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Energiesparen verringert Flash-SSD-Performance

Energiesparen verringert Flash-SSD-Performance
Von , Achim Roos

Wir waren gerade dabei, ein neues Storage-Testsystem an den Start zu bringen, das unsere in die Jahre gekommene Plattform ersetzen sollte, als wir etwas sonderbares bemerkten: Das Intel Flash SSD Spitzenmodell X25-E lieferte auf dem neuen Testsystem weniger Durchsatz als auf dem alten. Es dauerte ein paar Tage, die genaue Ursache hierfür ausfindig zu machen; allerdings entdeckten wir anhand unserer Ergebnisse einen ersten echten Flaschenhals für Flash-SSDs: Derartige Laufwerke können ihre maximale Performance nicht voll entfalten, solange komplexe Energiesparfunktionen von Plattform und Prozessor aktiviert sind. Dem wollten wir natürlich auf den Grund gehen und haben dafür mit zwei X58 Motherboards von Gigabyte und Supermicro schrittweise die verfügbaren Energiesparfunktionen aktiviert.

Aktualisierung der Storage-Testplattform

Unser altes Storage-Referenzsystem haben wir mittlerweile mehr als vier Jahre eingesetzt, da es uns seit seiner Einführung den Vergleich von Testergebnissen von Laufwerken und Controllern ermöglicht hat. Infolgedessen haben wir natürlich alle unsere Tests wie den kürzlich veröffentlichten recent budget drive roundup, unsere Short-Stroking-Analyse (Englisch) bzw. Tests zum Thema Acoustic Management zusammen mit allen Tests für unsere 3.5” Desktop HDD charts, 2.5” Notebook HDD charts, Flash SSD charts und Enterprise HDD charts auf dieser Plattform durchgeführt. Das alte System basierte auf einem Intel Xeon „Nocona“ Single Core Prozessor mit 3,6 GHz und 1 MB L2 Cache (Prescott-Generation) sowie einer E7520 Server-Plattform, die als erste PCI-X und PCI Express im Angebot hatte. Da die Plattform wie auch der verwendete SATA-Controller, ein Promise SATA 300TX4, mittlerweile als veraltet gelten müssen, haben wir uns für den Umstieg auf einen Supermicro X8SAX und einen Core i7-920 Prozessor entschieden.

Das Problem: Die Performance stimmte nicht

Das neue System ist schnell und mit der neuesten Intel ICH10R Southbridge ausgestattet. Allerdings liegt der Durchsatz auf dem schnellsten SATA-Laufwerk, einer Intel X25-E Enterprise Flash-SSD, unter dem des alten Speichersystems: Statt 200 MB/s kam das neue Core i7-System lediglich auf 182 MB/s. Zu diesem Zeitpunkt sollten wir betonen, dass das X25-E durchaus 230 MB/s liefern kann und auf unserem alten Speicherreferenzsystem durch den alten Speicher-Controller auf 200 MB/s beschränkt war. Da all unsere Tests auf diesem Controller durchgeführt wurden, sind die Ergebnisse stets vergleichbar, allerdings machte uns dieser Performance-Abfall natürlich stutzig.

Ursachenforschung

Das Problem ließ sich auch mit einem BIOS-Update von Supermicro nicht beheben, was uns dazu bewegt hat, den Test mit einem zweiten Motherboard, einem Gigabyte EX58-UD4P, durchzuführen. Dadurch wollten wir herausfinden, ob das Problem mit dem Motherboard von Supermicro zusammenhängt, was allerdings nicht der Fall war. Der Durchsatz auf dem Gigabyte X58 Motherboard unterlag ebenfalls einem Flaschenhals: Unsere Messungen ergaben einen maximalen Lesedurchsatz von 186 MB/s. Das ist zwar besser, allerdings noch immer weit von der zu erwartenden, maximalen Performance von 230 MB/s entfernt. Also haben wir alle nicht gebrauchten Komponenten und BIOS-Funktionen deaktiviert, bis wir die Ursache für den Performance-Einbruch abgrenzen konnten: Der Flaschenhals setzt ein, sobald der Prozessor seine Arbeit aufnimmt und Energiesparfunktionen von Prozessor und Plattform zum Einsatz kommen.

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Beispiel: Notebook, Festplatte, Speicher

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  • nightvison , 8. April 2009 04:23
    Diesen Müll mit den Energiesparfunktionen hab ich selbst erlebt, wenn ich die Sparfunktion für die Northbrige an meinem P45 Platinum aktiviere, ist der 6. Sata Port tot^^ dauert lange um drauf zu kommen ;) 
  • pzero , 8. April 2009 10:22
    Welche Plattform war das? Das wäre auch eine Analyse wert: Was schalten die Hersteller alles ab?

    Gruß
    Patrick Schmid
  • Anonymous , 8. April 2009 12:00
    Interessant wäre mal ein plattformübergreifender Vergleich. Also Nehalem vs. Core2 vs. Phenom II. Evtl. ergeben sich die Probleme ja nur bei der Verwendung der Core i7 Systeme, da diese ja auch neue Energiesparmechanismen einführen.
  • Skulldice , 8. April 2009 13:36
    Mich würde noch interessieren, dass wurde mir nun nicht ganz klar, ob auch RAID Controller betroffen sind, und ob dann die Performance, egal ob Raid auf dem Mainboard oder dem extra Controller, wenn dort Platten, mit mehr als 200 MB Laufen, ob dann die Performance zurückgehalten wird? Oder betrifft das dennoch nur SSDs?
    LG Skull
  • derGhostrider , 8. April 2009 15:26
    Lob: Der Artikel ist hervorragend zu lesen!
    Gut formuliert, flüssig, guter Stil.

    ----

    Das Gigagabyte Board sieht gegenüber dem Supermicro irgendwie aus wie "Kindergeburtstag".
    Erst gestern habe ich genau das Supermicro-Board jemandem empfohlen, allerdings konnte ich auf Anhieb weder einen Preis noch einen Händler finden.

    ----

    Auf Seite Nr. 6 ist allerdings ein amüsanter Tippfehler:
    Zitat :
    Eine schnelle SSD benötigt zwecks Entfaltung seines ganzen Performance-Potentials einen verfürbaren Prozessor.

    Gemeint war wohl nicht verführbar, sondern "verfügbar". ;) 
    Irgendwo weiter vorne war auch ein Tippfehler, aber das passiert nunmal...
  • fruechtetee , 8. April 2009 21:59
    @Skulldice: Zusätzliche RAID Kontroller werden wohl eher nicht gebremst - nur die RAID Controller im Chipsatz!
    Aber ein Test wäre es Wert!

    Ansonsten: Ausser autoUnderClock/Volting namens Cool n Quiet bei meinem P2 940BE ist nichts aus!
    Und meine VelociRaptor hat dick saft:

    http://www.computerbase.de/forum/showthread.php?t=544369
  • derGhostrider , 8. April 2009 22:10
    @fruechtetee:
    Eine Velociraptor liegt WEIT unterhalb dessen, was eine Intel SSD mit SLC schafft.
    Damit kannst Du das nicht vergleichen. Wie es auch im Artikel steht: Mit Festplatten merkt man das nichteinmal.

    Das ist auch nicht verwunderlich: Eine SSD hat Zugriffszeiten von
  • Skulldice , 9. April 2009 02:46
    Habe mir schon überlegt, eine SSD mit 60 GB zu kaufen (die Vertex von OCZ) ... nur für Vista und Programme. Spiele und Co komplett auf HDDs...
    Habe mir erst die Tage 4x 1TB 7200.12er geholt und darauf Multimedia Daten (RAID 5 auf nem Promise TX 4650) und ein Onboard Raid mit dem Intel Matrix Storage Raid 0 3x Samsung 640 GB, da sind System und Spiele drauf ... mal gucken, aber 170 für ne 60 GB SSD ist schon krass
    Ich glaube, da nutze ich lieber mehr Speicher als Speed... :D 
    LG
  • derGhostrider , 9. April 2009 03:28
    @Skulldice:
    Ich hoffe, daß Du Dir etwas gutes für die Sicherung ausgedacht hast, sonst betreibst Du da ein großes Datengrab, sonst aber nichts...
  • goku , 9. April 2009 19:24
    @ derGhostrider:
    Warum? Er hat doch ein Raid 5 für die Multimedia Daten.
  • derGhostrider , 9. April 2009 19:29
    @goku:
    RAID hat NICHTS mit Backup zu tun. Außerdem benutzt er einen Promise-Controller. Da ist er Schritt zu einem Soft-RAID (auch HOST-Raid genannt) nicht weit und diese haben oftmals massive Probleme mit Desktopplatten im RAID-5: Massive Rebuild-Zeiten (Bis hin zu mehreren Tagen!), miserable Datenraten während des Rebuils, häufiges Degraden des RAIDs durch Timeouts, etc.

    Und bei dem 3-PLatten RAID-0 ist es ja nur eine Frage der Zeit bis zum kompletten Datenverlust. 3x 640GB Daten sind ja auch nicht gerade wenig und müssen ebenfalls gesichert werden.
  • goku , 10. April 2009 17:53
    Ok, Raid ist nicht wirklich Backup, hilft halt nur wenn eine Festplatte ausfällt, da geb ich dir recht. Habe auch ein Raid 5 System und sichere alles in regelmässigen Abständen auf einer externen HDD.
  • bektas , 11. April 2009 15:41
    wo kann ich H2benchw 3.6 downloaden, mit google und auf CT finde ich nur die version 3.12. danke
  • kowa , 4. Mai 2009 11:05
    So wie es klingt, beeinflussen die neuen Optionen den PCI-Bus im allgemeinen. Somit wären auch separate RAID-Kontroller, aber auch Grafikkarten betroffen.