Liebe CBler,
wie ihr dem Titel entnehmen könnt, soll hier herausgefunden werden, ob ein System mit einem Alter von 10+ Jahren zum einen fähig ist, eine NVMe-SSD zu betreiben und falls ja, wie dies die Performance des gesamten Systems beeinflussen kann. Da das Ganze nun doch länger wurde als gedacht und so viele WENN und DANN beinhaltet, versuche ich mich ein wenig an eine Sortierung. Wer gleich/nur das Ergebnis sehen möchte, einfach hinspringen
.
Inhalt:
Zum Einsatz kommen eine SSD vom Typ Seagate FireCuda 520 SSD 1TB sowie der mit Kühlkörper ausgestattete PCIe-NVMe Adapter RaidSonic Icy Box IB-PCI208-HS
(die SSD gab es einmal kurzfristig für etwa 110-120€, da konnte ich einfach nicht ablehnen).
Zur SSD gab es hier auf CB sogar schon einen Artikel, welcher die Leistungsdaten (und das Problem "nur mit Kühler") schon betrachtet hat - aber auf einem modernen PCIe 4.0 System. zum Artikel
Aus diesem Grund möchte ich mich auf eine kurze Vorstellung des Adapters beschränken (sozusagen ein integrierter Kurztest).
Der Adapter kommt mit einer Slotblende für volle sowie halbe Höhe und beinhaltet einen Kühlkörper aus Aluminium, welcher etwa zweimal so groß ist, wie die SSD selbst. Weiter sind im Lieferumfang noch zwei Wärmeleitpads (Dicke: 0,7mm und 1,3mm), passende Schrauben mit Reserven sowie einem (für diese Schrauben) echt super greifenden Mini-Schraubendreher. An SSDs kann alles von 2280 und abwärts montiert werden.
Für meinen Fall musste das dicker Wärmeleitpad genutzt werden, da sonst zu wenig Druck/Kontakt zwischen SSD und Kühlkörper war. Der Restliche Zusammenbau war keine große Schwierigkeit.
Das Testsetup besteht im Wesentlichen aus den folgenden Komponenten:
Aus diesem Grund habe ich die SSDs sowohl im "alles an den PCH angeschlossen und GPU im x16-Modus belassen" getestet, als auch im "Lanesplitting von GPU/SSD in x8/x8" Modus. Im Weiteren werden hierfür die Bezeichnungen "x16" bzw "x8" genutzt - jeweils um die Anbindung der GPU zu kennzeichnen.
Bildquelle: TECHNIK3D
Als Testsoftware kam hier sowohl ASSSD, als auch CrystalDiskMark zum Einsatz. Gemessen wurden jeweils Schreib-Lese-Geschwindigkeiten, als auch die IO/s der oben genannten Laufwerke. Es wurden drei Durchgänge ausgeführt und das Mittel dieser als Ergebnis notiert.
Die Ergebnisse sind in folgendem Bild/Tabelle aufgeführt
Um einen Vergleich der Laufwerke mit den verschiedenen Messgrößen zu erhalten, wuren diese im Anschluss auf den Wert der NVMe-SSD im x8 Modus normiert (100%). Lediglich bei der Zugriffszeit wurde hierzu die alte HDD herangezogen.
Wie erwartet, sind die HDDs in allen Kategorien deutlich unterlegen, vor allem bei den IO/s sehen diese in den synthetischen Benchmarks noch nicht mal mehr die Rücklichter. Auch gut zu erkennen ist, dass die NVMe-SSD in beiden Modi eine SATA-SSD um 50-80% übertrifft. Ein Unterschied zwischen den Anbindungen x8/x16 ist zwar zu sehen (x8 ist hier leicht besser als x16 da direkt an der CPU angeschlossen), jedoch sind diese Abweichungen oft im Bereich von wenigen Prozentpunkten, sodass nicht von einem klaren Gewinner im Modus x8/x16 gesprochen werden kann.
Erzeugt man aber auf der PCH-Seite weitere Last durch Dateitransfers, Netzwerk, TV-Karte, ... so sieht die Sache schon anders aus (Ergebnisse sind oben in der Tabelle schon enthalten)
Eigentlich habe ich mir hierbei erhofft, einen klaren Sieger der Moduswahl x8/x16 ausrufen zu können, allerdings kann ich mir dieses Ergebnis auch nicht so einfach erklären. So sollten im x16-Fall eigentlich die Werte mit der LOAD einbrechen, da hier mit der Datenübertragung parallel das DMI für mehrere Geräte geteilt werden muss. Aber manchmal steigt die Performance unter der Last tatsächlich an...interessant und unerklärlich zugleich. Da dies aber nur im x16-Fall passiert (also alles über den PCH geht) und vor allem die 4k-Testwerte so nach oben ziehen, fällt mein Verdacht auf den PLX-Chip, welcher hier noch seine Finger im Spiel haben kann. Auch ein zufälliger 3-facher Messausreißer wäre denkbar.
Wer eine bessere Erklärung dafür hat, bitte antworten.
Nachdem die synthetischen Benchmarks oft nicht allzu anwendungsnah sind, habe ich die SSDs (SATA und NVMe) im folgenden als Client-SSDs getestet. Also die Frage, wie performen diese im Alltag und gibt es hierbei einen klaren Sieger. Getestet wurden die SSDs/HDD_neu als Ort für VMs, Datenübertragung im Windows, (ent)packen von Dateien, ... Die NVMe ist im x8-Modus eingebaut gewesen. Die Ergebnisse (Auszug):
Während die HDD in eigentlich allen Fällen deutlich den hinteren Platz einnimmt, so zeigen die beiden SSD-Typen in den meisten Fällen dieselbe Performance. Lediglich beim ZIP-Archiv kann die NVMe deutlicher punkten, da hier die Kombination aus Schreib/Lese-Rate und die hohen IO/s in Kombination ihren Vorteil zeigen - alles unter PCIe 2.0 wohl gemerkt
Im nächsten Test ging es um die Antwort auf die Frage "Welche SSD wird das neue Zuhause für das OS sein?"
Aus diesem Grund sind beide SSDs einzeln und ohne weitere Laufwerke ins System gebaut und Windows 10 (21H1) per USB3-Stick installiert worden. Die ersten beiden automatisierten Reboots wurden abgewartet und die Zeiten gestoppt. Am Ende ist auch der Updateprozess in Windows Gestoppt worden, um einen "einfachen Anwendungsfall" zu simulieren.
Während die reine Installation praktisch identisch ist, hat die NVMe-SSD sowohl bei der Bootzeit, als auch bei den Updates (=Anwendungen) die Nase vorn. Auch muss noch bedacht werden, dass auf der NVMe-Seite schon eine automatische Bereinigung beim Updaten erfolgt ist, die SATA-SSD aber noch einen weiteren Neustart nach dem Update-Neustart wollte. Die NVMe-SSd ist also auch hier (etwas) perfomanter.
Was beim Installieren von Windows auf die NVMe-SSD seltsames aufgetreten ist, möchte ich hier aber nicht vorenthalten. Die Installation lief bis zur Auswahl des Laufwerks ohne Probleme, jedoch kam dann die folgende Meldung
Na toll, dann kann mein Board nicht direkt von der NVMe booten (habe ich auch teilweise mit einkalkuliert). Also schnell die andere SSD an SATA angeschlossen, damit dort der Bootloader drauf kommt und auf die NVMe verweist. Installation lief dann auch sauber durch...aber in Windows selbst war die SATA-SSD ohne eine Partition, die Bootpartitionen befanden sich alle auf der NVMe.
Auch nach dem Entfernen der SATA-SSD hat Windows brav von der NVMe gestartet, lediglich die Partitonierung wollte es nich tautomatisch machen.
Ich muss hier aber fairerweise dazusagen, dass ich ein gemoddetes BIOS habe, welches den NVMe-Support besitzt, jedoch in der Oberfläche diese Speicher nicht anzeigen kann. Deswegen hat vermutlich der Bootloader(UEFI) ausgereicht, um davon zu starten. Klappt vielleicht auch bei anderen.
Da die GPU im Falle des x8/x8-Betriebs der NVMe-SSD nur die Hälfte ihrer Lanes zur verfügung hat, bleibt am Ende die Frage, wie das die Gamingperformance beeinflusst.
In synthetischen Benchmarks (Furmark, 3D-Mark, ...) ist dieser Unterschied nicht messbar (lediglich 5-10 Punkte Unterschied). Deswegen die oben erwähnten Spiele getestet. Einstellungen waren so gesetzt, dass der Grafikspeicher maximal gefüllt ist und außer der GPU keine andere Hardware limitiert.
Während die FPS in beiden Modi (x8 bzw x16) in der Regel jeweils identisch waren, so waren bei Spielen mit größerer Objektzahl kurzzeitig Einbrüche auf die Hälfte der FPS zu erkennen. Dies lässt den Schluss darauf zu, dass die Anbindung der GPU/des Grafikspeichers nicht mehr mit dem nachladen der Objekte/Texturen nachkommt und deswegen kurzzeitig ainbricht.
Nun mein Fazit zum Test und das Einsatzgebiet der NVMe-SSD.
Da zwischen den beiden Modi x8/x16 kaum ein Untershied zu erkennen ist, der x8-Modus aber noch die Nachteile der kurzen FPS-Einbrüche hat, wird die NVMe ihren Platz im unteren PCIe-Slot haben, welcher per PCH angebunden ist. Auch wird sie die Heimat für das Betriebssystem und Programme werden, da sie in den Realszenarien eine identische oder oft bessere Leistung aufweist.
Spiele und VMs können entweder auf die NVMe, oder auf die SATA SSD gelegt werden. Hier ist es oft eine Frage der Ordnung und wie einfach sich diese Anwendungen verschieben lassen (zB. Spiele liegen als Backup auf einer HDD und werden nur im Spielefall auf eine der SSDs gezogen).
Funktioniert eine NVMe-SSD unter einem PCIe 2.0-System und lohnt sich die Aufrüstung gegenüber einer einfachen SATA-SSD?
Nun, "funktionieren" wird sie, wenn auch nicht alle älteren Systeme davon direkt booten könnten. Eine große Leistungssteigerung im Vergleich zu einer identischen SATA-SSD darf man aber nicht erwarten. Wem dies bewusst ist und noch SATA-Steckplätze/Platz im Computer ist, kann also getrost noch zu einer SATA-SSD greifen.
Bei etwa gleicher Preislage oder mit dem Hintergedanken, diese NVMe-SSD später direkt in sein neues Sytem zu packen, würde ich aber der NVMe-SSD den Vorzug geben. Ein weiteres Plus ist der Wegfall der Kabel. Auch wer keine freien SATA Ports mehr hat, kann hier mit diesen SSDs aufrüsten.
Un da die Seagate-SSD zum einen so günstig war für PCIe 4.0 und mit einer Schreibleistung von 1,8 PB daher kommt, kann ich sie auch später als schnellen Cache in einem 10G-NAS sehen. Vorausgesetzt, die Preise werden irgendwann wieder vernünftig.
Und wie immer am Ende: Fragen, Wünsche, ... einfach in die Antwort.
wie ihr dem Titel entnehmen könnt, soll hier herausgefunden werden, ob ein System mit einem Alter von 10+ Jahren zum einen fähig ist, eine NVMe-SSD zu betreiben und falls ja, wie dies die Performance des gesamten Systems beeinflussen kann. Da das Ganze nun doch länger wurde als gedacht und so viele WENN und DANN beinhaltet, versuche ich mich ein wenig an eine Sortierung. Wer gleich/nur das Ergebnis sehen möchte, einfach hinspringen
.Inhalt:
- NVMeHardware
- Testsetup
- synthetische Tests
- Anwendungstests als Client-SSD
- Anwendungstests als OS-SSD
- SSD vs. GPU - x8 oder x16?
- Fazit
NVMeHardware
Zum Einsatz kommen eine SSD vom Typ Seagate FireCuda 520 SSD 1TB sowie der mit Kühlkörper ausgestattete PCIe-NVMe Adapter RaidSonic Icy Box IB-PCI208-HS
(die SSD gab es einmal kurzfristig für etwa 110-120€, da konnte ich einfach nicht ablehnen).
Zur SSD gab es hier auf CB sogar schon einen Artikel, welcher die Leistungsdaten (und das Problem "nur mit Kühler") schon betrachtet hat - aber auf einem modernen PCIe 4.0 System. zum Artikel
Aus diesem Grund möchte ich mich auf eine kurze Vorstellung des Adapters beschränken (sozusagen ein integrierter Kurztest).
Der Adapter kommt mit einer Slotblende für volle sowie halbe Höhe und beinhaltet einen Kühlkörper aus Aluminium, welcher etwa zweimal so groß ist, wie die SSD selbst. Weiter sind im Lieferumfang noch zwei Wärmeleitpads (Dicke: 0,7mm und 1,3mm), passende Schrauben mit Reserven sowie einem (für diese Schrauben) echt super greifenden Mini-Schraubendreher. An SSDs kann alles von 2280 und abwärts montiert werden.
Für meinen Fall musste das dicker Wärmeleitpad genutzt werden, da sonst zu wenig Druck/Kontakt zwischen SSD und Kühlkörper war. Der Restliche Zusammenbau war keine große Schwierigkeit.
Testsetup
Das Testsetup besteht im Wesentlichen aus den folgenden Komponenten:
- Board: ASROCK Fatal1ty P67 Professional zum Artikel
- CPU: Intel i5-2500K
- RAM: DDR3-1333MHz (4x4GB)
- GPU: Gigabyte NVIDIA GTX 670
- Client-SSD: Samsung SSD 860 EVO 250GB
- NVMe-SSD: Seagate FireCuda 520
- HDD_alt: ST3320820AS 320,0 GB
- HDD_neu: WDC WD80EFAX-68KNBN0 8001,5 GB
Aus diesem Grund habe ich die SSDs sowohl im "alles an den PCH angeschlossen und GPU im x16-Modus belassen" getestet, als auch im "Lanesplitting von GPU/SSD in x8/x8" Modus. Im Weiteren werden hierfür die Bezeichnungen "x16" bzw "x8" genutzt - jeweils um die Anbindung der GPU zu kennzeichnen.
synthetische Tests
Als Testsoftware kam hier sowohl ASSSD, als auch CrystalDiskMark zum Einsatz. Gemessen wurden jeweils Schreib-Lese-Geschwindigkeiten, als auch die IO/s der oben genannten Laufwerke. Es wurden drei Durchgänge ausgeführt und das Mittel dieser als Ergebnis notiert.
Die Ergebnisse sind in folgendem Bild/Tabelle aufgeführt
Um einen Vergleich der Laufwerke mit den verschiedenen Messgrößen zu erhalten, wuren diese im Anschluss auf den Wert der NVMe-SSD im x8 Modus normiert (100%). Lediglich bei der Zugriffszeit wurde hierzu die alte HDD herangezogen.
Wie erwartet, sind die HDDs in allen Kategorien deutlich unterlegen, vor allem bei den IO/s sehen diese in den synthetischen Benchmarks noch nicht mal mehr die Rücklichter. Auch gut zu erkennen ist, dass die NVMe-SSD in beiden Modi eine SATA-SSD um 50-80% übertrifft. Ein Unterschied zwischen den Anbindungen x8/x16 ist zwar zu sehen (x8 ist hier leicht besser als x16 da direkt an der CPU angeschlossen), jedoch sind diese Abweichungen oft im Bereich von wenigen Prozentpunkten, sodass nicht von einem klaren Gewinner im Modus x8/x16 gesprochen werden kann.
Erzeugt man aber auf der PCH-Seite weitere Last durch Dateitransfers, Netzwerk, TV-Karte, ... so sieht die Sache schon anders aus (Ergebnisse sind oben in der Tabelle schon enthalten)
Eigentlich habe ich mir hierbei erhofft, einen klaren Sieger der Moduswahl x8/x16 ausrufen zu können, allerdings kann ich mir dieses Ergebnis auch nicht so einfach erklären. So sollten im x16-Fall eigentlich die Werte mit der LOAD einbrechen, da hier mit der Datenübertragung parallel das DMI für mehrere Geräte geteilt werden muss. Aber manchmal steigt die Performance unter der Last tatsächlich an...interessant und unerklärlich zugleich. Da dies aber nur im x16-Fall passiert (also alles über den PCH geht) und vor allem die 4k-Testwerte so nach oben ziehen, fällt mein Verdacht auf den PLX-Chip, welcher hier noch seine Finger im Spiel haben kann. Auch ein zufälliger 3-facher Messausreißer wäre denkbar.
Wer eine bessere Erklärung dafür hat, bitte antworten.
Anwendungstests als Client-SSD
Nachdem die synthetischen Benchmarks oft nicht allzu anwendungsnah sind, habe ich die SSDs (SATA und NVMe) im folgenden als Client-SSDs getestet. Also die Frage, wie performen diese im Alltag und gibt es hierbei einen klaren Sieger. Getestet wurden die SSDs/HDD_neu als Ort für VMs, Datenübertragung im Windows, (ent)packen von Dateien, ... Die NVMe ist im x8-Modus eingebaut gewesen. Die Ergebnisse (Auszug):
Während die HDD in eigentlich allen Fällen deutlich den hinteren Platz einnimmt, so zeigen die beiden SSD-Typen in den meisten Fällen dieselbe Performance. Lediglich beim ZIP-Archiv kann die NVMe deutlicher punkten, da hier die Kombination aus Schreib/Lese-Rate und die hohen IO/s in Kombination ihren Vorteil zeigen - alles unter PCIe 2.0 wohl gemerkt
Anwendungstests als OS-SSD
Im nächsten Test ging es um die Antwort auf die Frage "Welche SSD wird das neue Zuhause für das OS sein?"
Aus diesem Grund sind beide SSDs einzeln und ohne weitere Laufwerke ins System gebaut und Windows 10 (21H1) per USB3-Stick installiert worden. Die ersten beiden automatisierten Reboots wurden abgewartet und die Zeiten gestoppt. Am Ende ist auch der Updateprozess in Windows Gestoppt worden, um einen "einfachen Anwendungsfall" zu simulieren.
Während die reine Installation praktisch identisch ist, hat die NVMe-SSD sowohl bei der Bootzeit, als auch bei den Updates (=Anwendungen) die Nase vorn. Auch muss noch bedacht werden, dass auf der NVMe-Seite schon eine automatische Bereinigung beim Updaten erfolgt ist, die SATA-SSD aber noch einen weiteren Neustart nach dem Update-Neustart wollte. Die NVMe-SSd ist also auch hier (etwas) perfomanter.
Was beim Installieren von Windows auf die NVMe-SSD seltsames aufgetreten ist, möchte ich hier aber nicht vorenthalten. Die Installation lief bis zur Auswahl des Laufwerks ohne Probleme, jedoch kam dann die folgende Meldung
Na toll, dann kann mein Board nicht direkt von der NVMe booten (habe ich auch teilweise mit einkalkuliert). Also schnell die andere SSD an SATA angeschlossen, damit dort der Bootloader drauf kommt und auf die NVMe verweist. Installation lief dann auch sauber durch...aber in Windows selbst war die SATA-SSD ohne eine Partition, die Bootpartitionen befanden sich alle auf der NVMe.
Auch nach dem Entfernen der SATA-SSD hat Windows brav von der NVMe gestartet, lediglich die Partitonierung wollte es nich tautomatisch machen.
Ich muss hier aber fairerweise dazusagen, dass ich ein gemoddetes BIOS habe, welches den NVMe-Support besitzt, jedoch in der Oberfläche diese Speicher nicht anzeigen kann. Deswegen hat vermutlich der Bootloader(UEFI) ausgereicht, um davon zu starten. Klappt vielleicht auch bei anderen.
SSD vs. GPU - x8 oder x16?
Da die GPU im Falle des x8/x8-Betriebs der NVMe-SSD nur die Hälfte ihrer Lanes zur verfügung hat, bleibt am Ende die Frage, wie das die Gamingperformance beeinflusst.
In synthetischen Benchmarks (Furmark, 3D-Mark, ...) ist dieser Unterschied nicht messbar (lediglich 5-10 Punkte Unterschied). Deswegen die oben erwähnten Spiele getestet. Einstellungen waren so gesetzt, dass der Grafikspeicher maximal gefüllt ist und außer der GPU keine andere Hardware limitiert.
Während die FPS in beiden Modi (x8 bzw x16) in der Regel jeweils identisch waren, so waren bei Spielen mit größerer Objektzahl kurzzeitig Einbrüche auf die Hälfte der FPS zu erkennen. Dies lässt den Schluss darauf zu, dass die Anbindung der GPU/des Grafikspeichers nicht mehr mit dem nachladen der Objekte/Texturen nachkommt und deswegen kurzzeitig ainbricht.
Fazit
Nun mein Fazit zum Test und das Einsatzgebiet der NVMe-SSD.
Da zwischen den beiden Modi x8/x16 kaum ein Untershied zu erkennen ist, der x8-Modus aber noch die Nachteile der kurzen FPS-Einbrüche hat, wird die NVMe ihren Platz im unteren PCIe-Slot haben, welcher per PCH angebunden ist. Auch wird sie die Heimat für das Betriebssystem und Programme werden, da sie in den Realszenarien eine identische oder oft bessere Leistung aufweist.
Spiele und VMs können entweder auf die NVMe, oder auf die SATA SSD gelegt werden. Hier ist es oft eine Frage der Ordnung und wie einfach sich diese Anwendungen verschieben lassen (zB. Spiele liegen als Backup auf einer HDD und werden nur im Spielefall auf eine der SSDs gezogen).
Funktioniert eine NVMe-SSD unter einem PCIe 2.0-System und lohnt sich die Aufrüstung gegenüber einer einfachen SATA-SSD?
Nun, "funktionieren" wird sie, wenn auch nicht alle älteren Systeme davon direkt booten könnten. Eine große Leistungssteigerung im Vergleich zu einer identischen SATA-SSD darf man aber nicht erwarten. Wem dies bewusst ist und noch SATA-Steckplätze/Platz im Computer ist, kann also getrost noch zu einer SATA-SSD greifen.
Bei etwa gleicher Preislage oder mit dem Hintergedanken, diese NVMe-SSD später direkt in sein neues Sytem zu packen, würde ich aber der NVMe-SSD den Vorzug geben. Ein weiteres Plus ist der Wegfall der Kabel. Auch wer keine freien SATA Ports mehr hat, kann hier mit diesen SSDs aufrüsten.
Un da die Seagate-SSD zum einen so günstig war für PCIe 4.0 und mit einer Schreibleistung von 1,8 PB daher kommt, kann ich sie auch später als schnellen Cache in einem 10G-NAS sehen. Vorausgesetzt, die Preise werden irgendwann wieder vernünftig.
Und wie immer am Ende: Fragen, Wünsche, ... einfach in die Antwort.
