Storage

Prestazioni SSD PCI Express 4.0 di Phison

Pagina 2: Prestazioni SSD PCI Express 4.0 di Phison

Considerando che questo controller sarà presto a bordo di alcuni degli SSD più veloci sul mercato, l’abbiamo messo a confronto con alcune delle soluzioni di punta attuali. Queste includono il Samsung 970 EVO Plus con il suo controller Phoenix e la V-NAND V5 a 96 layer, il WD Black SN750 basato sul controller proprietario e memoria NAND BiCS 3 TLC a 64 layer di Toshiba e l’ADATA XPG SX8200 Pro con controller Silicon Motion SM2262EN e memoria Micron TLC a 64 layer.

Di certo non possiamo mettere il nostro sample contro questi rivali senza includere un prodotto con controller Phison E12, quindi abbiamo preso un MyDigitalSSD BPX Pro, che ha memoria Toshiba BiCS3. Infine abbiamo inserito i dati ottenuti con un Intel Optane SSD 905P per vedere se l’interfaccia PCIe 4.0 può chiudere il gap introdotto dalla memoria 3D XPoint.

Caricamento giochi – Final Fantasy XIV

Il benchmark Final Fantasy XIV StormBlood è un test di gioco reale che permette di confrontare in modo facile e accurato i tempi di caricamento.

Test controller Phison PS5016-E16

Gli SSD basati sul controller Phison E12 non sono mai stati i più veloci in questa prova e queste prestazioni si confermano. Il nuovo E16, senza i limiti dell’interfaccia PCIe 3.0 x4, non mostra però un grande miglioramento, probabilmente poiché simile nel progetto all’E12. In generale il controller migliora le prestazioni solo di una frazione di secondo, alla meglio, rispetto agli SSD E12, e ciò è principalmente dovuto alle prestazioni casuali migliorate grazie alla BiCS4 TLC di Toshiba, anziché all’aumento delle prestazioni sequenziali.

Transfer Rate – DiskBench

Usiamo il benchmark DiskBench per testare le prestazioni di trasferimento file con un insieme di dati personalizzato da 50 GB. Il nostro set di dati include 31.227 file di vario tipo, come immagini, PDF e video. Copiamo i file in una nuova cartella e poi eseguiamo un test di lettura di un nuovo file da 6 GB.

Grazie alle sue incredibili prestazioni sequenziali, il Phison E16 distrugge la concorrenza durante i test di copia e lettura file. Con una velocità di copia di 1,1 GB/s, il sample di E16 ottiene la prima posizione e garantisce il doppio delle prestazioni del BPX Pro con controller E12. E ciliegina sulla torta, supera il gruppo in modo evidente durante il test di lettura di un file da 6 GB a 3,1 GB/s.

Clonare il sistema – Macrium Reflect

Test controller Phison PS5016-E16

Clonare un sistema non è un’operazione che fanno spesso in tanti. Ma può essere un’operazione dispendiosa in termini di tempo con un supporto di archiviazione lento come un hard disk o un SSD entry level – specialmente se avete molti dati. Perciò abbiamo sviluppato un test per misurare quanto richiedono queste operazioni. Per assicurarci la ripetibilità dei risultati, cancelliamo in modo sicuro ogni SSD per assicurarci che la cache SLC sia vuota prima di ripristinare un sistema operativo e relativi file da 114 GB partendo da un Intel Optane SSD 905P.

Dato che si tratta di un’anteprima di un SSD NVMe di fascia alta, la nostra selezione di SSD di fascia alta comparabili mostra poca differenza nel tempo di clonazione. L’Intel Optane 905P si è dimostrato il più veloce, clonando in appena quattro minuti e dieci secondi, ma il resto del gruppo si è piazzato dietro di pochi secondi. Nonostante l’incredibile velocità di scrittura di 4,3 GB/s del nuovo controller Phison, il tempo di clonazione si è attestato al livello del MyDigitalSSD BPX Pro.

Tempo di avvio del computer

Il tempo di avvio una volta era un’operazione lunga, ma con l’introduzione degli SSD tutto è cambiato. Abbiamo riavviato il nostro sistema molte volte per ottenere il tempo di avvio medio. Abbiamo testato con la funzionalità di avvio veloce di Windows 10 disabilitata e un ritardo di un secondo per quanto riguarda il POST nell’UEFI.

Test controller Phison PS5016-E16

In modo simile a quanto riscontrato nella clonazione del sistema, i tempi di avvio sono molto simili alla maggior parte dei concorrenti. Il Phison E16 ha avviato 0,3 secondi più velocemente rispetto a qualsiasi altro SSD. Solo l’Optane SSD 905P si distacca dal gruppo con un vantaggio di quasi un secondo.

PCMark 8 Storage Test 2.0

PCMark 8 è un test basato su traccia che usa Microsoft Office, Adobe Creative Suite, World of Warcraft e Battlefield 3 per misurare le prestazioni delle soluzioni di archiviazione negli scenari reali.

Optane SSD 905P si piazza in prima posizione e ottiene la vittoria con un margine significativo. La latenza molto ridotta e l’alta capacità di IOPS di Intel Optane paga alla grande in questo caso. Il Phison E16 si è comportato piuttosto bene in questo test, ma la sua incredibile prestazione sequenziale non emerge con questi carichi piuttosto leggeri. Si posiziona in terza posizione generale, con un risultato vicino al MyDigitalSSD BPX Pro e al Samsung 970 EVO Plus.

SPECworkstation 3

Come PCMark 8, SPECworkstation 3 è un benchmark basato su traccia, ma è stato progettato per mettere il sistema sotto torchio misurando le prestazioni workstation nelle applicazioni professionali. La suite completa consiste di oltre 30 carichi, anche se in questo caso abbiamo optato per svolgere solo i test di storage, ossia 15 prove che permettono di ottenere le prestazioni in cinque differenti categorie: Media & Entertainment, Product Development, Life Sciences, Energy e General Operations.

Piazzandosi in terza posizione l’E16 si comporta molto bene in SPECworkstation 3. Il Samsung 970 EVO Plus lo batte di poco, mentre il MyDigitalSSD BPX Pro con l’E12 è staccato nettamente. La nuova NAND e le prestazioni sequenziali più alte aiutano la nuova soluzione in modo evidente durante i test della categoria Energy.

ATTO

ATTO è un test semplice e gratuito che i produttori di SSD usano comunemente per assegnare le specifiche prestazionali dei loro prodotti. Dà anche un’idea di come il dispositivo gestisce differenti dimensioni di file.

L’E16 di Phison mostra prestazioni nel trasferimento di piccoli file simili all’E12, eccetto per un abbrivio leggermente più veloce. Raggiunge 3 GB/s in lettura e scrittura prima di quanto non facciano le soluzioni con il precedente controller. Inoltre, distacca la concorrenza con prestazioni irraggiungibili per i concorrenti. Con velocità di picco di 4,8 GB/s in lettura e di 4,3 GB/s in scrittura, non siamo però vicini ai 5/4,4 GB/s dichiarati.

CrystalDiskMark

CrystalDiskMark (CDM) è un benchmark semplice che usa differenti dimensioni di file per testare le capacità degli SSD con vari carichi.

CrystalDiskMark riesce a “estrarre” il pieno potenza dall’E16, o quasi. Con una queue depth (QD) di 32 raggiungiamo 5 GB/s in lettura e 4,3 GB/s in scrittura, ovvero solo 100 MB/s in meno per quanto riguarda la specifica in scrittura. A ogni modo è un risultato comunque superiore a tutte le unità di confronto. Le supera anche con una QD pari a 1, il che gli consente di piazzarsi in cima ai nostri grafici delle letture e scritture sequenziali. Questo è importante perché trasmette la reattività reale su un desktop.

Testando le prestazioni casuali 4K, il Phison E16 ha raggiunto un picco di 470.000/580.000 IOPS con una QD piuttosto alta, pari a 64. Anche se l’unità è attestata a un massimo di 750.000/700.000 IOPS in lettura e scrittura ed è stato dimostrato che è può raggiungere 700.000 IOPS, quei risultati sono stati ottenuti a una QD irrealisticamente alta di 1024. La maggior parte dei carichi imposti dai consumatori si attesta tra QD1 e QD4, con la maggioranza che avviene proprio a QD1.

A QD1, l’E16 arriva a 14.800/46.000 IOPS in lettura e scrittura, un buon incremento rispetto al BPX Pro. Non siamo però alle 17.700 IOPS raggiunge dall’ADATA in lettura o alle 50.000 IOPS dell’Optane SSD 905P. Entrambi superano l’E16 in lettura fino a QD8, ma è Optane a comandare sia in lettura che in scrittura.

Prestazioni in scrittura sequenziale sostenuta

Le specifiche di scrittura ufficiali sono solo una parte del quadro prestazionale. La maggior parte dei produttori di SSD implementa una cache o buffer SLC, che è un’area della memoria ad alta velocità programmata per lavorare come una NAND SLC per assorbire e “digerire” velocemente i dati in ingresso. Le velocità di scrittura sostenute possono soffrire tremendamente una volta che il carico fuoriesce dalla cache SLC e finisce sulla memoria TLC o QLC “nativa”. Abbiamo colpito gli SSD con scritture sequenziali per 15 minuti per misurare sia la dimensione del buffer SLC che le prestazioni dopo averlo saturato.

L’E16 supporta sia la memoria di tipo TLC che quella QLC, ed è piuttosto chiaro che il Phison E16 usi una cache SLC per aiutare a mitigare le velocità di scrittura ridotte dirette al die.

Come potete vedere dai nostri grafici, l’E16 è più veloce di qualsiasi altra unità fino a circa 4 minuti. Phison sembra aver adottato un approccio simile a Silicon Motion (ad esempio l’XPG SX8200 Pro), e contrariamente a quanto crede WD, una cache dinamica di grandi dimensioni è una scelta migliore. Questo impone dei compromessi, certo. Laddove questo approccio raggiunge velocità di picco più alte, porta anche a cali prestazionali molto maggiori.

Durante il test il nostro sample ha assorbito fino a 368 GB di dati a oltre 4,2 GB/s per un minuto e 25 secondi prima che le prestazioni calassero a circa 600 MB/s, che sono quelle native della memoria NAND flash TLC. Ci è stato detto che la cache aveva una capacità fino a 333 GB, quindi i nostri risultati sono leggermente migliori. Il grande calo visibile nel grafico prestazionale è qualcosa che forse Phison risolverà continuando a sviluppare e ottimizzare questo firmware beta.

Nel complesso questo significa che i futuri SSD raggiungeranno molto probabilmente prestazioni in scrittura di picco più alte garantendo migliori prestazioni nei software consumer e prosumer. Questo però porterà a un calo delle prestazioni in scrittura laddove trasferimenti straordinariamente grandi andranno a saturare la cache.

Test di latenza con Iometer

Iometer è uno strumento di rilevazione delle prestazioni di I/O avanzato che è usato per testare le prestazioni di archiviazione.

Potreste aspettarvi un grande miglioramento nella latenza grazie alla più veloce interfaccia PCIe 4.0, ma non è così. Anche se l’interfaccia più rapida porta un qualche beneficio, siamo ancora legati alla latenza della memoria NAND, del protocollo NVMe, dei driver e del file system.

In termini di latenza l’E16 si posiziona terzo ed è fondamentalmente come qualsiasi altro SSD basato su memoria NAND. È veloce, ma non veloce quanto Optane SSD 905P. Optane regna ancora, con un tempo di risposta di 0,016 ms che è dalle quattro alle cinque volte più veloce di qualsiasi SSD basato su memoria NAND.

Consumi

Usiamo il Quarch HD Programmable Power Module per avere una migliore comprensione dei consumi. Il consumo in idle è un aspetto molto importante da considerare, specialmente se state cercando una nuova unità per il vostro portatile. Alcuni SSD possono consumare watt in idle, mentre quelli più ottimizzati solo milliwatt. Il consumo con carico medio e massimo sono altri due aspetti dei consumi, ma le prestazioni per watt sono più importanti. Un’unità potrebbe consumare più energia durante un qualsiasi carico, ma svolgere un’operazione più velocemente permette all’unità di scendere in stato idle più rapidamente, cosa che in definitiva fa consumare meno.

Sfortunatamente non siamo riusciti a testare i consumi del Phison E16 con l’adattatore PLDA. Abbiamo però misurato i consumi con l’unità collegata all’interfaccia PCI Express 3.0. Fortunatamente il nostro risultato nella copia di 50 GB di file è andato allo stesso modo sia con il PCIe 3.0 che il 4.0. Di media il sample di E16 ha richiesto 3,81 watt, un aumento significativo del consumo medio rispetto all’E12, ma le nostre prestazioni sono anch’esse cresciute in modo netto. Di conseguenza l’E16 si è preso la prima posizione nella classifica dell’efficienza.

In idle, l’E16 ha assorbito 12 mW di in più dell’E12 di riferimento con funzionalità UEFI ASPM abilitata. Una volta disattivata, l’E16 ha consumato quasi il doppio dell’E12. Circolavano notizie di un consumo di oltre 12-14 watt, che sembravano assurde. Abbiamo registrato un massimo di 6 watt, e questo valore non dovrebbe essere molto diverso con l’uso massimo su bus PCI Express 4.0. Aggiorneremo le nostre rilevazioni non appena avremo un banchetto di prova PCIe 4.0.

Abbiamo usato un raffreddato ad aria forzato sul sample di E16 e l’adattatore PLDA. Abbiamo usato una ventola da 120 mm a circa 12-15 centimetri di distanza. L’SSD non ha mai superato i 55 °C durante un carico di scrittura sequenziale alla massima intensità. In base all’assorbimento energetico, i requisiti di raffreddamento dovrebbero essere simili a quelli di un qualsiasi altro SSD M.2 di fascia alta.