SSD SATA против SSD PCI-E | Часть первая: теоретическая

В любом устройстве всегда найдется слабое звено – bottle neck (бутылочное горлышко), самый слабый компонент, который будет лимитировать производительность остальных частей. Долгое время в настольных компьютерах главными “тормозами перестройки” были жёсткие диски, и ни 7200, ни 10000, ни даже 15000 оборотов в минуту, не меняли ситуацию кардинально. С появлением твердотельных накопителей дело сдвинулось с мёртвой точки. Но прогресс не щадит и это быстрое решение. Интерфейс SATA не способен удовлетворить запросы пользователей, поэтому стали появляться новые стандарты и интерфейсы.

Есть два новых пути развития SSD с интерфейсом PCI-E: SATA Express и NVMe – о них следует разговаривать отдельно, да и в продаже их не часто встретишь. Поэтому пока попробуем разобраться с обычными, доступными в рознице накопителями с интерфейсами PCI Express и SATA 6 ГБит/с.

Начнём с плюсов и минусов обоих интерфейсов:

SATA-диски

Краткая справочка из Wikipedia ^[1]про этот интерфейс. Самый распространенный на сегодняшний день способ подключения твердотельного накопителя.

Достоинства:

• Доступность на рынке
• Большое количество производителей
• Возможность подключения к любым современным материнским платам
• Демократичная цена
• Доступны объемы от 64 Гб до 1 Тб

Недостатки:

• Ограничение по скорости передачи данных — предел интерфейса — 600 МБ/с на один канал.
• Необходимость работы с контроллерами AHCI, которые разрабатывались для классических жёстких дисков

PCI Express

Снова дам ссылочку на Wikipedia ^[2] — там много и подробно расписано про разные поколения этого интерфейса. Быстрый, классный, универсальный, дорогой.

Достоинства:

• Высокая скорость передачи данных — пропускная способность одной линии шины ревизии 3.0 — 1 ГБ/с

Недостатки:

• Высокая цена на рынке
• Небольшой ассортимент брендов и моделей
• Для некоторых моделей характерно падение производительности со временем (неработающий или не настроенный TRIM ^[3])

Немного поработав капитаном Очевидность, я хотел бы рассмотреть непосредственно те сценарии, которые пользователи проигрывают в голове, выбирая себе твердотельный накопитель SSD.

Потребительские сценарии

• Обычные пользователи
  Откровенно говоря, большей части юзеров будет безразлично какой интерфейс имеет SSD-диск, более того, мало кто по настоящему почувствует разницу между SATA 3 ГБит/с и SATA 6 ГБит/с. При использовании только веб-браузеров, электронной почты, базовых офисных программ пользователь не увидит разницы и будет счастлив просто наличию SSD-диска в системе, так как программы будут загружаться очевидно быстрее, чем на HDD.

• Продвинутые юзеры
  работающие с мультимедиа материалами, часто ищут способы увеличения производительности дисковой системы. Простой пример: буйно начал расти сегмент 4К-видео. Несжатый поток 4К (3840х2160, 12 бит, 24 кадра в секунду) потребует пропускной способности около 900 МБ/с. И даже если вы работаете со сжатыми потоками, то при одновременной обработке нескольких, обязательно упрётесь в потолок SATA 6 ГБит/с. RAID 0 спасёт ситуацию, но скорее всего в пике при построении RAID 0 на 4-х накопителях будет около 1,6 ГБ/с. PCI Express предлагает решение вопроса: каждая линия PCI-Express имеет пропускную способность до 1,0 ГБ/с (то есть в 1,6 раза больше, чем SATA) при почти таком же энергопотреблении – разумеется, грешно не пользоваться такими возможностями. И пусть цена на SSD PCI Express выше, любители работать с видео высокого разрешения просто обязаны смотреть именно на такой стандарт.

• Геймеры
  Для настоящих хардкорщиков (а по мне так просто нетерпеливых людей), конечно же, нужен PCI Express. Огромные по размеру TitanFall или CoD:Ghosts будут грузится достаточно долго, я уж молчу про авиасимуляторы, “вес” которых доходит до сотен гигабайт. Для обычных же людей, которые любят Diablo III и прочие Bioshock Infinite, будет вполне достаточно топового SSD 6 ГБит/с.

• Энтерпрайз-клиенты
  Ожидания клиента в этой сфере существенно выше, чем просто быстрая загрузка или обработка видеофайла. Чем крупнее сервер, тем больше к нему осуществляется обращений от пользователей и тут на первый план выходят IOPS. Для вышеперечисленных категорий людей обычная очередь к контроллеру составляет 3-5 запросов, в энтерпрайзе все измеряется сотнями. SSD прекрасно проявляют себя, когда нужно показывать высокую производительность на протяжении долгого времени, и если классических дисков потребуется несколько сотен, то высокопроизводительный SSD может справиться в одиночку.

При работе по интерфейсу SATA консьюмерские SSD достигают уровня производительности в 100,000 IOPS, в то время как топовые PCI-E накопители способны выдерживать нагрузку в 1,000,000 IOPS. При этом, как правило, они рассчитаны на работу с интерфейсом PCI-E 2.0, а значит переход на PCI-E 3.0 даст существенный прирост производительности в будущем.

Вместо вывода

Что можно сказать в итоге. Для розничных покупателей и геймеров можно и нужно выбирать среди SATA-дисков. Большинство офисных пользователей будут счастливы, если в их рабочих станциях поселятся быстрые и бесшумные накопители, но 90 процентов из них никогда даже не задумаются о том, какой интерфейс у диска и бывают ли они вообще разные. Геймерам же придётся сложнее, выбор большой, запутаться сложно, зачастую производитель недобросовестно завышает показатели чтения и записи. Следите за нашим блогом и мы расскажем, какая методика тестирования на самом деле правильная.

Для корпоративного рынка и людей, работающих с мультимедиа контентом – крайне рекомендованы накопители с интерфейсом PCI-Express. Обработка огромных растровых изображений или работа с 4К-видео с GoPro Hero4 – всё это потребует от системы хранения высокой производительности. Если ваша основная задача – производить контент – смело выбирайте диски PCI-Express. Энтерпрайз сегмент уже практически перешёл на контроллеры NVMe – о таких SSD будет отдельный пост – они заслуживают много внимания.

Теоретические раскладки обязательно надо проверять на практике. Поэтому следующий пост будет про практическое сравнение PCI-E SSD диска и SATA SSD (в том числе в режиме RAID 0).
С наступающим Новым Годом!

Автор: NeoForce

Источник ^[4]