PlayStation 4: guida all'upgrade dell'hard disk

Il Digital Foundry testa HDD più veloci, ibridi e SSD. I giochi ne beneficiano quanto a tempi di caricamento e fluidità?

Da uno sguardo ai singoli componenti di PlayStation 4, si evince che il nuovo hardware è dalle 6 alle 16 volte più potente di PS3, ma c'è una cosa che è rimasta completamente inalterata. L'hard disk da 500GB a 5400 rpm non è semplicemente simile a quello della PS3 Super Slim, ma (almeno nel nostro modello di lancio) è in realtà esattamente lo stesso tipo di unità. Per fortuna, si tratta proprio dell'unica parte dell'hardware che gli utenti possono liberamente upgradare… ed è proprio questo che abbiamo fatto.

Il nostro obiettivo è duplice. Da una parte, viste le installazioni comunemente tra i 20 e i 50GB, è chiaro che l'hard disk di base di PS4 può riempirsi abbastanza velocemente, per cui puntiamo alla soluzione più efficiente in rapporto al prezzo. Inoltre vogliamo capire cosa accade quando l'hard disk di base viene rimpiazzato con uno dotato di tecnologia migliore, più veloce. Tempi di accensione più rapidi? Front-end più reattivo? Caricamento più veloce dei giochi? I problemi di pop-in e streaming verrebbero risolti?

È un argomento a cui abbiamo pensato per un po', ma solo ora abbiamo a disposizione una selezione di software abbastanza ampia per comporre dei risultati tangibili e adatti a una guida. Ad esempio, come menzionato nella nostra analisi comparativa di Thief, il gioco di Square Enix soffre di frame rate instabile che sembra dovuto allo streaming dei nuovi elementi dall'hard disk. Il recente lancio di Trials Fusion di RedLynx ci permette inoltre di mettere alla prova la tecnologia di texturing virtuale già vista in Rage di id Software. Su PS3, il passaggio a un hard disk superiore migliora l'omogeneità della presentazione, e ci chiediamo se effetti simili siano rilevabili anche su PS4, con il bonus di avere spazio aggiuntivo per installare giochi e contenuti.

"Ogni componente di PlayStation 4 è un chiaro miglioramento rispetto all'equivalente su PS3, eccetto l'hard disk"

Quindi, quali dischi abbiamo scelto di testare? Dopotutto ce ne sono letteralmente centinaia, se non migliaia, disponibili sul mercato. Abbiamo ristretto le nostre scelte a tre particolari upgrade. Prima di tutto abbiamo l'Hitachi Z7K1000, un drive da 1TB a 7200rpm che è praticamente una versione più veloce e capiente dell'unità di base. È una scelta popolare a causa della maggiore velocità di rotazione e del bujon prezzo, circa 65 euro. In secondo luogo, l'SSD Crucial M500 da 240GB. Il prezzo è di circa 105 euro, quindi il rapporto tra spazio e costo risulta meno vantaggioso, ma la memoria flash garantisce accesso istantaneo a tutta l'unità e una velocità superiore. Infine abbiamo il drive ibrido SSD/HDD da 1TB di Seagate, da circa 85 euro. Quest'unità accoppia un drive da 5400rpm di buona qualità supportato da 16GB di memoria flash, con le aree più usate messe in cache per un accesso più rapido. Farebbero la differenza su PS4? I nostri test su PS3 si sono rivelati promettenti ma inconcludenti...

Prima di proseguire, è bene chiarire che ci sono almeno due tipi di dischi da 500GB a 5400rpm utilizzati all'interno di PS4: l'Hitachi Z5K500 e un altro simile prodotto da Samsung. La nostra console è dotata del drive Hitachi, ma in ogni caso pensiamo che le prestazioni dei due non siano differenti. Scegliere dischi dalle caratteristiche sensibilmente diverse non sarebbe una mossa saggia da parte di Sony.

Test di base: il benchmarking dei dischi

Cominciamo con dei test di base per determinare le prestazioni di ciascuna unità, utilizzando Crystal Disk Mark e HD Tune. In questo modo possiamo vedere di cosa sia esattamente capace ogni drive in maniera altamente controllata, e in teoria trarre delle valide indicazioni sui potenziali benefici dell'upgrade.

I risultati sono più o meno come ce li aspettavamo: abbiamo rilevato dei netti incrementi nelle velocità di lettura e scrittura rispetto all'unità base di PS4 sia con l'HDD a 7200rpm che con l'SSD. In particolare, le velocità di lettura e scrittura sequenziali sono veloci quasi il doppio su SSD rispetto al drive di base, e i tempi di accesso (in pratica il tempo che il disco impiega per passare da un file a quello successivo) sono praticamente inesistenti: la latenza è inferiore a 0.1 millisecondi, contro i 12ms o più degli altri dischi. Su PS3, il fattore più importante nell'upgrade erano proprio i tempi di accesso, ovviamente dopo il prezzo per GB.

"L'upgrade del drive può portare di più del solo spazio extra? Nei nostri test abbiamo provato a fondo un drive da 7200rpm, un ibrido SSD/HDD e un SSD puro"

drives
Abbiamo messo alla prova tre opzioni popolari: l'Hitachi Z7K1000 (il drive da 1TB a 7200rpm più economico che abbiamo trovato), l'ibrido SSD/HDD da 1TB di Seagate, e l'SSD M500 da 240GB di Crucial.
Drive di base 1TB Hitachi Z7K1000 1TB Seagate Hybrid 240GB Crucial M500 SSD
Velocità di lettura (Sequenziale/512K) 116.5MB/s / 40.4MB/s 132.9MB/s / 42.6MB/s 95.9MB/s / 40.6MB/s 191.9MB/s / 189.7MB/s
Velocità di scrittura (Sequenziale/512K) 114.4MB/s / 40.7MB/s 127.9MB/s / 55.7MB/s 106.7MB/s / 62.8MB/s 211.8MB/s / 62.7MB/s
Tempo di accesso 21.1ms 17.3ms 20.9ms 0.06ms

A giudicare dalle prove effettuate su PS3, accessi a latenza minore dovrebbero portare a installazioni più veloci, visto che i dati possono essere spacchettati e processati più velocemente di quanto accada con i drive meccanici. È interessante come le prime misurazioni fatte sul disco ibrido siano deludenti, generando velocità di lettura e scrittura più basse rispetto alle altre unità. La causa, forse, sono i dischi da 5400rpm dell'unità.

Alla fine, questi benchmark confermano che l'SSD è molto più veloce degli altri drive e ha il potenziale per migliorare le prestazioni di PS4 nei casi in cui l'HDD sia il collo di bottiglia. L'SSD ibrido non convince se ci si basa sulle sole velocità di lettura e scrittura. È però possibile che i miglioramenti arrivino a livello di quelli dell'SSD se il software di 'apprendimento' del drive dovesse riuscire a immagazzinare con successo nella memoria flash i dati utilizzati più comunemente.

Se c'è una cosa che i test su PS3 ci hanno però insegnato, è che il PC è un ottimo campo di prova per saggiare i limiti grezzi di un potenziale upgrade dell'hard disk, ma anche che è molto raro che su console si riesca a ottenere livelli di prestazioni vicini ai massimi registrati. Sospettiamo che la situazione sia la stessa nel caso di PS4: abbiamo copiato un'acquisizione di Battlefield su un SSD esterno passando da una porta USB 3.0, e rilevato una velocità di lettura di soli 22.46MB/s dal drive di base. Potrebbe trattarsi di una limitazione del controller USB, ma le velocità erano ridotte in maniera simile anche su PS3.

Boot di PS4, prestazioni dell'interfaccia e installazione dei giochi

I nostri primi test danno subito dei frutti. Con ognuno dei nostri drive di rimpiazzo notiamo un netto incremento nella velocità del'interfaccia, a cominciare da un boot più rapido di alcuni secondi. Anche le icone dei vari giochi e applicazioni installati compaiono più velocemente. Uno spazio di storage più grande significa anche più contenuti, e la possibilità di navigare la pagina home in maniera veloce ed efficiente è sicuramente benvenuta.

Anche il drive ibrido ha fatto registrare prestazioni ragionevoli dopo un paio di ore di utilizzo della console. All'inizio abbiamo notato ben pochi miglioramenti, ma il drive sembra 'apprendere' quali contenuti dovrebbero essere accessibili dalla memoria flash, col risultato di un leggero incremento di velocità rispetto ai drive normali. In confronto, entrambi gli HDD hanno restituito risultati simili nel caso del boot, anche se una volta nell'interfaccia le prestazioni sono risultate più fluide sull'upgrade.

"Ognuno dei drive scelti per l'upgrade migliora i tempi di boot e la fluidità generale dell'interfaccia di PS4"

Analisi delle prestazioni sul drive stock di PS4 contro le tre unità prese in esame per l'upgrade. Tutte e tre causano un boot più veloce e migliorano la navigazione nell'interfaccia.

Drive di base 1TB Hitachi Z7K1000 1TB Seagate Hybrid 240GB Crucial M500 SSD
Tempo di boot (in secondi) 12.75 12.15 10.10 08.32

Per quanto riguarda i giochi su disco, i tempi di installazione sono legati principalmente alle basse velocità di ricerca e lettura del drive Blu-ray di PS4, molto più lento di qualsiasi hard disk moderno. I dati devono essere letti dall'unità ottica e scritti su hard disk: il procedimento avviene in due fasi, e possiamo migliorarne solo una. Ciò limita di molto il potenziale di riduzione dei tempi di installazione, anche se è possibile notare qualche miglioramento una volta che i dati raggiungono l'hard disk.

Nel complesso, l'SSD riesce a ridurre di circa 8-10 secondi i tempi di installazione di Call of Duty: Ghosts, Thief e Need for Speed: Rivals, lunghe quasi un minuto con l'hard disk stock. In confronto, l'SSHD ibrido e l'HDD da 7200rpm riescono a velocizzare comunque le operazioni rispetto al disco di base, ma i miglioramenti non sono esaltanti. L'SSHD ibrido è limitato dai dischi a 5400rpm, che hanno un impatto tangibile sui tempi di accesso. È improbabile che una semplice installazione chiami in causa la memoria flash. Nei nostri test su PS3, gli ibridi di vecchia generazione erano dotati di una quantità minore di memoria flash ma erano supportati da drive più veloci a 7200rpm. Avremmo sicuramente preferito poter avere il meglio delle due generazioni di drive.

In generale, è chiaro che nonostante alcune differenze non si possa misurare l'impatto dell'upgrade in termini di prestazioni. È il lettore Blu-ray a essere il fattore limitante.

"I nostri test di installazione hanno mostrato miglioramenti modesti su tutti i drive. I risultati in questo caso non giustificano l'eventuale spesa per un drive SSD o ibrido"

Le installazioni sono generalmente più veloci su SSD, con miglioramenti minori sugli altri drive. Il guadagno maggiore si ha con l'installazione di download da PSN piuttosto che sullo streaming dei dati da un disco Blu-ray.

Tempo di installazione (secondi) Drive di base 1TB Hitachi Z7K1000 1TB Seagate Hybrid 240GB Crucial M500 SSD
COD: Ghosts - Retail 51.88 55.60 55.27 49.13
Thief - Retail 50.59 48.49 50.59 45:32
MGS5: Ground Zeroes - Retail 20.48 18.23 17.23 17.80
NFS Rivals - Retail 33.22 31.12 30.56 26.42
Trials Fusion - PSN 22.88 22.08 18.47 17.30
LEGO Marvel Super Heroes - PSN 22.15 20.78 23.48 17.28
Rayman Legends - PSN 19.33 13.22 19.45 12.20
Resogun - PSN 08.17 04.63 06.93 03.07

L'installazione di contenuti scaricati cambia le cose. In questi casi la velocità è determinata principalmente dalle prestazioni dell'hard disk, in particolare dai tempi di accesso. All'unità è richiesto molto di più: essa deve leggere dati da un'area del disco e scriverli in un'altra. È un esercizio molto più duro, che tuttavia porta a miglioramenti ancora non eccezionali. Il risultato registrato nel caso di Rayman Legends sembra comunque suggerire che drive più veloci potrebbero generare prestazioni molto più convincenti nel caso di giochi più grandi da installare.

L'SSD risulta generalmente migliore, ma i risultati variano considerevolmente e portano a chiedersi se l'upgrade sia conveniente, visto il costo per singolo GB. La sensazione è che la console sia generalmente più veloce con un SSD, ma questo incremento di velocità varia moltissimo a seconda di giochi e situazioni: i tempi di boot sono ridotti e le icone delle applicazioni compaiono più rapidamente in home. Sugli altri drive le prestazioni variano, ma nonostante dei miglioramenti la sensazione non cambia di molto rispetto a quando si utilizza l'hard disk di base. Ciò che è chiaro è che i tempi di installazione possono essere ridotti con un upgrade, ma il guadagno non è determinante neanche nel caso dell'SSD.

I tempi di caricamento presentano uno scenario più roseo nel caso di alcuni giochi. Tutti i drive presentano un incremento di velocità rispetto a quello base, e occasionalmente l'SSD fa registrare prestazioni roboanti. Si tratta però più di eccezioni che della regola, e il drive da 5400rpm non è così lento rispetto alle upgrade, a dispetto degli svantaggi tecnologici. Per certi versi si tratta comunque di una buona notizia: perché spendere denaro extra in un drive ibrido, quando un'unità da 2TB a 5400rpm non è molto più costosa? Sembra che, come nel caso dell'upgrade di PS3, il costo per GB sia il fattore più importante nella scelta di un nuovo HDD.

"I tempi di caricamento migliorano, talvolta in modo sostanziale, con l'upgrade dell'hard disk. Il fattore più importante sembra però essere il costo per GB di un'eventuale nuova unità"

I tempi di caricamento sono in generale migliori con drive più veloci, specialmente su SSD, ma non quanto ci si potrebbe aspettare viste le prestazioni delle stesse unità su PC.

Tempo di caricamento (secondi) Drive di base 1TB Hitachi Z7K1000 1TB Seagate Hybrid 240GB Crucial M500 SSD
COD: Ghosts - Caricamento iniziale 23.60 19.67 19.22 16.53
COD: Ghosts - Ghost Stories 38.25 33.22 30.10 28.80
COD: Ghosts - Struck Down 29.22 27.13 26.85 26.85
Thief - Caricamento del primo livello 52.08 34.67 34.67 34.43
Thief - Caricamento del secondo livello 23.50 20.98 23.01 21.04
Thief - Caricamento del terzo livello 38.97 37.12 36.72 35.57
MGS5: Ground Zeroes - Caricamento iniziale 44.93 43.30 41.67 32.82
MGS5: Ground Zeroes - Renegade Threat 15.33 14.13 15.20 14.43
MGS5: Ground Zeroes - Classified Intel 14.71 14.76 14.79 13.98
NFS: Rivals - Caricamento iniziale 18.25 18.14 17.59 16.40
NFS: Rivals - Start Game 24.85 24.85 25.10 23.17
NFS: Rivals - To Race 11.01 10.91 10.84 10.74
Trials Fusion - Caricamento iniziale 04.70 04.52 03.82 04.42
Trials Fusion - Primo livello 15.11 13.17 13.10 13.10
Trials Fusion - Waterworks 13.01 09.67 09.62 09.62

L'upgrade dell'hard disk può migliorare un gioco?

Anche se PS4 può contare su 5GB di RAM utilizzabili per i giochi, riempire quello spazio non è facile. Gli utenti possono andare incontro a tempi di caricamento estremamente lunghi, e avere tutti gli elementi di un particolare livello nella RAM limita le possibilità di avere più dettagli su schermo. Per aggirare queste limitazioni, molti giochi utilizzano l'hard disk di PS4 come cache, trasmettendo dati grafici nella RAM quando necessario. Trials Fusion è uno di questi titoli, e utilizza un sistema simile a quello di Rage di id Software, che trasferisce velocemente le texture dalla memoria all'hard disk in piccoli tronconi e chiamato virtual texturing. Ciò permette di mostrare su schermo una più ampia serie di elementi e meno ripetizioni nelle texture nello scenario. Il rovescio della medaglia è che le transizioni tra i diversi livelli di qualità delle texture sono avvertibili durante il gameplay, a causa della fatica che l'hard disk di PS4 fa a mantenere il passo.

L'utilizzo di un SSD fa una grossa differenza in questo caso, diminuendo drammaticamente il pop up visibile: anche se le transizioni non vengono completamente eliminate, lo streaming dei vari elementi è molto più veloce rispetto a quanto accada con l'HDD stock, e il tempo di comparsa su schermo delle texture a risoluzione più alta viene ridotto. Anche l'SSHD ibrido regge molto bene, battendo il normale HDD nel caricamento di elementi di alta qualità dopo aver ricominciato un livello una volta a metà strada, con prestazioni però non al pari di quelle mostrate dall'SSD. Ci sono occasioni in cui i risultati sono solo leggermente migliori rispetto a quanto accade con l'HDD da 7200rpm.

Molto meglio la situazione con l'SSD, ma i risultati non sono notevoli come ci saremmo aspettati in base alle velocità di lettura/scrittura e specialmente in relazione ai tempi di accesso. Ci sono ancora dei problemi di streaming delle texture quando si ricomincia un livello o mentre si scorrono le opzioni relative a terreno nella modalità di creazione. Ciò suggerisce che la velocità di streaming sia limitata, in Trials Fusion ma anche in altri giochi provati, da fattori diversi dalla velocità dell'hard disk.

"Il virtual texturing di Trials Fusion rivela un chiaro vantaggio dell'SSD, e anche l'unità ibrida risulta migliore dei tradizionali drive meccanici"

Una serie di test su Trials Fusion mentre gira su un hard disk standard, un modello più veloce a 1TB, un ibrido SSD/HDD e un SSD.

La transizione tra i vari livelli di dettaglio e il pop-up restano identici su titoli come Call of Duty: Ghosts, Metal Gear Solid 5: Ground Zeroes e LEGO Lo Hobbit, a prescindere dall'hard disk installato nella nostra PS4. Calcolando sottili differenze in frame rate e tearing nel rendering in tempo reale (in particolare in Call of Duty: Ghosts), le transizioni tra i differenti livelli di dettaglio sono identiche fino ai singoli fotogrammi.

Sembra che la velocità di streaming e i cambiamenti nella qualità degli elementi siano determinati principalmente dal sistema utilizzato in questi giochi più che dalla quantità di dati che l'hard disk di PS4 può muovere in confronto a SSD e altre unità più veloci. È anche possibile che in questi titoli tutti gli elementi siano caricati nella RAM della console, rendendo ininfluenti la più ampia banda e i ridotti tempi di accesso dell'SSD e degli altri drive.

In termini di prestazioni, nella nostra analisi comparativa di Thief sembrava che alcuni problemi di frame rate dipendessero da problemi di streaming, con il motore incapace di caricare gli elementi abbastanza velocemente per l'elaborazione da parte del gioco. Ciò era visibile in una delle prime sequenze del gioco, in cui il giocatore si lancia in una caccia ad alta velocità sui tetti: quando compaiono nuove aree e l'angolazione dell'inquadratura cambia, vengono persi dei fotogrammi e la fluidità ne risente. Nonostante una maggiore rapidità di trasferimento dei dati garantita da un drive più veloce, anche in questo caso non abbiamo riscontrato miglioramenti significativi nelle prestazioni dopo il passaggio a un unità più veloce, SSD compreso. Stessa situazione per altri titoli: ad esempio, i fotogrammi incompleti compaiono quasi esattamente nello stesso momento in scene identiche di Trials Fusion.

"I giochi fanno largo uso di streaming in background, ma non abbiamo notato miglioramenti con nessun drive"

Upgrade dell'hard disk di PS4: i consigli del Digital Foundry per gli acquisti

I giochi per PS4 su Blu-ray sono apparentemente identici alle versioni digitali, al punto che l'analisi del disco rivela che la maggior parte dei dati è contenuta in un singolo file .pkg (la stessa struttura di quelli scaricati da PlayStation Network). Tutti i titoli per PS4 sono pensati per essere installati e fatti girare direttamente dall'hard disk della console, e abbiamo quindi previsto che avrebbero potuto esserci grossi benefici in un passaggio a soluzioni di storage più veloci.

La realtà dei fatti, invece, è che nonostante PS4 abbia molti punti in comune con il PC dal punto di vista dell'architettura, le operazioni IO su disco sono più simili a quelle di PlayStation 3. Proprio come accade con PS3, montare un SSD sulla propria console non porta quindi benefici di rilievo se in alcuni titoli. I tempi di installazione e caricamento sono minori, in alcuni casi considerevolmente, ma ciò non si verifica in tutti i giochi. Anche le prestazioni restano invariate, senza incrementi misurabili nel frame rate o riduzioni del tearing e scatti che sembrano dovuti allo streaming dei dati. In breve, non siamo di fronte a uno scenario simile a quello visto nella last-gen su cui, ad esempio, Skyrim gira molto più fluidamente da SSD.

Ci sono comunque dei miglioramenti: il boot della console, il caricamento della dashboard e quello di un gioco sono operazioni sensibilmente più veloci se effettuata con un SSD al posto dell'unità di base, e l'utilizzo generale appare più fluido. Questi fattori non valgono però la diminuzione dello spazio di storage, e speriamo che gli sviluppatori continuino a ottimizzare per il drive di base a 5400rpm.

"Scegliete se upgradare o meno l'hard disk in base al costo per GB e secondariamente ai tempi di accesso, nel caso puntiate a ridurre il più possibile i tempi di caricamento"

Un leggero miglioramento rispetto all'HDD standard di PS4 è possibile utilizzando drive meccanici più veloci, quindi se avete bisogno di più spazio e l'idea di caricamenti più veloci vi attira, un hard disk da 1TB e 7200 rpm come lo Z7K1000 che abbiamo provato è un buon upgrade a basso cost. Non aspettatevi però incrementi enormi di prestazioni rispetto all'HDD standard, e prendete qualsiasi operazione più rapida come un bonus.

Ovviamente, il fatto che PS4 sia compatibile con qualsiasi drive da 2.5” (con capacità da 160GB in su) significa che ci sono centinaia di opzioni tra cui scegliere, e vorremmo averne testate di più. Una soluzione da considerare è un drive da 2TB a 5400rpm: solitamente, più ampio è lo spazio di storage, più dati vengono messi nei dischi, quindi anche se i 5400rpm non sembrano molto veloci, la banda aumenta a seconda della densità dei dati. Se dovessimo riscrivere da capo questo articolo, opteremmo probabilmente per uno di questi drive al posto dell'ibrido SSHD: i risultati ottenuti dal caching di quest'ultimo non sembrano valere il prezzo. Di contro, mentre i drive di 2.5” da 2TB a 5400rpm sono costosi, le varianti USB 3.0 lo sono di meno, e costano solo leggermente di più dell'unità ibrida.

Il fato che il drive ibrido metta in mostra prestazioni occasionalmente degne di nota apre però uno scenario allettante. PS4 riserva un'area dell'hard disk (che si crede essere sulla parte più esterna della superficie del disco, dove le prestazioni sono migliori) per il caching dei dati da parte degli sviluppatori. E se Seagate lavorasse con Sony su un upgrade dedicato che utilizzasse la memoria flash della parte SSD esclusivamente per questa cache? Combinate con un drive da 7200rpm, le velocità dell'SSD potrebbero veramente fare la differenza, e fornire una capacità di immagazzinamento dei dati che l'SSD al momento non è in grado di fornire.

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David Bierton

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