung 850 Pro мало отличается от своих предшественников с интерфейсом SATA 6 Гбит/с. Для нового флагмана производитель использовал точно такой же металлический 2,5-дюймовый корпус высотой 7 мм, что использовался в 840 Pro или 840 EVO. Стал более тёмным, максимально приблизившись к чёрному, лишь оттенок в который он окрашен.


На лицевой стороне флеш-диска краской нанесён белый логотип Samsung и оранжевый квадрат, в том или ином виде присутствующий на всех SSD компании такого же форм-фактора. На оборотной стороне корпуса имеется этикетка, из которой можно почерпнуть информацию о названии и ёмкости модели, её артикуле и серийном номере.

Несмотря на то, что Samsung 850 Pro – это флагманский и в какой-то степени премиальный продукт, его комплект поставки очень беден. В коробке с SSD вы не найдёте вообще никаких принадлежностей. Так что при необходимости установить этот накопитель в 3,5-дюймовый отсек корпуса, переходник придётся искать самостоятельно.

Зато внутренности Samsung 850 Pro 256 Гбайт способны немало удивить. Дело в том, что внутри этого SSD используется печатная плата сильно урезанного размера, на которой размещено всего шесть микросхем. Причём, все эти чипы лишены каких бы то ни было средств теплоотвода: с корпусом они не соприкасаются.


Первая микросхема - собственно контроллер Samsung MEX – уже знакома нам по флеш-диску 840 EVO , в котором она дебютировала. Там она взаимодействовала с трёхбитовой TLC NAND, и этот контроллер, помимо своих основных функций, обеспечивал также и работу технологии SLC-кэширования операций записи TurboWrite. В новом 850 Pro вся эта технология отключена – 3D NAND имеет высокую скорость записи сама по себе, так что теперь Samsung MEX сможет работать ещё эффективнее.

Над контроллером установлена микросхема памяти. В нашем случае это LPDDR2-1067 SDRAM объёмом 512 Мбайт, используемая контроллером как оперативная память и для буферизации операций. Что же касается оставшихся четырёх микросхем с флеш-памятью, то их набор оказался немного необычным. Поскольку ёмкость кристаллов 3D NAND второго поколения составляет 10,75 Гбайт, в 256-гигабайтный SSD пришлось поместить два разных типа микросхем: две микросхемы с четырьмя ядрами и две микросхемы с восемью ядрами. Таким образом, контроллер по восьми каналам адресует 24 ядра, то есть пользуется трёхкратным чередованием устройств в каждом канале. Столь нетипичная конфигурация, как мы видели по паспортным спецификациям производительности, проблемой не является, и Samsung 850 Pro 256 Гбайт при любых вариантах нагрузки показывает максимально возможную скорость наряду с моделями большего объёма.

Однако из-за нестандартной ёмкости кристаллов 3D NAND суммарный объём массива флеш-памяти в Samsung 850 Pro 256 Гбайт составляет 258 ГиБ, из которых снаружи доступно 92,4 процента. Это значит, что после форматирования в операционной системе пользователь получит в своё распоряжение 238,4 честных двоичных гигабайт. Остальное пространство традиционно отводится на работу технологий сборки мусора, выравнивание износа и на подменный фонд.

В заключение знакомства с начинкой Samsung 850 Pro обратите внимание, что на плате в схеме питания нет никаких батарей конденсаторов. Это значит, что рассматриваемый SSD не имеет дополнительной защиты целостности данных при внезапных отключениях питания. Из потребительских моделей флагманских твердотельных накопителей такой защитой могут похвастать только Intel 730 и Crucial M550.

Методика тестирования

Тестирование проводится в операционной системе Microsoft Windows 8.1 Professional x64 with Update, корректно распознающей и обслуживающей современные твердотельные накопители. Это значит, что в процессе прохождения тестов, как и при обычном повседневном использовании SSD, команда TRIM поддерживается и активно задействуется. Измерение производительности выполняется с накопителями, находящимися в «использованном» состоянии, которое достигается их предварительным заполнением данными. Перед каждым тестом накопители очищаются и обслуживаются с помощью команды TRIM. Между отдельными тестами выдерживается 15-минутная пауза, отведённая для корректной отработки технологии сборки мусора. Во всех тестах, если не указано иное, используются рандомизированные несжимаемые данные.

Используемые приложения и тесты:

Iometer 1.1.0

Измерение скорости последовательного чтения и записи данных блоками по 256 Кбайт (наиболее типичный размер блока при последовательных операциях в десктопных задачах). Оценка скоростей выполняется в течение минуты, после чего вычисляется средний показатель.
Измерение скорости случайного чтения и записи блоками размером 4 Кбайт (такой размер блока используется в подавляющем большинстве реальных операций). Тест проводится дважды - без очереди запросов и с очередью запросов глубиной 4 команды (типичной для десктопных приложений, активно работающих с разветвлённой файловой системой). Блоки данных выравниваются относительно страниц флеш-памяти накопителей. Оценка скоростей выполняется в течение трёх минут, после чего вычисляется средний показатель.
Установление зависимости скоростей случайного чтения и записи при работе накопителя с 4-килобайтными блоками от глубины очереди запросов (в пределах от одной до 32 команд). Блоки данных выравниваются относительно страниц флеш-памяти накопителей. Оценка скоростей выполняется в течение трёх минут, после чего вычисляется средний показатель.
Установление зависимости скоростей случайного чтения и записи при работе накопителя с блоками разного размера. Используются блоки объёмом от 512 байт до 256 Кбайт. Глубина очереди запросов в течение теста составляет 4 команды. Блоки данных выравниваются относительно страниц флеш-памяти накопителей. Оценка скоростей выполняется в течение трёх минут, после чего вычисляется средний показатель.
Измерение производительности при смешанной многопоточной нагрузке и установление её зависимости от соотношения между операциями чтения и записи. Используются последовательные чтения и записи блоков объёмом 128 Кбайт, выполняемые в два независимых потока. Соотношение между операциями чтения и записи варьируется с шагом 10 процентов. Оценка скоростей выполняется в течение трёх минут, после чего вычисляется средний показатель.
Исследование падения производительности SSD при обработке непрерывного потока операций случайной записи. Используются блоки размером 4 Кбайт и глубина очереди 32 команды. Блоки данных выравниваются относительно страниц флеш-памяти накопителей. Продолжительность теста составляет два часа, измерения моментальной скорости проводятся ежесекундно. По окончании теста дополнительно проверяется способность накопителя восстанавливать свою производительность до первоначальных величин за счёт работы технологии сборки мусора и после отработки команды TRIM.

CrystalDiskMark 3.0.3b
Синтетический тест, выдающий типовые показатели производительности твердотельных накопителей, измеренные на 1-гигабайтной области диска «поверх» файловой системы. Из всего набора параметров, которые можно оценить с помощью этой утилиты, мы обращаем внимание на скорость последовательного чтения и записи, а также на производительность произвольных чтения и записи 4-килобайтными блоками без очереди запросов и с очередью глубиной 32 команды.
PCMark 8 2.0
Тест, основанный на эмулировании реальной дисковой нагрузки, которая характерна для различных популярных приложений. На тестируемом накопителе создаётся единственный раздел в файловой системе NTFS на весь доступный объём, и в PCMark 8 проводится тест Secondary Storage. В качестве результатов теста учитывается как итоговая производительность, так и скорость выполнения отдельных тестовых трасс, сформированных различными приложениями.
Тесты копирования файлов
В этом тесте измеряется скорость копирования директорий с файлами разного типа, а также скорость архивации и разархивации файлов внутри накопителя. Для копирования используется стандартное средство Windows – утилита Robocopy, при архивации и разархивации – архиватор 7-zip версии 9.22 beta. В тестах участвует три набора файлов: ISO – набор, включающий несколько образов дисков c дистрибутивами программ; Program – набор, представляющий собой предустановленный программный пакет; Work – набор рабочих файлов, включающий офисные документы, фотографии и иллюстрации, pdf-файлы и мультимедийный контент. Каждый из наборов имеет общий объём файлов 8 Гбайт.

Тестовый стенд

В качестве тестовой платформы используется компьютер с материнской платой ASUS Z97-Pro, процессором Core i5-4590K со встроенным графическим ядром Intel HD Graphics 4600 и 16 Гбайт DDR3-2133 SDRAM. Диски с SATA-интерфейсом подключается к контроллеру SATA 6 Гбит/с, встроенному в чипсет материнской платы, и работают в режиме AHCI. Используется драйвер Intel Rapid Storage Technology (RST) 13.2.4.1000.

Объём и скорость передачи данных в бенчмарках указываются в бинарных единицах (1 Кбайт = 1024 байт).

Участники тестирования

Учитывая позиционирование Samsung 850 Pro, подобрать для него достойных соперников было несложно. Для сравнения с ним мы просто взяли самые быстрые накопители ведущих производителей. В итоге, получился следующий список протестированных моделей:

Crucial M550 256 Гбайт (CT256M550SSD1, прошивка MU01);
Intel SSD 730 480 Гбайт (SSDSC2BP480G4, прошивка L2010400);
OCZ Vector 150 240 Гбайт (VTR150-25SAT3-240G, прошивка 1.2);
Plextor M6 Pro 256 Гбайт (PX-256M6Pro, прошивка 1.02);
Samsung 840 Pro 256 Гбайт (MZ-7PD256, прошивка DXM06B0Q);
Samsung 850 Pro 256 Гбайт (MZ-7KE256, прошивка EXM01B6Q) ;
SanDisk Extreme PRO 240 Гбайт (SDSSDXPS-240G, прошивка X21000RL).

Производительность

Последовательные операции чтения и записи






Все флагманские твердотельные накопители с интерфейсом SATA демонстрируют примерную одинаковую производительность при последовательных операциях. Это связано с тем, что их контроллеры и флеш-память достаточно быстры для того, чтобы полностью задействовать возможности интерфейса SATA 6 Гбит/с. Соответственно, ничего особенно выдающегося Samsung 850 Pro здесь показать нам не может. Да, его результат почти максимален, но конкурирующие накопители если и хуже, то совсем немного.

Случайные операции чтения






Скорость случайных операций пропускной способностью SATA-интерфейса не ограничивается, поэтому здесь Samsung 850 Pro может продемонстрировать весь упрятанный в нём потенциал. Хотя по быстродействии при чтении 3D NAND аналогична обычной MLC NAND, новый твердотельный накопитель Samsung выдаёт скорость, превышающую показатели флагманских накопителей других производителей. Очевидно, заслуга в этом лежит на контроллере Samsung MEX, который проявлял себя очень неплохо и в 840 EVO. Теперь же, когда с него снята нагрузка по кэшированию в рамках технологии TurboWrite, ему удаётся развить ещё большее быстродействие. В результате, по операциям случайного чтения Samsung 850 Pro оказывается самым быстрым SATA SSD среди доступных на рынке предложений.

Подтвердить это можно следующим графиком, на котором показано, как зависит производительность рассматриваемого SSD от глубины очереди запросов при чтении 4-килобайтных блоков.



График не оставляет никаких сомнений в том, что при операциях случайного чтения Samsung 850 Pro нет равных. Этот флеш-накопитель очень хорошо оптимизирован для такой широко распространённой в реальной жизни нагрузки, и при любой глубине очереди запросов он демонстрирует более высокую, чем прочие флагманские SSD, производительность.

В дополнение к этому предлагаем посмотреть, как зависит скорость случайного чтения от размера блока данных:



Как видим, лидирующая производительность Samsung 850 Pro проявляется не только при работе с блоками наиболее распространённого 4-килобайтного размера. Во всех других случаях этот накопитель тоже способен предложить высочайшую среди всех SATA SSD скорость.

Случайные операции записи






При неконвейеризованной случайной записи Samsung 850 Pro немного отстаёт от OCZ Vector 150 и Crucial M550. Однако при наличии очереди запросов среди современных SATA SSD ему вновь нет равных.

Целиком же зависимость скорости произвольной записи 4-килобайтными блоками от глубины очереди запросов выглядит следующим образом:



Из графика видно, что рассматриваемая новинка компании Samsung уступает флеш-дискам OCZ и Crucial лишь при отсутствии или небольшой глубине очереди команд. Во всех остальных ситуациях, когда Samsung 850 Pro может проявить мощность своего контроллера и скорость записи во флеш-память в полной мере, он выдаёт более высокие, чем все конкуренты, результаты.

Следующий график отражает зависимость производительности случайных записей от размера блока данных.



И вновь мы видим, что линия, отображающая производительность Samsung 850 Pro, как бы окаймляет показатели прочих накопителей сверху. И это означает, что нет ни одного варианта объёма блоков, на котором рассматриваемый SSD не демонстрировал бы лучший результат.


Тестирование смешанной нагрузки - относительно новое добавление в нашу методику испытаний SSD. По мере удешевления твердотельные накопители перестают использоваться в качестве исключительно системных и становятся обычными рабочими дисками. В таких ситуациях на SSD поступает не только рафинированная нагрузка в виде записи или чтения, но и смешанные запросы, когда операции чтения и записи инициируются разными приложениями и должны обрабатываться одновременно.

Однако работа в дуплексном режиме для современных контроллеров SSD остаётся существенной проблемой. При смешивании операций чтения и записи в одной очереди скорость большинства твердотельных накопителей потребительского уровня заметно проседает. Это стало поводом для проведения отдельного исследования, в рамках которого мы проверяем, как работают SSD при необходимости обработки последовательных операций, поступающих вперемежку. Следующая диаграмма демонстрирует наиболее характерный для десктопов случай, когда соотношение количества операций чтения и записи составляет 4 к 1.



Предыдущий флагманский накопитель компании Samsung, 840 Pro, был хорош почти во всём. Однако при смешанной нагрузке его показатели производительности были не слишком выдающимися. Новый SSD этой компании, 850 Pro, перешёл на следующий более быстродействующий контроллер и улучшил результат своего предшественника. Однако сказать, что новинка демонстрирует столь же превосходную производительность, как при простых операциях чтения и записи, и при смешанной нагрузке, мы не можем. Здесь Samsung 850 Pro проигрывает OCZ Vector 150 и Crucial M550. Иными словами, смешанная нагрузка ставит накопитель Samsung на трёхмерной флеш-памяти, демонстрирующий в большинстве тестов просто выдающиеся результаты, в далеко не самое выгодное положение.

Следующий график даёт более развёрнутую картину производительности при смешанной нагрузке, показывая зависимость скорости SSD от того, в каком соотношении приходят на него операции чтения и записи.



Чем больше смешиваются операции чтения и записи, тем ниже оказывается производительность Samsung 850 Pro. Соответствующая этому флеш-приводу кривая имеет явную U-образную форму, что говорит о плохой оптимизации контроллера Samsung MEX для работы в дуплексном режиме. И хотя такое поведение свойственно многим твердотельным накопителем для персональных компьютеров, падение производительности Samsung 850 Pro на смешанных операциях доходит до очень заметного двукратного размера. Получается, что обладая высокими скоростями при однотипных операциях, Samsung 850 Pro может проигрывать своим конкурентам в том случае, когда нагрузка носит не такой примитивный характер.

Деградация и восстановление производительности

Наблюдение за изменением скорости записи в зависимости от объёма записанной на диск информации - весьма важный эксперимент, позволяющий понять работу внутренних алгоритмов накопителя. В данном тесте мы загружаем SSD непрерывным потоком запросов на случайную запись 4-килобайтных блоков и попутно следим за той производительностью, которая при этом наблюдается. На приведённом ниже графике в виде точек отмечены результаты измерений моментальной производительности, которые мы снимаем ежесекундно, а чёрная линия показывает среднюю скорость, наблюдаемую в течение 30-секундного интервала.



Падение производительности Samsung 850 Pro при непрерывной нагрузке на запись выглядит просто-таки эталонно. До тех пор, пока объём записанных данных меньше полной ёмкости накопителя, 850 Pro демонстрирует абсолютно стабильную скорость на уровне 89 тысяч IOPS. Затем, когда контроллеру приходится заниматься стиранием и программированием ячеек флеш-памяти, скорость падает, постепенно снижаясь к концу нашего двухчасового теста до 13-14 тысяч операций ввода-вывода в секунду. Хорошо при этом то, что колебания быстродействия SSD как в свежем, так и в использованном состоянии, минимальны. Это позволяет с успехом применять Samsung 850 Pro там, где важно постоянство производительности.

Никаких иных скачков на графике, кроме как обусловленных исчерпанием свободных ячеек флеш-памяти, не наблюдается. А это значит, что в Samsung 850 Pro не только нет никаких аналогов TurboWrite, но и вообще отсутствуют какие-либо дополнительные технологии внутреннего кэширования, повышающие быстродействие. Они тут попросту не нужны. Впрочем, если вы желаете увеличить показатели Samsung 850 Pro в бенчмарках, то на помощь может прийти утилита Samsung Magican и режим «виртуального диска» RAPID.

Впрочем, всё, что изображено приведённом выше графике, - синтетическая ситуация, интересная лишь для изучения особенностей контроллера, но не иллюстрирующая поведение SSD в реальной жизни, где немалое влияние на производительность оказывает команда TRIM. Поэтому гораздо более важно то, как после такой деградации происходит восстановление производительности до первоначальных величин. Для исследования этого вопроса после завершения теста, приводящего к деградации скорости записи, мы выжидаем 15 минут, в течение которых SSD может попытаться самостоятельно восстановиться за счёт сборки мусора, но без помощи со стороны операционной системы и команды TRIM, и замеряем скорость. Затем на накопитель принудительно подаётся команда TRIM - и скорость измеряется ещё раз.



Прошлый флагманский накопитель компании Samsung, 840 Pro, не умел восстанавливать свою производительность за счёт сборки мусора без помощи команды TRIM. Не изменилась эта ситуация и теперь, когда ему на смену пришёл 850 Pro. Поддержка TRIM в операционной системе критически важна и для новинки, иначе вам придётся столкнуться с деградацией скоростей записи. Зато в том случае, когда TRIM поддерживается (справедливости ради заметим, что поддержка TRIM в современных средах есть в 99 процентах случаев), никакой проблемы с падением скорости нет и быть не может. Samsung 850 Pro восстанавливается целиком и полностью, возвращая себе производительность SSD, только вынутого из коробки.

Результаты в CrystalDiskMark

CrystalDiskMark - это популярное и простое тестовое приложение, работающее «поверх» файловой системы, которое позволяет получать результаты, легко повторяемые обычными пользователями. И то, что выдаёт этот бенчмарк, с качественной точки зрения почти не отличается от показателей, которые были получены нами в тяжёлом и многофункциональном пакете IOmeter.



На скриншоте можно видеть очень впечатляющие результаты. С точки зрения CrystalDiskMark рассматриваемый Samsung 850 Pro 256 Гбайт быстрее любого другого современного флагманского флеш-диска при любом типе нагрузки за исключением неконвейеризируемой случайной записи, при которой он уступает OCZ Vector 150 и Crucial M550. Впрочем, нужно добавить, что скорость флагманских SATA SSD в простых синтетических бенчмарках вроде CrystalDiskMark достаточно близка друг к другу, поэтому о подавляющем превосходстве Samsung 850 Pro над конкурентами говорить всё же нельзя.

PCMark 8 2.0, реальные сценарии использования

Тестовый пакет Futuremark PCMark 8 2.0 интересен тем, что он имеет не синтетическую природу, а напротив - основывается на том, как работают реальные приложения. В процессе его прохождения воспроизводятся настоящие сценарии-трассы задействования диска в распространённых десктопных задачах, и замеряется скорость их выполнения. Текущая версия этого теста моделирует нагрузку, которая взята из реальных игровых приложений Battlefield 3 и World of Warcraft и программных пакетов компаний Abobe и Microsoft: After Effects, Illustrator, InDesign, Photoshop, Excel, PowerPoint и Word. Итоговый результат исчисляется в виде усреднённой скорости, которую показывают накопители при прохождении тестовых трасс.



Производительность в PCMark 8 - один из важнейших параметров для понимания того, насколько хорош тот или иной накопитель в реальном использовании. И если опираться на полученные здесь показатели, то напрашивается вывод о том, что Samsung 850 Pro, который поражал нас высочайшими результатами в разнообразных синтетических тестах, при реальной работе в приложениях оказывается совсем не таким быстрым SSD, как это представлялось вначале. Мы уже видели, что при смешанной нагрузке, когда операции чтения и записи чередуются друг с другом, производительность этого накопителя проседает, а именно такие условия и складываются в большом количестве реальных задач. Вследствие этого интегральный показатель Samsung 850 Pro в тесте PCMark 8 оказывается хуже, чем у Intel 730 480 Гбайт и Crucial M550. Кроме того, новинка немного отстаёт и от предшествующего флагмана Samsung. Это, конечно, никакая не катастрофа, но тот факт, что в ряде случае Samsung 850 Pro может немного уступать другим вариантам, иметь в виду всё-таки необходимо.

Интегральный результат PCMark 8 нужно дополнить и показателями производительности, выдаваемыми флеш-дисками при прохождении отдельных тестовых трасс, которые моделируют различные варианты реальной нагрузки. Дело в том, что при разной нагрузке флеш-приводы зачастую ведут себя немного по-разному.






























Получается, что у Samsung 850 Pro есть сразу несколько проблемных приложений, результаты в которых тянут общий показатель PCMark 8 вниз. Это - Microsoft Word, Battlefield 3, Adobe Illustrator и Adobe AfterEffects. Перечисленные приложения характерны тем, что нагрузка в них носит явно неоднородный характер с преобладающими операциями чтения, но подмешиваемые к ним операции записи серьёзно снижают именно скорость чтения. Подобную ситуацию мы видели в тестах смешанной нагрузки, и здесь она проявилась в результатах теста, основанного на реальных задачах. Зато в других приложениях, таких как Adobe InDesign, Microsoft Excel, Microsoft PowerPoint и World of Warcraft рассматриваемый накопитель выдаёт неизменно превосходный результат.

Копирование файлов

Имея в виду, что твердотельные накопители внедряются в персональные компьютеры всё шире и шире, мы решили добавить в нашу методику измерение производительности при обычных файловых операциях – при копировании и работе с архиваторами – которые выполняются «внутри» накопителя. Это – типичная дисковая активность, возникающая в том случае, если SSD исполняет роль не системного накопителя, а обычного диска.









В целом, Samsung 850 Pro очень неплохо справляется с операциями копирования. Совершенно очевидно, что для работы в качестве рабочего диска это - один из лучших вариантов. Тем не менее, при копировании файлов большого размера новинка Samsung заметно отстаёт от других флагманов - SanDisk Extreme Pro и OCZ Vector 150.

Вторая группа тестов проведена при архивации и разархивации директории с рабочими файлами. Принципиально, отличие этого случая заключается в том, что половина операций выполняется с разрозненными файлами, а вторая половина – с одним большим файлом архива.






При работе с архивами ситуация неоднозначна. Однако если говорить о средней скорости по последним двум тестам, то Samsung 850 Pro отстаёт лишь от SanDisk Extreme Pro, которого можно отнести к самым быстрым SSD сегодняшнего дня наряду с рассматриваемым флеш-диском.

Выводы

В течение нескольких последних лет компания Samsung стала одним из центровых игроков на рынке твердотельных накопителей для персональных компьютеров. Стратегия этой компании проста и результативна: Samsung имеет вертикально интегрированное производство и создаёт все составляющие для своих SSD полностью самостоятельно. Это позволяет ей заниматься глубокой оптимизацией компонентов своих накопителей и проводить в них новые технологии намного быстрее всех конкурентов. Первыми плодами этой тактики были накопители 840 и 840 EVO , в которых Samsung смогла применить TLC NAND и благодаря этому закрепилась в сегменте недорогих решений. Теперь же компания применяет тот же приём в секторе высокопроизводительных решений для энтузиастов. Samsung 850 Pro – это первый на рынке твердотельный накопитель, основанный на MLC флеш-памяти с трёхмерной компоновкой. Причём очевидно, что подобные предложения других производителей смогут появится не ранее чем через год.

Всё это делает Samsung 850 Pro действительно уникальным предложением. Какой аспект потребительских характеристик не возьми, данный SSD в любом случае окажется в числе наилучших вариантов. Производительность? Samsung 850 Pro побеждает всех соперников того же класса почти при любом варианте нагрузки, незначительно уступая отдельным конкурентам лишь при смешанных операциях. Надёжность? Здесь у Samsung 850 Pro вообще нет равных: заявленный ресурс этого SSD велик до неприличия, гарантийный срок составляет десять лет, а используемая в его основе 3D NAND свободна переносить несколько десятков тысяч циклов перезаписи. Экономичность? В Samsung 850 Pro есть поддержка DevSleep, да и при максимальной нагрузке он не отличается повышенным энергопотреблением и нагревом. Да что там говорить, даже программная сервисная утилита, предлагаемая Samsung для собственных SSD, – одна из лучших.

Конечно, столь выдающееся решение не может быть дешёвым по определению. И если посмотреть на текущие розничные цены, то окажется, что Samsung 850 Pro – один из самых дорогих SATA SSD для персональных компьютеров. Но разве могло бы быть иначе?



И именно поэтому мы были бы и рады рекомендовать Samsung 850 Pro для всех без исключения случаев, так как у этого SSD много преимуществ и действительно нет заметных недостатков, но сделать это всё же не можем. В условиях ограниченного бюджета логичнее будет обратить внимание на другие предложения. Например, тот же Crucial MX100 – вполне достойный вариант с примерно на 75 процентов более низкой удельной ценой за гигабайт. Что же касается Samsung 850 Pro – то он в основном будет интересен для тех бескомпромиссных энтузиастов, которые хотят получить максимальную скорость дисковой подсистемы любой ценой и при этом собираются использовать высокоскоростной SSD не только для установки системы и программ, но и для хранения своих рабочих файлов.

Однако не следует упускать из вида, что даже такое выдающееся решение, как Samsung 850 Pro, не может перепрыгнуть через барьеры, выставленные интерфейсом SATA 6 Гбит/с. И его производительность во многих случаях упирается именно в них, а не в мощность внутреннего контроллера SSD или в пропускную способность массива флеш-памяти. А это значит, что как только потребительские SSD перейдут c интерфейса SATA на PCI Express, даже столь замечательный продукт как Samsung 850 Pro может сразу же оказаться совсем не таким непревзойдённым твердотельным накопителем, каким он кажется в данный момент.

В течение последних лет Samsung смогла стать одним из ключевых игроков на рынке твердотельных накопителей. Стратегия компании заключается в полной вертикальной интеграции производства от начала и до конца, что позволяет ей держать первенство при внедрении новых перспективных технологий. Занимаясь одновременно разработкой и выпуском как контроллеров, так и флеш-памяти, компания получает огромное инженерное преимущество, поскольку ввод в эксплуатацию и отладка новых дизайнов не требуют никакого стороннего участия. И примеры реализации этого преимущества мы уже наблюдали: здесь уместно вспомнить SSD серии 840 , которые стали первыми массовыми продуктами, базирующимися на трёхбитной TLC NAND. Именно благодаря этой технологии Samsung смогла покорить рынок массовых флеш-дисков. Использующие недорогую TLC-память собственного самсунговского производства накопители серии 840, а впоследствии и 840 EVO, предложили отличное сочетание производительности и цены, что в конечном итоге сделало их одними из самых популярных решений.

Теперь же, спустя два года с момента появления TLC NAND, Samsung вновь совершает мощный технологический прорыв и выпускает новаторские накопители серии 850 Pro — первые потребительские SSD, в которых применена принципиально новая MLC NAND с трёхмерной компоновкой. Несмотря на то, что Samsung 850 Pro официально на российский рынок пока не поставляется, нашей лаборатории удалось заполучить и протестировать экземпляр многообещающего твердотельного накопителя . Станет ли этот SSD достойным продолжателем традиций модели 840 Pro и займёт ли он место лучшего флеш-диска для персональных компьютеров, мы выясним в этом материале.

⇡ Samsung V-NAND: новая парадигма флеш-памяти — в действии

Память типа NAND изменила весь рынок хранения данных. Накопители, основанные не на традиционных жёстких магнитных дисках, а на флеш-памяти, смогли установить фундаментально более высокий уровень производительности, и это сделало их одной из наиболее интересных компьютерных технологий последнего десятилетия. В то же время NAND-память — далеко не новое изобретение. На самом деле она появилась ещё в 70-х годах прошлого века, но долгое время просто не могла проникнуть в устройства широкого потребления в силу своей дороговизны. Однако технологический прогресс в конце концов смог сделать такую память приемлемой по цене, и теперь представить себе современный производительный компьютер без SSD, начинённого MLC или TLC NAND, стало попросту невозможно.

В деле снижения стоимости флеш-памяти основную роль сыграло совершенствование полупроводниковых технологических процессов, которые используются для производства кристаллов NAND. Уменьшение норм производства снижает площадь получающихся кристаллов, повышая плотность хранения в них информации, что в конечном итоге приводит к уменьшению себестоимости твердотельных накопителей. Например, массовое проникновение SSD на потребительский рынок началось при переводе производства кристаллов флеш-памяти с 50-нм процессов на 30-нм. Сейчас же в ходу техпроцессы с нормами менее 20 нм, и стоимость флеш-дисков вполне закономерно продолжает падать.

Однако следует иметь в виду, что совершенствование техпроцессов до бесконечности невозможно. Более того, производители флеш-памяти уже ощущают скорое и неминуемое приближение технологических пределов. Дело в том, что с утончением производственных норм и уменьшением геометрических размеров транзисторов у флеш-памяти снижаются характеристики надёжности. Например, память, выпускавшаяся по 50-нм технологии, была способна выдержать до 10 тысяч циклов перезаписи, сегодняшняя же 20-нм NAND в лучшем случае рассчитана на 3 тысячи циклов программирования-стирания. Иными словами, на пути дальнейшей масштабируемости традиционной NAND-памяти, на которую, как и на прочие полупроводниковые устройства, пока ещё распространяется закон Мура, встают серьёзные препятствия.

К счастью, всё это вовсе не означает, что прогресс будет замедляться. На помощь приходят принципиально новые идеи, вносящие изменения в конструкционные принципы флеш-памяти и позволяющие увеличить плотность хранения информации без снижения размеров ячеек.

Первой такой идеей стала попытка увеличить разрядность ячеек при переходе от SLC NAND к MLC- и TLC-памяти, где в каждой ячейке хранится не один, а два или три бита информации. Достигается это внедрением большего числа сигнальных напряжений. В то время как ячейки SLC используют лишь два уровня напряжения, соответствующие логическим состояниям 0 и 1, в MLC применяется уже четыре напряжения, а в TLC — восемь. Однако на самом деле этот путь — тупиковый. Если переход к MLC можно считать уже делом состоявшимся, то с TLC NAND возникают очень серьёзные проблемы, что, как показывает практика, сдерживает её распространение. Дело в том, что использование большого числа напряжений в плавающем затворе ячейки возможно лишь в том случае, если этот затвор достаточно массивный и способен удерживать значительное число электронов. Но внедрение техпроцессов с тонкими нормами, напротив, сокращает размеры ячеек, поэтому выпуск TLC-памяти по технологиям 10-нм класса становится экономически невыгодным. Снижается не только выход годных кристаллов, но и надёжность распознавания сигналов, что требует внедрения в управляющую логику более сложных схем аналого-цифрового преобразования и контроля целостности данных. Плюс остро встаёт и ещё одна серьёзная проблема — взаимное влияние ячеек, электрическое поле которых порождает интерференционные процессы.

Очевидно, требуется какой-то иной подход. И таким подходом, который должен стать катализатором дальнейшего развития рынка флеш-памяти в течение ближайших нескольких лет, является трёхмерная (3D) NAND. Его суть заключается в том, что вместо увеличения плотности хранения данных на двумерной плоскости полупроводникового кристалла предлагается перейти к использованию вертикального измерения и располагать ячейки не только планарно, но и слоями.

Первой на массовое производство такой памяти смогла выйти компания Samsung, в исполнении которой эта память называется V-NAND (от слова Vertical), в то время как прочие производители, такие как Micron, Toshiba, SanDisk и SK Hynix, собираются приобщиться к перспективной технологии в течение 2015 года.

Самое интересное — 3D NAND делает совершенно ненужной гонку нанометров. Например, та же компания Samsung после внедрения для изготовления своей планарной памяти 19-нм технологии не стала делать следующий шаг, а, напротив, с переходом на выпуск V-NAND откатилась на 40-нм техпроцесс. Высокую же плотность хранения информации, не уступающую плотности обычной NAND, которая выпускается другими производителями по 16-нм и 19-нм техпроцессам, обеспечила многослойная компоновка. Но основной выигрыш нашёлся с другой стороны: зрелые технологии и достаточно крупные полупроводниковые элементы заметно увеличили ресурс памяти и позволили избежать проблем с низким выходом годных кристаллов.

Пробные твердотельные накопители, основанные на V-NAND первого поколения, Samsung смогла представить ещё в прошлом году. Такие новаторские SSD, ориентированные на серверное применение, отлично себя зарекомендовали. Использовавшаяся в них память, которая совмещает 24 вертикальных уровня с ячейками, обеспечила увеличившуюся на 20 процентов производительность, примерно вдвое повысила надёжность и заметно улучшила экономичность флеш-дисков. Это дало Samsung все основания для продолжения разработок в том же направлении. И вот теперь компания готова внедрять новую технологию и на массовый рынок: в арсенале Samsung появилась V-NAND второго поколения с 32 вертикальными уровнями и новый потребительский накопитель на её основе — SSD 850 Pro.

Надо заметить, что V-NAND не просто предполагает расположение ячеек слоями, но и вносит некоторые изменения в базовое устройство ячеек флеш-памяти. Вместе со структурными преобразованиями Samsung воспользовалась технологией Charge Trap Flash (CTF) — «флеш с ловушкой заряда», разработанной инженерами компании ещё в 2006 году. Идея состоит в том, что заряд хранится не в плавающем затворе из легированного поликристаллического кремния, а в тонком непроводящем слое из нитрида кремния. Такая технология легко адаптируется для трёхмерного дизайна: диэлектрик помещается между управляющим затвором и полупроводниковым каналом концентрическими цилиндрами, что в конечном итоге увеличивает надёжность всей схемы и снижает вероятность возникновения структурных дефектов при многослойном производстве. К тому же технология CTF позволяет снизить уровень напряжений, необходимых для программирования ячеек. А это, естественно, положительно сказывается на их времени жизни.

В результате ресурс Samsung V-NAND ощутимо вырос: те самые 32-уровневые кристаллы флеш-памяти, которые попали в Samsung 850 Pro, способны переносить до 35 тысяч циклов программирования-стирания. То есть они на порядок выносливее современной плоской MLC NAND, которая обычно используется в потребительских SSD. Кроме того, понижение программирующих напряжений положительно сказывается как на энергопотреблении, так и на производительности при записи.

Ещё одно важное преимущество V-NAND — её компактность. Выпускаемые по 40-нм технологии полупроводниковые кристаллы V-NAND второго поколения, используемые в Samsung 850 Pro, имеют ёмкость 86 Гбит, при этом их площадь составляет порядка 95 мм 2 . Таким образом, плотность хранения информации в V-NAND превышает плотность размещения данных в 16-нм планарных кристаллах флеш-памяти производства Micron примерно на 20 процентов. К тому же Samsung, осуществляя полный производственный цикл с начала и до конца, обладает возможностью упаковки до 16 ядер V-NAND в одну микросхему. И это значит, что максимальный объём одной микросхемы трёхмерной флеш-памяти может достигать 172 Гбайт.

Конечно, многие плюсы технологии V-NAND проявятся лишь впоследствии. Например, применяемый сегодня интерфейс SATA 6 Гбит/с вкупе с протоколом AHCI не даёт раскрыть всю скорость новой памяти, и в будущих моделях SSD с интерфейсом PCI Express она сможет заиграть новыми красками. Но самое главное, технология трёхмерной памяти прекрасно масштабируема. Ёмкость простых плоских чипов NAND вряд ли превысит 128 Гбит, а V-NAND позволяет беспрепятственно добавлять новые уровни и таким образом наращивать ёмкость. Так, в планах Samsung стоит выпуск в 2017 году терабитных кристаллов, и нет причин, по которым этот рубеж может быть не взят. Попутно производимая по достаточно зрелым техпроцессам V-NAND может легко быть переведена на TLC-дизайн, и это не приведёт к катастрофическому снижению надёжности. Однако на данный момент такие возможности даже не рассматриваются, и в течение ближайших лет упор будет делаться именно на масштабировании памяти в вертикальном измерении.

В ближайшее время мы можем ждать повсеместного внедрения V-NAND во многих продуктах Samsung. Ради этой памяти компания запустила специальный завод в китайском городе Сиань, который к концу этого года должен выйти на полную мощность. Любопытно, что применяемый на этом заводе 40-нм техпроцесс позволил обойтись достаточно дешёвым производственным оборудованием, причём добавление в трёхмерную NAND новых слоёв практически не требует каких-либо дополнительных инвестиций. Например, 32-слойная память выпускается на тех же самых технологических линиях, где раньше производилась память с 24 слоями. И это значит, что ещё одним плюсом новой технологии выступает возможность экономии на техническом переоснащении производства при повышении плотности хранения данных.

Получается, что V-NAND может похвастать всеми возможными преимуществами, причём сразу. Она обладает более низкими латентностями, очень надёжна, предлагает высокую плотность хранения информации, энергоэффективна, а себестоимость её производства сравнительно невысока. И если такую память поместить в накопитель с современным контроллером, то, кажется, должна получиться потрясающая модель, которая будет превосходить всё то, что было выпущено до сих пор. Вышла ли такая модель у Samsung? Давайте посмотрим на 850 Pro подробнее.

⇡ Samsung 850 Pro: технические характеристики

Новый флагманский накопитель Samsung 850 Pro представляет собой дальнейшее логическое продолжение линейки потребительских SSD компании. При этом Samsung внедряет инновации строго последовательно, и V-NAND — единственное принципиальное преимущество 850 Pro перед предшественниками. Этот накопитель продолжает использовать привычный интерфейс SATA 6 Гбит/с и основывается на хорошо знакомом потребителям восьмиканальном контроллере MEX, который давно применяется в серии 840 EVO. Причём контроллер MEX, базисом которого выступают три ядра с ARM-архитектурой, в новой модели сохранил даже свою рабочую частоту — 400 МГц. Однако справедливости ради заметим, что в прошлом флагманском флеш-диске Samsung, 840 Pro, аналогичный по архитектуре контроллер MDX работал на частоте 300 МГц.

В то же время микропрограмма Samsung 850 Pro переписана практически полностью. Поддержка V-NAND реализуется именно через неё, и предлагаемые этой памятью более низкие латентности при записи и стирании информации, более высокий ресурс ячеек и все прочие характерные особенности требуют специальных оптимизаций.

В результате серия Samsung 850 Pro получила следующий набор характеристик:

Производитель Samsung
Серия 850 Pro
Модельный номер MZ-7KE128 MZ-7KE256 MZ-7KE512 MZ-7KE1T0
Форм-фактор 2,5 дюйма
Интерфейс SATA 6 Гбит/с
Ёмкость 128 Гбайт 256 Гбайт 512 Гбайт 1 Тбайт
Конфигурация
Микросхемы памяти: тип, интерфейс, техпроцесс, производитель Samsung 86 Гбит 40-нм MLC V-NAND
Микросхемы памяти: число / количество NAND-устройств в чипе 2/4 + 2/2 2/8 + 2/4 4/8 + 4/4 4/16 + 4/8
Контроллер Samsung MEX
Буфер: тип, объем LPDDR2-1066,
256 Мбайт
LPDDR2-1066,
512 Мбайт
LPDDR2-1066,
512 Мбайт
LPDDR2-1066,
1 Гбайт
Производительность
Макс. устойчивая скорость последовательного чтения 550 Мбайт/с 550 Мбайт/с 550 Мбайт/с 550 Мбайт/с
Макс. устойчивая скорость последовательной записи 470 Мбайт/с 520 Мбайт/с 520 Мбайт/с 520 Мбайт/с
Макс. скорость произвольного чтения (блоки по 4 Кбайт) 100000 IOPS 100000 IOPS 100000 IOPS 100000 IOPS
Макс. скорость произвольной записи (блоки по 4 Кбайт) 90000 IOPS 90000 IOPS 90000 IOPS 90000 IOPS
Физические характеристики
Потребляемая мощность: бездействие/чтение-запись 0,4 Вт/3,0-3,3 Вт
Ударопрочность 1500 g
MTBF (среднее время наработки на отказ) 2,0 млн часов
Ресурс записи 150 Тбайт
Габаритные размеры: ДхВхГ 100х69,85х6,8 мм
Масса 66 г
Гарантийный срок 10 лет
Рекомендованная цена $130 $200 $400 $700

Несмотря на то, что во многом производительность Samsung 850 Pro сдерживается возможностями интерфейса SATA 6 Гбит/c, даже простые формальные спецификации позволяют прочувствовать скрытую в этом флеш-приводе мощь. Обратите внимание на скоростные характеристики младшей модели ёмкостью 128 Гбайт. Данная модификация практически не отстаёт от старших собратьев, несмотря на то, что контроллер в ней не может воспользоваться чередованием устройств в своих каналах. Типичной скоростью записи для 128-гигабайтных SSD с интерфейсом SATA 6 Гбит/с выступают величины порядка 300 Мбайт/с, но Samsung 850 Pro аналогичного объёма выдаёт почти возможный максимум — 470 Мбайт/с. Это явно указывает на значительно более высокие скорости записи, обеспечиваемые именно технологией V-NAND. Очень похоже, что, когда Samsung наконец выпустит основанный на V-NAND флеш-привод с интерфейсом PCI Express, это будет настоящая бомба. Впрочем, до этого прекрасного момента ещё надо дожить.

Второе преимущество V-NAND, явно прослеживаемое в таблице характеристик Samsung 850 Pro, — высокая надёжность. Все модификации, включая и самую младшую модель ёмкостью 128 Гбайт, имеют декларируемый ресурс записи на уровне 150 Тбайт, то есть по 80 Гбайт в день в течение пятилетнего периода. И это — не просто больше, чем обещано для любой другой модели потребительского SSD. Производитель подчёркивает, что такой ресурс установлен не из технологических, а из политических соображений, чтобы Samsung 850 Pro не создавал внутреннюю конкуренцию серверным моделям с более высокой гарантированной надёжностью. На самом же деле объём данных, который можно записать на новые SSD с трёхмерной флеш-памятью, измеряется петабайтами. Иными словами, проблема исчерпания ресурса записи при типичном десктопном использовании для Samsung 850 Pro стоять вообще не должна. Именно поэтому срок гарантийного обслуживания продлён до 10 лет.

Хочется отметить реализацию в Samsung 850 Pro целого ряда технологий, полезных при установке этого накопителя в мобильные компьютеры. В частности, в этом SSD улучшилась поддержка состояния DevSleep, позволяющего отправлять накопитель в режим сна с потреблением порядка 2 мВт. Также контроллером поддерживается температурный мониторинг, причём при нагреве накопителя до критических состояний автоматически включается троттлинг.

Реализовано в Samsung 850 Pro и аппаратное шифрование по алгоритму AES с 256-битным ключом. Как и в более ранних SSD компании, криптографический движок совместим со спецификациями Windows eDrive (IEEE 1667) и TCG Opal 2.0, а это значит, что управление шифрованием возможно из среды операционной системы, например через стандартное средство BitLocker.

К сказанному остаётся только добавить, что Samsung относится к тому небольшому числу производителей, которые заботятся о предоставлении пользователям удобных сервисных утилит. С Samsung 850 Pro прекрасно работает программа Samsung Magician, обладающая исчерпывающим набором возможностей, включая обновление прошивки, мониторинг состояния флеш-диска, оптимизацию операционной системы и прочее.

Отдельно стоит сказать о реализованной в Samsung Magician программной технологии повышения быстродействия RAPID, которая может работать в паре с новинкой и позволяет выделить часть оперативной памяти для кеширования обращений к SSD. При этом скорости обмена данными, естественно, возрастают, но платой за это выступает риск потери закешированной в памяти информации в случае внезапных отключений питания, перезагрузок или зависаний системы. Одновременно с выпуском Samsung 850 Pro производитель обновил технологию RAPID до версии 2.0, и теперь она может выделять под кеш либо 1 Гбайт памяти, либо 4 Гбайт — в зависимости от того, больше или меньше 16 Гбайт оперативной памяти установлено в системе.

⇡ Внешний вид и внутреннее устройство

На тестировании у нас побывала модификация Samsung 850 Pro ёмкостью 256 Гбайт. С точки зрения характеристик эта модель, как и её собратья на 512 Гбайт и 1 Тбайт, обладает максимально возможной производительностью.

Внешне Samsung 850 Pro мало отличается от предыдущих флеш-дисков Samsung. Для этого SSD используется точно такой же 2,5-дюймовый корпус высотой 7 мм, как в прошлой флагманской модели, 840 Pro. Внешний окрас — чёрный, на лицевой поверхности краской нанесён логотип Samsung и оранжевый квадрат, в том или ином виде присутствующий на всех SSD компании такого же форм-фактора. На оборотной стороне корпуса имеется этикетка, из которой можно почерпнуть информацию о названии и ёмкости модели, её артикуле и серийном номере.

Внутренности Samsung 850 Pro 256 Гбайт куда любопытнее. В первую очередь в глаза бросается то, что в основе этого SSD используется печатная плата урезанного размера. На этой плате размещено всего шесть микросхем.

Первая микросхема — собственно контроллер Samsung MEX. Следует отметить, что на нём нет никаких теплопроводящих прокладок, и с корпусом он не соприкасается. То есть производитель уверен, что тепловыделение контроллера незначительно. Над контроллером установлена микросхема памяти. В нашем случае это LPDDR2-1067 объёмом 512 Мбайт, используемая в качестве буфера.

Что касается оставшихся четырёх микросхем с флеш-памятью, то их набор оказался немного необычным. Поскольку ёмкость кристаллов V-NAND, используемых в Samsung 850 Pro, составляет 86 Гбит, в 256-гигабайтный SSD пришлось поместить два разных типа микросхем: две микросхемы с четырьмя ядрами и две микросхемы с восемью ядрами. Таким образом, контроллер по восьми каналам адресует 24 ядра, то есть пользуется трёхкратным чередованием устройств в каждом канале. Однако, как мы видели по характеристикам производительности, никакой проблемой это не является и Samsung 850 Pro 256 Гбайт при любых вариантах нагрузки показывает максимально возможную скорость.

Если сложить 24 яда по 86 Гбит вместе, то получается, что полная ёмкость флеш-памяти в Samsung 850 Pro 256 Гбайт на самом деле составляет 258 честных ГиБ. Из них пользователю доступны лишь традиционные 238,4 ГиБ, а оставшиеся 7,6 процента ёмкости отводятся на работу технологий сборки мусора, выравнивания износа и, наверное, на подменный фонд, необходимость которого для памяти с ресурсом в 35 тысяч циклов перезаписи вызывает некоторые сомнения.

Однако печатная плата Samsung 850 Pro лишена каких бы то ни было батарей конденсаторов, то есть в этом SSD не предусмотрено специальных средств сохранения целостности информации при внезапном отключении питания. Это — ещё одна причина, по которой потребительский накопитель, построенный на V-NAND с практически бесконечным ресурсом, отнести к серверным решениям всё-таки невозможно.

⇡ Методика тестирования

Тестирование проводится в операционной системе Microsoft Windows 8.1 Professional x64 with Update, корректно распознающей и обслуживающей современные твердотельные накопители. Это значит, что в процессе прохождения тестов, как и при обычном повседневном использовании SSD, команда TRIM поддерживается и активно задействуется. Измерение производительности выполняется с накопителями, находящимися в «использованном» состоянии, которое достигается их предварительным заполнением данными. Перед каждым тестом накопители очищаются и обслуживаются с помощью команды TRIM. Между отдельными тестами выдерживается 15-минутная пауза, отведённая для корректной отработки технологии сборки мусора. Во всех тестах, если не указано иное, используются рандомизированные несжимаемые данные.

Используемые приложения и тесты:

  • Iometer 1.1.0
  1. Измерение скорости последовательного чтения и записи данных блоками по 256 Кбайт (наиболее типичный размер блока при последовательных операциях в десктопных задачах). Оценка скоростей выполняется в течение минуты, после чего вычисляется средний показатель.
  2. Измерение скорости случайного чтения и записи блоками размером 4 Кбайт (такой размер блока используется в подавляющем большинстве реальных операций). Тест проводится дважды — без очереди запросов и с очередью запросов глубиной 4 команды (типичной для десктопных приложений, активно работающих с разветвлённой файловой системой). Блоки данных выравниваются относительно страниц флеш-памяти накопителей. Оценка скоростей выполняется в течение трёх минут, после чего вычисляется средний показатель.
  3. Установление зависимости скоростей случайного чтения и записи при работе накопителя с 4-килобайтными блоками от глубины очереди запросов (в пределах от одной до 32 команд). Блоки данных выравниваются относительно страниц флеш-памяти накопителей. Оценка скоростей выполняется в течение трёх минут, после чего вычисляется средний показатель.
  4. Установление зависимости скоростей случайного чтения и записи при работе накопителя с блоками разного размера. Используются блоки объёмом от 512 байт до 256 Кбайт. Глубина очереди запросов в течение теста составляет 4 команды. Блоки данных выравниваются относительно страниц флеш-памяти накопителей. Оценка скоростей выполняется в течение трёх минут, после чего вычисляется средний показатель.
  5. Измерение производительности при смешанной многопоточной нагрузке и установление её зависимости от соотношения между операциями чтения и записи. Используются последовательные операции чтения и записи блоков объёмом 128 Кбайт, выполняемые в два независимых потока. Соотношение между операциями чтения и записи варьируется с шагом 10 процентов. Оценка скоростей выполняется в течение трёх минут, после чего вычисляется средний показатель.
  6. Исследование падения производительности SSD при обработке непрерывного потока операций случайной записи. Используются блоки размером 4 Кбайт и глубина очереди 32 команды. Блоки данных выравниваются относительно страниц флеш-памяти накопителей. Продолжительность теста составляет два часа, измерения моментальной скорости проводятся ежесекундно. По окончании теста дополнительно проверяется способность накопителя восстанавливать свою производительность до первоначальных величин за счёт работы технологии сборки мусора и после отработки команды TRIM.
  • CrystalDiskMark 3.0.3b
    Синтетический тест, выдающий типовые показатели производительности твердотельных накопителей, измеренные на 1-гигабайтной области диска «поверх» файловой системы. Из всего набора параметров, которые можно оценить с помощью этой утилиты, мы обращаем внимание на скорость последовательного чтения и записи, а также на производительность произвольных чтения и записи 4-килобайтными блоками без очереди запросов и с очередью глубиной 32 команды.
  • PCMark 8 2.0
    Тест, основанный на эмулировании реальной дисковой нагрузки, которая характерна для различных популярных приложений. На тестируемом накопителе создаётся единственный раздел в файловой системе NTFS на весь доступный объём, и в PCMark 8 проводится тест Secondary Storage. В качестве результатов теста учитывается как итоговая производительность, так и скорость выполнения отдельных тестовых трасс, сформированных различными приложениями.

⇡ Тестовый стенд

В качестве тестовой платформы используется компьютер с материнской платой ASUS Z97-Pro, процессором Core i5-4590 со встроенным графическим ядром Intel HD Graphics 4600 и 16 Гбайт DDR3-2133 SDRAM. Диски с SATA-интерфейсом подключаются к контроллеру SATA 6 Гбит/с, встроенному в чипсет материнской платы, и работают в режиме AHCI. Используется драйвер Intel Rapid Storage Technology (RST) 13.1.0.1058.

Объём и скорость передачи данных в бенчмарках указываются в бинарных единицах (1 Кбайт = 1024 байт).

⇡ Участники тестирования

  • Crucial M550 256 Гбайт (CT256M550SSD1, прошивка MU01);
  • Intel SSD 730 480 Гбайт (SSDSC2BP480G4, прошивка L2010400);
  • OCZ Vector 150 240 Гбайт (VTR150-25SAT3-240G, прошивка 1.2);
  • Plextor M5 Pro Xtreme 256 Гбайт (PX-256M5P, прошивка 1.07);
  • Samsung 840 Pro 256 Гбайт (MZ-7PD256, прошивка DXM06B0Q);
  • Samsung 850 Pro 256 Гбайт (MZ-7KE256, прошивка EXM01B6Q);
  • SanDisk Extreme II 240 Гбайт (SDSSDXP-240G, прошивка R1311).

⇡ Производительность

Последовательные операции чтения и записи, IOMeter

Как и было обещано спецификациями, скорость последовательных операций у Samsung 850 Pro упирается в пропускную способность интерфейса SATA 6 Гбит/с. Иными словами, здесь мы не имеем возможности узнать, насколько производительна построенная на V-NAND платформа Samsung, но в любом случае более быстрого в последовательном чтении или записи твердотельного накопителя с SATA-интерфейсом вы не найдёте.

Случайные операции чтения и записи, IOMeter

Зато при случайном чтении мощность нового флеш-привода Samsung отлично прослеживается. Мы действительно имеем дело с потребительским SSD, предлагающим высочайшую на сегодняшний день производительность. И хотя пара графиков выше относится только к операциям произвольного чтения, такой вывод можно перенести на большую часть дисковой активности, свойственной персональным компьютерам. Именно операции случайного чтения с невысокой глубиной очереди запросов составляют основную долю нагрузки, которая ложится на современные диски, а Samsung 850 Pro, как мы видим, прекрасно под неё «заточен».

При операциях случайной записи картина не столь однозначная. При отсутствии очереди запросов Samsung 850 Pro неожиданно уступает в скорости OCZ Vector 150 и Crucial M550. Однако рост глубины очереди возвращает всё на свои места, и Samsung 850 Pro вновь занимает верхнюю строчку на диаграмме.

Давайте теперь взглянем на то, как зависит производительность Samsung 850 Pro от глубины очереди запросов при работе с 4-килобайтными блоками.

При чтении с разной глубиной очереди запросов Samsung 850 Pro — однозначно лучший вариант из накопителей для SATA 6 Гбит/с , присутствующих на рынке. При записи с длиной очереди в 1 или 2 команды он всё же немного уступает Crucial M550 и OCZ Vector 150. Однако сказать, что новинка Samsung недостаточно быстра, язык не поворачивается и здесь.

Следующая пара графиков отражает зависимость производительности случайных операций от размера блока данных.

С блоками любой длины на любых операциях Samsung 850 Pro работает одинаково хорошо. В обоих случаях линия, отображающая его производительность, как бы окаймляет показатели прочих накопителей сверху. И это означает, что нет ни одного варианта объёма блоков, на котором рассматриваемый SSD демонстрировал бы не лучший результат.

Тестирование смешанной нагрузки — новое добавление в нашу методику испытаний SSD. По мере удешевления твердотельные накопители перестают использоваться в качестве исключительно системных и становятся обычными рабочими дисками. В таких ситуациях на SSD ложится не только рафинированная нагрузка в виде записи или чтения, но и смешанные запросы, когда операции чтения и записи инициируются разными приложениями и поступают одновременно.

Однако работа в дуплексном режиме для современных контроллеров SSD остаётся существенной проблемой. При смешивании операций чтения и записи в одной очереди скорость большинства твердотельных накопителей потребительского уровня заметно просаживается. Это стало поводом для проведения отдельного исследования, в рамках которого мы тестируем, как работают SSD при необходимости обработки смешанных последовательных операций. Следующая диаграмма демонстрирует наиболее характерный для десктопов случай, когда соотношение количества операций чтения и записи составляет 4 к 1.

Как следует из приведённой диаграммы, несмотря на своё трёхъядерное строение, контроллеры Samsung пока не научились эффективно работать со смешанными операциями чтения и записи. Если к последовательному чтению подмешивается второй поток, инициирующий запись, то скорость Samsung 850 Pro падает ниже уровня, задаваемого Crucial M550 и OCZ Vector 150. Иными словами, смешанная нагрузка ставит новинку Samsung, демонстрирующую в большинстве тестов просто выдающиеся результаты, в не самое выгодное положение.

Следующий график даёт более развёрнутую картину производительности при смешанной нагрузке, показывая зависимость скорости SSD от того, в каком соотношении приходят на него операции чтения и записи.

Чем больше смешиваются операции чтения и записи, тем ниже оказывается производительность Samsung 850 Pro. Соответствующая этому флеш-приводу кривая имеет явную U-образную форму, что говорит о плохой оптимизации контроллера Samsung MEX для работы в дуплексном режиме. Впрочем, такое поведение — бич практически любых современных твердотельных накопителей для персональных компьютеров за исключением разве что OCZ Vector 150. Однако падение производительности Samsung 850 Pro на смешанных операциях доходит до двукратного размера, что несколько больше, чем у других флагманских SSD.

Деградация и восстановление производительности

Наблюдение за изменением скорости записи в зависимости от объёма записанной на диск информации — весьма важный эксперимент, позволяющий понять работу внутренних алгоритмов накопителя. В данном тесте мы загружаем SSD непрерывным потоком запросов на случайную запись 4-килобайтных блоков и попутно следим за той производительностью, которая при этом наблюдается. На приведённом ниже графике в виде точек отмечены результаты измерений моментальной производительности, которые мы снимаем ежесекундно, а чёрная линия показывает среднюю скорость, наблюдаемую в течение 30-секундного интервала.

В результате эксперимента получился вот такой образцово-показательный график. До заполнения полной ёмкости Samsung 850 Pro демонстрирует постоянную и высокую скорость записи, затем производительность начинает снижаться. Однако степень падения производительности не слишком высока, первое время скорость уменьшается с 90 всего до 70 тысяч IOPS и лишь потом плавно приближается к асимптоте, лежащей в районе 13 тысяч IOPS. Это значит, что и в использованном состоянии Samsung 850 Pro работает лучше других потребительских SSD, скорость записи у которых просаживается заметно сильнее. Хорошей иллюстрацией этого выступает тот факт, что за время нашего 2-часового теста выносливости мы смогли записать на Samsung 850 Pro 256 Гбайт в общей сложности 867 Гбайт данных. При проведении же аналогичного испытания с другими флагманскими флеш-приводами такой же ёмкости объём записанной информации обычно составляет около 700-720 Гбайт.

Обращает на себя внимание и то, насколько хорошо в Samsung 850 Pro соблюдается постоянство скорости записи. Даже после однократного заполнения разброса почти не видно, и это значит, что Samsung 850 Pro прекрасно впишется в тех применениях, где требования к постоянству производительности особенно высоки.

Впрочем, всё, что изображено на графике выше, — по большей части искусственная ситуация, интересная лишь для изучения особенностей контроллера, но не иллюстрирующая поведение SSD в реальной жизни в персональном компьютере. Что же действительно важно, так это то, как после такой деградации происходит восстановление производительности до первоначальных величин. Для исследования этого вопроса после завершения теста, приводящего к деградации скорости записи, мы выжидаем 15 минут, в течение которых SSD может попытаться самостоятельно восстановиться за счёт сборки мусора, но без помощи со стороны операционной системы и команды TRIM, и замеряем скорость. Затем на накопитель принудительно подаётся команда TRIM — и скорость измеряется ещё раз.

CrystalDiskMark — это популярное и простое тестовое приложение, работающее «поверх» файловой системы, которое позволяет получать результаты, легко повторяемые обычными пользователями. И то, что выдаёт этот бенчмарк, с качественной точки зрения почти не отличается от показателей, которые были получены нами в тяжёлом и многофункциональном пакете IOmeter. Почти при всех вариантах нагрузки Samsung 850 Pro оказывается в числе лидеров, причём на случайных операциях чтения без очереди запросов его производительность даже заметно выше, чем у прочих флагманских SSD других фирм. Исключение лишь одно — случайная запись без очереди запросов: здесь Samsung 850 Pro проигрывает OCZ Vector 150 и Crucial M550. Впрочем, вряд ли эту неудачу рассматриваемого флеш-диска нужно принимать близко к сердцу — подобная нагрузка при типичном десктопном использовании возникает очень-очень редко.

PCMark 8 2.0, реальные сценарии использования

Тестовый пакет Futuremark PCMark 8 2.0 интересен тем, что он имеет не синтетическую природу, а напротив — основывается на том, как работают реальные приложения. В процессе его прохождения воспроизводятся настоящие сценарии-трассы задействования диска в распространённых десктопных задачах и замеряется скорость их выполнения. Текущая версия этого теста моделирует нагрузку, которая взята из реальных игровых приложений Battlefield 3 и World of Warcraft и программных пакетов компаний Abobe и Microsoft: After Effects, Illustrator, InDesign, Photoshop, Excel, PowerPoint и Word. Итоговый результат исчисляется в виде усреднённой скорости, которую показывают накопители при прохождении тестовых трасс.

Производительность в PCMark 8 — один из важнейших параметров для понимания того, насколько хорош тот или иной накопитель в реальном использовании. И если опираться на полученные здесь показатели, то напрашивается вывод о том, что Samsung 850 Pro, который поражал нас высочайшими результатами в разнообразных синтетических тестах, при реальной работе в приложениях оказывается совсем не таким быстрым SSD, как это представлялось вначале. Он не только проигрывает скоростной 480-гигабайтной версии Intel 730, но и уступает своему предшественнику — Samsung 840 Pro. Честно говоря, такое положение дел кажется несколько неестественным и не согласующимся с остальными тестами. Поэтому возникает подозрение, что проблема заключается, например, в каких-то неудачных программных оптимизациях, которые могут быть исправлены в будущих версиях прошивок.

Впрочем, интегральный результат PCMark 8 нужно дополнить и показателями производительности, выдаваемыми флеш-дисками при прохождении отдельных тестовых трасс, которые моделируют различные варианты реальной нагрузки. Дело в том, что при разной нагрузке тестируемые флеш-приводы ведут себя немного по-разному.

Получается, что у Samsung 850 Pro есть сразу несколько проблемных приложений, результаты в которых тянут общий показатель PCMark 8 вниз. Это — Microsoft Word, Battlefield 3, Adobe Photoshop при работе с «тяжёлыми» изображениями, Adobe Illustrator и Adobe AfterEffects. Перечисленные приложения характерны тем, что нагрузка в них носит явно неоднородный характер с преобладающими операциями чтения, но подмешиваемые к ним операции записи серьёзно снижают именно скорость чтения. Подобную ситуацию мы видели в тестах смешанной нагрузки, и здесь она проявилась в результатах теста, основанного на реальных задачах.

⇡ Тестирование выносливости

Результаты тестирования выносливости рассматриваемого накопителя приведены в отдельном специальном материале «Ресурсные испытания SSD ».

⇡ Выводы

С недавних пор появление каждого нового твердотельного накопителя Samsung — это маленькая революция. Компания последовательно внедряет принципиально новые технологии и наращивает производительность собственных решений, предлагая с каждым разом всё больше и больше. И Samsung 850 Pro не стал исключением: фактически он оказался самым лучшим накопителем с интерфейсом SATA 6 Гбит/с, который нам доводилось видеть.

Впрочем, объявить о том, что новинка вывела быстродействие потребительских SSD на какой-то новый уровень, мы не можем. На самом деле, обеспечиваемое ей преимущество носит чисто формальный характер. Но вины корейцев здесь нет, производительность Samsung 850 Pro совершенно явно упирается в возможности интерфейса. То же, что внутри него скрыта немалая мощность, можно увидеть разве только по скорости случайного чтения 4-килобайтными блоками, при которой преимущество новинки перед прочими флагманскими SSD составляет порядка 6-7 процентов.

Однако, несмотря на эфемерность превосходства новой модели над другими флагманскими флеш-дисками, Samsung совершенно не постеснялась установить на свой новый SSD откровенно завышенные цены. Современные бюджетные твердотельные накопители, такие как Crucial MX100 , стоят сегодня почти вдвое меньше. Конечно, в активе у Samsung 850 Pro есть 10-летняя гарантия, огромный ресурс записи, практически вечная флеш-память и отличное комплектное программное обеспечение, но стоит ли всё это такой переплаты? Сомнительно.

Получается, Samsung 850 Pro — совсем не массовый продукт, а элитное предложение для бескомпромиссных энтузиастов, которое может хорошо вписаться в систему на базе процессора Haswell-E , оснащённую видеокартами вроде GeForce Titan Z , но не более того. Если же речь идёт о комплектации достаточно стандартной настольной или мобильной системы, то вместо Samsung 850 Pro нетрудно подобрать более привлекательные с точки зрения соотношения цены и производительности варианты, лишь незначительно уступающие в скорости работы.

В итоге наибольший интерес Samsung 850 Pro вызывает не с практической, а с технологической точки зрения, ведь это — первый твердотельный накопитель, в котором нашла применение трёхмерная флеш-память, которая в течение нескольких ближайших лет должна стать повсеместно применяемым решением. В теории такая память позволяет существенно поднять скорость работы и заметно снизить стоимость SSD, но пока обе эти возможности так и остались нереализованными. Производительность упёрлась в полосу пропускания интерфейса SATA 6 Гбит/с, а цена получилась высокой из-за того, что Samsung 850 Pro — это лишь пилотный продукт. То есть оценить V-NAND по достоинству пока очень затруднительно, однако Samsung смогла нас заинтриговать . И теперь мы с нетерпением ждём появления следующих SSD этого производителя, построенных на той же памяти, но хотя бы переведённых на шину PCI Express.