Usporedni test jeftinijih NVMe SSD-ova - Tehnologija

Za razliku od nekih drugih računalnih komponenti koje su u pravilu sada skuplje nego ranije, jedna je komponenta u zadnjih godinu ili dvije osjetno pojeftinila, a riječ je o Solid State diskovima. Posebno ovdje govorimo o brzim NVMe diskovima koji koriste PCI Express sabirnicu, a koji nikada nisu bili cjenovno pristupačniji. Nekoliko je ključnih razloga koji su utjecali na osjetan pad cijena NVMe diskova.

Prije svega, nakon ogromnog porasta potražnje za računalima i računalnim komponentama tijekom pandemije, od sredine prošle godine potražnja je u konstantnom padu, što je svakako utjecalo na cijene NVMe SSD-ova koji se danas ugrađuju u svako stolno i prijenosno računalo.

Nadalje, daljnji razvoj proizvodnje i korištenje 3D NAND flash memorijskih čipova svakako su donijeli daljnji osjetan pad cijene po gigabajtu dostupnog prostora. Za ilustraciju navedimo kako su u proljeće 2023. pojedini diskovi gotovo dvostruko jeftiniji nego što je to bio slučaj prije godinu dana, što znači da danas za istu cijenu možete kupiti NVMe disk dvostruko većeg kapaciteta. Ili jednostavno za istu cijenu kupiti osjetno brži disk.

Osim toga, NVMe diskovi koji koriste brzo PCIe sučelje danas su postali dio mainstreama, te se ugrađuju u praktički svako moderno računalo. Kako omogućuju višestruko bolje performanse od SATA SSD-ova ili starijih tvrdih diskova, prvenstveno se koriste kao glavni diskovi unutar računala na koje ćete instalirati operacijski sustav.

Proizvođači diskova su prepoznali tržišne trendove i potrebu za što jeftinijim i bržim NVMe diskovima, pa su u posljednje vrijeme predstavili dosta novih i osjetno jeftinijih PCIe 4.0 NVME SSD-ova. Zbog svega toga smo odlučili provjeriti kakve su performanse jeftinijih NVMe diskova i isplati li ih se kupiti. Posebno smo ciljali terabajtne modele NVMe diskova koje trenutačno možete pronaći po cijeni od svega 50-ak eura za pojedine modele. Stoga je trenutno pravo vrijeme za kupnju ovih diskova. Bilo da sklapate novo gaming računalo ili jednostavno želite nadograditi i osjetno ubrzati nešto starije računalo. Posebno su ovi jeftiniji NVMe diskovi pogodni za nadogradnju nešto starijih prijenosnih računala koja su često dolazila s manjim SSD-ovima kapaciteta 256 ili 512 GB.

Ovaj usporedni test jeftinijih NVMe diskova je tako nastao u želji da vam pomognemo prilikom odabira, te da iz prve ruke doznamo koji disk je trenutno najisplativiji na tržištu.

Tehnologija

Kada govorimo o tehnološkim i tržišnim trendovima posljednjih godina, po pitanju sustava za pohranu podataka posve je jasno kako su NVMe PCIe SSD-ovi u potpunosti ovladali tržištem i postali glavni diskovi koji se ugrađuju u većinu modernih računala. SSD-ovi koji koriste SATA sučelje sve su manje prisutni na tržištu, a kao i stariji tvrdi diskovi, većinom se koriste za skladištenje veće količine podataka.

NVMe je novi standard

Moderni operacijski sustavi, zahtjevne aplikacije i najnovije igre danas jednostavno zahtijevaju korištenje brzog sustava za pohranu podataka, što PCIe NVMe diskove čini jedinim i idealnim odabirom. Posebno moderne igre zauzimaju sve više prostora na disku i za optimalne performanse zahtijevaju brz sustav za pohranu.

Profesionalna računala, bilo da se koriste za obradu videa, slika, 3D animacije ili bilo kakve druge zahtjevne zadaće, postavljaju ogromne zahtjeve po pitanju što većeg, ali i što bržeg sustava za pohranu podataka koji može omogućiti odgovarajuće performanse potrebne za obradu ovakvog materijala u realnom vremenu.

Bez obzira radi li se o nekakvom uredskom ili manje zahtjevnom kućnom multimedijalnom računalu, instalacija operacijskog sustava na NVMe SSD donijet će vam osjetno brže pokretanje računala i znatno brže učitavanje aplikacija. Svakako preporučamo korištenje brzog NVMe PCIe SSD-a kao glavnog diska računala na koji ćete instalirati OS i najčešće korištene aplikacije.

Tehnološki gledano, danas su NVMe diskovi koji koriste PCIe 4.0 sabirnicu postali dio mainstreama. Kada govorimo o osnovnoj tehnologiji, tu u posljednje vrijeme nije bilo nekakvih velikih novosti. Jedina novost su PCIe 5.0 diskovi koji su najavljeni već prije nekog vremena, no trebali bi se tek sredinom ove godine pojaviti u većem broju na tržištu. Međutim, PCIe 5.0 diskovi će u prvo vrijeme biti prilično skupi i neće biti posebice zanimljivi prosječnim korisnicima.

Svi Solid State diskovi koje smo ovog puta testirali unutar našeg usporednog testa jeftinijih NVMe diskova koriste M.2 priključak, te za prijenos podataka koriste brzu PCIe sabirnicu. Ovdje napomenimo da M.2 označava format priključka, ranije poznat kao i NGFF (Next Generation Form Factor), a NVMe (Non Volatile Memory Express) označava trenutno najmodernije sučelje koje koriste svi PCIe diskovi. M.2 format, odnosno NGFF je prvenstveno osmišljen kao zamjena za standard mSATA, ponajprije kako bi se smanjile dimenzije SSD-ova namijenjenih ugradnji u prijenosna računala. Danas se pak koristi kod svih NVMe PCIe diskova, bez obzira jesu li namijenjeni ugradnji u stolna ili prijenosna računala.

NVMe SSD je mala pločica koja na sebi sadrži NAND flash memorijske čipove i odgovarajući kontroler, a dimenzije mogu iznositi 4, 8 ili 10 cm

PCI Express za ultrabrze diskove

Od čega se zapravo sastoji M.2 NVMe SSD? Riječ je zapravo o impresivno maloj pločici koja na sebi sadrži NAND flash memorijske čipove i odgovarajući kontroler, a dimenzije ovih pločica mogu iznositi 4, 8 ili 10 cm. Danas se kao svojevrsni standard kod većine računala koristi M.2 2280 format koji uključuje pločicu veličine 8 cm. Ove se pločice ugrađuju u za to predviđene M.2 utore na matičnoj ploči. Kod modernih SSD-ova M.2 označava format odnosno sam priključak, NVMe komunikacijski protokol, a PCI Express sabirnicu putem koje se vrši prijenos podataka.

Korištenje PCI Express sabirnice omogućuje iznimne brzine ovim diskovima prilikom prijenosa podataka. Barem kada govorimo o teorijski najbržim mogućim brzinama prijenosa. Najnapredniji NVMe SSD-ovi današnjice koriste spomenutu PCIe 5.0 sabirnicu, što omogućuje nekakve maksimalne brzine sekvencijalnog čitanja podataka od oko 12.000 MB/s. Treba reći kako najnoviji PCIe 5.0 standard za prijenos podataka podržavaju isključivo najnovije hardverske platforme poput AMD-ove AM5 ili Intelove LGA 1700.

Jeftiniji NVMe diskovi danas koriste PCIe 4.0 sabirnicu brzine x4 koja omogućuje maksimalnu propusnost do 8.000 MB/s. Valja napomenuti kako jeftiniji NVMe diskovi nisu dovoljno brzi da u potpunosti iskoriste mogućnosti PCIe 4.0 sabirnice. Štoviše, dobar broj jeftinijih modela NVMe diskova koristi nešto stariju PCIe 3.0 sabirnicu brzine x4 s maksimalnom propusnošću od 4.000 MB/s.

Većina modernih računala, bilo stolnih ili prijenosnih, danas dolazi s podrškom, odnosno odgovarajućim utorima za PCIe 4.0 diskove. Međutim, ako u ovaj utor ugradite PCI 3.0 disk neće se dogoditi ništa dramatično, s obzirom na to da su svi noviji utori kompatibilni sa starijim PCIe standardima. Tako da sve radi bez problema. Ipak, preporuka je da odaberete PCIe 4.0 disk, posebno ukoliko posjedujete novije stolno ili prijenosno računalo.

Kako pravilno ugraditi NVMe disk?

Što se tiče same ugradnje ovih M.2 NVMe diskova u novija stolna ili prijenosna računala, tu nema neke velike razlike. U slučaju da vaše računalo posjeduje odgovarajući M.2 PCIe utor, sve što trebate napraviti je pločicu diska ubaciti u zadani utor, te je potom putem malenog vijka učvrstiti.

Nakon toga ponovno pokrenite računalo i unutar odgovarajuće opcije za upravljanje diskovima unutar željenog operacijskog sustava inicijalizirajte i potom formatirajte disk. Nakon toga je vaš novi NVMe disk spreman za korištenje.

Što se tiče samog kapaciteta, trenutno su daleko najisplativiji M.2 NVMe diskovi kapaciteta od 1 TB, pa smo prvenstveno njih uvrstili u ovu usporedbu. Smatramo kako su trenutno diskovi ovog kapaciteta optimalan odabir za većinu korisnika. Diskovi kapaciteta od 512 GB se po nama ne isplate previše, s obzirom da im je za današnje pojmove kapacitet prilično ograničen. Vjerujemo kako su M.2 NVMe diskovi kapaciteta od 1 TB najoptimalniji odabir po pitanju brzine i dostupnog kapaciteta, prvenstveno ako ih se koristi za instalaciju operacijskog sustava, te najčešće korištenih aplikacija i igara. Svakako su kod jeftinijih NVMe diskova i modeli kapaciteta od 2 TB vrlo primamljiva opcija s obzirom na trenutačne cijene.

Imajte na umu kako je stvarni formatirani kapacitet diskova uvijek osjetno manji od deklariranog, pa ćete tako kod terabajtnog diska stvarno na raspolaganju imati od 930 do 940 GB. Posljedica je ovo famozne priče o označavanju deklariranog kapaciteta od strane proizvođača, kao i o određenom prostoru na disku kojeg kontroler rezervira za optimizaciju rada i produljenje radnog vijeka samog uređaja.

Korištenje 3D tehnologije prilikom proizvodnje NAND flash memorijskih čipova omogućilo nam je osjetno jeftinije SSD-ove većeg kapaciteta

Kontroler i NAND flash memorija - ključni dijelovi NVMe diska

Nema sumnje kako M.2 NVMe SSD-ovi donose impresivne mogućnosti prijenosa podataka na maloj pločici duljine od 8 cm. Na samoj pločici nalaze se NAND flash memorijski čipovi koji mogu biti s jedne (single-sided konfiguracija) ili s obje strane (double-sided) pločice, kao i odgovarajući kontroler.

Kontroler je ključan dio svakog modernog NVMe SSD-a koji je zadužen za sve potrebne operacije kako bi disk mogao normalno funkcionirati.

Danas je ovaj kontroler u svojoj osnovi zapravo kompleksan SoC (System on a Chip) koji uključuje, primjerice, custom ARM Cortex procesore. Ovo ne čudi s obzirom da ovakvi kontroleri danas podržavaju impresivne brzine sekvencijalnog prijenosa, hardversku enkripciju podataka, te brojne druge tehnologije i algoritme kojima se SSD održava u najboljoj formi, kao što su wear leveling, over-provisioning i garbage collection. Moderni kontroleri podržavaju višekanalni pristup NAND flash memoriji, što zapravo omogućuje impresivne performanse modernih NVMe SSD-ova.

NAND flash memorijski čipovi ključan su dio svakog SSD-a. Na svojim počecima SSD-ovi su isključivo koristili SLC (Single Level Cell) memorijske čipove. SLC znači kako se u svaku pojedinu ćeliju NAND flash memorije može zapisati jedan bit podataka. Ovakvi su diskovi bili najpouzdaniji, no SLC NAND flash čipovi su bili poprilično skupi za proizvodnju, što je praktički onemogućavalo dostupnost SSD-ova većeg kapaciteta. Nakon toga se tehnologija razvijala u smjeru MLC (Multi Level Cells) i TLC (Triple Level Cells) memorijskih NAND flash čipova. Konačno, danas imamo i QLC flash čipove (zapisivanje četiri bita po ćeliji) koji su ponajprije omogućili SSD-ove osjetno većeg kapaciteta.

3D NAND i HMB - recept za jeftine diskove

Osim QLC flash čipova, za pojavu jeftinijih NVMe SSD-ova svakako je najvažniji razvoj 3D NAND (V-NAND) tehnologije. Kod 3D NAND flash memorijskih čipova su memorijske ćelije posložene okomito u više slojeva, za razliku od 2D tehnologije koja se koristila ranije, te su ćelije koje pohranjuju podatke smještene vodoravno, jedna do druge. Veća gustoća memorijskih ćelija omogućuje veće kapacitete bez povećanja cijene. 3D NAND tehnologija također omogućuje dulji vijek trajanja i manju potrošnju energije.

Svakako su QLC i 3D NAND tehnologije najznačajnije za pojavu NVMe diskova većeg kapaciteta. No nisu bez određenih nedostataka. Prije svega, QLC memorijski čipovi donose nešto kraći vijek trajanja samih ćelija i slabiju pouzdanost, što se u konačnici odražava na maksimalnu količinu podataka koju možete zapisati na disk i koja se obično označava s TBW (Total Bytes Written). Preciznije, TBW se odnosi na maksimalnu količinu zapisanih podataka na disku prije nego pojedine ćelije memorijskih čipova počnu biti neupotrebljive. Nakon toga će disk i dalje raditi, ali će pojedine ćelije biti isključene iz uporabe, kapacitet smanjen, a jamstvo vam više neće vrijediti.

Još jedna vrlo značajna tehnologija koju koriste gotovo svi testirani jeftiniji NVMe PCIe diskovi zove se HMB (Host Memory Buffer). Velika većina novijih SSD-ova posjeduje odgovarajući DRAM cache u obliku DRAM memorijskih čipova, koji osjetno poboljšava performanse (osjetno brže vrijeme pristupa, značajno brži pristup najčešće korištenim podacima), posebno prilikom zapisivanja podataka.

Kako bi se ponudili što jeftiniji NVMe diskovi, proizvođači su odlučili predstaviti modele bez DRAM cachea. Umjesto toga koristi se tehnologija HMB, kod koje se dio radne memorije računala koristi kao brza priručna (cache) memorija za poboljšanje performansi samog diska. U pravilu se ovako dodjeljuje određena količina radne memorije (obično 64-100 MB) kako bi se ubrzao rad diska. Ova količina može biti i veća, s tim da OS u svakom trenutku po potrebi može ponovno početi koristiti ovako rezerviranu memoriju za disk. HMB tehnologija nije toliko učinkovita kao namjenski DRAM cache, ali omogućuje prilično dobre performanse. U određene nedostatke ove tehnologije možemo ubrojiti manju dugovječnost i slabije održive performanse, posebno prilikom zapisivanja podataka.

NVMe (Non Volatile Memory Express) je komunikacijsko sučelje i upravljački program koji definira skup naredbi i osnovnih značajki za sve najmodernije SSD-ove koji koriste PCI Express sabirnicu

Kako produljiti vijek trajanja?

Za diskove koji koriste HMB tehnologiju, odnosno nemaju „pravi“ DRAM cache, vrlo je važno da posjeduju odgovarajući SLC cache, to jest, određeni dio memorijskih ćelija NAND flash čipova koji se temelji na SLC tehnologiji. Ovakav SLC cache omogućuje daleko brže zapisivanje podataka, a njegova količina dosta se razlikuje od SSD-a do SSD-a. Nakon što popunite ovakav SLC cache, brzina zapisivanja drastično pada jer je zapisivanje podataka kod memorijskih čipova temeljenih na drugim tehnologijama (QLC i sl.) dosta sporije.

Problem ograničene trajnosti memorijskih ćelija kod NAND flash čipova pod kontrolom drže već spomenuti i sve kompleksniji ugrađeni storage kontroleri. Pojednostavljeno rečeno, memorijske ćelije kod NAND flash čipova podržavaju ograničen broj ciklusa zapisivanja i brisanja prije nego što postanu neupotrebljive.

Uzrok ovog problema treba potražiti u strukturi i načinu funkcioniranja NAND flash memorijskih čipova. Memorijske ćelije kod NAND flash čipova sastoje se od stranica (pages) i blokova (blocks). Podaci se zapisuju u stranice, no mogu se brisati isključivo na razini blokova. Drugim riječima, postoji ograničen broj ciklusa zapisivanja/brisanja podataka kod ćelija, nakon čega postaju neupotrebljive.

Jedan od najvažnijih mehanizama odnosno funkcija samog storage kontrolera je wear leveling. Ovaj mehanizam osigurava ravnomjeran raspored ciklusa zapisivanja/brisanja među svim blokovima. Na ovaj način se sprečava prekomjerno trošenje pojedinih blokova, te produljuje trajnost i pouzdanost SSD-ova. Svaki proizvođač navodi određenu vrijednost maksimalne moguće količine zapisanih podataka (TBW) unutar jamstvenog roka. Ukoliko prijeđete ovu vrijednost, odnosno zapišete veći broj podataka, jamstvo vam više ne vrijedi.

Dugovječnost, odnosno osjetno manja količina maksimalne količine zapisanih podataka, glavni je nedostatak jeftinijih NVMe diskova. Međutim, za prosječnog korisnika računala ovo ne bi trebao biti veći problem.

Veći, brži, jeftiniji

Neupitno je kako moderna računala zahtijevaju sve brže sustave za pohranu podataka sve većeg kapaciteta. U tom smislu veseli tržišni trend koji nam donosi osjetno jeftinije brze NVMe diskove. Posebno naglasimo osjetno povoljniju cijenu po gigabajtu dostupnog prostora. Danas terabajtni diskovi predstavljaju nekakav početni kapacitet, 2 TB svojevrsni mainstream, a ni NVMe SSD-ovi od 4 TB nisu više toliko nedostižno skupi.

Ovaj usporedni test pokazao nam je kako jeftiniji NVMe SSD-ovi omogućuju jako dobar omjer cijene, performansi i kapaciteta. Nisu bez svojih nedostataka, koji su prvenstveno posljedica kompromisa koji su učinjeni da cijena bude što niža. Primjerice, izostanak DRAM cachea može se negativno odraziti na performanse prilikom zapisivanja podataka - premda HMB tehnologija relativno uspješno otklanja ovaj problem.

Osjetno značajniji nedostatak jeftinijih diskova je svakako potencijalno kraći vijek trajanja, odnosno manje maksimalne količine zapisivanja (TBW). Kod računala za kućnu uporabu ovo ne bi trebao biti veći problem. Osim toga, moderni operacijski sustavi i sami kontroleri na diskovima dobro su optimizirani za produljenje vijeka trajanja modernih SSD-ova. Za nekakvu profesionalnu uporabu, ove jeftinije NVMe diskove svakako ne bismo preporučili.

Što se tiče performansi, postoje razlike među testiranim diskovima, no one su najvidljivije kod maksimalnih vrijednosti sekvencijalnog čitanja i pisanja. U stvarnom radu će razlike biti manje primjetne i svaki od ovih diskova omogućit će vam vrlo dobre performanse.

Nekako su se izdvojili Kingstonov NV2 kao posebno jeftin disk, ADATA Legend 800 kao svojevrsni „best buy“, te Corsairov MP600 Core XT kao najbrži disk od testnih kandidata. Dobro pripazite i na cijene koje se znaju dosta razlikovati od trgovine do trgovine, posebice jer ima dosta starijih modela diskova koji su dulje vrijeme na tržištu, a njihova se kupnja isplati isključivo ukoliko im je cijena iznimno povoljna.

Svi proizvođači nude odgovarajući softver za praćenje rada, dijagnostiku i nadogradnju firmwarea diska

Aplikacija Crystal Disk Info omogućuje nam uvid u osnovne specifikacije diska. Najnoviji jeftiniji NVMe diskovi koriste PCIe 4.0 sabirnicu i podržavaju najmoderniju verziju sučelja NVMe 1.4

Kako smo testirali - nešto sintetike, nešto „real life“ testova

Usporedni test jeftinijih NVMe SSD-ova proveli smo koristeći računalo temeljeno na Intelovoj Z690 matičnoj ploči i procesoru Core i7-13700K. Na računalu je bio instaliran Windows 11 Pro 22H2 sa svim dostupnim najnovijim ažuriranjima u trenutku testiranja.

Od sintetičkih testova koristili smo PC Mark 10 Quick Storage test, AS SSD benchmark, AJA Video System Test i Crystal Disk Mark 8.0.1. Svi ovi testovi su nam svaki na svoj način omogućili testiranje mogućnosti SSD-ova prilikom sekvencijalnog, te nasumičnog čitanja i zapisivanja podataka, a AJA System Test je bio više fokusiran na performanse prilikom obrade videa.

Od stvarnih testova, koristili smo test zapisivanja datoteke od 9 GB koju smo pohranili na prethodno kreiran RAM disk (koji je osjetno brži od NVMe diskova i nije bio ograničavajući faktor), test dekompresije datoteke od 3 GB, test kopiranja datoteke od 60 GB, kao i test učitavanja igre. Pomoću softverskog alata Crystal Disk Info pratili smo zagrijavanje i temperaturu diskova prilikom testiranja.

Pregled uređaja

CORSAIR MP600 CORE XT 1 TB

NAJBRŽI OD NAJJEFTINIJIH Najnoviji Corsairov jeftini PCIe 4.0 disk pokazao se vrlo brzim i omogućuje odličan omjer cijene i performansi. Ključan nedostatak mu je potencijalno kraći vijek trajanja, s obzirom na manju maksimalnu količinu zapisivanja podataka što je posljedica korištenja QLC memorijskih čipova.

INTEL/ SOLIDIGM 660P 1 TB

VREMEŠNA BUDGET OPCIJA Intelov 660p je na tržištu prisutan već dulje vrijeme i bio je prvi NVMe disk temeljen na QLC tehnologiji koja je omogućila diskove većeg kapaciteta po osjetno povoljnijoj cijeni. Danas tehnološki pomalo zaostaje, no performanse su mu i dalje vrlo pristojne.

ADATA LEGEND 800 1 TB

SVESTRAN I ISPLATIV Zahvaljujući odličnom omjeru cijene, performansi i kapaciteta, ovaj se disk pokazao vrlo isplativim odabirom u konkurenciji jeftinijih NVMe SSD-ova. Pritom dolazi s malenim pasivnim hladnjakom, što je zgodan bonus.

SILICON POWER UD85 1 TB

ISPLATIVA NADOGRADNJA Silicon Power je nedavno predstavio svoj najnoviji jeftini PCIe 4.0 disk UD85 koji se prije svega ističe vrlo povoljnom cijenom s obzirom na dostupni kapacitet. Performanse su također vrlo solidne, premda nisu na razini najbržih diskova koje smo ovoga puta testirali.

SAMSUNG SSD 980 1 TB

POUZDANA KVALITETA Samsungova jeftinija verzija 980 serije NVMe diskova temelji se na provjerenim Samsungovim komponentama i omogućuje odličan omjer cijene, performansi i dostupnog kapaciteta. Dodatni prodajni adut je i petogodišnje jamstvo.

GOODRAM PX500 1 TB

JEFTINA ULAZNICA U NVME SVIJET Cjenovno vrlo pristupačan SSD koji se temelji na nešto starijoj tehnologiji, no donosi vrlo dobar omjer cijene i performansi. Ukoliko tražite osobito jeftin NVMe disk za nadogradnju starijeg računala, ovaj disk predstavlja vrlo isplativo rješenje.

KINGSTON NV2 1 TB

SUPER JEFTINI TERABAJT(I) Trenutačno najjeftiniji NVMe PCI 4.0 disk odlikuje se super povoljnom cijenom po gigabajtu dostupnog prostora. Pritom su mu performanse iznenađujuće dobre, što ga čini odličnim odabirom za mainstream gaming računala.