Производительность WD Green после апгрейда

13 Июн 2018

Производительность WD Green после апгрейда

Обновление микропрограмм, ответственных за работу твердотельного накопителя Western Digital Green PC SSD, должно дать ответ, как из­ме­ни­лись параметры устройства, и в первую очередь — насколько улуч­ши­лась за­пись на диск? Не секрет, что ради этого и за­те­ва­лась дол­го­ждан­ная про­це­ду­ра апгрейда. Постараемся оценить быстродействие SSD с прошивкой UE450000, привлекая к этому как известные про­г­рам­мные продукты, так и собственное Java-при­ло­же­ние, с помощью ко­то­ро­го вы­пол­ня­лось кросс-платформенное тестирование старшей модели твер­до­тель­ных дис­ков — WD Blue PC SSD.

AS SSD, как показатель

Сложилась хорошая традиция предварительного тестирования твердотельных накопителей с помощью утилиты AS SSD. Не исключение и «зеленый» SSD SATA-диск от Western. Первые результаты, полученные на платформе ASUS Prime B360-Plus, оснащенной процессором Intel Core i5-8400 c оперативной памятью объемом 16 ГБ, таковы:

Результаты измерений производительности WD Green PC с помощью утилиты AS SSD. Кэширование записи в диспетчере устройств включено

Не забывая о том, что прошивка уже обновлена (левый верхний угол скриншота), а драйверная под­держ­ка AHCI-контроллера уже загружена, отметим весьма достойные показатели WDS120G2G0A-00JH30 в последовательных опе­ра­ци­ях чтения и записи. Если сравнивать его с SSD-диском Intel SSDSC2BB120G6 двухлетней давности, налицо за­мет­ный про­гресс. Конечно, по всем прочим параметрам WD заметно уступает конкуренту. Ничего другого мы и не ожидали, так как NAND-архитектура, маркетинговая ниша и цена у этих устройств абсолютно разные.

Для понимания процессов, сопровождающих обмен данными с SSD-накопителем в среде операционной системы Windows 10, проведем незамысловатый эксперимент: отключим в Диспетчере устройств кэширование записи:

Что показывает AS SSD, если эширование записи в диспетчере устройств WD Green PC отключено?

Отключение кэширования прогнозированно сказалось на операциях записи, но мало затронуло скорость чтения (минус ~4%). Важный момент: пользователь, столкнувшись с аналогичной ситуацией на своей платформе, должен убедиться — установки программного обеспечения не стали причиной медленной работы устройства.

К вопросу о скорости чтения

Оценим потребительские качества WD Green PC SSD с помощью Java-приложения NIOBench, задействтвовав по очереди два сце­на­рия: вначале — Unbuffered Native, игнорирующий преимущества кэширующих алгоритмов опе­ра­ци­он­ной системы, а затем Asynchronous — сценарий, опирающийся на высокоуровневые механизмы ОС.

Java-приложение NIOBench, используя сценарий Unbuffered native, дает медианные значения для чтения, записи и копирования в 507, 235 и 154 MBPS Java-приложение NIOBench, используя сценарий Asynchronous, дает медианные значения для чтения, записи и копирования в 441, 58 и 60 MBPS

Измеренная в сценарии Unbuffered Native скорость чтения (Read — синяя линия) близка к те­о­ре­ти­че­ским воз­мож­нос­тям интерфейса SATA 3.0, которым оборудована тестовая платформа ASUS Prime B360-Plus. Лимит для него — 600 MBPS. Как из­вест­но, скорость чтения запоминающих элементов NAND достаточно высока, поэтому про­из­во­ди­тель­ность чтения здесь и ограничена возможностями SATA-интерфейса.

Диаграмма результатов NIOBench в сценарии Unbuffered native для серии из 50 измерений производительности твердотельного диска WD Green PC SSD

Заметим, такая же тенденция имеет место и в экспериментах с контроллером SATA 2.0. При теоретическом лимите 300 MBPS, измеренная скорость чтения не поднимается выше 260 MBPS. В грубых прикидках накладные расходы при передаче составляют чуть менее 20% ширины канала.

Секрет фирмы — запись на SSD

Эксперимент, который мы провели, манипулируя чек-боксом в Диспетчере устройств, дает основание считать — достойная, как для рассматриваемой категории бюджетных устройств, скорость записи (Write — красная линия) обусловлена кэширующими механизмами операционной системы. Причем, в данном случае речь о специфической поддержке SSD-накопителя низкоуровневым драйвером.

Почему специфической? Потому что у WD Green PC SSD нет встроенного буфера, необходимого для мас­си­ро­ван­ной выгрузки оттуда данных в оперативную память платформы (или для массированную передачу туда данных для записи в NAND-ячейки). О таких устройствах говорят, что они DRAM Less и низкоуровневым драйверам, ог­ра­ни­чен­ным в ресурсах, приходится буквально в «игольное ушко» проталкивать данные на запись.

Без кэ­ши­ро­ва­ния записи результаты были бы плачевны, как это мы видим во втором тесте AS SSD. Логично пред­по­ло­жить, что эта процедура выполняется низкоуровневым драйвером, иначе ат­ри­бу­ты FILE_­FLAG_­NO_­BUF­FER­ING, FILE_­FLAG_­WRITE_­THROUGH, используемые утилитой NIO­Bench в Un­buff­er­ed native, отменили бы ее.

Если наша гипотеза верна и разработчики действительно попытались минимизировать недостатки DRAM Less ар­хи­тек­ту­ры программным методом, то у них это получилось. Копирование (Copy — зеленая линия), тре­бу­ет чте­ния файла-источника и записи в файл-получатель, поэтому скорость этой операции ожидаемо низкая. Чудес, свя­зан­ных с «дуплексной производительностью» от SATA-интерфейса ожидать не приходится.

И в заключение — об асинхронном сценарии

Как видим, результаты асинхронного сценария, использующего высокоуровневые механизмы ОС и виртуальной машины Java, значительно скромнее. На первый взгляд, — как будто отключены и отложенная запись, и уп­ре­ж­да­ю­щее чтение, хотя на самом деле это совсем не так.

Несмотря на то, что WD Green PC SSD никак нельзя назвать экстремально производительным, усложнение про­грам­мно­го стека, обусловленное применением высокоуровневых Java-абстракций, и, как следствие, изменения в последовательности операций доступа к устройству, стали для него ог­ра­ни­чи­ва­ю­щим фактором. Преодолеть ба­рь­е­ры такого рода очень просто — у Western Digital есть устройства с другим «бо­е­вым раскрасом». И мы уже зна­ем с ка­ким: WD Blue PC SSD будет значительно лучше. Но и дороже.