Reviews > Speichermedien > Datenträger > CSX Compustocx SSD 30GB: MLC & SLC > Testsystem, Verfahren & Benchmarks

Testsystem, Verfahren & verwendete Benchmarksoftware


Testsystem

  • Intel Core 2 Duo E2180 65nm auf 3 GHz
  • Spire Bluestar 1000
  • XFX nVidia 780i SLI mit 333 MHz FSB
  • 2x1024 MB Qimonda CL5-5-5-15-1T mit 333 MHz
  • Auslagerungsdatei: 1024 MB
  • XFX 8600GTS 256MB PCIe


  • Western Digital Caviar Blue 3.5" 320GB SATA II (WD3200AAKS)
  • CSX 2.5" 30GB SATA II (SSDQ-SATA2-SLC-30)
  • CSX 2.5" 30GB SATA II (SSDQ-SATA2-MLC-30)
  • Western Digital Scorpio 2.5" 160GB SATA I (WD1600BEVS)


  • Amacrox FreeStyle 750W
  • Windows Vista Home Premium 64bit



Verfahren

Für das Ermitteln der Leistung einer SSD oder HDD haben wir uns für ein buntes Sammelsurium aus verschiedenen Benchmarks und Anwendungen entschieden, um allen Lesern die gerne gesehenen Informationen zu bieten, aber dennoch auch die "reale" Leistung aufzuzeigen.

Weiterhin werden die Temperaturen der Datenspeicher als Delta-Werte zur Raumtemperatur sowie die Leistungsaufnahme durch direkte Leistungsmessung an den versorgenden Stromkabeln durchgeführt und grafisch dargestellt. Zuerst eine Auflistung der Tests mit näherer Beschreibung zu Inhalt und Verfahren. Diese unterscheiden sich dahingehend, dass im ersten Abschnitt die zu testende Platte auch die Systemplatte ist. Im zweiten Abschnitt finden sich Benchmarks, die von einer anderen Platte aus auf die Testplatte ausgeführt werden (vornehmlich Schreibtests).


Benchmarks

Die Benchmarks werden je nach Schwankungen zwischen zwei und zehn Mal durchgeführt, anschließend die Mittelwerte berechnet. Folgende Benchmarks und Anwendungen kommen zum Einsatz:


  • HD Tach 3.0.4.0 (simplisoftware.com)
    Altbekannter Vergleichsbenchmark für die reine Schreibleistung, Cache-Burst-Tests und durchschnittliche Zugriffszeiten. Schreibtests sind nicht möglich.

    >>> Durchsatzrate und Burst-Speed: Mehr ist besser
    <<< Zugriffszeit: Weniger ist besser




    Das bekannte Bild: Da der Suchvorgang bei SSDs nicht von rotierenden Plattern und der Reaktionszeit der Leseköpfe abhängig ist, sind die Zugriffszeiten herausragend gering. Bei Betrachtung der Transferraten können sich diese CSX SSDs zwar von einer der derzeit schnellsten Desktop-Festplatten absetzen, dennoch fällt dieser Unterschied insgesamt geringer aus. Diese Screenshots zeigen die unbestreitbaren Vorteile von SSDs: Extrem geringe Zugriffszeiten und beste Leseraten. Eine gewöhnliche Notebook-Festplatte kann hier natürlich keinesfalls mithalten.


  • Adobe Photoshop Benchmark (retouchartists.com)
    Dieser Batch von Bildmanipulationen lastet den physikalischen Speicher komplett aus und kommt nicht ohne massives Schreiben auf dem Datenträger aus. Das verwendete jpeg-Bild ist 700kB groß und besitzt eine Auflösung von 2500x1667px. Die Zeiten in Sekunden bis zur fertigen Bearbeitung werden erfasst.

    <<< Weniger ist besser
    Als meist verwendetes Bildbearbeitungsprogramm im professionellen Sektor kann das Bearbeiten von Bildern eine zeitraubende Angelegenheit werden: Hier schlagen sich die SSDs gut, in Summe aber nicht herausragend gut. Zu beobachten war allerdings, dass nach einer langen Session der Speicher sofort wieder freigegeben wird und das System nahezu so anspricht, als wäre es gerade erst gebootet worden. Das „Aufräumen“ des Speichers mit einer Magnetdatenplatte dauerte einige Minuten: Erst dann war ein flüssiges Weiterarbeiten mit dem PC möglich. Pluspunkt für die SSDs an dieser Stelle.



  • PCMark Vantage 64bit HDD-Suite (futuremark.com)
    Der neueste und wie immer umstrittene Systembenchmark aus dem Hause Futuremark bietet eine Reihe von Tests, die Rückschlüsse auch auf die Festplattenperformance zulassen. Wir haben die relevanten herausgenommen (HDD Suite) und die Ergebnisse zusammengestellt.

    >>> Mehr ist besser

    Gesamtpunkte HDD-Suite
    • 4624 - WD 3.5" Caviar
    • 9470 - CSX 2.5" SLC
    • 8908 - CSX 2.5" MLC
    • 2709 - WD 2.5" Scorpio

    Die Gesamt-Punktzahl bescheinigt den SSDs eine nahezu verdoppelte Performance gegenüber einer Standard-Platte. Interessanter sind hier jedoch die Einzelwerte, die den SSDs für Lesezugriffe in Schulnoten eine 1, für Schreibzugriffe die Note 6 erteilt. Erfolgen häufige Schreibzugriffe auf den Systemdatenträger, können die SSDs gerade mit der langsamen Notebook-Festplatte mithalten und werden von einer Standard-Festplatte gnadenlos degradiert.


  • RAR Kompression und Dekompression
    Packen und Entpacken von Dateien verschiedener Größen mit einer Gesamtkapazität von ~150 MB. Die benötigte Zeit in Sekunden wird angegeben.

    <<< Weniger ist besser
    Liegt die Zeitersparnis bei Packvorgängen noch auf vernachlässigbarem Niveau, können sich die konventionellen Platten beim Entpacken – und somit wieder einem Schreibvorgang – in Szene setzen.


  • FC-Test (xbitlabs.com)
    Dieses einfache Tool erstellt Dateien beliebiger Größe, welche dann für einfache Kopiertests verwendet werden können. Wir nutzen den Install- und ISO-Pattern und kopieren diese auf der Testplatte selbst bzw. auf von einer anderen Platte auf die Testplatte. Install simuliert eine Sammlung von 414 kleinen und großen Dateien, die in Summe ~ 575 MB betragen. ISO beinhaltet drei große Dateien, jeweils einer CD entsprechend. In Summe: ~ 1,6 GB. Die Zeit für den Kopiervorgang wird erfasst und ermöglicht Aussagen über das "Handling" der Platten im Umgang mit kleinen oder großen Dateien.

    <<< Weniger ist besser
    Der erste reine praxisnahe Schreibtest spricht eine deutliche Sprache: Kopieren von Dateien, sei es auf der Platte selbst oder von einer anderen auf die betrachtete Platte, bescheinigt den konventionellen Datenträgern, im Besonderen natürlich den 3.5“-Varianten, die deutlich bessere Eignung.


  • Atto Disk Benchmark (Download techpowerup.com)
    Ein weiterer Benchmark für die Lese- und Schreibrate der Datenspeicher. Die gemessenen Werte sind entschieden zu hoch, daher wird hier nur zum Vergleich ein Screenshot des Ergebnisses gezeigt.

    >>> Mehr ist besser


    Dieser Benchmark eignet sich lediglich zur Illustration. Die ermittelten Werte liegen weit von realen Werten entfernt, eine prozentuale Auswertung ist mangels Ausgabe einfach zu verarbeitender Werte kaum möglich. Wir belassen es bei den unkommentierten Screenshots.


  • HD Tune Pro Lese- und Schreibleistung (hdtune.com)
    Alternative zu HD Tach, welche auch Schreibtests ermöglicht. Erfasst werden die durchschnittlichen Transferraten bei Lese- sowie Schreibzugriffen in MB/s sowie die Zugriffszeiten in ms.

    >>> Transferrate und Burst-Speed: Mehr ist besser
    <<< Zugriffszeit: Weniger ist besser

 




    Eigentlich eine aussagekräftige Benchmark, versagt HDTune an der korrekten Ermittlung der Zugriffszeiten für SSDs bei Schreibzugriffen. Diese Latenzen liegen erwiesenermaßen deutlich höher und sind schlechter als die einer Standard-Festplatte.


  • h2benchw 3.12 (heise.de)
    h2benchw ist eine Kommandozeilen-Applikation und ermittelt recht genau die realen Performanceraten. Die Lese- und Schreibtests dauern schon bei kleinen Platten jeweils mehr als eine Stunde. Wir führen den kompletten Test durch und geben die Ergebnisse der Zonenmessung sowie der durchschnittlichen Zugriffszeit über den gesamten Datenspeicher an.

    >>> Transferrate: Mehr ist besser
    <<< Zugriffszeit: Weniger ist besser
     
    Ein beliebter und nach weit verbreiteter Meinung einer der aussagekräftigsten Festplattenbenchmarks überhaupt. Unseren Erfahrungen und Empfinden entsprechend spiegelt dieser in der Tat auch das reale Handling von Daten auf diesen SSDs wieder. Schreibzugriffe dauern ähnlich lang oder länger, Leseraten sind annähernd gleich, lediglich die kürzere Zugriffszeit bei Lesevorgängen verhilft dem Nutzer je nach Anwendung zu einem flüssigeren Arbeitsprozess.


  • Sisoft Sandra ( sisoftware.net)
    Ein bekanntes Benchmarktool, welches es ermöglicht, alle Komponenten eines Systems einem Leistungstest zu unterziehen. Wir erfassen die Raten in MB/s für die Lese- und Schreibzugriffe mit dem Benchmarkmodul für Festplatten.

    >>> Transferraten: Mehr ist besser
    <<< Zugriffszeiten: Weniger ist besser
    Wenig aussagekräftige Werte zeigt Sisiofts Sandra für SSDs. Die Darstellung der Werte mag genügen.


  • Everest Disk Benchmark Suites (lavalys.com)
    Everest bietet neben RAM- und CPU-Benchmarks weniger bekannterweise auch Diskbenchmarks an. Wir erfassen die Transferraten in MB/s und die Zugriffszeiten.

    >>> Transferraten: Mehr ist besser
    <<< Zugriffszeiten: Weniger ist besser

 

Sehr ähneln sich die Ergebnisse aus Everest derer aus h2benchw, welche die Stärken und Schwächen der derzeitigen – und natürlich der hier verwendeten CSX SSDs – unverblümt aufzeigen. Lesen Top, Schreiben Flop.

So wie Thetis vergaß ihren Sohn Achilles komplett in die Styx zu tauchen, um ihn durch das Wasser des Flusses der Unterwelt unverwundbar zu machen, so verpassten es alle Hersteller der ersten MLC-SSD-Riege, ihren Produkten beim Schreiben unter die Arme zu greifen. Wie aber kommen die schlechten Schreibraten zustande, deren Achillesferse die Schreibverzögerung zu sein scheint? Und wieso liegt diese insbesondere bei MLC-Speicher so hoch?

Oft wird man hierzu folgende Antwort finden: “SLC-Speicher schreibt 300% und liest 40% schneller als MLC, da die Zellen nur ein bit speichern müssen.”. Hier werden zwei Fakten miteinander verschmolzen, um eine scheinbare Erklärung zu schaffen, die so einfach aber nicht sein kann. Erst einmal bedeutet das Schreiben von einem bit pro Zelle anstatt derer zwei eine geringere Datendichte, also rein von der Theorie her sogar eine schwächere Leseleistung und mehr Aufwand beim Schreiben. Wie wir jedoch aus dem Tech-Exkurs bereits wissen, liegen die Fakten etwas anders. Die komplexeren und fehleranfälligeren Vorgänge beim Speichern und Lesen der Bits aus MLC-Speicher (ECC-Korrektur) beanspruchen enorm viel Zeit. Bei jedem Schreibvorgang wird mit Hilfe eines “flush commands” (vom Englischen “glatt”, “bündig”) überprüft, ob die Elektronen auch tatsächlich gefangen wurden und die Zellen nun die korrekten Werte haben. Ist dies nicht der Fall, was vorwiegend bei MLC-Speicher vorkommt, so wird der Schreibvorgang wiederholt. Die verstärkte ECC-Korrektur, der bei SLC 1 Bit pro 512 Bytes, bei MLC jedoch mindestens 4 Bit für die gleiche Datenmenge zugesprochen wird, darf als Beweis für die erhöhte Fehlerrate angesehen werden und zollt ebenfalls ihren Tribut in Form von Zeitverlust.
Zusätzlich hierzu kommen weitere Parameter wie die Löschlatenz ins Spiel, die bei MLC-Speicher um ca. 1,5ms höher liegen. Das macht den Kuchen freilich nicht fett, ist jedoch ein weiterer Summand einer Addition, deren Endergebnis sich auch durch die “erase block”-Größe nährt. So werden MLC normalerweise bisher in größerer Anzahl als SLC zusammengefasst, mit all den bekannten negativen Folgen. Ebenfalls nicht vergessen sollte man die angesprochenen NOPs. Kann eine SLC vor dem erneuten Löschen 4x wiederbeschrieben werden, muss eine MLC bei jedem Schreibvorgang gelöscht werden. Ferner verweisen die Hersteller auf die undurchsichtige Trübe des wear levelings, was sich bei MLC-Speicher komplexer gestalten soll als beim großen Bruder. Erinnert man sich an die HDD-Emulation und das fehlende “log structured file system”, könnte man vereinfacht behaupten, die derzeitigen Kontroller seien schlichtweg untauglich für eine zufriedenstellende Leistung von SSDs. Ebenfalls darf man sich daran erinnern, dass die Zellen vor dem Schreiben erst einmal in den Zwischenspeicher geladen werden müssen, worin sich SLC gegenüber MLC erneut leichter tut.

Wie man sehen kann, gibt es für die hohe Schreibverzögerung bei MLC-Speicher durchaus einfache Erklärungsansätze, die sinnvoller erscheinen als Pauschalaussagen. Nun wissen wir, wieso MLC-Speicher so viel schlechter abschneidet als SLC-Speicher. Wieso aber liegt die Verzögerung beim Schreibvorgang eines SLC-SSD so deutlich über der einer HDD? Auch hier darf getrost auf die Kontroller sowie die Eigenheit des Löschens von Blöcken verwiesen werden. Zu guter Letzt möchten wir anmerken, dass die heutigen Betriebssysteme allesamt nicht auf SSDs ausgelegt sind und die Kontroller zeitaufwendig emulieren müssen. Wer mit Wine oder Cedega unter Linux arbeitet, der weiß, was das bedeuten kann.

Messungen und Ergebnisse zu Leistungsaufnahme und Temperaturen finden sich auf der nächsten Seite.