Евгений Рудометов 

Часть 2

Как считают инженеры Intel, следующий этап эволюции твердотельных накопителей связан с переходом на флеш-память нового типа. Эта память получила наименование 3D XPoint (рис. 7).

Рис. 7. Технология 3D XPoint
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Данная разработка, как и ранее описанная, позволяет выпускать твердотельные накопители, обеспечивающие энергонезависимое хранение программ и данных. Но достигается это уже на другом, более высоком уровне возможностей устройств и подсистем хранения информации. Проанализировав доступные документы, независимые эксперты сделали вывод, что работа флеш-памяти 3D XPoint основана на использовании эффектов фазовых переходов в применяемых полупроводниковых материалах. Результатом этих фазовых переходов является устойчивое изменение проводимости этих материалов, что может быть выявлено соответствующими электронными схемами.

Созданные на основе флеш-памяти этого типа накопители получили наименование Optane. По производительности они находятся между оперативной памятью и твердотельными накопителями. При этом данные накопители значительно дешевле DRAM и в то же время значительно надежнее SSD, созданных на основе традиционных технологий. А еще SSD с флеш-памятью 3D XPoint обладают более высокими скоростными возможностями и обеспечивают побайтную адресацию. В качестве примера можно привести высокопроизводительные накопители семейства Intel Optane SSD DC P4800X, выпущенные в вариантах карт расширения PCI Express (рис. 8), а также в 2,5-дюймовом исполнении с интерфейсом U.2.

Рис. 8. Intel Optane SSD DC P4800X
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Выпущенные серверные накопители демонстрируют очень высокую производительность: на операциях чтения/записи блоками 4 Кбайт производительность достигает 550 000 IOPS. Выносливость — 30 DWPD (перезаписей всего информационного объема накопителя в день), что примерно в три раза больше лучших альтернативных моделей твердотельных накопителей. Так, например, по сравнению с традиционными SSD задержки доступа существенно меньше: преимущество более чем в 10 раз. А еще эти устройства, предназначенные для центров обработки данных и высокопроизводительных облачных платформ, в 5-8 раз быстрее на низких очередях, а при 99% QoS преимущество может достигать 60 раз.

Несмотря на высочайшие параметры накопителей семейства Intel Optane SSD DC P4800X, им на смену уже пришли еще более совершенные модели в лице изделий семейства Intel Optane SSD DC P5800X.

Остается добавить, что такие накопители оптимальны для приложений критичных к требованиям по задержкам. При этом время отклика практически не меняется от нагрузки. А еще они обладают очень высокими ресурсами перезаписи, хранят информацию практически неограниченное время и не теряют ее при обесточивании накопителей. Все это позволило существенно изменить архитектуру мощных систем обработки данных и расширить их функциональные возможности.

Главным же недостатком твердотельных накопителей Intel Optane SSD является высокая цена. Однако, как ожидается, цена будет снижаться по мере совершенствования 3D XPoint или будущих подобных технологий, а также соответствующих архитектур созданных на их основе накопителей.

Вряд ли и эти твердотельные накопители являются идеальными средствами записи, чтения и хранения информации, но, как говорится, процесс идет. Ждем новых открытий, новых материалов и технологий, новых архитектур и изделий. И кое-что действительно уже появляется, например, многослойные оптические кварцевые диски с емкостью более 100 Тбайт и лазерной записью/чтением, а также, как утверждают их создатели, временем хранения более 1000 лет. А еще ведутся интенсивные исследования в области хранения информации в цепочках ДНК и т. п. Но это в будущем, а пока жесткие магнитные диски и накопители, созданные на основе флеш-памяти, стемительно совершенствуются, что обеспечивает стремительный рост их информационной емкости. В любом случае можно не сомневаться, что будущее будет очень интересным!

>>    Часть 1 

Сокращенные версии статьи: 

• Можно ли долго хранить данные на SSD? 
• Можно ли долго хранить данные на SSD? / IT-Expert. 2022, №6 
• Накопители: SSD – оптимальный? / Вы и ваш компьютер. 2022, №8, с.19-22

Евгений Рудометов 

Часть 1

 
Для потребительского и корпоративного секторов выпускаются SSD в разных дизайнах. Наибольшее распространение получили форм-факторы: 2,5”, M.2, карты PCI Express. Кроме того, на рынке есть накопители, предлагаемые в вариантах наборов и даже однокристальных чипов. Примеры моделей SSD в форм-факторах 2,5” и M.2 приведены на рис. 4.

Рис. 4. 2,5” SSD и M.2 SSD
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Данный тип накопителей заметно ускоряет работу дисковых подсистем настольных и мобильных компьютеров. Так, например, время доступа у SSD составляет менее 1 мс. Конечно, скорости считывания и записи цифровой информации зависят от особенностей интерфейса, но практически всегда превышают аналогичные параметры HDD. Более того, в случае лучших моделей SSD они в десятки раз выше аналогичных параметров HDD.

Высокие параметры обеспечили популярность твердотельных накопителей, хотя по такому параметру, как «стоимость за 1 Гбайт» они все еще заметно уступают классическим жестким дискам. Однако SSD практически «не боятся» вибраций и ударных нагрузок, потребляют меньше энергии, как правило, более надежны и лучше переносят повышенные температуры, и они более технологичны в производстве, чем HDD. Правда, как выясняется, SSD (и USB-флэш-накопители, и карты, и чипы) имеют ограниченный ресурс записи/перезаписи/стирания (далее — ресурс записи) информации из-за постепенной деградации полупроводников. При этом чем больше битов «упаковывается» в каждой ячейке за счет многоуровневого способа, тем больше общая информационная емкость изделия и ниже его цена. Но с ростом плотности битов в ячейках уменьшается ресурс записи данных, а, следовательно, и всего накопителя, что ориентирует отрасль на выпуск накопителей с многоуровневыми ячейками TLC и QLC, а в перспективе — на еще более плотные варианты.

Справедливости ради следует отметить, что во второй половине 2022 года производители стали постепенно отказываться от выпуска моделей, основанных на QLC-памяти. Снижение цен на TLC 3D NAND привело к тому, что экономия, достигаемая при выборе четырехбитовой памяти в ущерб производительности и надежности, стала в абсолютном выражении совсем незначительной. Однако многие эксперты считают, что не следует думать, что QLC SSD покидают рынок навсегда, и данный тренд может вскоре измениться.

Основные характеристики многоуровневых ячеек представлены на рис. 5 (P/E Cycles — Program/Erase Cycles — циклы программирования/стирания — циклы записей/стирания и последующей записи — является количественной характеристикой выносливости).

Рис. 5. Параметры многоуровневых ячеек
            (кликнуть мышью для увеличения

С целью повышения этого ресурса конструкторы используют различные методы, среди которых, например,  выравнивание износа ячеек, их страничная и блоковая организация, кэширование, использование эффективных кодов контроля и восстановления, максимальное сокращение операций перезаписи и т.п. Как результат, ресурс записи для SSD потребительского сектора оценивается в десятках, а для высокоемких моделей — нередко в сотнях терабайт. Для корпоративных (серверных) SSD этот показатель оценивается уже в тысячах терабайт. Конечно, ресурс записи потребительских и корпоративных накопителей SSD увеличивается вместе с увеличением емкости дисков. Чем больше емкость, тем больше ресурс записи. При этом в спецификациях накопителей речь идет о значениях этого ресурса, гарантированных производителями, реальные же показатели износостойкости SSD значительно выше, иногда в несколько раз.

А теперь о времени хранения информации в чипах флеш-памяти. Так как электрические заряды, кодирующие биты, хранятся в конденсаторах (накопителях заряда, ловушках заряда и т.п.) ячеек, очевидно, что для длительного сохранения записанной информации требуется периодическая проверка ячеек и последующее восстановление уровней. Это все выполняет встроенный контроллер. Нахождение флеш-накопителей в течение долгого времени в выключенном состоянии может привести к безвозвратной потере данных. В некоторых случаях это могут быть месяцы, а возможно даже и недели. При этом новые накопители могут хранить информацию в обесточенном состоянии в течение нескольких лет, но по мере их использования это время постепенно и значительно сокращается из-за постепенной деградации полупроводников. Особенно остро данная проблема стоит в случае накопителей, созданных на основе многоуровневых ячеек типа QLC и тем более будущих PLC. Организация JEDEC, занимающаяся стандартизацией и сертификацией, не рекомендует на долгий срок оставлять SSD без электропитания. Для потребительских моделей SSD, эксплуатируемых в нормальных условиях, время гарантированного сохранения информации составляет около года. Для корпоративных же моделей согласно требованиям JEDEC время сохранения информации, обеспечиваемое и гарантированное производителями, должно составлять не менее трех месяцев в течение всего рекомендуемого времени эксплуатации. Кстати, это не означает, что корпоративные SSD менее надежны, дело в том, что требования к ним существенно выше и допустимая вероятность возможных ошибок ниже. Следует добавить, что время сохранения информации сильно зависит от температуры окружающей среды. Как показывают исследования, повышение температуры всего на 5 градусов может сократить время хранения информации вдвое. Дальнейший подъем по температурной шкале ухудшает ситуацию еще сильнее.

Это иллюстрируют, например, следующие данные (рис. 6), полученные одной из исследовательских команд. Например, если SSD работал  при 40 градусах Цельсия, а после его оставили на хранение при 30 градусах, то информация сохранится на протяжении 52 недель (около 1 года).

Рис. 6. Время сохранения информации в зависимости от температурных режимов
            (кликнуть мышью для увеличения

И какие же выводы и рекомендации следуют из всего этого? Увы, накопители SSD (и USB-флешки, и флеш-карточки) не предназначены для долгого хранения данных носителей информации «на полке». Чтобы не потерять ценную информацию, эти устройства целесообразно периодически подключать к компьютерным системам. Выполнять эту операцию следует регулярно каждые насколько месяцев в нормальных температурных условиях, а в экстремальных условиях — чаще, возможно речь может идти о неделях. Это позволит встроенным в SSD контроллерам выполнить проверку и восстановление содержимого ячеек памяти накопителя. Это убережет, может быть, очень ценную информацию, стоимость которой в ряде случаев многократно превышает стоимость самого SSD.

К сказанному следует добавить, что, выбирая SSD, следует отдавать предпочтение продукция от именитых производителей. Их продукция обычно собирается из качественных, хорошо проверенных компонентов, изделия проходят многократный контроль в процессе производства. А еще такие компании более ответственно относятся к предоставляемым спецификациям, их документация обычно детальная и полная. Кроме того, они обеспечивают качественную, часто оперативную поддержку и длительную гарантию на свои изделия.

По возможности из моделей MLC, TLC, QLC лучше выбирать первые два типа, а при эксплуатации заполнять накопители информацией не на 100%, оставляя часть в запасе, например, 20%. Конечно, это совсем необязательно, но незаполненная часть информационного пространства накопителя повысит эффективность кэширования. Это положительно скажется на производительности SSD и в конечном итоге всей системы.

Продолжая тему выбора, необходимо отметить, что модели Enterprise, ориентированные на корпоративный сектор, выгодно отличаются от изделий потребительского уровня. Эти модели оптимальны для серверов и систем хранения, которым требуется высокий уровень производительности и надежности. Однако они отлично работают, конечно, в случае совместимых интерфейсов и дизайнов, в мощных рабочих станциях, десктопах, а также в корпоративных и потребительских ноутбуках. Накопители этого типа обеспечивают быстрый отклик и стабильные уровни производительности для широкого круга задач. Корпоративные модели обладают функциями защиты от сбоев и от повреждения данных, им доступны инструменты SMART корпоративного уровня. Как правило, в конструкции Enterprise SSD предусмотрены встроенные аппаратно-программные средства защиты от последствий неожиданного прекращения электропитания. Эти средства, обычно отсутствующие у накопителей потребительского уровня, эффективно препятствуют необратимому превращению накопителя с ценными данными в так называемый «кирпич».

В дополнение ко всему сказанному следует напомнить, о целесообразности выполнения периодического контроля состояние накопителей с помощью специальных фирменных утилит. Это позволит не только максимально проверять работоспособность SSD, включая оставшийся ресурс записи, но и может быть обновлять прошивку, что обычно исключает выявленные производителем ошибки работы, а может быть и улучшает параметры SSD, и расширяет его возможности. Правда, при этом следует принимать во внимание, что обновление — это потенциально опасная для устройств операция, поэтому к подобным операциям следует относиться с определенной осторожностью.

Остается добавить, что следование всем этим рекомендациям обеспечит высокую производительность при надежной работе флеш-накопителей.

Итак, что же и указанные накопители SSD не являются идеальным выбором? Пожалуй, что так. Однако технологии твердотельных накопителей продолжают быстро развиваться. В результате функциональные возможности накопителей растут. Появляются новые технологии, архитектуры и, конечно, изделия.

Об альтернативных технологиях и соответствующих моделях —  в следующей части  данной статьи.

>>    Часть 3 
      

Евгений Рудометов 
 

Средства хранения цифровой информации прошли славный путь эволюции. Каждое из этих средств пережило свой этап открытий, многочисленных усовершенствований и, наконец,  заката, постепенно уступая пальму первенства своим более совершенным наследникам. Все они были востребованы и выпускались десятками и сотнями миллионов экземпляров. Тем не менее, ни один из вариантов не был идеален, включая даже жесткие диски (HDD — hard disk drive — накопитель на жестких магнитных дисках, жесткий диск, разг. винчестер), чья история с выпуска первого жеского диска в 1956 г. (IBM 350 в составе компьютера IBM 305) насчитывает уже более полувека. Именно из-за ограниченных технических и эксплуатационных возможностей гибких и магнитооптических дисков, магнитных лент в компакт-кассетах, бобинах и картриджах, оптических дисков CD/DVD/BD и жестких дисков 2.5″ и 3.5″ HDD конструкторы и пользователи с энтузиазмом восприняли разработку чипов (1988 г.) и устройств (1984 г.) на основе технологии флеш.

В качестве примера можно привести карты памяти: PC Card, CompactFlash (CF), SmartMedia (SM), MultiMedia Card (MMC), SD (Secure Digital Memory Card, до 4 Гбайт), SDHC (Secure Digital High Capacity, до 32 Гбайт), SDXC (Secure Digital eXtended Capacity, до 2 Тбайт) , SDUC (Secure Digital Ultra Capacity, до 128 Тбайт). К данному набору следует еще добавить популярные карты уменьшенных форм-факторов, к которым относятся Memory Stick, miniSD, MicroSD, MicroSDHC, MicroSDXD и т.п. При этом совместимость устройств, рассчитанных на использование полноформатных карт SD, SDHC, SDXC, с картами MicroSD, MicroSDHC, MicroSDXС осуществляется с помощью специальных переходников. Внешние дизайн и контакты таких переходников полностью совпадают с картами SD, SDHC, SDXC, а внутренние дизайн и контакты — с микрокартами.

Совместимость устройств и флеш-карт MicroSD, MicroSDHC, MicroSDXС

Среди других устройств следует отметить USB-флеш-накопители (USB-флешки или просто флешки) и, конечно, твердотельные накопители (Solid-State Drive, SSD). Они способны во многих случаях заменить жесткие диски и в ноутбуках, и настольных компьютерах, и рабочих станциях, и серверах, и других устройствах и системах, то есть практически везде.

Указанные средства хранения информации не нуждаются в сложных механических узлах, они состоят из печатной платы с набором напаянных на ней микросхем, дополненных интерфейсным разъемом. Такая конструкция обещает для накопителей высокие показатели быстродействия, энергоэкономичности, надежности при компактных размерах.

Однако, давайте разбираться, насколько оправданы эти надежды. Но сначала немного о технологии флеш, которая является разновидностью полупроводниковой технологии электрически перепрограммируемой памяти. Звучит это несколько страшно, но, по сути, все очень просто.

Не вдаваясь в тонкости реализации разных вариантов технологии флеш, можно сказать, конечно, сильно упрощая, что биты цифровых данных в форме зарядов хранятся в миниатюрных конденсаторах с очень низким саморазрядом. Считывание же значений осуществляют схемы на основе транзисторов с изолированными затворами или их аналоги. Это иллюстрирует соответствующая эквивалентная электронная схема (рис.1).

Рис. 1. Хранение одного бита в ячейке накопителя флеш
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

В такой схеме установка «нуля» осуществляется подключением конденсатора к «земле», а «единицы» — к шине питания. А как собственно реализовано хранение заряда в реальных продуктах — это, вообще говоря, не так и важно. По сути, это конденсатор и цепь считывания, формирующие ячейку хранения (Cell). Остается добавить, что для хранения байта потребуется восемь таких ячеек. Можно сказать, что такой подход лежит в основе USB-флеш-накопителей (USB-флешки или просто флешки) и распространенных флеш-карт (SD, SDHC, SDXC и т.п.), и в твердотельных накопителях (Solid-State Drive, SSD), как впрочем, и в чипах флеш-памяти, используемых в различных электронных устройствах. Примеры USB-флеш-накопителя и флеш-карт приведены на рис. 2.

Рис. 2. Примеры USB-накопителя и флеш-карт
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Очевидно, что время сохранения информации в накопителях зависит от времени сохранения зарядов в ячейках, точнее, пока записанные «единицы» устойчиво считываются именно как «единицы», а не как «нули». Конечно, это касается и записанных «нулей». Для повышения надежности в архитектуре предусмотрены дополнительные ячейки и специальные цепи, реализующие алгоритмы контроля и восстановления информации.

А теперь о некоторых тонкостях. Дело в том, что указанная эквивалентная схема (рис. 1) иллюстрирует способ хранения информации в самых ранних разработках, когда каждый бит требовал свою индивидуальную цепь хранения заряда. Это однобитовые ячейки, их называют одноуровневыми (Single-Level Cell, SLC). Время хранения информации в таких ячейках, по заверениям производителей, достигает 10 и более лет.

С целью повышения информационной емкости накопителей и снижения их стоимости были разработаны технологии хранения нескольких бит в каждой ячейке. Так, например, в ячейке можно хранить два бита, что достигается хранением четырех уровней напряжения на конденсаторе (Multi-Level Cell, MLC), три бита — за счет хранения восьми уровней (Triple-Level Cell, TLC), четырех бит — за счет хранения шестнадцати уровней (Quad-Level Cell, QLC). Анонсирована разработка накопителей с сохранением в каждой ячейке пяти бит (Penta-Level Cell, PLC), что достигается работой электронных схем с тридцатью двумя уровнями напряжения, но реализация этой возможности ждет всех нас, вероятно, в неблизкой перспективе.

Выпуск накопителей с многоуровневым принципом записи/хранения/чтения информации требует очень высокой культуры производства. Из важнейших особенностей таких твердотельных накопителей необходимо отметить, что реализация указанных операций требует наличия в составе архитектуры таких накопителей скоростных цифро-аналоговых и аналого-цифровых преобразователей. Это иллюстрирует схема, приведенная на рис.3.

Рис. 3. Хранение нескольких бит в ячейке SSD
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Однако указанные технологии повышения плотности информации сокращают время надежного хранения информации. Конечно, с целью компенсации возможных сбоев и, как следствие, искажения и потери информации используются дополнительные ячейки и высокоэффективные алгоритмы, обеспечивающие контроль и восстановление информации. Однако главным результатом является достижение высоких показателей емкости при относительно небольших затратах.

О надежности твердотельных дисков —  в следующей части  данной статьи.

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

Часть 2 

Итак, революционным прорывом многие считали появление дешевых оптических дисков (Compact Disc, CD, 1980 г.). Эти оптические диски (рис. 10) были специально созданы для  обеспечения длительного хранение информации. Их емкость быстро превысила начальные 650 Мбайт, быстро достигнув 700 Мбайт для CD (1982 г.), нескольких гигабайт для DVD (1996 г.), а в случае BD (Blu-ray Disc, 2006 г.) — до 100 Гбайт. Пример дисковода CD/DVD для десктопа — на рис. 11.

Рис. 10. Компакт-диск (CD)
             (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 11. Дисковод CD/DVD
             (кликнуть мышью для увеличения картинки) 

Конечно, среди оптических дисков появились разнообразные улучшенные варианты. Были созданы модели, как для одноразовой записи, так и для многоразовой, как однослойные, так и многослойные. Как результат, многие специалисты до сих пор рассматривают оптические диски в качестве оптимальных средств длительного хранения оцифрованной информации. Но как оказалось, не все так безоблачно. Дело в том, что оптические диски, особенно семейств CD и DVD, обладая многими положительными свойствами, имеют и ряд значительных ограничений. Так, например, как оказалось, производители этих носителей в своем стремлении уменьшить свои расходы так модифицировали и оптимизировали технологии и материалы, что надежность хранения информации снизилась весьма существенно. Более того, сроки надежного хранения цифровых данных часто не дотягивают даже до года, особенно в условиях повышенных уровней влажности, температуры, света. Действительно, пористая структура дешевого пластика не препятствует проникновению влаги, которая разрушает металлическую пленку информационного слоя. Процесс коррозии ускоряется в присутствии яркого света, особенно при наличии в его спектре ультрафиолетовой составляющей.

Параллельно с указанными средствами хранения информации развивались накопители на жестких магнитных дисках (Hard Disk Drive, HDD, жесткие диски). Модели ПК архитектуры IBM PC, появившиеся в начале 80-х годов, комплектовались HDD, емкость которых составляла 5 Мбайт. Сравнительно быстро число мегабайт увеличилось до 10, 20, 30, 40 и т. д. Многим в то время казалось, что этот рост ничем не ограничен, и емкость будет увеличиваться, но вскоре появились очень серьезные научные работы, в которых предсказывалось и убедительно обосновывалось, что рост емкости 3,5” HDD ограничится значениями 120-150 Мбайт. Объяснялось это существованием парамагнитного предела. Дело в том, что с уменьшением размеров магнитных доменов в условиях увеличения на дисках плотности магнитных дорожек возрастает вероятность произвольного изменения их состояния, связанного с их произвольным размагничиванием, перемагничиванием и т. п.

Однако благодаря появлению новых открытий, материалов, элементов и технологий указанный предел все время успешно отодвигается. В результате появляются все более совершенные модели HDD, в которых доступ к записанным данным осуществляется за время менее 20 мс, а емкость указывается уже в терабайтах даже в изделиях потребительского сектора. Расстояние же между головками и быстро вращающимися магнитными дисками исчисляется уже в нанометрах. При этом в последние годы вся механическая часть высокоемких HDD помещается в герметичные боксы, заполненные гелием. Гелиевая среда позволяет улучшить многие параметры, в частности, снизить сопротивление вращению дисков, что позволяет увеличить их число. В результате удалось выпустить накопители очень высокой емкости (рис. 12). Более того емкость некоторых старших моделей даже «перевалила» за значение 20 Тбайт.

Рис. 12. Высокоемкий жесткий диск
             (кликнуть мышью для увеличения картинки) 

В дополнение к сказанному необходимо отметить, что управление процессом записи на магнитные диски и последующее корректное чтение данных осуществляется с помощью очень сложной, высокоточной механики, а также сложной электроники. Кстати, электронная часть в HDD уже давно является, по сути, встроенным миниатюрным компьютером с очень сложным чипом, выполняющим функции процессора. В архитектуре накопителя он дополнен чипами оперативной памяти, специальной программой (прошивкой) в чипе энергонезависимой памяти и т.п. Остается добавить, что, кроме 3,5-дюймовых HDD, на рынке представлен также широкий спектр 2,5-дюймовых моделей, емкость которых в настоящее время ограничена сверху значением 5 Тбайт. Были еще HDD форматов 1,8” и 1”, но они не снискали широкого признания и были постепенно сняты с производства.

К сожалению, эти совершенные, но очень сложные по своему внутреннему устройству накопители уязвимы для ударных нагрузок и вибраций. Выход из строя (вместе с потерей накопленной информации) менее 1% HDD за время гарантийного периода, обычно пять лет, считается весьма хорошим результатом. Однако, к сожалению, нередко бывают серии моделей с результатами в разы хуже: и 5%, и 10%, и даже больше. При этом, чем выше плотность записи на магнитных дисках и чем больше дисков на шпинделе, тем, по-видимому, труднее обеспечить бесперебойную работу накопителя. Увы, хотя этот тип накопителей является очень востребованным и распространенным, он явно не идеален. Именно поэтому конструкторы и пользователи с энтузиазмом восприняли разработку чипов (1988 г.) и устройств на основе технологии флеш (1984 г.).

В качестве примера можно привести USB-флеш-накопители (USB-флешки или просто флешки), флеш-карты (SD, SDHC, SDXC) и, конечно, твердотельные накопители (Solid-State Drive, SSD). Но о принципах работы, достоинствах и недостатках, а также об особенностях эксплуатации и надежности будет рассказано в следующей статье о накопителях. 

>>    Часть 1 
      

Сокращенные версии статьи: 

• Можно ли долго хранить данные на SSD? 
• Можно ли долго хранить данные на SSD? / IT-Expert. 2022, №6 
• Накопители: от кассет до HDD. / Вы и ваш компьютер. 2022, №7, с.12-15

Евгений Рудометов 
 

Часть 1 

Как уже упоминалось в предыдущей части статьи, магнитные ленты до сих пор остаются востребованными в крупных центрах обработки и хранения информации. Однако традиционные громоздкие катушки с лентами (бобины, рис. 6), нашедшие широкок распространение со времен IBM 360/370 (мейнфреймами IBM), постепенно уступают свое место более комактным преемникам.

Кстати, с указанными майнфреймами спользовались устройства с плотностью записи 32, 63 и 243 бит/мм (800, 1600 и 6250 бит/дюйм), что соответствовало емкости одной стандартной катушки ленты, соответственно, 20, 40 и 140 Мбайт. Наряду со стандартными катушками диаметром 267 мм (10,5 дюймов), содержащими 730 метров ленты, в ходу были также катушки уменьшенного диаметра 178 мм (7 дюймов), содержащие 183 метра ленты, но более компактные, помещавшиеся в обычную сумку.

Рис. 6. Катушка с магнитной лентой
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Следует отметить, что современные устройства, использующие магнитные ленты, помещенные в компактные кассеты (картриджи), по эксплуатационным параметрам выгодно отличаются от своих предшественников эры огромных ЭВМ. Достоинствами таких решений являются следующие характеристики: очень большая емкость, достигающая уже десятков терабайт, сравнительно низкая стоимость носителя, а также низкое энергопотребление систем большого информационного объема.

Стандарт первого поколения был выпущен в рамках LTO Program в 2000 году. Он предусматривал возможность хранения на одном ленточном картридже до 200 Гбайт информации в сжатом виде.

Картриджи текущего стандарта LTO-9 имеют «чистую» емкость 18 Тбайт и могут хранить до 45 Тбайт данных в сжатом виде. Скорость передачи достигает 1000 Мбайт/с (с учетом компрессии). Себестоимость хранения информации, по данным консорциума LTO, составляет менее $0,01/Гбайт.

В картриджах Fujifilm используется лента на основе феррита бария (BaFe, рис. 7). Покрытие формируется с использованием фирменной технологии NANOCUBIC. Компания заявляет о 50 годах стабильного хранения данных с использованием новой ленты.

Рис. 7. Картридж Fujifilm LTO-9 18 Тбайт (45 Тбайт)
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Планируется, что с появлением LTO-10 емкость картриджа вырастет до 36 Тбайт, а объем хранимых в сжатом виде данных может достичь значения 90 Тбайт.

Аналогичные изделий выпустили компании HPE (рис. 8) и Quantum. Однако на этом развитие не остановилось. Участники консорциума LTO — компании HPE, IBM и Quantum — обнародовали дальнейшим план развития стандарта ленточных накопителей LTO Ultrium.

Рис. 8. Картридж HPE LTO-9 18 Тбайт (45 Тбайт)
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Ожидается, что технология будет совершенствоваться ещё как минимум пять поколений, то есть как минимум до LTO-14.

Картриджи 14-го поколения обеспечат объём до 576 Тбайт и 1,44 Пбайт соответственно. Это означает, что развитие ленточных технологий и продуктов в лице картриджей LTO и соответствующих устройств чтения/записи не останавливается (рис. 9).

Рис. 9. Эволюция стандартов картриджей
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Однако существенным недостатком этого метода является низкая скорость произвольного доступа к данным. Происходит это из-за последовательного доступа, так как лента должна прокрутиться к нужному месту, что иногда требует десятков секунд. При этом производительность сильно падает при увеличении количества одновременных запросов, особенно к неактивным кассетам. Кроме того, к недостаткам относятся сравнительно высокая стоимость устройства записи/чтения, а также весьма жесткие требованиях к условиям эксплуатации системы и условиям хранения носителей. Но все это важно для крупных центров и практически не актуально для небольших компаний и частных пользователей, нуждающихся в относительно недорогих, компактных средствах, обеспечивающих запись, чтение и надежное хранение информации.

В этих условиях многие считали революционным прорывом появление дешевых оптических дисков (Compact Disc, CD, 1980 г.). Они были специально созданы для  обеспечения длительного хранение информации. Однако об этой разработке, а также результатах ее эволюции —  в следующей части данной статьи. Там же — и о накопителях на жестких магнитных дисках (HDD).

Оптические и жесткие магнитные диски рассмотрены  в следующей части  данной статьи.

>>    Часть 3 
      

Евгений Рудометов 
   
   

Первым массовым носителем информации стала бумага. Столетия она использовалась для печатания картин, книг, альбомов и т. п. Но нашла она свое место и после появления механических и электронных устройств в виде рулонов перфолент и пачек перфокарт, с помощью которых осуществлялось кодирование и ввод информации в системах ее обработки. Конечно, бумага, как носитель информации, обладает многими достоинствами, однако не лишена она и ряда всем известных недостатков. Среди них не последнюю роль играет уязвимость к внешним воздействиям, а также проблемы, связанные с хранением. Поэтому нет ничего удивительного в том, что с повсеместным внедрением компьютерных средств обработки информации потребовались более удобные и надежные носители цифровых данных.

Одной из важнейших целей этой замены является, например, стремление повысить информационную плотность записи информации. Действительно, объем и масса  цифрового носителя существенно меньше аналогичных параметров бумажного эквивалента. Замена позволяет упростить и улучшить хранение, копирование и передачу информации. И, как результат, сделать ее более доступной для пользователей. Оставляя в стороне организационные проблемы, необходимо отметить, что на роль оптимальных носителей претендовали различные изделия высоких технологий.

Так, например, некоторое время в качестве носителей энергонезависимого хранения цифровых данных в компактных настольных компьютерных системах использовались компакт-кассеты (англ. Compact Cassette). При этом в промышленных, научных, образовательных и т. п. системах операции записи и чтения осуществлялись с помощью соответствующих устройств. В домашних же системах запись/чтение выполнялись с помощью обычных бытовых стационарных и мобильных магнитофонов с компакт-кассетами (рис. 1). Такие варианты были дешевой альтернативой существенно более дорогим тогда решениям, например, дисководам с гибкими дисками.

Рис. 1. Компакт-кассета
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Принятый и опубликованный в 1976 г. Kansas City standard предусматривал частотное кодирование. Логическому нулю соответствовали 4 периода колебаний с частотой 1200 Гц, единице — восемь периодов с частотой 2400 Гц. Каждый байт обрамлялся ведущим нулем и двумя замыкающими единицами, то есть расширялся до 11 знаков; коррекция ошибок не предусматривалась. В результате скорость записи и чтения данных была ограничена 27 байт/c (300 бод). Впоследствии скорость была повышена до 600, 1200 бод и выше. В зависимости от скорости записи на компакт-кассету мог поместиться разный объем данных. Для скорости в 2000 бод на одну сторону 90-минутной кассеты могло поместиться до 660 Кбайт информации. Использование более продвинутых методик модуляции в сочетании с улучшенными полосой пропускания и отношением сигнал/шум позволили значительно увеличить полезный объем и скорость записи стандартной кассеты.

Важно, что доступ к записанным цифровым данным на компакт-кассетах осуществлялся исключительно последовательно. Это требовало значительного времени для перемотки ленты и поиска необходимых участков. При этом запись новых данных сопровождалась  стиранием ранее записанной информации, и полная автоматизация была, как правило, невозможна. Кроме того, магнитные ленты не обеспечивали высокой надежности хранения данных. Они были подвержены постепенному стиранию магнитного слоя, требовали для хранения обеспечения определенных температурных и влажностных условий.

С удешевлением производства дискет компакт-кассеты постепенно вытеснялись в качестве основного средства хранения информации. Практически сразу после появления персональных компьютеров (PC, ПК) в качестве носителей стали использоваться пятидюймовые (5¼″) гибкие магнитные диски (от англ. floppy disk — гибкий диск) с информационной емкостью 360 Кбайт (разработка 1978 г.). Действительно, если 1 символ требует 1 байта, то емкости 360 Кбайт вполне достаточно для хранения, например, текстовой части диссертации или небольшой книги, или части большой. Правда, вот для иллюстраций и фотографий места уже недостаточно. Не решили этой проблемы и пятидюймовые диски двойной емкости — 720 Кбайт (1982 г, рис. 1). В дальнейшем прогресс сравнительно быстро привел к появлению трехдюймовых (3½″) гибких дисков емкостью 720 Кбайт (1984 г.), 1,44 Мбайт (1987 г., рис. 1), а также более дорогих и поэтому менее распространенных 2,88 Мбайт (1991 г.). Примеры дискет 3½″ и 5¼″ представлены на рис. 2, дисковода гибкого диска 3½″ для десктопа —  на рис. 3.

Рис. 2. Гибкие диски 3½″ и 5¼″
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 3. Дисковод для диска 3½″
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Кстати, чтобы инсталлировать простейшую операционную систему MS-DOS, управляемую вводом посредством клавиатуры соответствующих команд в режиме диалога, требовалось порядка десятка дисков 1,44 Мбайт. Хранить такие диски рекомендовалось в сухом и прохладном месте, иначе возникала проблема с чтением записанной информации. Не шло им на пользу и интенсивное их использование, так как рабочий слой дисков постепенно стирался головкой, осуществляющей запись/считывание. А еще данные диски были подвержены попаданию пыли, которая при вставке носителя в дисковод могла попасть под магнитную головку и вызвать необратимое повреждение магнитного покрытия, что нередко и происходило. Словом, жизненный срок гибких магнитных дисков был весьма короток, часто составляя всего несколько недель, а иногда даже несколько дней.

На смену претендовали несколько разработок, например, дискеты Iomega Zip (1994 г.). Они, по сути, являлись модернизацией 3,5” дискеты. Но стоимость дискет Iomega Zip и стоимость соответствующих дисководов были сравнительно высокими. Кроме того, емкостные и эксплуатационные характеристики оказались недостаточными для длительного доминирования на рынке, хотя были выпущены диски емкостью 100, 250, 750 Мбайт. Примеры дискеты и дисковода Iomega Zip представлены на рис. 4.

Рис. 4. Дискета и дисковод Iomega Zip
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

По тем же причинам не смогли на долгое время закрепиться на рынке и магнитные диски с лазерным позиционированием головок, например, LS-120 с емкостью до 120 Мбайт (рис. 5).

Рис. 5. Диск LS-120 120 Мбайт
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Конечно, есть еще и магнитные ленты, которые все еще остаются востребованными в крупных центрах обработки и хранения информации, но об этом в следующей части статьи.

Некоторые характеристики ленточных систем хранения данных рассмотрены  в следующей части  данной статьи.

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

Часть 3 
  

В заключение необходимо подчеркнуть, что полученные результаты, как и предполагалось, демонстрируют значительную зависимость параметров подсистем от используемых в них модулей. Производительность действительно увеличивается при использовании более совершенных модулей SO-DIMM и M.2 SSD.

При этом особенно удивительно, что вариант с менее скоростными, но более емкими модулями оперативной памяти, оказался производительнее по сравнению со штатным вариантом. Действительно, замена в подсистеме ОЗУ мини-ПК NUC10i5FNKPA2 штатных модулей SO-DIMM DDR4-2400 от Kingston (Kingston KVR26S19S6/4) на альтернативный вариант в лице SO-DIMM DDR4-2400 от Micron (Crucial CT16G4SFD824A) привела к ускорению операций чтения примерно на 12%, операций записи — на 8%.

Замена же штатного накопителя M.2 SSD от Kingston на более скоростную и более емкую модель M.2 SSD от Intel показала еще более впечатляющие результаты ускорения. Действительно, последовательное чтение — рост в 3,2 раза, последовательная запись — рост в 1,8 раза, а для случайных операций увеличение оказалось еще более значительным — более чем двукратное. Все это особенно важно для задач, которым требуется оперативный доступ к внутреннему накопителю для быстрого чтения и записи данных.

Остается добавить, что полученные оценки демонстрируют результаты модернизации готовой системы Intel NUC 10. Однако все это ни в коей мере не умаляют достоинств готовых решений с установленными производителем аппаратно-программными компонентами, обеспечивающими работу «сразу из коробки». Окончательный выбор же между полностью готовым к работе мини-ПК и соответствующим набором, требующим доукомплектования недостающими компонентами, остается за потенциальным пользователем.

Итак, если «крестовая» отвертка, внутренние разъемы, компьютерные компоненты, а также перспектива самостоятельной установки 64-разрядной операционной системы Microsoft Windows 10 в вариантах Home или Pro или же более современных версий в лице Microsoft Windows 11 не пугают, то свой взгляд можно и даже, пожалуй, целесообразно остановить на одной из моделей Kit. Это позволит сразу скомпоновать оптимальную для планируемых задач систему, установив соответствующие модули оперативной и энергонезависимой памяти. При этом на сайте Intel нетрудно найти перечень верифицированных моделей всех недостающих компонентов, сознавая, впрочем, что указанными вариантами список совместимых элементов не исчерпывается. И конечно, на сайте производителя есть еще и документы с описанием моделей и подробные пошаговые инструкции всех необходимых операций сборки, настройки и модернизации Intel NUC 10 силами профессионалов и опытных компьютерных энтузиастов. Ну а для других пользователей, которые не хотят или не могут самостоятельно заниматься компьютерным конструированием, есть полностью готовые к использованию модели Mini PC. При этом независимо от сделанного выбора следует помнить, что у пользователей всегда имеется возможность поменять модули оперативной памяти, накопители, а также варианты операционных систем, независимо от выбранных моделей Kit или Mini PC, выполненных как в конструктиве Slim, так и Tall.

>>    Часть 1 
      

Сокращенные версии статьи: 

• Стоит ли апгрейдить Intel NUC 10? 
• Стоит ли апгрейдить Intel NUC 10? / IT-Expert. 2022, №4, с.38-43 
• Модернизация Intel NUC. / Вы и ваш компьютер. 2021, №4, с.12-16

Дополнительные материалы: 

• Экспресс-тест Intel NUC10 Performance Mini PC 
• Архитектура мини-ПК Intel NUC10i5FNKPA 
• Производительность Intel NUC10i5FNKPA 
• 32GB vs 8GB в Intel NUC10i5FNK 
• Intel NUC10i5FNK: Kit и Mini PC 
• Архитектура мини-ПК Intel NUC8i7INHJA 
• Экспресс-тест Intel SSDPEKKW020T8
• M.2 SSD Intel 760p 2TB 
• Модули Crucial CT16G4SFD824A в Intel NUC7i7BNHX1 

Евгений Рудометов 
 

Часть 2 
  

Как и предсказывалось, не менее интересные результаты были получены в процессе модернизации дисковой подсистемы Intel NUC 10. В исследовании использовались две конфигурации дисковой подсистемы: 256 Гбайт и 2048 Гбайт. При этом в конфигурации данного компьютера были сохранены штатные модули ОЗУ в лице двух модулей Kingston KVR26S19S6/4 с общим объемом 8 Гбайт.

Первая конфигурация с информационным объемом дисковой подсистемы 256 Гбайт является штатной и представлена модулем M.2 Kingston SSD 256 GB (модель Kingston U-SNS8154P3/256GJ). Об этом накопителе из документов его производителя известно лишь то, что Kingston U-SNS8154P3/256GJ — это “M.2 2280 x2 256 GB SSD” c “PCIe Gen. 3 NVMe 1.2”. К сожалению, для пользователей подобных изделий нет очень важных показателей. К ним относятся, например, скоростные параметры, время наработки на отказ (MTBF) и данные об износоустойчивости (ресурс перезаписи данных, TBW). Не помешала бы пользователям и информация об энергопотреблении, примененном контроллере, особенностях кэширования информации и типе используемых микросхем флеш-памяти, влияющих на скорость обработки данных. Кстати, даже при наличии в архитектуре мини-ПК четырех линий PCIe подключение этого накопителя выполняется только через две линии PCIe. Это обстоятельство не позволяет надеяться на очень высокие значения скоростей чтения/записи, что, впрочем, подтверждается тестированием, результаты которого приведены ниже. Внешний вид этого накопителя (далее — SSD 256 GB) представлен на рис. 7.

Вторая конфигурация с информационным объемом дисковой подсистемы 2048 Гбайт представлена модулем M.2 Intel SSD 2048 GB — Intel SSD 760p Series 2.048 TB, в каталоге данное изделие обозначено как модель SSDPEKKW020T8. Как следует из технических документов, приведенных на сайте производителя этого накопителя, данный модуль SSD создан на основе микросхем 3D NAND, форм-фактор — M.2 2280, интерфейс — PCIe NVMe 3.1 x4. Подключение этого изделия в Intel NUC 10 осуществляется через четыре линии PCIe Gen. 3, что вместе с используемыми элементами и реализованными технологиями обеспечивает очень высокие скоростные характеристики накопителя. Действительно, объявлены производителем следующие скоростные параметры: последовательные чтение/запись — 3230/1625 Мбайт/с, случайные чтение/запись — 340000/275000 IOPS. Энергопотребление этого накопителя: активный режим — 70 мВт, режим простоя — 25 мВт. Параметры надежности: время наработки на отказ (MTBF) — 1,6 млн час, износоустойчивость (TBW) — 576 Тбайт. Внешний вид этого накопителя (далее — SSD 2048 GB) представлен на рис. 7 вместе со штатным модулем SSD 256 GB.

Рис. 7. Модули SSD 256 GB и 2048 GB
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Прежде, чем перейти к результатам исследования дисковой подсистемы с SSD 256 GB и SSD 2048 GB, необходимо еще раз напомнить, что архитектура и конструктив мини-ПК NUC10i5FNKPA2, а также родственного ему набора NUC10i5FNK2, предусматривают наличие только одного накопителя. Для полноценной работы компьютера, конечно, требуется еще и наличие операционной системы, установленной на этот накопитель.

В случае SSD 256 GB никаких аппаратно-программных проблем не возникает, так как этот накопитель является частью штатного комплекта NUC10i5FNKPA2. На этот накопитель операционная система уже установлена производителем данного устройства, что и обеспечивает потенциальному пользователю работу «из коробки». После добавления к операционной системе тестовых программ можно практически сразу переходить к исследованию возможностей компьютера.

А вот с SSD 2048 GB все несколько сложнее. На этот изначально «пустой» SSD до его  тестирования следует установить операционную систему и, конечно, тестовые программы. Вообще говоря, для опытного пользователя это не является сложной проблемой. Однако для корректного сравнения между собой обоих накопителей SSD целесообразно иметь на них одинаковое системное и прикладное программное обеспечение. Как вариант, формирование необходимого программного обеспечения на SSD 2048 GB можно осуществить через операцию клонирования SSD 256 GB.

Операцию клонирования можно выполнить разными способами. Самым простым и оптимальным является использование специального внешнего контейнера под M.2 SSD с внутренним интерфейсом PCIe x2/x4 и внешним интерфейсом USB 3. Однако в данном случае указанная операция была выполнена на мини-ПК NUC8i7INHJA. Эта модель, выпущенная в корпусе Tall, допускает установку двух накопителей: M.2 SSD и 2.5” HDD/SSD. При выполнение операции клонирования системным диском выступил встроенный 2,5” HDD. С помощью программы Acronis с накопителя SSD 256 GB, установленного вторым накопителем, информация копировалась на внешний диск, подключенный через порт USB. Потом вместо SSD 256 GB в систему устанавливался накопитель SSD 2048 GB, и с помощью Acronis информация копировалась на SSD 2048 GB.

В результате указанных действий на SSD 256 GB и SSD 2048 GB была обеспечена идентичность программного обеспечения, включая все настройки. Устанавливая по очереди указанные накопители (рис. 7) в NUC10i5FNKPA2, можно было осуществлять их тестирование.

Оценки емкостных параметров дисковой подсистемы, представленной системным логическим диском (диск C:) и созданной на основе штатного накопителя SSD 256 GB (рис. 7), были выполнены с помощью штатных средств Microsoft Windows 10 Home 64-bit. Результаты приведены на рис. 8.

Рис. 8. Емкостные параметры дисковой подсистемы с SSD 256 GB

Традиционно емкость накопителей их производители выражают в десятичных единицах. В них информационная емкость диска, доступная для системных и пользовательских программ, равна 255 009 484 800 байт. В более привычных для компьютерных специалистов двоичных единицах она составляет 237 Гбайт.

Оценивая данные показатели, необходимо отметить, полная емкость накопителя в действительности несколько больше. Дело в том, что небольшая часть информационного пространства, составляющая примерно 1,1 Гбайт (менее 0,5% от общей емкости), занята под системные нужды: 100 Мбайт — системный раздел, зарезервированный и используемый операционной системой, 1 Гбайт — раздел Recovery, необходимый для ее восстановления. Эта часть является скрытой и недоступной, например, для данных и инсталляции системных и прикладных программ. Для оценки всей информационной емкости накопителя SSD 256 GB необходимо к значениям, приведенным на рис. 8, прибавить размер скрытых разделов. Распределение информационного пространства SSD 256 GB представлено на рис. 9.

Рис. 9. Распределение информационного пространства SSD 256 GB
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Скоростные возможности дисковой подсистемы с SSD 256 GB были оценены с помощью соответствующих тестовых программ. Полученные результаты приведены на рис. 10 и рис. 11.

Рис. 10. Оценка скоростных параметров дисковой подсистемы с SSD 256 GB, выполненная CrystalDiskMark
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 11. Оценка скоростных параметров дисковой подсистемы с SSD 256 GB, выполненная ATTO Disk Benchmark
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Оценки емкостных параметров дисковой подсистемы с накопителем SSD 2048 GB (рис. 7), который в процессе тестирования сменил штатный накопитель SSD 256 GB, были выполнены также с помощью встроенных средств Microsoft Windows 10 Home 64-bit. Результаты этой оценки приведены на рис. 12.

Рис. 12. Емкостные параметры дисковой подсистемы с SSD 2048 GB

В десятичных единицах доступная емкость в этой конфигурации составляет 2 047 083 540 480 байт, а в двоичных — 1,86 Тбайт. Оценивая эти значения, необходимо отметить, что, как и в варианте с SSD 256 GB, здесь также небольшая часть информационного пространства накопителя является скрытой. Как и в предыдущем варианте, эту часть нельзя использовать для  системных и пользовательских приложений, решающих поставленные задачи. Однако доступная емкость этого варианта дисковой подсистемы является очень высокой. И, как и в случае с SSD 256 GB, для оценки информационных возможностей накопителя SSD 2048 GB необходимо к значениям, приведенным на рис. 12, прибавить размер скрытых разделов. Остается добавить, что модели двухтерабайтных накопителей обычно имеют существенно меньшие емкостные показатели и, как правило, не превышают 2 000 000 000 000 байт, здесь же явно больше объявленных 2048 000 000 байт.

Скоростные возможности дисковой подсистемы с SSD 2048 GB были оценены с помощью тех же тестовых программ, которые использовались с SSD 256 GB. При этом благодаря клонированию все настройки, включая параметры BIOS Setup, были теми же, что и в случае SSD 256 GB. Полученные результаты тестирования дисковой подсистемы с SSD 2048 GB приведены на рис. 13 и рис. 14.

Рис. 13. Оценка скоростных параметров дисковой подсистемы с SSD 2048 GB, выполненная CrystalDiskMark
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 14. Оценка скоростных параметров дисковой подсистемы с SSD 2048 GB, выполненная ATTO Disk Benchmark
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Оценивая результаты тестирования дисковой подсистемы в вариантах с накопителями SSD 256 GB и SSD 2048 GB, следует обратить внимание на то, что, как и в случае модулей оперативной памяти, замена штатных накопителей на альтернативные также существенно повысила скоростные параметры соответствующей подсистемы.

В следующей части  данной статьи — выводы.

>>    Часть 4 
      

Евгений Рудометов 
 

Часть 1 
  

Итак, скоростные возможности подсистем указанных моделей Intel NUC 10 были оценены в процессе тестирования NUC10i5FNKPA2 (далее просто Intel NUC 10) с разными моделями модулей оперативной памяти SO-DIMM DDR4 и разными моделями накопителей энергонезависимой флеш-памяти форм-фактора M.2 SSD.

Основные компоненты, использованные в исследуемой системе:

• Процессор — Intel Core i5-10210U (литография 14 нм, микроархитектура Comet Lake, 4 физических ядра, работающих c 8 потоками, базовая частота — 1,6 ГГц, частота в режиме Turbo Boost — 4,2 ГГц, кэш — 6 Мбайт, TDP — 15 Вт),
• Материнская плата — Intel NUC10i5FNB,
• Графическая подсистема — встроенная в процессор Intel UHD Graphics,
• Оперативная память — 2×4 GB (Kingston SO-DIMM DDR4-2666) и 2×16 GB (Crucial SO-DIMM DDR4-2400),
• Дисковая подсистема — M.2 Kingston SSD 256 GB и M.2 Intel SSD 760p 2048 GB,
• Блок питания — внешний компактный блок HKA09019047-6U (AC-DC: input — 100-240 V / 50-60 Hz; output — 19 V, 4,74 А, 90 W max),
• Операционная система — ОС Microsoft Windows 10 Home 64-bit.

Как следует из приведенного описания тестовых вариантов, в исследовании подсистемы оперативной памяти использовались две конфигурации подсистемы оперативной памяти (ОЗУ): 8 Гбайт и 32 Гбайт. Тестирование осуществлялось с помощью предварительно установленных программных пакетов: AIDA64 Business, PassMark PerformanceTest.

Первая конфигурация с информационным объемом 8 Гбайт представлена двумя модулями SO-DIMM DDR4-2666 производства Kingston —  модели Kingston KVR26S19S6/4. Каждый модуль имеет объем 4 Гбайт. Основные параметры согласно опубликованным производителем техническим данным, доступным для пользователей: 512 M×64-bit (4 GB), DDR4-2666, CL19, 260-pin SO-DIMM, VDD=1.2 V Typical. Внешний вид данного модуля оперативной памяти (4 GB) представлен на рис. 2.

Вторая конфигурация с информационным объемом 32 Гбайт представлена двумя модулями SO-DIMM DDR4-2400 производства Micron — модели Crucial CT16G4SFD824A. Каждый модуль имеет объем 16 Гбайт. Основные параметры: PC4-19200, CL=17, Dual Ranked, x8 based, Unbuffered, NON-ECC, 2048 Meg×64, 260-pin SO-DIMM, 1.2 V. Внешний вид данного модуля оперативной памяти (16 GB) представлен на рис. 2 вместе с Kingston KVR26S19S6/4 (4 GB).

Рис. 2. Модули ОЗУ 4 GB и 16 GB
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

На рис. 3 приведены параметры модулей Kingston KVR26S19S6/4 и Crucial CT16G4SFD824A, определенные AIDA64 Business и используемые в подсистеме оперативной памяти Intel NUC 10.

Рис. 3. Характеристики модулей ОЗУ 4 GB и 16 GB
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Далее представлены результаты тестирования подсистемы оперативной памяти обеих конфигураций при сохранении в системе штатного накопителя M.2 Kingston SSD 256 GB.

Результаты оценки скоростных параметров подсистемы ОЗУ для вариантов 2×4 GB и 2×16 GB, полученные с помощью тестов AIDA64 Cache & Memory Benchmark и AIDA64 GPGPU Benchmark, входящих в состав программного пакета AIDA64 Business, приведены на рис. 4 и рис. 5.

Рис. 4. Оценка подсистемы ОЗУ из 2×4 GB и 2×16 GB тестом AIDA64 Cache & Memory Benchmark
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 5. Оценка подсистемы ОЗУ из 2×4 GB и 2×16 GB тестом AIDA64 GPGPU Benchmark
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Результаты тестирования подсистемы оперативной памяти обеих выше указанных конфигураций, полученные с помощью теста Memory Mark пакета PassMark PerformanceTest (PassMark Software), приведены на рис. 6.

Рис. 6. Оценка производительности ОЗУ из 2×4 GB и 2×16 GB тестом Memory Mark
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Как следует из полученных результатов тестирования, замена штатных модулей на альтернативные существенно повысила производительность подсистемы оперативной памяти.

Результаты тестирования дисковой подсистемы  рассмотрены  в следующей части  данной статьи.

>>    Часть 3 
      

Евгений Рудометов 
 

В семействе компактных настольных компьютерных систем компания Intel предлагает   модели Intel NUC 10 (NUC — Next Unit of Computing), созданные на основе мобильных процессоров десятого поколения. Указанные компьютерные устройства могут быть использованы, например, в качестве основы компактных офисных и домашних ПК, управляющих систем, сетевых терминалов и информационных систем с поддержкой до трех дисплеев. Эти компактные компьютеры можно применять и в составе развлекательных мультимедийных комплексов, обеспечивающих воспроизведение видео разных стандартов, включая 4К (до 4096 х 2160 @ 60 Hz, 24 bpp), а также высококачественного многоканального аудио (7.1 digital). Файлы данных могут храниться как на внутренних накопителях, входящих в состав Intel NUC 10, так и передаваться на обработку от внешних хранилищ информации. Для этого могут использоваться порты USB и Thunderbolt, а также скоростные проводные и беспроводные каналы передачи данных, представленные аппаратно-программными средствами гигабитного Ethernet, Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax, 2.4/5 GHz, 2.4 Gbps), Bluetooth 5.

Модели Intel NUC 10 представлены как наборами, так и моделями мини-ПК. При этом первые, получившие наименование “Intel NUC 10 Performance kit” (модели Kit), требуют доукомплектования модулями оперативной памяти и соответствующими накопителями. Кроме того, наборам необходима еще и установка операционных систем. Вторые — это “Intel NUC 10 Performance Mini PC” (модели Mini PC). Изделия данной группы являются полностью готовыми для работы компактными системными блоками ПК.

Модели Kit и Mini PC десятого поколения, как и их предшественники, выпускаются в металлических корпусах двух форм-факторов.

Первый вариант — модели Tall (Tall Kit и Tall Mini PC), чьи габариты составляют 117×112×48 мм, с ножками высота — 51 мм. Данные варианты предусматривают установку до двух накопителей информации: один M.2 SSD с габаритами 22х80/22х42 мм и один 2.5” HDD/SSD толщиной 7,0 мм.

Второй вариант — модели Slim (Slim Kit и Slim Mini PC) обладают габаритами 117×112×34 мм, с ножками высота — 38 мм. Архитектура этих устройств практически совпадает с изделиями Tall, созданными на тех же процессорах. Но конструктив моделей Slim Kit и Slim Mini PC допускает установку только одного накопителя M.2 SSD с интерфейсами либо SATA 3, либо PCI Express Gen.3 x4/x2. Подключить 2.5” HDD/SSD теоретически возможно, так как на материнской плате присутствует соответствующий разъем SATA 3, но конструктив не позволяет поместить этот дополнительный диск внутрь корпуса Slim.

Как примеры популярных вариантов “Slim”, можно привести модели NUC10i5FNK2 и NUC10i5FNKPA2. Эти Slim-модели имеют одну и ту же архитектуру, включая проводные и беспроводные интерфейсы, одинаковые внутренний и внешний дизайны. Однако они отличаются друг от друга тем, что первая модель — это набор, а вторая — полностью укомплектованное производителем устройство, которое готово к работе после 5-минутной начальной настройки операционной системы Microsoft Windows 10 Home 64-bit. При этом настройка не требует от потенциального пользователя специальных профессиональных знаний и опыта. Остается добавить, что оба устройства допускают возможность смены двух модулей памяти SO-DIMM DDR 4, одного накопителя M.2 SSD и операционной системы Microsoft Windows 10 Home 64-bit на альтернативные, но совместимые с архитектурой и конструктивом варианты.

Внешний вид модели NUC10i5FNKPA2, кстати, полностью совпадающий с NUC10i5FNK2, приведен на рис. 1, параметры NUC10i5FNKPA2 представлены в таблице 1.

Рис. 1. Мини-ПК NUC10i5FNKPA2
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Таблица 1. Технические характеристики

Идентичность архитектур и конструктива указанных моделей Kit и Mini PC, а также возможность использования разных компонентов порождает проблему оптимального выбора. Действительно, какой вариант целесообразно выбрать: Kit и Mini PC, а также какие «подводные камни» поджидают на этом пути потенциальных пользователей? Попробуем разобраться в данной проблеме, и может быть дать рекомендации, облегчающие выбор оптимального решения.

Очевидно, что параметры конечного устройства в лице NUC10i5FNK2 / NUC10i5FNKPA2 зависят от используемых элементов. В этом можно убедиться на примере сравнения скоростных параметров подсистем оперативной и энергонезависимой памяти, выполненных на разных модулях. Анализ результатов сравнения может оказать помощь потенциальному пользователю в выборе оптимального решения: либо набор, либо готовая система. При этом следует подчеркнуть, что независимо от выбора Intel NUC 10 у пользователя всегда остается возможность модернизации компьютерной системы путем замены модулей памяти и/или накопителя с операционной системой. Полученные результаты могут быть полезны и в случае доукомплектования наборов, и модернизации готовых систем иных моделей Intel NUC 10, и даже моделей предыдущих и последующих поколений данных устройств.

Cкоростные возможности подсистем указанных моделей Intel NUC 10 были оценены в процессе тестирования NUC10i5FNKPA2 с разными моделями модулей оперативной памяти SO-DIMM DDR4 и разными моделями накопителей энергонезависимой флеш-памяти форм-фактора M.2 SSD. Результаты данного исследования приведены далее.

Конфигурация исследуемой системы и ряд результатов проведенного тестирования рассмотрены  в следующей части  данной статьи.

>>    Часть 2 
      

Виктор   Рудометов
Евгений Рудометов
 

 >>    Часть 1 
  

(кликнуть мышью для увеличения картинки)

Итак, установив накопители и подключив блок питания к сети переменного тока, можно переходить к настройке устройства и последующего его использования. После включения загорятся индикаторы и можно заходить в web-интерфейс Synology. Видеовыходов у Synology DS920+ нет, поэтому вся работа с NAS сервером осуществляется через web-интерфейс и специализированные приложения.

Настройка Synology DS920+ достаточно проста, а при необходимости можно обратиться к руководству пользователя. Также на сайте производителя представлено множество статей и руководств по настройке и работе, есть даже соответствующие видеоролики.

В процессе настройки будет предложено установить операционную систему на жесткие диски. Следует учитывать, что все данные при этом будут стерты. Если же диски ранее использовались в другой модели Synology NAS, то система автоматически распознает это и предложит вариант миграции данных и настроек. Весь процесс первоначальной конфигурации максимально понятен и автоматизирован, по факту необходимо лишь несколько раз нажать кнопку «Далее», придумать имя пользователя и пароль для входа в систему.

Одна из интересных возможностей аппаратно-программной инфраструктуры Synology — это система QuickConnect. Она позволяет устанавливать непрямое подключение к DSM по Интернету через серверы Synology. Таким образом, у пользователей появляется доступ к своим файлам с разных устройств и из любой точки мира. Прямой доступ будет быстрее, но в ряде сетевых конфигураций QuickConnect является, по сути, единственным способом доступа к своему Synology NAS вне локальной сети. С помощью QuickConnect можно, например, обмениваться ссылками на файлы и папки с коллегами и друзьями. Можно также сделать “Запрос Файла”, чтобы они смогли загрузить свои фотографии или другие файлы напрямую на Synology NAS. Файлы и папки, сохраненные на Synology NAS, можно быстро и легко сделать общедоступными.

Стоит отметить, что Synology DS920+ поддерживает технологию Link Aggregation, увеличивая пропускную способность с помощью объединения нескольких сетевых интерфейсов и обеспечивая аварийное переключение трафика для сохранения сетевого соединения в случае его потери. Таким образом, существует возможность не только повысить отказоустойчивость, но и производительность нескольких пользователей. К сожалению, нет возможности настроить сеть так, чтобы один пользователь смог использовать оба гигабитных канала. Также для многих режимов Link Aggregation требуется соответствующая поддержка роутера.

Конфигурация хранилища, в частности режим RAID, осуществляется в приложении “Диспетчер хранения”. Там же можно посмотреть информацию о дисках, провести S.M.A.R.T. тесты, чтобы убедиться в их работоспособности и надежности.

Логический раздел создается в меню Раздел. Для начинающих пользователей есть вариант “Быстро”, при котором создается оптимальная конфигурация с томом SHR. “Настраиваемый” режим позволит выбрать тип пула хранения, размер тома и режим RAID.

Следует отдельно отметить фирменную технологию RAID компании Synology, воплощенную в Synology Hybrid RAID (SHR). Эта фирменная разработка является автоматизированной системой управления RAID от компании Synology. На нее целесообразно обратить внимание даже опытным пользователям.

Система SHR допускает использование одного или двух отказоустойчивых дисков (по аналогии с RAID 5 и 6), так что даже при отказе одного или двух дисков данные на SHR не будут утрачены. SHR позволяет использовать диски разного объема, при этом есть варианты конфигураций с минимальными потерями в итоговом объемы раздела.

Классический массив RAID создает том хранилища на основе наименьшего диска в массиве. В отличие от классических массивов RAID система SHR способна разделить каждый диск на маленькие блоки и создать дополнительные возможности для хранения избыточных данных. С помощью SHR недоступный том объемом 4,5 Тбайт можно использовать в виде маленьких блоков, чтобы максимально увеличить емкость каждого диска.

Другой особенностью SHR является упрощенный процесс перехода на диски большего размера.

Классический RAID (рис. 7) не позволит использовать дополнительное пространство пока все диски не будут заменены на диски большего размера. Так, например, имея начальную конфигурацию из 4-х дисков по 500 Гбайт (с одним избыточным, RAID 5), пользователь постепенно покупает и устанавливает диски размером 2 Тбайт. Даже заменив 3 диска на модели по 2 Тбайт, пользователю будет доступно все те же начальные 1,5 Тбайт. И только после замены последнего четвертого диска, станет доступно 6 Тбайт дискового пространства.

Рис. 7. Классический RAID

При расширении хранилища вариант с SHR (рис. 8) работает гораздо эффективнее классического массива RAID. Уже после замены двух дисков общий объем доступного пространства составит 3 Тбайт, а после замены третьего — 4,5 Тбайт:

Рис. 8. Synology Hybrid RAID 

После тестирования различных конфигураций и комбинаций дисков, а также осуществляя замену (апгрейд) можно сделать вывод, что Synology Hybrid RAID является оптимальным выбором не только для начинающих, но и для опытных пользователей. Рассчитать результирующую емкость массива и сравнить различные типы RAID можно с помощью RAID калькулятора на сайте Synology.

Кстати, помимо RAID данные можно защитить с помощью создания резервной копии на внешний носитель через Hyper Backup или с помощью бэкапа в Synology C2 Cloud.

После создания раздела необходимо выбрать для него файловую систему. Так как Synology DS920+ поддерживает BTRFS, имеет смысл выбрать именно ее.

Итак, BTRFS — это современная файловая система хранения данных. Ее основные особенности:

• усовершенствованная технология Snapshot обеспечивает практически мгновенную управляемую защиту данных общих папок и LUN,
• восстановление данных на уровне файла или папки предоставляет пользователям гибкие возможности восстановления определенных файлов или папок,
• гибкая система общих папок и квот пользователей обеспечивает комплексное управление квотами во всех учетных записях пользователей и во всех общих папках,
• самовосстановление файлов позволяет файловым системам BTRFS автоматически обнаруживать поврежденные файлы с помощью зеркальных метаданных и восстанавливать поврежденные данные, используя конфигурации RAID,
• сжатие «на лету» позволяет сжимать данные перед их записью на диск, чтобы оптимизировать использование ресурсов системы хранения и сократить количество команд записи на диски.

Как упоминалось ранее, SSD-кэш в Synology DS920+ позволяет существенно повысить производительность дисковой системы. В первую очередь это относится к таким внутренним операциям, как, например, обработка, индексация и распознавание фотографий, индексация мультимедиа, поиск файлов, работа базы данных. В большинстве случаев достаточно SSD M.2 небольшого объема, в пределах 64 – 128 Гбайт.

Скоростные возможности Synology DS920+ были оценены в процессе тестирования системы следующей конфигурации:

• жесткие диски — 2 HDD 14 Тбайт, 2 HDD 10 Тбайт,
• SSD-кэш — M.2 NVME Crucial P2 500 Гбайт с PCIe Gen3×4.
• тип RAID — 4 HDD в конфигурации SHR с использованием избыточности одного диска,
• файловая система — BTRFS,
• тесты — CrystalDiskMark 7, ATTO Disk Benchmark

Результаты тестирования приведены ниже (рис. 9, рис. 10).

Рис. 9. Результаты CrystalDiskMark 7
           (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 10. Результаты ATTO Disk Benchmark
             (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Как следует из полученных результатов тестирования Synology DS920+, все упирается в возможности сетевого интерфейса, чья пропускная способность ограничена значением 1 Гбит/с. Однако при организации одновременного доступа к NAS нескольких пользователей можно в режиме Link Aggregation использовать канал передачи данных шириной в два гигабита (2×1 Гбит/с).

Стоит отметить, что полученные цифры производительности довольно высоки. Этого достаточно для повседневных задач, к которым относятся, например, просмотр видео и фото, чтение документов или создание резервных копий систем, программ и данных.

Для реализации всех возможностей устройства компания Synology создала специализированную операционную систему DSM и Центр Пакетов, где можно устанавливать дополнительные приложения на Synology NAS. Доступно более 100 приложений как от фирмы Synology, так и от сторонних разработчиков. Домашние пользователи, несомненно, оценят мультимедиа приложения для организации хранения и просмотра фото и видео файлов. Для офисов актуальны системы резервного копирования, почтовый сервер, календарь, чат, работа с документами. Есть много возможностей и для разработчиков, от хостинга сайтов и репозиториев до систем виртуализации.

В заключение остается добавить, что Synology DS920+ является высокоэффективным решением для домашнего и офисного использования. Данное устройство обеспечивает надежное централизованное хранение информации. Его аппаратное обеспечение очень хорошо справляется с самыми разными задачами, а программное обеспечение позволяет раскрыть весь потенциал сетевого сервера. Основным же достоинством рассмотренной модели, несомненно, является высокоэффективная и удобная операционная система DSM, управляющая работой сервера, а также очень большой набор программных пакетов.

>>    Часть 1 
    

Дополнительные материалы:

• Обзор сетевого хранилища Synology DS920+ 
• Сетевой накопитель Synology DS920+ 
• Возможности программного обеспечения Synology NAS DS920+ 
• Программное обеспечение Synology DS920+  
• 1Гбит + 1Гбит = 2 Гбит: Настраиваем Link Aggregation между роутером Asus RT-AX89X и Synology NAS DS920+ 
• 1Гбит + 1Гбит = 2 Гбит 
• Synology DS920+ – высокопроизводительный NAS для работы и досуга. / Вы и Ваш компьютер. 2021, №9, с.16-20 
• Обзор сетевого хранилища Synology DS420+ 
• Возможности программного обеспечения Synology NAS DS420+ 
• Synology DiskStation DS420+ 
• Synology DS420+ - NAS для дома и офисов. / Вы и Ваш компьютер. 2020, №8, с.24-27
  

      

     
          

Виктор   Рудометов
Евгений Рудометов
 

(кликнуть мышью для увеличения картинки)

Объемы служебной и личной информации стремительно растут. При этом основную долю составляют служебные и личные документы, резервные копии программ и данных, а также фотографии, видео, аудио. Данный рост постоянно повышает нагрузку на системы обработки и хранения информации. Облачные системы нередко дороги, а также часто не предоставляют необходимого уровня безопасности, надежности, оперативности и удобства пользования. Оптимальное решение — использование систем на основе серверов сетевых хранилищ, например, Synology DiskStation DS920+ (далее Synology DS920+).

Synology DS920+ — это высокопроизводительное и надежное решение для хранения данных с функциональностью личного и коллективного облака, а также мультимедиа центра. Устройство ориентировано на домашних пользователей и офисов (SOHO/SMB). Является идеальной сетевой системой хранения (NAS, от англ. Network Attached Storage) для оптимизации управления данными и повышения продуктивности. Рассчитан этот NAS на установку 4 жестких дисков. Наличие двух встроенных слотов для твердотельных накопителей M.2 для SSD-кэша позволяет значительно повысить производительность системных операций ввода-вывода и приложений.

Благодаря возможностям масштабирования пользователи Synology DS920+ могут начать с минимальной конфигурации и в дальнейшем расширить емкость системы хранения с помощью модуля расширения (Synology DX517) по мере роста объемов данных. А с помощью специального программного обеспечения Synology DS920+ может также выступать еще и в качестве полнофункциональной системы видеонаблюдения. Остается добавить, что возможности системы определяются не только аппаратными средствами, но и фирменным программным обеспечением (ПО). Библиотека приложений весьма обширна, значительная часть их доступна на сайте производителя.

Комплект этого высокопроизводительного NAS поставляется в небольшой картонной коробке (рис. 1). Она надежно защищает тщательно упакованные компоненты (рис. 2):

• Synology DS920+,
• адаптер питания переменного тока (100 Вт, 12 В / 8.33 А) со съемным кабелем,
• два сетевых кабеля LAN RJ-45,
• два ключа для блокировки дисковых салазок,
• набор винтов для крепления жестких дисков форм-фактора 2.5 дюйма,
• печатное руководство пользователя по быстрой установке на русском языке.

Рис. 1. Коробка Synology DS920+
           (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 2. Комплект Synology DS920+
           (кликнуть мышью для увеличения картинки)

К Synology DS920+ могут быть приобретены дополнительные компоненты:

• SO-DIMM non-ECC DDR4 емкостью 4 Гбайт  (D4NESO-2666–4G),
• модуль расширения  Synology DX517  (к Synology DS920+ можно подключить один модуль расширения),
• 3.5″ SATA HDD  (HAT5300),
• 2.5″ SATA SSD  (SAT5200),
• M.2 2280 NVMe SSD  (SNV3400),
• VisualStation VS960HD/VS360HD,
• лицензионный пакет для устройств Surveillance,
• пакет лицензий Synology MailPlus,
• пакет лицензий Virtual DSM.

Корпус Synology DS920+ строгого дизайна выглядит очень стильно. Он окрашен в матовый черный цвет. Благодаря матовой поверхности на корпусе практически не будут видны неизбежные в процессе эксплуатации отпечатки пальцев и мелкие царапины. Внешний вид Synology DS920+ приведен на рис. 3.

Рис. 3. Внешний вид Synology DS920+
           (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Спереди Synology DS920+ (рис. 4) расположены 4 лотка для жестких дисков с возможностью блокировки доступа специальным ключом, индикатор состояния системы в целом и каждого диска в отдельности, кнопка и индикатор питания, а также порт USB 3.0 для подключения внешних устройств. Здесь следует напомнить, что стандарт USB 3.0 был переименован в USB 3.2 Gen 1 организацией USB Implementers Forum (USB-IF) в 2019 году, тем не менее, далее в тексте для этого стандарта будет использоваться более привычное наименование USB 3.0.

Рис. 4. Фронтальная сторона корпуса Synology DS920+
           (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Сзади данного NAS (рис. 5) находятся два вентилятора, два порта 1GbE RJ-45 с поддержкой системы Link Aggregation, порт USB 3.0, порт eSATA (используется для подключения внешних дисков SATA или модуля расширения Synology), гнездо для замка безопасности Kensington, разъем подключения питания и кнопка сброса Reset. По бокам корпуса присутствуют вентиляционные прорези, выполненные в виде надписей «Synology».

Рис. 5. Обратная сторона корпуса Synology DS920+
           (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Основные технические характеристики Synology DS920+ представлены в таблице 1.

Таблица 1.  Технические характеристики Synology DS920+

Внутри корпуса Synology DS920+ находится жесткий металлический каркас и направляющие салазки для лотков жестких дисков.

Материнская плата с процессором и оперативной памятью спрятана внутри корпуса. Однако для расширения объема оперативной памяти нет необходимости полной разборки устройства, так как конструкторами обеспечен сравнительно легкий доступ к соответствующему слоту.

Установка жестких дисков проста и удобна. Действительно, для накопителей форм фактора 3.5″, как и в предыдущих моделях NAS этого производителя, отвертка не потребуется (рис. 6).

Рис. 6. Установка жесткого диска и SSD-кэша в Synology DS920+
           (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Synology DS920+ имеет систему SSD-кэша, которая позволяет существенно повысить производительность системных операций ввода-вывода и некоторых приложений. Для этого в нижней части корпуса есть два отсека (рис. 6) для установки твердотельных накопителей SSD NVME M.2 2280. Их использование обеспечивает ускорение ряда операций в 20 раз. При подключении одного модуля M.2 будет работать кэш на чтение, а при использовании двух модулей есть возможность включить режим и на чтение, и на запись.

Пример установки в Synology DS920+ жесткого диска (HDD 14 Тбайт) и SSD-кэша (SSD 500 Гбайт) приведен на рис. 6.

Установив накопители и подключив блок питания к сети переменного тока, можно переходить к настройке устройства и последующего его использования.

О настройке, ОС, файловой системе, RAID, тестировании и т.п — в следующей части  данной статьи.
  

>>    Часть 2 
         

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

В качестве тестового компьютера был использован высокопроизводительный мини-ПК, созданный на основе комплекта Intel NUC7i7BNHX1. Конфигурация системного блока:

• Процессор — Intel Core i7-7567U (литография 14 нм, микроархитектура Kaby Lake, 2 физических ядра, работающих c 4 потоками на тактовой частоте от 3,5 ГГц до 4,0 ГГц, кэш 4 Мбайт, TDP 28 Вт),
• Материнская плата — Intel NUC7i7BNB,
• Графическая подсистема — встроенная в процессор графика Intel Iris Plus 650,
• Оперативная память — два модуля CT16G4SFD824A (Crucial 16GB DDR4-2400 SO-DIMM),
• Дисковая подсистема — Intel SSD 545s Series 256GB (системный накопитель),
• Блок питания — внешний компактный блок FSP065-10AABA (AC-DC: input — 100-240V/50-60Hz; output — 19V, 3.43A, 65W max),
• Операционная система — Microsoft Windows 10 Enterprise 64-bit.

Материнская плата Intel NUC7i7BNB, входящая в состав компонентов системного блока мини-ПК, рассчитана на установку твердотельного накопителя типоразмера либо M.2 2280, либо M.2 2242. Этому требованию полностью удовлетворяет SSD P2 500GB, имеющий типоразмер M.2 2280. Установка данного накопителя, включение тестового мини-ПК, запуск и последующий анализ результатов каких-либо проблем не вызвали.

На рис. 4 приведен накопитель SSD P2 500GB, установленный в системный блок.

Рис. 4. Накопитель SSD P2 500GB в системном блоке
           (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Оценки емкостных параметров накопителя SSD P2 500GB, выполненные с помощью штатных средств Microsoft Windows 10 Enterprise 64-bit, приведены на рис. 5.

Рис. 5. Емкостные параметры SSD P2 500GB
           (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Оценивая емкостные параметры SSD P2 500GB, необходимо напомнить, что производители накопителей информационную емкость своих изделий традиционно приводят в десятичных единицах. В этих единицах емкость накопителя SSD P2 500GB составляет 500 104 687 616 байт (рис. 5), то есть немного больше объявленного производителем значения. В единицах, привязанных к двоичной системе счисления, информационная емкость составляет 465 Гбайт (рис. 5).

Скоростные возможности накопителя SSD P2 500GB были оценены с помощью соответствующих тестовых программ. Перед каждым этапом накопитель форматировался, компьютер перезапускался. Полученные результаты тестирования SSD P2 500GB приведены на рис. 6 – рис. 9.

Рис. 6. Оценка скоростных параметров, выполненная CrystalDiskMark 5.2.0 х64

Рис. 7. Оценка скоростных параметров, выполненная CrystalDiskMark 7.0.0 х64

Рис. 8. Результаты теста ATTO Disk Benchmark
           (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 9. Показатели линейных записи и чтения в тесте AIDA64 Disk Benchmark
           (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Как следует из полученных оценок, твердотельный накопитель SSD P2 500GB, выпущенный компанией Micron, в тестах продемонстрировал сравнительно высокие значения скоростных параметров. Более того, в ряде тестов полученные результаты даже превышают значения, объявленные производителем. При этом очень интересны результаты работы тестов AIDA64 Disk Benchmark. Так, например, показатели скорости линейного чтения находятся между значениями 3029.7 MB/s и 2908.0 MB/s, среднее значение — 3003.4 MB/s. А вот с линейной записью все намного сложнее и интереснее. Действительно, в течение примерно 26% информационного объема накопителя график линейной записи находится на уровне около 1100 MB/s, но далее скорость записи скачком падает до весьма низкого уровня, составляющего примерно 38 MB/s, и остается на этом уровне до конца объема. Это объясняется кэшированием операций записи на начальном участке, а после исчерпания кэша скорость определяется исключительно возможностями применяемой флэш-памяти. В данном случае использется флэш-память QLC, обеспечивающая хранение четырех бит в обной ячейке (рис. 1). Конечно, ее скоростные параметры уступают TLC, однако на реальных задачах исследуемый накопитель все равно предпочтительнее традиционных HDD, особенно в операциях случайных чтения/записи (IOPS). Остается напомнить, что данный твердотельный накопитель обладает высокой надежностью и неплохими показателями износоустойчивости в режимах записи, перезаписи и стирания информации, а также очень малыми размерами и сравнительно низкой ценой. Тем не менее, несмотря на все достоинства, использование данного устройства целесообразно в соответствии с рекомендациями производителя ограничить системами потребительского уровня.

                                   (кликнуть мышью для увеличения картинки)

>>    Часть 1 
      

Дополнительные материалы:
Экспресс-тест Crucial CT500P2SSD8 
M.2 SSD Crucial P1 500GB 
Архитектура мини-ПК от Intel 
Твердотельный накопитель Crucial P2 500GB. / Компьютер Mouse. 2021, №9, с.14-15.  

Евгений Рудометов 
 

Компания Micron под принадлежащей ей маркой Cruсial выпускает широкую гамму твердотельных накопителей (SSD). При этом для сверхкомпактных подсистем хранения информации, ориентированных на компьютеры потребительского сектора, предлагаются SSD форм-фактора M.2 2280. В их архитектуре используются чипы 3D NAND разных полупроводниковых технологий, эволюция которых представлена на рис. 1.

Рис. 1. Эволюция технологий от SLC к QLC
           (кликнуть мышью для увеличения картинки)

На основе результатов производства и эксплуатации M.2 SSD Cruсial P1 производитель выпустил модели серии Cruсial P2. Указанные накопители в настоящее время представлены моделями объемом 250 Гбайт, 500 Гбайт, 1 Тбайт и 2 Тбайт.  

Возможности накопителей серии Crucial P2 можно оценить на примере модели SSD, имеющей информационный объем 500 Гбайт (здесь 1 Гбайт = 1 000 000 000 байт). Данная модель получила наименование CT500P2SSD8. Состав комплекта этого накопителя приведен на рис. 2. Внешний вид накопителя CT500P2SSD8 (далее — SSD P2 500GB) представлен на рис. 3, основные характеристики, официально объявленные производителем, приведены в таблице 1.

Рис. 2. Комплект SSD P2 500GB
           (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 3. Внешний вид SSD P2 500GB
           (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Таблица 1.  Основные характеристики SSD P2 500GB

Накопитель SSD P2 500GB выполнен в сверхкомпактном форм-факторе M.2, обладает очень малыми размерами, составляющими 80,0 × 22,0 мм. Выпущен в бескорпусном варианте с односторонним монтажом элементов на плате из стеклотекстолита, окрашенного в черный цвет (рис. 3). Ряд технических и эксплуатационных характеристик приводится на этикетке, наклеенной на лицевой стороне поверх части электронных элементов.

Необходимо отметить, на фирменном сайте производителя в нескольких разделах приводится сравнительно небольшое количество параметров (таблица 1). Среди них для большинства пользователей обычно актуальны показатели надежности и скоростные параметры. Так, например, показатель MTBF (Mean Time Between Failures — время наработки на отказ) составляет 1,5 млн часов, а показатель TBW (Total Bytes Written — общее количество байт, которое может быть записано на накопитель) — 150 Тбайт. Анонсированные производителем скоростные возможности приведены в таблице 1. Необходимо отметить, что для передачи компьютерных данных архитектурой накопителя резервируются 4 линии PCI Express Gen3, напряжение питания — 3,3 В, ток потребления — до 2,5 А (рис. 3). Фактически указанными параметрами исчерпываются официальные характеристики. Однако, удалив наклейку (удаление наклейки приводит к потере гарантии), закрывающую доступ к большей части элементов устройства, можно получить дополнительную информацию об архитектуре, а, следовательно, и возможностях накопителя. Кстати, следует отметить, что на рынке присутствуют модели и с чипами флеш-пямяти TLC, и с чипами QLC.

В архитектуре исследуемого накопителя SSD P2 500GB использованы два чипа флэш-памяти Micron NX893. Управление осуществляет контроллер Phison PS5013-E13-31, способный поддерживать до 2 Тбайт флеш-памяти. Архитектура накопителя является безбуферной. Это означает, что для упрощения конструкции устройства, снижения его себестоимости и энергопотребления на плате отсутствуют микросхемы оперативной памяти, а для повышения скорости работы накопителя применяется кэширование в DRAM компьютера (использование технологии HMB, хотя на сайте производителя это не указано).

Емкостные и скоростные возможности твердотельного накопителя SSD P2 500GB, созданного компанией Micron, были оценены в процессе тестирования. 

Особенности тестовой системы и результаты тестирования SSD P2 500GB (CT500P2SSD8) рассмотрены  в следующей части  данной статьи. 

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

Для решений широкого спектра использования — от настольных ПК до ноутбуков компания Micron предлагает сравнительно недорогие твердотельные накопители (SSD) серии Crucial P2, выпущенные на замену моделей Crucial P1. Новые изделия, как и их предшественники, выполнены в форм-факторе M.2 2280 и снабжены интерфейсом PCI NVMe 3.1×4. В настоящее время эта серия состоит из моделей с информационным объемом от 250 Гбайт до 2 Тбайт.

Возможности средней модели SSD, имеющей наименование CT500P2SSD8 (рис. 1) и информационный объем 500 Гбайт, были оценены в процессе экспресс тестирования (рис. 2, рис. 3, рис. 4) в составе Intel NUC7i7BNHX1.

Рис. 1.  CT500P2SSD8
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 2.  Емкостные параметры CT500P2SSD8
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 3.  Результаты тестов CrystalDiskMark

Рис. 4.  Результаты тестов ATTO Disk Benchmark
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Как следует из полученных в процессе тестирования оценок, пятисотгигабайтная модель CT500P2SSD8, относящаяся к твердотельным накопителям Micron серии Crucial P2, обладает не только высокой информационной емкостью (500 104 687 616 байт), но и неплохими скоростными возможностями. Более детально данная модель будет исследована в одной из следующих статей.

Дополнительные материалы:
M.2 SSD Crucial P1 500GB
Архитектура мини-ПК от Intel

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Реальные емкостные и скоростные возможности твердотельного накопителя SSD 760P 2TB (SSDPEKKW020T8), созданного компанией Intel, были оценены в процессе тестирования. В качестве тестового компьютера был использован высокопроизводительный мини-ПК, созданный на основе комплекта Intel NUC7i7BNHX1. Конфигурация системного блока:

• Процессор — Intel Core i7-7567U (литография 14 нм, микроархитектура Kaby Lake, 2 физических ядра, работающих c 4 потоками на тактовой частоте от 3,5 ГГц до 4,0 ГГц, кэш 4 Мбайт, TDP 28 Вт),
• Материнская плата — Intel NUC7i7BNB,
• Графическая подсистема — встроенная в процессор графика Intel Iris Plus 650,
• Оперативная память — два модуля CT16G4SFD824A (Crucial 16GB DDR4-2400 SO-DIMM),
• Дисковая подсистема — HDD HDWL110UZSVA (системный накопитель),
• Блок питания — внешний компактный блок FSP065-10AABA (AC-DC: input — 100-240V/50-60Hz; output — 19V, 3.43A, 65W max),
• Операционная система — Microsoft Windows 10 Enterprise 64-bit.

Материнская плата Intel NUC7i7BNB, входящая в состав компонентов системного блока мини-ПК, рассчитана на установку твердотельного накопителя типоразмера либо M.2 2280, либо M.2 2242. Этому требованию полностью удовлетворяет SSD 760P 2TB, имеющий типоразмер M.2 2280. Установка данного накопителя, включение тестового мини-ПК, запуск и последующий анализ результатов каких-либо проблем не вызвали.

На рис. 5 приведен накопитель SSD 760P 2TB, установленный в системный блок.

Рис. 5.  Накопитель SSD 760P 2TB в системном блоке
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Для поддержки твердотельных накопителей силами самих пользователей компания Intel можно использовать специальные программные средства. Это может быть, например, многофункциональная утилита Intel Solid-State Drive Toolbox (Intel SSD Toolbox).

Оценки емкостных параметров накопителя SSD 760P 2TB (SSDPEKKW020T8), выполненные с помощью штатных средств Microsoft Windows 10 Enterprise 64-bit, приведены на рис. 6.

Рис. 6.  Емкостные параметры SSD 760P 2TB

Оценивая емкостные параметры SSD 760P 2TB, необходимо напомнить, что производители накопителей информационную емкость своих изделий традиционно приводят в десятичных единицах. Это означает, что в мобильных, стационарных и встраиваемых накопителях 1 Гбайт = 1 000 000 000 байт. В результате в десятичных единицах емкость SSD 760P 2TB составляет 2 048 390 066 176 байт (рис. 6), то есть даже несколько больше объявленного производителя значения. А вот в единицах, привязанных к двоичной системе счисления, 1 Гбайт = 1 024 x 1 024 x 1 024 байт = 1 073 741 824 (2 в степени 30). Как результат, «десятичная» емкость 2 048 390 066 176 байт в единицах, привязанных к двоичной системе счисления, преобразуется и приводится уже как 1.86 Тбайт (рис. 6).

Скоростные возможности накопителя SSD 760P 2TB были оценены с помощью соответствующих тестовых программ. Полученные результаты приведены на рис. 7 – рис. 9.

Рис. 7.  Оценка скоростных параметров, выполненная CrystalDiskMark

Рис. 8.  Оценка скоростных параметров, выполненная ATTO Disk Benchmark
             (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 9.  Оценка скоростных параметров, выполненная AS SSD Benchmark
  

Как следует из полученных оценок, твердотельный накопитель SSD 760P 2TB (модель SSDPEKKW020T8), выпущенный компанией Intel, продемонстрировал очень высокие значения скоростных параметров. При этом скоростные параметры данного накопителя значительно превышают аналогичные параметры не только традиционных 2,5- и 3,5-дюймовых жестких дисков, но даже и новейших 2,5-дюймовых SSD с интерфейсом SATA3. Более того, в других компьютерных системах исследованный твердотельный накопитель вполне возможно сможет показать еще более высокие результаты. Остается добавить, что накопитель обладает высокой надежностью и неплохими показателями износоустойчивости в режимах записи, перезаписи и стирания информации. Тем не менее, использование данного устройства целесообразно ограничить, в соответствии с рекомендациями производителя, системами потребительского уровня.

                                   (кликнуть мышью для увеличения картинки)

>>    Часть 1 
      

Дополнительные материалы:
Экспресс-тест Intel SSDPEKKW020T8
M.2 SSD Intel 760p 1TB 
Архитектура мини-ПК от Intel
SSD Intel 760p 2048GB

Евгений Рудометов 
 

Для решений широкого спектра использования — от настольных ПК до ноутбуков компания Intel предлагает твердотельные накопители (SSD) серии 760p. В настоящее время эта серия состоит из моделей с информационным объемом следующих значений: 128, 256, 512, 1024, 2048 Гбайт.

Данные накопители выполнены в конструктиве M.2 2280, используют интерфейс PCIe Gen3 x4 с протоколом NVMe, созданы на основе 64-слойной флэш-памяти TLC 3D NAND, что обеспечивает хранение трех бит в каждой ячейке массива флэш-памяти накопителя. При этом все модели характеризуются высокими скоростными параметрами, а также высокими показателями надежности и ресурсов записи. По мнению производителя, накопители серии 760p оптимальны для широкого спектра задач, выполняемых на компьютерных системах потребительского класса, снабженных слотами, поддерживающими PCI NVMe 3.1×4.

Возможности накопителей серии 760p можно оценить на примере старшей модели SSD, имеющей информационный объем 2 Тбайт: “Intel SSD 760p Series 2.048TB”. Модель получила техническое наименование SSDPEKKW020T8 (далее — SSD 760p 2TB).

Комплект SSD 760p 2TB поставляется в красочной коробке (рис. 1) с указанным на ее поверхности рядом характеристик накопителя. Сам накопитель дополнительно упакован в пластиковый контейнер (рис. 2) и картон, что обеспечивает его защиту.

Рис. 1.  Комплект SSD 760p 2TB
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 2.  SSD 760p 2TB в пластиковом контейнере
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Внешний вид накопителя представлен на рис. 3, основные характеристики, официально объявленные производителем, приведены в таблице 1.

Рис. 3.  Внешний вид, лицевая и обратная стороны SSD 760p 2TB
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Таблица 1.  Основные характеристики SSD 760p 2TB

Накопитель SSD 760P 2TB выполнен в сверхкомпактном форм-факторе M.2, обладает очень малыми размерами, составляющими 80,0 × 22,0 мм. Выпущен в бескорпусном варианте с двухсторонним монтажом элементов на плате из стеклотекстолита, окрашенного в черный цвет (рис. 3). Ряд технических и эксплуатационных характеристик приводится на этикетке (рис. 4), наклеенной на лицевой стороне поверх электронных элементов (рис. 3).

Рис. 4.  Этикетка SSD 760p 2TB
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Обычно для большинства пользователей, кроме информационной емкости, наиболее важны показатели надежности и скоростные параметры. Из данных, объявленных производителем, следует, что, например, показатель MTBF (Mean Time Between Failures — время наработки на отказ) составляет 1,6 млн часов, а показатель TBW (Total Bytes Written — общее количество байт, которое может быть записано на накопитель) — 576 Тбайт. Это эквивалентно регулярной записи примерно 315 Гбайт данных в день в течение установленного гарантийного срока, который для этого 2-терабайтного накопителя составляет 5 лет. К слову сказать, 576 Тбайт — объем гарантированный производителем. Оценивая это значение, кстати, довольно значительное, следует учитывать, что обычно у SSD от известных брендов фактическая износоустойчивость значительно выше (нередко “в разы”). Что же касается скоростных возможностей, то они приведены в таблице 1, и они очень высокие, особенно, если сравнивать с SATA-моделями SSD и HDD. Необходимо отметить, что для передачи компьютерных данных архитектурой описываемого накопителя резервируются 4 линии PCI Express Gen3.

Реальные емкостные и скоростные возможности твердотельного накопителя SSD 760P 2TB, созданного компанией Intel, были оценены в процессе проведенного тестирования с использованием популярных программных инструментов.

Особенности тестовой системы и результаты тестирования SSD 760P 2TB (SSDPEKKW020T8) рассмотрены  в следующей части  данной статьи. 

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

Для решений широкого спектра использования — от настольных ПК до ноутбуков компания Intel предлагает твердотельные накопители (SSD) серии 760p. В настоящее время эта серия состоит из моделей с информационным объемом от 128 до 2048 Гбайт.

Возможности старшей модели SSD, имеющей наименование SSDPEKKW020T8 (рис. 1) и информационный объем 2 Тбайт (2048 Гбайт), были оценены в процессе экспресс тестирования (рис. 2, рис. 3, рис. 4).

Рис. 1.  SSDPEKKW020T8
             (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 2.  Емкостные параметры SSDPEKKW020T8

Рис. 3.  Результаты тестов CrystalDiskMark

Рис. 4.  Результаты тестов ATTO Disk Benchmark
             (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Как следует из полученных в процессе тестирования оценок, двухтерабайтная модель SSDPEKKW020T8, относящаяся к твердотельным накопителям Intel серии 760p, обладает не только очень высокой информационной емкостью (2 048 390 066 176 байт), но и очень высокими скоростными возможностями.

Виктор   Рудометов
Евгений Рудометов

         (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Каждый пользователь сталкивается с ежедневным ростом объемов личной и служебной информации. Это могут быть документы, фотографии, видео, резервные копии и многое другое. Возникает два важных вопроса: где хранить и как получить к своей информации удобный и быстрый доступ. Системы хранения в интернете дороги, а также часто не предоставляют необходимого уровня безопасности и удобства пользования. Оптимальное решение – это домашняя система на основе сервера сетевого хранилища, например, Synology DiskStation DS420+ (далее Synology DS420+). Это высокопроизводительное и надежное решение для хранения данных с функциональностью домашнего облака и мультимедиа центра. В первую очередь модель ориентирована на домашних пользователей, а также на использование в малых офисах.

Изделие поставляется в небольшой картонной коробке, надежно защищающей небольшой по размеру сервер и аксессуары:

• устройство Synology DS420+,
• адаптер питания от сети переменного тока со съемным кабелем,
• сетевой кабель LAN RJ-45,
• два ключа для блокировки дисковых салазок,
• набор винтов для крепления жестких дисков форм-фактора 2,5”,
• печатное руководство пользователя по быстрой установке на русском языке.

Рис. 1.  Комплект Synology DS420+
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Корпус Synology DS420+ выглядит стильно. Он окрашен в черный цвет, матовый. Благодаря матовой поверхности практически не будут видны неизбежные в процессе эксплуатации отпечатки пальцев и мелкие царапины. Внешний вид Synology DS420+ приведен на рис. 2, основные технические характеристики — в таблице 1.

Рис. 2.  Synology DS420+
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Таблица 1. Технические характеристики Synology DS420+

На фронтальной и обратной сторонах (рис. 3) расположены:

1. Индикатор состояния системы,
2. Индикаторы состояния дисков,
3. Блокиратор лотка дисков,
4. Порт USB 3.0 для подключения внешних устройств,
5. Кнопка и индикатор питания,
6. Лотки для дисков,
7. Порты 1GbE RJ-45,
8. Кнопка сброса,
9. Разъем энергопитания,
10. Систеный вентилятор,
11. Гнездо замка безопасности Kensington.

Остается добавить, что по бокам присутствуют вентиляционные прорези, выполненные в виде надписей «Synology». Внутри Synology DS420+ находится жесткий металлический каркас и направляющие салазки для лотков жестких дисков.

Рис. 3.  Фронтальная и обратная стороны Synology DS420+
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Материнская плата с процессором находится внутри корпуса. Однако пользователю Synology DS420+ не потребуется разбирать устройство для установки дополнительных 4 Гбайт памяти.

Процедура установки жестких дисков довольно проста: для 3,5″ моделей даже не потребуется отвертка. Диски крепятся в салазках с помощью специальных пластинок.

Для увеличения скоростных возможностей Synology DS420+ в архитектуре данного устройства предусмотрена система SSD-кэширования. Она позволяет существенно повысить производительность системных операций ввода/вывода и некоторых приложений. Для реализации данной возможности в нижней части корпуса есть два отсека для установки твердотельных накопителей SSD NVME M.2 2280. Как результат, некоторые операции будут ускорены в 20 раз. При установке одного модуля M.2 будет работать кэш на чтение, однако при установке двух модулей есть возможность включить ускоренный режим и на чтение, и на запись.

Установив диски и подключив блок питания к сети переменного тока, можно переходить к настройке устройства и последующего его использования. После включения загорятся индикаторы и можно заходить в web-интерфейс Synology. Видеовыходов у Synology DS420+ нет, поэтому вся работа с NAS сервером осуществляется через web-интерфейс и специализированные приложения.

Настройка Synology DS420+ достаточно проста, а при необходимости можно обратиться к руководству пользователя. Также на сайте производителя представлено множество статей и руководств по настройке и работе, есть и соответствующие видеоролики.

В процессе настройки будет предложено установить операционную систему на жесткие диски. Следует учитывать, что все данные при этом будут стерты. Если же диски ранее использовались в другой модели Synology NAS, то система автоматически распознает это и предложит вариант миграции данных и настроек. Весь процесс первоначальной конфигурации максимально понятен и автоматизирован, по факту необходимо лишь несколько раз нажать кнопку «Далее», придумать имя пользователя и пароль для входа в систему.

Одна из интересных возможностей инфраструктуры Synology — это система QuickConnect. Она позволяет устанавливать непрямое подключение к DSM по Интернет через серверы Synology. Таким образом, у пользователей появляется доступ к своим файлам с разных устройств и из любой точки мира. Прямой доступ будет быстрее, но в ряде сетевых конфигураций QuickConnect является, по сути, единственным способом доступа к своему Synology NAS вне локальной сети. С помощью QuickConnect можно, например, обмениваться ссылками на файлы и папки с друзьями или сделать “Запрос Файла”, чтобы они смогли загрузить свои фотографии или другие файлы напрямую на Synology NAS. Файлы и папки, сохраненные на Synology NAS, можно быстро и легко сделать общедоступными.

Стоит отметить, что Synology DS420+ поддерживает технологию Link Aggregation, увеличивая пропускную способность с помощью объединения нескольких сетевых интерфейсов и обеспечивая аварийное переключение трафика для сохранения сетевого соединения в случае его потери. Таким образом, существует возможность не только повысить отказоустойчивость, но и производительность нескольких пользователей. К сожалению, нет возможности настроить сеть так, чтобы один пользователь смог использовать оба гигабитных канала. Также для многих режимов Link Aggregation требуется соответствующая поддержка роутера.

Конфигурация хранилища, в частности режим RAID, осуществляется в приложении “Диспетчер хранения”. Там же можно посмотреть информацию о дисках, провести S.M.A.R.T. тесты, чтобы убедиться в их работоспособности и надежности.

Логический раздел создается в меню Раздел. Для начинающих пользователей есть вариант “Быстро”, при котором создается оптимальная конфигурация с томом SHR.

“Настраиваемый” режим позволит выбрать тип пула хранения, размер тома и режим RAID.

Следует отдельно отметить фирменную технологию RAID компании Synology.

Synology Hybrid RAID (SHR) является автоматизированной системой управления RAID от компании Synology. Мы рекомендуем даже опытным пользователям обратить внимание именно на SHR. Система SHR допускает использование одного или двух отказоустойчивых дисков (по аналогии с RAID 5 и 6), так что даже при отказе одного или двух дисков данные на SHR не будут утрачены. SHR позволяет использовать диски разного объема, при этом есть варианты конфигураций с минимальными потерями в итоговом объемы раздела.

Классический массив RAID создает том хранилища на основе наименьшего диска в массиве. В отличие от классических массивов RAID система SHR способна разделить каждый диск на маленькие блоки и создать дополнительные возможности для хранения избыточных данных. С помощью SHR недоступный том объемом 4,5 Тбайт можно использовать в виде маленьких блоков, чтобы максимально увеличить емкость каждого диска.

Другой особенностью SHR является упрощенный процесс перехода на диски большего размера. Классический RAID не позволит использовать дополнительное пространство пока все диски не будут заменены на диски большего размера. Представим, что в начальной конфигурации 4 диска по 500 Гбайт (с одним избыточным, RAID 5) пользователь постепенно покупает и устанавливает диски размером 2 Тбайт. Даже заменив 3 диска на модели по 2 Тбайт, пользователю будет доступно все те же начальные 1,5 Тбайт. И только после замены последнего четвертого диска, станет доступно 6 Тбайт дискового пространства.

Рис. 4.  Классический RAID

При расширении хранилища SHR работает гораздо эффективнее классического массива RAID. Уже после замены двух дисков общий объем доступного пространства составит 3 Тб, а после замены третьего – 4,5 Тбайт:

Рис. 5.  Synology Hybrid RAID

После тестирования различных конфигураций и комбинаций дисков, а также осуществляя замену (апгрейд) можно сделать вывод, что Synology Hybrid RAID является оптимальным выбором не только для начинающих, но и для опытных пользователей.

Кстати, помимо RAID данные можно защитить с помощью создания резервной копии на внешний носитель через Hyper Backup или с помощью бэкапа в Synology C2 Cloud.

После создания раздела, необходимо выбрать для него файловую систему. Так как DS420+ поддерживает BTRFS, имеет смысл выбрать именно ее. BTRFS — это современная файловая система хранения данных. Ее основные особенности:

• усовершенствованная технология Snapshot обеспечивает практически мгновенную управляемую защиту данных общих папок и LUN,
• восстановление данных на уровне файла или папки предоставляет пользователям гибкие возможности восстановления определенных файлов или папок,
• гибкая система общих папок и квот пользователей обеспечивает комплексное управление квотами во всех учетных записях пользователей и во всех общих папках,
• самовосстановление файлов позволяет файловым системам BTRFS автоматически обнаруживать поврежденные файлы с помощью зеркальных метаданных и восстанавливать поврежденные данные, используя конфигурации RAID,
• сжатие «на лету» позволяет сжимать данные перед их записью на диск, чтобы оптимизировать использование ресурсов системы хранения и сократить количество команд записи на диски.

После аппаратно-программного конфигурирования система будет проверять установленные накопители. Для SHR с 4-я дисками по 4 Тбайт каждый весь процесс занял примерно сутки. Несмотря на то, что можно уже использовать NAS по его прямому назначению, рекомендуется дождаться окончания проверки.

Как упоминалось ранее, SSD-кэш в Synology DS420+ позволяет существенно повысить производительность дисковой системы. В первую очередь это относится к таким внутренним операциям, как, например, обработка, индексация и распознавание фотографий, индексация мультимедиа, поиск файлов, работа базы данных. В большинстве случаев достаточно SSD M.2 сравнительно небольшого объема, например, 64 или 128 Гбайт. Можно, конечно, использовать и более емкие модели SSD, однако их потенциал в ряде задач не будет использован полностью.

Скоростные возможности Synology DS420+ были оценены в процессе тестирования системы следующей конфигурации:

• HDD — два HDD 4 Тбайт Seagate ST4000DM (64 Мбайт кэша, 5900 об/мин), два HDD 4 Тбайт Western Digital Red NAS WD40EFRX (64 Мбайт кэша, 5400 об/мин),
• SSD кэш — 500 Гбайт M.2 NVME Crucial PCIe Gen3 x4,
• RAID — 4 диска в конфигурации SHR с использованием избыточности одного диска,
• Файловая система — BTRFS

В качестве тестовых инструментов оценки скоростных возможностей использовались программы CrystalDiskMark 7 и ATTO Disk Benchmark. Результаты тестирования приведены на рис. 6 и рис. 7.

Рис. 6.  Результаты CrystalDiskMark 7

Рис. 7.  Результаты ATTO Disk Benchmark

Как следует из полученных результатов, фактически все упирается в возможности сетевого интерфейса, чья пропускная способность ограничена значением 1 Гбит/с. Однако при одновременном доступе к устройству нескольких пользователей в настроенном режиме Link Aggregation существует возможность использовать возможности канала передачи данных шириной в два гигабита (2×1 Гбит/с). Это фактически удваивает скорость данного NAS.

Стоит отметить, что полученные цифры производительности довольно высоки. Этого достаточно для повседневных задач, к которым относятся, например, просмотр видео и фото, чтение документов или создание резервных копий систем, программ и данных.

Для реализации всех возможностей устройства компания Synology создала специализированную операционную систему DSM и Центр Пакетов, где можно устанавливать дополнительные приложения на Synology NAS. Доступно более 100 приложений как от фирмы Synology, так и от сторонних разработчиков. Домашние пользователи несомненно оценят мультимедиа приложения для организации хранения и просмотра фото и файлов видео. Для офисов актуальны системы резервного копирования, почтовый сервер, календарь, чаты, работа с документами. Есть много возможностей и для разработчиков, от хостинга сайтов и репозиториев до систем виртуализации. Описание  популярных приложений и их возможностей достойны отдельной статьи.

В заключение остается добавить, что Synology DiskStation DS420+ является высокоэффективным решением для домашнего и офисного использования. Данное устройство обеспечивает надежное централизованное хранение информации. Его аппаратное обеспечение превосходно справляется с самыми разными задачами, а программное обеспечение позволяет раскрыть весь потенциал сетевого сервера. Основным же достоинством рассмотренной модели, несомненно, является операционная система DSM, управляющая работой сервера, а также огромный набор программных пакетов.

https://pcnews.ru/articles/synology_ds420plus-1006686.html         
https://pcnews.ru/news/setevoj_nakopitel_synology_ds420-1006687.html     
https://pcnews.ru/articles/synology_nas_ds420plus_software-1006948.html    
https://pcnews.ru/news/programmnoe_obespecenie_synology_ds420-1006949.html     
    

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Оценки информационной емкости и скоростных возможностей HDD 14TB были получены в процессе тестирования. При этом в качестве тестовой системы был использован высокопроизводительный настольный компьютер, основу которого составили следующие компоненты:

• Процессор — Intel Core i7-4770T (22 нм, Haswell, 8 Мбайт кэш-памяти, 4 вычислительных ядра, работающих на тактовой частоте от 2,5 ГГц до 3,7 ГГц, поддержка 8 потоков, до 45 Вт),
• Графическая подсистема — встроенная в процессор графика Intel HD Graphics 4600,
• Подсистема памяти — три DIMM DDR3-1600 общим объемом 24 Гбайт (8+8+8 Гбайт),
• Материнская плата — Gigabyte GA-Z87-HD3 с чипсетом Intel Z87 и четырьмя слотами DIMM DDR3,
• Дисковая подсистема — SSD 240GB (системный диск) и HDD 4000GB,
• Операционная система — Microsoft Windows 7 Enterprise.

Конфигурация дисковой подсистемы приведена на рис. 4.

Рис. 4.  Дисковая подсистема

Оценки емкостных параметров HDD 14TB, выполненные стандартными средствами операционной системы Microsoft Windows 7 Enterprise, приведены на рис. 5.

Рис. 5.  Емкостные параметры HDD 14TB

Оценивая емкостные параметры данного устройства, необходимо напомнить, что производители накопителей информационную емкость своих изделий приводят в десятичных единицах. Это означает, что в мобильных, стационарных и встраиваемых накопителях 1 Тбайт = 1 000 Гбайт = 1 000 000 Мбайт = 1 000 000 000 Кбайт = 1 000 000 000 000 байт. В результате в десятичных единицах емкость HDD 14TB составляет 14 000 383 324 160 байт (рис. 5), то есть даже несколько больше объявленного производителем значения.

А вот в единицах, привязанных к двоичной системе счисления, емкость 14 000 383 324 160 байт преобразуется и приводится уже как 12,7 Тбайт (рис. 4 и рис. 5). Остается добавить, что указанные единицы часто обозначаются как KiB, MiB, GiB, TiB.

На рис. 6 – рис. 8 представлены результаты оценки скоростных характеристик HDD 14TB, полученные с помощью ряда тестовых программ.

Рис. 6.  Результаты теста Benchmark (HD Tune Pro 5.00)
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 7.  Оценка скоростных параметров, выполненная CrystalDiskMark

Рис. 8.  Оценка скоростных параметров, выполненная ATTO Disk Benchmark

Как следует из полученных в процессе тестирования оценок, четырнадцатитерабайтная модель HDD (HDWG21EUZSVA), относящаяся к семейству накопителей Toshiba N300, характеризуется не только очень высокой информационной емкостью (14 000 383 324 160 байт), но еще и очень высокими скоростными возможностями.

Несмотря на указанные рекомендации производителя, приведенные выше, необходимо отметить, что, как показало тестирование, HDD 14TB можно успешно использовать и в настольных компьютерах в качестве системного диска и/или в качестве высокоемкого и высокоскоростного накопителя для хранения пользовательских программ и данных. Но вполне возможно, что часть пользователей предпочтут иные решения. Однако если требуется высокая информационная емкость при сравнительно высоких скоростных параметрах и при сравнительно низкой стоимости хранения данных (в пересчете на стоимость хранения единицы информации), то модели накопителей Toshiba N300 в настоящее время являются весьма привлекательными вариантами.

            (кликнуть мышью для увеличения картинки)  

>>    Часть 1

Евгений Рудометов 
 

Рынок сетевых хранилищ информации (NAS — Network Attached Storage), основанных на использовании накопителей на жестких магнитных дисках (HDD, жесткие диски), продолжает свой стремительный рост. В отличие от традиционных внешних накопителей, в NAS часто используются несколько HDD. При этом основными характеристиками накопителей для NAS являются высокие показатели надежности и, конечно, информационной емкости и скоростных характеристик.

Отвечая на запросы рынка сетевых хранилищ информации, компания Toshiba разработала и выпустила специализированные HDD высокой емкости и высокой надежности, объединив их в семейство накопителей N300. Накопители этой линейки созданы и оптимизированы для круглосуточной работы. Поддерживают непрерывную работу в многодисковых средах. Ориентированы на NAS с числом дисков до 8 штук при высоких нагрузках: до 180 Тбайт записываемой информации в год на каждый накопитель N300.

Рекомендуемые области применения накопителей N300:

• Сетевые устройства хранения информации (NAS), имеющие до 8 отсеков,
• RAID-массивы десктопов и серверов,
• Хранилища информации серверов мультимедийных данных,
• Частное облачное хранилище,
• Сервер и хранение данных для малого бизнеса.

Семейство 3,5-дюймовых накопителей N300 имеет в своем составе в настоящее время SATA-модели (Bulk и Retail) следующих значений информационной емкости: 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16 Тбайт.

Кроме рекомендованных областей применения, накопители семейства N300 могут успешно применяться и в рабочих станциях, и в настольных компьютерных системах, например, в качестве высокоемких системных дисков, а также в качестве второго диска для хранения архивных данных. Указанные накопители обеспечивают и высокую скорость операций чтения/записи данных, и очень высокую информационную емкость дисковых подсистем, особенно при использовании нескольких накопителей в дисковых подсистемах. Рассчитаны на круглосуточную работу в режиме 24/7.

Емкостные и скоростные достоинства одного из изделий семейства N300 были оценены в процессе тестирования. В качестве объекта исследования, результаты которого приведены ниже, была использована модель, имеющая информационный объем 14 Тбайт (модель HDWG21EUZSVA). Внешний вид этого накопителя (далее — HDD 14TB) представлен на рис. 1.

Рис. 1.  HDD 14TB
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

На рис. 2 приведены лицевая и обратная стороны HDD 14TB, на рис. 3 — скриншот фрагмента маркировки. Основные параметры данного жесткого диска, заявленные производителем на его фирменном сайте, представлены в таблице 1.

Рис. 2.  Лицевая и обратная стороны HDD 14TB
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 3.  Фрагмент маркировки HDD 14TB
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Таблица 1.  Основные параметры HDD 14TB

В накопителях семейства N300 компании Toshiba реализован ряд перспективных технологических разработок. К их числу относится использование встроенных датчиков угловых колебаний. Применение высокопрочных компонентов — одна из причин, по которым диски серии N300 отличаются более высокой прочностью, чем обычные жесткие диски. Автоматическая корректировка скорости подвода головки для сокращения нагрева при высокотемпературных условиях работы еще больше повышает надежность функционирования накопителей даже в самых сложных условиях эксплуатации. Буфер данных размером 256 Мбайт и скорость вращения магнитных дисков 7200 об/мин обеспечивают высокие скоростные характеристики в условиях высоких нагрузок, связанных с доступом множества пользователей. А еще накопители N300, отличающиеся высокой надежностью и масштабируемостью, позволяют добиваться коэффициента рабочей нагрузки до 180 Тбайт, что, как утверждает производитель, до 3 раз выше, чем у обычных жестких дисков. Все это делает устройства пригодными для малого бизнеса, а также для пользователей, которым необходимы технические решения для обработки больших объемов данных с применением сетевых устройств хранения с несколькими массивами RAID.

Рассматривая особенности накопителей N300, необходимо отметить, что высокая информационная емкость достигнута не только за счет применения специальных магнитных дисков, но и использования в старших моделях большого числа таких дисков. Для бесперебойной их работы конструкторы поместили магнитные диски в гермозону, заполненную гелием. Применение гелия вместо традиционной газовой среды уменьшает аэродинамическое сопротивление вращению магнитных дисков. Данное решение позволяет снизить нагрузку на двигатель, сократить энергопотребление, улучшить тепловой режим всей конструкции. Все это улучшает технические характеристики, повышает надежность и удлиняет бесперебойный ресурс эксплуатации, способствует достижению нужных показателей общей стоимости владения.

Из других важнейших характеристик модели 14 Тбайт следует отметить: максимальная постоянная скорость передачи данных — 260 Мбайт/с, уровень шума на холостом ходу — не более 20 дБ. Накопитель предназначен для длительной непрерывной работы в режиме 24/7, то есть 24 часа в сутки все семь дней недели. Время наработки на отказ (MTBF) — 1 000 000 часов. В процессе работы допускается увеличение температуры корпуса накопителя до +65 °C без ухудшения объявленных значений технических и эксплуатационных параметров.

Результаты проведенного исследования Toshiba N300 NAS HDD 14TB (модель HDWG21EUZSVA) рассмотрены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

Для сетевых систем хранения информации NAS (англ. Network Attached Storage) компания Toshiba предлагает жесткие диски N300. В настоящее время линейка состоит из моделей с информационным объемом 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16 Тбайт. Модели обладают относительно высокими скоростями чтения и записи. В их архитектуре реализованы аппаратно-программные средства, повышающие надежность работы в условиях повышенных температур и вибраций, характерных для NAS с большим количеством дисков.

Возможности одной из старших моделей HDD, имеющей наименование HDWG21EUZSVA (рис. 1) и информационный объем 14 Тбайт, были оценены в процессе тестирования (рис. 2, рис. 3, рис. 4).

Рис. 1.  HDD HDWG21EUZSVA
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 2.  Емкостные параметры HDD HDWG21EUZSVA
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 3.  Результаты тестов CrystalDiskMark
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 4.  Результаты тестов ATTO Disk Benchmark
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Как следует из полученных в процессе тестирования оценок, четырнадцатитерабайтная модель HDWG21EUZSVA, относящаяся к семейству Toshiba N300, обладает не только высокой информационной емкостью (14 000 383 324 160 байт), но и высокими скоростными возможностями.
    

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Оценки емкостных параметров накопителя SSD 760p 1TB (SSDPEKKW010T8), выполненные с помощью штатных средств Microsoft Windows 10 Enterprise 64-bit, приведены на рис. 10.

Рис. 10.  Емкостные параметры SSD 760p 1TB

Оценивая емкостные параметры SSD 760p 1TB, необходимо напомнить, что производители накопителей информационную емкость своих изделий традиционно приводят в десятичных единицах. Это означает, что в мобильных, стационарных и встраиваемых накопителях 1 Гбайт = 1 000 000 000 байт. В результате в десятичных единицах емкость SSD 760p 1TB составляет 1 024 191 361 024 байт (рис. 10), то есть даже несколько больше объявленного производителем значения. А вот в единицах, привязанных к двоичной системе счисления, 1 Гбайт = 1 024 x 1 024 x 1 024 байт = 1 073 741 824 (2 в степени 30). Как результат, «десятичная» емкость 1 024 191 361 024 байт в единицах, привязанных к двоичной системе счисления, преобразуется и приводится уже как 953 Гбайт (рис. 10).

Скоростные возможности накопителя SSD 760p 1TB были оценены с помощью соответствующих тестовых программ. Полученные результаты приведены на рис. 11 –рис. 12.

Рис. 11.  Оценка скоростных параметров, выполненная CrystalDiskMark

Рис. 12.  Оценка скоростных параметров, выполненная ATTO Disk Benchmark
              (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Как следует из полученных оценок, твердотельный накопитель SSD 760p 1TB, выпущенный компанией Intel, продемонстрировал очень высокие значения скоростных параметров. При этом скоростные параметры накопителя SSD 760p 1TB значительно превышают аналогичные параметры не только традиционных 2,5- и 3,5-дюймовых жестких дисков, но даже и 2,5-дюймовых SSD с интерфейсом SATA3. Более того, в других компьютерных системах исследованный твердотельный накопитель вполне возможно сможет показать еще более высокие результаты. Остается добавить, что накопитель обладает высокой надежностью и высокими показателями износоустойчивости в режимах записи, перезаписи и стирания информации. Тем не менее, использование данного устройства целесообразно в соответствии с рекомендациями производителя ограничить системами потребительского уровня.

Итак, как показало тестирование, использование твердотельного накопителя SSD 760p 1TB в совместимых с ним компьютерах действительно позволяет достичь очень высоких скоростей работы дисковых подсистем.

             (кликнуть мышью для увеличения картинки)   

Сокращенная версия статьи:
https://pcnews.ru/articles/ssd_intel_760p_1024tb-913896.html  

>>    Часть 1 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Реальные емкостные и скоростные возможности твердотельного накопителя SSD 760p 1TB (SSDPEKKW010T8), созданного компанией Intel, были оценены в процессе тестирования. В качестве тестового компьютера был использован высокопроизводительный мини-ПК, созданный на основе комплекта Intel NUC7i7BNHX1. Конфигурация системного блока:

• Процессор — Intel Core i7-7567U (литография 14 нм, микроархитектура Kaby Lake, 2 физических ядра, работающих c 4 потоками на тактовой частоте от 3,5 ГГц до 4,0 ГГц, кэш 4 Мбайт, TDP 28 Вт),
• Материнская плата — Intel NUC7i7BNB,
• Графическая подсистема — встроенная в процессор графика Intel Iris Plus 650,
• Оперативная память — два модуля CT16G4SFD824A (Crucial 16GB DDR4-2400 SO-DIMM),
• Дисковая подсистема — HDD HDWL110UZSVA (системный 2.5″ HDD 1TB),
• Блок питания — внешний компактный блок FSP065-10AABA (AC-DC: input — 100-240V/50-60Hz; output — 19V, 3.43A, 65W max),
• Операционная система — Microsoft Windows 10 Enterprise 64-bit.

Материнская плата Intel NUC7i7BNB, входящая в состав компонентов системного блока мини-ПК, рассчитана на установку твердотельного накопителя типоразмера либо M.2 2280, либо M.2 2242. Этому требованию полностью удовлетворяет SSD 760p 1TB, имеющий типоразмер M.2 2280. Установка данного накопителя, включение тестового мини-ПК, запуск и последующий анализ результатов каких-либо проблем не вызвали.

На рис. 4 приведен накопитель SSD 760p 1TB, установленный в системный блок.

Рис. 4.  Накопитель SSD 760p 1TB в системном блоке
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

С помощью Disk Management (Управление дисками) анализ накопителя SSD 760p 1TB  показал, что информационное пространство было уже разделено на четыре раздела, при этом два из них являлись системными. Встроенные средства Disk Management позволили объединить в единый том только два из четырех разделов, а работа с системными разделами потребовала других средств операционной системы (рис. 5 и рис. 6, SSD 760p 1TB — Disk1, при выполнении данных операций возможно потребуются права администратора).

Рис. 5.  Объединение разделов в единый том

Рис. 6.  Информационное пространство SSD 760p 1TB

Рис. 7.  Device Manager: конфигурация компьютерной системы

Рис. 8.  Логические диски компьютерной системы

Для поддержки твердотельных накопителей силами самих пользователей компания Intel предлагает специальную утилиту, получившую наименование Intel Solid-State Drive Toolbox (Intel SSD Toolbox). Утилита является многофункциональной. В частности, она обеспечивает вывод ряда характеристик накопителей, оптимизирует работу SSD, проводит сокращенную и полную его диагностику, анализ SMART (рис. 9).

Рис. 9.  Утилита Intel SSD Toolbox
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Результаты проведенного исследования емкостных и скоростных возможностей SSD 760p 1TB (SSDPEKKW010T8) рассмотрены  в следующей части  данной статьи.
  

>>    Часть 3 
      

Евгений Рудометов 
 

Для подсистем хранения информации, используемых в решениях широкого спектра использования — от настольных ПК до ноутбуков, компания Intel предлагает твердотельные накопители (SSD) серии 760p. Данные накопители выполнены в конструктиве M.2 2280, используют интерфейс PCIe Gen3 x4 с протоколом NVMe, созданы на основе 64-слойной флэш-памяти TLC 3D NAND, что обеспечивает хранение трех бит в каждой ячейке массива флэш-памяти накопителя.

Рис. 1.  Эволюция технологий от SLC к TLC

Использование технологии TLC обеспечивает хранение в каждой ячейке флэш-памяти трех битов, что достигается восемью уровнями напряжения. Это по сравнению с предыдущей технологией MLC с двумя битами в каждой ячейке (четыре уровня напряжения) значительно увеличивает плотность записи (на 50%, рис. 1) и способствует существенному уменьшению стоимости накопителей. Конечно, это снижает ресурс записи (примерно до 3000, рис. 1). Однако снижение ресурса компенсируется конструкторами SSD применением соответствующего встроенного программного обеспечения (прошивок), реализующего специальные алгоритмы работы и высокоэффективные коды обнаружения ошибок и восстановления информации (ECC). Остается добавить, что использование четырех линий шины PCI Express обеспечивает высокие показатели скоростей чтения и записи, превышающие показатели традиционных SSD SATA форм-факторов 2,5” и M.2, а также обеспечивает низкие значения задержек.

Указанные накопители серии 760p в настоящее время представлены пятью моделями с информационным объемом от 128 до 2048 Гбайт. Рекомендуемой областью их применения являются клиентские стационарные и портативные компьютеры, архитектура которых поддерживает накопители M.2 2280 с интерфейсом PCIe Gen3 x4 и протоколом NVMe. Благодаря высоким скоростным параметрам указанные накопители сокращают время обработки информации. По мнению производителя, они оптимальны для широкого спектра задач.

Возможности накопителей серии 760p можно оценить на примере одной из старших моделей SSD, имеющей информационный объем 1 Тбайт: Intel SSD 760p Series 1.024TB. Модель получила техническое наименование SSDPEKKW010T8 (далее — SSD 760p 1TB).

Внешний вид накопителя SSD 760p 1TB представлен на рис. 2, основные характеристики, официально объявленные производителем, приведены в таблице 1.

Рис. 2.  Внешний вид, лицевая и обратная стороны SSD 760p 1TB
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Таблица 1.  Основные характеристики SSD 760p 1TB

Накопитель SSD 760p 1TB выполнен в сверхкомпактном форм-факторе M.2, обладает очень малыми размерами, составляющими 80,0 × 22,0 мм. Выпущен в бескорпусном варианте с односторонним монтажом элементов на плате из стеклотекстолита, окрашенного в черный цвет (рис. 2). Ряд технических и эксплуатационных характеристик приводится на этикетке (рис. 3), наклеенной на лицевой стороне поверх электронных элементов (рис. 2).

Рис. 3.  Этикетка SSD 760p 1TB

Накопитель характеризуется высокими показателями надежности и износоустойчивости. Так, например, MTBF (Mean Time Between Failures — время наработки на отказ) составляет 1,6 млн часов, а показатель TBW (Total Bytes Written — общее количество байт, которое может быть записано на накопитель) — 576 Тбайт, что эквивалентно записи примерно 315 Гбайт данных в день в течение установленного гарантийного срока. Анонсированные производителем скоростные возможности приведены в таблице 1. Необходимо отметить, что для передачи компьютерных данных архитектурой накопителя резервируются 4 линии PCI Express Gen3. На указанный накопитель предоставляется 5-летняя гарантия.

Реальные емкостные и скоростные возможности твердотельного накопителя SSD 760p 1TB, созданного компанией Intel, были оценены в процессе тестирования.

Особенности тестовой системы и результаты тестирования SSD 760p 1TB (SSDPEKKW010T8) рассмотрены  в следующих частях  данной статьи.
  

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

Для решений широкого спектра использования — от настольных ПК до ноутбуков компания Intel предлагает твердотельные накопители (SSD) серии 760p. В настоящее время эта серия состоит из моделей с информационным объемом от 128 до 2048 Гбайт.

Возможности одной из старших моделей SSD, имеющей наименование SSDPEKKW010T8 (рис. 1) и информационный объем 1 Тбайт (1024 Гбайт), были оценены в процессе экспресс тестирования (рис. 2, рис. 3, рис. 4).

Рис. 1.  SSDPEKKW010T8
             (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 2.  Емкостные параметры SSDPEKKW010T8

Рис. 3.  Результаты тестов CrystalDiskMark

Рис. 4.  Результаты тестов ATTO Disk Benchmark
             (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Как следует из полученных в процессе тестирования оценок, терабайтная модель SSDPEKKW010T8, относящаяся к твердотельным накопителям Intel серии 760p, обладает не только очень высокой информационной емкостью (1 024 191 361 024 байт), но и очень высокими скоростными возможностями.

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

В качестве тестовой системы, с помощью которой осуществлялось исследование HDWL110UZSVA, был использован высокопроизводительный настольный компьютер. Основу этого компьютера составили следующие компоненты:

• Процессор — Intel Core i7-4770T (22 нм, Haswell, 8 Мбайт кэш-памяти, 4 вычислительных ядра, работающих на тактовой частоте от 2,5 ГГц до 3,7 ГГц, поддержка 8 потоков, до 45 Вт),
• Графическая подсистема — встроенная в процессор графика Intel HD Graphics 4600,
• Подсистема памяти — три DIMM DDR3-1600 общим объемом 24 Гбайт (8+8+8 Гбайт),
• Материнская плата — Gigabyte GA-Z87-HD3 с чипсетом Intel Z87 и четырьмя слотами DIMM DDR3,
• Дисковая подсистема — SSD SanDisk Ultra II 240GB (системный диск) и HDD 4000GB,
• Операционная система — Microsoft Windows 7 Enterprise.

Оценки емкостных параметров HDD HDWL110UZSVA, выполненные стандартными средствами операционной системы Microsoft Windows 7 Enterprise, приведены на рис. 4.

Рис. 4.  Емкостные параметры HDD HDWL110UZSVA
             (кликнуть для увеличения)

Скоростные возможности HDD HDWL110UZSVA были оценены в процессе дальнейшего исследования.

На рис. 5 – рис. 7 представлены результаты оценки скоростных характеристик HDD HDWL110UZSVA, полученные с помощью ряда популярных тестовых программ.

Рис. 5.  Результаты HD Tune Pro 5.00 Benchmark
             (кликнуть для увеличения)

Рис. 6.  Результаты CrystalDiskMark
             (кликнуть для увеличения)

Рис. 7.  Результаты ATTO Disk Benchmark
             (кликнуть для увеличения)

Итак, как следует из полученных в процессе тестирования оценок, 2,5-дюймовый жесткий диск HDWL110UZSVA, относящийся к серии L200 и обладающий информационной емкостью 1 Тбайт, характеризуется сравнительно высокими скоростными возможностями.

             (кликнуть для увеличения)    

>>    Часть 1 
      

Евгений Рудометов 
 

В секторе внутренних жестких дисков компания Toshiba разработала и выпустила 2,5-дюймовые накопители серии L200 (Toshiba’s 2.5-inch L200 Laptop PC Hard Drive, L200 HDD). Состоит она в настоящее время из изделий с информационным объемом от 500 Гбайт до 2 Тбайт. При этом в серии L200 имеются как модели толщиной 9,5 мм, так и модели Slim толщиной 7 мм.  

Эти накопители предназначены для компактных систем, к которым относятся ноутбуки, игровые приставки, периферийные устройства. Однако указанные жесткие диски серии L200 могут успешно использоваться и в составе настольных компьютерных систем.

Возможности средней модели HDD, выпущенной в варианте Retail (рис. 1) и имеющей наименование HDWL110UZSVA, были оценены в процессе проведенного тестирования. Этот 2,5-дюймовый Slim накопитель (далее — HDD HDWL110UZSVA) обладает информационным объемом 1 Тбайт и встроенной кэш-памятью 128 Гбайт. Результаты тестирования HDD HDWL110UZSVA в составе высокопроизводительного настольного компьютера приведены ниже.

Рис. 1.  Retail-комплект HDD HDWL110UZSVA
             (кликнуть для увеличения)

На рис. 2 приведены лицевая и обратная стороны HDD HDWL110UZSVA, на рис. 3 — скриншоты фрагментов маркировки предоставленного для исследования семпла. Основные параметры данного жесткого диска, заявленные и приведенные производителем на его фирменном сайте, представлены в таблице 1.

Рис. 2.  Лицевая и обратная стороны HDD HDWL110UZSVA
             (кликнуть для увеличения)

Рис. 3.  Фрагменты маркировки HDD HDWL110UZSVA на диске и на коробке
             (кликнуть для увеличения)

Таблица 1. Основные параметры накопителя

Результаты проведенного исследования HDD HDWL110UZSVA рассмотрены  в следующих частях  данной статьи.

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

Для компактных систем компания Toshiba разработала и выпустила накопители серии L200. В настоящее время серия L200 состоит из нескольких 2,5-дюймовых моделей с информационным объемом от 500 Гбайт до 2 Тбайт.

Возможности средней модели HDD, имеющей наименование HDWL110UZSVA (рис. 1) и информационный объем 1 Тбайт (рис. 2), были оценены в процессе проведенного тестирования в составе высокопроизводительного настольного компьютера (рис. 3).

Рис. 1.   HDD HDWL110UZSVA
             (кликнуть для увеличения)

Рис. 2.   Емкостные параметры HDD HDWL110UZSVA
             (кликнуть для увеличения)

Рис. 3.   Результаты CrystalDiskMark и ATTO Disk Benchmark
             (кликнуть для увеличения) 

Итак, как следует из полученных в процессе тестирования оценок, 2,5-дюймовый жесткий диск HDWL110UZSVA, относящийся к серии L200 и обладающий информационной емкостью 1 Тбайт, характеризуется сравнительно высокими скоростными возможностями.

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 3 
  

Итак, скоростные возможности накопителя SSD P1 500GB (CT500P1SSD8) были оценены с помощью соответствующих тестовых программ. Полученные результаты приведены на рис. 8 –рис. 10.

Рис. 8.  Результаты теста AS SSD Benchmark

Рис. 9.  Оценка скоростных параметров, выполненная CrystalDiskMark

Рис. 10.  Оценка скоростных параметров, выполненная ATTO Disk Benchmark

Как следует из полученных оценок, твердотельный накопитель SSD P1 500GB, выпущенный компанией Micron, продемонстрировал очень высокие значения скоростных параметров. В ряде тестов полученные результаты даже превышают значения, объявленные производителем. И что особенно интересно и важно, скоростные параметры накопителя SSD P1 500GB значительно превышают аналогичные параметры не только традиционных 2,5- и 3,5-дюймовых жестких дисков, но даже и новейших 2,5-дюймовых SSD с интерфейсом SATA3. Более того, в других компьютерных системах исследованный твердотельный накопитель вполне возможно сможет показать еще более высокие результаты. Остается добавить, что накопитель обладает высокой надежностью и неплохими показателями износоустойчивости в режимах записи, перезаписи и стирания информации. Тем не менее, использование данного устройства целесообразно в соответствии с рекомендациями производителя ограничить системами потребительского уровня.

Итак, как показало тестирование, использование твердотельного накопителя SSD P1 500GB в совместимых с ним компьютерах действительно позволяет достичь очень высоких скоростей работы дисковых подсистем.

>>    Часть 1