Что умеет быстрая microSD в PCIe-кардридере?

Для того чтобы ответить на этот вопрос нам по­на­до­бит­ся быст­рая micro­SD-карта GOOD­RAM и Zen­book от ASUS с ин­те­гри­ро­ван­ным кард­ри­де­ром, по­стро­ен­ным на конт­рол­ле­ре Real­tek RTS522A. Он на плат­фор­ме ASUS UX425J под­клю­чен к ши­не PCIe Gen2 со­е­ди­не­ни­ем x1, что обес­пе­чи­ва­ет пре­дель­ную ско­рость пе­ре­да­чи дан­ных в 500 MBPS.

Карта памяти GOODRAM в формате microSDHC с интерфейсом UHS-II соответствует требованиям Video Class V90. По за­яв­ле­нию Wilk Elektronik, ком­па­нии про­из­во­ди­те­ля, она га­ран­ти­ру­ет про­из­во­ди­тель­ность до 280 MBPS на чте­нии и до 240 MBPS на за­пи­си. GOODRAM IRP-M9BA-0320R11 — это одно из самых быст­рых устройств, со­здан­ных на твер­до­тель­ных элементах NAND в фор­ма­те Secure Digital Memory Card. Сле­ду­ю­щие по­ко­ле­ния карт памяти будут ис­поль­зо­вать формат CFexpress, что по­зв­олит носители, под­клю­чен­ные по PCIe, видеть в сис­те­ме как стан­дарт­ные NVMe-устройства.

Карта памяти GOODRAM в формате microSDHC с интерфейсом UHS-II соответствует требованиям Video Class V90, она гарантирует производительность до 280 MBPS на чтении и до 240 MBPS — на записи

 

Другими словами, GOODRAM IRDM PRO — своего рода прощание с USB-шиной и мост для более про­из­во­ди­тель­ных ре­ше­ний, ис­поль­зу­ю­щих все пре­и­му­ще­с­т­ва PCI Express. С прицелом на будущее но­ут­бук ASUS UX425J ос­на­щен имен­но PCIe-кард­ри­де­ром, что выгодно отличает его от пред­ы­ду­ще­го по­ко­ле­ния плат­форм, по­став­ля­е­мых под брен­дом Zen­­book. Впрочем, и IRDM — это тоже пре­ми­аль­ный бренд Wilk Elek­tro­nik. В итоге, у нас есть все ус­ло­вия для того, что­бы по­нять, что покажет быстрая microSD в PCIe-кард­ри­де­ре.

Zenbook UX425J как нельзя лучше под­хо­дит для тес­ти­ро­ва­ния карты памяти IRDM PRO еще и потому, что плат­фор­ма обо­ру­до­ва­на слотом microSDHC — необходимость в адаптере из комплекта по­став­ки от­па­да­ет. Но­ут­бук ос­на­щен про­дви­ну­тым мобильным 10-на­но­мет­ро­вым про­цес­со­ром Intel Quad­Core i7-1065G7, ма­нев­ри­ру­ю­щим так­то­вой час­то­той в пределах от 1,3 ГГц до 3,9 ГГц. Два ка­на­ла опе­ра­тив­ной памяти, со­став­лен­ных модулями Samsung K4­UBE3­D4­AA, в сумме дают 16 ги­га­байт и обес­пе­чи­ва­ют про­из­во­ди­тель­ность 4266 Mbps, вполне до­ста­точ­ную для на­ших за­дач.

Тестовой платформой для быстродействующей карты памяти IRDM PRO в формате microSDHC от GOODRAM станет Zenbook от ASUS с интегрированным кардридером, построенным на PCIe-контроллере Realtek RTS522A

 

Тестирование

Как сказано выше, Real­tek RTS522A ис­поль­зу­ет не са­мую про­из­во­ди­тель­ную версию PCIe-шины. Однако, ее про­пуск­ная спо­соб­ность покрывает все все воз­мож­но­с­ти GOODRAM IRP-M9BA-0320R11. К сожалению, кон­т­рол­лер RTS522A ли­шен ря­да фун­к­ций, по­зво­ля­ю­щих мак­си­маль­но ути­ли­зи­ро­вать ар­хи­тек­ту­ру PCI Ex­press. Единственно, что ему по плечу — кэ­ши­ро­вать чтение на уровне ASPI-ин­тер­фей­са. Кэ­ши­ро­ва­ние за­пи­си невоз­мож­но даже на уровне спе­ку­ля­тив­ных ме­ха­низ­мов самой ОС, поэтому их общую эф­фек­тив­ность мы оценим в пер­вую оче­редь.

В сценарии NIO Channels, когда задействованы все спекулятивные механизмы операционной системы, производительность в чтении microSDHC от GOODRAM составляет более 5100 MBPS, запись информации значительно отстает от заявленных характеристик, едва достигая в однопоточном режиме отметки в 70 MBPS

 

В качестве тестового сценария смо­де­ли­ру­ем ко­пи­ро­ва­ние ста фо­то­гра­фий в хо­ро­шем раз­ре­ше­нии с карты памяти на ноутбук. В сце­на­рии NIO Channels, когда за­дей­ст­во­ва­ны все спе­ку­ля­тив­ные ме­ха­низ­мы опе­ра­ци­он­ной сис­те­мы, micro­SDHC от GOOD­RAM на чте­нии превосходит даже самые смелые ожидания — ее про­из­во­ди­тель­ность здесь со­став­ля­ет более 5100 MBPS. Запись ин­фор­ма­ции зна­чи­тель­но отстает от за­яв­лен­ных ха­рак­те­рис­тик, едва до­сти­гая в од­но­по­точ­ном ре­жи­ме отметки в 70 MBPS.

Производительность microSDHC карты памяти GOODRAM IRP-M9BA-0320R11 в многопоточном режиме

 

Производительность карты памяти GOODRAM IRP-M9BA-0320R11 в мно­го­по­точ­ном режиме де­мон­ст­ри­ру­ет еще бо­ль­шу­ю за­ви­си­мость чтения от воз­мож­но­с­тей плат­фор­мы и ог­ра­ни­чен­ность записи, об­ус­лов­лен­ную при­ми­тив­ной про­г­рам­мной моделью PCIe-кон­т­рол­ле­ра Real­tek RTS522A. Интегральная (т.е. суммарная по всем потокам) оценка в двух­по­точ­ном режиме чтения превышает 8GPS, а в че­ты­рех­по­точ­ном — подбирается к 12 GBPS. «По­душ­кой без­о­пас­но­с­ти» в данном случае является ОЗУ, и мы отдаем себе отчет в этом.

Интегральная оценка записи приходит в ус­той­чи­вое рав­но­ве­сие, и вне за­ви­си­мо­с­ти от количества потоков ее про­из­во­ди­тель­ность асим­п­то­ти­че­ски при­бли­жа­ет­ся к 16 MBPS, что более, чем в четыре раза хуже од­но­по­точ­ных по­ка­за­те­лей. Но от IRDM PRO здесь уже ничего не зависит, возможности RTS522A в муль­ти­по­точ­ном ре­жи­ме ис­чер­па­ны. Кроме про­че­го, тяжелым бременем на запись в microSDHC ложатся накладные расходы тес­то­во­го сценария: запись 100-ме­га­байт­ных ви­де­о­фай­лов будет одинаково хороша на любом количестве по­то­ков.

А что в реальности?

Каковы же характеристики GOODRAM IRP-M9BA-0320R11 в ре­аль­но­с­ти, если ослабить влияние драй­вер­ной бу­фе­ри­за­ции, при­бли­зив­шись к на­тив­ной про­из­во­ди­тель­но­с­ти этой карты памяти? Рас­смот­рим ее ха­рак­те­рис­ти­ки в сце­на­рии Native OS API:

Моделирование записи и чтения фотоматериалов на карту памяти GOODRAM IRP-M9BA-0320R11

 

Моделирование работы с фо­то­ма­те­ри­а­ла­ми воз­вра­ща­ет про­из­во­ди­тель­ность чтения на грешную зем­лю: этот па­ра­метр быст­ро­дей­ст­вия под­вер­жен за­мет­ным флук­ту­а­ци­ям и его оценка колеблется в пре­де­лах от 79 до 83 MBPS.

Отрадно, что запись на карту памяти GOODRAM IRP-M9BA-0320R11 в нативном сце­на­рии ре­ле­ван­т­на од­но­по­точ­ной за­пи­си с кэ­ши­ро­ва­ни­ем и бу­фе­ри­за­ци­ей. Проблема ущербности Real­tek RTS522A в на­ших тес­тах ого­ли­лась в пол­ной ме­ре.

Чтение и запись видеофайлов на карту памяти microSDHC от GOODRAM демонстрируют несколько лучшие и уверенно стабильные результаты

 

Чтение и запись ви­де­о­фай­лов (в виду снижения накладных расходов) де­мон­с­т­ри­ру­ют несколько луч­шие и уве­рен­но ста­биль­ные ре­зуль­та­ты: око­ло 88 MBPS и чуть более 77 MBPS соответственно.

Где же правда? В ра­фи­ни­ро­ван­ных оцен­ках на­тив­но­го сце­на­рия или в за­вы­шен­ных и раз­ду­тых ре­зуль­та­тах спе­ку­ля­тив­ных ал­го­рит­мов? Похоже, правда, как всегда, где-то по средине.