IT для среднего и малого бизнеса

Твердотельный накопитель Intel® SSD 750 с интерфейсом PCIe

Первые массовые твердотельные накопители в основном использовали форм-фактор, унаследованный от «ноутбучных» винчестеров, и полученный от винчестеров же интерфейс. Причина проста: максимальная универсальность. SATA-интерфейс стал уже стандартом для всех компьютеров, так что производителям контроллеров нужно было решить лишь задачу сопряжения с ними флэш-памяти, и все. Однако вскоре узким местом стал интерфейс: для винчестеров пока еще и SATA300 остается решением «на вырост», а вот SSD не хватает даже SATA600. Для решения проблемы многие производители начали осваивать подключение накопителей непосредственно к шине PCIe, первое время старательно эмулируя «традиционные» дисковые устройства на программном уровне. Это, впрочем, не мешает получившимся накопителям демонстрировать высокую производительность, просто потому, что, во-первых, SSD по-определению быстрее «механики», а во-вторых, в плане пропускной способности несколько линий PCIe однозначно превосходят SATA как их не используй. Однако нужна ли массиву ячеек памяти способность «прикидываться» априори медлительным блочным устройством, типа винчестера или и вовсе накопителя на оптических дисках? Очевидно, что производительности промежуточные уровни иерархии не добавляют: чем прямее путь, тем выше скорости. Конечно,  с точки зрения совместимости «стандартные» интерфейсы предпочтительны. Но ведь PCIe изначально эту самую совместимость ограничивает, так что как только речь зашла о его использовании, производители сразу же задумались и о соответствующей программной прослойке: чтоб в ней не было ничего лишнего для SSD, зато учитывались все их особенности. Так появился интерфейс NVMe: Non-Volatile Memory Express. Использует его пока небольшое количество устройств, но тем интереснее каждое. В частности, Intel 750.

Внешне накопитель выглядит как законченное решение, в отличие от многих других конкурирующих накопителей с интерфейсом PCIe, представляющих собой карту формата M.2 в комплекте с адаптером-переходником. В этом нет ничего удивительного – компания не ориентировала накопитель на рынок портативных компьютеров, да и его внутреннее устройство слишком сложно для получения компактных конечных размеров. Приобрести его можно либо в виде низкопрофильной платы под PCIe x4, либо в формате SFF-8639, напоминающем ноутбучные винчестеры на пластинах, диаметром 2,5 дюйма (но толщиной 15 мм), обычно используемом в корпоративном окружении.

Впрочем, внешность не единственное, что роднит устройство с корпоративным семейством: в SSD 750 используется тот же контроллер Intel CH29AE41AB0, что и в твердотельных накопителях серии P3000, предназначенной для серверов. Но не стоит считать, что эти устройства одинаковы – 750 использует абсолютно другие прошивки, оптимизированные как раз для пользовательских нагрузок, что позволяет получать максимальную производительность именно в настольных компьютерах и рабочих станциях.

Для достижения ее используется и наиболее современный на данный момент стандарт PCIe 3.0. Заметим, что устройство работает и в слотах PCIe 2.0, причем не только поддерживаемых процессорами, но и реализованными при помощи чипсета, однако устанавливать его туда крайне не рекомендуется, поскольку производительность может оказаться более низкой, чем у более дешевых SSD, поддерживающих AHCI-протокол. Это объяснимо – главным преимуществом интерфейса NVMe является уменьшение задержек при выполнении команд, а достичь этого тем проще, чем ближе накопитель к процессору. Таким образом, наиболее оправдано его применение на платформе LGA2011-3, где как раз и процессоры мощные благодаря наличию большого количества вычислительных ядер, и слотов PCIe достаточно. В обычных же настольных компьютерах для полноценной реализации всех возможностей SSD 750 потребуется немного «ограничить» видеокарту, поскольку они поддерживают лишь 16 линий PCIe 3.0, зачастую отданных единственному слоту.

Стоит отметить, что подобно процессорам для упомянутой платформы, SSD 750 отличается не только вычислительной, но и немалой тепловой мощностью. В результате радиатор здесь далеко не декоративный элемент (к чему нас приучили многие производители), а вполне востребованный компонент, поскольку уровень энергопотребления этих устройств при записи данных лежит в диапазоне от 12 до 22 Вт для младшей и старшей модели соответственно. Чтение, разумеется экономичнее и ограничивается 10 Вт, но и это не так уж мало. Для сравнения – даже многие винчестеры для ноутбуков укладываются в пять Ватт, т.е. такой твердотельный накопитель в разы прожорливее. Массовые же SSD в настоящее время и вовсе уже нередко потребляют  десятые доли Ватта, так что разрыв с ними еще больше. Однако, как уже было сказано выше, использование SSD 750 в портативных компьютерах не предполагается – это накопитель очень высокой производительности, так что достаточно и того, что он обходится без дополнительных разъемов питания, получая его только со слота PCIe (который по спецификациям способен выдавать до 25 Вт). Но при таких тепловых мощностях охлаждение уже строго обязательно.

Что мы видим под радиатором? Собственно контроллер, гигабайт кэш-памяти и много-много микросхем флэш-памяти. Связано это с тем, что CH29AE41AB0 поддерживает восемнадцать каналов для подключения флэша, в то время, как «бытовые» контроллеры ограничиваются восемью, а то и четырьмя. Высокий параллелизм – еще одна причина высокой производительности, но есть у него и недостатки: даже младшая версия 750, имеет емкость 400 ГБ: меньше уже не имеет смысла, поскольку будет медленно из-за частичного заполнения каналов контроллера. Но даже она не позволяет контроллеру раскрыться в полную силу, так что рекордные характеристики быстродействия имеет старший накопитель, в котором установлено 32 микросхемы флэш-памяти, общим объемом в 1,2 ТБ, что не так давно считалось хороших значением даже для винчестеров. К сожалению, дешево это стоить не может, поскольку для увеличения производительности компании также приходится использовать флэш с кристаллами по 64 Гбит, изготовленными по нормам 20 нм – он быстрее, но заметно дороже, чем 16 нм микросхемы с кристаллами по 128 Гбит, применяемые в массовых моделях.

Конкурентом таковых устройство не является еще и по той причине, что не у всякого пользователя найдутся приложения, способные заставить накопитель «выложиться» на полную. Да, разумеется, высокие скорости последовательных операций заметят все, но они ныне достижимы и более дешевыми устройствами, а вот действительно тяжелые нагрузки встречаются не всегда и не у всех.

В частности, несложно заметить, что с точки зрения бенчмарков высокого уровня, оценивающих быстродействие накопителя с точки зрения задач обычного пользователя, Intel 750 лишь незначительно быстрее, нежели более дешевый накопитель Kingston (еще и имеющий меньше потенциальных проблем с совместимостью благодаря использованию протокола AHCI).

Зато если речь идет об одновременном чтении и записи больших объемов данных, разница между накопителями становится очень заметной. Особенно если удается обеспечить Intel 750 те условия, на которые он и рассчитан – слот PCIe 3.0, непосредственно подключенный к центральном процессору: в этом случае даже в режиме случайных обращений он работает быстрее, нежели взятый нами для сравнения накопитель при последовательном доступе к данных. Использование же PCIe 2.0 сильно снижает результаты, о чем выше уже было сказано, тем не менее позволяя SSD все равно оставаться одним из самых быстрых устройств для решения задач такого рода.

В общем и целом, как уже было отмечено выше, в первую очередь это не накопитель для ноутбука (куда его просто не удастся установить) и даже не для обычного настольного компьютера (где вполне возможно применение более дешевых накопителей без заметной на глаз разницы в производительности). Intel SSD 750 – устройство для бескомпромиссных пользователей, занимающихся настолько серьезными задачами, что их решение нельзя доверить неэкстремальной системе. Причем речь может идти не только о рабочих станциях, но и небольшом сервере: как мы уже сказали, Intel 750 является ближайшим родственником корпоративных моделей P3000, но стоит существенно дешевле последних. Впрочем, имеет и меньшее время наработки на отказ, так что его применение в корпоративном сервере высокого уровня рекомендовать сложно. А вот для небольшой компании, тем не менее нуждающейся в быстром сервере приложений, использовать какой-нибудь DC P3700 сродни стрельбе из пушки по воробьям: избыточен и слишком дорог. Втрое более дешевый Intel 750 (что позволяет например получить за одинаковую сумму 1,2 ТБ «дискового» пространства вместо 400 ГБ), тем не менее рассчитанный на запись до 70 ГБ данных в день и поставляемый с той же пятилетней гарантией для этих целей подходит намного лучше.