В прошлом году мы в очередной раз стали невольными свидетелями того, с какой лёгкостью крупные корпорации могут выжимать с рынка мелких игроков. Подобные явления уже давно не воспринимаются как нечто необычное, такое происходит всякий раз, когда та или иная отрасль начинает демонстрировать рост и обещает неплохую прибыль. Поэтому похожими сетованиями можно начинать практически любую статью, но в данном случае речь пойдёт о твердотельных накопителях. Прошлый год ознаменовался тем, что на рынок потребительских SSD обратили пристальное внимание полупроводниковые гиганты, занимающееся производством флеш-памяти, и в первую очередь Samsung и Micron. Начав проводить очень агрессивную политику, эти две компании добились серьёзного роста своей доли, который обуславливается как массовым переходом пользователей на новую технологию хранения информации, так и постепенным уменьшением объёмов поставок SSD прочих компаний. Используя недорогую флеш-память собственного производства, Micron и Samsung смогли наводнить рынок действительно привлекательными твердотельными накопителями, которые зачастую стоят дешевле предложений конкурентов, но при этом предлагают весьма достойный уровень быстродействия. Соперничать с такими тяжеловесами, способными продавать флеш-память по себестоимости, и к тому же не экономящими на разработках и действительно двигающими прогресс, очень тяжело. Поскольку перебить предложения Samsung и Micron более выгодной ценой могут лишь компании, имеющие собственное полупроводниковое производство флеш-памяти, а это троица Intel, Toshiba и SanDisk, всем остальным производителям SSD остаётся надеяться только на собственный инженерный потенциал и возможность конкуренции с лидерами за счёт каких-то нишевых решений. Иными словами, удивляться тому, что пёстрый зоопарк SSD на прилавках магазинов демонстрирует тенденцию к сокращению своего разнообразия, явно не стоит. Но зато на этом фоне хорошо выделяются нестандартные решения амбициозных игроков второго эшелона, пытающихся несмотря ни на что закрепиться на рынке твердотельных накопителей. Один из ярчайших примером такого подхода демонстрирует Plextor, которую ещё совсем недавно мы считали одним из основных поставщиков потребительских SSD. Со временем старые предложения Plextor, M5S и M5P, которые долгое время оставались одними из лучших SSD для персональных компьютеров, перестали быть современными или выгодными. В результате, перед компанией встала острая необходимость обновления модельного ряда, которое должно было быть проведено так, чтобы новые флеш-диски могли заинтересовать покупателей какими-то уникальными возможностями. И Plextor смогла решить поставленную задачу, выпустив не имеющую пока аналогов новинку – M6e – твердотельный накопитель с врождённым интерфейсом PCI Express. Надо сказать, появление потребительских SSD для PCI Express скоро перестанет быть чем-то из ряда вон выходящим. Современные тенденции таковы, что шина PCI Express должна вскоре прийти на смену интерфейсу SATA 6 Гбит/с повсеместно – это заложено в наиболее свежей версии спецификации SATA 3.2. Скорости твердотельных накопителей для персональных компьютеров вплотную подобрались к пропускной способности SATA 6 Гбит/с, и поэтому этот интерфейс остро нуждается в более скоростной замене. Простой же разгон SATA без внесения серьёзных изменений в конструкцию разъёмов и кабелей, а также без удорожания контроллеров уже не проходит, поэтому индустрия нацеливается на перевод всего парка твердотельных накопителей на работу через более скоростную и универсальную шину, коей и выступает PCI Express. В этом плане Plextor M6e – это своего рода первый эксперимент по использованию новой шины в общеупотребительных SSD. И вслед за этим предложением должны появиться и другие похожие варианты. Однако заслуга Plextor состоит в том, что компания решила перейти на новую шину ещё до того, как в современных компьютерах появится необходимая инфраструктура в виде предназначенных для SSD портов и слотов нового поколения. Вместо этого производитель реализовал свой флеш-диск в виде обычной PCI Express карты. Что из этого получилось, мы и посмотрим в этом обзоре. Для того чтобы обогнать всех остальных разработчиков SSD потребительского класса с переходом на шину PCI Express, компания Plextor пустилась на хитрость. Она не стала ждать массового распространения в современных компьютерах опирающихся на PCI Express специализированных слотов и разъёмов для подключения SSD нового поколения – M.2 и SATA Express, которые описываются в спецификации SATA 3.2. Вместо этого она пошла своим путём – сделала SSD в виде обычной PCI Express карты. Однако с точки зрения спецификации это не совсем правильно. Во-первых, вся инфраструктура выстроена под твердотельные накопители, выполненные либо в 2,5-дюймовых корпусах, либо в виде компактных плат расширения. Во-вторых, флеш-диски в виде обычных плат PCI Express считаются не слишком удобными: далеко не все персональные компьютеры располагают необходимыми дополнительными слотами, а установка нескольких таких карт возможна в крайне незначительном числе настольных платформ. Поэтому дальнейшее развитие SATA предполагает, что SSD для настольных систем сохранят своё привычное исполнение, но будут подключаться по специальному интерфейсу SATA Express, который введёт в обращение новый тип разъёмов и кабелей. При этом SATA Express объединяет два интерфейса SATA 6 Гбит/с (они нужны для обратной совместимости со старыми накопителями) и несколько линий PCI Express. Порты SATA Express первого поколения, которые могут присутствовать в настоящее время на материнских платах на базе набора логики Intel Z97, предполагают использование двух линий PCI Express второго поколения, что означает рост пиковой пропускной способности современной реализации SATA Express до 1 Гбайт/с. Второй, предусмотренный спецификацией вариант подключения накопителей по шине PCI Express – это специализированные слоты M.2 (также известные как NGFF), ориентированные в первую очередь на мобильные применения. Такие слоты, имеющие сравнительно небольшой размер, и потому идеально подходящие для тонких и ультратонких ноутбуков, объединяют один интерфейс SATA 6 Гбит/с и несколько линий PCI Express. В первом варианте, который находит сейчас массовое распространение на материнках, основанных на интеловских наборах логики девятого поколения, опять-таки, используется две линии PCI Express 2.0. Иными словами, слоты M.2 можно рассматривать как простое мобильное переложение интерфейса SATA Express. Следует заметить, что реализованные в современных материнских платах M.2 и SATA Express пока очень далеки от идеала, заложенного в спецификации SATA 3.2. Использование в этих слотах и разъёмах большего, чем два, числа скоростных линий PCI Express могло бы заметно поднять скорость передачи данных. А производители SSD теоретически готовы выпустить продукты, способные задействовать полосу пропускания и четырёх линий PCI Express. Однако Intel пока искусственно ограничила скорость M.2 и SATA Express реализаций в своих наборах логики Z97 и H97 именно вариантом PCI Express 2.0 x2 с пропускной способностью не более 1 Гбайт/с. Помимо внедрения для передачи данных более скоростной физической шины PCI Express спецификация SATA 3.2 предлагает и ещё одно важное усовершенствование – введение нового логического протокола NVMe вместо устаревшего AHCI. Старый протокол изначально был разработан для механических жёстких дисков и потому не предполагает возможность параллельной обработки запросов доступа к данным. Новый же механизм NVMe предназначается специально для шины PCI Express и накопителей, построенных на базе энергонезависимой памяти. В отличие от AHCI, он учитывает все особенности SSD: их низкую латентность и параллелизм архитектуры. Более того, в нём также принята во внимание и многопоточность современных платформ. Поэтому NVMe поддерживает множественные очереди команд с практически неограниченной глубиной, новые способы обработки прерываний и прочие техники, которые ощутимо увеличивают эффективность задействования физической шины в современных системах при подключении к ней именно твердотельных накопителей.Таким образом, у производителя, желающего выпустить перспективный SSD с интерфейсом PCI Express открывается масса вариантов. Накопитель можно сделать в виде простой PCI Express платы, в виде карты M.2 или в виде модуля, подключаемого через интерфейс SATA Express. При этом логически SSD может работать как по традиционному протоколу AHCI, так и по новомодному NVMe. Каждый вариант имеет свои плюсы и минусы, но компания Plextor решила выбрать тот вариант, который обеспечивает максимальную совместимость с существующими системами. Как это сделано в Plextor M6e Формально поддержка слотов M.2 и портов SATA Express на сегодняшний день существует только лишь в интеловских наборах логики девятого поколения – Z97 и H97. Конкретнее, в них предусмотрено два высокоскоростных канала, которые могут работать либо в режиме двух портов SATA, либо двух линий PCI Express 2.0, и благодаря этому после мультиплексирования в единый интерфейс хорошо подходят для реализации одного порта SATA Express, либо слота M.2. Это, естественно, не означает, что никакие другие наборы системной логики M.2 или SATA Express реализовать не позволяют, но в прочих платформах их добавление отнимет слишком много аппаратных ресурсов. Потому увидеть M.2 или SATA Express на старых материнских платах можно только в каких-то особо исключительных случаях. Иными словами, слоты M.2 и интерфейс SATA Express только-только начинают свой путь на рынок, и распространёнными вариантами их пока признать тяжело. Точно также и с протоколом NVMe – на данный момент его трудно назвать обладающим широкой программной поддержкой. Если AHCI поддерживается всеми актуальными на данный момент операционными системами, то врождённый драйвер NVMe есть лишь в Windows 8.1 и Windows Server 2012 R2, в остальных же случаях потребуется внедрение в ядро ОС дополнительных компонентов. На уровне же UEFI материнских плат в большинстве случаев поддержки NVMe нет вообще, поэтому с накопителей, использующих этот протокол загрузка ОС невозможна. Иными словами, к переходу на NVMe экосистема персональных компьютеров подготовлена плохо. Учитывая сказанное, инженерам Plextor оказалось не слишком сложно выбрать вариант реализации своего твердотельного накопителя с интерфейсом PCI Express. Чтобы минимизировать количество потенциальных проблем, он был выпущен в виде обычной устанавливаемой в слоты PCI Express платы и использует наследственный протокол AHCI. Это не самое удобное и не самое прогрессивное решение, зато гарантированно работающее практически в любой настольной системе, где есть свободный слот для установки плат расширения. Однако не всё так просто. Желая убить одним выстрелом сразу двух зайцев, Plextor унифицировала свой M6e с аналогичным PCI Express-накопителем, предназначенным для установки в слоты M.2. Поэтому флеш-диск M6e в десктопном варианте представляет собой карту M.2 форм-фактора 2280 (80 × 22 мм), которая для удобства конечных пользователей настольных персональных компьютеров смонтирована на универсальный переходник с PCI Express на M.2. В результате, получилось сразу два варианта M6e: для слотов PCI Express и для M.2. В ассортименте Plextor представлены обе версии, но фактически это одно и то же. Таким образом, «ядро» M6e – это SSD в форм-факторе M.2, рассчитанный на работу через шину PCI Express 2.0 x2. То есть, именно на той скорости, которую могут обеспечить в слотах M.2 существующие на сегодняшний день платы на базе интеловских наборов логики девятой серии. В качестве же «обвязки» десктопной версии M6e производителем предлагается универсальный адаптер с интерфейсом PCI Express x4, но, учитывая, что «ядро» затребует лишь две линии стандарта 2.0, в реальности для PCI Express-платы M6e вполне хватает слота PCI Express 2.0 x2. Несмотря на то, что твердотельный накопитель Plextor M6e выполнен не совсем в привычном виде, его работа через протокол AHCI решает множество проблем с удобством применения. Для него не нужно никаких специальных драйверов – он видится любой сколь-нибудь современной операционной системой и так. Более того, все встроенные алгоритмы ОС, рассчитанные на обслуживание SSD, остаются полностью функциональными. Например, с M6e прекрасно работает команда TRIM. Нет никаких препятствий и на пути использования этого твердотельного накопителя в роли загрузочного диска: UEFI материнских плат определяет наличие PCI Express SSD в системе и добавляет его в список доступных дисковых устройств для запуска операционной системы. Более того, при установке Plextor M6e в слот M.2 на материнских платах, основанных на наборах логики Intel Z97 и H97, этот SSD распознаётся и драйвером Intel Rapid Storage Technology (начиная с 13 версии). Это позволяет вовлекать M6e, например, в работу технологии Intel Rapid Start. Единственное существующее ограничение – это невозможность создания с участием Plextor M6e RAID-массивов. Впрочем, в столь широкой совместимости M6e никакой особой заслуги Plextor нет, ведь это - вполне обычный AHCI-флеш-диск для разъёма M.2, но при этом в части комплектаций снабжённый дополнительным переходником на PCI Express. Для тестирования этой новинки мы получили 256-гигабайтную версию для обычной шины PCI Express. Давайте познакомимся с ней подробнее. Plextor M6e 256 Гбайт: подробное знакомство Итак, Plextor M6e — это старший на сегодняшний день накопитель в новом семействе M6. Однако модель эта стоит несколько особняком. Компания планирует выпустить ещё одного флагмана – M6 Pro, который будет представлять собой традиционный SATA-накопитель в 2,5-дюймовом исполнении. M6e же это своего рода экспериментальная модель, нацеленная как на энтузиастов (в PCI Express варианте), так и на пользователей мобильных систем (в варианте M.2). Учитывая, что ядро Plextor M6e в любом виде – это по сути мобильный SSD, его характеристики нельзя назвать исключительными. Превосходство этого флеш-диска над предшественниками, фактически, обуславливается лишь использованием шины PCI Express 2.0 x2 с более высокой пропускной способностью, а не какими-то особенностями внутренней архитектуры. Пиковая скорость интерфейса Plextor M6e составляет не более 1 Гбайт/с, но на практике накладные расходы съедают часть этой полосы пропускания, и максимальная скорость последовательных операций достигает лишь порядка 770 Мбайт/с. То есть, она всего на 40 процентов выше, чем у флеш-дисков с интерфейсом SATA 6 Гбит/с. Базовая же архитектура Plextor M6e, если не считать его подключение к шине PCI Express, традиционна. В основе рассматриваемого SSD лежит контроллер Marvell 88SS9183, который с одной своей стороны поддерживает те самые две линии PCI Express 2.0, а с другой — имеет типичные восемь каналов для флеш-памяти. Её в Plextor M6e представляет 19-нм MLC NAND производства Toshiba, аналогичная памяти, применявшейся, например, в Plextor M5 Pro. Сам же базовый контроллер обладает фирменным марвелловским строением. Он базируется на паре ARM-ядер и в реализации внутренних алгоритмов во многом опирается на микропрограмму, которую для M6e писали инженеры Lite-On, имеющие давний и богатый опыт общения с разработками Marvell. Поставляется десктопная PCI Express-версия Plextor M6e в красочной ярко-красной коробке, которая с одной стороны оформлена всевозможными логотипами и пиктограммами поддерживаемых технологий, а с другой – содержит перечень технических характеристик. Комплект поставки включает собранную в единое целое из PCI Express переходника и М.2 SSD плату флеш-диска, крепёжный винт, руководство по инсталляции и проспект, рассказывающий о работе службы технической поддержки. Сама плата Plextor M6e в сборе, то есть в том виде, в котором она попадает к пользователям, выглядит следующим образом: Обратите внимание, сам M.2 накопитель не просто зафиксирован в переходнике при помощи винта, но ещё и прихвачен гарантийной наклейкой. То есть, покупателям PCI Express версии M6e разбирать конструкцию и устанавливать SSD в слоты M.2 не разрешается, по крайней мере, без потери гарантии. Для этих случаев в ассортименте Plextor есть специализированные M.2-варианты поставки. Основная часть Plextor M6e, выполненная в виде M.2-карты имеет очень небольшую площадь, а потому все компоненты расположены на ней очень плотно, практически впритирку. Микросхемы флеш-памяти установлены по четыре штуки с каждой стороны. Если исходить из маркировки (TH58TEG8DDJBA8C), то каждая из них собрана из четырёх 64-гигабитных кристаллов MLC NAND, производимых компанией Toshiba по 19-нм техпроцессу первого поколения. Такая память с продвигаемым Toshiba вместе с Samsung, Hynix и SanDisk интерфейсом Toggle Mode широко применяется в современных SSD. Сегодня её можно встретить во многих актуальных флагманских твердотельных накопителях. Управляет флеш-памятью процессор Marvell 88SS9183-BNP2, который, видимо, является первым общедоступным контроллером SSD потребительского уровня, поддерживающим шину PCI Express. По крайней мере, большинство выпущенных на данный момент несерверных флеш-дисков, имеющих врождённую поддержку PCI Express, использует именно его. Учитывая восьмиканальную архитектуру контроллера, память в Plextor M6e 256 Гбайт работает с оптимальным четырёхкратным чередованием устройств в каждом канале. Ещё одна микросхема на плате Plextor M6e — чип DDR3 SDRAM, используемый в буферных целях при кешировании, работе алгоритмов выравнивания износа и сборке мусора. У рассматриваемого SSD размер этого буфера составляет 512 Мбайт, а выполнен он в виде DDR3-1333 SDRAM, произведённой компанией Nanya. Что касается PCI Express-переходника, то он крайне прост, его роль заключается в простом переносе линий PCI Express из слота на материнской плате к имеющемуся на нём разъёму M.2. В этот разъём и устанавливается M.2-карта флеш-диска. Надо заметить, что переходник не является специально ориентированным для M6e, он универсален. На нём к слоту M.2 на самом деле подводится четыре линии PCI Express, но установленный в него SSD M6e использует только две из них. На переходнике имеется три светодиода: красный и зелёный показывают наличие питания, а жёлтый индицирует процесс передачи данных. Следует заметить, что стандартный, реализованный на материнской плате системный индикатор активности диска с M6e не работает, так что об обращениях к SSD приходится судить по миганию этого жёлтого светодиода. Паспортные характеристики Plextor M6e 256 Гбайт выглядят так: Контроллер: Marvell 88SS9183; Интерфейс: PCI Express 2.0 x2; Форм-фактор: плата расширения HHHL PCI Express x4 либо M.2 2280; Флэш-память: Синхронная Toshiba 64 Гбит 19-нм MLC NAND с интерфейсом Toggle Mode; Ёмкость: 256 Гбайт / 238 ГиБ; Кэш-память: 512 Мбайт DDR3-1333 SDRAM; Скорость последовательного чтения: 770 Мбайт/сек; Скорость последовательной записи: 580 Мбайт/сек; Скорость случайного чтения (блоки 4 Кбайта): 105000 IOPS; Скорость случайной записи (блоки 4 Кбайта): 100000 IOPS. Показатели производительности при последовательном чтении и записи действительно выглядят впечатляюще. Такую пропускную способность SATA-приводы обеспечить не в состоянии. Однако скорости произвольного доступа отличаются от показателей лучших накопителей с интерфейсом SATA 6 Гбит/с не намного. Характеристики M6e явно показывают, что простой перевод SSD на шину PCI Express 2.0 x2 с более высокой, чем у SATA, пропускной способностью без внедрения контроллеров с принципиально новой архитектурой даёт не слишком многое. Используемый в M6e чип Marvell 88SS9183 по своей сути – далеко не самый лучший вариант для PCI Express накопителей. У того же Marvell в ассортименте есть более быстродействующие платформы, например 88SS9293, однако Plextor явно не ставила своей целью установить рекорды производительности. Ещё одна странность в спецификациях M6e — отсутствие данных о расчётном ресурсе записи. На рассматриваемый SSD производителем даётся пятилетняя гарантия, однако оценить, какой объём информации можно записать на этот флеш-диск, невозможно. Впрочем, память в рассматриваемом SSD используется такая же, как в M5 Pro, а на низкую надёжность предыдущего флагманского накопителя Plextor жалоб не поступало. Поэтому хочется верить, что и владельцы рассматриваемого SSD с интерфейсом PCI Express с его преждевременным выходом из строя не столкнутся. Как и предыдущие флеш-диски компании, M6e имеет поддержку аппаратного шифрования по алгоритму AES с 256-битным ключом. Однако технологии TCG Opal 2.0 и IEEE-1667 всё ещё не поддерживаются, следовательно, удобное управление шифрованием из среды Windows остаётся невозможн