Статья: Обзор SSD-накопителя ADATA Ultimate SU900: заряжено 3D MLC NAND

Следить за модельным рядом твердотельной продукции компании ADATA очень интересно. Несмотря на то, что этот производитель не проектирует контроллеров и не производит флеш-памяти, его, вне всяких сомнений можно записать в число крупных инноваторов рынка SSD. Дело в том, что инженеры ADATA – смелые экспериментаторы, которые не боятся внедрять в свои накопители редкие, самобытные и порой даже странные платформы. В результате, в то время как типичный продукт производителя второго-третьего эшелона, скорее всего, будет представлять собой очередное воплощение какого-либо эталонного дизайна, практически любой накопитель ADATA – это нечто совершенно самобытное и не имеющее прямых аналогов в ассортименте других фирм.

Модельный ряд SSD авторства ADATA имеет и ещё одну особенность. Поскольку компания охотно берётся за работу с практически любыми аппаратными конфигурациями, всевозможных вариантов накопителей она предлагает очень много. Причём чёткого разграничения по позиционированию между ними нет. Часто бывает так, что несколько моделей накопителей основаны на разных наборах компонентов, но ориентируются на одну и ту же целевую аудиторию. В таких случаях ADATA просто наблюдает, какой вариант получит большую поддержку со стороны покупателей, и начинает активнее продвигать именно его, но альтернативная модель при этом тоже остаётся на рынке, на вторых ролях.

Впрочем, похоже, что временам безудержного разгула фантазии инженеров ADATA вскоре придёт конец. Так, на прошедшей выставке Computex представители компании объявили, что вскоре ассортимент будет урезан, а система приоритетов при внедрении новых разработок серьёзно изменится. В рамках корректировки стратегии ADATA намерена сместить акценты на NVMe-модели, которые планомерно набирают популярность и постепенно приближаются к тому, чтобы стать мейнстримом. В ближайшей перспективе компания даже планирует начать выпуск уникальных бюджетных NVMe-накопителей, которые смогут стать конкурентами для дешёвых SATA SSD. В таких продуктах ADATA собирается опираться на контроллеры, работающие через интерфейс PCI Express 3.0 x2.

Тем не менее наиболее популярные модели SATA SSD, естественно, никуда не денутся. Сейчас, например, у ADATA наибольшими тиражами продаются накопители серии Ultimate SU800. И это совсем неудивительно: такие SSD основаны на 3D TLC NAND компании Micron, благодаря чему им удаётся обеспечить очень неплохую производительность в большинстве распространённых сценариев при весьма демократичной цене. Однако у требовательных пользователей к Ultimate SU800 всё-таки есть серьёзные претензии. Вопросы вызывает надёжность этих накопителей, плюс, они демонстрируют относительно невысокую скорость при операциях произвольного чтения. Поэтому, несмотря на предстоящие изменения в стратегии ADATA всё же решила добавить в свой модельный ряд ещё одну SATA-модель – улучшенную версию Ultimate SU800, которая пусть и будет несколько дороже, но зато сможет удовлетворить более взыскательных покупателей. По расчётам компании, такая новинка способна стать вторым по популярности SATA-предложением в ассортименте, и это позволит ей вместе с SU800 остаться в числе продуктов, которые переживут грядущую смену приоритетов.

Такими улучшенными накопителями стали представители серии ADATA Ultimate SU900. Её происхождение нетрудно описать в двух словах. Инженеры просто взяли дизайн SU800 и заменили в нём 3D TLC NAND аналогичной памятью с двухбитовыми ячейками. И это повлекло за собой кардинальные изменения в потребительских качествах: увеличился ресурс, поднялась производительность. Однако достаточно ли простого переключения на иную память для того, чтобы из бюджетного SATA SSD получилась производительная модель, – вопрос далеко не праздный. Именно поэтому мы решили провести отдельное тестирование ADATA Ultimate SU900: вдруг в лице этого накопителя на рынок действительно пришёл новый SATA-флагман, поголовье которых в последнее время лишь сокращалось.

⇡#Технические характеристики

Контроллер SMI SM2258, который лежит в основе ADATA Ultimate SU900, распространён в настоящее время очень широко. Его активно используют многие производители SSD, однако почти всегда он находит место в бюджетных моделях накопителей в паре с планарной или трёхмерной памятью с трёхбитовыми ячейками. Это закономерно: Silicon Motion традиционно занимается разработкой именно недорогих платформ SSD, и поэтому чип SM2258 спроектирован с прицелом на удешевление: он базируется на одноядерном 32-битном RISC-процессоре и работает с массивом флеш-памяти в четырёхканальном режиме. Но для выбранных задач этого вполне хватает: типовая комбинация из такого контроллера и 3D TLC NAND способна выдавать производительность случайных операций на уровне 90 и 80 тысяч IOPS при чтении и записи соответственно.

Именно по такой типовой схеме с трёхмерной 32-слойной флеш-памятью Micron сделан ADATA Ultimate SU800, который присутствует на прилавках магазинов уже более полугода. Однако, завершив работу над этой моделью, инженеры ADATA решили не останавливаться на достигнутом и в попытках выжать из SM2258 больше пошли немного дальше. Для этого в следующей модели накопителя, Ultimate SU900, в пару с этим контроллером была поставлена не 3D TLC NAND, а более производительная память альянса IMFT – 32-слойная 3D MLC NAND первого поколения. Вообще говоря, эталонная платформа Silicon Motion такой вариант использования SM2258 не предполагает – авторы контроллера рекомендуют опираться исключительно на память IMFT с трёхбитовыми ячейками. Но на самом деле адаптировать SM2258 под 3D MLC NAND не так уж и сложно: интерфейс она использует точно такой же (ONFI 4.0), почти не отличается и логическая организация устройств. Фактически разница заключается лишь в числе страниц, объединённых в блоках флеш-памяти, плюс в общей ёмкости кристаллов NAND, но эти параметры легко подгоняются на программном уровне – прошивкой.

В симбиозе SM2258 с 3D MLC NAND есть определённый смысл: такая конфигурация должна выдавать более высокую производительность. Свой вклад должны внести как минимум два фактора. Во-первых, 3D MLC NAND позволяет сформировать массив флеш-памяти с более высокой степенью параллелизма. Если говорить о 32-слойной памяти IMFT, а в паре с SM2258 используется исключительно она, то устройства 3D MLC NAND имеют ёмкость 256 Гбит, в то время как ёмкость кристаллов 3D TLC NAND составляет 384 Гбит. А это значит, что число параллельно работающих устройств у накопителя того же объёма, но с памятью с двухбитовыми ячейками будет в полтора раза выше. Во-вторых, 3D MLC NAND имеет более простую внутреннюю логику, и работать с ней несоизмеримо проще. Это сказывается в уменьшении задержек: по латентности чтения трёхмерная MLC-память выигрывает у TLC примерно 25 %, а при записи – до 50 %. Таким образом, ADATA Ultimate SU900 действительно может быть заметно более быстрым накопителем, лишь бы для взаимодействия с такой памятью хватало мощности контроллера.

Попутно использование 3D MLC NAND дало и ещё одно преимущество. Такая память значительно выносливее, чем 3D TLC NAND, поэтому накопители с ней можно позиционировать как решения для сред с высокими нагрузками в части операций записи. Например, использующий память с трёхбитовыми ячейками Ultimate SU800 оказался проблемным SSD в части надёжности, и ADATA была даже вынуждена убрать из открытого доступа всю официальную информацию о гарантируемой выносливости данной модели. Для Ultimate SU900 же ресурс заявляется открыто, причём он сравним с ресурсом наиболее неуязвимых массовых моделей SSD, в которых устанавливается планарная MLC-память компании Toshiba. С трёх до пяти лет увеличен и гарантийный срок.

В конечном итоге характеристики ADATA Ultimate SU900 приняли следующий вид:

Поскольку ADATA Ultimate SU900 базируется на дизайне предшественника, в него перекочевало большинство особенностей SU800. В первую очередь здесь следует упомянуть динамическую технологию ускоренной записи, благодаря которой все записи на накопитель, пока это позволяет свободное место, проводятся в SLC-режиме. Никуда не делась эта технология и в SU900, и первую половину свободного места этот накопитель тоже может заполнять с увеличенной скоростью. Такой подход, который в MLС SSD встречается не столь часто, позволяет заметно улучшить характеристики накопителя, связанные с операциями записи, причём в случае SU900 это действительно актуально по причине использования не слишком мощного контроллера. И в конечном итоге спецификации рассматриваемой модели позволяют относиться к ней как к неплохой альтернативе популярным накопителям на планарной MLC-памяти, например на платформе Phison S10.

Впрочем, сама ADATA относит Ultimate SU900 к предложениям более высокого класса, поэтому на данный момент рассматриваемый накопитель продаётся заметно дороже вариантов вроде Kingston HyperX Savage или GOODRAM Iridium Pro. Справедливо ли такое позиционирование Ultimate SU900, мы проверим по результатам испытаний, но одно преимущество новинки хорошо заметно и по характеристикам: в её модельном ряду предусмотрен вариант объёмом 2 Тбайт. Накопители со столь высокой ёмкостью пока остаются достаточно редким предложением, и здесь ADATA действительно может сыграть на уникальности. Проблема лишь в том, что обнаружить SU900 такого объёма в розничной продаже нам так и не удалось.

Дополнительную функциональность, такую как шифрование данных или защита от перебоев питания, Ultimate SU900 не предоставляет. Зато в этом накопителе, как и в SU800, применяется основанная на LDPC-кодировании коррекция ошибок.

Подытоживая всё сказанное об аппаратной платформе Ultimate SU900, нужно подчеркнуть отсутствие у этого SSD прямых аналогов. Инженерам ADATA удалось сделать такой SSD, повторить который другие производители пока не смогли, хотя в нём и не используется никаких уникальных наработок. Всё дело в том, что сложность создания накопителя подобного рода лежит не в инженерной плоскости. Главная проблема состоит в том, что 3D MLC NAND у Micron и Intel поставляется на открытый рынок в очень ограниченных количествах. Поэтому любые решения на базе такой памяти – достаточно редкие гости на прилавках магазинов, особенно если говорить о накопителях с интерфейсом SATA.

⇡#Внешний вид и внутреннее устройство

Для тестирования ADATA Ultimate SU900 мы получили от производителя образец объёмом 512 Гбайт. Данная модификация имеет достаточный уровень параллелизма массива флеш-памяти, чтобы производительность платформы раскрывалась в полной мере. Поэтому по тестированию SU900 такого объёма можно составить полноценное представление об особенностях применённого дизайна.

Внешний вид ADATA Ultimate SU900 не преподносит никаких сюрпризов. Корпус у этого накопителя не отличается от корпуса SU800: его верхняя половинка выполнена из пластика, нижняя – из металла. Применённый пластик жёсткостью не отличается – крышка легко прогибается под давлением. Однако собран воедино корпус весьма изобретательно: применяется и система защёлок, и саморезы, поэтому вскрыть накопитель без последствий для внешнего вида не получится.

На обеих сторонах SSD имеются наклейки. Сверху это – маркетинговый ярлык, на котором указано лишь название модели. Снизу – наклейка с технической информацией, включающей артикул и серийный номер. К сожалению, содержательность этикеток находится на невысоком уровне. Сведения об объёме SSD можно почерпнуть только из расшифровки модельного номера, а залитый в накопитель номер прошивки и дата производства вообще нигде не указаны.

Внутри ADATA Ultimate SU900 512 Гбайт установлена печатная плата, очень сильно напоминающая плату SU800. Но на самом деле небольшие отличия всё-таки есть, так что унификация между этими моделями заканчивается на корпусе. Размер текстолита таков, что он занимает половину внутреннего пространства SSD. Однако монтаж элементов на плате – двухсторонний, и это отличает начинку SU900 от того, как выглядят изнутри наиболее бюджетные накопители.

Контроллер SMI SM2258, лежащий в основе SU900, по сравнению с контроллером, который мы видели в SU800, получил новый степпинг. Если раньше эта микросхема маркировалась как SM2258G, то теперь используется чип SM2258H. Однако ни о какой специальной версии с поддержкой 3D MLC NAND речь не идёт: обновлённая версия внедряется повсеместно, и чипы SM2258H начинают появляться в том числе и в накопителях с TLC-памятью.

В качестве оперативной памяти, без которой SM2258 обходиться не может, в Ultimate SU900 512 Гбайт используется DDR3L-1600 SDRAM производства Nanya. Объём DRAM-буфера стандартен – 512 Мбайт.

Массив же флеш-памяти набран из микросхем, промаркированных самой ADATA. Это значит, что компания закупает кристаллы 3D MLC NAND в виде неразрезанных полупроводниковых пластин и решает вопросы их тестирования и упаковки чипов самостоятельно. Это позволяет ей не только приобретать память по более низкой цене, но и дополнительно оптимизировать себестоимость накопителей за счёт более мягкого, чем использует производитель памяти, подхода к валидации чипов. Пластины с кристаллами 3D MLC NAND компания в настоящее время берёт у Intel, однако, поскольку Intel и Micron используют одинаковые технологии в рамках альянса IMFT, в перспективе может произойти переход Ultimate SU900 на память иного производителя.

Маркировка микросхем ADATA расшифровке не поддаётся, но известно, что в каждой из них содержится по два полупроводниковых кристалла интеловской 3D MLC NAND ёмкостью по 256 Гбит. Таким образом, четырёхканальный контроллер SMI SM2258 использует в 512-гигабайтной модификации SSD четырёхкратное чередование.

Кроме того, применение 256-, а не 384-битных устройств MLC 3D NAND даёт возможность получить вполне типичный, кратный степеням двойки объём массива, без непонятных «излишков» памяти, которые были в SU800. Поэтому объём зарезервированного пространства в ADATA Ultimate SU900 составляет всего 7 % от ёмкости. Эта память распределяется на подменный фонд, а также на работу алгоритмов выравнивания износа и сборки мусора. Пользователю же после форматирования 512-Гбайт накопителя останется доступно чуть более 476 Гбайт пространства.

В заключение необходимо упомянуть одну очень любопытную особенность, касающуюся модификаций Ultimate SU900 разной ёмкости. Как выяснилось, версии SU900 объёмом 256 и 512 Гбайт, которые продаются в настоящее время, имеют разные версии микропрограммы. Такое порой случается, но в данном случае разница – отнюдь не косметическая. Например, входящие в серию SU900 варианты разной ёмкости имеют различный набор параметров S.M.A.R.T., и версия объёмом 256 Гбайт даже лишена счётчика объёма записанной информации.

С чем это может быть связано, сказать трудно, но никаких официальных обновлений прошивок для SU900 пока не выпускалось.

⇡#Программное обеспечение

ADATA уделяет достаточно большое внимание тому, чтобы её накопители получали достойную программную поддержку. Поэтому для них разработана специальная фирменная сервисная утилита SSD Toolbox, которая подходит в том числе и для нового Ultimate SU900.

Надо сказать, что утилита эта не предлагает столь разнообразных возможностей, как лучшие аналоги — программы компаний Samsung, Western Digital или Crucial. Но тем не менее базовую функциональность она предоставить способна.

Так, помимо выдачи полной диагностической информации о SSD, ADATA SSD Toolbox позволяет провести проверку флеш-памяти накопителя, отослать на него пакет команд TRIM или выполнить автоматическую настройку параметров операционной системы (отключение Superfetch, Prefetch и дефрагментации).

Также через ADATA SSD Toolbox можно произвести обновление микропрограммы и выполнить процедуру Secure Erase.

Кроме того, после регистрации приобретённого Ultimate SU900 на сайте производителя можно получить ключ к популярной программе для клонирования данных Acronis True Image HD.