8 января 2018
СтатьяДругое

В начале двухтысячных годов, когда только появились первые SSD, все обозреватели принялись хоронить традиционные жесткие диски. Ничего, что умещалось на тех SSD от силы 32 гигабайта данных, надежность была ниже плинтуса, а стоили они при этом 650-700 долларов, как целый ноутбук. Все компенсировал пользовательский опыт. Компьютер с SSD отзывался на действия пользователя настолько быстрее собрата, использующего обычный жесткий диск, даже самый быстрый, что крыть было нечем. На стороне традиционных хардов оставались большой объем и низкая цена гигабайта, однако будущее их все равно выглядело мрачновато.

История показала, что SSD и HDD благополучно дополняют друг друга. Для задач, требующих скорости, берем SSD. Нужно дешево хранить данные в огромных объемах – старые добрые харды вне конкуренции, хотя по скорости они отстают от SSD уже на порядок и больше. И вроде все устаканилось, проблема скорости решена, думать больше не надо. Но на самом деле у HDD и SSD есть одно общее слабое место. Рудимент, если хотите. Каким бы быстрым ни был SSD в последовательных операциях чтения данных, он очень жестко просаживается при чтении коротких файлов из разных «частей» накопителя.

То есть когда на упаковке SSD написано, что он может читать данные со скоростью полтора гигабайта в секунду, это про чтение последовательное. Взял большой файл – и стремительно прочитал! Спору нет, тоже замечательно и полезно, однако в реальной жизни и операционная система, и приложения просто обожают хаотично открывать тучу мелких файликов одновременно. Тем более, что разработка сейчас ведется по гибким методологиям, лучше всего описываемыми выражением «Ура-ура и в продакшн». Зачем что-то оптимизировать, давайте наделаем всяких костылей и заплаток. Работает – и ладно.

Так вот при чтении большого количества маленьких файлов скорость падает просто катастрофически. На порядок и больше. Например, заслуженно популярный SSD Samsung 950 Pro читает крупные файлы со скоростью 1.6 Гбайт в секунду, а мелочь россыпью – всего по 55 мегабайт. Почти в тридцать раз медленнее! О причинах этого феномена можно роман написать, но если вкратце – даже самые крутые SSD могут совершать весьма ограниченное количество операций ввода-вывода в секунду (их принято обозначать аббревиатурой IOPS). Пока нагрузка небольшая, скорость просто дивная. Но когда количество мелких задач вырастает – куда чего девается. Разумеется, по сравнению с обычным жестким диском все равно получается довольно быстро. Хотя чем дольше не переустанавливал систему, тем медленнее.

Такой провал в производительности долгое время считался неизбежным злом. Но вот у меня в руках устройство, исцеленное от детских болезней обычных SSD. Как ни пафосно звучит, но это новая эра в развитии твердотельных накопителей, где скорость очень велика и не зависит от конкретной задачи. Речь идет об Intel Optane SSD 900P. В данный момент в Россию прибыла первая оптовая партия, и скоро она должна перекочевать на магазинные прилавки. Как только это случится, буду брать такой SSD для своего домашнего компьютера.

Почему меня так зацепило? Сейчас объясню. Но начать стоит не с конкретной железки, а с технологии, которая дает ей интересные возможности.

Называется технология 3D XPoint. Это новый тип энергонезависимой памяти, где отсутствует привязка операций записи к страницам, а операций стирания – к блокам. Обращение к данным происходит на уровне отдельной ячейки памяти, что сильно уменьшает число побочных действий. Также отсутствует необходимость в операции стирания – можно записывать новые данные в ячейку сразу. Очень похоже на то, как компьютер работает со своей оперативной памятью. Это дает сразу три очень приятных побочных эффекта. Во-первых, уменьшается задержка доступа, также известная, как latency. Во-вторых, растет заветное число выполняемых операций ввода-вывода за секунду, именуемых IOPS. В-третьих, скорость записи фактически перестает отличаться от скорости чтения.

Ну и вишенка на торте — повышенная износостойкость по сравнению с традиционной флэш-памятью NAND. О причинах феномена нигде не пишут, но крестьянская смекалка подсказывает, что это связано в том числе с тем, что ячейки лишний раз не дергают операциями стирания данных.

3DXPoint – совместная разработка Intel и Micron, однако в линейке накопителей Optane Intel делает львиную долю работы: контроллер SSD, разводку текстолита, прошивку и т.д. Мой экземпляр Optane SSD 900P поддерживает интерфейс PCIe 3.0 и устанавливается в соответствующий разъем на материнской плате. Но есть версия с пока относительно экзотическим интерфейсом U.2, который может использовать до четырех линий PCIe 3.0 и, по всем признакам, в обозримом будущем станет стандартом для высокоскоростных накопителей.

Вы спросите – а почему же не сделали версию для SATA? Что за несправедливость? Тут все совсем просто. Пиковая пропускная способность SATA III составляет 600 мегабайт в секунду. На практике же можно выжать от силы 550 мегабайт, потому что кроме пользовательских данных гоняются еще и служебные. В изрядном количестве.

А у Intel Optane скоростные характеристики совсем другого накала. Сама Intel говорит, что скорость чтения составляет 2.5 гигабайта в секунду, а скорость записи 2 гигабайта в секунду. Однако этот редкий случай, когда производитель слегка приуменьшает показатели. Реальная скорость достигает 2.7 Гбайт/с при последовательном чтении и 2.2 Гбайт/с при последовательной же записи. Многое зависит от конкретного теста, но в среднем – вот так.

Тут можно расхохотаться и сообщить мне, что уже полно SSD с интерфейсом NVMe, где скорость сравнима, а в некоторых тестах даже выше. Да, разумеется. Но при чтении мелких файлов, где эти SSD еле-еле выжимают из себя по 50 мегабайт в секунду, Intel Optane SSD 900P выдает 400. ЧЕТЫРЕСТА. В среднем в восемь раз больше. Понимаете – не на десятки процентов прирост, не в два-три раза, а в восемь! И он, мягко говоря, ощущается. Пользовательский опыт меняется примерно так же, как когда-то он менялся при переходе с обычного харда на SSD. Только теперь за время, требующееся на открытие стартовой страницы тяжелого приложения, вроде Adobe Photoshop или Adobe InDesign со всеми плагинами (привет, мелкие файлы!), оно загружается полностью. Нажал – открылось. Ну и в процессе работы все тоже непривычно быстро. Нечто подобное я наблюдал во время экспериментов по эмуляции накопителя прямо в оперативной памяти. Но там все пропадало после перезагрузки, да и работало как-то странно. А здесь ничего настраивать не надо, мастерство пляски с бубном не требуется. Нажал – открылось. Очень круто. В играх там, где ты раньше замечал подгрузку текстур, теперь не замечаешь.

Для ценителей сухих цифр уточню, что в одном из самых суровых бенчмарков AS SSD при чтении файлов размеров 4 килобайта с глубиной очереди 64 (в реальной жизни такая нагрузка дома крайне редка, это уже серверные уровни) Intel Optane 900P выдает 619 000 IOPS. При записи — 499 000. Это, прямо скажем, могучий результат.

Мы уже несколько лет живем в странном мире, где параметры новых устройств улучшаются по сравнению с предшественниками, но почувствовать это почти невозможно. Особенно это касается накопителей: ну было 1.5 гигабайта в секунду, стало 1.8. Чувствуется это? Нет, не чувствуется. Не будешь же каждый день гонять бенчмарки, чтобы испытывать хотя бы моральное удовлетворение.

Intel Optane SSD 900P меняет именно пользовательский опыт. Радикально вырастает отзывчивость системы. И даже если в фоне читается/пишется что-то тяжелое, ты этого не замечаешь, потому что на производительности дисковой подсистемы это не сказывается.

Важный момент: все эти чудеса отзывчивости испытываешь, когда используешь Intel Optane в качестве системного диска. Поставить его в качестве просто еще одного диска никто не запрещает, но это довольно бессмысленное расточительство.

Да, и о главном, Федор. О цене. Когда видишь SSD с интерфейсом PCIe, сразу предчувствуешь, что тебя сейчас начнут раздевать. Да, по-настоящему быстрые SSD и сегодня стоят недешево. Например, популярный Plextor PX-256M8Se с заявленной скоростью чтения 2.4 Гбайт в секунду стоит примерно 200 долларов за 256-гигабайтную версию. И там стоит обычная флэш-память типа TLC, есть падение скорости при чтении мелких файлов – в общем, все, как обычно.

Передний радиатор просто так не снимешь: он посажен на термоклей для эффективного охлаждения контроллера

Младшая версия Intel Optane SSD 900P объемом 280 гигабайт стоит вдвое дороже, около 400 долларов. За 480 гигабайт попросят 600 долларов. Побухтеть, конечно, можно. Но если речь идет о сборке мощной системы для профессиональной работы с мультимедийным контентом или игр, разница в цене оказывается попросту незаметной. Ну серьезно, так ли уж критично, будет стоить компьютер 120 тысяч или 130? В крайнем случае можно сэкономить на чем-то другом. А вот ощущение от компьютера с Intel Optane будет другим. И ты себе за эту переплату скажешь «спасибо» не раз и не два. Ну или не себе.Передний радиатор просто так не снимешь: он посажен на термоклей для эффективного охлаждения контроллера

Как уже говорил выше, буду брать 280-гигабайтную версию сразу же после поступления в продажу. Я давно не видел таких резких и приятных изменений в домашней системе, и мне хочется вернуть это стремительное чувство. Головой понимаю, что и со «старым» SSD все работает очень недурно, но поделать ничего не могу.

Вас агитировать не стану, потому что, во-первых, SSD все же не предмет первой необходимости, а, во-вторых, по мере развития технологии 3D XPoint продукты на ней непременно должны подешеветь. Но если компьютер для вас немного больше, чем печатная машинка с телевизором, запомните эти странные слова – Optane и 3D XPoint. Однажды вы встретитесь.

Текст: Сергей ВИЛЬЯНОВ