«Твердотел» идет в народ: Kingston A1000

Накопители формата M.2 — и это уже состоявший факт — это победители. Компактные, обладающие низким энергопотреблением вкупе с очень приличной производительностью, эти SSD пользуются повышенным спросом. И производители всеми силами тянутся к тому, чтобы сделать их еще доступнее для самого широкого круга потребителей.

Не остался в стороне и Kingston. Некоторое время назад мы делали обзор линейки накопителей компании из Фаунтин Вэлли (Калифорния), особенностью которых было использование трехбитной Multi Level Cell — 3D TLC (в этой линейке были и устройства M.2). И тогда они вызвали очень приятные ощущения. Сегодня мы получили еще более интересное устройство — Kingston A1000. И не нужно даже заглядывать в спецификацию, чтобы понять, что речь тоже идет о 3D TLC, но, пожалуй, самое интересное тут — это все-таки упомянутый дрифт в сторону начального ценового сегмента. То есть, более доступных устройств. Но прежде, чем мы продолжим, небольшое лирическое отступление.

Помните эпоху HDD? 5400 об/мин, метод продольной записи, метод перпендикулярной записи, 7200 об/мин, гибридные диски — это лишь некоторые этапы эволюции жестких дисков. Чем все закончилось, тоже помните? HDD просто прекратили развиваться в виду присущих этой парадигме физических ограничений. И еще, наверняка, помните эпитеты, которые к ним приклеились (к жестким дискам), вроде: «шумных», «ненадежных», «прожорливых». Понятно, что твердотельные накопители казались единственной альтернативой в этой однозначно тупиковой ситуации. Нет, конечно, были интересные перспективные разработки в области HDD, например, метод тепловой записи. Но это уже не спасло — мир окончательно разлюбил жесткие диски в угоду SSD. Но в какой-то момент и традиционный «твердотел» тоже уперся в стену SATA. Благо, что здесь эволюционировать оказалось проще — М.2 теперь в помощь.

Вернемся к Kingston A1000. SSD, как понятно из контекста, поставляются в формате M.2 2280, и используют интерфейс PCI Express, а также поддерживают протокол NVMe 1.2. Этот протокол принят организацией NVM Express еще в 2014 году и в него добавлены такие возможности, как улучшенное управление питанием, а также другие функции, ориентированные на мобильные компьютеры. Появилась поддержка и высокопроизводительных SSD без локальной DRAM. Это позволило снизить стоимость SSD, а также открыло дорогу в сторону производства накопителей миниатюрных форм-факторов. Кстати, для полноценной работы Kingston A1000 достаточно двух линий шины PCI-E 3,0×2 с общей пропускной способностью канала до 16 Гб/c. В линейке Kingston A1000 есть модели объемом 240-960 Гб.

Аппаратная часть Kingston A1000 включает 4-канальный контроллер Phison PS5008-E8, новые 64-слойные флеш-микросхемы Toshiba BiCS3 3D TLC NAND, а также буфер DDR3L. Заявленная скорость чтения накопителей Kingston A1000 достигает 1500 Мб/c, разумеется, она существенно варьируется в зависимости от объема. Если отбросить условности, то получается, что Kingston A1000 в два раза быстрее, чем твердотельные накопители с интерфейсом SATA и в 20 раз быстрее, чем обычные жесткие диски со скоростью вращения шпинделя 7200 об/мин. Кроме того, обозреваемый SSD отличается низким временем отклика и низкой же латентностью.

Несколько слов о контроллере. Phison E8 (модель анонсирована в 2017 году), поддерживающая 3D NAND и NVMe 1.2, получила две линии PCIe. Как утверждается, это помогло снизить энергопотребление. Сильная сторона контроллера — алгоритм контроля ошибок StrongECC. Накопители на основе Phison E8 могут быть выполнены в виде карт M.2 2280/2242 и PCI Express 3,0×2/x4. Последовательные скорости чтения и записи у Phison E8 теоретически могут достигать 1,6 Гб/с, а количество IOPS — 240000 и 220000 (соответственно, чтение/запись). Помимо Phison E8, в линейке имеется младшая модель контроллера — Phison E8T, у которой отсутствует в угоду снижения себестоимости, DRAM-кеш. Данный чип рекомендовано использовать в накопителях форм-фактора M.2 2280, однокристальных BGA SSD, а также в картах памяти CompactFlash.

Один из самых критикуемых моментов в части флеш-памяти с трехбитными ячейками — это довольно ограниченный ресурс. Впрочем, это было давно, и Kingston опровергает эти мифы, предлагая очень серьезные TBW (объемы гарантированной записи). Например, для накопителя 240 Гб это 150 Тб, 480 Гб — 300 Тб, 960 Гб — 600 Тб. Как утверждается, многослойная компоновка памяти существенно улучшает износостойкость, позволяя увеличивать ресурс A1000. Если ближе к системе координат, которая находится по временной шкале, то достаточно сказать, что сегодня системы с TLC способны работать под экстремальной нагрузкой до 10 лет. Ну и, конечно, здесь идет речь о традиционной пятилетней гарантии производителя. И, пожалуй, самое главное. Как я уже писал ранее, трехмерный подход означает, что теперь производители могут откатиться в предыдущие технологии, так как техпроцесс 15/16-нм — уже очень рядом с технологическим пределом для ячеек энергонезависимой памяти с плавающим затвором (дальше — непреодолимые ограничения для текущего уровня развития технологий). Надо ли говорить, что это бальзам для производителей!

Несколько слов об энергопотреблении, так как это еще одна сильная сторона А1000. Заявленные параметры — это 0,011748 Вт — при простое, 0,075623 Вт — среднее значение, 0,458 Вт (максимальное значение) — при чтении и 0,908 Вт (максимальное значение) — при записи. Понятно, что в реальной ситуации будет выше, но даже с этой поправкой получается просто феерично. И это хорошая новость для мобильных ПК, и хотя огромного прироста для автономного режима работы ждать не следует, но курочка клюет по зернышку…

И о поведении А1000 в реальных средах. Утилита Anvil’s Storage, которую мы уже не раз использовали в подобных исследованиях, показывает, что в линейных тестах с файлами объемом 4 Мб Kingston A1000 выдает около 1420 Мб/c при операциях чтения и порядка 940 Мб/c при операциях записи. То есть, это довольно близко к заявленным параметрам.

Резюме

Если опять уйти в лирику, то M.2 — это основной драйвер эволюции на современном этапе в мире мобильных персональных компьютеров. Именно здесь, в области накопителей она заметна даже невооруженным взглядом. Это значит, что производители мобильных ПК будут все чаще смотреть в сторону M.2, сначала отказываясь в старших моделях линеек от SATA в пользу компактности и производительности (что сейчас и происходит), а позже по всем законам жанра этот тренд мигрирует в мейнстрим, и более того — в нижний ценовой модельный ряд. С легкой руки Kingston.

Технические характеристики Kingston A1000

Форм-фактор: M.2 2280
Интерфейс: NVMe PCIe Gen 3.0, 2 дорожки
Емкость: 240 Гб, 480 Гб, 960 Гб
Контроллер: Phison E8
NAND: 3D TLC (3 бита на ячейку памяти)
Скорость последовательного чтения/записи: 240 Гб — до 1500/800 МБ/с, 480 Гб — до 1500/900 МБ/с, 960 Гб — до 1500/1000 МБ/с
Скорость чтения/записи случайных блоков размером 4 Кб: 240 Гб — до 100 000/80 000 IOPS, 480 Гб — до 100 000/90 000 IOPS, 960 Гб — до 120 000/100 000 IOPS
Энергопотребление: 0,011748 Вт при простое, 0,075623 Вт среднее значение, 0,458 Вт (МАКС.) при чтении, 0,908 Вт (МАКС.) при записи
Размеры: 80×22×3,5 мм
Рабочая температура: от 0 °C до 70 °C
Масса: 240 Гб — 6,4 г, 480 Гб — 7 г, 960 Гб — 7,6 г
Вибрация при работе: 2,17 G (пиковая) при частоте 7–800 Гц
Вибрация при простое: 20 G (пиковая) при частоте 10–2000 Гц
Ожидаемый срок службы: 1 млн часов MTBF (средняя наработка на отказ)
Гарантия и техническая поддержка: ограниченная пятилетняя гарантия и бесплатная техническая поддержка