Idzie BF, więc kupię SSD NVMe... czyli jak wybrać dysk i nie wtopić.

Jakoż zbliżą się święto handlu, to być może trafią się fajne przeceny na dyski ssd NVMe pod PC lub PS5. Zdecydowałem się na ten tekst, ponieważ czytam masę recenzji związanych z technologią (w tym też każdego znaczącego dysku m.2 NVMe na kilku różnych portalach) oraz jestem użytkownikiem kilku dysków ssd i w mojej opinii te recenzje często rozmijają się z tym co najistotniejsze, skupiając się na cyferkach.

Cyferki też są ważne, ale nie te, którymi nas się zarzuca. Patrząc już na sam opis dysku w recenzji widzimy masę danych. Kontroler, rodzaj pamięci, producent pamięci i kontroler, warstwy itd., a co tak naprawdę ma znaczenie? Żeby to wyjaśnić opiszę pokrótce i w dużym uproszczeniu, jak działa taki dysk - stąd wyniknie to, co na bazie moich wieloletnich doświadczeń, ma faktycznie znaczenie.

Jeżeli zależy wam tylko na wczytywaniu gier, to każdy ssd (nawet taki na sata) zrobi już tę robotę. Niestety, technologia DirectStorage na PC trochę leży, a co do konsol, to wielokrotnie udowodniono, że w zasadzie nie ma istotnych różnic (większych niż kilka procent) pomiędzy topowym dyskiem ssd pci 4.0 a średniakiem z tym samym interfejsem (nawet w grach takich jak Rift Apart, które reklamowały DirectStorage). W takiej sytuacji najważniejsza dla was powinna być pojemność oraz, może trochę, potencjalna żywotność dysku. Lepiej wydać 500zł na 2tb dobrego dysku (np. dziś za tę kwotę dostaniemy WD SN770) niż 500zł na 1tb „topowego” dysku pod względem cyferek (Samsung 990pro).

Trochę inaczej to wygląda, jeżeli często kopiujemy duże pliki (lub dużo małych), pracujemy z obróbką wideo, czy chcemy dysk na magazyn danych. Wtedy faktycznie zaczniemy zwracać uwagę na więcej elementów i je tu opiszę.

Kontroler + ew. pamięć podręczna DRAM

Kontroler decyduje o wykorzystaniu potencjału interfejsu (na ten momenty standardem jest PCI 4.0, więc do niego będę się odnosił). Jest to, upraszczając, procesor sterujący dyskiem. Jeżeli ma swoją własną pamięć DRAM, to lepiej, bo może więcej. Jeżeli jej mu brak, to też nie jest źle (zawsze ma wydzieloną jakaś pamięć HBM) i nie zawsze musimy szukać dysków SSD z taką pamięcią, bo nie zawsze będziemy celowali w pełne wykorzystanie interfejsu = topową wydajność (choćby wtedy, gdy celujemy tylko w gry, może to być niepotrzebne). Jak aktualnie wygląda kwestia „rankingu tych kontrolerów” przy PCI 4.0?

1. Samsung Pascal (dysk Samsung 990pro) wykorzystuje 99% PCI 4.0, co zapewnia temu konkretnemu dyskowi topową wydajność… przynajmniej w syntetykach, bo w realnym zastosowaniu sam dysk ma liczne wady
2. Phison E18, czyli PS5018-E18-41 (np. KC3000/Fury, FireCuda 530, Corsair MP600 PRO) ma potencjał na wykorzystanie 98% interfejsu i chociaż s syntetykach Samsung będzie o to oczko wyżej, to w rzeczywistym użyciu ciężko znaleźć sytuację, gdzie to będzie miało znaczenie (i przewaga się zarysuje).
3. WD Black G2, czyli SanDisk 20-82-10035 (np. WD SN850x) 95-97% potencjału, ale nadal ciężko odróżnić w praktyce.
4. InnoGrit IG5236 (np. Lexar NM800, NM800 pro, Verbatim Vi7000G) ma podobny potencjał jak powyższe, lecz dyski na nim nie odnotowywały aż tak dobrych wyników.
5. Samsung Elpis (np. Samsung 980 pro). W teorii ten kontroler miał mieć wszystko, ale Samsungowi udało się skopać to tylko tak, jak się da. Fatalna prędkość zapisu po premierze i dopiero kolejne łatki to naprawiały, chociaż nadal on odstaje od powyższych – potencjał PCI 4.0 wykorzystany w jakiś 80-85%

Tyle z tych „topowych” kontrolerów i dysków opartych na nich. Jest jeszcze kilka, jak np. SK Hynix Aries, który spokojnie wylądowałbym w top 2, ale dyski na nim (jak np. Solidigm P44 Pro) to u nas rzadkość. Podobnie SM2264F, który znajdziemy w Adata Legend 960. Te wszystkie kontrolery posiadają do dyspozycji DRAM.

Z innych przykładów WD SN770 oraz Lexar NM790 zaliczają dysków sprawdzonych, które takiego DRAM nie mają, ale nadal spokojnie nadają się do gier. Nie będę pisał tu nazw konkretnych kontrolerów, dlatego że…

…w zasadzie ten punkt poswatał, by pokazać jak łatwo jest utonąć w cyferkach i dać się zmanipulować, dlatego, że większość użytkowników na co dzień nie zobaczy różnicy w tych kontrolerach i dyskach, nawet gdy tabelki na stronie xyz pokazują jakieś różnice

Źródło: Digital Foundry

Pamięć

SLC, MLC, TLC, QLC, liczba warstw. Dziś się już temu takiej uwagi nie poświęca. Jasne, w teorii najlepiej kupić SLC, bo ma największą żywotność i pełną dwudrożność (jednoczesny zapis i odczyt bez strat szybkości), ale takiego dysku dziś nie znajdziemy. MLC może jeszcze jakiś się znajdzie (Samsung 970 pro – PCI 3.0), ale prawie pod każdym względem będzie on gorszy od dysków już wymienionych pod pci 4.0. Jasne, jego pamięci będą miały większą żywotność, ale kto w ogóle dotrwa do 600 TBW (przy dysku TLC o pojemności 1tb). Wszystkie dyski zawarte w punkcie dot. kontrolerów są na TLC i nie ma sensu w to wnikać. Producenci zdecydowali się na więcej danych w jednej komórce, z uwagi na pojemność nośników. Warstwowość wygląda podobnie – im więcej warstw, tym bardziej spada żywotność, lecz rośnie pojemność (przeszliśmy z 32 warstw – np. 950pro, dziś mamy nawet ponad 200 – 990pro 4tb). Wszystko to nie miało na celu totalnego obniżenia żywotności, by konsumencie musieli wymieniać dyski co chwilę, lecz rozsądny kompromis za cenę pojemności. Ze starymi kontrolerami byłby to problem, lecz dziś, gdy dane są zapisywane w dość optymalny sposób, nie jest, a gwarancja określa maksymalną pojemność zapisanych danych w czasie życia dysku (TBW) - zwykły zjadacz chleba raczej tej wartości nie przekroczy, więc niespecjalnie brałbym to pod uwagę przy wyborze.

Bufor

Kontroler nie zapisuje wszystkich danych natychmiast w pamięci. Od tego ma bufor, czyli swojego rodzaju przedsionek i to właśnie tu mamy deklarowaną prędkość działania dysku. Po zapełnień buforu ta mocno spada, dlatego bardzo istotne jest to, by taki przedsionek był jak największy, a o tym decyduje producent instalując w dysku kontroler, który to ogarnie (pamięć SLC dynamiczna) oraz rzeczywistą, wydzieloną pamięć SLC (pamięć statyczna – która zapewnie pełną prędkość dysku w ramach swojego rozmiaru). Z dyskami na pamięciach SLC i MLC nie ma z tym problemu, bo u nich cały dysk to bufor, ale wszystkie dziś polecane dyski, będą miały spadki prędkości po zapełnieniu przedsionka (gdyż są na pamięciach TLC), a ten będzie malał, wraz z procentowym zapełnieniem dysku powyżej połowy.

Dla przykładu Samsungi 980pro oraz 990pro mają małe bufory, jak na dzisiejsze standardy. 2TB wersje dysków mają 6gb statycznego buforu SLC oraz ok. 230 GB dynamicznego (wersje 1tb mają połowę z tego). Wydaje się dużo? Jako posiadacz 980 pro, mówię wam, że nie jest. Po zapełnieniu więcej niż 80% bufor jest zdecydowanie mniejszy. Nie testowałem jaki mam w tym momencie, ale jest to odczuwalne przy użytkowaniu i kopiowaniu większych ilości danych lub rozpakowywaniu rarów. Jest to na tyle uciążliwe, że dziś bym już nie kupił „topowych” dysków Samsunga. Podobny problem ma Adata Legend 960 (wersja 2tb ma tylko pamięć dynamiczną, bez statycznej i to 200gb) oraz Corsair MP600 PRO (ok. 225 gb przy 2tb i tylko dynamiczny). Nie popisuje się tu też Lexar 790 (280gb przy 2tb i mniej więcej połowę z tego przy 1tb). Na ogół nie byłby to tak palący problem, bo dopóki nie zbliżymy się z zapełnieniem pod korek, to rzadko kiedy przerzucamy tyle danych, by przepełnić bufor (czyli np. 120gb, gdy mamy dysk 1tb, nie pisząc już o wersjach 2tb), ale wiem, jak sam użytkuje dyski - pamięci zawsze jest za mało. Dobrym przykładem przepełnienia buforu będzie migracja systemu (PC) lub danych (gier) z dysku konsoli na nowo zakupiony ssd.

Jaki dysk z większym buforem? Choćby gęsto polecany KC3000 lub SN770, lub Lexar 800/pro (każdy od 600 do 750gb buforu przy 2tb, czyli 300-375 gb na 1TB, ale wyłącznie dynamicznych). Lecz prawdziwym kilerem jest tu WD SN850x (który w wersji 2TB ma podobny bufor dynamiczny jak wymienione + 24gb statycznego). Nie oznacza to, że prędkość tych dysków nie spadnie po zapełnieniu prawie pod korek, ale z własnego doświadczenia wiem, że jest to mniej odczuwalne, niż przy Samsungu.

Gdzieś po środku będzie Solidigm P44 Pro (wersja 2tb ma 320gb buforu dynamicznego, ale dodatkowo 16gb statycznego).

Kolejna istotna sprawa to prędkość dysku po zapełnieniu buforu. Tutaj zdecydowaną przewagę mają dyski z pamięcia podręczną DDR i będą one utrzymywały dalej przyzwoite prędkości (w granicach 1500-2000 mb/s, jeżeli mowa o dyskach z DDR tu polecanych). Dyski bez DDR, jak WD SN770 czy Lexar NM790 spadną z prędkością do przedziału 600-700 mb/s średnio po zapełnieniu buforu.

Ważne, że ten przedsionek ma znaczenie przy zapisywaniu danych, a nie ich odczycie, więc np. przy wczytywaniu w grach jest to bez znaczenia.

Źródło: Snaxan YT

Chłodzenie (radiator)

Im mocniej katujemy dysk, tym bardziej potrzebne. Więc dyski używane do obróbki danych, pracy w wideo itp. mogą potrzebować chłodzenia. Tym przeznaczonym tylko do gier w zupełności wystarczy wklejka rozprowadzająca od producenta (chyba, że mamy jakieś nietypowe warunki – np. 26+ stopni w pomieszczeniu i piekarnik w obudowie). Większość płyt głównych dziś ma chociaż jeden radiator pod ssd m2 na sobie. Jak szukamy dysku pod PS5, to dodatkowe chłodzenie nie jest niezbędne, chociaż część dedykowanych ssd ma swoje wersje z radiotrem. Jeżeli coś musimy dokupić, to polecam be quiet mc1, który też pasuje do PS5. 

Naklejek producenta nie powinniśmy zrywać (natomiast z gwarancją tu to kwestia sporna), nawet gdy montujemy radiator od płyty głównej/zakupiony osobno (chociaż naklejki nieco blokują transfer ciepła, ale i tak jest chłodniej z radiatorem niż bez – nawet gdy naklejkę zostawimy).

Co z chłodzeniem dysków o pojemności 2TB lub większej, które mają kości pamięci po obu stronach PCB? Nic innego jak powyżej. Najgorętszym i wymagającym chłodzenia punktem dysku zawsze jest kontroler i jest on na „wierzchniej” stronie.

Podsumowanie

Tyle. Pomijam kwestie szyfrowania, oprogramowania do poszczególnych dysków. To nie poradnik dla twórców serwerów, a to drugie wszędzie wygląda podobnie i posiadaczom PS5 się nie przyda. Sony do PlayStation rekomenduje dyski o min. prędkości odczytu 5500mb/s, natomiast różnice pomiędzy wszystkimi opisywanymi tu dyskami zamykają się poniżej 1% czasu wczytywania oraz w granicach kilku klatek przy doczytywaniu w locie (jak w Rift Apart, co udowadniało DF), niezależnie od tego, czy dyski miały 6000mb/s czy 5000mb/s w teście PS5. 

Co na dziś polecam (i podkreślam na dziś, bo ceny dysków i dostępność szybko się zmieniają)?

Ogólnie, gdy pod uwagę bierzemy tylko odczyt i gry (m.in. wczytywanie w grach), to prędkości dysków są prawie bez znaczenia. Dyski na SATA z prędkością do 600mb/s potrafią być tu równie szybkie jak NVMe PCI 5.0 (prędkość do 12000mb/s), dlatego, że co innego jest wąskim gardłem i dopóki się to nie zmieni, pozostanie to bez znaczenia (i pytanie czy jest paląca potrzeba zmiany, przy tym jak dziś spokojnie możemy osiągnąć w dobrze zaprojektowanych grach 10-15 sek wczytywania + wczytywanie w locie). Wybór "lepszego" dysku będzie miał znaczenie przy zapisie oraz odczycie profesjonalnym (np. scroll w obróbce wideo).

Jak ma być bez kompromisów, to WD SN850x (koniecznie wersja z „x” - jest też odpowiednik z radiatorem), Kingston KC3000 oraz, w dalszej kolejności, Solidigm P44 Pro (jak znajdziemy w rozsądnej cenie) lub Lexar NM800pro.

Middle ground będzie Adata Legend 960 (wersja max ma radiator), gdy nie planujemy zapełniać pod korek/lub nie przeszkadza nam spadek prędkości wtedy.

Jak ma być rozsądnie i do gier (lecz bez pamięci podręcznej DDR), to WD SN770 (radiator do gier raczej zbędny) lub Lexar NM790 (jest też wersja z radiatorem, ale pod gry raczej zbędny).

Odradzam na dziś Samsungi, które na papierze wyglądają świetnie, ale ta cała heca ze sterownikami do 980pro + kiepski bufor sprawiają, że ja już ich nie kupię. Tak samo chińskie sklejki na starych pamięciach jak Verbatim Vi7000. Natomiast skłamałbym pisząc, że są to totalnie złe dyski. Większość użytkowników pewnie nie zobaczy wad, o których pisałem (bez porównania mogą nie być świadomi wady buforu), a i nieco mniejsza prędkość 980pro czy Vi7000 też może umknąć uwadze, jak nie będziemy ich testowali, tylko używali. Tak po prostu – „lepsze jest wrogiem dobrego”, a dyski, które rekomenduje, są „lepsze niż dobre”. Konieczne jest też zaznaczenie, że Samsung 980pro/990pro może być najlepszy wyborem w określonych zastosowaniach (np. serwery). 

Ogólne info. o dyskach sprawdzicie tu:

https://www.techpowerup.com/ssd-specs/

Do czytania recenzji również polecam ich stronkę, ponieważ oprócz cyferek z benchów, które są na każdej stronie, znajdziecie tam rozmiar bufora oraz prędkość po jego zapełnieniu.

Wszystkie opisywane tu dyski mają rozmair 2280, czyli pasujący do większości płyt głównych z gniazdem m2 oraz PS5, lecz nieodpowiedni dla Xbox Series.

Jako ciekawostka, lista gier na PC z DirectStorage (w testach, podobnie jak na konsoalch, prawie bez znaczenia jakiego ssd używamy, czasy wczytywania są podobne i tak na dobrą sprawę, większe różnice "z" czy "bez" DirectStorage widać jedynie w Forespoken póki co.).

https://steamdb.info/tech/SDK/DirectStorage/

PS

Dam jeszcze ze dwie rady ogólne. Zazwyczaj na PC mamy dwa lub więcej porów M2. W 95% przypadków port M2.1 (pierwszy od góry - ten bliższy gniazda CPU) jest bezpośrednio podpięty do CPU, natomiast port M2.2 i dalsze są podpięte pod chipset płyty głównej i lecą przez mostek południowy do CPU. Może (lecz nie musi) być to dla nich ograniczenie, którego i tak raczej nie zobaczymy poza testami prędkości, lecz warto być tego świadomym, tym bardziej, jeżeli mamy sporo dysków podpiętych pod chipset, a czasem nawet drugie GPU. U mnie dyski podpięte pod M2.2 (chipset) w stosunku do podpięcia ich po M2.1 (CPU) mają 95% wydajności - płyta AMD x570. Na różnych platformach może to wyglądać inaczej - np. AMD B550 linie do cpu były PCI 4.0 x4  natomiast mostek był PCI 3.0 x4. Intel stosuje swój własny system przesyłu na mostku (DMI - ilością danych jest to odpowiednik PCI) i podobnie jak u AMD, na płytach niższych serii jest wolniej, lecz od płyt serii 600 jest tu raczej wystarczająco szybko. 

Co do samych naklejek, to jak się można domyślić, papierki niewiele ciepła oddają, ale też niewiele blokują, jeżeli zakryjemy je radiatorem płyty. Nalepki metalowe oddają ciepło przeciętnie (zauważalnie lepiej od papierowych, ale dale dużo gorzej niż radiator), natomiast też są większą przeszkodą dla transferu, gdy damy na nie radiator.

PPS

Kupiliście dysk i myślicie, czy warto przerzucić na niego Windowsa (np. z dysku SSD po sata). Zazwyczaj Windę warto mieć na najszybszym dysku i nie z powodu szybszego startu. Windows na czysto stratuje w podobnym czasie na SSD SATA (600 mb/s odczytu) jak i NVMe PCIe 4.0 (7300 mb/s odczytu). Drobne różnice pojawiają się, gdy będziemy mieć już zapełnione dyski i wiele programów odpalanych wraz ze startem systemu, natomiast dalej te różnice nie będą jakoś bardziej odczuwalne. Prawdziwym mykiem w tym jest folder temp. (plików tymczasowych) powiązany z eksploratorem Windowsa. Każda operacja wykonana z jego użyciem jest przywiązana do dysku, na którym jest Winda. Dla przykładu, jeżeli wypakowujecie duże archiwum rar, to macie dwie opcje: a) użyć przycisku rozpakuj tutaj /funkcji rozpakowywania programu (wtedy archiwum jest wypakowane bezpośrednio do wskazanego miejsca); b) przeciągnąć kursorem plik we wskazane miejsce (wtedy używacie eksploratora i plik trafi pierw do temp windows, a dopiero stamtąd zostanie przekopiowany we wskazane miejsce). Podobnie jest z innymi operacjami eksploratora, więc warto windę osadzić na najszybszym dysku.