Review – SSD Lexar Ares 2TB – De volta ao topo?

Hoje, testaremos um SSD NVMe da Lexar, do segmento topo de linha, modelo Ares, o qual nosso amigo Macgyver emprestou para testar 🙂 .

Ele vem no formato M.2 com barramento de 64Gbps, ou seja, 4 linhas PCIe 4.0, protocolo NVMe 1.4 e capacidades que variam desde 512GB até 2TB. Seu preço geralmente se encontra na faixa dos R$390 na unidade de 2TB, enquanto a de 1TB é um pouco mais barata, cerca de R$204,99.

Especificações do LEXAR ARES 2TB

A seguir, informações um pouco mais detalhadas sobre o SSD que será testado (unidade de 2TB):

Softwares do SSD

Infelizmente, não conseguimos encontrar um software da Lexar.

Unboxing

O SSD vem em uma caixa com temas preto e vermelho, onde na parte da frente temos uma imagem ilustrativa do SSD enquanto na sua parte traseira vemos um espelho mostrando o SSD e algumas breve especificações do produto

Ao abrirmos vemos um suporte do SSD com para evitar que ele se movimente durante transporte.

Esse modelo usa design single-sided com C.I.s apenas na parte frontal da PCB, facilitando o arrefecimento do SSD.

Ele acompanha por padrão um volume de 7.4% alocado para over-provisioning e em seu PCB Frontal encontramos 3 chips principais, 2 NAND Flashs, um controlador, alguns load switches e mosfets para prover alimentação.

Controlador
O controlador do SSD é o responsável por fazer todo o gerenciamento de dados, over provisioning e garbage collection, dentre outras funções que ocorrem em segundo plano. E, é claro, isso faz com que o SSD tenha um bom desempenho.

Este SSD usa um controlador da fabricante MaxioTech: modelo MAP1602A, que é um controlador ISA ARM 32-bit de 1 núcleos Cortex® R5 (Single-core) com processo de fabricação da TSMC de 12nm sendo similar a outras soluções de alguns fabricantes mais conhecidos no mercado como Phison e Silicon Motion. Este controlador é DRAM-Less, portanto, ele utiliza tecnologias como H.M.B. para armazenar as tabelas de metadados.

Fora isto, oferece suporte a 4 canais de comunicação com um barramento de até 2400 MT/s, o que é um diferencial, pois boa parte dos controladores de 4 canais Gen4 DRAM-Less costumam suportar até 1600 MT/s apenas. Ele oferece um suporte até 16 dies utilizando comandos “Chip enable”, que são conexões direta e fisicamente ligados aos Dies e como veremos logo mais, suas NAND Flashs operam em 2400 MT/s

DRAM Cache ou H.M.B.
Todo SSD topo de linha que visa oferecer um alto desempenho consistente necessita de um buffer para poder armazenar suas tabelas de mapeamento (Flash Translation Layer ou Look-up table). Com isso, ele consegue ter desempenho aleatório melhor e ser mais responsivo.

Como havíamos mencionado, por se tratar de um controlador DRAM-Less, ele não oferece suporte a DRAM Cache, portanto, para realizar o armazenamento da tabela de metadados, ele aloca 32 MiB da memória RAM do sistema para agilizar o acesso a esta tabela.

NAND Flash
Com relação a seus circuitos integrados de armazenamento, o SSD de 2TB possui 2 chips Nand flash marcadas como “TYL008T28M 040523JC“. Tratam-se de Nands da fabricante chinesa YMTC, modelos EET1A sendo neste caso dies de 1Tb (128GB) contendo 232-Layers de dados e um total de 253 gates, gerando uma array efficiency de 91,7%, aonde das 253-Layers do SSD, 232 são alocadas para armazenamento o que gera esta eficiência.

Neste SSD, cada NAND Flash possui 8 dies com 1Tb de densidade, totalizando 1TB por NAND, que ao todo se gera 2TB. E elas se comunicam com o controlador com seu barramento máximo de 2400 MT/s para melhor desempenho.

Cada um destes dies possuem 6 planes para que quando o controlador acesse cada die possa aumentar o paralelismo e dessa forma o desempenho. Importante destacar que isso foi um aumento significativo de desempenho em comparação aos demais modelos anteriores da própria YMTC de 128-Layers.

Já os novos dies, podemos observar que eles novamente possuem 2 decks que ao total geram 253-layers (Gates) de onde 232-Layers são para armazenamento. Sua densidade aumentou de 512Gb (128-Layers CDT1B e CDT2A) para 1Tb (EET1A) e com isso houve um incremento imenso na densidade do die, onde os anteriores tinham cerca de 60.42 mm² (CDT1B) e 59.93 mm² (CDT2A), sendo que essses novos dies (EET1A) possuem tamanho de 68.15 mm², com grande aumento de densidade, indo dos 8 Gb/mm² para mais de 15.03 Gb/mm².

PMIC (Power Delivery)

Assim como qualquer componente eletrônico que exerce algum trabalho, SSDs também possuem um nível de consumo de energia que pode variar desde poucos miliwatts  até próximo de 10 W, beirando o limite de alguns conectores ou slots. O circuito responsável por todo gerenciamento de energia é o PMIC, que significa “Power Management IC“, um chip responsável por prover alimentação para demais componentes. 

Podemos observar que ele usa um VRM idêntico ao NV7000-T de 2TB.

Já este outro C.I. marcado como “8102” é um Synchronous Step Down Converter da fabricante M3Tek cujo é uma espécie de mosfet junto de PWM embutido em um único emcapsulamento e este C.I. trabalha com frequências de até 2.5MHz de comutação com suporte a fornecer uma corrente contínua de até 2A com tensões de entrada de 2.7V à 6V.

SSD Power States

Como sempre mencionamos em análises sobre consumo de energia, neste trecho veremos mais sobre os estados de alimentação deste SSD.

Vemos que o SSD possui 5 power states primários, 3 ativos e 2 em Idle, aonde seus ativos possuem baixas latências de entrada e saída e um “consumo” máximo de 6.5W, que veremos mais adiante se quer ficou próximo disto. Enquanto seus demais power states em Idle possuem latências acima dos 5ms e consumo maior que 700mW. Outra curiosidade interessante é que ele tem os mesmos parâmetros desses power states do NV7000-T que analisamos anteriormente,

CURIOSIDADES SOBRE O SSD LEXAR ARES 2TB

Da mesma forma que circuitos integrados de memória RAM em um pente de memória sofrem variação, o mesmo ocorre com SSDs, nos quais há casos de mudanças de componentes como controlador e NAND flashs.

Até o momento desta análise não foi possível encontrar outras variantes deste mesmo SSD. Porém vemos que este SSD é idêntico ao outro projeto da própria Lexar o NM790.

BANCADA DE TESTES
– Sistema Operacional: Windows 11 Pro 64-bit (Build: 22H2)
– Processador: AMD Ryzen 9 5950X (16C/32T)
– Memória RAM: 2 × 16 GB DDR4-3200MHz CL-16 Netac (c/ XMP)
– Placa-mãe: Gigabyte X570s Aorus Elite AX (Bios Ver.: F5c)
– Placa de Vídeo: RTX 4060 Galax 1-Click OC (Drivers: 537.xx)
– Armazenamento (OS): SSD Solidigm P44 Pro 2TB (Firmware: 001C)
– SSD testado: SSD Lexar Ares 2TB (Firmware: 11296)
– Versão drive Chipset MD X570: 4.03.03.431.
– Windows: Indexação desabilitada para não afetar resultados dos testes.
– Windows: Atualizações do Windows updates desabilitados para não afetar resultados dos testes.
– Windows: A maioria dos aplicativos do Windows desabilitados de rodar em segundo plano.
– Teste Boot Windows: Imagem limpa com apenas drivers e todos os updates.
– Teste de pSLC Cache: O SSD é arrefecido por fans para não gerar thermal throtling, interferindo no resultado.
– Windows: Anti-Vírus desabilitado para diminuir variação de cada Rodada.
– SSDs Testados: Utilizado como disco secundário, com 0% de espaço sendo utilizado e outros testes com 50% de espaço utilizado para representar um cenário realista.
– Quarch PPM QTL1999 – Teste de consumo elétrico: realizo com 3 parâmetros, em idle aonde o disco é deixado como secundário e após um tempo em idle é realizado a gravação por 1 hora e tirado a média.

ONDE COMPRAR

Este SSD é geralmente vendido na Amazon ou no AliExpress e por enquanto, ele ainda não chegou ao Brasil.

Aliexpress – SSD Lexar Ares 512GB (R$225)

Aliexpress – SSD Lexar Ares 1TB (R$305)

Aliexpress – SSD Lexar Ares 2TB (R$492)

Aliexpress – SSD Lexar Ares 4TB (R$961)

CRYSTALDISKMARK
Realizamos testes sintéticos sequenciais e aleatórios com as seguintes configurações:

Sequencial: 2x 1 GiB (Blocos 1 MiB) 8 Queues 1 Thread

Aleatórios: 2x 1 GiB (Blocos 4 KiB) 1 Queue 1/2/4/8/16 Threads

Ao testarmos suas velocidades sequenciais, ele entrega o que promete, ficando bem próximo do NV7000-T que é seu competidor direto.

Já em suas latências, vemos que ele na sua leitura ficou um pouco melhor que o NV7000-T tanto na leitura quanto na escrita mas a diferença foi muito pequena.

Ao testarmos suas velocidades aleatória em ‘Queue depth’ de 4, observamos que em sua leitura ele conseguiu o melhor resultado do comparativo, enquanto na sua escrita ele acabou ficando um pouco abaixo do NV7000-T.

Ao alocarmos apenas 1 thread para melhor representar uma carga de trabalho típica do dia a dia, observamos o mesmo comportamento tendo um desempenho excelente principalmente em sua leitura.

Neste teste, foram feitas 3 configurações de acessos entre diversas configurações de queue depth desde QD1, que representam um uso do dia a dia, quanto QD16, que já se torna bem surreal, mais comparável com ambientes virtualizados.

Constatamos que nestes testes sintéticos que realizamos, o SSD acabou tendo um empate técnico com o NV7000-T novamente.

ATTO Disk Benchmark QD1 e QD4

Realizamos um teste utilizando o ATTO para observar a velocidade dos SSDs em determinados tamanhos de blocos diferentes. Neste benchmark, foi configurado da seguinte forma:

Blocos: de 512 Bytes até 8 MiB

Tamanho do arquivo: 256MB

Queue Depth: 1 e 4.

O ATTO Disk Benchmark é um software que faz um teste de velocidade sequencial com arquivos comprimidos, ou seja, para uma simulação em uma carga de transferência de dados como no Windows, geralmente vemos algo em torno dos blocos de 128KB à 1 MiB, agora, neste benchmark foi muito difícil encontrar uma diferena entre o NV7000-T e o Lexar Ares de 2TB, ambos se comportaram de forma idêntica.

Utilizando QD1, o mesmo ocorreu.

3DMark – Storage Benchmark

Neste benchmark, são realizados diversos testes voltados a armazenamento, incluindo testes de carregamento de games como Call of Duty Black Ops 4, Overwatch, gravação e streaming com o O.B.S. de uma gameplay à 1080p 60 FPS, instalação de alguns jogos e transferências de arquivos de pastas de games.

Vemos que neste benchmark, com traces mais realistas e tradicionais de uso cotidiano, literalmente outro empate técnico com o NV7000-T, vemos que essa minúscula diferença foi devido a largura de banda do NV7000-T ter sido muito pouco a mais que o Lexar Ares.

PCMARK 10 – FULL SYSTEM DRIVE BENCHMARK
Neste teste, foi utilizada a ferramenta Storage Test e o teste “Full System Drive Benchmark”, que faz testes leves e pesados no SSD.

Dentre estes traces podemos observar testes como:
– Boot Windows 10
– Adobe After Effects: Iniciar a aplicação até estar pronto para uso
– Adobe Illustrator: Iniciar a aplicação até estar pronto para uso
– Adobe Premiere Pro: Iniciar a aplicação até estar pronto para uso
– Adobe Lightroom: Iniciar a aplicação até estar pronto para uso
– Adobe Photoshop: Iniciar a aplicação até estar pronto para uso
– Battlefield V: Tempo de carregamento até o menu iniciar
– Call of Duty Black Ops 4: Tempo de carregamento até o menu iniciar
– Overwatch: Tempo de carregamento até o menu iniciar
– Usando Adobe After Effects
– Usando Microsoft Excel
– Usado Adobe Illustrator
– Usando Adobe InDesign
– Usando Microsoft PowerPoint
– Usando Adobe Photoshop (Uso intenso)
– Usando Adobe Photoshop (Uso mais leve)
– Copiando 4 arquivos ISOs, 20GB ao total de um disco secundário (Teste de Escrita)
– Realizando a cópia do arquivo ISO (Teste de leitura-escrita)
– Copiando o arquivo ISO para um disco secundário (Leitura)
– Copiando 339 arquivos JPEG (Fotos) para o disco sendo testado (Escrita)
– Criando cópias destes arquivos JPEG (Leitura-Escrita)
– Copiando 339 arquivos JPEG (Fotos) para outro disco (Leitura)

Já neste outro teste, que é um pouco mais antigo com foco maior em produtividade, cujo tem uma demanda maior na sua escrita, vemos que o Lexar Ares consegue abrir uma vantagem sobre o NV7000-T embora também tenha sido por muito pouco.

TESTE DE PROJETO – Adobe Premiere Pro 2021
A seguir, utilizamos o Adobe Premiere para medir o tempo médio de abertura de um projeto de cerca de 16.5GB com resolução 4K, 120Mbps de bitrate, cheio de efeitos até que estivesse pronto para edição. Ressaltando apenas que o SSD testado é sempre como drive secundário sem o sistema operacional instalado, pois isso poderia afetar o resultado, gerando inconsistências.

Ao utilizarmos o Premiere para carregarmos um projeto de mais de 16GB, vemos que houve sim uma diferença entre os 2 competidores NV7000-T e o Lexar Ares porém foi de 1 segundo o que chega a ser quase irrelevante.

TESTE DE TEMPO DE CARREGAMENTO DE GAMES E WINDOWS
Fizemos uma comparação entre múltiplos SSDs e um HD, utilizando uma instalação limpa do Windows 10 Build 21H1 junto do benchmark do Final Fantasy XIV abrindo o modo campanha. O teste consiste no melhor resultado após três boots seguidos do sistema, considerando o tempo total até finalizar na área de trabalho com o score informado pelo aplicativo, por isso, é mais lento do que o boot até mostrar a tela da área de trabalho. 

Neste game, vemos que o Lexar levou 0,7 segundos a menos para carregar o game, o que novamente podemos considerar um empate técnico.

Neste programa, consta deste o tempo de boot até o carregamento dos últimos drivers do OS, o que neste caso, é feito uma instalação limpa com apenas drivers de sistema operacional, como de Rede, Wireless + Bluetooth, Áudio, Drivers Nvidia, PCH dentre outros, vemos que houve uma diferença maior aqui porém ainda sim 3 segundos não seria nem notado no dia a dia.

TESTE DE VELOCIDADE SUSTENTADA | SLC CACHING
Boa parte de SSDs no mercado atualmente utiliza como base a tecnologia de SLC Caching, em que certo percentual de sua capacidade de armazenamento, seja ele MLC (2 bits p/ célula), TLC (3 bits p/ célula) ou QLC (4 bits p/ célula), é usado para armazenar apenas 1 bit por célula. No caso, é usada como um buffer de escrita e leitura, em que o controlador inicia a gravação e quando o Buffer se esgota ele escreve nas NAND Flash nativas (MLC / TLC / QLC).

Através do IOmeter, podemos ter uma ideia do volume de SLC cache deste SSD, já que o fabricante muita vezes não informa este valor. Pelos testes que realizamos, foi possível constatar que ele possui um volume de pSLC Cache que aparenta ser dinâmico, imenso, de cerca de 243GB, ele conseguiu manter velocidade média de ~ 5925mb/s até o fim do buffer, o que foi uma velocidade boa considerando que essa é uma unidade SSD PCIe 4.0 de 2TB com 16 dies.

Após ter gravado 243GB, ele começou a gravar nos blocos programados nativamente como TLC, onde sua velocidade média foi de aproximadamente 2665 MB/s, o que é excelente. E ele gravou nesta média de 244GB até cerca de 1592GB, ou cerca de 1349GB a uma média de quase 2700 MB/s.

Após 1593GB, ele começou o processo de folding, onde reprogramou os blocos que estavam em modo pSLC de volta para TLC, resultado em uma queda grande de desempenho. O SSD manteve uma velocidade média de escrita de 1029 MB/s até encher a unidade.

Já sua média geral contanto o Folding junto de sua velocidade nativa foi de aproximadamente 1902 MB/s, vemos que a média geral do Ares é um pouco abaixo do NV7000-T, porém sua média nativa TLC é levemante superior.

Realizamos também um teste para ver quanto tempo o SSD levaria para recuperar parte de seu Buffer e no decorrer da nossa bateria de testes, que dura de 30 segundos até 2 horas em idle, utilizando o TRIM e gargabe collection vs TRIM/GC não utilizados. Ao testarmos sem usar o TRIM/GC podemos observar que ele conseguiu recuperar cerca de 60GB à 67GB em cerca de 30 segundos à 30 minutos em idle, foi um resultado incrível, considerando este cenário irrealístico e não proporcional.

Mas ao testarmos com TRIM/GC ativados, vemos que ele já consegue recuperar seu volume completo em poucos segundos.

TESTE DE CÓPIA DE ARQUIVOS
Neste teste, foi feita a cópia dos arquivos ISOs e do CSGO de uma RAM Disk para o SSD para ver como ele se sai. Foram utilizadas a ISO do Windows 10 21H1 de 6.25GB (1 arquivo) juntos da Pasta de instalação do CSGO de 25.2GB. 

Ao utilizarmos a imagem .ISO do Windows 10, vemos que ele acabou sendo o SSD mais rápido do comparativo.

Porém ele acaba ficando 0,1 segundo atrás do NV7000-T durante a transferência da pasta do CSGO.

TESTE DE TEMPERATURA
Neste trecho da análise, observaremos a temperatura do SSD durante um teste de stress, onde o SSD recebe arquivos de forma contínua, para podermos saber se houve algum thermal throtling com seus componentes internos que pudessem gerar algum gargalo ou perda de performance.

Como visto acima, este SSD por padrão possui um limite de limitação térmica de 95 °C, que é bastante alto, até recomendaria ser diminuído. O SSD chegou perto dessas temperaturas ficando bem quente mesmo usando o dissipador incluso cuja instalação é recomendável, porém o SSD não chegou a sofrer thermal throttling, mesmo alcançando temperaturas de 85ºC na câmera térmica e 75ºC no sensor.

CONSUMO ELÉTRICO E EFICIÊNCIA

SSDs da mesma forma que diversos outros componentes do nosso sistema tem um determinado consumo elétrico. Os mais eficientes conseguem realizar tarefas que foram requisitadas de forma rápida e com um consumo relativamente baixo, para que assim consiga transitar novamente para seus power states em idle aonde tende a ter um consumo menor.

Neste trecho da análise utilizaremos o Quarch Programmable Power Module que a Quarch Solutions nos enviou (foto acima) para realizar estes testes e verificar o quão eficiente o SSD é. Nesta metodologia serão realizados 3 testes: O consumo máximo que o SSD possui, uma média em cenários práticos e casuais e em idle.

Este conjunto de teste, especialmente o de eficiência e em idle são importantes principalmente para usuários que pretendem utilizar drives em laptops, pois SSDs ficam a esmagadora maioria do tempo em power states de baixo consumo (Idle), portanto, isso ajuda e muito a economizar bateria.

Na eficiência que foi possível observar que o Lexar foi levemente superior ao Netac, isso ocorreu, pois neste benchmark, o Lexar conseguiu uma largura de banda de mais de 3466MB/s enquanto o Netac ficou próximo dos 3306 MB/s, cerca de 100 MB/s foi o que elevou a eficiência do Lexar um pouco acima.

Com relação a seu consumo máximo, vemos que ele se saiu de forma idêntica ao NV7000-T pois ambos os SSDs tem os mesmos power states.

Podemos ver o mesmo cenário se repetindo em sua média novamente, sendo que ele ficou apenas 20 mW abaixo do NV7000-T.

Por último e mais importante, teste em Idle, sendo o cenário em que a esmagadora maioria dos SSDs se encontram no uso do dia a dia ou cotidiano, e mesmo aqui ele não deixa a desejar, pois novamente como se trata do mesmo projeto desses 2 SSDs vemos uma diferença ridiculamente baixa de um para o outro de apenas 3 mW.

Conclusão

Levando tudo isso em conta, realmente será que vale a pena investir neste SSD?

Bom como podemos observar que ele é idêntico ao NV7000-t, então, já era de se esperar um empate técnico entre eles, então um dos principais fatores cruciais que vai fazer um SSD ser mais recomendado que o outro será preço e durabilidade, e para verificarmos isso eis abaixo os pontos positivos e negativos de cada SSD.

VANTAGENS

• Velocidades Sequenciais decentes, porém abaixo dos SSDs de 7000 MB/s
• Bons resultados de latência
• Excelente desempenho em cenários práticos e em ambientes profissionais
• Utiliza um bom conjunto de controlador com Dies TLC
• Não possui variantes com componentes diferentes
• Volume de pSLC Cache imenso
• Velocidade pós SLC Cache muito alta.
• Volume de pSLC Cache se recupera incrivelmente rápida
• TBW um pouco acima da média dos NV7000-T
• Não chega a sofrer thermal throttling mas o SSD esquenta em cargas excessivas ou extensas
• SSD com consumo elétrico baixíssimo
• SSD com uma excelente eficiência energética

DESVANTAGENS

• Não oferece suporte à criptografia
• Preço mais elevado que seus competidores
• Não oferece software de gerenciamento
• Garantia de 5 anos, mas só na China (ainda não chegou no Brasil)