Накопители стандарта PCIe 5.0 понемногу входят в обиход современных компьютеров — особенно это касается топовых конфигураций. Новейшие платформы от AMD и Intel обеспечивают полноценную совместимость с такими устройствами, и ценители скорости стремятся установить в M.2-разъёмы своих материнских плат именно SSD поколения PCIe 5.0. Ведь преимущества очевидны: программы и игры загружаются быстрее, а отклик системы становится заметно более мгновенным.

Тем не менее, о повсеместном распространении PCIe 5.0-накопителей говорить пока рано. Основным препятствием остаётся стоимость. Производители активно используют фактор новизны для установления повышенных цен, и разница весьма существенна: в среднем SSD с интерфейсом PCIe 5.0 обходятся на 35–45 % дороже стандартных моделей PCIe 4.0. Согласны мириться с такой разницей далеко не все пользователи.

Однако рынок последовательно движется к снижению цен. Этому способствует как усиление конкуренции, так и появление упрощённых версий PCIe 5.0-устройств с изменённой архитектурой — например, с бюджетными контроллерами или памятью не самого высокого класса. В сегменте доступных PCIe 5.0 SSD активно представлена компания Adata с линейками Legend 970 Pro и Mars 980 Pro. К ней присоединяются и другие бренды, чему значительно поспособствовал выход универсального контроллера Silicon Motion SM2508, поддерживающего работу с различными типами и поколениями флеш-памяти.

Однако снижение цены за счёт менее скоростной NAND — не единственный возможный путь. Более перспективным представляется использование безбуферных контроллеров и технологии Host Memory Buffer (HMB), хорошо показавших себя в накопителях PCIe 4.0. Современные SSD без собственной оперативной памяти уже давно не считаются серьёзным компромиссом: в повседневном использовании они практически не отличаются от более дорогих аналогов. Достаточно упомянуть Samsung 990 Evo Plus, WD Black SN7100 или многочисленные модели на контроллере Maxio MAP1602 — все они на практике доказали, что в мире PCIe 4.0 можно успешно обходиться без встроенного DRAM-буфера.

Теперь производители пытаются адаптировать этот подход и для PCIe 5.0 SSD. Контроллеров без буфера, поддерживающих этот скоростной интерфейс, на самом деле совсем немного, и по сути единственным доступным решением является Phison E31T. Он присутствует на рынке уже достаточно долго, но внимание крупных производителей SSD привлёк лишь недавно. Поэтому пока его нельзя назвать массовым, но тем не менее решения на его базе уже предлагают Micron (Crucial P510), MSI (Spatium M560) и PNY (CS2150). И такие накопители действительно устанавливают новый ценовой минимум для PCIe 5.0 SSD, предлагая стоимость в диапазоне $0,08–0,1 за гигабайт ёмкости.

Однако архитектура без DRAM также означает определённые компромиссы в скорости. Даже наиболее продвинутые накопители с контроллером Phison E31T, согласно техническим данным, демонстрируют максимальную производительность при последовательном чтении всего около 10–11 ГБ/с, не используя полностью потенциал шины PCIe 5.0 x4. Таким образом, они занимают промежуточную нишу между скоростными SSD стандарта PCIe 4.0 и полноценными решениями PCIe 5.0.

Насколько практичны подобные устройства и оправдано ли такое соотношение стоимости и быстродействия — тема для обсуждения. Мы исследуем этот вопрос на примере новинки Crucial P510 — накопителя от ведущего производителя, построенного на платформе Phison E31T. Он интересен не только контроллером, но и применением новейшей TLC-памяти Micron G9 с 276 слоями. Ранее мы встречали такую память лишь в премиальном Crucial T710, но теперь Micron совместила её с контроллером без буфера, создав в результате необычную комбинацию компонентов разного уровня. Посмотрим, какие результаты показала эта связка.

⇡#Внешний вид и внутреннее устройство

Хотя Crucial P510 нельзя назвать бюджетным решением, его внешнее исполнение выглядит весьма скромно и скорее напоминает экономичную модель, нежели высокоскоростной SSD с интерфейсом PCIe 5.0. Это односторонняя плата формата M.2 2280, с двух сторон закрытая тремя информационными стикерами.

Лицевая сторона накопителя покрыта фирменной этикеткой с логотипом производителя и обозначением модели. Обратная сторона содержит дополнительный стикер с техническими сведениями, включающими не только модель и объём памяти, но и артикул, серийный номер, ключ для сброса шифрования, а также версию предустановленной прошивки.

Стикеры не имеют металлизированной основы и выполняют сугубо информационно-декоративную роль. Они не участвуют в отводе тепла от чипов. Впрочем, для Crucial P510 это не является критичным, поскольку устройство обладает упрощённой архитектурой и сравнительно низким энергопотреблением — примерно в два раза меньшим, чем у накопителей на восьмиканальном контроллере Phison E26 для PCIe 5.0.

Экономичность данного решения достигается не только благодаря упрощённой архитектуре контроллера, обладающего лишь четырьмя каналами и лишённого поддержки внешней DRAM, но и применению 7-нанометрового технологического процесса при производстве чипа Phison E31T. Это даёт основание заявлять, что модель Crucial P510 не требует массивных систем охлаждения и может применяться как в стационарных компьютерах, так и в портативных устройствах. Для скептиков компания предусмотрела модификацию с радиатором, однако её стоимость превышает базовую версию на 20-25 долларов.

После удаления лицевой наклейки с накопителя становится очевидной компактность микросхемы Phison E31T, подчёркивающая её лаконичную конструкцию. Также заметно отсутствие чипов DDR4-памяти рядом с контроллером, поскольку он использует встроенный буфер ограниченного размера в сочетании с технологией HMB, резервирующей 64-МБ сегмент оперативной памяти для хранения таблицы трансляции адресов.

В нашем обзоре участвует версия Crucial P510 ёмкостью 2 ТБ, где флеш-память размещена в двух микросхемах Micron NY309 с полной маркировкой MT29F8T08EQLEHL5-36QA:E. Каждая из них имеет ёмкость 1 ТБ и содержит восемь терабитных кристаллов новейшей 276-слойной TLC 3D NAND девятого поколения. Аналогичная память применялась в топовом накопителе Crucial T710, её ключевой особенностью является усовершенствованный интерфейс ONFi с тактовой частотой 3600 МГц, обеспечивающий повышенную пропускную способность. Дополнительным преимуществом служит шестиплоскостная архитектура флеш-памяти Micron, повышающая степень внутреннего параллелизма для ускорения операций последовательного доступа.

Следовательно, четырёхканальный массив флеш-памяти в 2-терабайтной версии Crucial P510 формируется из 16 терабитных модулей TLC 3D NAND, размещённых по четыре элемента на канал, что позволяет контроллеру эффективно использовать чередование для оптимизации производительности. Однако потенциал передовой памяти Micron девятого поколения полностью не реализуется из-за технических ограничений Phison E31T, поэтому интерфейс NAND функционирует на пониженной частоте 3200 МГц вместо максимальных 3600 МГц.

Кроме того, для достижения даже такой пропускной способности потребовались определённые технические уловки. На печатной плате Crucial P510 вокруг чипов флеш-памяти размещены четыре дополнительные микросхемы Pericom PI2SSD3212, которые ранее не встречались в конструкции SSD-накопителей. Это действительно нестандартный компонент — мультиплексоры, осуществляющие переключение между модулями NAND, подключёнными к каналам контроллера. Теоретически контроллер Phison E31T способен самостоятельно управлять шестнадцатью чипами флеш-памяти в каждом канале. Однако инженеры Micron использовали эти возможности лишь частично, перенеся половину коммутационной логики на внешние компоненты. Подобное усложнение схемотехники обусловлено высокой скоростью интерфейса 276-слойной флеш-памяти Micron — применение внешних мультиплексоров вместо встроенных повышает надёжность взаимодействия контроллера с высокоскоростной памятью.

В итоге Crucial P510 оказывается не таким простым накопителем. Снизив стоимость конструкции благодаря использованию безбуферного контроллера и отсутствию микросхемы DRAM, Micron была вынуждена добавить дополнительные чипы PI2SSD3212. Поэтому производственная стоимость Crucial P510 оказывается несколько выше, чем у других накопителей на контроллере Phison E31T, где производители не стали применять дополнительные мультиплексоры, а полагались на встроенные функции контроллера. Это находит отражение в розничной цене: Crucial P510 стоит дороже, чем основанные на аналогичной платформе MSI Spatium M560 и PNY CS2150.

⇡#Технические характеристики

В технической документации Phison указывает максимальную производительность контроллера E31T как 10,3 и 8,6 ГБ/с для операций чтения и записи соответственно. Благодаря использованию памяти Micron G9, Crucial удалось превысить эти значения, хотя и незначительно.

Тем не менее, существуют определённые нюансы. В большинстве случаев производительность SSD возрастает с увеличением объёма, но у модели Crucial P510 наблюдается противоположная картина. По всей видимости, это объясняется использованием внешних мультиплексоров в 2-Тбайт версии, которые неизбежно создают дополнительные задержки. В модификации на 1 Тбайт они отсутствуют, благодаря чему именно она значительно опережает аналогичные накопители на контроллере Phison E31T. В то же время 2-Тбайт вариант не демонстрирует явного преимущества перед родственными продуктами других брендов.

Данный факт находит подтверждение в пиковых результатах производительности старшей версии P510, зафиксированных синтетическим тестом CrystalDiskMark.

При выполнении операций записи — как последовательных, так и произвольных — накопитель Crucial демонстрирует несколько более высокую скорость, чем заявлено производителем. Однако аналогичная ситуация наблюдается и у решений на платформе Phison E31T, использующих иные типы памяти.

В остальном характеристики Crucial P510 вполне соответствуют ожиданиям. Единственное, что может вызвать вопросы — ограниченность модельного ряда, представленного всего двумя вариантами. Но этому есть логичное объяснение: версии объёмом менее 1 Тбайт и свыше 2 Тбайт не смогут обеспечить конкурентоспособный уровень производительности из-за недостаточного или избыточного параллелизма массива флеш-памяти, что невозможно компенсировать при использовании простого четырёхканального контроллера.

Отдельного внимания заслуживают энергопотребление и тепловыделение. Сама компания Crucial не предоставляет конкретных данных, однако Phison в описании платформы E31T упоминает «конструктивные улучшения, обеспечивающие существенное снижение энергозатрат в сравнении с накопителями, оснащёнными DRAM». Согласно оценкам Phison, типичное тепловыделение составляет 5,35 Вт, что ниже, чем у SSD не только на контроллере Phison E26, но и на чипе SMI SM2508. Таким образом, Crucial P510 претендует на статус наиболее холодного SSD для шины PCIe 5.0.

Рекомендованные цены на P510 установлены на уровне $100 и $180 для версий на 1 и 2 Тбайт соответственно. По меркам PCIe 5.0 SSD это довольно умеренная стоимость. Тем не менее, многие накопители PCIe 4.0 с восьмиканальными контроллерами и DRAM-буфером остаются более доступными, а значит, новинке от Crucial предстоит продемонстрировать свои преимущества в сравнении с передовыми решениями предыдущего поколения.

⇡#Программное обеспечение

Твердотельные накопители от ведущих производителей выделяются на фоне конкурентов благодаря качественной программной экосистеме. Компания Micron уже много лет предоставляет владельцам своих SSD специализированное приложение Crucial Storage Executive, которое постоянно совершенствуется и пополняется новыми функциями. Сейчас доступна уже одиннадцатая версия утилиты, и нужно признать, что за время развития она стала довольно громоздкой. Однако её функциональный арсенал способен вызвать зависть у любого другого производителя твердотельных накопителей.

Помимо детального отслеживания состояния накопителя, программа Crucial Storage Executive даёт возможность обновлять микропрограмму, полностью очищать флеш-память от остаточной информации, выполнять форматирование, контролировать аппаратное шифрование, регулировать размер резервной области, проводить диагностику памяти и многое другое. Также в утилите присутствует уникальная технология Momentum Cache — специальный механизм кеширования с задействованием оперативной памяти.

Вместе с Crucial Storage Executive поставляется драйвер Miсron NVMe Storage Controller, способный заменить стандартное решение от Microsoft. Данный драйвер не повышает быстродействие, но активирует специализированные возможности Crucial P510, такие как шифрование и настройка резервного пространства. Поэтому для полного раскрытия потенциала данного SSD его установка является рекомендованной.

Помимо Storage Executive, пользователи накопителей Crucial могут получить специализированную версию пакета Acronis True Image, предназначенную для оперативного переноса информации и операционной системы со старых устройств хранения на новый твердотельный накопитель.

⇡#Характеристики тестовой системы и подходы к тестированию

Ключевая задача тестирования — определить, является ли Crucial P510 более выгодным выбором по сравнению с полноценными накопителями PCIe 4.0, которые нередко имеют более низкую стоимость. В модели Crucial P510 применяется технология HMB вместо DRAM-буфера, а количество каналов обмена данными между контроллером и флеш-памятью уменьшено до четырёх. Тем не менее, устройство обладает широким внешним интерфейсом PCIe 5.0 x4 и отчасти нивелирует ограниченное число внутренних каналов за счёт их высокой тактовой частоты. Эта концепция объясняет, почему Crucial P510 потенциально может превзойти такие модели, как Samsung 990 Pro и Kingston KC3000, однако реальные показатели станут ясны после практических проверок.

Дополнительно мы рассмотрим вопрос о целесообразности использования безбуферной архитектуры для накопителей PCIe 5.0 и оценим, насколько Crucial P510 отстаёт от современных флагманов этого стандарта, таких как WD Black SN8100.

Чтобы дать ответы на эти вопросы, в сравнении с Crucial P510 участвуют восемь накопителей, чьи конструктивные особенности представлены в приведённой таблице.

Принцип формирования данной подборки устройств достаточно понятен. В неё вошли топовые модели с интерфейсом PCIe 5.0 (Samsung 9100 Pro и WD Black SN8100), более доступные PCIe 5.0 SSD на контроллерах SM2508 и Phison E26 (Adata XPG Mars 980 Blade и Crucial T705), наиболее производительные накопители с шиной PCIe 4.0 (Kingston KC3000 и Samsung 990 Pro), а также лучшие представители предыдущего поколения без DRAM-буфера (Samsung 990 Evo Plus и WD Black SN7100).

Состав тестовой конфигурации был следующим:

• Центральный процессор: Intel Core i9-14900K (архитектура Raptor Lake Refresh, конфигурация 8 производительных и 16 энергоэффективных ядер, частоты 3,2–6,0/2,4–4,4 ГГц, кэш третьего уровня 36 МБ).
• Система охлаждения процессора: Noctua NH-D15.
• Базовая плата: ASUS ROG Maximus Z790 Apex (сокет LGA1700, чипсет Intel Z790).
• Оперативная память: 2 модуля по 16 ГБ DDR5-6400 (модель G.Skill Ripjaws S5 F5-6400J3239G16GX2-RS5K).
• Графический ускоритель: GIGABYTE GeForce RTX 4090 Gaming OC (чип AD102 с частотами 2235/2535 МГц, 24 ГБ памяти GDDR6X со скоростью 21 Гбит/с).

Исследуемые накопители в ходе проверок монтировались на материнской плате во второй разъём PCIe 5.0 x16 (с применением переходной платы Asus PCIe 5.0 M.2 Card), подключённый непосредственно к процессорным линиям PCI Express.

Проведение тестов осуществлялось в среде Microsoft Windows 11 Pro (версия 24H2) сборки 26100.2605. Для работы использовался драйвер Microsoft Standard NVMe Express Controller версии 10.0.26100.2454.

⇡