Transcend ESD250C: адаптивность на пределе возможностей

Благодаря производительности USB SuperSpeed, кон­тей­не­ры с твер­до­тель­ны­ми на­ко­пи­те­ля­ми ста­но­вят­ся са­мы­ми при­вле­ка­тель­ны­ми пе­ре­нос­ны­ми уст­рой­ст­ва­ми. Бо­ну­сом — стой­кость к удар­ным на­груз­кам, не­до­ступ­ная маг­нит­ным но­си­те­лям. На это про­из­во­ди­те­ли внеш­них на­ко­пи­те­лей лиш­ний раз об­ра­ща­ют вни­ма­ние, под­чер­ки­вая кон­ку­рен­т­ные пре­и­му­ще­ст­ва сво­е­го то­ва­ра. Се­го­дня важ­ным до­сто­ин­ст­вом SSD-кон­тей­не­ра яв­ля­ет­ся так­же экс­терь­ер уст­рой­ст­ва и его спо­соб­ность об­слу­жи­вать со­вре­мен­ные ин­тер­фей­сы, са­мый вос­тре­бо­ван­ный из ко­то­рых — USB Type-C. Все пе­ре­чис­лен­ные ка­че­ст­ва есть в Trans­cend ESD250C. Оце­ним, на что он спо­со­бен в раз­лич­ных ре­жи­мах USB-ши­ны.

Про оснастку

Как и все производители, Transcend обеспечивает свою продукцию программным инструментом SSD Scope для ди­а­г­нос­ти­ки, обслуживания и получения метрик производительности. Ожидаемо, актуальный к на­ча­лу тес­ти­ро­ва­ния ре­лиз от­ка­за­лся ра­бо­тать с внешним устройством ESD250C. «Компостер» доложил о ситуации в службу поддержки Trans­cend In­ter­na­ti­o­nal, и стал терпеливо ждать обновление. Как только стала доступной новая версия v3.10.0, мы ее гла­за­ми по­смот­ре­ли на работу SSD-контейнера.

На системной плате ASUS Prime B360-Plus (Intel Core i5-8400, память HyperX Savage нX430-C15SBK4/16, блок пи­та­ния Seasonic Focus Plus 650 Platinum) при подключении к самому скоростному USB-порту про­из­во­ди­тель­ность по дан­ным SSD Scope составила:

 

Метрики на платформе от AMD (плата MSI X370 XPower Gaming Titanium с процессором AMD Ryzen 5 1600, па­мять и блок пи­та­ния те же) в операциях последовательного чтения-записи не уступали Intel.

 

Рандомные операции по оценкам SSD Scope на AMD показали обес­ку­ра­жи­ва­ю­щие ре­зуль­та­ты — сни­же­ние ско­рос­ти чте­ния в полтора раза и записи чуть ли не вдвое.

Сюрпризы AMD не ограничиваются этим. Вполне сносная работа утилиты SSD Scope при под­клю­че­нии USB-на­ко­пи­те­ля ESD250C к разъ­е­мам Type-A, блокируется в Windows 10 x64 на интерфейсе Type-C. Помогает снять порчу ма­ни­пу­ля­ция в дис­пет­че­ре уст­ройств: если поменять политику извлечения, SSD Scope работает с USB-устройством, как ни в чем ни бы­ва­ло.

 

Возврат политики извлечения к установкам «по умолчанию» на ра­бо­то­спо­соб­ность SSD Scope уже не влияет. Те­перь оп­цию мож­но пе­ре­клю­чать согласно своим пред­по­ч­те­ни­ям сколь угодно часто.

Правде в глаза

Принимать на веру информацию SSD Scope мы не стали. Лучший способ оценить таланты Trans­cend ESD250C — съем метрик нативной производительности SSD-накопителя в Java-окружении. Здесь нас будет интересовать только «спорт высших достижений»: оцениваем скорострельность в режиме SuperSpeed USB 10 Gbps (раньше это было мар­ке­тин­го­вое на­и­ме­но­ва­ние шины USB 3.1, по­том USB 3.1 Gen2, в финале остановились на USB 3.2 Gen2).

Производительность ESD250C на Intel-платформе

На Intel-платформе этот режим обеспечивается системной логикой, но конкретная реализация ASUS Prime B360-Plus пред­ла­га­ет под­клю­че­ние только по USB Type-A. В представлении утилиты AIDA64 си­ту­а­ция вы­гля­дит сле­ду­ю­щим об­ра­зом:

 

Использование аппаратного теста NIOBench дает следующую картину бенчмарок производительности:

 

Верифицируем результаты в независимой программной среде, используя для этого утилиту AS SSD на ана­ло­гич­ном тес­то­вом пат­тер­не 1ГБ:

 

Что показал Trans­cend ESD250C на AMD?

Платформа MSI X370 XPower Gaming Titanium для процессора AMD предлагает два ва­ри­ан­та ис­поль­зо­ва­ния вы­со­ко­ско­рост­ной USB-шины. SuperSpeed USB 10 Gbps можно получить на встроенном в SoC AMD Ryzen 5 1600, но для этого тре­бу­ет­ся оп­ци­о­наль­ная USB-косичка с гнездом Type-A. Второй вариант интереснее: шина USB 3.1 Gen2, фор­ми­ру­е­мая ASMedia, оканчивается разъемом USB Type-C. К нему и под­клю­чим Trans­cend ESD250C:

 

Бенчмарки, полученные в Java-тесте, экивалентны результатам, полученным на Intel-платформе. Не­боль­шое пре­и­му­ще­ст­во в чтении выглядит аргументом в пользу AMD:

 

AS SSD только подтверждает высокую скорость чтения, однако результаты записи несколько хуже, чем в NIOBench. Эти разночтения, скорее всего, можно объяснить несовершенством алгоритмов AS SSD. В сценарии Unbuffered native утилиты NIOBench файловый ввод-вывод строится на применении ОС API файловых операций с оп­ти­ми­за­ци­ей вы­рав­ни­ва­ния рас­по­ло­же­ния и раз­ме­ра бу­фе­ров в оперативной памяти с учетом страниц памяти и секторов диска. Кро­ме то­го, процесс идет под контролем опций FILE_FLAG_NO_BUFFERING, от­ме­ня­ю­щей бу­фе­ри­за­цию и кэ­ши­ро­ва­ние чте­ния, а также FILE_FLAG_WRITE_THROUGH, за­пре­ща­ю­щей отложенную запись.

Что хорошего можно сказать про Trans­cend ESD250C?

Производительность чтения и записи USB-накопителя Trans­cend ESD250C, полученная в утилитах NIOBench и AS SSD, де­мон­ст­ри­ру­ет кучность результатов. Логично предположить, что низкоуровневые возможности NAND ни­ве­ли­ру­ют­ся на­клад­ны­ми расходами, неизбежно имеющими место при передаче информации по USB-шине. При условии гра­мот­но ре­а­ли­зо­ван­ной буферизации это стало своеобразным стабилизатором производительности.

С другой стороны, измеренная скорость чтения составляет примерно половину от теоретического максимума USB3.1 Gen2, а значит у пользователей устройства есть шанс получить небольшую прибавку производительности после оп­ти­ми­за­ции драйверов или обновления внутренних микропрограмм самого устройства.

Эпилог

Как известно, производительность рандомного доступа к устройству Mass Storage может быть существенно увеличена, ес­ли поток выполняемых команд чтения-записи отсортировать в порядке, учитывающем внут­рен­нюю спе­ци­фи­ку на­ко­пи­те­ля, разрешив их асинхронное выполнение. Для магнитных носителей это об­ус­лов­ле­но вращением диска и по­зи­ци­о­ни­ро­ва­ни­ем головок. Для твердотельных устройств такой эффект связан с иерархической организацией за­по­ми­на­ю­щей матрицы и параллелизмом в работе внутренних каналов до­сту­па к NAND-микросхемам.

Устройство USB BoT (Bulk Only Transport) получает следующую команду (command 2) только после завершения передачи данных ранее полученной команды (command 1); в результате в каждый момент времени устройство обрабатывает только один запрос чтения-записи и возможность оптимизации выполнения методом сортировки запросов отсутствует

Собственно, сортировку команд выполняет накопитель. Но чтобы такая сортировка была возможной, на­ко­пи­те­лю дол­ж­на быть заблаговременно доставлена информацию о содержимом очереди, проще говоря, не плохо бы «за­ра­нее ви­деть весь план работ». Устройства, лишенные такой функции получают информацию о сле­ду­ю­щей ко­ман­де толь­ко по­сле выполнения текущей. Очевидно, сортировку и оптимизацию в этом случае вы­пол­нить не­воз­мож­но.

Устройство UAS (USB Attached SCSI) способно принимать более одной команды (для упрощения примера показано только две команды command1, command2) и выполнять их асинхронно; наличие в устройстве информации о нескольких запросах, ожидающих выполнения позволяет отсортировать эти запросы в оптимальном порядке

Доставка информации об операционном контексте зависит от координации действий устройства, хост-кон­т­рол­ле­ра (в нашем примере USB xHCI), его драйвера, аспектов взаимодействия xHCI и CPU посредством прерываний, пе­ре­да­ва­е­мых сообщениями (MSI), шинной топологии и других факторов. И здесь кроется одна из причин, в силу которых xHCI разных вендоров (Intel, AMD, ASMedia) при полной исправности и со­от­вет­ст­вии xHCI Specification, могут проявить свои индивидуальные особенности.