NVMe SSD Wicgtyp NV940 512ГБ - безбуферный PCIe 4.0x4 на новом контроллере SMI SM2269XT

В этот раз охота за ssd с новыми контроллерами увенчалась успехом и экземпляр на свежем sm2269xt был угадан с первого раза.

Упаковка — картонная коробка заклеенная круглой пломбой из липучки, внутри пластиковая форма для придания жесткости. В комплекте есть винт М2.

Плата с двух сторон обклеена бумажными этикетками:

Потроха:
smi sm2269xt + 2шт NX962 — 4 кристалла micron b47r в каждом bga132 корпусе с оригинальной маркировкой.

Спецификация от продавца (насколько я помню, на момент покупки про контроллер тут еще не было):

Конфигурация программно:

v0.27a
OS: 10.0 build 19045 
Drive     : 3(NVME)
Scsi      : 3
Driver    : W10
Model     : NV940-512
Fw        : V0506B0 
S/N       : AA000000000000000008
HMB       : 65536 - 65536 KB (Enabled, 64 M)
Size      : 488386 MB [512.1 GB]
LBA Size  : 512
AdminCmd  : 0x00 0x01 0x02 0x04 0x05 0x06 0x08 0x09 0x0A 0x0C 0x10 0x11 0x14 0x80 0x81 0x82 0x84 0xC0 0xC1 0xC2 0xE0 0xE1 0xF0 0xF1 0xF2
I/O Cmd   : 0x00 0x01 0x02 0x04 0x05 0x08 0x09 0x0C
Controller:  [SM2269XT] bufferless
Bank00: 0x2c,0xc3,0x8,0x32,0xea,0x31,0x0,0x0 - Micron 176L(B47R) TLC 512Gb/CE 512Gb/die
Bank01: 0x2c,0xc3,0x8,0x32,0xea,0x31,0x0,0x0 - Micron 176L(B47R) TLC 512Gb/CE 512Gb/die
Bank02: 0x2c,0xc3,0x8,0x32,0xea,0x31,0x0,0x0 - Micron 176L(B47R) TLC 512Gb/CE 512Gb/die
Bank03: 0x2c,0xc3,0x8,0x32,0xea,0x31,0x0,0x0 - Micron 176L(B47R) TLC 512Gb/CE 512Gb/die
Bank04: 0x2c,0xc3,0x8,0x32,0xea,0x31,0x0,0x0 - Micron 176L(B47R) TLC 512Gb/CE 512Gb/die
Bank05: 0x2c,0xc3,0x8,0x32,0xea,0x31,0x0,0x0 - Micron 176L(B47R) TLC 512Gb/CE 512Gb/die
Bank06: 0x2c,0xc3,0x8,0x32,0xea,0x31,0x0,0x0 - Micron 176L(B47R) TLC 512Gb/CE 512Gb/die
Bank07: 0x2c,0xc3,0x8,0x32,0xea,0x31,0x0,0x0 - Micron 176L(B47R) TLC 512Gb/CE 512Gb/die
Channel: 4
CE     : 2
Plane  : 4
Die/Ce : 1
Ch map : 0x0F
CE map : 0x03
Bit Per Cell  : (TLC)
Inter.        : 2
Pages/Block   : 2112(704)
First Fblock  :    1
Total Fblock  :  556
Total Hblock  : 30525
Fblock Per Ce :  556
Fblock Per Die:  556
Original Spare Block Count :    39
Vendor Marked Bad Block    :     0
Bad Block From Pretest     :    26

Флеш как и ожидалось из маркировки micron b47r, один из быстрейших доступных на сегодня tlc.
Есть поддержка hmb, но с ней наблюдаются нюансы.

Smart при первом включении:


поддерживается только 512B сектор.

Hwinfo — есть поддержка энергосбережения:

Тестирование проходило в «процессорном» слоте платы на чипсете z690 с процессором i3-12100 под Windows 10/22h2 со стандартным драйвером stornvme. Тесты проводились в условиях достаточного охлаждения, если не указано иное.

Сначала посмотрим на запись всего обьема посредством aida64/diskbench. Небольшое замечание по версиям теста — сравнительно свежие версии diskbench делают паузы в процессе обмена с диском, что иногда приводит к несоответствию времени и позволяет ssd частично высвобождать slc-кеш, что дает достаточно странные результаты. Используемая версия (1.04.07 из комплекта 4.20) этому практически не подвержена.



Запись пустого 2380MB/s в slc-кеш ~17%, 800MB/s в tlc ~56%, 420MB/s при одновременном сбросе кеша, остаток. Стоит отметить, что у прошивок безбуферных контроллеров от smi наконец-то появилась прямая запись в tlc, что обеспечивает высокую скорость при единовременной записи больших обьемов. sm2263xt любую запись прогонял через slc-кеш, используя его как fifo-буфер. Результат очень неплох для такого обьема:
потребление — 2.9Вт в slc-кеш, и ~2.6/2.4Вт остальные два участка, фоновой активности после завершения записи нет.
Чтение записанного — видно что в области записанной в slc режиме скорость чуть выше. 4500 и 4200MB/s соответственно. Скорости опять же высоки, особенно если сравнивать с некоторыми другими контролллерами.

Повторная запись (на уже заполненный накопитель) — кеша нет совсем, зато прямая запись в tlc с весьма приличной скоростью.

hdtunepro с обьемами 32, 96 и 128GB — обьем кеша совпадает с результатами aida/diskbench, в то же время наблюдается аномалия со скоростью чтения — если записать обьем выходящий за пределы slc-кеша, то скорость чтения без паузы после записи оказывается заметно снижена. Возможно контроллер в это время занимается фоновым сбросом кеша несмотря на запросы извне.

Скорость произвольной записи блоком 4k и очередью в 32 ~трех обьемов, область — весь накопитель, исходно — пустой. Один график — iops в среднем, второй — пиковые задержки (без усреднения — отдельные операции, не надо сравнивать с распространенными в некоторых обзорах графиками построенными на основе данных iometer'а, где «пиковые» задержки демонстрируются с полусекундным усреднением):
Скорость записи в slc-кеш невысокая, дальше наблюдается еще два участка свободный массив, подобно последовательной записи, и после где-то 550гигабайт начинается разборка мусора, еще медленнее,
пиковые задержки растут вместе с падением средней скорости, но остаются на сравнительно небольшом уровне.

Скорость чтения заполненного таким образом накопителя достаточно сильно падает, но это типично для любых ssd на основе nand:


Рассмотрим проявление HMB, обьем здесь фиксирован и составляет 64MB.
Ниже приведен график зависимости скорости произвольного чтения последовательно прописанного накопителя с длинной очереди 32 в зависимости от области, в пределах которой производится чтение. Показывает, насколько хватает кеша транслятора (для чего больше частью и используют встроенную или внешнюю оперативную память контроллера, или дополняющий его HMB):
никакого эффекта от включения HMB нет — падение начинается между 64-128MB в обоих случаях.
Но стоит отметить что падение небольшое, чуть выше полутора раз, и скорость после остается достаточно высокая.

Зависимость скорости произвольной записи (4k/qd32) от области напоминает поведение на чтении, и наличие HMB тоже не влияет на результат:

Поведение при отработке трим при очистке всего обьема диска (для замера использовано чтение по произвольным адресам без очереди в пределах всего обьема):
видны 3 стадии — чтение записанного диска (сливается с 0), непосредственно выдача trim — задержки выросли до ~70-75ms в течении ~4.3 секунд суммарно и заключительно — чтение уже пустого диска. Какой-либо фоновой активности после непосредственно выдачи команд тут не наблюдалось.

Немного стандартной синтетики.
CDM7, где все традиционно хорошо, правда на записи до спецификации чуточку не дотянул:
потребление:
ATTO с разной очередью, тут тоже все красиво:



В смарте есть два датчика температуры — основной и два дополнительных, первый из которых дублирует основной.
Их показания совпадают с температурой флеша и контроллера соответственно, измеренными тепловизором.
На открытом стенде без обдува и радиатора, в простое с отключенным энергосбережением, при температуре воздуха ~25С:

Temperature:                        36 Celsius
Temperature Sensor 1:               36 Celsius
Temperature Sensor 2:               48 Celsius

Максимум, достигнутый на записи всего обьема, был достигнут после записи ~30% обьема, далее рост прекратился.

Temperature:                        72 Celsius
Temperature Sensor 1:               72 Celsius
Temperature Sensor 2:               82 Celsius

Максимум на чтении после трех обьемов:

Temperature:                        71 Celsius
Temperature Sensor 1:               71 Celsius
Temperature Sensor 2:               88 Celsius

Троттлинга в обоих случаях не наблюдалось.

Но это младший обьем, скорости и потребление у 1/2TB моделей должны быть местами выше, а значит и нагрев под длительной нагрузкой тоже.

Потребление в простое при разрешенном энергосбережении ~110мВт, при отключенном ~660мВт, максимум на записи 2.9Вт, на чтении 3.0Вт.

На плате есть индикатор активности — зеленый светодиод, который начинает мигать с периодом пол-секунды во время обмена с ssd. Сигнал активности на разьеме его дублирует.

Достаточно удачный ssd без заметных аномалий в поведении. Разве что с hmb непонятно — для чего же он здесь используется, но тут ничего нового, это свойственно всем безбуферным контроллерам от smi, да и не только им.