Test dysków SSD NVMe

Serial ATA to interfejs, który jest wystarczajcy dla talerzowych dysków twardych. Jednak wraz z pojawieniem się coraz szybszych pamięci półprzewodnikowych, przepustowość SATA okazała się zdecydowanie za niska. To dlatego niemal każdy dysk SSD z interfejsem SATA osiąga szybkość odczytu i zapisu danych na poziomie 500–550 MB/s i nie ma szansy na więcej.

Rozwiązaniem jest komunikacja między dyskiem a płytą główną bezpośrednio przez PCI Express. Jedna linia magistrali PCIe 3.0 ma przepustowość około 1 GB/s. Dyski wykorzystują cztery takie linie, więc przepustowość sięga 4 GB/s.

Drugim ważnym elementem jest protokół komunikacyjny NVMe, czyli Non-Volatile Memory Express. Jak wskazuje nazwa, został on opracowany właśnie dla tzw. pamięci nieulotnych (stałych), do jakich należy flash. Podstawowe zalety to możliwość wykonywania operacji równoległych, opóźnienia rzędu mikrosekund, a także bezpośrednia komunikacja dysku z procesorem, bez pośrednictwa chipsetu (dotyczy to PCIe 3.0).

Te cechy powodują, że magistrala PCI Express z protokołem NVMe jest idealnym rozwiązaniem dla dysków półprzewodnikowych.

Nowoczesne dyski SSD mogą mieć dwie fizyczne formy: M.2 o szerokości 22 mm, a także postać kart rozszerzeń PCI Express w formacie HHHL. Złącze M.2 jest na niemal wszystkich współczesnych płytach głównych zaprojektowanych z myślą o procesorach AMD i Intela, a także w wielu laptopach. Kupując dysk, warto się upewnić, czy złącze M.2 na płycie jest zgodne ze standardem PCI Express 3.0 (jak współczesne dyski), czy jedynie z PCIe 2.0 albo nawet tylko z SATA (bez obsługi PCI Express oraz protokołu NVMe). W tym ostatnim przypadku może okazać się, że wydajny dysk w ogóle nie będzie współpracował z płytą główną.

Drugi rodzaj interfejsu to zwyky slot PCI Express – taki sam jak w przypadku kart graficznych. Różni się tym, że zamiast 8–16 linii wykorzystywane są tylko cztery. Dyski mają format kart HHHL, ale tak naprawdę zawsze jest to dysk M.2 umieszczony na laminacie tego formatu.

W przypadku zapisu danych na najtańszych dyskach NVMe osiągana jest taka sama lub nieco wyższa prędkość niż w SATA. Tani Intel 600p ma deklarowaną szybkość zapisu 450–560 MB/s (zależnie od pojemności), a WD Black – 700–800 MB/s. Podczas odczytu jest już znacznie lepiej – wymieniony Intel 600p osiąga szybkość 1800 MB/s (również zależnie od pojemności), a model Western Digital – 2050 MB/s.

Drugim istotnym parametrem jest szybkość wykonywania operacji losowych W przypadku dysków SSD z interfejsem SATA trudno pokonać barierę 100 tys. operacji na sekundę, w przypadku PCI Express takie osiągi mają najsłabsze dyski. Te najlepsze „wyciągają” 200–300 tysięcy.

Dyski SSD są małe, energooszczędne, odporne na wstrząsy i silne pole magnetyczne. Mają też zabezpieczenia termiczne, które obniżają ich wydajność, zabezpieczając przez przegrzaniem.

Parametrem określającym trwałość jest TBW, czyli Total Bytes Written. To informacja, ile danych można zapisać podczas eksploatacji dysku. Najniższa deklarowana wartość wynosi 80 TB. Biorąc pod uwagę pięcioletni okres gwarancyjny, w czasie jego eksploatacji można by zapisać codziennie 40 GB danych, co w zasadzie jest niemożliwe.

W naszym teście wzięło udział osiem modeli SSD – wszystkie z interfejsem M.2, pracujące na magistrali PCI Express 3.0 x4, korzystające z protokołu NVMe.

To najważniejszy parametr, który różnicuje dostępne dyski NVMe, a rozbieżności między poszczególnymi modelami są ogromne (patrz wykres powyżej).

Liderem od dłuższego czasu (PC Format 1/2017) jest Samsung SSD 960 Evo. Samsung jest jedynym producentem SSD, który wykorzystuje własne kontrolery Polaris (specjalizowany ARM), własne pamięci 3D V-NAND, pamięć LPDDR3 pełniąca rolę bufora, a także technologię Intelligent TurboWrite. Efekt działania tych elementów jest niesamowity: maksymalna zarejestrowana szybkość odczytu i zapisu to ponad 2,4/1,6 GB/s. Zmierzona szybkość wykonywania operacji losowych wynosi odpowiednio 324/346 tys. operacji na sekundę.

Choć wyniki testu dysków Samsunga nieco odbiegają od wartości podawanych przez producenta (zależą m.in. od platformy testowej), i tak konkurencja nie zagraża tym produktom w najmniejszym stopniu. A trzeba przy tym pamiętać, że nie są to najszybsze SSD od Samunga – w ofercie tej firmy jest jeszcze lepsza seria SSD 960 Pro.

Pozostałe dyski w teście mają różną budowę: najczęściej kontroler Silicon Motion SM2260 albo Marvell 88SS1093, pamięci MLC lub TLC różnych producentów, a także różne metody buforowania odczytu i zapisu – niekiedy służą do tego pamięci SLC. Jednak efekty są znacznie gorsze niż w przypadku Samsunga.

Dla niektórych użytkowników ważniejsza będzie opłacalność dysku, definiowana np. jako cena jednego gigabajta. Najniższa jest w przypadku Intela 600p o pojemności 512 GB i wynosi 1,7 zł za 1 GB. Wynika z tego, że dysk ma nieco wyższą pojemność, a także sporo niższą cenę niż Samsung. Jednak kupując dysk NVMe, raczej oczekujesz wysokich parametrów – warto więc dopłacić 250 zł i zdecydować się na lidera.

Naszą uwagę zwrócił również dysk Adata XPG SX7000, który przy pojemności 256 GB kosztuje około 450 zł. Jest to dysk wychodzący ze sprzedaży, już zastępowany serią SX8000 – trochę lepszą i dużo droższą.

Jeśli twoim priorytetem jest wydajność, najlepszym wyborem jest Samsung SSD 960 Evo, a nawet 960 Pro. Mniej wymagającym użytkownikom polecamy tańsze dyski Adata, Intela, Plextora czy WD o niższej pojemności, około 250 GB.

Opisy wybranych pamięci M.2

Samsung SSD 960 Evo nie należy do najszybszych dysków tego producenta, ale i tak pozostawia konkurencję daleko w tyle. Zawdzięcza to procesorowi Polaris, pamięciom 3D V-NAND, a także pamięci DDR3 pełniącej rolę bufora. Wszystkie te elementy pochodzą od Samsunga (dodatkowo firma opracowała własne sterowniki NVMe!). W teście ATTO dysk osiągnął wyniki zbliżone do wartości deklarowanych przez Samsunga: 3146 MB/s podczas odczytu i 1752 MB/s podczas zapisu. Szybkość losowych operacji zapisu i odczytu dochodziła do niemal 350 tys. operacji na sekundę. Jeśli więc potrzebujesz wydajnej pamięci, SSD 960 Evo będzie idealnym produktem.

Oto seria bardzo wydajnych dysków, wykorzystujących kontroler Marvell oraz pamięci Toshiba – takie połączenie pozwala uzyskać wydajność podczas odczytu/zapisu na poziomie 2450/1000 MB/s, co równiez potwierdzają wyniki uzyskane w naszym teście. Parametry są sporo niższe niż u Samsunga, za to pojemność jest nieco wyższa (512 GB zamiast 500 GB), cena trochę niższa, a relacja pojemości do ceny wygląda znacznie lepiej. Dodatkowo Plextor M8SeGN jest też dostępny w wersji 128 GB (Samsungi zaczynają się od 250 GB). Plusem Plextora jest też bogaty zestaw programów, w tym PlexTurbo do tworzenia wirtualnego dysk w pamięci RAM.

Ta seria dysków korzysta z zupełnie innych podzespołów niż wymienione obok: kontrolera Silicon Motion, pamięci Micron oraz bufora wykorzystującego pamięci DDR3 oraz NAND SLC. Teoretyczne parametry modelu są podobne do tych dysku Plextora, ale Adata otrzymała sporo niższą ocenę za wydajność. Warto dodać, że dyski sprzedawane jako XPG są dostępne także w innych seriach: starszej SX7000 (opisanej obok) i nowszej SX9000, a także z radiatorami (GAMIX). Do wszystkich producent dołącza użyteczne, realizujące wiele funkcji oprogramowanie SSD ToolBox.

Dyski Adata z serii XPG SX7000 obecnie należą do najtańszych dysków SSD NVMe, a wynika to z faktu, iż są w zasadzie wycofywane ze sprzedaży. Jednak dysk tego typu o pojemności 256 GB za 450 zł to wciąż niezła okazja dla osób, które potrzebują czegoś szybszego niż SATA. Oczywiście osiągi są niższe niż w przypadku nowszej serii SX8000 – dotyczy to zarówno parametrów deklarowanych przez producenta, jak i wartości uzyskanych w testach. Mimo to, po uwzględnieniu atrakcyjnej ceny, produkt otrzymał nasze wyróżnienie za najlepszą relację wydajności do ceny.