За'SSD свой винчестер!

Недавно компания Intel выпустила очередной чипсет под названием Z68 Express для процессоров Core второго поколения. Новая микросхема РСН имеет интерфейс FDI, позволяющий задействовать интегрированный в процессор графический адаптер, так же как и уже знакомая нам Н67 Express, сохраняя при этом, подобно P67 Express, возможность распределения линий PCI Express на два 8-линейных порта. Поскольку Z68 стоит всего на несколько долларов дороже предшественников, она должна понравиться аудитории пользователей, предпочитающих собирать ПК самостоятельно.

Помимо описанных преимуществ новый чипсет несет в себе весьма любопытную функцию Intel Smart Response, являющуюся расширением технологии Rapid Storage. Суть ее заключается в особом режиме работы SATA-контроллера. Он ускоряет работу жесткого диска или массива RAID, использовав скоростной твердотельный накопитель в качестве буфера для кэширования данных.
Компания Gigabyte анонсировала ни много ни мало 20 моделей системных плат на  чипсете Intel Z68 Express, из которых наше внимание привлекла плата GA-Z68XP-UD3-iSSD. В ее комплектацию входит твердотельный накопитель, поэтому именно на примере этой платы мы рассмотрим работу технологии Intel Smart Response.

Описание платы
По расположению основных элементов системная плата GA-Z68XP-UD3-iSSD очень похожа на остальные устройства компании Gigabyte на основе чипсетов Intel шестой серии, а ее цветовая гамма соответствует фирменному стилю компании, благодаря которому устройства этого производителя хорошо узнаваемы. Как и положено, имеются два полноразмерных разъема PCI Express. Между ними расположена пара разъемов PCI Express x1, так что проблем с охлаждением при установке двух видеоплат не возникнет. Некоторые чипсеты Intel шестой серии, не исключая Z68, не имеют интерфейса PCI, и потому на этой плате он реализован посредством моста iTE IT8892E, превращающего линию PCI Express в два 32-разрядных порта PCI.
Из периферийных интерфейсов доступны USB 3.0 (два контроллера Etron EJ168, порты одного из которых выведены на заднюю панель, а второй можно подключить к разъемам USB 3.0 в корпусе, если таковые имеются) и IEEE 1394. На задней панели распаяна целая россыпь гнезд USB и один разъем PS/2. Конструкторы платы не стали занимать драгоценное место несколькими видеовыходами, как это обычно бывает, а ограничились лишь одним миниатюрным гнездом HDMI. Так что подключить монитор с аналоговым входом к системной плате не получится, придется задействовать дискретную видеоплату. Подключить монитор с входом DVI можно с помощью соответствующего переходника, правда, в комплектацию платы он не входит. Кстати, нелишним аксессуаром была бы панель с гнездами USB для установки на место одной из плат расширения либо в 3,5-дюймовый отсек. Но в комплектацию включены лишь шлейфы SATA и SLI.

Привлекает внимание разъем mSATA, расположенный в центре платы. В нашем случае в него уже был установлен твердотельный накопитель Intel 311, однако существует версия этой системной платы без индекса iSSD, в комплектацию которой SSD не входит. Разница в цене этих двух моделей составляет 80 долл. Обычно накопители с разъемом mSATA применяются в ноутбуках, однако в данном случае производитель счел уместным использовать таковой на плате для настольных ПК, объяснив это тем, что mSATA-накопители при прочих равных стоят дешевле обычных, поскольку не нуждаются в корпусе.

В накопителях серии Intel 311 использована флэш-память на одноуровневых ячейках (SLC -- Single-level cell), изготовленная по 34-нм техпроцессу. Такая память обеспечивает очень низкое время доступа. Оно заметно ниже, чем у более распространенной памяти на многоуровневых ячейках MLC(Multi-level cell), накопители на основе которой, в свою очередь, по этому показателю на несколько порядков опережают любые жесткие диски. Так что использование твердотельного накопителя на одноуровневых ячейках в качестве буфера весьма разумно.

В отличие от «коллег» по отрасли, Gigabyte пока не отказалась от BIOS в пользу более современной системы UEFI в платах сегмента mainstream. Проблему поддержки GPT в Gigabyte успешно решили. Новые платы совместимы с накопителями емкостью 3 Тбайт и более.
Производитель также заостряет внимание на применении цифрового ШИМ-преобразователя компании Intersil. Он обеспечивает стабильное питающее напряжение для ЦП, памяти и чипсета и позволяет динамически регулировать его с шагом 6,25 мВ с меньшими задержками, чем аналоговые преобразователи.
Подсистема BIOS платы предоставляет весьма широкие возможности для разгона системы. Любители поэкспериментировать с настройками, чтобы получить рекордный показатель в любимом бенчмарке, останутся довольны. Доступны не только все мыслимые питающие напряжения и множители процессора, чипсета и памяти, но и частота работы ШИМ-преобразователя. Есть даже ручная регулировка значения тока, при котором происходит защитное отключение процессора, -- весьма небезопасная опция. Вместо обычного сетевого адаптера физического уровня на данной плате использован полноценный адаптер Realtek RTL8111E, разведенный через PCI Express. Благодаря этому в BIOS реализован детектор разрыва кабеля. У Gigabyte такая функция называется Smart LAN. Из интересного стоит также отметить функцию автоматической настройки массивов RAID 0, называемую eXtreme Hard Drive.

Тестовый стенд
Для проведения испытаний мы собрали ПК на основе следующих комплектующих: процессор Intel Core i5-2500K, комплект памяти DDR3 Kingston KHX1600C9D3P1K2/4G (два модуля по 2 Гбайт, частота 1600 МГц, тайминги 9-9-9-27, питающее напряжение 1,5 В), видеоплата Sapphire FleX HD 6870 1GB GDDR5, блок питания Corsair CMPSU-650HX, процессорный охладитель Scythe Kabuto.

 Настройка Smart Response

Для проверки эффективности работы Smart Response мы выбрали 1-Тбайт жесткий диск серии Seagate Barracuda 7200.12 с буфером объемом 32 Мбайт и интерфейсом SATA 2. Для большей наглядности результатов был использован, помимо твердотельного накопителя, входящего в комплект поставки системной платы, еще и второй SSD -- Kingston SSDnow 100. Он отличается от первого большей емкостью -- 64 Гбайт (максимально допустимая емкость буфера для Intel Smart Response), но основан на менее быстрой памяти типа MLC (на многоуровневых ячейках).

Как уже было сказано, буферизация в технологии Intel Smart Response реализована на уровне контроллера интерфейса SATA. Поэтому для ее включения необходимо перевести контроллер в режим RAID, даже если в системе имеется лишь один жесткий диск. Если на винчестер уже установлена операционная система Windows и контроллер функционирует в режиме AHCI или IDE, то после переключения в RAID она откажется загружаться. Так что стоит позаботиться об этом до инсталляции ОС. Кстати, Smart Response работает лишь в ОС Microsoft Windows 7 и Vista.
Мы использовали последнюю версию дистрибутива Windows 7 Ultimate SP1. Если у вас более старый дистрибутив, то при установке он может не опознать контроллер. В таком случае потребуется загрузить драйвер с сайта производителя системной платы и «скормить» его установщику на флэшке. После успешной загрузки драйвера не забудьте отключить флэшку, чтобы она не помешала дальнейшей инсталляции. На сайте Gigabyte мы обнаружили драйвер RAID только для Windows Vista, который, впрочем, успешно работает и с «семеркой».
После успешного запуска ОС необходимо установить программу Intel Rapid Storage Technology версии не ниже 10.5. Включение Smart Response в ней производится предельно просто. Необходимо лишь указать, какой из дисков будет подвергаться ускорению, а какой -- выполнять роль буфера. Предусмотрено два режима буферизации: Enchanced и Maximized. Первый из них ориентирован на надежность хранения информации, а второй -- на получение максимальной скорости. В режиме Maximized, примененном в ходе тестирования, данные в буфере не дублируются на основном накопителе, поэтому, если необходимо отключить жесткий диск, обязательно нужно сначала выключить буферизацию. Если на ПК установлено несколько ОС, разумнее будет воспользоваться режимом Enchanced.

Измерения
Мы начали тестирование с того, что измерили производительность каждого из использованных накопителей отдельно, без буферизации. Для этого мы применили нашу обычную методику, опробованную в ходе сравнительного тестирования жестких дисков. Результаты измерений представлены в соответствующей таблице. Как видите, твердотельный накопитель Kingston лишь незначительно уступает Intel’овскому по скорости последовательного чтения, а по скорости записи даже превосходит его. Однако в режиме случайного доступа Intel вполне ожидаемо оказался в несколько раз быстрее своего оппонента.
Очевидно, что при использовании буферизации реальная скорость передачи данных будет находиться в пределах между результатами, полученными в тестах жестким диском, и показателями SSD. Как именно будет изменяться скорость, зависит не только от алгоритма работы буфера, но и от режима использования накопителя. По этой причине синтетические тесты малопригодны для оценки эффективности буферизации. Мы выбрали два пакетных бенчмарка, имитирующих работу различного прикладного ПО: WorldBench 6 Gold и FutureMark PCMark Vantage.

По умолчанию WorldBench запускает свои сценарии три раза, а итоговым считается лучший результат. В данном случае нам были интересны результаты всех запусков. Дефрагментация диска между тестами была умышленно отключена. PCMark мы  дважды подряд запускали вручную.

Результаты
В первую очередь стоит обратить внимание на результаты тестов из HDD Suite пакета PCMark. У ускоренного жесткого диска они численно примерно равны половине результата самого SSD, что весьма неплохо. Помимо того, разница от использования  буферизации прослеживается в наборах сценариев Productivity (здесь на результат влияет скорость запуска приложений), Gaming, Communications (включает в себя задачу поиска данных на жестком диске), Music (импортирование музыки в Windows Media Player).
В тесте WorldBench польза от применения буферизации незаметна. Причиной тому, видимо, является не ее (буферизации) бесполезность, а алгоритм подсчета результата. По показателям PCMark видно, выполнение каких задач ускоряется при использовании буферизации.

***

Изначально у нас не было поводов сомневаться в работоспособности технологии, разработанной компанией Intel, имеющей немалый опыт в этой области. В то же время сравнивать эффективность работы Smart Response пока особенно не с чем. Совсем недавно компания Seagate выпустила гибридный жесткий диск со встроенным буфером объемом 4 Гбайт. Однако он предназначен для ноутбуков, а не для настольных ПК.
Оправдано ли применение буферизации на пользовательском ПК? Да, вполне. Хотя и чудес от нее ждать не стоит. Гарантированный эффект от включения буферизации -- ускорение запуска приложений, загрузки уровней в играх.
Сама по себе системная плата Gigabyte GA-Z68XP-UD3-iSSD подходит как для экспериментов с разгоном, так и просто для сборки качественного настольного ПК, поскольку стоит не так дорого, как платы, предназначенные исключительно для оверклокеров.
Кроме того, это отличная возможность недорого приобрести твердотельный накопитель Intel 311, поскольку в рознице он недоступен, а по соотношению цена/емкость находится гораздо ближе к "ширпотребным" моделям на многоуровневых ячейках, чем к своим технологическим аналогам.

Результаты тестирования производительности накопителей

Результаты замера производительности в пакетных тестах