KingBank KM220 128GB m.2 pcie3x2 nvme ssd на контроллере marvell 88nv1160


Дешевый pcie/nvme накопитель возбудивший к себе сугубо академический интерес достаточно редко встречающимся контроллером — marvell 88nv1160. С практической точки зрения его использование вряд ли оправдано.

Коробка упакована в пакет с пупыркой, дополнительно пару слоев амортизирующего материала.
В коробке с окошком, через которое видно плату, находится пластиковая форма, пазы в ней универсальные — туда можно положить m.2 2280, m.2 2242 и msata, причем одновременно.



Вообщем все это малоинтересно кроме того что приехало в целости и даже коробка почти не помялась.

Рассмотрим сам накопитель. Плата односторонняя, на нижней стороны нет ни элементов, ни мест под них. Что нетипично — ключ разьема type M, хотя использующие 2 линии накопители чаще делают в виде type B. Пайка аккуратная, флюс полностью отмыт.



Флеш:


Контроллер:


На снимках у продавца можно было увидеть 128G версию с флешем с левой маркировкой micron 29F512G08EEHAF в количестве 2шт — если верить обозначению это 2хкристальные сборки B16A (tlc, 64L, 256gbit) и 240G — spectek pfg36 -5 as, однокристальные B17A (tlc, 64L, 512gbit), 4шт.
По факту приехало нечто с маркировкой неизвестного происхождения TS1256G151 4шт, про которую даже гугль не слышал.

Пара слов про контроллер — это безбуферный (dramless) контроллер, с поддержкой host memory buffer (hmb) — использования для своих нужд буфера выделенного из основной памяти. Поддержка hmb есть в стандартном драйвере nvme из состава windows 10 версии 1607 и выше, другие драйвера с таковой поддержкой мне не известны.

Перейдем к тестам.
В качестве стенда использовалась z77+i7-3770k, накопитель был установлен во втором процессорном слоте pcie x16 в таком вот переходничке (соответственно процессорные линии для видеокарты урезались до 8):


Тесты проводились под windows 10 версии 1703 с использованием драйвера stornvme, так же windows 7 sp1 с использованием драйвера samsung v1.4. В обеих системах в свойствах накопителя была включена настройка «Отключить очистку буфера кэша записей Windows для этого устройства».

Информация о диске от CDI


и
smartmontools
smartctl 6.6 2017-10-25 r4570 [i686-w64-mingw32-w10-1703(64)] (daily-20171025)
Copyright © 2002-17, Bruce Allen, Christian Franke, www.smartmontools.org

=== START OF INFORMATION SECTION ===
Model Number: KINGBANK KM220 128GB
Serial Number: I47ZS3H000932
Firmware Version: V2.4.A
PCI Vendor/Subsystem ID: 0x1d97
IEEE OUI Identifier: 0x5b6230
Controller ID: 0
Number of Namespaces: 1
Namespace 1 Size/Capacity: 128 035 676 160 [128 GB]
Namespace 1 Utilization: 0
Namespace 1 Formatted LBA Size: 512
Local Time is: Wed Jan 09 20:50:48 2019 RTZST
Firmware Updates (0x02): 1 Slot
Optional Admin Commands (0x0004): Frmw_DL
Optional NVM Commands (0x000c): DS_Mngmt Wr_Zero
Maximum Data Transfer Size: 64 Pages
Warning Comp. Temp. Threshold: 100 Celsius
Critical Comp. Temp. Threshold: 120 Celsius

Supported Power States
St Op Max Active Idle RL RT WL WT Ent_Lat Ex_Lat
0 + 3.20W — - 0 0 0 0 0 0
1 + 3.00W — - 1 1 1 1 10 10
2 + 2.70W — - 2 2 2 2 10 10
3 — 0.2700W — - 3 3 3 3 10 1500
4 — 0.0050W — - 4 4 4 4 8200 6000

Supported LBA Sizes (NSID 0x1)
Id Fmt Data Metadt Rel_Perf
0 + 512 0 0

=== START OF SMART DATA SECTION ===
SMART overall-health self-assessment test result: PASSED

SMART/Health Information (NVMe Log 0x02, NSID 0xffffffff)
Critical Warning: 0x00
Temperature: 47 Celsius
Available Spare: 100%
Available Spare Threshold: 10%
Percentage Used: 0%
Data Units Read: 0
Data Units Written: 0
Host Read Commands: 6
Host Write Commands: 0
Controller Busy Time: 0
Power Cycles: 1
Power On Hours: 0
Unsafe Shutdowns: 0
Media and Data Integrity Errors: 0
Error Information Log Entries: 0
Warning Comp. Temperature Time: 0
Critical Comp. Temperature Time: 0
Temperature Sensor 1: 47 Celsius

Error Information (NVMe Log 0x01, max 8 entries)
No Errors Logged


в отчете smartctl можно заметить нетипичную особенность — прошивка не поддерживает команду Format Unit, которую можно применять для полной очистки накопителя (примерно как secure erase у sata, хотя и там и там это не основное их назначение), что полезно для аккуратности при тестировании. В итоге для очистки диcка пришлось использовать трим (создаем/форматируем раздел, удаляем раздел в консоли управления дисками ос).
Так же видно что поддерживается единственный размер сектора — 512 байт. Например контроллеры от phison (E7/E8) поддерживают так же и 4k.

Сначала на пустой диск была осуществлена запись всего обьема посредством aida/diskbench, выполнено чтение записанного диска, и повторная запись без очистки — посмотреть каким образом осуществляется slc-кеширование. Для кеширования используется почти весь доступный обьем, и раз он чуть выше трети — значит флеш действительно tlc.
Так же видно, что повторная запись выполнялась напрямую в tlc режиме. Чтение при блоке в 1M не достигает максимальных показателей.




Дополнительно был проведен эксперимент с записью очищенного диска с паузами в моменты заполнения slc-кеша, для того что бы контроллер мог сбросить кеш в tlc. Пометки на графике — время необходимое для этого копирования, контролируемое по потреблению. Видно что до 90% заполнения доступного пользователю обьема контроллер в фоне осуществляет сброс slc-кеша, а далее идет прямая запись в tlc.


Рандомная запись на пустой диск 4k блоком с выравниванием на 4k и очередью в 32:


Вернемся к исследованию работы HMB. Накопитель поддерживает буфер следующего размера:
HMB Preffered Size: 122880 KB
HMB Minimum Size: 8192 KB

Драйвер stornvme умолчательно использует следующие настройки:
HMB: Enabled
HMB Size: 64 M

Это поведение можно настроить путем создания в разделе реестра
HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\StorPort
ключа HMBAllocationPolicy типа DWORD со следующими значениями.
0 = Disabled
1 = Minimum
2 = Maximum
3 = Device Usage Based
параметр применяется после перезагрузки.

Были проверены все перечисленные варианты:
0:
HMB: Disabled
HMB Size: 0 M


1 или 3:
HMB: Enabled
HMB Size: 8 M


2 или отсутствие параметра:
HMB: Enabled
HMB Size: 64 M


так же эту информацию можно увидеть в журнале событий системы в разделе:
Microsoft-Windows-Storage-Storport/Operational
в следующем виде, например для значения «2»:
Host Memory Buffer Allocation for \Device\RaidPort2 succeeded.
Failure Reason: None
Allocation Policy: Maximum
Attemped to Allocate: 0x4000000 bytes
Actually Allocated: 0x4000000 bytes
Device Minimum: 0x800000 bytes
Device Preferred: 0x7800000 bytes
Policy Maximum: 0x4000000 bytes


По идее буфер используется для кеширования данных транслятора, и его влияние должно проявляться при произвольном доступе к области диска разного обьема.
Для диска последовательно прописанного по всему обьему были выполнены замеры скорости произвольного чтения блоком 4k выравненным на 4k и глубиной очереди в 32.

По всему обьему:


Растянутый график первых 10%.


Зависимость от обьема и наличия HMB достаточно хорошо прослеживается, если без HMB резкое падение скорости происходит на области менее гигабайта, то с минимальным размером уже 5-10 гигабайт, а с 64M спад растягивается на весь обьем. К сожалению каким образом можно разрешить выделение буфера максимального, поддерживаемого диском, обьема мне неизвестно.

Рассмотрим результаты прочей синтетики в двух вариантах, под W7 и под W10 с 64M HMB.
ATTO с разной глубиной очереди (1/4/8):




CDM5 с размером области в 100M/1G/4G:



на рандомном чтении видно значительное преимущество при использовании HMB, на записи же в рандомных подтестах наоборот, но возможно это связано с отличием применяемых драйверов.

Факультативно CDM 3/6 версий, позволяющие убедится что в целом их результаты (в схожих подтестах) близки к CDM5:



Некоторые замеры потребления: в простое потребление составило ~0.21А (стенд не обеспечивал режимов глубокого сна), максимум достигался на последовательном чтении — 0.80А, на записи в slc-кеш — 0.53А. На произвольном доступе потребление было ниже.

Максимальная температура по смарту, которую удалось достичь, составила 73C при ~27C окружающей среды, пирометр при этом намерял на контроллере градусов на 5 ниже, также во время чтения (потребовалось ~12 минут и 6 обьемов, после чего температура стабилизировалась). Троттлинга при этом не наблюдалось.
С небольшим паразитным обдувом от вентилятора видеокарты температура была градусов на 15 ниже (пришлось прикрыть «окно» в переходнике).

Сколь либо заметных задержек во время отработки трим отмечено не было.

В процессе ознакомления с диском выяснилась странная особенность — ресурс его расходовался слишком быстро, в частности к концу тестов набежало целых 11%:


Было решено оценить, какой предел по циклам стирания использует прошивка для вычисления нормализованного показателя. Как выше выяснено, полностью записанный диск повторно пишется в tlc режиме напрямую, при этом wa обычно весьма близок к 1, что позволяет провести следующий эксперимент: был запущен тест, выполняющий циклическую перезапись всего обьема (для этого использовался hd_speed) с параллельным ежесекундным ведением лога смарта. Вот выдержка из него двух моментов перехода процентов расхода ресурса, 7->8 и 8->9:
Time(ms), Temp( C ),HostRead(GB),HostWrite(GB),Used(%)
3515093,57,3623,1959,7
3516078,57,3623,1959,8

8834093,57,3623,2650,8
8835078,57,3623,2650,9

получается 2650-1959=691GB на 1%.
тут следует отметить, что у современного флеша полный обьем в идеальном случае (отсутствие заводских дефектов) несколько превосходит ближайшую степень двойки. Например один из вероятных кандидатов — imft B16A, содержит 1008 блоков по 36MB, или ~110.7% от формально декларируемых «256gbit» или ~141.75GB для 4х кристаллов.
Вернемся к определению предела
691/128~5.4, а с учетом вышесказанного вероятно это 5 ровно. т.е. 100% — 500 циклов. Аномально скромно для достаточно современного контроллера с поддержкой ldpc. Остается надеяться что константа была задана «от балды», и «100%» расход ресурса по смарту не означает вообщем-то ничего.
Заодно можно прикинуть, что полный обьем флеша составляет 691/5~138GB, т.е. дефектов не так уж и много.
Планирую купить +3 Добавить в избранное +42 +60
+
avatar
  • fds2002
  • 19 марта 2019, 12:11
+4
мастер-класс
+
avatar
  • kirich
  • 19 марта 2019, 12:17
+5
Хороший обзор, можно брать как образец, спасибо :)
+
avatar
  • CKYHC
  • 19 марта 2019, 21:14
+1
Угу, главное понятный.
ваши бы обзоры тоже были похожи, если бы 90% обзора вы замеряли микрометром размеры всех элементов на плате.

Осталось всего ничего — выяснить что то за циферки и графики и почему они разные, и что с ними делать.
по каким параметрам и критериям оценивать?

а так да. точно, чётко и по существу.
+
avatar
  • WaRL
  • 19 марта 2019, 13:16
0
а где можно посмотреть ресурс SSD?
+
avatar
  • vlo
  • 19 марта 2019, 14:08
+1
какой — заявленный, текущий? у данного диска или?
+
avatar
  • WaRL
  • 19 марта 2019, 14:34
0
В процессе ознакомления с диском выяснилась странная особенность — ресурс его расходовался слишком быстро, в частности к концу тестов набежало целых 11%:
видимо заявленнный
+
avatar
  • vlo
  • 19 марта 2019, 14:42
+1
здесь речь шла про 5 атрибут в смарте.
+
avatar
  • CKYHC
  • 19 марта 2019, 21:12
0
05 атрибут в СМАРТ-е всегда был переназначенными секторами.
то что нам нужно — SSD Life Left или Percentage of the Rated Lifetime Used
почему они назвали его как percentage used загадка. как и то почему засунули в 05. может в 05 и логично, типа переназначенных мы вам всёравно не покажем, да и знать сколько их умерло вам не надо?
так что вопрос-то интереснее чем кажется.
а то что он рос…
+
avatar
  • vlo
  • 20 марта 2019, 12:56
0
было бы полезнее, если бы вы вместо непременного изложения своего простынного мнения, почитали бы первоисточники и ознакомились со стандартным набором атрибутов у nvme дисков. благо спецификацию раздают совершенно бесплатно всем желающим.
nvmexpress.org/wp-content/uploads/NVM_Express_Revision_1.3.pdf

тогда и таких странных вопросов возникать не будет.
+
avatar
  • CKYHC
  • 20 марта 2019, 13:52
0
накатать бесполезный тест на 15000 щнаков и потратить на него несколько десятков часов — вот просттыное изложение.

а знать отличия в значениях СМАРТ полезно конечно, но не настолько.
+
avatar
  • vlo
  • 20 марта 2019, 15:08
0
«Три дня я гналась за Вами — да! — чтобы сказать Вам, как Вы мне безразличны!» (ц)
+
avatar
  • CKYHC
  • 20 марта 2019, 15:15
0
ай спасибо, ай насмешил, и тебе друже хорошего весеннего настроения и улыбок окружающих)
+
avatar
-2
кто в теме, как на гирбесте по лимитед деалс поймать товар? Дождался пока счетчик истечет, нажал кнопку, долей секунды не прошло как выпало окошко купонов больше нет, потом перевел время на компе на час назад, сбросил кэш в браузере и смотрю время опять есть, то есть тема с переводом времени сработала, может там на китайском времени завязана акция, то есть по китайским часам истекает китайское время отличное от нашего времени и китайский сайт ориентируясь на китайское время отдает, по всей видимости, каким то китайцам весь лимитед диалс? или есть программы какие то или фишки как получить товар? поделитесь наработками кто в теме :)
+
avatar
  • AlexG
  • 19 марта 2019, 14:08
0
Вы думаете, что кто-то будет делится скриптами/модулями, позволяющими почти честно зарабатывать деньги?.. )))
Для затравки в качестве ликбеза почитайте полностью устаревший материал.
+
avatar
  • akdemi
  • 19 марта 2019, 13:23
0
500 циклов для 128 гигов равно примерно 65 терабайт? Или я путаю логику рассчёта ресурса?
+
avatar
  • vlo
  • 19 марта 2019, 13:27
0
во1ых два нулика лишних.
во2ых wa никто не отменял, у дисков с такой организацией кеширования он врядли окажется ниже 3-4.
+
avatar
  • CKYHC
  • 19 марта 2019, 21:01
0
1. в теории 128ГБ, да 500 раз, это 64 000 ГБ и таки это 62,5 ТБ.
но это олько когда будут писаться полные страницы если накопитель их накопит. а так как у него нет кэша, то он пишет сразу всё? что-то может в кэше оперативки держать? вот это интерсный вопрос.
2. никогда такого не получится, ибо в TLC ячейку чтобы влезло много нужно собрать целый блок и блоком записать, оно же блоками пишет? не страницами?
можно сразу смело на 2 делить? СЛЦ режим пустого накопителя это хорошо, а что будет в реальной системе, когда останется 20-30ГБ или меньше свободного места?

может поэтому СМАРТ поднял тревогу? вы начали усиленно расходовать ресурс? но это слишком сложно. тут просто так не проверить.

возвращаясь к «во1ых» 2 нолика лишних, это как? не 65ТБ, а 0,65ТБ? 650 ГБ? или какие нолики имелись в виду? к ресурсу записи? но они ЛИШНИЕ. не туда значит…

вы уже показываете как за 52 часа скушано почти 3ТБ.

такими темпами можно и ресурс проверить.

получается что таки около 65 ТБ. если производитель заложился на накладные расходы.
+
avatar
  • vlo
  • 20 марта 2019, 13:55
0
в исходном варианте было 6.5PB. потом автор поправил.
+
avatar
  • s3mki
  • 19 марта 2019, 13:47
0
Возможно пропустил, но для чего покупался м2 такого объема? Температура в 73 — немало. Если в ПК, то стоит колхозить радиатор.
+
avatar
0
Возможно пропустил, но для чего покупался м2 такого объема?
Ответ в самом начале отзыва
Дешевый pcie/nvme накопитель возбудивший к себе сугубо академический интерес
+
avatar
  • vlo
  • 19 марта 2019, 14:07
+1
см. первый абзац.

для получения этих 73 пришлось предпринимать ряд усилий. в частности перечитывать его в 4 потока 5-6 обьемов. не стоит.
+
avatar
  • CKYHC
  • 19 марта 2019, 21:02
0
для видеокарты значит 82 нормально, для силовых элементов на ней 1009+ тоже нормально. а тут 73 на нетипичных нагрузках.

водянное охлаждение тогда уж ставить, на винты же ставили.
+
avatar
  • Artppm
  • 19 марта 2019, 14:22
+1
А потом БАЦ, и ресурс верно считался.

Вообще странное решение от производителя сделать так.
+
avatar
0
Все четко и понятно, спасибо.
+
avatar
  • loole
  • 19 марта 2019, 16:40
0
А диск-то все же неплохой, раз не сдох после всего этого.
Обзор — в избранное, использовать как методичку.
+
avatar
  • ZyMe
  • 19 марта 2019, 17:15
+2
Не в обиду этому сайту, но такие обзоры пойдут для топовых IT ресурсов))
+
avatar
-1
Автор, Z77 это что? Мать, чипсет или продолжение моей игрушки Z.
+
avatar
  • vlo
  • 19 марта 2019, 18:48
0
z77
+
avatar
-7
+
avatar
  • vlo
  • 19 марта 2019, 19:16
+4
это ответ на ваш вопрос.
а мать не продается, вы ошиблись сайтом.
+
avatar
  • CKYHC
  • 19 марта 2019, 20:42
0
у вас же не про Родину спрашивали.
состав тестового стенда обычно пишут полностью, а на материнках ещё и БИОС могут указать.
как и ОС и использованные версии драйверов.
а то ведь как получится:
Пара слов про контроллер — это безбуферный (dramless) контроллер, с поддержкой host memory buffer (hmb) — использования для своих нужд буфера выделенного из основной памяти. Поддержка hmb есть в стандартном драйвере nvme из состава windows 10 версии 1607 и выше, другие драйвера с таковой поддержкой мне не известны.
Оп, а на 7-ке результаты другие, да?
+
avatar
  • CKYHC
  • 19 марта 2019, 20:41
0
с учетом вышесказанного вероятно это 5 ровно. т.е. 100% — 500 циклов. Аномально скромно для достаточно современного контроллера с поддержкой ldpc. Остается надеяться что константа была задана «от балды», и «100%» расход ресурса по смарту не означает вообщем-то ничего.
Заодно можно прикинуть, что полный обьем флеша составляет 691/5~138GB, т.е. дефектов не так уж и много.
500 записей, для прямой записи во феш.
забыт ТРИМ и ГК, скорее всего ещё есть выравнивание износа. это всё тоже ресурс записи флеша.
почему испорчено? а как же резерв?

TLC режим — всё равно записывается весь блок, скорее всего на такие нагрузки просто не рассчитано.

фактор времени скорее всего тоже роль играет. прогнозы строятся исходя из текущей нагрузки. или тут проще и тупее? слишком сложно, там скорее всего ничего не учитывается.

P.S. А не трудно в КДИ поставить отобрражение в нормальную 10-ю систему?
+
avatar
  • GorBest
  • 19 марта 2019, 21:49
0
Мамка на z77 понимает загрузку винды с М2?
+
avatar
  • vlo
  • 19 марта 2019, 21:54
+1
из коробки (включая последний биос) — нет. в биос ее близкой родственницы (GA-Z77-D3H r1.1) успешно интегрировал.
+
avatar
  • queyron
  • 20 марта 2019, 22:42
0
Ищешь мод биос, шьешь и готово.
+
avatar
0
обзор хороший, тут плюс, а ssd — китайщина 2-сортная.
+
avatar
  • Lar3s
  • 20 марта 2019, 12:52
0
Что за печаль с бюджетными SSD — либо безбуферные чипы, либо память qlc, в обоих случаях страдает долговечность.
Остается надеяться что константа была задана «от балды», и «100%» расход ресурса по смарту не означает вообщем-то ничего.
Судя по тестам других бюджетных SSD, скорее всего действительно от балды. Может на нуле протянуть без ошибок не одну сотню гигабайт, а может отпахать на сотне процентов и внезапно лавинообразно сдохнуть.
+
avatar
  • vlo
  • 20 марта 2019, 13:02
0
а какие еще есть способы снижения цены? дешевеют и диски среднего уровня тоже.
+
avatar
  • Lar3s
  • 20 марта 2019, 15:41
0
С точки зрения производителя, не знаю. А как пользователь, я бы пожертвовал 20-30 (а может и все 50) процентов скорости ради увеличения ресурса. А то скорости запредельные, а ресурс сотня-другая терабайт, что даже для обычного бытового использования оставляет желать лучшего.
+
avatar
  • vlo
  • 20 марта 2019, 16:03
0
только так не получается. увеличение числа уровней снижают и скорость (в основном записи) и цену одновременно.

есть конечно всякие emlc/etlc, в которых вроде бы запись осуществляется медленее, что бы заряд дозировался точнее. но насколько именно этот аспект влияет на ресурс, а насколько другие требования к срокам сохранности — это вопрос.