Samsungs neue SSD 830: Jetzt mit 6 Gb/s am Start

Benchmarks: zufällige Performance mit 4-KB-Blöcken (Durchsatz)

Unser Storage Bench 1.0 basiert wie erwähnt auf einem Trace und liefert uns sozusagen ein holistisches Bild der Performance: Sequenzielle und zufällige Operationen treten bunt gemischt auf, wie es eben in der Praxis auch passiert. Dennoch wollen wir auch gezielt bestimmte Zugriffsmuster untersuchen. Besonders wichtig ist der Test der zufälligen Schreib- und Lese-Performance mit 4-KB-Blöcken, weil der Großteil der Zugriffe genau diese Blockgröße nutzt.

Deshalb prüfen wir direkt im Anschluss an den Storage Bench 1.0 mit Iometer die zufällige 4-KB-Performance. Aber warum gerade 4 KB?

Startet man zum Beispiel Firefox, surft dann mehrere Webseiten an und bearbeitet einige Dokumente, muss das Laufwerk vor allem kleine und zufällige Lese- und Schreib-Operationen durchführen. Das Diagramm oben entstand beispielsweise aus der Analyse der Zugriffsmuster unseres Storage Bench v1.0 und kann als stellvertretend für so ziemlich jedes Desktop-System angesehen werden. Es zeigt sich, dass beinahe 70 Prozent der Zugriffe acht Sektoren groß sind. Das ergibt bei einer Sektorgröße von 512 Bytes eben genau 4 KB.

Beim Iometer-Test haben wir uns auf einen LBA-Bereich von 16 GB beschränkt, weil das ungefähr einem frisch installierten Windows 7 entspricht. Man könnte also sagen, wir prüfen die Performance beim Zugriff auf viele verteilte, von einander abhängige Dateien, Caches und temporäre Dateien. Die Queue-Tiefe, also die Anzahl der ausstehenden Befehle, ist eine der wichtigsten Größen in diesem Zusammenhang.

Im Desktop-Bereich wird man es bei modernen SSDs in den allermeisten Fällen eine Queue-Tiefe von 1 antreffen, weil die Befehle schnell abgearbeitet werden. Bei Servern mag das auch mit SSDs anders aussehen, während eine Festplatte auch im Desktop-System oftmals Queue-Tiefen von bis zu 5 abarbeiten muss. Die Ergebnisse haben wir hier übrigens nicht in IOPS sondern in MB/s angegeben. Wer die Werte lieber in IOPS hätte, kann sie selbst umrechnen, denn bei 4-KB-Blöcken gilt „MB/s geteilt durch 0,004096 MB = IOPS“.

Bei einer Queue-Tiefe von eins kristallisiert sich bei Samsungs 830 ein Schwachpunkt heraus. In den zufälligen Lesezugriffen schafft die 256-GB-Variante einen Datendurchsatz von etwas mehr als 160 MB/s. Knapp dahinter liegt OCZs 120 GB große Vertex 3, die mit einer zufälligen Leserate von 154 MB/s nur 4,5 Prozent zurück liegt. Die Spitzenplätze sichern sich aber erneut Crucials m4-Laufwerke mit 256 und 512 GB Kapazität, die etwas mehr als 210 MB/s schaffen.

Bei der Schreib-Performance rutscht die 830 mit 256 GB noch weiter in der  Rangfolge ab und kommt nur auf wenig beeindruckende 152 MB/s. Damit liegt Samsungs neue SSD sehr nahe an 120-GB-Laufwerken mit SandForce-Controller der ersten Generation. Selbst Crucials m4 mit 128 GB ist 5 Prozent schneller als die 830 mit 256 GB – dabei bedeutet mehr Kapazität eigentlich immer mehr Performance. Alle Laufwerke mit SandForce-2-Controller schneiden in dieser Disziplin jedenfalls zwischen 40 und 50 Prozent besser ab.

Um das obige Diagramm ein wenig lesbarer zu machen, haben wir einige der Kandidaten nicht als Linie mit aufgeführt. Konkret haben wir einige der SandForce-Laufwerke aussortiert, weil viele von ihnen sehr ähnliche Performance-Charakteristika aufweisen. Bei SandForce-Modellen gleicher Generation ist eher der verwendete Speicher der Faktor, der zu Unterscheidungen führt, also ONFi 2.0, ONFi 1.0 oder Toggle-Mode DDR. Stellvertretend für jeweils eine Geräteklasse treten deshalb folgende Modelle mit SandForce-2-Chip an:

  • OCZ Vertex 3: SandForce-2-SSD mit synchronous ONFi 2.0 NAND
  • OCZ Vertex Agility 3: SandForce-2-SSD mit asynchronous ONFi 1.0 NAND
  • Patriot Wildfire: SandForce-2-SSD mit Toggle-mode DDR NAND der ersten Generation

Wenn wir nun Performance bei verschiedenen Queue-Tiefen betrachten, liegt Samsungs 830 mit 256 GB bei zufälligen Lesevorgängen durchweg knapp hinter der Vertex 3 mit 120 GB. Bei Queue-Tiefen unter vier kann die 830 immerhin die Vertex 3 mit 240 GB (ONFi 2.0) und die Wildfire mit 120 GB (Toggle-Mode 1.0) schlagen. Übersteigt die Queue-Tiefe aber vier, liegen diese beiden Laufwerke etwa 10 Prozent vor Samsungs 830.

Beim zufälligen Schreiben ordnet sich die 830-SSD im Mittelfeld ein und erreicht bei allen Queue-Tiefen ähnliche Geschwindigkeiten wie die SandForce-1-Laufwerke. Crucials m4 mit 256 GB liefert derweil 60 Prozent mehr Performance, während OCZs Vertex 3 sogar doppelt so schnell wie die 830-SSD schreibt. Mit 240 GB kommt die Vertex 3 mit Queue-Tiefen über vier sogar auf über 300 MB/s.

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17 Kommentare
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  • Anonymous
    Man wird ja in den letzten Monaten mit neuen ssD's regelrecht zugeflutet aber der Preis von mehreren Hunderten ist auch ganz schön krass!
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  • c9hris
    Danke für den Test

    @TH Team Warum habt ihr die Firmware der Crucial SSD nicht aktualisiert?
    Das Update der Firmware auf die Version 0009 bringt doch gut 20% mehr Leitstung.

    Das würde natürlich auch die Ergebnisse deutlich verändern.Noch dazu habt ihr verschiedene Firmware Versionen verwendet.

    Crucial m4 128 GB SATA 6Gb/s, Firmware: 0001

    Crucial m4 256 GB SATA 6Gb/s, Firmware: 0002

    Crucial m4 512 GB SATA 6Gb/s, Firmware: 0001

    Warum gibt auch eigentlich kein AS SSD Bechmarks?
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  • benkraft
    Hi c9hris - ich habe Andrew, der den Test durchgeführt hat, gefragt.
    Er sagte, dass er die Firmware erst einmal auf Herz und Nieren testen wollte. Man ändert nicht, wenn ein Artikel mit Deadline ansteht, kurz vorher noch eine der Variablen. Immerhin haben wir jeweils nur ein Exemplar des Laufwerks (pro Größe).

    Er sagte auch, dass er sich die Firmware 0009 in einem gesonderten Artikel anschauen wird. Kommt also noch :)

    Zu AS SSD: Wenn ich Andrew richtig verstanden habe, sieht er darin keinen Vorteil, einen weiteren synthetischen Test neben ATTO und Iometer laufen zu lassen. Der Trace, den er verwendet, ist deutlich näher an der Praxis. Die Idee dahinter: Die maximalen (theoretischen) Werte sind schön und gut, aber wenn man sie nach zwei Wochen nicht mehr erreicht, sind sie irgendwie auch nicht viel mehr als Zahlen auf Papier. Daher eben der Storage-Bench-Ansatz plus ATTO und Iometer.
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  • gR3iF
    @benkraft:

    Entlich mal ein Tester mit Ahnung... Dazu ein guter Test.


    @Chris: Die Firmware 0009 bringt neue Probleme im Standby und ansich nur bessere Lesewerte. Wobei keiner weiß auf welcher Basis: Also schlechtere Gc?
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  • bensen
    Also euren Kommentar bezüglich ONFI-DDR vs. Toggle DDR-NAND find ich interessant. Bin gespannt auf euren Test der zeigt, das der Toggle-NAND schneller ist.
    Bisherige Vergleiche haben gezeigt, das der Toshiba Toggle-NAND gleich schnell oder eher etwas langsamer ist (bei Sandforce 240GB Modellen.
    Bei 128Gb Modellen sind die mit Toggle-NAND bestückten schneller. Das hat aber wohl nichts mit der Geschwindigkeit des NANDs zu tun (siehe 240GB-Modell) sondern ist der Tatsache geschuldet, dass die Toggle-NANDs nur 4 GB groß sind. Und 2 Dies pro Kanal (8GB Die * 2 * 8 Kanäle) sind langsamer als 4 Dies pro Kanal (4GB DIe * 4 * 8 Kanäle).

    Im Fazit habt ihr noch ne unglaubwürdige Aussage drin.
    Ihr behauptet im Desktop-Einsatz hätte man hauptsächlich srequentielle Datenzugriffe. Das mag ich bezweifeln. Die SSD nutzt ja keiner als Datenbunker sondern als OS-Laufwerk. Richtig ist, dass wenig Zugriffe mit hoher Queue-Depth (>5) erfolgen. Und somit stimmt das Fazit dann wieder, das die Samsung im Desktop-Einsatz zu empfehlen ist.
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  • benkraft
    @bensen: Demnächst kommt ein zweiteiliger Roundup aktueller SSDs. Da ist dann auch die Patriot vertreten, die hier schon angesprochen wurde.

    Ich leite mal den Punkt der Datendichte weiter. An sich würde ich dir erst einmal zustimmen, denn genau das war auch das Ergebnis unserer beiden Betrachtungen der m4-Familie und der 470-Serie bei verschiedenen Kapazitäten (höhere Kapazität = höhere Performance). Zum Patriot-Laufwerk kann ich noch nichts sagen. :)

    Zum Fazit: Schau dir noch mal das Diagramm oben auf Seite 7 an.

    Bei unserem Trace, der wie gesagt NICHT synthetisch ist sondern eine Aufzeichnung von Andrews tatsächlicher Aktivität an seiner Workstation, kamen wir zu folgendem Ergebnis:

    "Sofort springt ins Auge, dass die meisten Vorgänge „null“ Sektoren entfernt passieren. In unserem Trace passieren also Zugriffe direkt neben- bzw. hintereinander. Mit anderen Worten, wir haben es mit sequenziellen Zugriffen zu tun. Wäre das Muster bei unser Trace vollständig zufällig, wäre keiner der Zugriffe null Sektoren entfernt."

    Insofern hat man es durchaus überwiegend mit sequentiellen Zugriffen zu tun. Und natürlich reden wir dabei von

    1 - Laufwerken ab 120 GB aufwärts, auf denen also nicht NUR das OS drauf ist
    2 - Anwendungen, nicht Filmen, Bildern, etc... Insofern gilt der Punkt "Datenbunker" nur bedingt. :)
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  • kermit_nc
    Das dass Samsunglaufwerk mit random-read/random-write seine Probleme hat, verwundert mich nicht wirklich. Im Eingang des Artikels wird auf ein Multicore-Controller hingewiesen. Da ist dann auch die Frage, wie ich bei zufällig anstehenden Aufträgen die Rechenlast am besten verteile (Parallel Architectures and Software / Dr. R.M. Hyatt). Ich denke, dass noch ein Verbesserungspotential in der Hardware steckt.
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  • bensen
    @benkraft
    Naja so lange man nicht nachvollziehen kann, was da wirklich gelaufen ist ziemlich uninteressant.
    Nur so viel: Wenn ich fast nur sequentielle Zugriffe habe, kann ich gleich ne Festplatte verbauen. Das was eine SSD ausmacht, sind die geringen Zugriffszeiten die sich beim zufälligen lesen/schreiben bemerkbar machen.
    Eure Leser werden sicherlich die SSD als OS-Laufwerk nutzen. Und bei Programmstarts etc. oder beim booten sind sehr viel zufällige Zugriffsmuster dabei.
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  • fatjoem
    Danke für den Test. Wieso habt ihr nicht die Samsung 830 SSDs anderer Größen getestet? Vor allem 128gb wären doch für viele noch interessant.
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  • benkraft
    Anonymous sagte:
    Danke für den Test. Wieso habt ihr nicht die Samsung 830 SSDs anderer Größen getestet? Vor allem 128gb wären doch für viele noch interessant.


    Weil uns Samsung (für den Launchartikel) erst einmal nur diese Größe zur Verfügung gestellt hat. Andere Größen sind bei uns schon in Kürze im Test, und zwar in einem zweiteiligen Vergleichstest aktueller SSDs. :)
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  • fatjoem
    Gibt es eigentlich schon ein Erscheinungstermin? Ich bin nämlich gerade dabei, mir einen Rechner zusammenzustellen, und die 830 Serie verzögert gerade meine Kaufentscheidung.
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  • murphy
    "Der größte Unterschied dürfte aber sein, dass Samsungs Baustein sich nicht auf Kompressionstechnologie verlässt, während bei SandForce das sogenannte DuraWrite dafür sorgen soll, dass die Anzahl der Schreibzyklen verringert wird, um so die Lebenserwartung der Flash-Chips zu erhöhen. Dieser Ansatz hat nur einen Nachteil, denn bei nicht komprimierbaren bzw. bereits komprimierten Dateien kommt das Laufwerk nicht auf seine theoretische Maximalleistung – und genau die geben die Hersteller natürlich zu gern bei den technischen Daten an."


    AFAIK hat "DuraWrite" nichts mit Datenkompression zu tun.

    Mittels der Kompression werden bei komprimierbaren Daten höhere Schreibraten erreicht und weniger Schreibzyklen verbraucht als bei nicht komprimierparen Daten.

    Mittels DuraWrite hingegen wird bei intensiver Nutzung die Schreibrate soweit gedrosselt, dass die voraussichtlich noch zur Verfügung stehenden Schreibzyklen mindestens bis zum Ablauf der Garantieperiode reichen.

    Beides dient also zwar einem ähnlichen Ziel, wird im zitierten Absatz aber gleichgesetzt und so auf irreführende und missverständliche (dem Anschein nach auch missverstandene) Weise miteinander vermengt.


    Etwas weiter hinten im Artikel findet sich folgende Aussage:

    "Kingston und OCZ nutzen beide die Kompressionstechnologie von SandForce, um ihre hohe Performance zu erreichen. Samsung kann nicht auf die DuraWrite-Technologie zurückgreifen."


    Damit wäre meine oben in Klammern geäußerte Vermutung wohl bestätigt.
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  • Tyranus
    Crucial M4 256GB vs 128GB Rang Problem:
    Also hier auf der Seite "Random-Read Performance mit 4 KB: Durchsatz"
    http://www.tomshardware.de/Crucial [...] 849-4.html schneidet die 256er angeblich schlechter ab als die 64er wegen der 8KB Block Adressierung (8-GB-Pages ist nur ein Vertipper vom Redakteur).
    Bei dem folgendem hauseigenen Test aber:
    http://www.tomshardware.de/samsung [...] 878-5.html schneidet Sie ieder in der richtigen Reihenfolge ab. Einer Test von beiden kann NICHT STIMMEN. Im Samsung Test kommt die 256er M4 auf 214 MB und ist die zweitschnellste nach der 512er M4 und hier kommt Sie nur auf 72.6. Die anderen Platten stimmen in beiden Test ueberein, nur die 256er M4 nicht. Wo ist hier der Wurm?
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  • Techmek@guest
    Würde mich auch interessieren. Kompliment, aufmerksam gewesen.
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  • keineanung222@guest
    Ich habe leider nicht so viel ahnung, wollte aber mal fragen wie viel schneller ein Samsung 830er SSD als eine normale Festplatte ist.
    Freue mich auf auf eine Rückmeldung
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  • Anonymous
    Anonymous sagte:
    Ich habe leider nicht so viel ahnung, wollte aber mal fragen wie viel schneller ein Samsung 830er SSD als eine normale Festplatte ist.
    Freue mich auf auf eine Rückmeldung


    Der kleine Unterschied.
    http://www.ssd-test.de/warum-ssd-die-vorteile-und-nachteile.html
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  • benkraft
    doll-by-doll hat es auf den Punkt gebracht. Noch ein wenig anschaulicher, wie sich das in der Praxis auswirkt, haben wir es hier darzustellen versucht: Klartext: Wieso Sie eine SSD brauchen
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