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SSD-RAID: Billig-Arrays oder SSD-Laufwerke?

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Viele Anwender fragen sich, ob ein RAID-Array aus mehreren SSD-Laufwerken mit geringer Kapazität in Bezug auf maximale Performance sinnvoll ist. Wir haben vier SSDNow V-Laufwerke von Kingston mit einem Laufwerk der N-Serie von Zalman verglichen.

Vor kurzem stellte uns der koreanische Hersteller Zalman ein neues SSD zur Verfügung. SSDs gehören erst noch nicht lange zum Produkt-Portfolio des Unternehmens. Eigentlich ist der Hersteller vor allem für Kühlprodukte, Gehäuse und Speicherzubehör bekannt. Die SSDs der N-Serie mit 64 GB bzw. 128 GB sind dann im SSD-Markt auch keine revolutionären Produkte, dank Sandforce–Controller aber durchaus konkurrenzfähig. Genau deshalb halten wir dieses Produkt für einen netten Testkandidaten für unseren ultimativen SSD-Test, in dem wir folgende Frage klären wollen: Sollten sich Anwender für ein RAID-Array mit zwei oder vier SSDs mit geringer Kapazität entscheiden oder doch lieber ein einzelnes Laufwerk mit größerer Kapazität einsetzen? Wir haben eine SSD aus Zalmans N-Serie mit 128 GB gegen zwei und vier SSDNow-V-Laufwerke von Kingston mit jeweils 30 GB antreten lassen.

SSDs mit einer Kapazität von 120 GB sind noch immer deutlich teurer als herkömmliche Festplatten, weshalb sie für die Mehrheit der Anwender unerschwinglich bleiben. Für Enthusiasten liegt daher die Idee nahe, stattdessen einen RAID-Controller einzusetzen, wie er auf vielen Mainboards der gehobenen Klasse zu finden ist – denn was mit der klassischen Festplatte gut funktioniert, sollte doch auch mit SSDs klappen, oder?

Selbst relativ einfache Systeme und Motherboards sind mittlerweile mit S-ATA- Controllern ausgestattet, die die einfachsten RAID-Modi 0 und 1, also Striping und Mirroring, unterstützen. Letztere Betriebsart eignet sich vor allem für höchst zuverlässige Systeme, während Striping auf RAID 0 den Datendurchsatz und damit die Performance entsprechend der Anzahl der verwendeten Laufwerke effektiv vervielfacht.

Bedenkt man, dass Kingstons SSDNow V 30 GB im Doppelpack gerade einmal $115 kostet, ist einen Blick auf die Performance einer derartigen Konfiguration in reellen Umgebungen durchaus interessant. Damit das ganze selbst für Hardcore-Enthusiasten einen Blick wert ist, haben wir uns dafür entschieden, bis zu dieser im RAID 0-Modus zu installieren, da die Gesamtkosten von $230 dann in der Preiskategorie einer einzelnen SSD mit 120/128 GB auf Sandforce-Basis liegen.

Im Benchmark-Abschnitt dieses Artikels lassen wir zwei und vier Kingston SSDNow-Laufwerke mit je 30 GB in einer RAID 0-Konfiguration (60, 120 GB) gegen die N-Serie von Zalman mit 128 GB antreten.

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anonymous 14/12/2010 09:15
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Hab ich es übersehen oder warum wird auf den Hauptkritikpunkt bei SSD Raids nicht eingegangen.
Was ist mit der Trim unterstützung im Raid 0? Das ist die Frage, die über allen stehen sollte. Hält ein Raid 0 auch nach langen Schreibzyklen seine Leistung?
Bei intel fehlt die Raid 0 Unterstützung mit Trim immernoch im Storagetreiber.

FormatC 14/12/2010 09:56
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Bei AMD auch ;)

Wobei die Platten Dank interner Garbage Collection auch ohne Trim überlebensfähig sein dürften.

checkmate 14/12/2010 10:04
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Langsam wirds langweilig. Die Intel G2 160GB rockt in den Anwendungen immernoch. Wann endlich kommt ein würdiger Nachfolger. Der wird wohl Intel G3 heißen...

Zum Test selbst, Irgendwie eine Schnappsidee, einen RAID Controller vor die performanten SSD Controller zu schalten. Jetzt ist es schwarz auf weiß bzw. bunt auf weiß, also amtlich :ouch:

anonymous 14/12/2010 10:35
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Raid Test der Zweite!
Jetzt funktoniert die Garbage Collection im Raid Verbund auf einmal?
http://www.tomshardware.de/foren/2 [...] ce-analyse

fffcmad 14/12/2010 10:39
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-0+

Also ich behaupte, das auch die I/O-Leistung bei einem Desktop wichtig ist, wichtiger als die Datentransferrate. Es finden auf einem Desktop fast ausschliesslich Zugriffe auf kleine Dateieen oder Zugriffe auf Bereiche von Dateieen statt. Sequentielle Zugriffe sind bei einem Desktop eine Seltenheit. Wer Spiele spielt profitiert ebenfalls eher von I/O-Leistung als von Datentransferrate. Fast alle Spiele arbeiten Scriptgesteuert und laden hunderte winzige Dateieen und/ oder winzige Datenbloecke ein. Blizzards und Valves Spiele bestehen aus MPQ oder anderen Archiven, bei denen staendig kleine Bloecke ausgelesen werden. Bei Valve ist es dann auch noch so, das dort viele kjleine Scripts und Config-Dateien angelegt und bearbeitet werden muessen. Da bringt einem Datentransferrate nichts. Erst mit SSDs konnte ich bei CSS innerhalb weniger Sekunden einen Server joinen. Mit meinbem SCSI-RAID brauchte ich trotz 200MByte die Sekunde max wesentlich laenger. Das Starten der Spiele dauert auch keine 5 - 10 Sekunden, wo man vorher 20 - 30 Sekunden warten musste.

fragger 14/12/2010 11:08
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ich hätte ein Raid-Array aus 4x 40er Sandforce SSDs irgendwie spannender gefunden, als von den alten Kingstons von der Resterampe...
4x 40er Sandforce sind nicht so viel teurer, dürften aber grade bei der IO-Performance alles andere weit hinter sich lassen...

fbd1788 14/12/2010 14:09
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Bitte setzt euch bei eurer Analyse mit den Clustergrößen des Dateisystems, der Stripesize des Raids und Partitionalignment auseinander. Versucht dabei das ganze so einzurichten, dass die Cluster nicht die Grenzen der Stripeblöcke überschreiten (also ein Cluster nicht auf zwei SSDs verteilt ist) und schaut welchen Einfluss es hat wieviel Cluster man in einen Block des Raids packt. Die großen Einbrüche scheint es vorallem dort zu geben wo eure Benchmarks auf den Umweg über das Dateisystem angewiesen sind. Während Windows 7 die Alignmentgeschichte bei einzelnen SSDs idR automatisch hinzubekommen scheint, schafft es das bei Raidkonfigurationen nämlich definitiv nicht (immer).

Falls ihr euch mit dem Thema schon auseinandergesetzt habt dann dokumentiert das bitte für den Leser.

Edit: Wobei ein Großteil der Performanceeinbrüche wohl schon daher kommt dass die Billigssd einzeln schon extrem mies ist :/

holgiheftig 14/12/2010 15:15
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finde die alten kingstons für den test hier auch ein griff ins klo.
Wer performance-enthusiast ist, der wird sich diese dinger nicht holen!
Lieber 2, 3 oder 4 SSDs zu 60GB mit SF-1200 (Z.B. Vertex 2). Und dann bitte an einem hardware RAID-controller (SAS-sektion) mit eigenem Onboard Cache!

fbd1788 14/12/2010 15:28
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@holgiheftig

Die dedizierten Raidcontroller erhöhen im Vergleich zu den Onboardcontrollern die Zugriffszeit bei SSDs leider signifikant.

holgiheftig 14/12/2010 15:32
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hast du quellen hierzu?

fffcmad 14/12/2010 15:38
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Brauchts nicht, ist einfach so. Wird dir jeder Benchmark mit Hardware-RAID Controllern aufzeigen und ist auch logisch. Bei einem Software-RAID muss der verbaute SATA/ SAS/ Wasauchimmer-Controller einfach nur die Datenrate fuer das Laufwerk packen koennen. (Die E/A-Performanz ist bei solchen Controllern normalerweise nicht beschraenkt) Jeder aktuelle Controller sollte das packen... Dann ist der Rest ziemlich wurscht, wenn deine Systemleistung den vollen Durchsatz hergibt. Bei einem Hardware-RAID bist du aber an den verbauten Co-Prozessor gebunden und dessen Cache-Funktion. Der Windows-Schreibcache wird dann naemlich abgeschaltet. (Aus gutem Grund) Und der Coprozessor ist von seinem eigentlichem Datendurchsatz ebenfalls beschraenkt. Je nach dem, welche Funktionen genutzt werden, wird der Controller immer langsamer. Ist der Controller aufgrund sehr schneller Laufwerke an der Leistungsgrenze, kann das Abschalten von eigentlich Performanzerhoehenden Funktionen sogar wieder die Leistung erhoehen, da der Verwaltungsaufwand sinkt. Read-Ahead wuerde ich bei maessigen Datentransferraten z.B. als Erstes deaktivieren.

Dadurch wird ein HW-RAID in Sachen I/O und maximalen Datendurchsatz bei sonst vergleichbarem System immer langsamer sein, besonders wenns um SSDs geht. Zumindest dann, wenn das Host-System genug Leistungsreserven hat. Ist der Host auf Dauerlast, sieht es gleich wieder anders aus.

borizb 14/12/2010 21:34
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Danke für diesen detaillierten und kompetenten Artikel. Einer der Lichtblicke in letzter Zeit! Daumen hoch und weiter so! :)

holgiheftig 14/12/2010 23:20
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OK!

Im Performance-Vergleich zu dem hier getesteten Onboard-Controller im Software RAID 0: wie steht es mit der Windows Lösung "Stripesetvolume als Dynamischer Datenträger"?

Crass Spektakel 15/12/2010 02:11
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--2+

Interessanter Bericht aber ihr macht den gleichen Fehler wie alle:

Unter Windows schaltet man SSDs mittels des Windows-RAID zusammen da so die Trimm-Funktionalität durch die Blocklayer vererbt wird. Oder wenigstens sollte, für Win7 wars angekündigt.

Und ach was mußte ich lachen wie lahm Windows mit SSDs ist... unter Linux (nichts aber BSD und MacOx) kann ich ein Filesystem sauber an der Zellengrösse eines Flashbausteins ausrichten und mit optimierten Supersektoren passend zur Hardware arbeiten lassen. Oft verwenden SSDs intern 128 bis 1024kByte grosse Zellen, passend drauf zugreifen bringt ENORM viel. Ausserdem kann man Features wie Lazywrites und noatime dazu mißbrauchen die wirklich lahmen Schreibzugriffe massiv zu reduzieren. Und von einem gepatchtem Updated rede ich noch garnicht.

Dadurch wird eine schnelle SSD nicht unbedingt viel schneller aber eine langsame oft ganz massiv.

Bei Bonnie z.B. erreicht die €20 8MB-Zweit-SSD meines EEE rund 30% IO-Leistung der 120GB X25. Ja, richtig, das kleine Mistding was unter Windows so lahm seekt wie ein Floppylaufwerk.

Das intelligente Einsparen von kleinen Read-Modify-Write bringt bei einfachen SSDs mal schnell die 20fache Schreib- und doppelte Lesegeschwindigkeit.

Einen Teil kann man auch unter Windows nutzen da man z.B. eine alignte, mit passenden Stripe- und Stride-Grössen formatierte Ext2-Partition auch unter Windows nutzen kann. Schade daß man das Ext2-Filesystem unter Windows nur für Daten und nicht zum Booten verwenden kann.

Windows bleibt einfach ein Mickey-Maus OS.

fffcmad 15/12/2010 08:23
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--1+

Och bitte geh wieder ins tiefe schwarze Loch...

FDISK/ Diskpart kann schon seit Ewigkeiten die Partition so hinschieben das ein Block auf Sektor passt.

Und Linux ist ja wohl ein Lacher! Weder hast du immer die vernuenftigen Treiber fuer spezifische Controller, noch ist die Performanz besser. War es nicht so, das Linux mit 4K Pages arbeitet und beim Swappen dann "sehr effizient" alles mit 4K-Bloecken zur Festplatte spuckt, oder irre ich da? Ohne Frickeln ist Linux in der Hinsicht Gruetze.

Was bringt es noch mal den Zugriff so auszurichten, das eine "Flashzelle" komplett ausgelesen wird? Garnichts?! Wenn du die Partition korrekt ausgelegt hast ist es der SSD schnurzegal! Entscheidend ist welche Blockgroeße beim Auslesen verwendet wird. Zudem koennen FAT und NTFS auch groeßere Cluster anlegen. Kein Problem.

Und an deiner Stelle wuerde ich von Schreibcache-Einstellungen die Finger lassen. Zudem hat Windows dafuer einer sehr ausgefeilte Caching-Artchitektur, die sich wenigstens noch durch den Controller zwangsabschalten laesst. Habe schon ein paar schlaue Linux- Admins gesehen, die bei nem Hardware-RAID den Write-Cache des Betriebssystems angelassen haben. Da nuetzt die BBU auf dem Controller bei nem Chrash auch nx mehr.

Und die I/O-Leistung mit verfrickelten Software-Write-Cache Einstellungen zu benchen ist genauso schlau wie lachend in eine Kreissaege zu huepfen. Im realen Umfeld bleibt von den Zahlen nicht mal ein warmer Pups uebrig.

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