Настал черед самой продвинутой модели накопителя от Western Digital – WD Black PCIe SSD в версии 256 ГБ (WD Black SSD 256GB M. 2 2280 PCI Express 3.0 TLC, индекс модели – WDS256G1X0C). Среди всей «цветовой» гаммы SSD-дисков производства Western Digital – это самый быстрый и самый дорогой диск.
В отличие от серий Green и Blue, использующих технологию подключения SATA rev 3.0, Black-серии применяется интерфейс NVM Express (NVMe), специально разработанный для твердотельных накопителей, подключенных по шине PCI Express. Основное преимущество NVMe – незначительные задержки и обеспечения параллельного доступа к SSD-диску с учетом настроек современных платформ, которые используют многоядерные процессоры.
WD Black PCIe: что внутри
Накопитель WD Black PCIe выполнен в форм-факторе M. 2-2280. Все компоненты размещены на одной стороне, с тыльной стороны какие-либо компоненты отсутствуют. Для хранения данных используется 15-нанометровая память TLC-NAND производства SanDisk, записью и считыванием информации управляет контроллер Marvell 88SS1093, созданный для работы с PCI-E 3.0 и NVMe. Среди его особенностей: новая версия фирменной технологии коррекции ошибок NANDEdge LDPC (low-density parity check) и поддержка до 2 ТБ 15-нанометровой флэш-памяти TLC/MLC/SLC NAND и 3D NAND. В конфигурацию контроллера входит 3-ядерный процессор, выпускаемый по 28-нанометровому техпроцессу CMOS. Небольшой размер и теплоотдача позволяют использовать Marvell 88SS1093 в накопителях с форм-фактором M. 2.
TLC-память (Three Level Cell – трехуровневая ячейка), которая используется в WD Black PCIe – это високощільна флеш-память, способная хранить по три бита данных в каждой ячейке. TLC использует 8 отдельных значений напряжения для фиксации восьми логических состояний (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111). Отметим, что память TLC может работать и в режиме SLC, то есть в более простом, с технологической точки зрения, но не наоборот.
Поскольку флэш-память типа TLC намного медленнее, чем MLC или SLC, современные накопители на ее основе оснащают дополнительным буфером на базе скоростной SLC-памяти. В дисках WD для этого применяется технология SanDisk nCache 2.0. Это означает, что в каждом кристалле памяти некоторое число блоков работает в режиме SLC, поэтому данные, которые записываются, сначала попадают в скорую область памяти SLC, после чего перемещаются в массив TLC. В результате получается, что после заполнения буфера скорость записи падает с максимальных значений до более низких показателей, а после очистки буфера снова растет.
Тестирование
В качестве тестовой платформы мы использовали ноутбук Dell Latitude 7280 на базе процессора Intel i7-7660U, оснащен SSD-накопителем Toshiba THNSN5256GPUK NV 256 ГБ с интерфейсом NVM Express (NVMe) и 8ГБ оперативной памяти DDR4-2133. Поскольку ноутбук поддерживает только один накопитель, операционную систему было установлено прямо на тестовый диск. В связи с этим не удалось выполнить некоторые тесты, которые требуют записи на диск.
SSD-диск WD Black PCIe в ноутбуке Dell Latitude 7280
Следует заметить, что NVMe-диски при работе с ОС требуют специальных драйверов. Если разработчик не создал драйвер для своего диска – то некоторые операционные системы просто не смогут работать с таким диском. Например, это касается Windows 7, для этой системы нужен специальный драйвер, которого WD не предоставляет. Но системы Windows 8.1 и 10 должны поддерживать такой диск и без специального фирменного драйвера. Впрочем, так бывает не всегда. Например, тестовый Dell Latitude 7280 «увидел» NVMe-диск Sandisk только после установки именно адаптированной версии Windows 10, которая служит специально для восстановления ноутбуков Dell и которая была загружена с сайта компании.
Скорость чтения данных с диска WDC WDS256G1X0C, утилита HD Tune
| Скорость передачи данных минимум, МБ/с |
Скорость передачи данных максимум, МБ/с, | Скорость передачи данных средняя, МБ/с | Время доступа, мс | |
| WDC WDS256G1X0C, 256 ГБ |
||||
| Тест №1 | 98,6 | 733,1 | 557,5 | 0,051 |
| Тест №2 | 98,6 | 720,2 | 556,5 | 0,045 |
| Тест №3 | 88,5 | 674,7 | 528,1 | 0,050 |
| THNSN5256GPUK NV, 256 ГБ | ||||
| Тест №1 | 128,7 | 575,1 | 448,6 | 0,17 |
| Тест №2 | 128,6 | 630,4 | 441,7 | 0,201 |
| Тест №3 | 127,2 | 758,8 | 437,0 | 0,190 |
| Тест №4 | 128,8 | 648,2 | 450,9 | 0,128 |
Табл.1. Скорость считывания информации, полученная с помощью утилиты HD Tune. Представлены результаты тестирования для SSD-дисков WDC WDS256G1X0C и Toshiba THNSN5256GPUKNV, 256 ГБ.
Утилита AS SSD Benchmark. Указанные результаты тестирования в следующих режимах: последовательное чтение/запись; случайная запись/чтение в блоках по 4К; то же самое, но с глубиной очереди 64; время доступа в мс
| Read | Write | Read | Write | |
| Модель | WDC WDS256G1X0C, 256 Гбайт | THNSN5256GPUK NV, 256 Гбайт | ||
| Seq MB/s | 1247,11 | 72,23 | 1283,8 | 47,15 |
| 4K, MB/s | 36,30 | 5,69 | 13,71 | 1,69 |
| 4K-64 Thrd, MB/s | 311,38 | 9,05 | 112,63 | 2,08 |
| Acc.Time, ms | 0,041 | 0,89 | 0,065 | 2,384 |
Табл. 2. Тестирование с помощью утилиты AS SSD Benchmark. Для сравнения указаны результаты SSD-дисков WDC WDS256G1X0C, 256 ГБ и Toshiba THNSN5256GPUKNV, 256 ГБ.
Результаты тестирования скорости чтения/записи WD Black PCIe с помощью CrystalDiskMark
CrystalDiskMark – известная программа для тестирования скорости чтения/записи накопителей. Выполняет тестирование в 4 режимах:
- Sec Q32T1 — тестирования последовательного чтения и записи данных при глубине очереди 32;
- 4K Q32T1 – тест случайной записи/чтения (размер блока = 4 КБ, глубина очереди = 32);
- Seq тест последовательной записи/чтения (размер блока = 1024 КБ);
- 4K – тест случайной записи/чтения (размер блока = 4 КБ);
| Read | Write | Read | Write | |
| Модель | WDC WDS256G1X0C, 256 Гбайт | THNSN5256GPUK NV, 256 Гбайт | ||
| Seq MB/s | 1545 | 708,1 | 1582 | 823,3 |
| 4K, MB/s | 671,6 | 526,1 | 586,7 | 371,7 |
| 4K-64 Thrd, MB/s | 1085 | 700,2 | 1102 | 801 |
| Acc.Time, ms | 39,95 | 128,9 | 14,28 | 75,73 |
Табл. 3. Утилита CrystalDiskMark. Для сравнения указаны результаты тестирования SSD-дисков WDC WDS256G1X0C, 256 ГБ и Toshiba THNSN5256GPUKNV, 256 ГБ.
AJA System Test эмулирует запись и чтение видеофайлов на жесткий диск и с него отображает результаты с использованием скорости передачи данных или частоты кадров. Отдельно можно задавать размер тестового файла, в данном случае – 1 ГБ
| Размер тестового файла | Read, МБ/с |
Write,МБ/с |
| 256 МБ | 1280 | 608 |
| 1 ГБ | 576 | 1333 |
| 4 ГБ | 1005 | 271 |
| 16 ГБ | 208 | 1031 |
Табл. 4. Измерение производительности WDC WDS256G1X0C с помощью утилиты AJA System Test: результаты для тестовых файлов 256 МБ, 1 ГБ, 4 ГБ и 16 ГБ.
Резюме
Основное преимущество и технологическое отличие WD Black PCIe SSD – подключение через высокоскоростную шину PCI Express вместо традиционной SATA 3, предназначенной больше для механических жестких дисков. Благодаря этому производительность устройства намного выше в сравнении с аналогичными устройствами WD на базе SATA 3, по некоторым тестам средняя скорость считывания почти в 3 раза выше, а записи – в 1,5-2 раза. В то же время низкая скорость TLC-памяти не позволяет полностью использовать преимущества интерфейса NVM Express. Поэтому WD Black PCIe не может соперничать с моделями на базе MLC NAND с поддержкой протокола NVMe.
Стоимость WD Black PCIe SSD составляет 3,5 тыс. грн, в то время как стоимость WD Blue – 2,7 тыс. грн. Разница – почти 30%, тогда как по скорости WD Black PCIe SSD значительно опережает диски WD с SATA-интерфейсом. Что касается устройств MLC NAND, то их стоимость на 25-30% выше от WD Black PCIe SSD, но и их производительность больше примерно на 25%.
Следует отметить, что использование интерфейса NVM Express устанавливает определенные ограничения для настройки операционной системы. Так, вендор не выпустил драйвер под Windows 7, который бы позволил установить эту систему на WD Black PCIe SSD. На сайте WD указано, что для систем Windows 8.1 и 10 драйвер не нужен, впрочем, как показал опыт, не каждый дистрибутив Windows 10 способен работать с дисками PCIe SSD.
Технические характеристики WD Black SSD 256GB M. 2 2280 PCI Express 3.0 TLC (WDS256G1X0C)
- Объем: 256 ГБ
- Скорость считывания: до 2050 МБ/с
- Скорость записи: до 700 МБ/с
- Энергопотребление: среднее – 0.135 Вт
- Время наработки на отказ: 1 750 000 часов
- Износостойкость (TBW): 80 ТБ перезаписи
- Потребляемая мощность: 135 мВт
- Пиковое энергопотребление: 2,5 A
- Напряжение: 3,3 В
- Форм-фактор: M. 2
- Устойчивость к ударным нагрузкам: 1500 G (при длине полуволны 0.5 мс)
- Тип памяти: TLC
- Рабочая температура: 0°C to 70°C
- Интерфейс: PCIe Gen3, 8 ГБ/с
- Тип накопителя: внутренний
- Габариты (Ш х Г х В): 80 x 22 x 2.23 мм
- Вес: 7,2 г
- Гарантия: 60 месяцев
