Review SSD NVMe Toshiba OCZ RD400 512GB

Pe măsura ce performanțele controllerelor și a NAND-urilor din SSD-uri s-au îmbunătățit, a apărut nevoia integrării unei magistrale mai rapide, dar și a unui nou protocol de comunicare, capabil să exploateze la maxim dotările hardware ale unităților de stocare moderne. În caz că nu știați, foarte multe SSD-uri din zona mid-range sunt limitate în principal de lățimea de bandă a magistralei SATA III, ce urcă până la maxim 560 MB/s,  dar și de protocolul AHCI, conceput pentru unități hard disk. Cu toate că mulți dintre voi se vor mulțumi cu un SSD TLC pe SATA III, ce asigură rate de transfer de aproximativ 500 MB/s și 80-90.000 IOPS, entuziaștii și utilizatorii de aplicații intensive se vor orienta către unități NVMe pe PCIe.

Non-Volatile Memory Express sau NVMe este un protocol de comunicare logic, introdus pe piață în anul 2011 și gândit pentru unități de stocare solid state foarte rapide. Spre deosebire de interfața AHCI, care poate procesa doar 32 comenzi simultane, NVMe are o limită teoretică de până la 64.000 comenzi simultane și de până la 64.000 seturi de comenzi în queue. Totodată, NVMe se laudă și cu o latență sensibil mai mică – doar 2.8μs vs. 6.0μs pe AHCI.

Mulțumită progreselor tehnologice realizate în ultimii 2-3 ani de zile, SSD-urile NVMe încep, încetul cu încetul, să intre și în mediul consumer. De exemplu, o astfel de unitate cu capacitate de 256GB a ajuns să coste puțin sub 700 Lei. Da, sunt conștient că pentru utilizatorul de rând, care își construiește un sistem de 4-5.000 Lei, un SSD NVMe poate părea un moft, însă pentru cineva care caută să obțină performanța absolută, indiferent de preț, este un upgrade binemeritat, mai ales dacă se lucrează cu aplicații ce necesită transferul unui volum foarte ridicat de date. Un SSD NVMe își face simțită prezența mai ales în multitasking, acolo unde se impun operațiuni cu fișiere pe mai multe fire de execuție, însă asta nu înseamnă că migrarea spre o astfel de unitate de stocare nu va aduce beneficii și în utilizarea de zi cu zi. Per total, un SSD NVMe pe PCIe va fi mult mai rapid decât orice SSD pe SATA III, chiar și atunci când vine vorba de încărcarea sistemului de operare, a aplicațiilor de productivitate sau a jocurilor.

Deși nu beneficiază de o promovare adecvată pe piața din România, OCZ este un brand cu renume în domeniul dezvoltării și fabricării de medii de stocare flash, fiind chiar printre primele companii ce au intrat pe piața SSD-urilor. La începutul anului trecut, OCZ a devenit subsidiară a grupului Toshiba, așadar majoritatea produselor din line-up se bazează acum pe controllere și NAND-uri Toshiba.

OCZ RD400 este primul SSD NVMe consumer al companiei și, momentan, este disponibil în variante de 128GB, 256GB, 512GB și 1024GB. Varianta de 512 GB a lui RD400 vine în format M.2 2280 (22 mm lățime și 80 mm lungime) și se conectează printr-o magistrală PCIe Gen 3 x4. SSD-ul utilizează NAND-uri MLC Toshiba pe 15nm și dispune de o sumedenie de tehnologii de corectare a erorilor, dintre care amintesc QSBC (Quadruple Swing-By Code), un algoritm ceva mai eficient decât LDPC, și ECC (Efficient Error Correction Code). Controller-ul utilizat este unul proprietar, tot de la Toshiba, iar pentru caching avem un modul RAM de la Samsung. Cei de la OCZ ne pun la dispoziție și un driver NVMe proprietar, compatibil cu Windows 7/8/8.1/10 și menit să ofere un plus de performanță și stabilitate față de driverul generic integrat în Windows.

Specificații Toshiba OCZ RD400:

• Interfață: PCI Express Gen 3 x4, NVMe
• Tip NAND: MLC (Multi-Level Cell)
• Capacitate: 512GB (disponibil și în variante de 128GB, 256GB și 1.024GB)
• MTBF: 1.5 milioane ore
• Viteză citire operațiuni secvențiale: până la 2.600 MB/s
• Viteză scriere operațiuni secvențiale: până la 1.600 MB/s
• Random 4K citire: până la 190.000 IOPS
• Random 4K scriere: până la 120.000 IOPS
• Anduranță: 296 TBW
• Software: OCZ SSD Utility și CLOUT (Command Line Online Update Tool)
• Dimensiuni: 80 x 22 x 2.23 mm
• Consum de energie tipic: 6.0W
• Garanție: 5 ani

Ambalaj și construcție

SSD-ul vine ambalat într-un blister, protejat printr-o cutie de carton pe care sunt inscripționate specificațiile cheie. Pe cutie ni se menționează și faptul că SSD-ul nu suportă tehnologia Intel RST, așadar trebuie să aveți în vedere faptul că nu poate fi configurat într-o matrice RAID 0, 1 sau 5 pe o placă de bază Intel cu chipset Z170 sau Z270. Pentru aceia dintre voi ce nu dispun de un port M.2 pe placa de bază, OCZ include în pachet și un add-in card PCIe. Alături de acesta, mai avem un bracket pentru sisteme low-profile, un manual de instalare sumar și un warranty card. Din câte am văzut, SSD-ul poate fi achiziționat și fără acest add-in card, la un preț cu aprox. 25 Euro mai mic.

După cum vă spuneam, OCZ RD400, în varianta de 512GB, vine în format M.2 2280, single sided. Pe PCB găsim cele două NAND-uri Toshiba MLC pe 15nm, controller-ul proprietar Toshiba și memoria RAM Samsung utilizată pentru caching. Toate aceste componente sunt acoperite de un sticker pe care sunt inscripționate o serie de informații de identificare (model, capacitate, serial etc.).

Add-in card-ul, pe care SSD-ul vine preinstalat, este prevăzut cu un thermal pad, menit să asigure o disipare mai eficientă a căldurii, însă, din păcate, nu am observat vreo diferență sesizabilă în ceea ce privește temperatura.

Teste

Pentru testarea SSD-ului am mers pe o configurație high-end și pe un set de teste compus din cele mai populare utilitare de benchmarking ale momentului. O parte din teste au fost rulate utilizând atât date compresibile, despre care știm că au tendința de a favoriza anumite tipuri de controllere, cât și date incompresibile, care, de obicei, arată performanțele unității de stocare în scenarii de utilizare reale. Totodată, pentru a obține măsurători cât mai precise, după rularea fiecărui test, unitatea a fost ștersă complet prin procedura de secure erase. Pentru cei ce nu știu, secure erase este o instrucțiune ce permite resetarea NAND-urilor la starea inițială prin aplicarea unui voltage spike, care duce la eliberarea electronilor responsabili cu stocarea datelor din celule. De asemenea, pentru întreaga suită de teste a fost utilizat driver-ul NVMe proprietar OCZ.

Sistem de test:

• Placă de bază: ASUS Z170 Pro Gaming
• Procesor: Intel Core i7-6700K stock (4.0 Ghz)
• RAM: G.SKILL TridentZ 3200 Mhz 2 x 8GB cu latențe 15-15-15-35
• Cooler CPU: Deepcool Gamer Storm Lucifer K2
• Sursă: Seasonic S12G-750 750W Gold
• Unitate de stocare principală: Samsung Evo 850 SATA III
• Sistem de operare: Windows 10 Pro x64 cu toate actualizările la zi

Pentru mentenanță, OCZ ne pune la dispoziție utilitarul SSD Utility. Aplicația este destul de rapidă și intuitivă, are un impact limitat asupra resurselor sistemului și poate monitoriza cu acuratețe statisticile SMART. Firmware-ul SSD-ului se actualizează direct din aplicație, scutindu-ne astfel de procesul de creare a unui stick USB bootabil.

Rezultatele pe care am să vi le prezint mai jos pot fi utilizate pentru realizarea unor comparații cu mediile de stocare pe care le utilizați sau pe care intenționați să le achiziționați în viitorul apropiat. Suita de teste cuprinde următoarele utilitare: Crystal Disk Info, Crystal Disk Benchmark, ATTO Disk Benchmark, AS SSD și Anvil’s Storage Utilities, toate actualizate la zi.

Pentru listarea statisticilor SMART am ales utilitarul Crystal Disk Info. Prin intermediul acestuia putem afla tot felul de detalii, inclusiv temperatura unității, volumul de date scrise până în prezent, instrucțiunile suportate, dar și eventuale probleme de natură tehnică, precum numărul de sectoare realocate sau erorile apărute la scriere sau la citire. Crystal Disk Mark este poate cea mai comprehensivă aplicație de acest fel, fiind capabilă să interpreteze corect aproape întreg setul de date pus la dispoziție de modulul SMART al unității de stocare.

ATTO Disk Benchmark este printre primele utilitare de testare a unităților solid state și principalul benchmark folosit de producători pentru a evidenția caracteristicile tehnice ale SSD-urilor. Pentru măsurare, ATTO Disk Benchmark utilizează exclusiv date RAW (compresibile) care, în unele scenarii, pot avantaja anumite tipuri de controllere.

Pentru acest test s-au ales fișiere cuprinse între 512 și 8192 biți, iar rezultatele au fost, în mare parte, cam pe aceeași linie cu specificațiile oferite de producător. În cazul operațiunilor cu fișiere de 8MB, avem 2.634 MB/s la citire și 1.598 MB/s la scriere. Așa cum era de așteptat, pentru operațiuni secvențiale cu fișiere de 512 biți, ratele de transfer scad vertiginos, ATTO Disk Benchmark arătând în jur de 30 MB/s la citire și 35 MB/s la scriere.

Spre deosebire de ATTO Disk Benchmark care rulează exclusiv pe date compresibile, Crystal Disk Mark utilizează date random, care, de regulă, nu pot fi compresate în totalitate. În ciuda acestui lucru, vitezele de transfer pentru operațiuni secvențiale, cu 32 comenzi în queue, sunt aproape identice, utilitarul raportând 2671 MB/s la citire și 1609 MB/s la scriere.

Anvil’s Storage Utilities este, după părerea mea, cel mai complex utilitar de testare pentru unități solid state, fiind capabil să ruleze întreg ansamblul de teste utilizând atât date compresibile, cât și date incompresibile. În cazul acestui benchmark, controller-ul Toshiba nu pare a fi favorizat de utilizarea de utilizarea unor date compresibile. Ba chiar dimpotriva. Pentru operațiuni de scriere cu date incompresibile de tip Seq 4MB, 4K QD4 și 4K QD16, OCZ RD400 înregistrează 1.236 MB/s, 633 MB/ și 416 MB/s vs. 1.170 MB/s, 564 MB/s și 477 MB/s pentru date compresibile.

Dat fiind faptul că utilizează exclusiv date incompresibile, AS SSD Benchmark, versiunea 1.9, este considerat în acest moment cel mai dur utilitar de testare a unităților solid state. În ciuda acestui lucru, nu am remarcat o scădere foarte drastică a vitezelor de transfer, acestea menținându-se în jurul valorii de 2.163 MB/s pentru operațiuni de citire și de 837 MB/s pentru operațiuni de scriere. Numărul de operațiuni pe secundă s-a menținut, de asemenea, la valori normale, aplicația raportând 214.720 IOPS la citire și 176.602 IOPS la scriere în cazul operațiunilor cu fișiere fișierelor 4K pe 64 thread-uri.

AS SSD mai dispune și de un utilitar auxiliar de simulare a performanțelor obținute în scenarii normale de utilizare. De exemplu, la instalarea unui program, avem 808,33MB/s, acest rezultat fiind calculat din media timpilor de transfer obținuți ca urmare a copierii mai multor fișiere de dimensiuni variabile.

Acum că am văzut rezultatele obținute de OCZ RD400 în cadrul suitei de teste sintetice, propun să discutăm un pic și despre performanțele acestuia în utilizarea de zi cu zi. O caracteristică extrem de importantă a SSD-urilor NVMe o reprezintă temperatura de funcționare, despre care știm că are o influență destul de serioasă atunci când vine vorba de stabilitatea vitezelor de transfer. Vedeți voi, controllerele unităților NVMe pot ajunge la temperaturi destul de ridicate, de peste 60 °C, atunci când sunt efectuate transferuri de ordinul zecilor sau sutelor de GB. Cum nu există o componentă de răcire pasivă sau activă, controller-ul va fi nevoit să intre în thermal throttling. Mai exact, performanțele acestuia vor fi limitate după atingerea unei anumite temperaturi, spre a preveni o eventuală supraîncălzire.

Din acest punct de vedere, OCZ RD400 nu pot spune că se descurcă din cale afară de bine, acesta ajungând la aproape 70 °C după doar 150 GB transferați în decurs de câteva minute. În acest caz, pot fi observate unele fluctuații foarte supărătoare, cuprinse între 400 – 900 MB/s. După cum vă spuneam și mai sus, instalarea SSD-ului pe add-in card-ul prevăzut cu thermal pad nu are nici cea mai mică influență asupra temperaturilor, deci va trebui să vă împăcați cu ideea că este un SSD fierbinte, foarte predispus thermal throttling-ului.

Problema poate fi parțial remediată prin atașarea unui heatsink, însă nu am convingerea că thermal throttling-ul va putea fi complet eliminat din peisaj, cel puțin nu printr-o soluție de genul ăsta. De asemenea, contează foarte mult și amplasarea slotului M.2 pe placa de bază. Dacă acesta este situat în vecinătatea primului slot PCIe, pe care este montată placa video, atunci temperaturile SSD-ului ar putea urca chiar și peste pragul mai sus menționat, mai ales în sesiunile intensive de gaming.

Un alt aspect pe care trebuie să-l aveți în vedere este compatibilitatea. Plăcile de bază high-end, ultrabook-urile și laptopurile de gaming vin de obicei cu unul sau mai multe sloturi M.2, însă asta nu înseamnă neapărat că se garantează suportul pentru unități NVMe, mai ales în cazul dispozitivelor de generație mai veche. Înainte de o eventuală achiziție, vă recomand să verificați cu atenție specificațiile plăcii de bază sau a laptopului și să vă asigurați că sistemul vostru acceptă o astfel de unitate de stocare. De exemplu, foarte multe ultrabook-uri entry-level din seria ASUS ZenBook dispun de slot M.2, însă pe acesta pot fi instalate doar unități SATA/AHCI.

Pentru testare, am ales să clonez unitatea de stocare principală, Samsung SM951, și să o înlocuiesc cu SSD-ul testat, OCZ RD400. Cei aprox. 50GB ai sistemului de operare s-au copiat repejor, în sub 10 minute, iar încă de la prima inițializarea, SSD-ul m-a impresionat printr-o încărcare rapidă a sistemului de operare – aprox. 10-15 secunde, cu tot cu POST.  Avantajele unui SSD NVMe se resimt mai ales într-un regim de utilizare intensiv, iar OCZ RD400 face față cu brio chiar și celui mai aspru scenariu de utilizare, fără nici cea mai mică întârziere sau blocaj. Nu am reușit să-l îngenunchez nici măcar cu uTorrent sau Steam, cunoscute ca fiind adevărate devoratoare de medii de stocare, și sunt aproape convins că la momentul actual nu există aplicație care să scoată la iveală vreun bottleneck în ceea ce privește vitezele de transfer sau timpii de acces.

Ultimul test este cel al copierii unui fișier video MKV, cu dimensiunea de aprox. 6GB, de pe o unitate RAMDisk. Procesul de scriere a decurs rapid, media vitezelor fiind situată undeva în jurul valorii de 1,2 GB/s, fără fluctuații foarte drastice și fără episoade de supraîncălzire.

Concluzie

La final, nu rămâne să vă zic decât că sunt extrem de încântat de performanța și stabilitatea unității, rezultatele obținute fiind în linie cu cele specificate de producător. OCZ RD400 este o unitate de stocare pentru entuziaști, potrivită pentru workload-uri intense, care impun transferul unui volum ridicat de date. Într-adevăr, există și unele mici probleme, preponderent pe partea de thermal management, însă per total ne alegem cu o experiență extrem de rapidă, similară cu cea oferită de unitățile NVMe Samsung SM950/951, însă la un preț ceva mai accesibil.

Varianta testată, cu capacitate de 512GB, poate fi achiziționată de pe Amazon.co.uk la prețul de 260 Lire (1360 Lei).