Pufferlose SSDs schienen lange Zeit wie ein lächerlicher Kompromiss zu sein. Die Ablehnung des DRAM-Chips, der in der SSD für einen sehr wichtigen Zweck verwendet wird - die Beschleunigung der Suche nach Daten im Flash-Speicher - führte zu einem spürbaren Leistungsabfall, der besonders bei Small-Block-Operationen ausgeprägt war. Hinzu kam die inhärente Schwäche pufferloser Controller, bei denen die Entwickler nicht nur die dynamische Speicherschnittstelle opferten, sondern auch die Hälfte der Kanäle für das Flash-Speicherarray abschnitten. DRAM-basierte Solid-State-Drives werden daher seit jeher ausschließlich als spezielle Produktgruppe wahrgenommen, deren Vertreter jeder nach einem vollwertigen Schema gebauten SSD leistungsmäßig offensichtlich unterlegen sind. Und ein hervorragendes Beispiel dafür war die Rhetorik, an die sich die Hersteller selbst hielten: Die Werbung für pufferlose Modelle mit PCIe-Schnittstelle beruhte auf dem Argument „Sie sind immer noch schneller als SATA-SSDs“.
Mit dem Beginn der Ära der PCIe 4.0-Laufwerke hat sich fast nichts geändert. Viele Firmen haben im Zeitgeist pufferlose SSDs auf eine neue Schnittstelle umgestellt, aber das hat nicht viel geändert. Auch solche Laufwerke, die auf Bufferless-Controllern der neuen Generation aufbauen, wie die WD Black SN750 SE oder Smartbuy Stream E19T, sehen vor dem Hintergrund ihrer vollwertigen Pendants genauso düster aus wie ihre Vorgänger. Es genügt zu sagen, dass sie nicht die Geschwindigkeiten entwickeln, für die sie wirklich eine PCIe 4.0-Schnittstelle mit einer Bandbreite von 7,9 GB / s benötigen würden, und wir sprechen immer noch von Lösungen, die „immer noch schneller als SATA-Laufwerke“ sind, und nicht mehr von Togo . Es überrascht nicht, dass ungepufferte PCIe 4.0-SSDs fast immer an Leistung gegenüber PCIe 3.0-Modellen verlieren, die mit einem DRAM-Puffer ausgestattet sind.
Das einzige mehr oder weniger erfolgreiche Laufwerk ohne Onboard-DRAM war das im vergangenen Jahr erschienene Samsung 980. Immerhin übertraf es trotz Verwendung der alten PCIe-3.0-Schnittstelle bis vor kurzem alle anderen Bufferless-Modelle in der Leistung und konnte sogar mit günstigen konkurrieren Modelle SSD mit voller Architektur. Es war jedoch schwierig, dieses Laufwerk für den Einsatz in modernen Produktivsystemen zu empfehlen - es lag weit hinter den Flaggschiff-Angeboten der Samsung 980 PRO- oder WD Black SN850-Klasse.
Nun aber scheint sich die Situation radikal zu ändern. Endlich ist ein pufferloser Controller auf dem Markt erschienen, der DRAM-freie Laufwerke auf ein neues Level heben soll. Wir sprechen über Innogrit IG5220 - einen kostengünstigen Chip, der von Leuten von Marvell entwickelt wurde. Seine Eigenschaften sehen nach den Maßstäben der üblichen pufferlosen Vierkanallösungen fantastisch aus. Der Innogrit IG5220 verspricht eine maximale Leitungsgeschwindigkeit von 5,0 GB/s und übertrifft damit alle anderen pufferlosen 4-Kanal-Controller bei weitem. Und man kann durchaus glauben, dass dies keine leeren Worte sind. Innogrit hat bereits mit Taten bewiesen, dass es in der Lage ist, produktive Plattformen zu gestalten. Mit seinem Flaggschiff-Controller IG5236 können Sie beispielsweise ziemlich konkurrenzfähige PCIe 4.0-SSDs in der oberen Preisklasse erstellen - dies konnten wir überprüfen, als wir das ADATA XPG Gammix S70 und seine aktualisierte Modifikation, die auf eine modernere Version umgestellt wurde, getestet haben TLC 3D NAND, ist noch besser geworden.
Was den pufferlosen Innogrit IG5220-Chip betrifft, so haben ihn bisher nur zwei SSD-Hersteller übernommen: ADATA, die ihn in den Modellen Legend 840 und XPG Atom 50 verwendeten, und Patriot, der das darauf basierende P400-Laufwerk herausbrachte.
Aussehen und innere Anordnung
Die Plattform Innogrit IG5220 überrascht sofort, schon beim ersten Kennenlernen mit ihren Eigenschaften. Die Controller-Entwickler behaupten, dass ihre Idee, die ohne DRAM-Schnittstelle auf HMB-Technologie (Host Memory Buffer) setzt und nur vier Kanäle für die Organisation eines Flash-Speicher-Arrays bietet, die Bandbreite der PCIe-4.0-Schnittstelle wirklich nutzen kann. Im Vergleich zu anderen pufferlosen PCIe-4.0-Controllern wie dem Phison PS5019-E19T oder dem SMI SM2267XT verspricht der Innogrit IG5220 eine mindestens ein Drittel bessere Leistung.
Was das Geheimnis des Innogrit-Chips ist, ist nicht sicher bekannt. Aber zwei Dinge sprechen für ihn. Erstens basiert es auf der gleichen Rainer-Architektur wie das Flaggschiff IG5236, an dem die Entwickler beim IG5220 offenbar nicht allzu viel geschreddert haben. Zweitens wird der IG5220 wie jeder andere Hochleistungs-SSD-Controller in einer relativ modernen 12-nm-Prozesstechnologie hergestellt. Bisher basierten alle pufferlosen Controller auf 20-nm-Prozesstechnologie. Mit anderen Worten, es ist ziemlich leicht zu glauben, dass wir es mit einer atypischen pufferlosen Plattform zu tun haben.
Darüber hinaus weckt auch seine zweite Komponente - Flash-Speicher - Optimismus. Es ist leicht, sich damit zu infizieren, wenn Sie sich mit dem Design des Laufwerks Patriot P400 1 TB vertraut machen, das die Referenzausführung der Plattform Innogrit IG5220 im Endprodukt ist.
Auf den ersten Blick ist das Patriot P400 ein gewöhnliches NVMe-Laufwerk im Formfaktor M.2 2280, das auf einer einseitigen Leiterplatte gefertigt ist. Im Gegensatz zu den pufferlosen SSDs, die wir bisher gesehen haben, verfügt sie jedoch über einen „Graphen“-Wärmeverteiler (der in der Praxis wie eine dicke Kupferfolie aussieht). Und das ist ein positives Zeichen – zur Kühlung sind in der Regel SSDs mit überdurchschnittlicher Leistung erforderlich.
Aber noch mehr Vertrauen, dass wir es mit einer relativ leistungsstarken Lösung zu tun haben, entsteht, wenn der Kühlkörper vom Laufwerk entfernt wird. Auf der SSD-Platine befinden sich neben dem Controller zwei Flash-Speicherchips, die nach den Markierungen aus 176-Layer-TLC-3D-NAND-Chips von Micron zusammengesetzt sind. Sie wurden von einem Drittanbieter verpackt, aber das ändert nichts an der Essenz - sie haben progressive B47R-Kerne im Inneren.
Der 176-Layer-Speicher von Micron basiert auf der Replacement-Gate-Technologie des Unternehmens, die eine Kreuzung zwischen Floating-Gate- und Charge-Trap-Technologien darstellt. Wie die Praxis bereits gezeigt hat, ist ein solcher Speicher schneller als alle derzeit auf dem Markt erhältlichen Alternativen. Insbesondere verwendet es eine Schnittstellenfrequenz von 1600 MHz, mit der Sie theoretisch eine Spitzenbandbreite eines Vierkanal-Flash-Speicherarrays von 6,4 GB / s erreichen können.
Die im Flash-Speicher-Array Patriot P400 verwendeten Chips haben eine Kapazität von 512 Gbps. Bei dem im Test betrachteten 1-TB-Laufwerk sind also 16 TLC-3D-NAND-Bausteine involviert, die in jedem Controller-Kanal zu viert angeschlossen sind. Mit diesem Schema können Sie die maximale Leistung erreichen, aber ein Laufwerk mit geringerer Kapazität wäre etwas langsamer.
Technische Eigenschaften
Alles, was im letzten Abschnitt gesagt wurde, lässt uns etwas Besonderes in den Spezifikationen des Patriot P400 erwarten, und solche Erwartungen bleiben nicht getäuscht. Lineare Lesegeschwindigkeiten von 5 GB/s und Schreibgeschwindigkeiten von 4,8 GB/s sind Meilensteine, an die bisher pufferlose SSDs nicht einmal annähernd heranreichen konnten. Zum Vergleich: WD Black SN750 SE verspricht Geschwindigkeiten nicht höher als 3,6 GB / s und Samsung 980 - nicht mehr als 3,5 GB / s. Das heißt, wenn Sie den Eigenschaften glauben, haben wir es mit einer SSD zu tun, bei der die Unterstützung von PCIe 4.0 keineswegs eine Formsache ist.
Die für den Patriot P400 behauptete Leistung wird in der Praxis bestätigt. Im CrystalDiskMark-Test, den wir zur Überprüfung der Spezifikationen verwenden, können wir die versprochenen 5 GB / s beim Lesen sehen, und die Leistungswerte für Small-Block-Operationen liegen sogar über den angegebenen Werten. In Bezug auf IOPS erreicht die maximale praktische zufällige Lesegeschwindigkeit 850.000 IOPS und schreibt - 680.000 IOPS, was für ein Laufwerk mit pufferlosem Design phänomenal hoch ist.
Das Überraschendste an den CrystalDiskMark-Ergebnissen ist jedoch die Geschwindigkeit des zufälligen Lesens in 4K-Blöcken ohne eine Anforderungswarteschlange. Die im Screenshot gezeigten 99 MB/s sind fast ein absoluter Rekord unter allen modernen 1-TB-SSDs: Selbst das Flaggschiff Samsung 980 PRO hat diesen Wert etwas darunter. Mit anderen Worten, die Leistung des Patriot P400 verspricht viele angenehme Überraschungen.
Allerdings stehen die Garantiebedingungen für den Patriot P400 etwas im Kontrast zur Leistung. Ihre Laufzeit ist auf nur drei Jahre begrenzt, was nach modernen Maßstäben nicht viel ist – die meisten Hersteller von NVMe-SSDs geben fünf Jahre Garantie. Aber die erlaubte Schreibressource sieht gleichzeitig gut aus - während der Lebensdauer des Laufwerks darf es 800 Mal überschrieben werden, dh Sie können jeden Tag bis zu drei Viertel der vollen Kapazität der SSD aktualisieren.
Es gibt noch einen unangenehmen Moment - der Patriot P400 wird zu einem ziemlich hohen Preis verkauft. Es ist nicht nur teurer als andere pufferlose Laufwerke, darunter Samsung- und WD-Lösungen, sondern übertrifft auch die auf exakt derselben Hardwareplattform aufgebaute ADATA Legend 840. Letzterer Umstand lässt jedoch auf eine baldige Preiskorrektur für die Patriot P400 hoffen , was sehr passend wäre. .
Die Patriot P400-Reihe besteht aus nur zwei Volumenoptionen - 512 und 1024 GB. Ein Viertel-Terabyte-Laufwerk dürfte hier wenig Sinn machen, da dessen Performance nicht zufriedenstellend sein dürfte. Es ist jedoch durchaus möglich, mit dem Erscheinen größerer Optionen zu rechnen - auf der P400-Leiterplatte ist nur die Hälfte der Plätze für Flash-Speicherchips belegt.
2022-04-05 21:53:49
Autor: Vitalii Babkin