HDD или SSD для игры в 2024 году? Сравнение SATA vs PCIe 3.0 vs PCIe 4.0.

Сегодня посмотрим на то, какое влияние на производительность в современных играх оказывают накопители с разным быстродействием. Для этого будем использовать электронные хранилища как на твердотельной памяти, так и на магнитных дисках.

Ни для кого не секрет, что за последние несколько лет игровые проекты неплохо так набрали в весе. Нормой стали 30, 50, 70 ГБ занятого пространства для установки той или иной игры, а некоторые тайтлы уже нуждаются в 100 ГБ и больше. Да что там говорить, даже старые добрые «танчики» распухли до 70 ГБ.

Текстуры в высоком разрешении, качественный многоканальный звук, необъятные локации с большим количеством объектов, 4К видеоролики, все это требует много свободного места. Но не только емкость сейчас важна. Не менее остро встала проблема быстрой загрузки всего этого добра в ОЗУ и VRAM. Если делать это недостаточно эффективно, то в результате можно получить подтyпы, недогруженные текстуры и другие проблемы во время путешествий по виртуальным мирам.

Проблема стала настолько значима, что даже компания Microsoft взялась ее решать, предложив технологию DirectStorage. С помощью последней планируется распаковывать игровые данные не на центральном процессоре, как это обычно происходит, а непосредственно силами GPU. Предварительные тесты показывают, что такой подход ускоряет обработку в разы и освобождает CPU от целого вороха промежуточных операций по считыванию и записи данных в ОЗУ, что в свою очередь позволяет использовать высокие скорости считывания данных современных твердотельных накопителей более оптимально. Но, к сожалению, пока эта технология существует в большей степени на бумаге и количество поддерживаемых ее приложений измеряется единицами.

Накопители

Ну а пока не все так радужно, как хотелось бы, посмотрим, как разные по скорости хранилища справляются со своей главной задачей по уже привычному алгоритму. Для этого мы откопали из запасов не очень резвый жесткий диск Seagate BarraCuda ST4000DM004 на 4 ТВ.

Его медлительность будет дополнительно ощущаться благодаря невысокой скорости шпинделя в 5400 об/мин, и поэтому он будет очень удачной некрасивой подружкой на нашей вечеринке.

Оснащен HDD кэшем на 256 МБ, а максимальная скорость передачи данных находится на уровне 190 МБ/с.

Следующим оппонентом стал накопитель на флеш-памяти, но тоже с интерфейсом SATA 3.0. Такие SSD еще широко представлены на рынке, более того, они еще достаточно популярны. На выбор у нас было две модели – Kingston A400 на 960 ГБ и Kingston KC600 на 512 ГБ.

Второй имеет немного более быстрые характеристики, поэтому выбор пал именно на него. Все равно все тестовые принадлежности не удалось разместить одним махом ни на одном из этих накопителей. Заявленные скорости записи и считывания последовательных данных выбранного SSD составляют 520 и 550 МБ/с соответственно, а для рандомных 4-килобайтных блоков аналогичные показатели равны 80 и 90000 IOPS.

Далее мы решили извлечь из полочки накопитель с интерфейсом M.2 PCI-E 3.0 x4 Kingston NV1 на 1 ТВ. Такие устройства потихоньку отживают свой возраст и, к примеру, этот SSD уже можно найти только в архивах производителя.

Однако быстродействие у него неплохое даже по сегодняшним меркам – до 1700 МБ/с при записи и до 2100 МБ/с при считывании последовательных данных.

И самым быстрым среди участников был накопитель актуальной и высокопроизводительной линейки – Kingston FURY Renegade тоже на 1 ТВ. К системе он подключается посредством интерфейса M.2 PCI-E 4.0 x4 и отличается максимальными заявленными скоростями записи и считывания в 6000 и 7300 МБ/с соответственно.

Да еще и скорость обработки блоков по 4 КБ выросла до космических 1 млн IOPS.

Тестовый стенд

Тестировали мы хранилища на мощном стенде, чтобы ничего не ограничивало производительность.

Его сердцем был выбран 24-ядерный 32-поточный процессор Intel Core i9-13900KF.

Охлаждался он с помощью 360-мм СЖО DeepCool LS720 с RGB-подсветкой.

Материнскую плату мы выбрали на топовом чипсете Intel Z790 со встроенным беспроводным адаптером – ASUS PRIME Z790-A WiFi.

Комплект оперативной памяти был набран двумя модулями по 16 ГБ – Kingston FURY Renegade RGB DDR5-6400. Работает последний на частоте 6400 мегатранзакций в секунду с таймингами 32-39-39 и напряжением 1,4 В.

Приятный внешний вид обеспечивают стильные алюминиевые радиаторы и качественная RGB подсветка.

Чтобы операционная система не влияла на производительность испытуемых накопителей, мы установили ее на отдельный высокоскоростной SSD с хорошим соотношением цены и производительности - Kingston KC3000 емкостью 1 ТБ.

Всю 3D-нагрузку взяла на себя Palit GeForce RTX 4090 GameRock OC.

А необходимой мощностью все компоненты снабжал блок питания Seasonic VERTEX GX-1000 на кругленький киловатт.

Источник поддерживает все современные стандарты, включая ATX 3.0 и PCI-E 5.0 и имеет высокий КПД, соответствующий сертификату энергоэффективности 80 Plus Gold.

И собрали мы все это в просторном шасси DeepCool CH510 MESH DIGITAL, которое для лучшего охлаждения оснастили тремя 120-мм вентиляторами DeepCool FC120.

Тестирование

Переходим к тестам и начнем с бенчмарков, чтобы лучше понимать скоростные показатели испытуемых.

CrystalDiskMark ожидаемо зафиксировал самую низкую производительность в HDD. При этом заявленные производителем скорости работы с последовательными данными были почти достигнуты. Соратник по интерфейсу, Kingston KC600, показал практически втрое лучший результат, а преимущество NVMe-устройств уже измерялось 10-кратной и почти 40-кратной разницей в зависимости от версии шины PCI-E.

Приблизительно тот же разрыв в быстродействии между накопителями мы наблюдали и в ATTO Disk Benchmark. Правда этому приложению почему-то очень понравился Kingston NV1, который здесь показал аномально высокие показатели, значительно большие, чем заявленные производителем.

Игры

Теперь к более интересному, а именно игровым сценариям, которые мы тестировали в разрешении Quad HD с максимально тяжелым графическим пресетом. Все записи геймплея делались без предварительного кэширования, потому что мы именно так обычно играем. Плюс посмотрим на то, как долго разные накопители загружают уровни.

Время загрузки предварительно сохраненной локации в Alan Wake 2 было ожидаемо самым быстрым на PCI-E 4.0 накопителе. На одну секунду дольше справился с задачей SSD на PCI-E 3.0, а их SATA-собрат был медленнее лидера на существенные 60%, что в реальном измерении времени составляет чуть более четырех секунд.

А как там дела у жесткого диска, спросите вы. Плохо – ответим мы. Он загружал локацию в 7 раз дольше даже самого медленного SATA SSD.

Как это отразилось на производительности? Средний счетчик кадров никак не отреагировал на разницу между накопителями, а вот что касается плавности геймплея, то здесь следует отметить хорошо заметные периодические подфризы на жестком диске.

Со всеми остальными хранилищами таких проблем не наблюдалось, хотя геймплей тоже был не совсем идеальным.

Когда мы запускали Avatar: Frontiers of Pandora с винчестера, игра встретила нас сообщением о возможных проблемах с производительностью. Так и произошло, проект ну очень долго загружал сохранность, в нашем случае около 4 минут. Да еще и после этого мог зафризить на пару секунд.

А еще случались такие проблемы как не полностью подгруженные текстуры и отсутствие некоторых объектов игровой сцены. К примеру, мы не досчитались ящика на дальнем плане одной из коридорных локаций.

Другие соперники с этой работой справились как минимум в 10 раз быстрее. И тут уже SATA SSD отстал от PCI-E 4.0-накопителя почти вдвое. А между собой NVMe-устройства разделили первое и второе место с разницей почти в 2 секунды, конечно, не в пользу решения с PCI-E 3.0.

Относительно плавности геймплея можем сказать, что там, где у HDD после загрузки игры случались длинные подтупы, на всех твердотельных накопителях наблюдались едва заметные легкие подергивания.

Средняя частота кадров на всех дисках была примерно одинаковой.

Загружать «сейвы» Baldur's Gate 3 скорее всего можно на Kingston FURY Renegade. Kingston NV1 возился с заданием на 2 секунды дольше, что на практике почти не заметно, а SATA-шный KC600 проиграл лидеру 4 секунды.

На жестком диске этот процесс был значительно медленнее и отставание от соперников оценивалось в 2-3 раза.

Что касается комфортности видеоряда, то здесь нам увидеть разницу между накопителями не удалось. Игра традиционно слегка подтупливала на всех устройствах.

Проверили мы и специальный режим HDD Mode, который якобы должен оптимизировать быстродействие на жестких дисках благодаря использованию большего объема ОЗУ и VRAM. Но и здесь чуть ли не прожигая монитор глазами, улучшений мы не заметили.

Cyberpunk 2077 тоже быстрее всех загрузил сохранения на PCI-E 4.0 накопители. Однако между другими двумя SSD возникло не только соперничество. Как ни странно, но в этом противостоянии победу одержал SATA SSD опередив Kingston NV1 на 0,4 секунды, что в принципе может быть в пределах статистической погрешности.

Ну и традиционно тяжелее всего было жесткому диску. В то время как на всех SSD сейв занимал около 5 секунд, HDD потратил на это почти 30.

Еще один сюрприз ожидал нас, когда мы замерили средний FPS. По этому параметру накопитель на жестких дисках оказался быстрее всех оппонентов на 10%. А откуда взялись эти дополнительные кадры? Если внимательно присмотреться к записанному геймплею, то можно заметить графические недостатки типа пешеходных переходов, на которые текстуры накладываются в последний момент.

Предполагаем, что такие особенности рендеринга в некоторой степени снижают нагрузку на видеокарту и как результат картинка обновляется немного быстрее. Но, несмотря на более высокую среднюю частоту кадров, подтупы на дисковом хранилище были значительно заметнее, чем на всех SSD.

В Diablo 4 все флеш-накопители обеспечили почти одновременную загрузку игрового сейва. Максимальная разница составила всего 0,8 секунды.

Ну а магнитный диск был медленнее соперников в два раза, что на фоне предыдущих тестов вовсе не так уж плохо.

Заметить же разницу в плавности геймплея на том или ином устройстве было затруднительно. Игра еще раз демонстрировала традиционные проблемы геймплея примерно равной степени тяжести на всех четырех хранилищах.

Глотал пыль сзади дисковый накопитель и в Forza Horizon 5. Ожидая загрузки, здесь можно залипнуть почти на полторы минуты. На SSD-шках тоже пришлось подождать, но времени на это требовалось где-то в 4 раза меньше. Последние, кстати, здесь заняли места соответственно рангу, а разница между самым быстрым и медленным устройством составила около 4 секунд.

Что касается комфортности геймплея, то здесь все было более-менее ровно на всех хранилищах. Небольшая разница по среднему FPS обусловлена, скорее всего, разными погодными условиями и положением источника света в зависимости от времени суток.

Из необычного заметим то, что проезжая на максимальной скорости всю карту с установленным SATA SSD мы поймали игровое предупреждение о недостаточно быстрой дисковой подсистеме или процессоре. Странно, потому что даже с HDD в тех же условиях подобной оговоркой об опасном геймплее нас никто не пугал.

Первая часть The Last of Us показала невероятную скорость в сочетании с PCI-E 4.0 накопителем. Загрузить сохранение пользователя нам удалось за неполные 20 секунд, при этом PCI-E 3.0 и SATA SSD обрабатывали эту задачу соответственно на 9 и 12 секунд дольше. Винчестер ничем не удивил и передавал данные в ОЗУ медленнее в 4-6 раз.

Общая производительность на всех устройствах была примерно одинаковой. Единственный момент – если на нашем пути случались подергивания, то на HDD они были визуально заметнее, чем на SSD, но не критическими.

Следующим проектом, в котором самый быстрый накопитель оказался заметно ловчее других SSD был Remnant 2. На загрузку сейва у него ушло 8,5 секунд, когда другие твердотельные устройства потратили на 3 и 3,3 секунды больше времени. При этом лучший из последних двух результатов принадлежит именно SATA SSD.

Жесткий диск на этот раз снова плелся сзади с результатом 28,5 секунд.

Переходя к производительности, следует отметить, что это первая игра, в которой HDD заметно отстал от соперников на 10% по среднему счетчику кадров. И проверка результатов несколько раз не изменила ситуацию.

Дольше всего SSD загружали сохранение Sons of the Forest. PCI-E 3.0 и 4.0 устройства потратили на это одинаковое время – аж по 49 секунд. Их SATA родственнику понадобилось на 7 секунд больше, а жесткий диск трещал головками в поисках необходимых данных около двух минут.

Но долгое ожидание было вознаграждено образцовым геймплеем, что немного не привычно для этого выживальщика. Обычно в начале игровой сессии следует ожидать подтупы и подергивания, которые со временем исчезают.

А тут, удивительно, мы и их следа не заметили. И это на всех электронных хранилищах. Средняя же частота кадров, как и в большинстве случаев, была почти одинаковой.

В Starfield снова безоговорочное первое место занял диск с интерфейсом PCI-E 4.0 с почти 14 секундами загрузки сохраненной локации. Превосходство над другими SSD составило более 3-х секунд, а они, в свою очередь, справились с задачей одинаково быстро.

С этой игрой на винчестере можно по-быстрому что-то перекусить или сходить в туалет пока заправляется звездолет, так как загружались все необходимые данные 1,5 минуты.

Относительно производительности, заметить разницу в частоте обновления картинки было очень тяжело в отличие от плавности геймплея, где HDD отметился хорошо заметными подфризами. На SSD в таких местах тоже не все идеально, но в данном случае проблемы можно и не заметить.

А если система скромнее?

Поскольку не у каждого геймера такая мощная система, то любопытства ради мы проверили в нескольких играх, что будет если вытащить один модуль ОЗУ, то есть оставить 16 ГБ в одноканальном режиме, а видеокарту заменить на GeForce RTX 4060 с лишь 8 ГБ видеопамяти.

Весьма неожиданно, но результаты мы получили примерно такие же, как и раньше, плюс минус погрешность измерения. Да, абсолютные цифры немного изменились, особенно FPS, но соотношение осталось на том же уровне, как и впечатление от игр, поэтому больше не будем вас «грузить цифрами», а переходим к итогам.

Итоги

Как мы видим, не все так уж плохо с производительностью современных игр на жестком диске. Средняя частота кадров в большинстве случаев такая же как на SSD. А вот с плавностью видеоряда уже не все так оптимистично. В некоторых проектах в начале можно встретить просто более заметные подтормаживания, а в некоторых и фризы длиной в 1-2 секунды. Да, со временем последние становятся менее критическими, или заметно уменьшаются благодаря кэшированию, но все равно, выглядят такие особенности геймплея неприятно. Что касается скорости загрузки, то здесь ситуация еще хуже. Готовьтесь в большинстве случаев измерять время ожидания минутами, если планируете использовать HDD для игр.

В отличие от магнитного накопителя, SSD-шки загружают данные в ОЗУ в разы быстрее и здесь уже постепенно вырисовывается какой бы то ни было профит для использования устройств с поддержкой скоростных линий PCI-E четвертой версии. Конечно, на большую частоту кадров рассчитывать не стоит, однако время ожидания загрузки можно сократить существенно. С менее шустрыми флеш-накопителями придется пожертвовать дополнительными несколькими секундами своей жизни, но ведь и стоят такие решения ощутимо дешевле. Так что если деньги не сыпятся на Вас прямо с неба, то последние станут компромиссным выбором.

Автор: Алексей Ерин