Comparatif de SSD mSATA pour Ultrabook

Introduction

Fins, élégants et munis d’une batterie leur permettant d’endurer une journée de travail, les Ultrabook illustrent l’avenir de l’ordinateur portable (voir notre comparatif de 8 Ultrabook). Les constructeurs ont cependant dû faire des sacrifices pour arriver à un poids et un gabarit aussi réduit, à commencer par le stockage : au lieu d’un disque dur SATA 2,5 pouces standard comme l’on peut en trouver dans la plupart des notebooks, les Ultrabook s’appuient presque tous sur un périphérique de stockage en mSATA.

Un connecteur mSATA ressemble beaucoup à celui d’un périphérique PCI-E mini card, d’autant plus que tous deux partagent la même connectivité électrique, mais les apparences sont trompeuses : comme son nom l’indique, le mSATA gère un signal SATA et non pas PCI Express. Il faut donc s’abstenir de recycler un vieux SSD mini PCI-E dans un Ultrabook.

Au-delà de la notion d’interface, plusieurs Ultrabook embarquent des SSD OEM qui peuvent s’avérer décevants en termes de performances. Ce genre de problème se résout très facilement sur un notebook classique vu que l’on a l’embarras du choix pour ce qui est des SSD 2,5 pouces. Dans le cas d’un Ultrabook, les possibilités sont nettement plus restreintes, d’autant plus que bon nombre de SSD mSATA se destinent à la mise en cache et non pas au stockage des données.

Nous avons opposé 10 SSD mSATA de quatre marques différentes pour y voir plus clair : existe-t-il un modèle capable de sortir du lot ?

Configuration du test

Du fait de la conception même des Ultrabook, l’évaluation de leurs performances en stockage n’est pas des plus aisées : l’unique port mSATA ne permet pas d’avoir un SSD dédié à l’Os ainsi qu’aux benchmarks en plus du SSD mSATA, ce qui empêche d’isoler les performances natives de ce dernier. Nous contournons le problème en utilisant un adaptateur mSATA vers SATA directement sur notre configuration de test ci-dessous. L’avantage de cette solution est double : l’adaptateur n’engendre aucune perte de performances et la plateforme choisie nous permet d’opposer les SSD mSATA aux modèles 2,5 pouces auxquels nous sommes habitués.

Adata XPG SX300

Le XPG SX300 ressemble au SX900 de la même marque, sachant que le second est au format 2,5 pouces. Tous deux sont munis d’un contrôleur SandForce 2^ème génération et l’on pourrait donc croire que leurs performances sont similaires aux différents modèles partageant le même contrôleur. Cependant, Adata a profité d’une mise à jour de SandForce destinée à ses clients qui permet la désactivation complète de l’over-provisioning. Il en résulte que les SSD comme le SX300 sont techniquement très proches de SSD dépourvus d’over-provisioning, comme par exemple le Samsung 830.

Cette photo nous permet de comprendre pourquoi le SX300 (quelle que soit sa capacité) est nettement moins performant que les modèles 2,5 pouces, sachant que le contrôleur SandForce 2^ème génération s’appuie sur une interface NAND à 8 canaux : Adata n’a pu placer que 4 puces de mémoire flash 25 nm asynchrone sur le PCB compte tenu des contraintes de place. Il n’y a donc pas suffisamment de puces pour saturer la bande passante du contrôleur.

On mesure immédiatement les conséquences sur les performances en lecture aléatoire de blocs 4 Ko : à toutes les capacités, le SX300 débite ~20 Mo/s avec une seule commande en file d’attente. En comparaison, le Vertex 3 240 Go démarre entre 60 et 70 Mo/s. Bien entendu, la diminution du nombre de puces mémoire engendre des écarts significatifs suivant la capacité : le SX300 256 Go est par exemple capable d’atteindre 160 Mo/s avec 32 commandes en file d’attente, tandis que les versions 64 et 128 Go sont respectivement à 50 et 80 Mo/s.

Du fait que tous les SSD soient équipés de contrôleurs SandForce, le graphique n’a rien de surprenant : tant que l’on parle de données compressibles (lignes pleines), le SX300 peut atteindre 350 Mo/s en écriture aléatoire. Avec les données incompressibles (lignes en pointillés), les performances connaissent une baisse marquée puisque les versions 256 et 128 Go voient leur débits divisés par deux à 170 Mo/s tandis que le modèle 64 Go chute jusqu’à 100 Mo.

S’agissant de lecture séquentielle, les écarts sont minimes : quelle que soit la capacité, le débit démarre aux alentours de 400 Mo/s pour plafonner vers 560 Mo/s en fonction de la file d’attente.

L’écriture séquentielle donne à voir ici le comportement classique d’un SSD SandForce : avec des données compressibles, n’importe quel modèle parvient à ~500 Mo/s. Les performances sont en forte baisse avec des données incompressibles, sachant la capacité du SSD joue également un rôle significatif. Une fois encore, c’est la version 64 Go qui souffre le plus et arrive à ~100 Mo tandis que les déclinaisons 128 et 256 s’en tirent mieux avec ~200 Mo/s.

Crucial m4 (mSATA)

Crucial rend la filiation de ses SSD mSATA évidente vu que leur dénomination reprend celle des modèles desktop que nous avons testés l’an dernier. Le m4 mSATA est décliné en 4 versions : 32, 64, 128 et 256 Go. Ce sont les trois dernières d’entre elles que nous avons retenues pour ce test.

Au-delà de leur dénomination, les m4 mSATA partagent également leur contrôleur Marvell 88SS9174 avec les modèles 2,5 pouces, de même que les puces de NAND flash 25 nm. On tient donc pour l’essentiel des versions miniaturisées des m4 2,5 pouces. Cependant, le PCB des versions mSATA n’accueille que 4 puces NAND : les m4 mSATA peuvent donc afficher des débits inférieurs par rapport à leurs équivalents desktop.

En lecture aléatoire, les débits démarrent à ~30 Mo/s pour toutes les capacités et atteignent jusqu’à 200 Mo/s lorsque la file d’attente s’étend à 32 commandes. C’est en écriture aléatoire que l’on voit les écarts se creuser : les trois modèles sont à ~60 Mo/s avec une seule commande, mais plus la capacité est importante, plus les performances augmentent au fur et à mesure de l’allongement de la file d’attente. Soulignons le fait que l’architecture Marvell traite les données compressibles/incompressibles de la même manière : le type de donnée n’a pas d’incidence sur les performances.

Nos trois modèles plafonnent à 550 Mo/s en lecture séquentielle dans le meilleur des cas de figure, mais on peut également voir que le m4 256 Go n’a besoin que de 2 commandes en file d’attente pour dépasser les 500 Mo/s, alors qu’il en faut 8 aux versions 64 et 128 Go. Les écritures séquentielles paraissent lentes en comparaison, au point d’être en deçà de ce que l’on peut attendre en SATA 6Gb/s. Il faut toutefois relativiser ce constat : l’absence d’optimisation par rapport au type de données (compressibles/incompressibles) ainsi que les restrictions physiques dues au format du PCB empêchent les m4 mSATA d’exploiter pleinement les 8 canaux mémoire.

Mushkin Atlas

Les Mushkin Atlas sont basés sur le même contrôleur SandForce SX-22XX que les Adata XPG SX300 et pourtant, ils n’affichent pas la même capacité : 60, 120 et 240 Go. Cette distinction n’est pas anodine vu que l’on voit souvent des SSD SandForce dédier une partie de la NAND Flash à l’over-provisioning : c’est précisément ce que font les Mushkin Atlas.

Autre différence, les Atlas embarquent des puces de toggle NAND Toshiba. Ceci en fait a priori des SSD orientés performances comme le Vertex 3 MAX IOPS, plutôt que des produits milieu de gamme employant de la NAND asynchrone comme par exemple le Vertex 3.

Malheureusement, l’Atlas 240 Go plafonne  à ~120 Mo/s en lecture aléatoire de blocs 4 Ko, là où le SX 300 256 Go atteint ~160 Mo/s. Les versions 60 et 120 Go parviennent respectivement à un maximum de ~50 et 70 Mo/s.

Comme les SX300, les trois Mushkin Atlas démarrent à ~70 Mo/s pour finir à ~350 Mo lorsqu’il s’agit d’écriture aléatoire de données compressibles. Contrôleur SandForce oblige, les performances chutent avec des données incompressibles : les Atlas 240 et 120 Go affichentainsi ~150 Mo/s, ce qui les rend un plus lents que les SX300 à capacité équivalente.

Une seule commande en file d’attente permet de voir les trois Atlas parvenir à un débit de 400 Mo/s en lecture séquentielle. Le seuil de 500 Mo/s est franchi avec une seule commande supplémentaire.

Les écritures séquentielles sont très proches de ce que l’on vient de constater en lecture, si ce n’est que le niveau global est un peu plus faible : on plafonne ainsi à ~500 Mo/s, avec des données compressibles bien entendu. Dans le cas de données incompressibles, les débits n’évoluent pas quelle que soit la longueur de la file d’attente et se maintiennent donc entre 160 et 180 Mo/s suivant la capacité du SSD.

OCZ Nocti

Bien qu’OCZ ait sorti de nombreux SSD 2,5 pouces, la marque américaine se contente des seuls Nocti pour le format mSATA. Leurs caractéristiques techniques sont assez paradoxales : on retrouve un contrôleur SandForce deuxième génération comme sur les Mushkin Atlas et Adata SX300, ce qui en fait donc des SSD SATA 6Gb/s. Néanmoins, OCZ annonce des débits séquentiels inférieurs à 300 Mo/s en lecture comme en écriture, lesquels sont donc plus en rapport avec le SATA 3Gb/s.

Ces débits limités s’expliquent vraisemblablement par les composants : les Nocti étant positionnés sur l’entrée de gamme, OCZ les a équipés de NAND ONFi. Ils s’apparentent donc plus à des Agility en mSATA qu’à des Vertex.

Notons que les Nocti sont disponibles en version 30, 60 et 120 Go, ce dernier étant le seul que nous ayons pu nous procurer.

En lecture séquentielle, notre modèle plafonne à ~45 Mo/s. Le débit connait une nette progression en écriture aléatoire avec 200 Mo/s dans le meilleur des cas de figure, ainsi qu’en lecture/écriture séquentielle à ~260 Mo/s. Il faut cependant préciser à nouveaux que ces débits en écriture sont obtenus avec des données compressibles. Dans le cas de données incompressibles, les débits en écriture aléatoire et séquentielle sont limités à ~75 Mo/s.

PCMark 7 & consommation

Sans surprise, les différents SSD mSATA testés aujourd’hui se classent en fonction de leur capacité (à une exception près) : plus cette dernière est importante, meilleures sont les performances. L’intérêt de cet histogramme est surtout de comparer ces SSD aux modèles 2,5 pouces : sur le papier, le Mushkin Atlas 240 Go est comparable à un Vertex 3 MAX IOPS or d’après PCMark 7, il se contente de faire jeu égal avec un Vertex 3 120 Go. Plus globalement, tous les SSD mSATA de 240/256 semblent plafonner dans ces eaux, ce qui signifie que les canaux NAND de leurs contrôleurs ne sont pas pleinement exploités.

Les Crucial m4 méritent une attention particulière : la version 128 Go est aussi performante que celle de 256 Go. Mieux encore, la déclinaison 64 Go parvient à rivaliser avec les Mushkin Atlas et Adata SX300 de 128 Go. Seul l’OCZ Nocti est à la traine, ce qui était prévisible compte tenu de sa NAND asynchrone.

La consommation va généralement de pair avec les performances. PCMark 7 tend à confirmer cette tendance avec le moins performant des SSD mSATA : en effet, l’OCZ Nocti est le plus économe au repos avec 0,67 Watts, mais il voit sa consommation doubler en activité.

Encore une fois, Crucial impressionne : les m4 mSATA affichent d’assez bonnes performances et pour ne rien gâcher, ce sont les moins énergivores en charge. Leur consommation au repos est par contre un peu trop élevée même si elle n’atteint pas celle des Mushkin Atlas, bons derniers dans cet exercice non seulement au repos, mais aussi en charge.

Débits en pratique : transfert de fichiers

Dans la mesure du possible, nous nous efforçons de comparer les résultats des tests synthétiques pour les SSD aux débits constatés en pratique. Voyons donc quels débits peut-on atteindre en deux benchmarks :

Les fichiers multimédia sont majoritairement composés de données incompressibles, ce qui explique pourquoi plusieurs des SSD SandForce à faible capacité sont tant pénalisés : il faut plus de 6 minutes pour transférer un rip de Blu-Ray vers le Nocti 120 Go, l’Atlas 60 Go  et enfin le SX300 64 Go. Les versions haute capacité de ces deux derniers sont par contre en mesure de rivaliser avec les Crucial m4 128/256 Go.

Contrairement au précédent test, le dossier d’installation de WoW va générer des transferts aléatoires et séquentiels de fichiers de taille diverse, compressibles dans la plupart des cas. Les résultats sont certes différents, mais la tendance reste la même : les SSD de faible capacité, plus particulièrement les SX300 et Atlas, sont pénalisés par leur faible débit. A partir de 120/128 Go, ces deux derniers redeviennent compétitifs et font jeu égal avec les Crucial m4.

Conclusion

Ceux qui parmi nous ont de réels besoins de mobilité regardent probablement du côté des Ultrabook. Ces machines sont bien souvent équipées de SSD de faible capacité, ce qui nous semble absurde puisqu’il faut alors bien souvent emporter un disque dur externe en complément. Pour une utilisation personnelle comme professionnelle, nous avons tous besoin de place, d’où l’importance des modèles 240/256 Go mSATA réunis pour cet article.

Du côté des performances, il y a très peu d’écarts entre ces différents modèles haute capacité. Le problème tient surtout à leur prix, a fortiori lorsque l’on vient de dépenser plus de 1000 euros dans un Ultrabook.

La situation est claire dès lors que l’on compare le coût par Go des différents modèles. Les Crucial m4 sont nettement plus accessibles que les Mushkin Atlas et OCZ Nocti, tandis que les Adata XPG X300 sont à part du fait de leur indisponibilité en France. Pourvu que l’on ait 200 euros à investir, le m4 mSATA 256 Go s’impose sans peine : suffisamment spacieux pour installer une palanquée de programmes et contenir une vraie bibliothèque multimédia, performant et affichant le plus faible coût par Go de tous les modèles testés.

Il est toutefois regrettable que l’offre soit encore aussi embryonnaire. La régularité des performances des m4 quel que soit le type de données est très appréciable, notamment pour l’édition vidéo ou tout simplement la lecture multimédia. On pourrait cependant être tenté par un modèle à contrôleur SandForce, afin de bénéficier de débits optimum sur des environnements productifs/programmes pour usage professionnel.

Les prix évoluent vite et la disponibilité de certains de ces SSD semble ne pas être constante non plus. D’ici à ce que d’autres acteurs parviennent à vraiment concurrencer Crucial, il faut bien garder à l’esprit le fait que les SSD mSATA n’évoluent pas au même niveau que leurs homologues 2,5 pouces.