Производительность накопителя NVMe SSD: Intel Z370 vs. AMD X470

     Сегодня мы рассмотрим производительность быстрой подсистемы хранения данных с точки зрения ее совместной работы с популярными чипсетами AMD и Intel для настольных ПК. Для сравнительного анализа мы взяли самый новый и лучший SSD от ADATA – модель XPG SX8200 емкостью 960 ГБ. Диск SX8200 – это NVMe SSD с сумасшедшими характеристиками: скорость последовательного чтения и записи составляет соответственно 3,2 и 1,7 ГБ/с. Поскольку это очень быстрый NVMe SSD, который к тому же продается по привлекательной цене, сегодня он является одним из наиболее популярных у энтузиастов дисковых накопителей, и поэтому мы выбрали его для сравнения чипсетов AMD X470 и Intel Z370 в части обеспечения ими производительности накопителя.



     Выпущенная всего несколько месяцев назад, серия SSD SX8200 оснащена новейшими контроллерами Silicon Motion SM2262, поддерживает восьмиканальную память NAND, четырехъядерные процессоры ARM Cortex-R5, интерфейс NVMe 1.3, код LDPC ECC, массивы RAID и многое другое.



     К контроллеру подключаются четыре чипа 64-слойной памяти 3D TLC NAND от Micron, а также два чипа DRAM Nanya DDR3, которые выполняют функции быстрого буфера. Как и большинство NVMe SSD, модели серии SX8200 выпускаются в форм-факторе M.2 2280 и для достижения максимальной производительности используют преимущества интерфейса PCIe 3.0 x4. В серии представлены диски емкостью 240, 480 и 960 ГБ, и, как мы уже упомянули, их цена выглядит очень даже конкурентоспособной: модели с максимальной емкостью уступают только аналогам от HP ($350 за 960 ГБ у SX8200 против $300 за 1 ТБ у HP EX920), а если вы интересуетесь дисками меньшей емкости, то здесь ADATA предлагает более выгодный вариант ($90 за 240 ГБ у SX8200 против $110 за ту же емкость у HP EX920). ADATA также предлагает 5-летний срок гарантии и солидный ресурс: 160 терабайт записи (TBW) для базовой модели емкостью 240 ГБ, 320 TBW для емкости 480 ГБ и целых 640 TBW для модели 960 ГБ, с которой мы и будем работать.

Тестовое «железо»

     Для тестирования платформы Intel Z370 мы взяли материнскую плату Asrock Z370 Taichi, оснащенную тремя слотами M.2, которые, как и на большинстве плат Z370, подключаются к чипсету. В принципе, чипсет Z370 поддерживает до 30 высокоскоростных дорожек ввода/вывода, и шесть из них предназначены для портов USB 3.0, а остальные 24 дорожки распределяются между интерфейсами PCIe, SATA и USB 3.0. Плата Taichi имеет 34 линии, которые являются разделяемыми, поэтому, если вы вдруг задействуете все слоты M.2, то половина портов SATA будет выключена.



     Три слота PCIe 3.0 x16 на плате Z370 Taichi подключаются непосредственно к процессору, и, следовательно, не делят канал пропускания ни с одним из слотов M.2. Для платформы Z370 это не является большой проблемой, поскольку чипсет Z370 подключается к CPU через шину DMI 3.0 с пропускной способностью 3,93 ГБ/с. Для сравнения – чипсет более низкого уровня H310, использующий более старую версию подключения DMI 2.0, ограничивается пропускной способностью 2,0 ГБ/с.



     И это может стать проблемой для высокоскоростных NVMe SSD, поскольку может значительно снизить их производительность. Поэтому владельцам NVMe SSD нужно внимательно смотреть, куда они подключают свои диски.

     Даже на сравнительно новых материнских платах AMD X470 чипсет X470 предлагает только линии PCIe 2.0, поэтому там возникают те же проблемы с ограничением пропускной способности, что и на платформе Intel H310. Плата Asrock X470 Taichi, которую мы выбрали для данного тестирования, имеет два слота M.2. Верхний слот, обозначаемый как M2 1, подключается непосредственно к CPU, и, следовательно, использует соединение PCIe 3.0 x4. Второй слот, обозначаемый M2 2, подключается к чипсету и поэтому ограничивается пропускной способностью PCIe 2.0 x4.

     Насколько сильно это влияет на производительность единичного NVMe SSD, в частности – ADATA SX8200? Давайте выясним.

Бенчмарки

     Прежде всего мы проверили характеристики последовательного чтения и записи в тесте AS SSD Benchmark. Этот тест бросает SSD-накопителям определенный вызов, поскольку работает только с несжимаемыми данными, поэтому его часто рассматривают в качестве модели наихудшего сценария. В то время как в других бенчмарках скорость последовательного чтения может достигать 3-3,2 ГБ/с, здесь мы ограничиваемся значением 2,7 ГБ/с, и, по общему мнению, для данного теста этот результат является еще очень быстрым.

     Скорость записи соответствует той, которую можно ожидать исходя из спецификаций SX8200, то есть чуть ниже 1,7 ГБ/с. И вот, хотя платформы Z370 и X470 выдают очень близкие результаты с соединением PCIe 3.0 x4, мы видим, что при подключении SSD через чипсет на плате X470 его производительность строго ограничена меньшей пропускной способностью. Скорость при чтении снижается на 50%, при записи – почти на 20%.



     Здесь мы видим, что, поскольку производительность при чтении и записи четырехкилобайтного файла и так намного меньше, влияние ограничения пропускной способности на платформе X470 не так заметно. И все-таки мы наблюдаем уменьшение скорости записи на 13%.

     Далее было произведено 64 одновременных запроса четырех килобайт данных, хотя это скорее серверная нагрузка – при обычных пользовательских действиях производится, как правило, не более нескольких одновременных запросов.



     Все-таки это лучший тест для определения максимальной производительности SSD при четырехкилобайтном случайном чтении и записи. Здесь мы видим, что при подключении SSD к чипсету X470 скорость записи снижается почти на 30%.



     Заодно посмотрим на время доступа, которое чем меньше, тем лучше. Здесь при подключении SSD непосредственно к CPU платформа Ryzen имеет некоторое преимущество, позволяющее немного снизить величину времени доступа при чтении.



     Следующий пункт – тест ISO, показывающий производительность при копировании файлов на диск. Здесь при подключении SSD к CPU система Ryzen оказалась чуточку быстрее системы Core i7, однако при подключении SSD к чипсету его производительность на платформе X470 снизилась почти на 25% – пропускная способность ограничивается значением 1,4 ГБ/с.



     Тест на копирование программ отличается большим количеством мелких несжимаемых файлов, и в результате скорость передачи данных значительно снижается. На этот раз мы видим на платформе Ryzen только 10%-е снижение пропускной способности при подключении SSD через чипсет, хотя это все-таки тоже достаточно много.



     Следующим стал тест на копирование игр, который отличается смешанным файловым составом: файлы маленькие и большие, сжимаемые и несжимаемые. В этот раз при подключении SSD через чипсет мы видим снижение пропускной способности системы Ryzen на 13%. Также стоит заметить, что даже при оптимальном подключении SSD – непосредственно к CPU – платформа Ryzen работает все-таки на 8% медленнее, чем платформа Intel Z370 с процессором Core i7 8700K.



     Тест ATTO Disk Benchmark работает со сжимаемыми данными, поэтому здесь мы видим максимальную скорость последовательного чтения – около 3 ГБ/с. Начиная с размера файлов 128 КБ производительность обеих систем – и Ryzen, и Core i7 – оставалась практически на одном и том же уровне, причем при подключении SSD непосредственно к CPU система Ryzen мало чем уступала системе Core i7.



     При чтении файлов размером до 128 КБ система Ryzen была на 20% медленнее Core i7 – это довольно заметная разница. И конечно, она снова была намного медленнее при подключении SSD через чипсет, особенно при работе с файлами больших размеров.

Заключение

     Таким образом, если использовать типичный современный высокоскоростной NVMe SSD с материнской платой AM4, то при подключении его не к тому слоту M.2 в худшем случае можно получить сниженную почти в два раза скорость чтения. В большинстве случаев производительность снижается как минимум на 10%, и довольно часто – на 20%.

     Сказать по правде, такого рода снижение производительности можно и не заметить при повседневном использовании диска, включая гейминг и загрузку игр, поэтому для большинства пользователей это не станет серьезной проблемой. И все-таки, если вы заплатили приличные деньги за номинально заявленную высокую скорость чтения и записи, то стоит убедиться в том, что вы подключаете диск к нужному слоту. В этом вам могут помочь производители материнских плат, которые указывают в документации пропускную способность слотов M.2, поэтому сверьтесь с мануалом и убедитесь в том, что правильно используете все положенные вам гигабайты.

     Для пользователей платформы Intel дело обстоит немного проще, поскольку здесь подключение через чипсет обладает полной пропускной способностью и замедление работы SSD по сравнению с подключением непосредственно к CPU минимально.

     Что касается диска ADATA XPG SX8200, то это очень хороший недорогой NVMe SSD (особенно выгодно приобретать модели емкостью 240 и 480 ГБ). В следующий раз мы попробуем провести аналогичное исследование с дисковым массивом RAID, для чего нам потребуется второй экземпляр SSD. На этих платформах оно, без сомнения, даст интересные результаты.