DJMadMax
Fleet Admiral
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Vorwort
SSDs sind so erschwinglich wie nie zuvor und im alltäglichen, aktiven Produktivbetrieb sollten schon lange keine klassischen HDDs mehr im üblichen Desktop-PC eingesetzt werden - so viel steht fest. Allerdings werden die im Alltag anfallenden Datenmengen auch immer größer und Spiele laden, aufgrund ihrer Komplexität, selbst mit einer schnellen SSD gefühlt nicht schneller, als dies früher auch schon mit mechanischen Festplatten der Fall war. Lässt sich eventuell mit einem schnellen RAID0-Verbund etwas mehr Zeitersparnis herausholen? Dieser Artikel beleuchtet die Vor- und Nachteile eines RAID0-Verbunds aus NVME-SSDs im Gaming-PC.
Index
1) Ausgangssituation
2) Wohin soll die Reise gehen?
3) Welche RAID-Level gibt es und wie richtet man sie ein?
4) Die vorhandene Hardware
5) Testmethodik
6) Testergebnisse
7) Die Erkenntnis
8) DirectStorage ohne Spiele, aber mit Avocados
9) Vor- und Nachteile im Detail
10) Fazit
11) Changelog
1) Ausgangssituation
Bereits im Vorwort fällt schon der Wink mit dem Zaunpfahl, dass selbst mit schnellen SSDs viele der heutigen Spiele eine gewisse Ladezeit mitbringen, die sich schlichtweg nicht nach moderner Technik und dem Jahr 2023 anfühlen mag. Vermutlich wird es ewig reines Wunschdenken bleiben, dass ein Spiel oder Programm auf Knopfdruck sofort im Bereitschaftsmodus vorliegt, aber auch realistisch betrachtet muss man sich die Frage stellen, ob ein beliebiges Spiel selbst von Flashspeicher aus mehrere Minuten lang geladen werden muss.
Letztlich drehen wir uns diesbezüglich seit Jahrzehnten im Kreis. Selbst schon in den frühen 80er Jahren zu C64-Zeiten durften langsame 5,25" Floppies (die ihren Namen noch verdient hatten) oder gar die Tapes von Datasette durchgenudelt werden. Ladezeiten von mehreren Minuten waren hier nicht die Ausnahme, sondern absolute Grundregel. Qualitativ natürlich auf einem etwas niedrigeren Niveau, jedoch seitens der "Ladezeiten" praktisch nicht existent arbeitete wiederum ein typischer ATARI VCS 2600 mit seinen berühmten Steck-Cartridges. Generell waren alle gängigen Cartridge-Konsolen den jeweiligen PCs (oder den Konsolen mit optischem Laufwerk) stets überlegen, was die Ladezeiten anging. Mittlerweile hat sich jedoch selbst dieses Blatt z.B. bei der Nintendo Switch gewendet. Auch hier sind die Spiele derart komplex geworden, dass teils Ladezeiten deutlich über eine Minute hinausgehen.
Die IT-Welt ist sich dessen bewusst und hat seit je her für Verbesserungen in diesem Bereich gesorgt, was in Fastload-Cartridges für den C64, die berühmte Speichererweiterung für das N64 sowie immer schneller drehende Festplatten und deren Interfaces am PC resultierte.
Wir haben heute derart schnelle CPUs, wahnsinnig hohe RAM-Durchsätze und Grafikkarten mit unzähligen Pipelines und Datenübertragungsraten, die selbst technikaffine Menschen schwindelig werden lassen. Sind unsere heutigen SSDs "on par" mit dem Rest der Hardware und können dementsprechend modernen Spielen mit komplexer Datengrundlage Paroli bieten?
Let's find out!
2) Wohin soll die Reise gehen?
Da sich meine Datenspeicher-Situation in den letzten Jahren zwar weiterentwickelt hat, sich jedoch nicht auf einem Stand befand, mit dem ich glücklich war, gab ich mir zu Beginn der Woche kurzerhand einen leichten Schlag auf den Hinterkopf (das soll ja zum Nachdenken anregen - scheinbar klappt das nicht bei jedem
) und bestellte fröhlich drauf los.2a) Die Hardwaresituation vor diesem Test
Ausgehend befand sich eine Samsung 960 EVO mit 250 GB als Systemspeicher im PC, eine damals wie heute noch brauchbare PCIe 3.0-SSD mit idealer Größe für das Betriebssystem sowie Kleinigkeiten. Darüber hinaus befand sich eine Sabrent Rocket 1TB PCIe 3.0 im System, hier waren die Spiele seit Anfang 2020 angesiedelt. Sonstige Daten waren auf zwei Toshiba / OCZ Trion TR150 SSDs mit jeweils 480 GB verteilt. Die SSDs liefen in einem Striped Array (also RAID0), um die Kapazität zu bündeln. Anfang des Jahres wurde ich bereits wuschig, weil die 1TB Sabrent einfach nicht mehr ausreichend für Spiele war. Ausreichend? Klar, PCIe 3.0 ist flott, das Problem war eher der Speicherplatz. Kurzerhand startete ich eine Umfrage im Forum, um mir selbst in's Gewissen reden zu lassen. Der Plan war, eine 4 TB QLC-SSD zu kaufen, die es regelrecht nachgeworfen gab. Letztlich wurde es eine Crucial MX500 4TB - mit TLC-Speicherzellen.
Diese 4 TB SSD habe ich die letzten 8 Monate rege als "Hauptspiele-SSD" genutzt, die 1TB fassende Sabrent diente fortan als Datengrab und die beiden OCZ Trion SATA-SSDs wurden aus dem PC entfernt.
Dennoch war ich mit den Ladezeiten der Spiele nie wirklich zufrieden und Geld brennt bekanntlich Löcher in die Taschen, also - weg damit!
2b) Das aktuelle Konzept
Eins war klar: keine Altlasten mehr - alle vorhandenen SSDs filegen aus dem Rechner und es wird auf PCIe 4.0 hochgerüstet. Die Qual der Wahl war nun, ob eine einzelne 4 TB SSD reicht und welche es werden soll. Brauchbare, um nicht zu sagen "erprobte" 4 TB SSDs mit M.2 NVME nach PCIe 4.0 kosten allesamt ab 300 Euro aufwärts. Ein Lichtblick war hier die Lexar NM790 4TB, die auch vor Kurzem in einer kleinen Meldung hier auf ComputerBase gefeatured wurde. Ich hatte die SSD bereits vorher im Auge, war aber skeptisch und wollte nicht, wie bei der Crucial MX500 zuvor schon, wieder nur eine "halbgare" Lösung wagen. Zu groß war die Angst, eine SSD ohne DRAM-Cache mit eingebauter Handbremse zu bekommen.
Letztlich habe ich bei der Konkurrenz in's Regal gegriffen: die Kingston KC3000 wurde es - gleich drei mal in der 2 TB-Variante.
Drei mal zwei TB? Richtig! Jetzt kommen wir endlich zum Kern des Artikels. Brutto insgesamt 6 TB PCIe 4.0-Speicher die zusammen genauso wenig (viel!) wie eine gleichwertige 4 TB-SSD kosten und obendrein die Möglichkeit liefern, spannende Dinge mit RAID in Verbindung mit NVME in Erfahrung zu bringen.
3) Welche RAID-Level gibt es und wie richtet man sie ein?
Da ich hier keine technisch tiefgründige Abhandlung verfassen möchte, halte ich das Thema oberflächlich und zusammengefasst.
Gängig im Endkundensegment ist eigentlich gar kein RAID, sie waren schon immer eine Nische und werden es vermutlich auch immer bleiben. Etwas bekannter wurden diverse RAID-Verbunde durch NAS-Systeme, die das Einrichten verschiedener RAID-Level praktisch per Knopfdruck ermöglichen.
Die verschiedenen RAID-Level haben grundlegend zwei Hauptaufgaben: einerseits ist es die Ausfallsicherheit, die gesteigert werden soll, andererseits ist es eine gesteigerte Gesamtperformance. Es gibt RAID-Level, die das eine beherrschen, es gibt welche, die sich auf den anderen Aspekt konzentrieren und es gibt verschiedene Mischungen aus beidem.
RAID0, auch Kamikaze-RAID genannt, ist die einfachste Lösung, mit verhältnismäßig wenig finanziellem Aufwand eine immense Steigerung der allgemeinen Transferraten zu erreichen. Hier werden zwei SSDs im sogenannten "Striped Array" zusammengeführt, sodass eine Datei stets zu 50% auf dem einen und zu 50% auf dem anderen Datenträger vorliegt. Folglich halbiert sich die Schnittstellen- und Speicherzellen-Last pro Datei um 50%, eine theoretische Verdopplung der Lese- und Speicherraten steht also im Raum. Darüber hinaus funktioniert RAID0 auch mit mehr als nur zwei Datenträgern - die zu speichernde Datei wird stets zu gleichen Teilen auf die Anzahl der Datenträger aufgeteilt.
Faktisch ist dies auch das RAID-Level, um das es in diesem Artikel geht. Datensicherheit im Sinne von Ausfallredundanz ist nicht relevant, da ich sämtliche wichtige Daten sowieso extern und mehrfach sowie dezentral vorhalte. Auf diesem PC befinden sich Windows, Spiele und temporäre Downloads sowie Dokumente, die nach Bedarf regelmäßig gesichert werden. Ein Ausfall des PCs bringt also zeitliches Ärgernis (und eventuell finanziellen Aufwand) mit sich, wichtige Daten gehen jedoch keine verloren.
In eigener und in EURER Sache - Thema DATENBACKUP
Das sollte an dieser Stelle jedem Leser bewusst sein: egal, ob ihr euch ein RAID-System aufbaut oder klassisch Laufwerke im solitären Einsatz betreibt - habt IMMER ein ordentliches Backup-Konzept für eure wichtigen Daten im Anschlag. Darüber hinaus sei am Rande erwähnt, dass ein RAID1, RAID10, RAID5 etc. KEIN Backup eurer Daten darstellt. Ausfallsicherheit von Hardware und dezentrales Backup sind immer und ausnahmslos getrennt voneinander zu behandeln.
3a) So habe ich das RAID eingerichtet
Die Einrichtung des RAID erfolgte im Übrigen direkt über das Mainboard, es wurde kein Hardwarecontroller verwendet und auch keine Windows-eigene Software bzw. spezielle Funktion des Betriebssystems.
MSI bietet die Möglichkeit, RAID-Level 0, 1 und 5 direkt über das UEFI einzurichten und unterscheidet sich hierbei vermutlich kaum von der Konkurrenz. Ein separater RAID-Chipsatz wie dies vor Jahren unter PATA- und SATA-Schnittstellen noch der Fall war, ist hier nicht notwendig. Vorsicht ist jedoch bei der Schnittstelle geboten: auch, wenn ein Mainboard zwei M.2 NVMe-Slots bietet, so ist nicht automatisch gewährleistet, dass diese auch im RAID konfigurierbar sind. Besonders bei Mainboards der Mittelklasse, z.B. den B-Chipsätzen bei Intel oder auch AMD, deckt die RAID-Konfigurationsmöglichkeit oftmals nur die SATA-Ports ab. Im Zweifel sollte hier ganz genau das Handbuch des Mainboards studiert werden.
Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Stripe Size im RAID0. Ein Stripe beschreibt hierbei die Mindestgröße einer Speichereinheit. Sollte z.B. eine Textdatei mit nur 4 KByte gespeichert werden, jedoch eine Stripe Size von 128 KByte eingestellt ist, so wird die Textdatei tatsächlich auch diesen Speicherplatz belegen. Eine größere Stripe Size hat natürlich den Nachteil, mehr Speicherplatz zu belegen, jedoch wiederum den Vorteil, nicht zu viele kleine Datenzugriffe ausführen zu müssen, die für jede Form eines Datenträgersden Worst Case darstellen.
Bei SSDs kommt überdies hinzu, dass möglichst eine Stripe Size im Bereich der Page Size der SSD verwendet werden soll. Die Page Size ist die kleinste Einheit im Sinne des adressierten Bereichs, auf die eine SSD zugreifen kann. Bei der KC3000 in 2 TB gibt Kingston eine Page Size von 16 KB an. Folglich wurde die Stripe Size hier auf verhältnismäßig niedrige 16 KB eingestellt. Hierzu sei dennoch gesagt: ein vorheriger Test mit einer maximalen Stripe Size von 128 KB brachte keine nennenswerten Unterschiede in der Performance zum Vorschein.
Als letztes benötigt man vor der Installation des Betriebssystems unbedingt den RAID-Treiber auf einem passenden Installationsmedium - z.B. dem Bootstick, von dem Windows installiert werden soll. Bei Intel nennt sich dieser RAID-Treiber "Intel Rapid Storage Technology" und liegt normalerweise im VMD-Unterverzeichnis ab. Dieser Treiber muss bei der Windows-Installation (und vermutlich auch bei einigen Linux-Distributionen) angegeben werden, da die Windows-Standard-ISO über den Mainboard-Chipsatz zwar nativ auf die PCIe- und SATA-Ports moderner PCs, nicht jedoch auf ein per UEFI-Software erstelltes RAID zugreifen kann.
4) Die vorhandene Hardware
So sieht das Test-Setup aus:
CPU | Intel Core i5-12600K (stock) |
RAM | G.Skill Trident Z 32GB DDR4-4000 @ 3600 16-16-16-36 |
Mainboard | |
GPU | |
CPU-Kühler | |
Netzteil | |
Gehäuse | Lian Li Lancool II Mesh Performance (ohne USB-C) |
Folgende SSD-Konstellationen kommen für den Test als Vergleich zum Einsartz:
1x Crucial MX500 4 TB @ SATA600
1x Kingston KC3000 2 TB @ PCIe 4.0
2x Kingston KC3000 2 TB via RAID0-Verbund @ 2x PCIe 4.0
3x Kingston KC3000 2 TB via RAID0-Verbund @ 3x PCIe 4.0
Die wichtigste Prämisse im Vorfeld war, dem geplanten SSD-RAID keinen Flaschenhals gegenüberzustellen. Um drei PCIe 4.0-SSDs an ihr theoretisches Limit zu treiben, müssen auch entsprechende Lanes auf dem Mainboard bzw. in der CPU vorhanden sein.
Der Core i5-12600K besitzt selbst insgesamt 20 PCIe-Lanes der 5. Generation. 16 davon fallen für den PCIe-Slot der Grafikkarte weg und somit bleiben nur noch vier PCIe-Lanes übrig. Der erste M.2-Slot des hier verwendeten Mainboards ist direkt an die CPU angebunden, somit ist die erste KC3000 schon einmal sicher und ohne Limitierung zu betreiben. Das Board besitzt insgesamt drei weitere M.2 Slots im SSD-typischen 2280-Format. Einer davon ist (zumindest laut Geizhals, MSI's Handbuch spricht eine andere Sprache) in PCIe 3.0-Ausführung vorhanden, die zwei übrigen ebenfalls jeweils mit einer 4x-Anbindung an PCIe 4.0. Somit können auch die anderen beiden Kingston-Riegel ohne Schnittstellenlimit betrieben werden.
Der Z690-Chipsatz, der die beiden SSDs mit der CPU kommunizieren lässt, ist über diese mittels Intel's "DMI"-Protokoll angebunden. Die DMI-Schnittstelle bietet 8 dedizierte Lanes und ist in der aktuellen vierten Generation in etwa mit einem PCIe 4.0 8x-Interface vergleichbar. Zwar laufen über den DMI noch weitere Schnittstellen zur CPU, so etwa der Netzwerkadapter, Soundchip, SATA, USB, etc., ohne nennenswerte Last jedoch fallen diese "Mitesser" nicht weiter in's Gewicht.
5) Testmethodik
Selbstverständlich wird der klassische "Quick and dirty"-Test mit CrystalDiskMark durchgeführt, um die besagte, theoretische Rohleistung der jeweiligen SSD-Variante darzulegen. Darüber hinaus geht es in diesem Test jedoch nicht um klassisches Kopieren von großen Datenmengen. Wie schnell eine SSD je nach Ausstattugn und Belastung aufgrund der Temperaturen oder des fehlenden bzw. zu geringen DRAM-Caches bzw. des Speicherzellentyps limitiert, ist in diversen anderen Tests schon zu Hauf geklärt worden. Hier soll es einzig darum gehen, ob die Ladezeit von Spielen nennenswert durch die "rohe RAID-Gewalt" beeinflusst werden kann.
Folgende Software kommt zum Einsatz:
- Windows 11 in der aktuellsten Version, jeweils frisch aufgesetzt
- Alle aktuellen Mainboard-Treiber
- Aktueller nVidia Grafikkartentreiber
- Steam-Client
- Minecraft Launcher
- CrystalDiskMark in der aktuellsten Version
- Avocados DirectStorage Benchmark
Diese Software-Situation ist für jeden der vier SSD-Testdurchläufe immer gleich und immer frisch installiert. Die Steam-Bibliothek wird nach jeder Neuinstallation von einer separaten SSD 1:1 auf das Testlaufwerk kopiert, genauso wie der dedizierte Minecraft-Server und Client mit jeweils ca. 80 Mods.
Folgende Spiele werden getestet:
- ARK mit ca. 20 Mods
- Assassins Creed Odyssey
- Baldur's Gate 3
- Horizon: Zero Dawn
- No Man's Sky
- Stardew Valley mit ca. 150 Mods (ohja )
- Minecraft v.1.12.2 mit dediziertem Offline-Server und ca. 80 Mods
Jedes dieser Spiele wurde auf zwei Arten gemessen:
- von Steam (bzw. vom Launcher) bis zum Hauptmenü
- vom Hauptmenü bis zum Savegame/Connect
Zu Assassins Creed Odyssey sei noch gesagt, dass der erste "Bitte beliebige Taste drücken"-Hinweis nicht das Ende der Messung darstellt. Der Tastendruck wird schnellstmöglich ausgeführt und die danach erneut auftretende Ladephase wird weitergemessen, bis das tatsächliche Menü geladen ist.
Bei Baldur's Gate 3 ist dies nicht der Fall. Das Menü ist praktisch fertig geladen, sobald "Bitte beliebige Taste drücken" auf dem Bildschirm erscheint - es folgt lediglich ein vorgerenderter 5 Sekunden-Schwenk in die Unterwelt, wo dann letztlich das Menü erscheint.
Zu allen Spielen wurde darüber hinaus KEIN Ladebildschirm oder Werbevideo (z.B. bei Assassins Creed Odyssey oder Stardew Valley) weggedrückt. Diese wurden stets normal durchlaufen und fließen somit in die Messzeit mit ein.
Um sicherzustellen, dass keine der Spieledaten in irgend einer Form im Speicher liegen oder aber, dass das zu messende Ergebnis nicht durch Spiele-Updates, einmalige/erstmalige Cloud-Synchronisierungen oder ähnliches beeinflusst wird, wurde nach jeder System-Neuinstallation wie folgt vorgegangen:
- 1. Windows wurde neugestartet
- 2. Alle Spiele wurden der Reihe nach und ohne Messvorgang einmal komplett geladen, inkl. Savegame
- 3. Windows wurde erneut neugestartet
- 4. Jetzt beginnen die Messzyklen ab dem jeweiligen Spielstart aus Steam bzw. Launcher (Baldur's Gate 3 und Minecraft)
Die zeitbasierten Messwerte aller Ladevorgänge wurden hingegen nicht mit irgend einer Software gemessen, sondern klassisch per (Handy-)Stoppuhr. Eine gewisse Schwankung im Millisekundenbereich ist also vorhanden, in Gänze aber eher zu vernachlässigen.
6) Testergebnisse
Kommen wir zum spannenden Teil, den du (ja genau du, ich habe dich ertappt!
) schon längst direkt angesurft hast, ohne auch nur einen Bruchteil dessen zu lesen, was ich bisher so mühevoll geschrieben habe.Es folgen zu erst die synthetischen Benchmarks mit CrystalDiskMark.
Crucial MX500 4 TB @ SATA600
Die Werte sind wenig überraschend und allseits bekannt. Ähnlich sind es auch die des folgenden Ermittlungsstandes:
1x Kingston KC3000 2 TB, kein RAID
Auch diese Werte sind zu erwarten gewesen. Die KC3000 ist eine weit verbreitete und sehr gern empfohlene SSD. die ihre angegebenen Werte abzüglich des Overheads problemlos erreicht. Wie schaut es jedoch mit einem RAID0 aus?
2x Kingston KC3000 2 TB im RAID0
Überraschend hat sich die sequenzielle Lesegeschwindigkeit bei einer 8er Queue-Tiefe sogar ein wenig mehr als verdoppelt. Vermutlich befinden wir uns hier im Sweetspot des Overheads, sodass wirklich auch das Letzte aus den SSDs und der beiden PCIe 4.0 4x-Schnittstelle herausgequetscht werden kann. Wie zu erwarten bei einem RAID0 aus SSDs sinken die Random 4K-Werte prozentual deutlicher ab, im Schreibmodus stärker als im Lesemodus. Somit bleibt noch der Wert für die Dritte im Bunde zu ermitteln:
3x Kingston KC3000 2 TB im RAID0
Auch hier legt das RAID-Verbund erstaunlich hohe Werte beim sequenziellen Lesen hin. Mit ordentlichen 21 GB/s liegt der Wert exakt auf dem dreifachen Niveau einer einzelnen KC3000 mit 2 TB. 7.000 MB/s Lesen (und auch schreiben) lautet die Werksangabe von Kingston. Überraschenderweise sind sowohl Lese- als auch Schreibwerte im Random 4K mit hoher Queue Depth wieder auf den Wert einer einzelnen SSD angestiegen, der Q1T1-Wert bleibt auf dem des RAID0 mit zwei Laufwerken.
Alles in allem bescheinigt CrystalDiskMark somit durchaus vielversprechende Werte.
Wie jedoch sieht es mit der Latenz aus? Vielerorts wird ja immer darüber lamentiert, dass RAID-Verbunde die Latenzen in die Höhe treiben und sie deshalb auf keinen Fall für Spieler in Frage kommen dürfen. Schauen wir uns hierzu als erstes die Latenzen der SATA-SSD von Crucial an:
0,19 Millisekunden für Lese- und sogar nur 0,039 Millisekunden für Schreibvorgänge sind ein beachtlicher Wert für eine SATA SSD.
Wo landet unser Kingston-RAID im direkten Vergleich?
Ja sieh mal einer an. Beide Werte werden deutlich unterschritten. Chip.de testete die KC3000 in der 2 TB-Variante (natürlich nicht im RAID-Verbund, sondern einzeln) übrigens mit 0,033 Millisekunden lesend und 0,026 Millisekunden schreibend. Ich würde sagen, wir haben hier nahezu eine Punktlandung.
Dem Gerücht, dass ein RAID die Zugriffszeiten einer SSD verhunzt, sollte somit spätestens jetzt der Garaus gemacht worden sein.
Die Werte sind wenig überraschend und allseits bekannt. Ähnlich sind es auch die des folgenden Ermittlungsstandes:
1x Kingston KC3000 2 TB, kein RAID
Auch diese Werte sind zu erwarten gewesen. Die KC3000 ist eine weit verbreitete und sehr gern empfohlene SSD. die ihre angegebenen Werte abzüglich des Overheads problemlos erreicht. Wie schaut es jedoch mit einem RAID0 aus?
2x Kingston KC3000 2 TB im RAID0
Überraschend hat sich die sequenzielle Lesegeschwindigkeit bei einer 8er Queue-Tiefe sogar ein wenig mehr als verdoppelt. Vermutlich befinden wir uns hier im Sweetspot des Overheads, sodass wirklich auch das Letzte aus den SSDs und der beiden PCIe 4.0 4x-Schnittstelle herausgequetscht werden kann. Wie zu erwarten bei einem RAID0 aus SSDs sinken die Random 4K-Werte prozentual deutlicher ab, im Schreibmodus stärker als im Lesemodus. Somit bleibt noch der Wert für die Dritte im Bunde zu ermitteln:
3x Kingston KC3000 2 TB im RAID0
Auch hier legt das RAID-Verbund erstaunlich hohe Werte beim sequenziellen Lesen hin. Mit ordentlichen 21 GB/s liegt der Wert exakt auf dem dreifachen Niveau einer einzelnen KC3000 mit 2 TB. 7.000 MB/s Lesen (und auch schreiben) lautet die Werksangabe von Kingston. Überraschenderweise sind sowohl Lese- als auch Schreibwerte im Random 4K mit hoher Queue Depth wieder auf den Wert einer einzelnen SSD angestiegen, der Q1T1-Wert bleibt auf dem des RAID0 mit zwei Laufwerken.
Alles in allem bescheinigt CrystalDiskMark somit durchaus vielversprechende Werte.
Wie jedoch sieht es mit der Latenz aus? Vielerorts wird ja immer darüber lamentiert, dass RAID-Verbunde die Latenzen in die Höhe treiben und sie deshalb auf keinen Fall für Spieler in Frage kommen dürfen. Schauen wir uns hierzu als erstes die Latenzen der SATA-SSD von Crucial an:
0,19 Millisekunden für Lese- und sogar nur 0,039 Millisekunden für Schreibvorgänge sind ein beachtlicher Wert für eine SATA SSD.
Wo landet unser Kingston-RAID im direkten Vergleich?
Ja sieh mal einer an. Beide Werte werden deutlich unterschritten. Chip.de testete die KC3000 in der 2 TB-Variante (natürlich nicht im RAID-Verbund, sondern einzeln) übrigens mit 0,033 Millisekunden lesend und 0,026 Millisekunden schreibend. Ich würde sagen, wir haben hier nahezu eine Punktlandung.
Dem Gerücht, dass ein RAID die Zugriffszeiten einer SSD verhunzt, sollte somit spätestens jetzt der Garaus gemacht worden sein.
Kommen wir nun zu den Werten der einzelnen Spiele, darauf sollten wir als Spieler letztlich den größten Wert legen.
ARK besitzt, auch mit einer SATA-SSD, eine durchaus flotte Ladezeit bis in's Spielmenü. Dennoch ist bereits hier eine deutliche Veringerung der Ladezeit festzustellen, wenn auf eine NVME- anstelle einer SATA-SSD gesetzt wird. Die Ladezeiten in's Spielmenü sind zudem zu kurz, als dass hier Unterschiede zwischen der Single- und der RAID-Variante festgestellt werden könnten. Beim Laden des Spielstands merkt man, welcher Brocken (um nicht zu sagen: unoptimierter *&;%§-Haufen) ARK eigentlich ist. 4 Minuten von einer SATA-SSD sind schon eine Nummer, auch mit Mods. Immerhin verkürzt die KC3000 den Ladevorgang um knappe 40 Sekunden. Jeder RAID-Verbund kann hier obendrein jeweils weitere drei Sekunden rausholen.
Assassins Creed Odyssey zeigt ein sehr interessantes Verhalten. Die Ladezeit in's Menü profitiert auch hier wieder von immerhin 6 Sekunden geringerer Ladezeit mit einer KC3000, das RAID0 mit zwei Disks hingegen liegt eher wieder auf SATA-Niveau. Eine Erklärung hierfür könnte sein, dass das RAID0 mit zwei Disks noch mit einer höheren Stripe Size von 128 KByte gefahren wurde und Assassins Creed Odysseyaufgrund der eigenen Dateistruktur nicht davon profitieren kann. Jedenfalls wäre das wiederum eine Erklärung, wieso das Stripe Array mit 3 Disks (und 16 KB Stripe Size) messbar vor allen anderen Varianten liegt.
Das Laden in den Spielstand erfolgt wiederum gleichflott von allen Datenträgervarianten - mit Ausnahme des 3er Arrays. Hier dreht sich das vorherige Bild seltsamerweise und ja, auch dieser Test wurde mehrfach durchgeführt. Es dauert immer ca. 4-5 Sekunden länger, bis man Griechenland selbst erkunden darf. Eine Erklärung hierfür kann ebenfalls nur gemutmaßt werden: die für das Laden des Spielmenüs benötigten Daten liegen "optimaler" für das 3er RAID0 vor als wie sie es letztlich für das Laden des Spielstands tun. Vermutlich werden hier einfach viele Assets in ungünstiger Größe für die 16KB-Stripes geladen.
Immerhin: im Spiel selbst (in keinem der hier getestetn) gab es Nachladeruckler und das hier gezeigte, nur schwer erklärliche Verhalten, das nur vom 3er Stripe an den Tag gelegt wird, konnte so in keinem anderen Spiel nachgestellt werden.
Wenngleich sich die Ladezeiten ins Menü mit der KC3000 verkürzen lassen, so profitiert die Ladezeit dessen wiederum nicht von den beiden RAID-Verbunden. Gleiches trifft auch wieder auf das Laden in die Spielsequenz zu. Entgegen zu AC Odyssey ist es wenigstens so konstant, dass beide RAID-Verbunde hier messbar hinter der solitären KC3000 liegen - ein Verhalten, das ziemlich sicher auf die Größe der zu ladenden Einzeldateien zurückzuführen ist, welche wohl schneller und einfacher von nur einer einzelnen SSD bewerkstelligt werden können. Ein Flaschenhals beim Datenmanagement inkl. RAID-Handling ist bei einem Core i5-12600K mit ziemlich sicherer Wahrscheinlichkeit auszuschließen.
In Horizon: Zero Dawn wird beachtlich zur Show gestellt, wie stark eine SATA-Schnittstelle beim Laden von Spieledaten limitieren kann. Zwar erfolgt der Sprung in's Spielmenü bei allen Disk-Varianten verhältnismäßig gleichschnell, das Laden in die Spielszene jedoch kann um imposante 9,5 Sekunden herabgesenkt werden - gute 40% der Ladezeit werden hier eingespart. Auch, wenn Horizon: Zero Dawn nicht das neueste Spiel am Himmel der Zocker ist, so ist es auch heute noch ein visuell durchaus ansehliches und komplexes Spiel. Insofern ist es generell beachtlich, wie gut das Laden der benötigten Assets von statten geht. Hut ab, Guerilla Games.
Ein weiterer Titel, der sich vor dem Neuafusetzen des PCs noch installiert in meiner Steam-Bibliothek befand und von dem ich ausging, dass er durchaus interessant in Sachen Ladezeiten sein könnte - vor Allem aufgrund der dynamischen Spielwelt. "Denkste!", sagt das Spiel und streckt mir frech die Zunge entgegen. Sowohl die Ladezeiten im Menü, als auch die in den Spielstand liegen derart eng beieinander, dass es sich, da ja händisch gemessen, schon fast um Messtoleranzen handeln könnte. Dennoch fällt auf, dass das 3er RAID wieder ein ganz klein wenig abseits agiert, wenn auch nur einen Hauch.
Keine Bange, normalerweise benötigt der beliebte Pixel-Farmer keine Minute, um in's Spielmenü zu laden und gewiss auch keine zwei Minuten, um ein Savegame zu laden. Spickt man das Spiel jedoch mit ca. 145 Mods, dann zwingt auch ein schnelles System den geneigten Spieler erst einmal zur Kaffeepause (für mich bitte Kakao
). Immerhin: Die KC3000 kann auch hier wieder deutlich messbar ein paar Sekunden rausholen. Das RAID0 aus zwei Disks ist nochmals minimal schneller, das RAID0 mit drei Disks hingegen wieder etwas langsamer als eine einzelne Kingston-SSD. Auch hier würde ich nicht von Messtoleranzen ausgehen als eher wieder von der Tatsache, dass in Summe wohl keine optimale Dateigröße für das 3er Stripe vorliegt.Minecraft hat, wie in der Methodik erwähnt, drei Messläufe - die beiden für's Laden in's Menü sowie in das Savegame (hier: verbinden zum dedizierten Offlineserver) sowie einen zusätzlichen für das Starten desselben auf dem lokalen Datenträger. Dabei scheint das Mod-Loading hier ebenfalls eher unbeeindruckt von der Art der SSD oder des Disk-Arrays zu sein. Zwar sind zwei Sekunden weniger beim Starten des Servers zu verzeichnen, kriegsentscheidend ist das jedoch nicht. Genauso wenig ist es das Laden in's Spiel mitsamt der ca. 80 Mods und das anschließende Verbinden mit dem Server.
Auffällig ist lediglich, das in den beiden letztgenannten Szenarien die einzelne KC3000 minimal das Nachsehen hat - und zwar sowohl gegenüber der Disk Arrays als auch gegenüber der Crucial-SSD am SATA-Port. Das liegt vermutlich an der Kombination aus Controller und Speicherzellen der Kingston KC3000. Diverse Tests anderer Seiten haben bereits gezeigt, dass die SSD je nach Szenario (z.B. das Lesen und Schreiben unzähliger Jpeg-Dateien) deutlich flotter arbeitet als die PCIe 4.0-Konkurrenz, dafür aber in anderen Disziplinen wieder hinterherhinkt. Ein solcher Fall scheint das Laden von Minecraft zu sein. Mit den RAID0-Verbunden kann dieses Defizit aber offenbar beglichen werden.
7) Die Erkenntnis
Tatsächlich ist der Vorteil einer über PCIe angebundenen M.2-SSD gegenüber der SATA-Schnittstelle zweifellos zu benennen. Bei der hier aufaddierten Summe aller Ladezeiten befinden sich gute eineinhalb Minuten zwischen allen Kingston-Varianten und der MX500 am SATA-Port.
Betrachtet man jedoch die Kingston-SSDs unter sich, so könnte man auch sagen: "Wie Sie sehen, sehen Sie nichts". Tatsächlich gibt es mal den einen, mal den anderen Fall zwischen den einzelnen getesteten Spielen, wo jeweils die solitär eingesetzte SSD oder aber eines der RAID-Verbunde seine Vorteile ausspielen kann. Ein Muster, das jedoch abzeichnen ließe, dass eine dieser drei Varianten zu bevorzugen sei, gibt es nicht - jedenfalls nicht in Bezug auf die reine Ladegeschwindigkeit.
8) DirectStorage ohne Spiele, aber mit Avocados
Vermutlich warten wir alle sehnsüchtig auf den großen technischen Durchbruch, der uns mit DirectStorage versprochen wurde. Es gibt bereits viele Demonstrationen seitens Intel und immerhni auch schon (wow) ein ganzes (!) Spiel am Markt, das DirectStorage zumindest rudimentär unterstützt: Forspoken
EDIT: Mittlerweile besitzt auch das neue Ratchet & Clank: Rift Apart offizielle DirectStorage-Unterstützung.
Beide Titel befinden sich jedoch nicht in meiner Spielebibliothek und aufgrund meines derzeitigen Backlogs (Baldur's Gate sei Dank) wird das auch erst einmal so bleiben. Nur für den Artikel wollte ich keine zusätzlichen Spiele holen, zumal ich hoffe, dass die Entwickler beider Spiele noch ein wenig nachpatchen und ausbessern - so richtig rund scheint Forspoken allgemein und Ratchet & Clank zumindest hinsichtlich DirectStorage noch nicht zu laufen.
Immerhin: Forspoken beweist in anderen Tests eindrucksvoll, was diese noch in den Kinderschuhen befindliche Technologie bereits zu leisten vermag.
Ein weiterer Test, um DirectStorage auf den Zahn zu fühlen, wurde von ComputerBase vor Kurzem bereits vorgestellt und von der Community rauf und runtergenudelt (ge-avocado'd
). Diesen Test wollte ich auch hier keinesfalls vorenthalten - die BulkLoadDemo:Spätestens hier zeigt sich, wie wichtig in hoffentlich nicht allzu entferner Zukunft eine flotte SSD auch für Spieler sein wird. Während die Grafikkarte - hier eine RTX 3060 Ti - in Verbindung mit der SATA-SSD immerhin knapp über 2 GB/s an komprimierten Daten direkt in den Grafikspeicher schieben kann, so nimmt die Menge an Daten bereits bei einer einzelnen Kingston KC3000 drastisch zu: 15,5 GB/s stehen plötzlich auf der Habenseite, was fast dem Faktor 8 entspricht. Diesen Wert erreicht auch der User @ralelelelel in seinem an ComputerBase übermittelten Beitrag in diesem Test mit einer RTX 3060 Ti und einer ähnlich schnellen PCIe 4.0 SSD.
Nochmals deutlich legt das RAID0-Verbund mit zwei Disks zu. Die Tatsache, dass auch die dritte SSD hier nicht mehr wirklich drauflegen kann, obwohl wir bereits bei CrystalDiskMark gesehen haben, was eigentlich möglich wäre (und das unkomprimiert), so liegt die Vermutung nahe, dass bei ca. 18,5 GB/s wohl eher die Speicheranbindung der RTX 3060 Ti der limitierende Faktor zu sein scheint.
Dafür spricht auch, dass die RTX 3070 mit einer hier verwendeten KC3000 bei @matzep knappe 21 GB/s erreicht. Zwar basiert auch sie, wie die RTX 3060 Ti, auf dem GA104-Grafikchip von nVidia, die 3070 ist jedoch mit deutlich mehr ROPs, ALUs, Tensor-Kernen etc. ausgestattet. Das hilft beim "In den Grafikspeicher schaufeln/Entpacken" ungemein.
Lässt man das zweifellos wahnwitzige RAM-Drive von @HisN sowie das immer noch schnelle RAM-Drive von @BassCatBall mal außen vor, so sind die schnellsten Systeme im Bunde jeweils mit einem NVME-RAID ausgestattet. Sowohl die zwei WD_SN850X von @mac0815 gepaart mit seiner RTX 4090, als auch die drei WD_SN850X an der RX 6900 XT von @Pagantier zeigen eindrucksvoll, wie viele Daten nativ von einem Datenträgerverbund in den Arbeitsspeicher der Grafikkarte geschaufelt werden kann.
Zweifelsohne wird es in Zukunft in den Kaufberatungen dieses Forums also heißen: "Kauf dir bitte auch die passende SSD - am Besten im RAID - zu deiner High End-Grafikkarte".
9) Vor- und Nachteile im Detail
Betrachtet man sich allerdings die Vor- und Nachteile im Detail, so könnte sich durchaus schnell herauskristallisieren, für welche Benutzergruppen ein RAID0 zu bevorzugen wäre.
Vorteile
- Höchstmögliche Transferraten
- Bestmöglicher Preis pro Terabyte
- Voraussichtlich bestmögliche P/L-Performance für DirectStorage
Nachteile
- (Geringe) Vorkenntnis Kenntnis zum Einrichten notwendig
- Nicht in jedem Mainboard möglich
- Erhöhtes Ausfallrisiko
- Höherer Stromverbrauch
- damit einhergehend erhöhte Gesamttemperatur bzw. Lautstärke des Systems
Selbstverständlich nimmt auch der Stromverbauch zu. Jener hält sich im Großen und Ganzen zwar im Rahmen, drei mal 10 Watt (in der absoluten Spitze unter Volllast) sind aber dennoch mehr als nur einmal 10 Watt. Hinzu kommt, dass die dabei entstehende Wärme auch abgeführt werden muss. Ein gutes Belüftungskonzept mit vernünftigem Airflow-Gehäuse sowie zumindest passiven Kühlern auf den SSDs sollte also Pflicht sein.
Im Test unter CrystalDiskMark erreichten die SSDs in der Spitze 65°C - eine Drosselung würde Kingston werksseitig bei 70°C vorsehen. Hinzu sei gesagt, dass mein System auf äußerst leise getrimmt ist und es zudem ca. 27° Zimmertemperatur hat.
10) Fazit
Ist ein PCIe SSD-RAID für jedermann empfehlenswert? Ganz bestimmt nicht. Ist es generell abzulehnen? Auch nicht. Ganz im Gegenteil sogar. Die Einfachheit der heutigen Technik, die Tatsache, dass viele Mainboards entsprechend ausreichende PCIe-Lanes besitzen, dass Windows heute so gut und einfach mit RAID-Verbunden umgehen kann und eben auch die Tatsache, dass in Sachen Transferleistung und Zugriffszeiten keine Nachteile entstehen, sind eigentlich Grund genug dafür, dass jeder technikaffine und bastelwillige PC-Enthusiast durchaus einmal den Schritt zum RAID wagen darf.
Zum jetzigen Zeitpunkt gibt es de facto noch keinen klaren Vorteil, der besonders für Spieler als der totale Gamechanger angesehen werden kann. Spätestens jedoch, wenn weitere DirectStorage-Titel das Licht der Welt erblicken (und diese Spiele es auch spielerisch wert sind), wird sich zweifellos die Frage stellen: Lieber eine langsamere und teurere PCIe 5.0-SSD oder zwei oder gar drei schnellere und günstigere PCIe 4.0 SSDs?
Eines ist jedoch sicher: wer heute noch eine klassische, mechanische Festplatte in seinem Rechner nutzt und Spiele, produktive Anwendungen oder sogar das Betriebssystem von dort aus lädt, der sollte sich schleunigst Gedanken über einen Wechsel hin zur Speicherzelle machen. Besitzt man jedoch bereits eine solide SSD, sei es eine PCIe der 3. Generation oder auch "nur" eine, die per SATA-Protokoll angebunden ist, so besteht zum jetzigen Zeitpunkt überhaupt keine Not zum Wechsel.
PS:
Wenn mir jemand ( @Steffen ? ^^ ) mal die Funktion/den Code für Sprungziele vom Index aus erklärt, baue ich das gerne ein (vermutlich im Editor-Modus?!)
// Ende des Artikels //
11) Changelog
23-08-17:
- Korrektur / Textanpassung unter 3a), welche Chipsätze RAID (0/1, etc) unterstützen
- Korrektur unter 8) -> Ratchet & Clank: Rift Apart erwähnt
- Unter 9) die erhöhte Temperatur bzw. den daraus resultierend erhöhten Lüfterlärm als Negativpunkt aufgeführt
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