News SSDs ohne DRAM: Marvell 88NV1140 kann NVMe 1.2 und HMB

[MichaG]

Solid State Drives ohne DRAM-Chip als Zwischenspeicher arbeiten oftmals erheblich langsamer als Pendants mit DRAM-Cache. Mit der NVMe-Spezifikation 1.2 hält die Funktion Host Memory Buffer (HMB) Einzug, die den Systemspeicher als Cache nutzbar macht. Marvell bietet mit dem 88NV1140 den ersten SSD-Controller mit HMB-Support an.

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[Gasmado]

Da bin ich ja pünktlich

 

[Holt]

Das mit der Datensicherheit scheint wirklich nicht groß geschrieben zu werden, wenn man überlegt wie oft es RAM Fehler in PCs gibt, dann wird mir da Angst und Bange. Möchte gar nicht wissen wie viele von solchen SSDs am Ende als defekt eingestuft werden, obwohl in Wahreheit das RAM einen Fehler hatte und das zum Auslesen der falschen Daten geführt hat. Außerdem dürfte es bei eine PCIe 3.0 x1 oder x2 Anbindung mit dem RAM Durchsatz auch nicht so weit her sein, aber gegenüber 2 NAND Kanälen ist der wohl immer noch gut.

 

[DaBzzz]

wenn man überlegt wie oft es RAM Fehler in PCs gibt, dann wird mir da Angst und Bange.

Intel hält ECC ja für ein Serverfeature, das man sich entsprechend bezahlen lässt - die Technik wär da, aber man melkt lieber, als es einfach für alle bereitzustellen.

Aber klar, kann man machen, war bei HyperMemory und TurboCache ja auch schon ein Performanceknüller. Ich freu mich drauf, grade bei Geräten mit gelötetem RAM, wo der Knauserkunde womöglich eh das Modell mit der knappen Bestückung nimmt

 

[r4yn3]

Die HMB Version wird ja in den Charts mit einer DRAM-less NVMEe SSD verglichen. Eine SM951 z.B. hat ja aber DRAM Cache. Ist die DRAM-less Version also eher ein hypothetisches Beispiel oder gibts sowas bereits in OEM Geräten?

Und seh ich das richtig dass sowas im Prinzip auf Tablets, Convertibles etc. abzielt? Da Desktop SSDs ohnehin DRAM verbaut haben, ist dies sowieso kein Anwendungsfall oder?

 

[R4Z3R]

Bei fertig gekauften Geräte stellen RAM-Fehler schlimmstenfalls ein Randproblem dar.

ECC halte ich langfristig trotzdem auch für Consumer sinnvoll, aber es gibt einen Haufen Faktoren die um Größenordnungen mehr Einfluß auf Fehler haben.

Wenn man Sorge hat dass der Arbeitsspeicher nicht tut was er soll, dann hat man sowieso ein Problem.

Arbeitsspeicher aus Sorge vor RAM-Fehlern nicht zu nutzen entbehrt jeder Grundlage und hat fast ein wenig schizophrene Züge.

 

[Ap2000]

Das mit der Datensicherheit scheint wirklich nicht groß geschrieben zu werden, wenn man überlegt wie oft es RAM Fehler in PCs gibt, dann wird mir da Angst und Bange.

Das habe ich mir auch gedacht.
Bei mir ist einer meiner vier 2GB Riegel vor ca. 2 Jahren abgeraucht (hat Fehler en masse produziert, als ich dann einen Mem Test laufen ließ).
Wer sowas kauft, muss extrem kurzsichtig sein.

 

[R4Z3R]

Wenn dein RAM defekt ist hast du so oder so ein Problem. Bei 16 GB RAM hast du schon vom Betriebssystem aus hunderte MB an Schreibpuffer und gigabyteweise Lesecache.

Es spielt keine Rolle ob bei Gigabytes an Storage Caches im RAM nochmal 500 MByte dazukommen die fix für die SSD reserviert sind.

Und: Was bringt einen zu der Annahme dass DRAM-Riegel fehlerfreier sind wenn sie auf deine SSD Platine gelötet werden statt in deinem Mainboard Slot zu stecken.

 

[Wolfsrabe]

Kann mir bitte jemand den Unterschied dieses HMB-Features im Vergleich zum Schreibcache der Betriebssysteme erklären, den es schon seit zig Jahren gibt?

 

[Jesterfox]

So wie ich das rauslese ist der Vorteil dass der Cache direkt vom Controller genutzt wird und somit für andere Informationen verwendet werden kann als der Schreib-/Lesecache vom OS.

In einem Beispiel besitzt der als HMB reservierte Systemspeicher eine Größe von 128 MByte und dient der Look-up-Tabelle (LUT) einer SSD ohne DRAM-Cache als Unterschlupf. Das Resultat ist eine erhebliche Reduzierung der Latenz beim Zugriff auf die LUT.

Das OS dürfte sich eher weniger für die LUT der SSD interessieren... da werden eher Datei und Filesystem-Daten vorgehalten.

 

[Holt]

Die HMB Version wird ja in den Charts mit einer DRAM-less NVMEe SSD verglichen. Eine SM951 z.B. hat ja aber DRAM Cache.

Die SM951 oder 950 Pro spielen auch in einer anderen Liga, die haben PCIe 3.0 x4 und 8 Kanäle, hier geht es um PCIe x1 und x2 Controller mit 2 Kanälen. Außerdem dürften die Zurgiffe auf den Hauptspeichehr über PCIe während der Zurgiffe die IOPS noch mal gewaltig beeinträchtigen, denn während der Controller mal eben im RAm der Rechners seine Mappingtabelle ausliest, können ja auch keine Nutzdaten z.B. eine parallel laufenden Befehls übertragen werden. Eine bessere Performance düfte nur bei leichten Workloads erreicht werden.

Und seh ich das richtig dass sowas im Prinzip auf Tablets, Convertibles etc. abzielt?

Das ist richtig, aber sobald es solche SSDs auch im M.2 Formfaktor im Handel gibt, werden diese auch von Leuten zum Aufrüsten gekauft werden und dann landen sie doch in x-beliebigen Kisten, die womöglich übertagtet und mit gemischten RAMs bestückt sind.

Da Desktop SSDs ohnehin DRAM verbaut haben, ist dies sowieso kein Anwendungsfall oder?

Das ändert sich ja gerade wieder, der Sandforce hatte kein DRAM sondern nur sein internes SRAM und nun kommen die DRAM losen Controller gerade wieder zurück um die billgisten SSDs noch ein wenig billiger zu machen, aber die sind eigentlich nur für OEMs relevant oder für Leute deren große Freude über jeden gesparten Euro auf die Enttäuschung über die weit geringere Performance dann wettmachen kann.

Bei fertig gekauften Geräte stellen RAM-Fehler schlimmstenfalls ein Randproblem dar.

Fertige Konfigurationen die man auch nicht übertakten oder umrüsten kann, haben weniger RAM Probleme, aber das wird ja wohl kaum das einzige Einsatzfeld solcher Controller bleiben.

ECC halte ich langfristig trotzdem auch für Consumer sinnvoll, aber es gibt einen Haufen Faktoren die um Größenordnungen mehr Einfluß auf Fehler haben.

ECC wäre immer und bei jedem PC sinnvoll, nur ist es eben die Abgrenzung zur Profi-Server und Workstationhardware, denn das ist das erste was die kleinen Xeon-E3 und deren Chipsätze von den i5 und i7 und den Consumer Chipsätze unterscheidet. Andere Faktoren haben weit weniger Einfluss auf Fehler als das RAM, aber Du bist bei weitem nicht der Einzige der ECC RAM für überbewertet hält, obwohl es unterbewertet ist.

Wenn man Sorge hat dass der Arbeitsspeicher nicht tut was er soll, dann hat man sowieso ein Problem.

Sorge zu haben ist nie verkehrt, weil es einen motiviert etwas zu tun und wenn es nur regelmäßig ein geeigneter RAM Test ist, nur die sorglosen fallen heillos auf die Schnautze und wissen dann nicht einmal warum.

Arbeitsspeicher aus Sorge vor RAM-Fehlern nicht zu nutzen entbehrt jeder Grundlage und hat schizophrene Züge.

Das ist ja nun Quatsch, aber wenn man eben das Pech hat, dass genau in dem Bereich RAM Fehler vorkommen der von der SSD genutzt wird, dann hat man nun nicht nur die Probleme der RAM Fehler, sondern diese sorgen plötzlich für Fehler bei der SSD, was noch unangenehmen enden kann. Verwaltungsdaten sind auf RAM Fehler ja noch viel sensibler als Userdaten.

Bei mir ist einer meiner vier 2GB Riegel vor ca. 2 Jahren abgeraucht (hat Fehler en masse produziert, als ich dann einen Mem Test laufen ließ).

Ja RAM kann eben auch anfangs heil sein und dann mit der Zeit anfangen Fehler zu bekommen und je kleiner die Fertigungsstrukturen werden, umso mehr fürchte ich werden wir genau das sehen, da die Einflüsse der immer dichter daneben liegenden Nachbarzellen immer größer werden und das auf Zellen die selbst immer weniger Ladung enthalten. Wir werden sehen, bei DDR4 wurde ja immerhin eine Absicherung der Übertragung vorgenommen, da scheint es bei den inzwischen erreichten Frequenzen auch schon so massiv Probleme gegeben zu haben, dass man dort wenigstens eine Absicherung vorgenommen hat. Das ist ja immer so, Consumer HW soll möglichst billig sein und da wird nur gegen solche Fehler abgesichert, die zu häufig zu Problemen führen.

Es spielt keine Rolle ob bei Gigabytes an Storage Caches im RAM nochmal 500 MByte dazukommen die fix für die SSD reserviert sind.

Da wäre ich mir nicht so sicher, weil ja der Controller der SSDs die Daten dort im RAM verwaltet und das sind nur Metadaten. Im normalen RAM hast Du ja weit überwiegend Nutzdaten gecacht, dann hat eine Datei eben ein paar gekippte Bits, aber bei den meisten Dateien, vor allem Mediendateien, merkt der User das gar nicht. Bei Verwaltungsdaten ist das anderes und obendrein stehen die auch noch lange im RAM, was das Risiko von Soft-Errors deutlich erhöht.

Was bringt einen zu der Annahme dass DRAM-Riegel fehlerfreier sind wenn sie auf deine SSD Platine gelötet werden statt in deinem Mainboard Slot zu stecken.

Wer nimmt das an? Ich nicht, aber erstens liegt die Auswahl der fehlerfreien RAMs und auch der Parameter für deren Betrieb dann alleine beim Hersteller der SSD und nicht beim User und zweitens dürfte es dem Controller einfacher fallen selbst einen Schutz vor RAM Fehlern zu implementieren, die Enterprise SSDs haben gewöhnlich ja ECC RAM verbaut, die Intel 750 übrigens auch.

Das ganze ist aber sowieso für das Budget Segment gedacht, da kommt es nur auf den Preis an, da muss man eben auch mehr Mut zur Lücke haben, wenn da kauft.

 

[r4yn3]

@Holt: Das mit der anderen Liga ist mir schon bewusst, ich hab mich nur gefragt, was das für ein Modell ist, wogegen man die HMB Version da antreten lässt. Und vorallem, wo eine SM951 z.B. in der Tabelle liegen würde. Also nur grob.

Aber wenn ich das richtig verstehe, geht es hier wirklich nur um Entry-Level SSDs, und "Ramsch", von denen sowieo nie eine eine Empfehlung bekommen dürfte.

 

[MichaG]

Es geht halt um sehr günstige Mini-SSDs, die zum Beispiel direkt als BGA-Package auf die Platine eines Tablets gelötet werden. Oder auch kleine M.2-Module wie die eine Grafik zeigt. Auf klassischen Desktop-SSDs werden wir den Chip vielleicht nie sehen, obwohl der immerhin einen kleinen Leistungssprung zu SATA ermöglicht.

 

[r4yn3]

Was ja dann im Desktop zur Folge hätte, man müsste der günstigen SSD eine U.2 Schnittstelle spendieren, wobei sich ja im Moment noch U.2 und günstig "etwas" in die Quere kommt.
Zum anderen, mit sowieso nur 2 Channel, was springt da noch für eine Bandbreite bei raus? Ausgehend von einer 250GB 850 Evo welche 2 Chips hat noch ~300MB/s? Für die Bandbreite reicht wiederum auch SATA. Hier wäre ja U.2 irgendwie Perlen vor die Säue.

Aber gut, wenn das weiterentwickelt wird, kann das Konzept durchaus für 0815 Consumer SSDs Sinn ergeben.

 

[Holt]

Sowas ist wie diese ganze Billigst-SSDs, von denen zuletzt recht viele erschienen sind (wie z.B. BX200, Trion 100, SanDisk Plus), eher für OEMs als für Nachrüster interessant. Die kaufen einmal große Volumen ein und da multipliziert sich jeder gesparte Euro entsprechend und müssen zum anderen nicht selbst an den Kisten arbeiten

Da dann nicht nur SSD sondern NVMe SSD auf die Kiste schreiben zu können, macht natürlich auch eine Menge mehr her, zumal dann eben viele an SSDs wie die Intel 750 oder 950 Pro denken werden.

 

[r4yn3]

Vllt auch noch mit der maximalen Transferrate der Schnittstelle bewerben?

 

[drSeehas]

... Da Desktop SSDs ohnehin DRAM verbaut haben, ist dies sowieso kein Anwendungsfall oder?

Es gibt leider einige Desktop SSDs ohne DRAM, z. B. SanDisk SSD PLUS.

 

[Holt]

Von der SanDisk Plus gibt es zwar keinen Review, obwohl sie schon lange auf dem Markt ist, aber von deren OEM Schwester Z400s gibt es diesen Review bei tomshardware.com und da sieht man eindeutig wie wichtige der DRAM Cache für die Performance ist. Aber in dem Race-to-the-bottom welches bei den SSDs gerade stattfindet, wird eben den Kostensenkungen auch die Performance so weit geopfert, solange die SSDs noch schneller als HDDs sind.

Im Fazit steht dann auch deutlich, was man davon halten kann:

But the performance metrics show that these products are faster than hard drives and slower than the SSDs truly deserving of praise.
...
Enthusiasts who value the snappy SSD experience we love at the high end will treat DRAM-less drives the same way they would a hard disk: they'd replace it.
...
As a potential upgrade, the Z400s is a fairly poor prospect, largely because of its price. In terms of value, Samsung's 850 EVO just wrecks every other company's attempt to compete. With the 128GB Z400s at $45 and the 120GB 850 EVO going for $68, we have to recommend Samsung's offering. The 256GB-class comparison also favors the 850 EVO ($88 versus $80). The only way we can see this changing would be if you need to buy in volume. For upgrading a single PC, spend the extra $20 on Samsung, we say.

Der Marvell 88NV1140 schlägt auch klar in diese Richtung, wie weit die Mitnutzung vom RAM des Rechners die Performance wirklich steigert, zumal wenn die Anbindung mit nur einer PCIe 3.0 Lane erfolgt, wird sich zeigen, aber es dürfte primär darum gehen ein Notebook oder einen PC nicht nur mit einer SSDs sondern sogar mit einer NVMe SSD bewerben zu können, ohne jedoch eine Performance bieten zu können die auch nur in die Nähe dessen geht, was z.B. eine Samsung 950 Pro oder Intel 750 bieten. Aber dafür dann eben auch für einen Bruchteil der Kosten, zumindest für den PC Hersteller und wobei abzuwarten bleibt wie viel der Kunden am Ende mehr bezahlt.

 

[drSeehas]

... Der Marvell 88NV1140 schlägt auch klar in diese Richtung, wie weit die Mitnutzung vom RAM des Rechners die Performance wirklich steigert, zumal wenn die Anbindung mit nur einer PCIe 3.0 Lane erfolgt, wird sich zeigen, aber es dürfte primär darum gehen ein Notebook oder einen PC nicht nur mit einer SSDs sondern sogar mit einer NVMe SSD bewerben zu können, ohne jedoch eine Performance bieten zu können die auch nur in die Nähe dessen geht, was z.B. eine Samsung 950 Pro oder Intel 750 bieten. Aber dafür dann eben auch für einen Bruchteil der Kosten, zumindest für den PC Hersteller und wobei abzuwarten bleibt wie viel der Kunden am Ende mehr bezahlt.

Die Nutzung von HMB setzt auch die Unterstützung des Mainboards voraus. Da HMB optional ist, sehe ich da schwarz.

 

[Holt]

Da der Controller sich wohl vor allem für Modell eignet die als OEM SSDs verkauft werden, dürften die Hersteller dann im Zweifel auch HMB implementieren. Dumm wird es aber für Leute die sich so eine SSD dann zum Nachrüsten kaufen, deren System HMB aber nicht unterstützt und die dann noch weniger Performance bekommen als sie es vielleicht aufgrund eines Reviews einer solchen SSDs in einem System mit HMB erwartet haben.