HDD чи SSD для ігор у 2024 році? Порівняння SATA vs PCIe 3.0 vs PCIe 4.0.

Сьогодні подивимося на те, який вплив на продуктивність у сучасних іграх мають накопичувачі з різною швидкодією. Для цього будемо використовувати електронні сховища, як на твердотільній пам’яті, так і на магнітних дисках.

Ні для кого не секрет, що в останні декілька років ігрові проекти непогано так набрали у вазі. Нормою стали 30, 50, 70 ГБ зайнятого простору для встановлення тої чи іншої гри, а деякі тайтли вже потребують 100 ГБ і більше. Та що там казати, навіть старі добрі «танчики» розпухли до 70 ГБ.

Текстури у високій роздільній здатності, якісний багатоканальний звук, неосяжні локації з великою кількістю об’єктів, 4К відеоролики, все це потребує багацько вільного місця. Та не тільки ємність зараз важлива. Не менш гостро стала проблема швидкого завантаження усього цього добра до ОЗП та VRAM. Якщо робити це не достатньо ефективно, то в результаті можна отримати підтупи, недовантажені текстури та інші негаразди під час подорожей віртуальними світами.

Проблема стала на стільки значимою, що навіть компанія Microsoft взялася її вирішувати, запропонувавши технологію DirectStorage. За допомогою останньої планується розпаковувати ігрові дані не на центральному процесорі, як це відбувається зазвичай, а безпосередньо силами GPU. Попередні тести показують, що такий підхід прискорює обробку в рази і звільняє CPU від цілої купи проміжних операцій зі зчитування та запису даних до ОЗП, що в свою чергу дозволяє використовувати високі швидкості зчитування даних сучасних твердотільних накопичувачів більш оптимально. Але нажаль, поки що ця технологія існує більшою мірою на папері і кількість застосунків, які її підтримують, вимірюється одиницями.

Накопичувачі

Ну а поки не все так райдужно, як хотілось би, подивимось на те, як різні за швидкістю сховища справляються зі своїм головним завданням за вже звичним алгоритмом. Для цього ми відкопали із запасів не дуже жвавий жорсткий диск Seagate BarraCuda ST4000DM004 на 4 ТБ.

Його повільність буде додатково відчуватись завдяки невисокій швидкості шпинделя у 5400 об/хв і тому він буде дуже вдалою негарною подружкою на нашій вечірці.

Оснащено HDD кешем на 256 МБ, а максимальна швидкість передачі даних знаходиться на рівні 190 МБ/с.

Наступним опонентом став накопичувач на флеш-пам’яті, але теж з інтерфейсом SATA 3.0. Такі SSD ще широко представлені на ринку, більш того, вони ще й достатньо популярні. На вибір у нас було дві моделі - Kingston A400 на 960 ГБ та Kingston KC600 на 512.

Другий має трішки хуткіші характеристики, тому вибір пав саме на нього. Все одно усе тестове приладдя не вдалося розмістити одним махом на жодному з цих накопичувачів. Заявлені швидкості запису та зчитування послідовних даних обраного SSD складають 520 та 550 МБ/с відповідно, а для рандомних 4-кілобайтних блоків аналогічні показники дорівнюють 80 та 90000 IOPS.

Далі ми вирішили дістати з полички накопичувач з інтерфейсом M.2 PCI-E 3.0 x4 Kingston NV1 на 1 ТБ. Такі пристрої потихеньку відживають свій вік і, наприклад, цей SSD вже можна знайти тільки в архівах виробника.

Проте швидкодію він має непогану навіть по сьогоднішнім міркам – до 1700 МБ/с при записі і до 2100 МБ/с при зчитуванні послідовних даних.

І найшвидшим серед учасників був накопичувач актуальної і високопродуктивної лінійки - Kingston FURY Renegade теж на 1 ТБ. До системи він підключається за допомогою інтерфейсу M.2 PCI-E 4.0 x4 і відрізняється максимальними заявленими швидкостями запису та зчитування у 6000 та 7300 МБ/с відповідно.

Та ще й швидкість обробки блоків по 4 КБ зросла до космічних 1 млн IOPS.

Тестовий стенд

Тестували ми сховища на потужному стенді, щоб нічого не обмежувало продуктивність.

Його серцем було обрано 24-ядерний 32-потоковий процесор Intel Core i9-13900KF.

Охолоджувався він за допомогою 360-мм РСО DeepCool LS720 з RGB-підсвіткою.

Материнську плату ми обрали на топовому чипсеті Intel Z790 з вбудованим безпровідним адаптером - ASUS PRIME Z790-A WiFi.

Комплект оперативної пам’яті було набрано двома модулями по 16 ГБ - Kingston FURY Renegade RGB DDR5-6400. Працює останній на частоті 6400 мегатранзакцій за секунду з таймінгами 32-39-39 і напругою 1,4 В.

Приємний зовнішній вигляд забезпечують стильні алюмінієві радіатори та якісна RGB-підсвітка.

Щоб операційна система не впливала на продуктивність піддослідних накопичувачів ми встановили її на окремий високошвидкісний SSD з гарним співвідношенням ціни та продуктивності - Kingston KC3000 ємністю 1 ТБ.

Усе 3D-навантаження взяла на себе Palit GeForce RTX 4090 GameRock OC.

А необхідною потужністю усі компоненти забезпечував блок живлення Seasonic VERTEX GX-1000 на кругленький кіловат.

Джерело підтримує усі сучасні стандарти, включно з ATX 3.0 та PCI-E 5.0 і має високий ККД, який відповідає сертифікату енергоефективності 80 Plus Gold.

І зібрали ми все це у просторому шасі DeepCool CH510 MESH DIGITAL, котре для ліпшого охолодження оснастили трьома 120-мм вентиляторами DeepCool FC120.

Тестування

Переходимо до тестів і почнемо із бенчмарків, щоб краще розуміти швидкісні показники піддослідних.

CrystalDiskMark очікувано зафіксував найнижчу продуктивність у HDD. При цьому заявлені виробником швидкості роботи із послідовними даними були майже досягнуті. Побратим по інтерфейсу, Kingston KC600, показав практично втричі кращий результат, а перевага NVMe-пристроїв вже вимірювалась 10-кратною і майже 40-кратною різницею в залежності від версії шини PCI-E.

Приблизно той самий розрив у спритності між накопичувачами ми спостерігали і у ATTO Disk Benchmark. Правда цьому застосунку чомусь дуже сподобався Kingston NV1, який тут показав аномально високі показники, значно більші за ті, що заявлені виробником.

Ігри

Тепер до цікавішого, а саме ігрових сценаріїв, які ми тестували в роздільній здатності Quad HD з максимально важким графічним пресетом. Усі записи геймплею робилися без попереднього кешування, бо ми ж саме так зазвичай граємо. Плюс подивимось на те, як довго різні накопичувачі завантажують рівні.

Час завантаження попередньо збереженої локації у Alan Wake 2 був очікувано найшвидшим на PCI-E 4.0 накопичувачі. На одну секунду довше впорався із завданням SSD на PCI-E 3.0, а їх SATA-побратим був повільнішим за лідера на суттєві 60%, що в реальному вимірі часу становить трішки більше чотирьох секунд.

А як там справи у жорсткого диску, запитаєте Ви. Кепсько – відповімо ми. Він завантажував локацію у 7 разів довше навіть за найповільніший SATA SSD.

Як це вплинуло на продуктивність? Середній лічильник кадрів ніяк не відреагував на різницю між накопичувачами, а от щодо плавності геймплею, то тут слід відмітити добре помітні періодичні підфризи на жорсткому диску.

З усіма іншими сховищами таких проблем не спостерігалось, хоча ігролад теж був не зовсім ідеальним.

 

Коли ми запускали Avatar: Frontiers of Pandora з вінчестера, то гра зустріла нас повідомленням про можливі проблеми з продуктивністю. Так і сталося, проєкт ну дууууже довго завантажував збереження, у нашому випадку біля 4 хвилин. Та ще й після цього міг зафрізити на добрі пару секунд.

А ще траплялись такі негаразди як не повністю підвантажені текстури та відсутні деякі об’єкти ігрової сцени. Наприклад, ми не дорахувались ящика на дальньому плані однієї з коридорних локацій .

Інші суперники з цією роботою впорались, як мінімум, у 10 разів швидше. І тут вже SATA SSD відстав від PCI-E 4.0-накопичувача майже в два рази. А між собою NVMe-пристрої розділили перше та друге місце з різницею майже у 2 секунди, звісно не на користь рішення з PCI-E 3.0.

Стосовно плавності ігроладу, можемо сказати, що там де у HDD після завантаження гри траплялись довгі підтупи, на всіх твердотільних накопичувачах спостерігались ледь помітні легенькі посмикування.

Середня ж частота кадрів на усіх дисках була приблизно однаковою.

Завантажувати «сейви» Baldur’s Gate 3 швидше за всіх можна на Kingston FURY Renegade. Kingston NV1 порався із завданням на 2 секунди довше, що на практиці майже не помітно, а SATA-шний KC600 програв лідеру 4 секунди.

На жорсткому ж диску цей процес був значно повільнішим і відставання від суперників оцінювалось в 2-3 рази.

Що ж до комфортності відеоряду, то тут нам побачити різницю між накопичувачами не вдалося. Гра традиційно злегка підтуплювала на всіх пристроях.

Перевірили ми і спеціальний режим «HDD Mode» який нібито має оптимізувати швидкодію на жорстких дисках завдяки використанню більшого об’єму ОЗП та VRAM. Але й тут майже пропаливши очами монітор, покращень ми не помітили.

Cyberpunk 2077 теж швидше за всіх завантажив збереження на PCI-E 4.0 накопичувачі. Проте між іншими двома SSD виникло не аби яке суперництво. Як не дивно, але у цьому протистоянні перемогу отримав SATA SSD випередивши Kingston NV1 на 0,4 секунди, що в принципі, може буди в межах статистичної похибки.

Ну і традиційно найважче було жорсткому диску. У той час коли на всіх SSD сейв тягнувся близько 5 секунд, HDD витратив на це майже 30.

Ще один сюрприз нас очікував, коли ми заміряли середній FPS. По цьому параметру накопичувач на жорстких дисках виявився швидшим за всіх опонентів на 10%. А звідки ж взялися ці додаткові кадри? Якщо уважно придивитись до записаного геймплею, то можна помітити графічні недоліки на кшталт пішохідних переходів на які текстури накладаються в останній момент.

Припускаємо, що такі особливості рендерингу в деякій мірі знижують навантаження на відеокарту і як результат, картинка оновлюється трішки швидше. Та незважаючи на вищу середню частоту кадрів, підтупи на дисковому сховищі були значно помітнішими ніж на всіх SSD.

У Diablo 4 усі флеш-накопичувачі забезпечили майже одночасне завантаження ігрового сейву. Максимальна різниця склала усього 0,8 секунди.

Ну а магнітний диск був повільнішим за суперників у два рази, що на тлі попередніх тестів наче не так вже й погано.

Помітити ж різницю у плавності геймплею на тому чи іншому пристрою було важко. Гра вкотре демонструвала традиційні проблеми ігроладу приблизно рівної ступені тяжкості на усіх чотирьох сховищах.

Ковтав пил позаду дисковий накопичувач і у Forza Horizon 5. Очікуючи завантаження, тут можна залипнути майже на півтори хвилини. На SSD-шках теж довелося почекати, але часу на це було потрібно десь в 4 рази менше. Останні, до речі, тут зайняли місця відповідно рангу, а різниця між найшвидшим і найповільнішим пристроєм склала біля 4-х секунд.

Що ж до комфортності геймплею, то тут усе було більш-менш рівно на усіх сховищах. Невеличка різниця по середньому FPS обумовлена, скоріш за все, різними погодними умовами та положенням джерела світла в залежності від часу доби.

З незвичайного відмітимо те, що проїжджаючи на максимальній швидкості всю мапу з встановленим SATA SSD ми спіймали ігрове попередження про недостатньо швидку дискову підсистему, або процесор. Дивно, бо навіть з HDD в тих самих умовах подібним застереженням про небезпечний геймплей нас ніхто не лякав.

Перша частина The Last of Us показала неймовірну швидкість у поєднанні з PCI-E 4.0 накопичувачем. Завантажити збереження користувача нам вдалося за неповні 20 секунд, при цьому PCI-E 3.0 та SATA SSD порались з цим завданням відповідно на 9 та 12 секунд довше. Вінчестер нічим не здивував і передавав дані до ОЗП повільніше в 4-6 разів.

Загальна продуктивність на всіх пристроях була приблизна однаковою. Єдиний момент – якщо на нашому шляху траплялись посмикування, то на HDD вони були візуально більш помітними ніж на SSD, але не критичними.

Наступним проектом, у якому найшвидший накопичувач виявився помітно спритнішим за інші SSD був Remnant 2. На завантаження сейву у нього пішло 8,5 секунд, коли інші твердотільні пристрої витратили на 3 і 3,3 секунди більше часу. При цьому кращий з двох останніх результатів належить саме SATA SSD.

Жорсткий диск цього разу знову плівся позаду з результатом 28,5 секунд.

Переходячи до продуктивності слід зазначити, що це перша гра в якій HDD помітно відстав від суперників на 10% по середньому лічильнику кадрів. І перевірка результату декілька разів не змінила ситуацію.

Найдовше усі SSD завантажували збереження Sons of the Forest. PCI-E 3.0 та 4.0 пристрої витратили на це однаковий час - аж по 49 секунд. Їхньому SATA побратиму знадобились додаткові 7 секунд зверху, а жорсткий диск тріщав головками у пошуках необхідних даних біля двох хвилин.

Та довге очікування було винагороджено зразковим ігроладом, що трохи не звично для цього виживача. Зазвичай, на початку ігрової сесії, слід очікувати підтупи та посмикування, які з часом зникають.

А тут, на диво, ми і сліду їх не помітили. І це на всіх без винятку електронних сховищах. Середня ж частота кадрів, як і у більшості випадків, була майже однаковою.

У Starfield знову беззаперечне перше місце зайняв диск з інтерфейсом PCI-E 4.0 із майже 14-ма секундами завантаження збереженої локації. Перевага над іншими SSD склала більше 3-х секунд, а вони, в свою чергу, впорались із завданням однаково швидко.

З цією грою на вінчестері можна спішно щось перекусити чи сходити до вбиральні поки заправляється зореліт, бо завантажувались усі необхідні дані 1,5 хвилини.

Стосовно ж продуктивності, помітити різницю в частоті оновлення картинки було дуже важко на відміну від плавності ігроладу, де HDD відмітився добре помітними підфризами. На SSD у таких місцях теж не все ідеально, але у даному випадку, проблеми можна і не помітити.

А якщо система скромніша?

Оскільки не у кожного геймера така потужна система, то заради цікавості ми перевірили у декількох іграх, що буде якщо витягти один модуль ОЗП, тобто залишити 16 ГБ в одноканальному режимі, а відеокарту замінити на GeForce RTX 4060 з лише 8 ГБ відеопам’яті.

Досить неочікувано, але результати ми отримали приблизно такі самісінькі, як і раніше, плюс мінус похибка вимірювання. Так, абсолютні цифри трішки змінилися, особливо FPS, але співвідношення залишилося на тому ж рівні, як і враження від ігор, тому більше не будемо вас «грузити цифрами», а переходимо до підсумків.

Підсумки

Як ми бачимо, не все так вже й погано з продуктивністю сучасних ігор на жорсткому диску. Середня частота кадрів у переважній більшості випадків така ж як на SSD. А от з плавністю відеоряду вже не все так оптимістично. В деяких проектах на початку можна зустріти просто більш помітні підгальмовування, а в деяких і фрізи довжиною у 1-2 секунди. Так, з часом останні стають менш критичними, або помітно зменшуються завдяки кешуванню, але все одно, виглядають такі особливості ігроладу неприємно. Що ж до швидкості завантаження, то тут ситуація ще гірша. Готуйтеся у більшості випадків вимірювати час очікування хвилинами, якщо плануєте використовувати HDD для ігор.

На відміну від магнітного накопичувача, SSD-шки завантажують дані до ОЗП у рази швидше і тут вже поступово вимальовується не аби який профіт від використання пристроїв із підтримкою швидкісних ліній PCI-E четвертої версії. Звичайно, на більшу частоту кадрів розраховувати не варто, проте час очікування завантажень можна скоротити суттєво. З менш спритними флеш-накопичувачами доведеться пожертвувати додатковими декількома секундами свого життя, але ж і коштують такі рішення відчутно дешевше. Тож якщо гроші не сипляться на Вас просто з неба, то останні будуть компромісним вибором.

Автор: Олексій Єрін