Estamos analisando unidades portáteis há quase uma década. Nesse período, vimos a transição do mercado de discos rígidos para flash. Ao mesmo tempo, vimos as cargas de trabalho para SSDs portáteis se tornarem mais intensas. É comum ver um SSD portátil preso ao lado de uma câmera digital em um set ou perpetuamente ajudando um cientista a processar dados em tempo real no campo. O problema, porém, ao decidir sobre uma unidade nesta classe é que os fornecedores mostram apenas desempenho de pico na folha de dados. Portanto, decidimos punir o atual conjunto de SSDs portáteis de marcas populares para ver o quão bem eles resistem sob estresse severo.
Estamos analisando unidades portáteis há quase uma década. Nesse período, vimos a transição do mercado de discos rígidos para flash. Ao mesmo tempo, vimos as cargas de trabalho para SSDs portáteis se tornarem mais intensas. É comum ver um SSD portátil preso ao lado de uma câmera digital em um set ou perpetuamente ajudando um cientista a processar dados em tempo real no campo. O problema, porém, ao decidir sobre uma unidade nesta classe é que os fornecedores mostram apenas desempenho de pico na folha de dados. Portanto, decidimos punir o atual conjunto de SSDs portáteis de marcas populares para ver o quão bem eles resistem sob estresse severo.
O estado dos SSDs portáteis
As unidades SSD portáteis são projetadas para uso doméstico e em trânsito. Eles são mais rápidos, mais duráveis e menores do que as unidades de disco rígido portáteis (HDDs) porque não possuem partes móveis. São a opção certa para quem busca uma solução versátil, principalmente um drive USB-C mais universal que não comprometa a capacidade de armazenamento nem a alta velocidade.
No papel, o desempenho desses dispositivos é empolgante, com marcas citando números impressionantes de até 2.8 GB/s para SSDs Thunderbolt como o Samsung X5. Mas também existem ofertas convencionais, analisamos recentemente as ofertas mais recentes da SanDisk. A SanDisk atualizou o Extreme e SSDs portáteis Extreme Pro dobrando as velocidades de transferência de dados em relação aos modelos de última geração. O SSD portátil extremo agora atinge velocidades de leitura de 1.05 GB/s e velocidades de gravação de 1 GB/s em uma porta USB-C universal.
Enquanto isso, o modelo Extreme Pro (Página do produto SanDisk) é capaz de atingir taxas de transferência de 2,000 MB/s para leitura e gravação. Isso graças à taxa de dados da interface USB 3.2 Gen2x2. Deixando de lado o nome confuso, essa interface adiciona uma segunda faixa, mais ou menos dobrando o desempenho teórico.
Graças a esses perfis de desempenho impressionantes, os SSDs de alto desempenho são ideais para fotógrafos, videomakers e usuários pesados que constantemente tiram fotos ou conteúdo de vídeo 4K e precisam de espaço extra para descarregar os dados. Além disso, se for necessária a edição de filmagem multicâmera, vídeo 8K, codecs de qualidade superior ou jogos, recomenda-se velocidades de leitura/gravação superiores a 1 GB/s.
Como você pode presumir neste ponto, pode ser complicado encontrar uma unidade que atenda aos requisitos de desempenho de aplicativos profissionais. Devido às taxas de queda dos preços do SSD, você pode obter uma unidade externa rápida com muita capacidade de armazenamento por menos do que o esperado. No entanto, o custo não é um problema real aqui.
Há outra preocupação crítica entre os usuários que têm necessidade de desempenho. Essas unidades podem ficar extremamente quentes ao transferir dados por longos períodos de tempo. Como resultado do calor, o desempenho cairá drasticamente à medida que as unidades se aceleram em um ato de autopreservação. Quando isso acontece, os usuários entendem rapidamente que o desempenho sustentado real se desvia rapidamente das estatísticas promovidas na folha de dados de uma unidade.
O calor mata o desempenho do SSD portátil
SSDs portáteis são testados para operar dentro de faixas aceitáveis de temperatura ambiente (geralmente 0º C – 25º C). Em ambientes que estão na extremidade superior desta faixa de temperatura testada, é normal que a temperatura do inversor aumente próximo ao limite de seus limites internos de operação.
Como os SSDs portáteis normalmente não têm nenhum resfriamento ativo dos ventiladores, o design do SSD portátil para resfriamento passivo é crítico. O gabinete do dispositivo funciona como uma superfície de resfriamento que transfere o calor do NAND e do controlador dentro do gabinete para o ar mais frio externo. No entanto, se a temperatura do ambiente for alta, o inversor não liberará calor suficiente para permanecer dentro de sua faixa de temperatura operacional.
Um aumento na temperatura da unidade também é normal se a unidade SSD transferir arquivos grandes ou vários arquivos por um longo período de tempo. Transferências de arquivos grandes podem levar mais tempo para serem concluídas e requerem mais energia do que uma transferência de arquivos pequenos. Várias transferências de arquivos concluídas em um curto período podem gerar uma quantidade semelhante de energia. Durante essas operações, a temperatura interna da unidade aumenta e a unidade liberará mais calor pelo exterior da unidade.
O material de um gabinete SSD portátil e, às vezes, a sincronização de calor também é crítico. O metal absorve mais calor do que os materiais plásticos e libera calor quando usado em um ritmo mais rápido. Portanto, as unidades de metal podem parecer mais quentes do que as unidades feitas de materiais plásticos usados da mesma maneira. Isso se deve ao design, pois o metal retira mais calor da unidade.
O calor leva ao estrangulamento térmico do SSD
Como resultado do aquecimento dos SSDs, a maioria dos controladores de SSD inclui um alarme de sensor térmico interno. No caso de temperaturas muito altas, o firmware de uma unidade limitará o desempenho e diminuirá as taxas de transferência para evitar que fiquem muito quentes e danifiquem o próprio dispositivo. Isso é conhecido como estrangulamento térmico. A temperatura do SSD está correlacionada com a energia usada para transmitir dados pela interface, que pode ser usada como um proxy para temperatura na ausência de sensores de temperatura do SSD.
Como o restante da indústria eletrônica, os engenheiros estão projetando SSDs para lidar com mais chips, mais canais, mais núcleos e mais controladores. Ou seja, eles estão projetando SSDs para assumir um maior nível de capacidade de processamento. O que é lamentável sobre isso é que o afogamento térmico é mais provável de ocorrer quando o SSD portátil está sendo trabalhado muito, precisamente quando o usuário deseja o desempenho mais alto. Se o aplicativo ou software não trabalhar com força na unidade, é menos provável que ocorra o estrangulamento térmico, mas é quando seu impacto no desempenho seria menos inaceitável.
Desempenho sustentado do SSD portátil
Avaliar o desempenho sustentado e o gerenciamento de calor desses dispositivos é uma parte essencial de nosso processo de referência. A última coisa que os usuários querem ver ao mover dados para SSDs portáteis é a taxa de transferência indo para velocidades USB 2.0.
Para identificar se as unidades SSD portáteis em teste sofrem de graves problemas de queda de desempenho, pré-condicionamos os SSDs. Fazemos isso aplicando cargas de trabalho para movê-lo do estado inicial recém-pronto para um estado em que está o desempenho real do dispositivo. Esse processo é o mais demorado porque requer a aplicação de cargas de trabalho à unidade várias vezes. É necessário medir o desempenho do SSD a cada vez e observar como ele muda. Pré-condicionamos as unidades com cargas de trabalho aleatórias e sequenciais.
Cada um dos SSDs em consideração é o SSD de classe de 1 TB. Todos esses SSDs são ofertas modernas de fornecedores importantes. Embora esta não seja uma lista exaustiva de SSDs, ela é abrangente, especialmente quando avaliada em relação à participação de mercado.
Modelos USB:
- SanDisk Extreme Pro 1TB (USB 3.2 Gen2x2)
- ADATA SE900G 1TB (USB 3.2 Gen2x2)
- Crucial X8 1 TB (USB 3.2 Gen2)
- LaCie Rugged SSD de 1 TB (USB 3.2 Gen2)
- Samsung T7 Touch 1 TB (USB 3.2 Gen2)
- Seagate FireCuda portátil 1 TB (USB 3.2 Gen2x2)
Todos os dispositivos USB foram testados por meio de nosso Lenovo ThinkStation P520 com um adaptador complementar Orico USB 3.2 Gen2x2 para oferecer suporte à interface mais recente.
Modelos Thunderbolt:
- LaCie Rugged SSD Pro 1TB (TB3)
- Samsung X5 1 TB (TB3)
O primeiro teste aplicado ao grupo de unidades é nosso teste de pré-condicionamento de gravação aleatória de 4K. Isso é aplicado por 6 horas para fazer com que cada unidade atinja seu valor de desempenho de estado estável. Em uma curva de pré-condicionamento, cada unidade começa no que consideramos sua “explosão” ou taxa de transferência mais rápida e cai lentamente para seu número final de estado estacionário. Usamos o gerador de carga de trabalho FIO para aplicar a carga de trabalho em 360 intervalos de 1 minuto, com cada ponto no gráfico representando esse intervalo de 1 minuto.
Neste gráfico, podemos observar o desempenho de pico imediato e a suavidade, ou não, do desempenho à medida que nos aproximamos do estado estacionário. Percebemos que o SanDisk Extreme Pro não apresenta problemas de consistência de desempenho em relação à maioria de seus pares durante o pré-condicionamento aleatório da carga de trabalho. Apesar da carga pesada, o SanDisk Extreme Pro manteve números de desempenho constantes durante e após o período inicial. Em vez de estrangulamento, ocorreu uma redução gradual do desempenho em estado estacionário no final da sequência de teste.
O gráfico mostra as taxas de transferência alcançadas durante cada teste de gravação individual de acordo com o tempo total de gravação decorrido quando o teste foi iniciado. Durante as primeiras 1.5 horas de gravação, as taxas de transferência permaneceram estáveis em cerca de 94,800 IOPS. Após 1.5 hora, as taxas caíram para cerca de 43,000 IOPS, atingindo quase 21,000 IOPS antes do final do teste de seis horas.
O que é importante observar é que esses números nunca aumentaram significativamente durante o pré-condicionamento. O drive SanDisk Extreme Pro manteve um desempenho sustentado durante as duas fases notáveis do teste. Também é bom observar o LaCie Rugged SSD Pro e o Seagate FireCuda Portable. Esses dispositivos também tiveram um desempenho muito bom durante o estado estacionário, mas não tão bem quanto o SanDisk Extreme Pro durante o pré-condicionamento.
Além dessas duas marcas, o mesmo não pode ser dito para a maioria das outras unidades SSD portáteis em um teste de desempenho sustentado. Os números para o Samsung X5, Samsung T7 e Crucial X8, por exemplo, são interessantes porque as unidades continuaram a ter desempenho extremamente variável durante a carga de trabalho sustentada, impedindo um desempenho consistente durante a fase de teste estável.
Mudando para nossa carga de trabalho sequencial de estado estacionário, passamos para um tamanho de transferência de 128K com FIO, mantendo o mesmo intervalo de 360 1 minuto que usamos na carga de trabalho aleatória de 4K. Vemos que cada unidade é capaz de manter um desempenho mais alto em comparação com a queda rápida encontrada na carga de trabalho aleatória. Com grandes taxas de dados em jogo, esta é outra área onde o gerenciamento térmico tem um papel fundamental. Todas as unidades esquentaram neste teste, algumas um pouco mais do que outras. Para visualizar melhor os dados entre os dois tipos de unidade, mapeamos as duas unidades Thunderbolt 3 separadas dos modelos USB 3.2 Gen2x2. As unidades Thunderbolt simplesmente tinham muita variabilidade para se sobrepor aos SSDs USB.
O Samsung X5 baseado em Thunderbolt iniciou nosso teste de gravação sequencial com a maior velocidade de pico, mas durou apenas alguns minutos antes de iniciar seu perfil de desempenho errático revelador. O segundo foi o Seagate FireCuda Portable, que ofereceu pouco mais de 1.9 GB/s por cerca de 45 minutos, antes de cair para cerca de 1.54 GB/s.
O SanDisk Extreme Pro começou em terceiro, mas manteve o perfil de desempenho mais alto durante as 6 horas de duração do teste, quase não perdendo sua velocidade de gravação de 1.79 GB/s. Na parte inferior da carga de trabalho, o Samsung T7 teve o desempenho mais baixo em cerca de 240 MB/s, o que não foi uma grande surpresa depois de sua posição na carga de trabalho aleatória de 4K também.
Depois que cada SSD termina o trecho de 6 horas de carga de trabalho de gravação, ele fica em um estado estável para medir sua respectiva gravação final seguida por um teste de leitura. O teste deve ser executado sem interrupção após o estágio de pré-condicionamento para evitar a coleta de lixo de fundo que pode afetar os resultados do teste. Os resultados deste teste de desempenho podem ser usados para descrever o desempenho real do SSD e podem ser usados para comparar este dispositivo com outros e também com os limites teóricos citados pelos fornecedores.
Passando para os números de estado estacionário, o SanDisk Extreme Pro (1 TB) viu 1.86 GB/s de leitura e 1.78 GB/s de gravação em 2 MB sequenciais. Aqui, o SanDisk Extreme Pro só foi superado em leituras pelo Samsung X5 baseado em Thunderbolt e o LaCie Rugged SSD Pro.
No desempenho de gravação sequencial estável, o SanDisk Extreme Pro dominou o grupo por uma ampla margem, a maioria caindo muito em relação aos números da folha de especificações. Em nosso teste aleatório de estado estacionário, o SanDisk Extreme Pro (1 TB) teve 105,770 IOPS de leitura e 19,372 IOPS de gravação, ficando em terceiro lugar em leituras apenas com os SSDs Thunderbolt à frente.
Conclusão
Um dos aspectos mais ambíguos das unidades SSD externas é o desempenho de gravação sustentado durante cargas de trabalho pesadas. Fatores que influenciam sua velocidade incluem limitação térmica e limites de firmware integrados para evitar superaquecimento ou outros cenários semelhantes. Depois de pesquisar algumas de nossas principais opções de SSD portátil e testar os nove candidatos mais promissores, descobrimos que o SanDisk Extreme Pro v2 atualizado do ano passado é uma excelente opção geral.
O SanDisk Extreme Pro v2 oferece a melhor combinação de capacidade e desempenho sustentado em relação aos seus pares, graças à sua solução de gerenciamento de calor. Os usuários não devem se preocupar com a quantidade de calor que ele gera. A temperatura do gabinete deste dispositivo, embora quente, nunca chegou ao calor insano durante nosso teste. Mas o mais importante, durante altas temperaturas, este dispositivo consegue manter um alto desempenho sustentado.
Profissionais criativos e outros que realmente trabalham com seus SSDs portáteis até o limite devem prestar atenção a esses dados. A velocidade na caixa da unidade destaca o melhor cenário. Como vimos sob carga pesada, a engenharia do SSD assume uma importância crítica. Isso é mais verdadeiro do que qualquer outra especificação de unidade, incluindo interface. Em nossos testes, o SanDisk Extreme Pro v2 se saiu muito bem quando se trata de oferecer desempenho consistente e sustentado.
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