Обзор и тестирование SSD накопителя HP FX700 объемом в 1 ТБ

Компания HP (Hewlett Packard) хорошо известна на российском рынке, но не как производитель твердотельных накопителей. Для такой фирмы это было вполне оправдано: если и заявляться в этом сегменте, то с новыми технологическими решениями.

Накопитель HP FX700 является именно оригинальной новинкой, разработанной совместно с крупнейшим китайским ОЕМ-производителем твердотельных накопителей BIWIN Storage.

В основе накопителя используется QLC NAND флэш-память от YMTC (конкурент Micron и Hynix на Китайском рынке).

При этом стоимость моделей FX700 должна быть на доступном уровне, прежде всего за счет отсутствия кэш-памяти DRAM, а заявленные скорости чтения и записи - на уровне топовых моделей от брендов, специализирующихся на выпуске твердотельных накопителей.

В линейку входят модели ёмкостью 512 ГБ, 1 ТБ, 2 ТБ и 4 ТБ.

Технические характеристики

Упаковка и комплектация

Накопитель поставляется в картонной коробке, в оформлении которой используются серые и голубые цвета.

На лицевой стороне находится изображение накопителя, наименование модели и её емкости.

С обратной стороны коробки приводится спецификация продукта. Информации о скоростных характеристиках на упаковке нет, хотя это и основное преимущество; также нет указания об используемой памяти.

Накопитель зафиксирован в пластиковом блистере, в отдельной ячейке которого находится винт для крепления. Также имеется инструкция пользователя.

Внешний вид

Накопитель на основе текстолитовой платы форм-фактора 2280 с ключом-М. На лицевой стороне наклеен графеновый радиатор черного цвета с логотипом производителя.

Радиатор очень тонкий, что дает возможность устанавливать накопитель в ноутбуки, не снимая его. Наклеен он через термопрокладку.

С обратной стороны платы находится наклейка с наименованием модели и серийным номером.

На текстолите распаяны две микросхемы памяти с маркировкой BWN0AQFIB1HCAD 234300916. Первые буквы «BWN» - это компания Biwin, цифры указывают на дату изготовления - 43 неделя 2023 года.

Это - 232-слойная 3D QLC NAND YMTC, самая ёмкая на сегодня память с плотностью записи 19,8 Гбит/мм2. У других производителей такого еще нет. Производство чипов основано на архитектуре Xtacking 3.0, позволяющей не только повысить плотность записи, но и упростить производственный процесс, что приводит к снижению затрат.

Контроллер установлен четырехканальный Maxio MAP1602A-F3C на основе 32-битного процессора ARM Cortex-R5. Он поддерживает PCIe Gen4 и рассчитан на бюджетный сегмент памяти. Данный контроллер отлично сочетается с 232-слойной памятью QLC. Данный вариант контроллера со значением F3C использует NVMe 2.0.

DRAM буфера здесь нет, но зато размер кэш-памяти HMB увеличен до 40 МБ.

Микросхема с надписью «FAEFTB» — это ИС, управляющий энергопотреблением.

Тестирование

Тестовая конфигурация:

Задача нашего тестирования - определить скоростные показатели чтения и записи накопителя, сравнить с заявленными в характеристиках и рассмотреть изменение скоростных показателей при различных условиях работы.

Накопитель был вставлен в процессорный слот М.2 PCIe Gen 4x4.

Для тестирования использовались утилиты:

CrystalDiskinfo демонстрирует характеристики и состояние накопителя, а также температурные показатели;

ATTO Disk Benchmark демонстрирует максимальных скоростных показатели;

CrystalDiskMark 8.0.4 – тестирование последовательной и случайной записи и чтения данных различного объема;

AIDA64 построит графики чтения и записи по всей поверхности накопителя;

AS SSD Benchmark и AJA Video System Test покажут нам реальные скорости работы в приложениях.

На показатели утилиты ATTO Disk Benchmark обычно ориентируются производители, указывая скоростные характеристики своих накопителей.

В нашем случае мы видим максимальные значения чтения 6590 МБ/сек и записи 5420 МБ/сек, что значительно отличается от заявленных производителем в спецификации.

Давайте посмотрим, что нам покажет утилита CrystalDiskMark 8.0.4. Обычно она также демонстрирует высокие идеальные показатели за счет работы «поверх» файловой системы с небольшими тестовыми файлами и не зависит от кэш-памяти.

Максимальные цифры 7110 МБ/с на чтение и 6220 МБ/с на запись уже ближе к заявленным, но скорость чтения все равно не вышла на максимум.

В этой же утилите посмотрим значения IOPS для случайного чтения и записи блоков 4 Кб. 1053К на чтение и 831К на запись – эти показатели соответствуют заваленным.

Тестировать будем накопитель, заполненный на 23%, в настройках установлены случайные данные по три прогона.

Скорости последовательной и случайной записи сжимаемых данных различного объема представим в виде графиков.

SEQ1M Q8Т1: последовательная запись/чтение (один поток, глубина очереди = 8, размер блока = 1 Мб).

SEQ128K Q32Т1: последовательная запись/чтение (один поток, глубина очереди = 32, размер блока = 128 Кб).

RND4K Q32T16: случайная запись/чтение (16 потоков, размер блока = 4 Кб, глубина очереди = 32).

RND4K Q1T1: случайная запись/чтение (размер блока = 4 Кб, один поток, глубина очереди = 1).

Частично заполненный накопитель по своим скоростным характеристикам не отличается от пустого. 

Графики равномерные, с предсказуемым снижением скорости последовательной и случайной записи, а также случайного чтения на больших файлах при глубине очереди = 32. Это особенность накопителей без DRAM памяти.

Программа AIDA64 Disk Benchmark, в отличии от CrystalDiskMark, демонстрирует скорости чтения и записи, полученные на всем объеме накопителя.

Прежде всего при тесте твердотельных накопителей нас интересует график линейной записи, он наиболее наглядно показывает зависимость записи от размера кэша.

В ускоренном режиме, до исчерпания SLC кэша, накопитель записывает до 25% от всего объема на средней скорости 5000 МБ/с (это 250 ГБ данных).

Далее мы видим реальную скорость QLC микросхем памяти, просадки значительные – до 78 МБ/с. Это довольно скромный показатель, но вполне ожидаем от памяти QLC. Контроллер сам умеет чистить свой кэш и уплотнять данные во время простоя, поэтому в большинстве типовых задач пользователь никогда может и не увидеть столь низких скоростей записи.

Во время этой энергоемкой и длительной задачи накопитель прогрелся до 44°С. Тогда как при коротких тестах его температура всегда оставалась на уровне 40°С, что косвенно говорит о хорошей энергоэффективности (в простое он и вовсе потребляет скромные 39 мВт).

График линейного чтения ступенчатый, с частыми пиками, что вполне характерно для данного контроллера. Первая ступень - до 25% объема, скорость на уровне 2800 МБ/с, вторая ступень - до 40% объема на скорости 4200 МБ/с и третья - до 100% удерживает скорость в среднем на 5600 МБ/с. 

График случайного чтения равномерный, со значительными пиками от 1000 до 1900 МБ/с.

Случайная запись контроллеру дается с трудом, средняя скорость - 300 МБ/с; с редкими пиками до 2200 МБ/с.

Следующие программы используют алгоритм тестирования, максимально приближенный к реальным рабочим задачам, выполняемым на накопителе.

Утилиты AS SSD Benchmark и AJA Video System Test работают с несжимаемыми файлами на всей поверхности накопителя и наглядно демонстрируют изменения скорости в зависимости от объемов тестовых файлов.

Утилита AS SSD Benchmark показывает скорость линейного чтения на уровне 5680 МБ/с, скорость линейной записи - 5220 МБ/с. Эти показатели наиболее соответствуют тому, что мы видели в тестах AIDA64.

При копировании специфичных данных в пределах непосредственно самого накопителя мы видим скорости от 2000 до 4200 МБ/с.

Дополнительно утилита выстраивается график работы со сжатыми файлами. Чтение - на уровне 5200-5500 МБ/с, запись – 4800-5200 МБ/с. Последний график с ярко выраженными просадками на 20, 40 и 80%, что также демонстрирует работу кэширования памяти.

Утилита AJA Video System Test имитирует реальную нагрузку на накопитель при видеокодировании, в настройках выбран файл с разрешением 2К и кодеком RGB 16-бит. Мы сможем увидеть изменения скорости в зависимости от объемов кодируемых файлов.

Максимальные скорости чтения - 5800 МБ/с, записи - 5500 МБ/с. На файлах от 16 ГБ и до 64 ГБ скорости начинают снижаться. 

По графикам мы видим, как кэширование пытается удерживать скорости записи на высоком уровне и успешно справляется практически до окончания записи тестового файла на 64 ГБ, скорость здесь снижается до 547 МБ/с.

В тестах PCMark 10 Drive Benchmark накопитель набирает 2794 баллов при средней скорости 446 МБ/с.

Анализ результатов тестов

Мы получили максимальные результаты в чтении - 7110 МБ/с и в записи - 6220 МБ/с в синтетических тестах, работающих поверх файловой системы и не зависимо от кэша.

Утилиты и приложения, имитирующие реальные сценарии работы накопителя, показывают средние значения в чтении от 5500 до 6000 МБ/с и в записи 5500 МБ/с.

Скорости чтения и записи не зависят от заполненности накопителя. Но они зависимы от SLC кэширования. Во время линейной записи высокая скорость удерживается до общего объема файлов 250 ГБ, после падает значительно, что характерно для QLC памяти.

Контроллер от MaxioTech успешно справляется с уплотнением данных и очисткой кэша во время работы, что позволяет накопителю сохранять высокие средние скорости при обычных сценариях работы.

Заключение

Твердотельный накопитель HP FX700 - очень интересное инновационное решение. Но обычному пользователю мало интересны технологии, важнее соотношение цены, производительности и надежности. И с этим у FX700 все хорошо. Накопители на QLC памяти должны бать дешевле, чем на TLC памяти при сопоставимых скоростных характеристиках. А в данном случае мы видим очень высокие скорости, как заявленные, так и демонстрируемые в реальных сценариях работы.

Значительным плюсом является использование контроллера, поддерживающего спецификацию PCIe Gen 4x4, а также высокая энергоэффективность – накопитель практически не греется под графеновым теплоотводом. Последнее очень важно для установки в ноутбуки или PS5.

Стоимость данного накопителя объемом 1 ТБ на российском рынке составляет около 8000 рублей, что делает его вполне конкурентоспособным.

Плюсы

Минусы