OCZ RevoDrive im Test: SSD mit RAID für PCI Express

AS SSD Benchmark

Der AS SSD Benchmark ist das Werk eines deutschen Programmierers. Er betrachtet wie der Crystal Diskmark verschiedene Leistungsaspekte von SSDs und Festplatten, gibt aber statt der maximal erreichten Werte den Durchschnitt aus mehreren Durchgängen an, wodurch die Ergebnisse eher der Realität entsprechen.

Beim sequentiellen Lesen liegt die einzelne Vertex 2 mit 55 GB mit 200 MB/s erneut knapp hinter der größeren SATA-Variante. Im RAID-Modus erreicht das RevoDrive etwa die doppelte Leserate. Die Schreibgeschwindigkeit im Anfangszustand ist mit 180 MB/s etwas niedriger als erwartet. Die langfristige Schreibrate mit nicht komprimierbaren Dateien liegt mit 131 MB/s auf dem gleichen Niveau wie Crucials C300 und immerhin 46 MB/s vor einer genutzten Vertex 2 mit einer Größe von 100 GB.

Erstaunlicherweise ist die Schreibgeschwindigkeit im RAID 1 bzw. bei Verwendung der einzelnen SSDs nicht einmal halb so hoch wie mit RAID 0. Dies lässt sich aber durch den Nutzungszustand erklären, da das RevoDrive bei diesen Tests schon stark malträtiert wurde. Das GC des SandForce-Controllers sollte nach einer längeren Idle-Phase die Schreibrate noch ein wenig erhöhen können.

Da in unserem Forum trotz der vorangegangenen Artikel immer wieder gefragt wird, warum die Schreibrate bei den SandForce-SSDs einmalig sinkt und auch mit TRIM nicht wieder steigt:
TRIM ist eine Benachrichtigung des Betriebssystems an den SSD-Controller, dass bestimmte Bereiche nicht-valide (also eigentlich gelöschte) Daten bzw. Dateien enthalten. Die Nachricht nutzen die meisten Controller um valide Daten zusammenzufassen (ähnlich der Defragmentierung bei Festplatten) und Blöcke mit nicht-validen Daten zu löschen, damit stets leere Blocke vorhanden sind, die somit immer mit der gleichen sequentiellen Geschwindigkeit beschrieben werden können.

Nach unserem Verständnis werden diese TRIM-Nachrichten vom SandForce-Controller zwar verarbeitet, führen aber nicht automatisch zum Leeren von Blöcken. Sobald alle Zellen einmal beschrieben wurden, dauert das erneute Beschreiben länger, da entsprechende Blöcke immer erst geleert bzw. gelöscht werden müssen, um mit neuen Daten befüllt werden zu können. Der Vorteil dieser Vorgehensweise liegt darin, dass insgesamt weniger Löschvorgänge nötig sind und somit die Lebenserwartung der Flash-Chips bzw. der SSD erhöht wird. Da Blöcke also erst bei Bedarf vom Controller geleert werden, ist das Anheben der sequentiellen Schreibleistung auf das Ursprungsniveau nicht mehr ohne weiteres möglich.

Besonderheit bei SandForce-SSDs:

Beim zufälligen Lesen 4 KB großer Dateien zeigt sich die erwartete Leistung. Unabhängig vom Modus ist das RevoDrive bei diesem Test genauso schnell wie eine SATA-SSD mit dem SandForce-Controller. Geringfügige Unterschiede zwischen den Modi sind konsistent mit dem vorigen Test, was unsere These bekräftigt, dass es sich um Differenzen handelt, die auf den Nutzungs- bzw. Belastungszustand der SSD zurück zu führen sind. Beim Schreiben zeigt sich ein ähnliches Bild. Hier beträgt der Unterschied zwischen dem RAID 0 und der Einzel-SSD allerdings beträchtliche 19 Prozent.

Der "4K_64Thrd" zeigt auf, wie gut die SSD mit zufälligen Zugriffen mit einer Größe von 4 KB umgehen kann, wenn sie mit einer Warteschlange von 64 Befehlen bzw. Anfragen von der CPU konfrontiert wird. Hierbei spielt „Native Command Queuing“ (NCQ) eine zentrale Rolle, da damit die eigentlich zufällig über den Speicher verteilten Zugriffe per Software optimiert werden, um einen maximalen Durchsatz zu ermöglichen. Dies wird durch eine Überprüfung und Neuordnung der Befehlskette erreicht. Beim Lesen erreichen alle aktuellen SSDs mit Hilfe des NCQ sehr gute Leistungswerte. Im RAID 0 kommt das RevoDrive auf beeindruckende 216 MB/s. Die einzelne Vertex liegt mit 93 MB/s erneut bei weniger als der Hälfte.

Beim Schreibtest mit hoher Last werden die Unterschiede noch deutlicher. Werden im RAID 0 noch 167 MB/s erreicht, liegt der Durchsatz im RAID 1 bzw. bei der Einzel-SSD mehr als 100 MB/s niedriger. Hier zeigt sich, dass gerade die Leistung beim zufälligen Schreiben kleiner Dateien stark unter der Nutzung der SSD leiden kann. Dabei sollte allerdings berücksichtigt werden, dass wir dem RevoDrive kaum „Erholungszeiten“ gegönnt haben und der gesamte Testparcour mit dem mehrfachen Wiederherstellen des Backup-Images eine extrem hohe Belastung für die SSD darstellt, wie sie normalerweise nicht auftritt.

Erläuterung zu diesem Test:
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass eine Warteschlange von 64 Befehlen bei einer SSD in einem Consumer-PC ein unrealistisch hoher Wert ist. Der Bootvorgang von Windows stellt zum Beispiel eine sehr hohe Belastung für eine Festplatte oder SSD dar. Doch selbst mit unserem Q9550, welcher mit 4 GHz getaktet ist, lag die Warteschlange für eine Ultradrive GX praktisch immer zwischen 0 und 10. Um auf eine Warteschlangenlänge von 64 Befehlen bzw. Anfragen zu kommen, bräuchte man mindestens einen massiv übertakteten Corei7, wenn nicht sogar mehrere CPUs, da aktuelle SSDs die Anfragen von der CPU einfach zu schnell abarbeiten. Das ist auch der Grund, warum eine SSD einen Desktop-PC mit einem Quadcore stärker beschleunigt als ein Notebook mit einem niedrig getakteten DualCore. Die SSD ist so schnell, dass sie die Befehlsschlange zum Teil schneller abarbeitet als sie von der CPU verlängert wird.

Bei den Lesezugriffen setzt sich das Bild fort, das wir durch die vorangegangenen Tests gewonnen haben. Im RAID 0 liegt die Zugriffszeit noch bei sehr schnellen 0,085 ms. Durch die starke Nutzung des RevoDrive erhöht sich diese auf mehr als Doppelte, egal ob im RAID 1 oder bei Verwendung der einzelnen SSDs. Ob bzw. wie stark sich dieser Effekt auf die reale Leistung niederschlägt, wird auf den nächsten Seiten analysiert.

Der Kopiertest des AS SSD Benchmarks besteht aus drei Gruppen. „ISO“ bedeutet, dass eine große Datei auf der SSD kopiert wird. „Spiel“ testet das Kopieren gemischter Dateigrößen und „Programm“ zeigt die Kopierleistung mit vielen kleinen Dateien. Der ISO-Test ist erwartungsgemäß die Domäne der 100- bzw. 128-GB-SSDs, da diese die höchsten sequentiellen Transferraten bieten.

Bei diesem Test zeigt sich die erwartete Reihenfolge. Das RevoDrive im RAID 0 ist dank der hohen sequentiellen Transferraten logischerweise die schnellste SandForce-SSD. Danach folgt der RAID 1, da der Mittelwert aus sequentieller Lese- und Schreibgeschwindigkeit höher ist als bei einer einzelnen SandForce-SSD mit 100 bzw. 120 GB. Die Vertex 2 liegt in der Übersicht z.T. vor dem RAID 1, da dieser die Werte im genutzten Zustand anzeigt. Bei Verwendung der einzelnen Vertex 2 mit 55 GB liegt die Kopierleistung logischerweise zwischen der Vertex 2 mit 100 GB und der Corsair Force F40.