Crucial M4 contre Crucial C300 en 64 Go, 128 Go et 256 Go - version imprimable

Crucial M4 contre Crucial C300 en 64 Go, 128 Go et 256 Go
StockageSSD
Publié le Lundi 2 Mai 2011 par Marc Prieur

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Page 1 - La gamme Crucial M4

Lorsque nous avons publié notre premier comparatif de SSD en septembre 2008, il fallait compter environ 500 € pour un Intel X25-M 80 Go. Depuis, les prix ont chutés puisque Intel propose à ce tarif son Intel SSD 320 Series … 300 Go !

Le ticket d'entrée pour un SSD de 128 Go tel que ceux testés dans notre dernier comparatif (Comparatif SSD 2011: Crucial M4, OCZ Vertex 3, Intel 510/320) reste tout de même élevé, à environ 200 €. La seule solution pour les petites bourses est donc de se restreindre sur la capacité, avec par exemple un modèle 64 Go.

Mais le problème, c'est que seul Crucial propose un SSD SATA 6G d'une telle capacité, les Vertex 3 et Intel SSD 510 n'étant pas disponibles en dessous de 120 Go. Cette unique solution est-elle la bonne ? Nous avons pu nous procurer un M4 64 Go, l'occasion de le comparer à son prédécesseur et de faire le point sur la gamme M4 en versions 64, 128 et 256 Go.

La gamme M4

Micron a annoncé le RealSSD C400 lors du CES, le 4 janvier dernier. Evolution du RealSSD C300, ce SSD arrive sous la dénomination commerciale M4 chez Crucial, la filiale grand public de Micron. Lancé un an plus tôt, le C300 se distinguait des autres SSD par l'exploitation de la norme SATA 6 Gbits, qui permet d'atteindre en théorie les 600 Mo /s, contre 300 Mo /s pour le SATA 3 Gbits. Combiné à une tarification agressive et des performances de haut vol dans le domaine des accès aléatoires, il fut l'un des SSD phare de 2010.

Le M4 reprend la même base, à savoir un contrôleur Marvell 88SS9174 mais dans une révision plus récente que la BJP2 du C300. En pratique nous avons eu entre les mains une version 256 Go en révision BLD2 et une autre en BKK2 (comme les 64 et 128 Go), les performances sont identiques. D'après Crucial, la révision de la puce est accessoire et c'est le firmware qui fait la différence. Le contrôleur Marvell est accompagné de 256 Mo de DRAM faisant office de cache, contre 128 Mo sur le C300, et la mémoire utilisée est désormais de la 25nm IMFT, alors qu'il s'agissait auparavant de mémoire 34nm IMFT.

Voici les chiffres annoncés par Crucial en terme de performances :

Les débits en lecture augmentent de 16,9% à capacité égale contre 26,7 à 20,9% de mieux en écriture. Si les écritures aléatoires augmentent également (+11,1 à 33%), ce n'est toutefois pas le cas des lectures aléatoires puisque l'on passe de 60000 IOPS sur le C300 à 40000 IOPS sur le M4.

Le Crucial M4 64 Go testé combine un contrôleur Marvell 88SS9174-BKK2, une puce DRAM Micron pour le cache et 8 puces Flash Micron 29F64G08CFACB. Ces puces sont gravées en 25nm et combinent deux die 32 Gb. La taille des pages est de 4 Ko, et celle d'un bloc de 1 Mo. Le fait de trouver une révision BKK2 est ici une surprise puisque les versions 128 et 256 Go utilisent une révision BL02 qui semble donc plus récente. Pour autant, d'après Crucial c'est le firmware qui fait la différence entre C300 et M4, et non la révision du contrôleur qui est accessoire.

Sur le Crucial M4 128 Go, la puce DRAM Micron est placée au verso et les puces Flash, si elles sont de même références, sont désormais au nombre de 16.

Le Crucial M4 256 Go se démarque des versions 64 et 128 Go par les puces Flash, qui sont des 29F128G08CFAAB. Leur capacité est doublée, du fait de l'utilisation de deux die de 64 Gb. Cette fois les pages passent à 8 Ko et le bloc à 2 Mo.

Sur les Crucial M4, 6,9% environ de l'espace Flash est utilisé pour le wear leveling et les optimisations internes, ce qui correspond à l'espace résultant de l'écart de comptage entre la taille des puces Flash (annoncés sur une base 1 Ko = 1024 octets) et les capacités des SSD (annoncés sur un base 1 Ko = 1000 octets).

Page 2 - Débits séquentiels

Protocole de test

Pour ce test, nous avons repris le protocole mis en place pour notre dernier comparatif de SSD 2011 opposant les Crucial M4, OCZ Vertex 3 et Intel SSD Series 510 et 320. Si vous voulez en savoir plus, nous vous invitons donc à vous reporter à cette page décrivant ce protocole.

Débits séquentiels

Nous commençons les tests par les écritures séquentielles, mesurées à l'aide de IOMeter. Nous testons des accès par bloc de 2 Mo, en lecture et en écriture. Comme c'est le cas dans d'autres pages du comparatif, nous vous proposons plusieurs graphiques de performances consultables en passant la souris sur les liens situés en bas du graphique. Sont ainsi disponibles ici les performances sur un port SATA 6 Gbps et sur un port SATA 3 Gbps.

[ SATA 6G ] [ SATA 3G ]
Comme c'était le cas sur la gamme C300, les M4 obtiennent des performances assez proches en lecture quelque soit leur capacité, le gain variant de 19 à 24% par rapport à la génération précédente. A contrario, le débit en écriture varie grandement en fonction de la capacité. Les gains sont importants par entre le C300 et le M4, plus particulièrement sur les petites capacités :

- 64 Go : +44%
- 128 Go : +33%
- 256 Go : +22%

Si l'écriture séquentielle n'est pas le point le plus important sur un support de stockage de seulement 64 Go, l'amélioration de ce qui était pour ainsi dire le seul point faible du C300 est donc une très bonne chose. Le passage sur une interface SATA 3G limite fortement les performances en lecture, puisqu'on retombe à environ 263-272 Mo /s. En écriture l'impact est notable même sur les C300 256, M4 128 et 256 alors que ces derniers sont loin de saturer la bande passante théorique de l'interface (300 Mo /s).

Page 3 - Accès aléatoires

Accès aléatoires

Ce sont maintenant les accès aléatoires qui nous intéressent, que ce soit en lecture ou en écriture. Il faut savoir qu'en utilisation classique, les lectures sont très majoritaires sur les écritures, et que dans le cadre d'un disque système les accès aléatoires sont primordiaux, surtout en cas de multitâche intensif. Directement lié au temps d'accès, la capacité qu'à un support de stockage à traiter un grand nombre d'accès aléatoires lui permet en effet de ne pas ralentir le reste du PC si on lui demande d'accéder à des données situées à plusieurs endroits en même temps.

Un disque dur classique affichant un temps d'accès de 10ms ne pourra ainsi pas dépasser les 100 opérations par seconde (IOPS), alors que les SSD sont mesurés entre 0.13 et 0.23ms, soit 7800 à 4300 IOPS. Un gouffre ! Nous mesurons comme dans le test précédent les accès aléatoire sur un port Intel SATA 6G et sur un port Intel SATA 3G.

Les tests sont effectués avec 1, 2, 4, 8, 16 et même 32 accès simultanés (QD1 à 32 dans les graphiques). Ceci permet de mettre en évidence la capacité du SSD à traiter en parallèle ces accès, le cas idéal étant que les performances soient doublées entre 1 et 2, entre 2 et 4, etc. Si ces chiffres sont intéressants il ne faut toutefois pas perdre de vue qu'en utilisation classique le niveau d'accès simultanés se situe plutôt entre 1 et 4.

Mo /s : [ 6G - Lecture ] [ 3G - Lecture ] [ 6G - Écriture ] [ 3G - Écriture ]

IO/s : [ 6G - Lecture ] [ 3G - Lecture] [ 6G - Écriture ] [ 3G - Écriture ]
Les accès aléatoires en lecture restent quasiment comparables sur toute la gamme C300, sauf avec un niveau très élevé de commandes simultanées qui est moins favorable à la version 64 Go. Les Crucial M4 sont globalement moins rapide dans cet exercice que les C300, et si les versions 64 et 128 Go ont des résultats proches (sauf en QD16, paramètre avec lequel le C300 64 Go est également en retard sur la version 128 Go) la version 256 Go est plus lente.

Première explication, les mémoires 25nm IMFT sont plus lentes que les 34nm IMFT pour la lecture d'une page, puisque l'on passe de 65µs à 75µs. Ceci explique la baisse des performances sur les M4 64 et 128 Go par rapport aux C300 64 et 128 Go.

Les performances de la version 256 Go viennent de la différence d'architecture des puces mémoires utilisées. Sur les versions 64 et 128 Go, les puces sont organisées avec des pages - soit la plus petite unité lisible - de 4 Ko, alors que la version 256 Go, ce sont des pages de 8 Ko. Dès lors, pour lire les 4 Ko demandés lors du test, la version 256 Go doit en fait lire 8 Ko.

Le passage en SATA 3G a certes un impact négatif sur les performances, mais il est moindre qu'en lecture séquentielle, les débits absolus étant moins élevés.

En écriture, les performances sont meilleures qu'en lecture. Lorsqu'on écrit de manière aléatoire sur un SSD, ce dernier écrit en fait les données de manière séquentielle, tout en réorganisant sa table d'allocation interne pour faire correspondre les adresses connues par l'OS sur le système de stockage (les LBA) avec les bonnes cellules mémoire. Les Crucial M4 sont ici nettement plus rapides que les C300, et plus la capacité est importante plus les performances le sont pour peu que l'on utilise plusieurs commandes simultanées. Comme en écriture séquentielle, les débits sont limités par l'interface SATA 3G alors qu'on est loin de son maximum théorique.

Page 4 - Pratique : Fichiers

Pratique : Fichiers

On passe désormais aux tests pratiques, avec pour commencer l'écriture et la lecture de divers ensembles de fichiers. Ces fichiers sont composés de la sorte :

- Extra : 731,17 Mo de moyenne
- Gros : 5,20 Mo de moyenne
- Moyens : 800,88 Ko de moyenne
- Petits : 48,78 Ko de moyenne

La source ou la cible lors de la lecture ou de l'écriture sur le SSD est un Ramdisk. Vu la rapidité des SSD récents et afin d'avoir des résultats moins sujets à variation, nous utilisons Robocopy avec un logiciel maison qui permet de faire les tests en boucle.

[ 6G - Lecture ] [ 3G - Lecture ] [ 6G - Écriture ] [ 3G - Écriture ]
En lecture, tous les C300 se valent. Plus lents avec des petits fichiers, les M4 arrivent au même niveau avec des fichiers moyens puis passent devant avec des fichiers gros puis extras, avec des débits atteignant 355 Mo /s sur les versions 64 et 128 Go. La version 256 Go est globalement la moins rapide des M4, puisqu'elle affiche des performances en léger retrait notamment sur la lecture de fichiers petits, moyens et extras. Le passage en 3G impacte la vitesse de tous les transferts, mais il se fait bien entendu plus ressentir sur les débits les plus importants et donc avec les fichiers volumineux.

Comme on s'y attendait, les performances en écriture varient fortement selon la capacité des SSD. Le M4 64 Go bat sur le C300 64 Go dans tous les domaines, mais les M4 128 et 256 Go sont devancés par les C300 128 et 256 Go en ce qui concerne l'écriture de petits fichiers. Ils sont plus rapide dans les autres cas. Cette fois l'impact du passage au SATA 3G est limité, mais chose étrange le M4 128 est plus touché que le C300 256 alors que les débits offerts sont de base supérieurs. Le M4 256 Go souffre le plus du passage en SATA 3G puisqu'il offre les meilleures performances.

Page 5 - Pratique : Applications

Pratique : Applications

Suivent pour finir des tests purement pratiques, à savoir diverses opérations chronométrées après installation de Windows 7 64 bits sur chacun des SSD :

- Démarrage de Windows 7
- Démarrage de 3D Studio Max
- Démarrage de 3D Studio Max + Photoshop + Word + Excel
- Lancement d'une partie de Civilization V
- Lancement d'une partie de Crysis 2
- Installation de Photoshop CS 5

Nous avons fait notre maximum pour limiter au maximum les variations, toutefois, sachant que le chronométrage se fait à la main, et que par essence les résultats peuvent varier d'eux même légèrement, il y'a forcément une petite marge d'erreur. Comme vous le verrez, les résultats entre les différents SSD sont très proches et il était dès lors vain de tenter de trouver des différences entre SATA 3G et SATA 6G : seuls les résultats en 6G sont donc présentés.

A titre d'information nous avons ajouté un disque dur, le très véloce Western Digital Caviar Black 2 To, mais aussi celui obtenu sur un Ramdisk de 8 Go ! Avec des débits séquentiels mesuré à plus de 5 go /s et 100 000 IOPS en accès 4K aléatoire (en QD1), le Ramdisk est 10-15x plus rapide que les meilleurs SSD !

Le démarrage de Windows 7 est chronométré depuis l'apparition de l'écran de chargement jusqu'au chargement complet du bureau (disparition du sablier). Les résultats sont très proches avec seulement 0.2 secondes entre le plus lent et le plus rapide des SSD. On est nettement plus rapide qu'un disque dur.

Les résultats pour le lancement de 3D Studio Max laissent paraître un léger avantage des C300 sur les M4, quelque soit la capacité, et qui découle probablement des accès aléatoires 4K plus rapides sur les C300. Les M4 offrent tout de même un très bon niveau de performances, dans le groupe de tête de notre dernier comparatif.

C'est en combinant les lancements 3D Studio Max, Photoshop, Word et Excel, ce qui place le support de stockage dans un état de stress lié à un usage multitâche intensif, que les écarts par rapport à un disque dur classique sont les plus importants. Ce lancement combiné est en effet 37,2s plus lent que 3DS seul sur le HDD, alors que dans le pire des cas il rajoute 0,8s sur le SSD ! On note une nouvelle fois un léger avantage aux C300 sur les M4, le M4 256 Go étant le plus "lent".

Le Ramdisk permet pour sa part des gains de performances, mais ils restent assez faibles étant donné l'écart de performances gigantesque le séparant des SSD sur le papier, et pour cause : accéder à toute allure aux données, c'est bien, mais il faut tout de même qu'elles soient traitées par le système quand il ne s'agit pas de simples lecture/écritures !

Page 6 - Pratique : Applications (suite)

Pratique : Applications (suite)

Nous passons maintenant au chargement de parties, avec deux jeux, Crysis 2 et Civilization V. Les écarts entre les SSD sont très réduits, et le gain est faible (bien que présent) par rapport à un disque dur classique : charger des données rapidement, c'est bien, mais encore faut-il les traiter, et c'est ce qui prend le plus de temps lors du chargement d'une partie dans un jeu. Le gain offert par un Ramdisk est d'ailleurs assez faible au vue de ses performances.

Bien entendu les SSD peuvent permettre de réduire les éventuels chargements in-game, ce qui est toujours appréciable. Dans certains jeux comme WoW, ils peuvent aussi nettement améliorer le temps de chargement, mais nous n'avons pas pu l'intégrer dans notre suite de test du fait du caractère aléatoire des chargements lié vu que le nombre de personnes dans un lieu peut varier.

Le dernier test est le chronométrage de l'installation de Photoshop CS5 faite à partir de l'archive téléchargée depuis le site d'Adobe. Cette installation se déroule en deux phases, d'une part la décompression de l'archive, puis l'installation à proprement parler. On note cette fois des écarts entre les SSD, avec notamment un C300 64 Go en retrait, derrière un disque dur, du fait de ses débits en écritures séquentiels réduits. Avec le M4 64 Go, cela va déjà mieux, même sir les versions 128 et 256 Go sont encore devant. Encore une fois l'apport du Ramdisk reste limité.

Page 7 - Consommation

Consommation

La dernière mesure concerne la consommation, que nous évaluons à l'aide d'une pince ampèremétrique. Elle est mesurée au repos d'une part, mais aussi dans l'une des charges qui demande le plus au SSD, soit une écriture séquentielle.

Au repos, les M4 sont plus économes que les C300 même si l'écart reste faible. En charge, c'est assez variable puisque les M4 64 et 128 sont plus gourmands que leurs homologues C300. A contrario on note une belle progression pour le M4 256 Go, qui est au même niveau que le 128 Go et donc bien en dessous du C300 256 Go. Il faut toutefois mettre en parallèle ces données avec la vitesse d'écriture pour avoir une vue complète de la consommation dans ce secteur. Voici donc un graphique représentant la consommation pour l'écriture de 100 Mo :

En combinant la vitesse d'écriture et la consommation lors de l'écriture, on voit qu'en termes d'efficacité les M4 sont toujours devant les C300 à capacité identique. Le M4 256 Go creuse l'écart du fait de l'utilisation de puces groupant deux dies 64 Gb alors que les versions 128 et 64 Go utilisent des puces groupant deux dies 32 Gb.

Page 8 - Conclusion

Conclusion

Si les SSD sont bien plus abordables que par le passé, le plus gros des ventes se fait autour des 100-120 €, n'en déplaise aux constructeurs qui nous envoient systématiquement en test des versions 256 voir 300 Go de leurs derniers modèles. En proposant une version 64 Go de son M4, Crucial est pour le moment le seul à adresser cette tranche tarifaire qui reste orpheline de déclinaisons abordables du Vertex 3 ou de l'Intel SSD 510.

Pourtant comme nous avons pu le voir dans nos tests pratiques les versions 64 Go, que ce soit en C300 ou en M4, n'ont pas à rougir face aux versions à plus grosse capacité. Si le C300 pouvait souffrir dans de rares cas de son débit en écriture séquentiel somme toute modeste (73 Mo /s), le M4 offre un bon en avant de 44% dans ce domaine (106 Mo /s) qui en fait un SSD de petite capacité sans vrai défaut.

Dans le cadre d'un disque système un Crucial M4 fera donc autant l'affaire qu'une version 128 ou 256 Go, pour peu bien entendu de pouvoir y rentrer toutes vos données ! Les plus gourmands l'accompagneront d'un disque dur afin d'y stocker les éléments multimédias (photos, audios, vidéos) assez voraces en espace disque, ou encore les jeux les moins utilisés étant donné l'espace disque qu'ils requièrent.

Cet article nous a également permit de comparer les gammes Crucial C300 et Crucial M4 dans leur quasi-globalité, seule la version 512 Go du M4 manquant à l'appel. Ceux qui attendaient de cette nouvelle génération un gain substantiel de performances en sont pour leurs frais. Si les débits séquentiels augmentent en lecture comme en écriture, les accès aléatoires ne sont supérieurs qu'en écriture. A contrario les lectures aléatoires sont en baisse, notamment sur la version 256 Go. Une contrepartie logique au changement de structure lié l'arrivée de die de 8 Go 25nm que nous évoquions dès leur annonce début 2010.

En pratique toutefois, ces quelques écarts sont complètement lissés puisque les SSD actuels ne constituent tout simplement plus le goulot d'étranglement de la machine. Ils permettent en effet dans quasi toutes les situations d'alimenter le CPU en données plus vite qu'il ne peut les traiter (copie de fichier pur exclue).

Le seul domaine dans lequel on attend donc vraiment des améliorations est donc celui du rapport capacité / prix. Le 25nm n'a pas encore tenu sa promesse de ce côté, puisque si les M4 ne sont pas plus chers que les C300 contrairement à ce qui se passe chez d'autres conccurents, on attends surtout d'eux de faire baisser le prix à moyen terme. L'annonce de puces Flash NAND MLC en 20nm chez IMFT et en 19nm chez Toshiba ces dernières semaines devrait par ailleurs permettre de continuer cette course au rapport capacité / prix en 2012.