Обзор PCIe 4.0-накопителя Netac NV7000-Q: QLC-память и 7+ Гбайт/с
Недорогие SSD на базе китайского контроллера Maxio MAP1602, поддерживающие PCIe 4.0, теперь переходят на QLC-память. На первый взгляд это не ухудшает их характеристики, но так ли это на самом деле?
Многие даже не подозревают, что в мире SSD сейчас происходит тихая революция. Она связана не с трудностями распространения PCIe 5.0, а с другой важной тенденцией — переходом SSD на более дешёвый безбуферный дизайн. И это происходит без заметной потери производительности: современные PCIe 4.0-накопители без микросхемы DRAM, использующие технологию Host Memory Buffer (HMB), почти не уступают традиционным моделям, таким как Kingston KC3000, WD Black SN850X или Samsung 990 Pro.
Этот значительный прогресс стал возможен благодаря появлению новых безбуферных четырёхканальных контроллеров, которые могут работать с многослойной флеш-памятью и обрабатывать данные на скорости интерфейса PCIe 4.0 x4. На данный момент таких контроллеров уже несколько, но настоящей звездой стал китайский Maxio MAP1602. В сочетании с 232-слойной флеш-памятью от YMTC он стал основой для многих недорогих SSD и завоевал популярность.
Контроллер MAP1602 завоевал признание пользователей благодаря своим возможностям. В нашей лаборатории мы протестировали два накопителя на его основе — Adata Legend 900 и Patriot Viper VP4300 Lite. Оба показали линейные скорости свыше 7 Гбайт/с и высокую производительность в играх, при этом оставаясь прохладными и недорогими. Эти SSD отлично подходят для настольных систем, ноутбуков и даже PlayStation 5.
Однако недавно SSD на контроллере Maxio MAP1602 начали переходить с TLC на более дешёвую QLC 3D NAND. Хотя QLC-память не славится своей репутацией, новые модели всё равно обещают линейные скорости до 7 Гбайт/с и выносливость на уровне 400 полных перезаписей. Они также имеют пятилетнюю гарантию. Секрет в том, что они используют 232-слойную память YMTC, которая отличается высокой плотностью хранения, скоростью и надёжностью.
QLC-накопители на базе Maxio MAP1602 вызывают большой интерес. Ожидается, что они станут популярными, несмотря на традиционное недоверие к QLC-памяти. Чтобы оценить их перспективы, мы решили протестировать один из таких SSD. На рынке пока немного подобных моделей: самые распространённые — это Acer FA200, HP FX700 и Teamgroup MP44Q. Но в нашу лабораторию поступила новинка — Netac NV7000-Q, представленная на Computex 2024, аналогичная моделям от Acer, HP и Teamgroup, и базирующаяся на QLC-версии MAP1602. Об этой модели и пойдёт речь в нашем обзоре.
Внешний вид и внутреннее устройство
Китайский производитель Netac не делает своим приоритетом создание простой и понятной системы наименований продуктов. NV7000-Q — это уже третий накопитель, начинающийся с NV7000. Причём оригинальный NV7000, выпущенный в 2022 году, неоднократно менял свою аппаратную платформу, переходя с одного контроллера на другой и заменяя NAND-память. Единственное, что оставалось неизменным, это восьмиканальная структура с TLC-памятью, наличие DRAM-буфера и высокий радиатор.
Позже Netac представила удешевлённую версию NV7000 — NV7000-T. В этой модели массив флеш-памяти стал четырёхканальным, убрали DRAM-буфер, а полноценный радиатор заменили тонкой металлической пластиной. Однако это всё ещё был производительный PCIe 4.0 SSD благодаря использованию контроллера Maxio MAP1602 и 232-слойной TLC 3D NAND от YMTC, одной из самых быстрых безбуферных платформ на рынке.
Но на этом эволюция NV7000 не завершилась, и теперь у Netac появилась модель NV7000-Q. Этот SSD также использует контроллер Maxio MAP1602, но вместо TLC 3D NAND применяет QLC 3D NAND. Возможно, буква Q в названии означает QLC-память (а T в NV7000-T — TLC), хотя официально это нигде не подтверждено, и представители Netac на выставке Computex избегали этой темы.
Внешне Netac NV7000-Q очень напоминает NV7000-T. Это односторонняя плата формата M.2 2280, покрытая с одной стороны теплорассеивающей пластиной из металла (вероятно, алюминия). Система охлаждения очень тонкая, так что её можно не снимать при установке SSD под радиатор материнской платы. Это делает NV7000-Q подходящим для ноутбуков и PlayStation 5.
На пластине нанесён простой орнамент и название SSD — NV7000-Q. Техническая информация размещена на обратной стороне, где указаны артикул, серийный номер и ёмкость.
NV7000-Q с ёмкостью 1 ТБ собран из трёх микросхем: контроллера Maxio MAP1602 и двух чипов флеш-памяти с маркировкой YMC8G004Tb74CA1C0. Печатная плата напоминает те, что используются в SSD на MAP1602 с TLC-памятью от YMTC. Но здесь применяется 232-слойная QLC-память.
И это не так уж плохо, поскольку YMTC значительно опережает конкурентов. Её 232-слойная QLC 3D NAND, изготовленная с использованием технологии вертикальной сборки Xtacking 3.0, имеет впечатляющие характеристики. Во-первых, она работает с интерфейсом частотой 2400 МГц, что пока доступно только Micron даже для TLC-памяти. Во-вторых, её латентность близка к латентности TLC 3D NAND. И в-третьих, YMTC утверждает, что её QLC 3D NAND имеет ресурс до 4000 циклов записи-стирания, что сопоставимо с современной TLC 3D NAND. Иными словами, это настоящая находка среди QLC-памяти.
При этом YMTC QLC 3D NAND — это не просто версия 232-слойной TLC, переведённая на хранение четырёх бит данных в каждой ячейке. Это совершенно новый кристалл площадью 52 мм², тогда как кристаллы 232-слойной TLC имеют площадь 68 мм². Это означает, что ёмкость кристаллов не увеличилась и осталась на уровне 1 Тбит, что положительно сказывается на производительности, так как контроллер может эффективно чередовать обращения в каналах даже в SSD объёмом 1 ТБ.
Контроллер в NV7000-Q — это уже известный нам чип MAP1602-F3C, но здесь он сконфигурирован иначе. Ключевое отличие — параметры технологии HMB. Если в TLC-накопителях буфер составлял 32 МБ, то в NV7000-Q он увеличен до 40 МБ. Это позволяет контроллеру эффективнее работать с таблицей трансляции адресов, что положительно влияет на производительность.
Технические характеристики
На данный момент Netac ещё не опубликовала официальные спецификации для NV7000-Q на своём сайте. Однако можно судить о характеристиках этого SSD, исходя из возможностей других моделей на платформе Maxio MAP1602 с QLC 3D NAND от YMTC. Заявленные скорости линейного чтения и записи составляют 7,1 и 6,2 Гбайт/с соответственно, что практически совпадает с показателями моделей с TLC-памятью.| Производитель | Netac |
| Серия | NV7000-Q |
| Модельный номер | NT01NV7000Q-1T0-E4X |
| Форм-фактор | M.2 2280 |
| Интерфейс | PCI Express 4.0 x4 – NVMe 2.0 |
| Ёмкость | 1000 Гбайт |
| Конфигурация | |
| Флеш-память: тип, техпроцесс, производитель | YMTC 232-слойная 1-Тбит QLC 3D NAND |
| Контроллер | Maxio MAP1602A |
| Буфер: тип, объем | Нет |
| Производительность | |
| Макс. устойчивая скорость последовательного чтения, Мбайт/с | 7100 |
| Макс. устойчивая скорость последовательной записи, Мбайт/с | 6200 |
| Макс. скорость произвольного чтения (блоки по 4 Кбайт), тыс. IOPS | Н/Д |
| Макс. скорость произвольной записи (блоки по 4 Кбайт), тыс. IOPS | Н/Д |
| Физические характеристики | |
| Макс. потребляемая мощность, Вт | Н/Д |
| MTBF (среднее время наработки на отказ), млн ч | 1,5 |
| Ресурс записи, Тбайт | Н/д |
| Гарантийный срок, лет | 5 |
| Габаритные размеры: Д × В × Г, мм | 80 × 22 × 2,3 |
Программное обеспечение
Несмотря на то, что Netac не принадлежит к числу производителей первого-второго эшелонов, компания стремится соответствовать их уровню. Одним из таких шагов стало создание сервисной утилиты SSD Tool Box для Netac NV7000-Q и других накопителей этой фирмы. Функциональность утилиты не обширна, но она обеспечивает выполнение основных задач. Помимо отображения статуса накопителя (здоровья, температуры и оставшегося ресурса) и вывода S.M.A.R.T.-диагностики, утилита предлагает четыре полезные возможности:- Полный перенос данных с существующего диска на новый Netac NV7000-Q вместе с операционной системой.
- Обновление прошивки накопителя.
- Полное удаление информации с SSD (Secure Erase).
- Управление функцией TRIM операционной системы.
Описание тестовой системы и методики тестирования
Netac NV7000-Q, хотя и является бюджетным вариантом безбуферного накопителя с QLC-памятью, обещает быть весьма производительным PCIe 4.0 SSD. Поэтому его сравнивали с относительно недорогими безбуферными решениями, рассчитанными на интерфейс PCIe 4.0 и построенными на TLC-памяти. Главным соперником для NV7000-Q стал Adata Legend 900 — накопитель на том же контроллере Maxio MAP1602, но с более распространённой 232-слойной TLC 3D NAND от YMTC. Все накопители, выбранные для тестирования, включая Netac NV7000-Q, имели одинаковый объём — 1 Тбайт. В итоге в тестировании приняли участие девять SSD. Основная информация о них приведена в таблице.| Накопитель | Артикул | Интерфейс | Контроллер | DRAM-буфер | Флеш-память | Прошивка |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Adata Legend 900 1024GB | SLEG-900-1TCS | PCIe 4.0 x4 | Maxio MAP1602 | Нет | TLC 3D NAND, YMTC | SN14159 |
| Digma Mеta P7 1024GB | DGSM4001TP73T | PCIe 4.0 x4 | Phison PS5027-E27T | Нет | TLC 3D NAND, Kioxia | ERFM11.0 |
| Kingston KC3000 1024GB | SKC3000S/1024G | PCIe 4.0 x4 | Phison PS5018-E18 | Есть | TLC 3D NAND, Micron | EIFK31.6 |
| Netac NV7000-Q 1000GB | NT01NV7000Q-1T0 | PCIe 4.0 x4 | Maxio MAP1602 | Нет | QLC 3D NAND, YMTC | SN17195 |
| Patriot P400 1024GB | P400P1TBM28H | PCIe 4.0 x4 | Innogrit IG5220 | Нет | TLC 3D NAND, Micron | V1.1A |
| Samsung 990 Evo 1000GB | MZ-V9E1T0BW | PCIe 4.0 x4 | Samsung Piccolo | Нет | TLC 3D NAND, Samsung | 0B2QKXJ7 |
| Samsung 990 Pro 1000GB | MZ-V9P1T0BW | PCIe 4.0 x4 | Samsung Pascal | Есть | TLC 3D NAND, Samsung | 0B2QJXD7 |
| Silicon Power UD90 1000GB | SP01KGBP44UD9005 | PCIe 4.0 x4 | Phison PS5021-E21T | Нет | TLC 3D NAND, Micron | ELFMB0.5 |
| WD Black SN770 1000GB | WDS100T3X0E | PCIe 4.0 x4 | SanDisk 10034 | Нет | TLC 3D NAND, SanDisk | 731030WD |
- Процессор: Intel Core i9-12900K (Alder Lake, 8P+8E-ядер + HT, 3,5-5,3/2,4-3,9 ГГц, 30 Мбайт L3).
- Процессорный кулер: Noctua NH-D15.
- Материнская плата: ASUS ROG Maximus Z790 Apex (LGA1700, Intel Z790).
- Память: Silicon Power Zenith DDR5-6000 2 × 16 Гбайт CL40 (SP032GXLWU600FDF).
- Видеокарта: GIGABYTE GeForce RTX 4090 Gaming OC (AD102 2235/2535 МГц, 24 Гбайт GDDR6X 21 Гбит/с).
SLC-кеширование: запись, чтение и удаление файлов
Алгоритм SLC-кеширования играет ключевую роль в ускорении операций записи на современных SSD. Принцип работы заключается в том, что данные сначала записываются в однобитовом режиме, а их уплотнение происходит позже, когда накопитель находится в режиме простоя. Это позволяет современным SSD демонстрировать высокие скорости записи, но только на ограниченных объёмах данных, которые зависят от конкретной реализации SLC-кеширования. Чтобы выяснить, как это работает на практике и каковы скорости массива флеш-памяти конкретных накопителей при работе в различных режимах, мы проводим тест непрерывной записи файлов на SSD до полного исчерпания его ёмкости с одновременным замером быстродействия. В этом тесте используются стандартные для ОС Windows операции однопоточного копирования файлов на проверяемый SSD (с RAM-диска), а испытание проводится в три прохода: для полностью чистого SSD; для SSD, заполненного данными наполовину; и для SSD, который изначально полон на три четверти. Таким образом, мы получаем полное представление о реальной производительности накопителя в различных условиях, что позволяет объективно оценить его возможности в реальных сценариях использования.
Производительность при записи данных
- Скорость записи в SLC-кеше: На NV7000-Q пользователи могут ожидать высоких скоростей записи до определённого объёма данных, примерно до четверти свободного пространства на SSD. Например, на полностью пустом SSD скорость записи в SLC-кеш может достигать значений, сравнимых с SSD на TLC-памяти.
- Переход к QLC-режиму: После исчерпания SLC-кеша скорость записи начинает снижаться. Когда контроллер переключается на запись в QLC-ячейки, происходит уплотнение уже хранящихся данных, что влияет на производительность. В таких случаях скорость записи может снижаться до уровней около 100 Мбайт/с, что ближе к характеристикам механических жёстких дисков.
В завершение можно отметить, что диаграмма скоростей записи файлов с помощью средств Windows явно показывает, что Netac NV7000-Q занимает последнее место. Это подчёркивает, что разработчикам Maxio не удалось полностью решить проблему медленной записи при использовании QLC-памяти на их платформе, несмотря на применение передовой версии этого типа памяти от китайской компании YMTC.
Netac NV7000-Q показывает некоторое отставание от аналогичного накопителя с TLC-памятью, такого как Adata Legend 900, при чтении файлов через средства Windows. Однако разница в скорости не является значительной, несмотря на то, что QLC-накопитель на контроллере Maxio MAP1602 уступает всем выбранным для сравнения моделям SSD с TLC-памятью.
Производительность комплексных файловых операций
Ещё одним способом проверки производительности новых SSD является копирование, архивирование и разархивирование файлов прямо на накопителе внутри операционной системы Windows. Эти задачи сложнее однонаправленного чтения или записи и создают значительную нагрузку на SSD. Поэтому неудивительно, что Netac NV7000-Q показывает результаты хуже своего аналога на том же контроллере, но с TLC 3D NAND. Однако разница в производительности между NV7000-Q и Adata Legend 900 не столь значительна, и в целом NV7000-Q выглядит убедительно на фоне других TLC-накопителей. Особенно важно отметить, что в контексте производительности при архивации и разархивации его можно сравнить с Kingston KC3000, который не только использует TLC 3D NAND, но и имеет DRAM-буфер, что делает его полноценным конкурентом на рынке SSD.
Производительность в приложениях
SPECworkstation моделирует работу накопителей в составе рабочих станций и ранжирует их по уровню производительности в таких условиях. В этом бенчмарке любые накопители на контроллере Maxio MAP1602A показывают низкую эффективность. Они не обладают достаточной мощностью контроллера для эффективной обработки многопоточных мелкоблочных смешанных операций. Netac NV7000-Q в данном тесте демонстрирует аналогично низкие результаты, как и Adata Legend 900. Это означает, что для профессиональных приложений тип используемой памяти в накопителях на контроллере MAP1602A не имеет особого значения.
Производительность в играх
В тесте 3DMark Storage, который оценивает игровую производительность SSD, Netac NV7000-Q также демонстрирует выдающиеся результаты. Здесь увеличенный SLC-кеш и вместительный HMB-буфер оказывают положительное влияние, позволяя данному QLC-накопителю выйти в лидеры. По интегральным результатам NV7000-Q опережает не только Adata Legend 900, но и некоторые флагманские решения с интерфейсом PCIe 4.0, такие как Samsung 990 Pro и Kingston KC3000.
Синтетические тесты. Линейные операции
В синтетических тестах, особенно при линейных операциях с небольшой глубиной очереди запросов, Netac NV7000-Q проявляет свои слабые стороны. Это связано с особенностями QLC-памяти, которая не так эффективно работает в таких условиях, как четырёхбитные ячейки имеют тенденцию проигрывать своим аналогам на TLC-памяти. Однако, в тестах на линейную запись и смешанные операции NV7000-Q показывает себя вполне достойно, демонстрируя результаты на уровне конкурентных решений. Таким образом, несмотря на определённые ограничения в определённых сценариях, Netac NV7000-Q остаётся хорошим выбором для пользователей, которые ценят сочетание высокой производительности в играх и отличные показатели при линейной записи данных.
Синтетические тесты. Мелкоблочные операции
В контексте мелкоблочных операций с неглубокими очередями запросов ситуация с Netac NV7000-Q остаётся схожей. Операции записи и смешанные операции обрабатываются с достаточно хорошей скоростью благодаря вместительному SLC-кешу, однако производительность при чтении оказывается менее впечатляющей из-за ограничений внутренних алгоритмов. В результате в тестах IOmeter NV7000-Q не демонстрирует высокой эффективности при таких операциях, что делает его отличимым от решений на TLC-памяти. Это подчёркивает, что даже с использованием быстрой четырёхбитовой памяти YMTC с 232 слоями, Netac NV7000-Q не может сравниться с TLC-накопителями по производительности. Таким образом, хотя NV7000-Q обладает определёнными преимуществами в некоторых аспектах, потребители должны учитывать его ограничения при выборе в зависимости от конкретных задач использования.
Температурный режим
Контроллер Maxio MAP1602A, даже в комплекте с TLC-памятью, не проявляет высокой тепловыделения. С учётом использования QLC 3D NAND в Netac NV7000-Q, ожидается, что накопитель будет ещё менее нагреваться. Это предположение подтверждается фактическими данными. График температур для терабайтной версии Netac NV7000-Q во время непрерывной нагрузки, включающей смешанные линейные операции с преобладанием чтения, показывает, что после пяти минут работы температура не превышает 57 градусов. Эти данные получены из S.M.A.R.T.-мониторинга, встроенного в сам накопитель.
