Einleitung und Testkandidaten
Seit unserem letzten SSD-Test hat sich einiges getan auf dem Markt für Solid State Drives. Viele Hersteller haben neue Modelle auf Basis der Controller-Kontrahenten Indilinx Barefoot und Samsung S3C29RBB01 (auch „RBB-Controller“) veröffentlicht. Deshalb möchten wir heute eine genaue Analyse dieser beiden Konkurrenten bieten, um ihre Vorteile aber auch eventuell vorhandene Schwachstellen aufzuzeigen.
Als Verteter der Samsung-Fraktion testen wir die Corsair P128, die, wie die Bezeichnung schon erahnen lässt, eine Kapazität von 128 Gigabyte bietet. Corsair stellt seine P-Serie nicht selbst her, sondern lässt sie von Samsung in Korea produzieren und verkauft sie dann unter eigenem Namen.
Die P128 wird in einem Gehäuse aus gebürstetem Aluminium ausgeliefert und wiegt 79 Gramm. Corsair gibt die max. Transferraten mit 220 MB/s beim Lesen und 180 MB/s beim Schreiben an. Die Lebenserwartung bzw. MTBF gibt der Hersteller mit mehr als 100 Jahren bzw. mehr als 876.000 Stunden an. Die Garantie beträgt zwei Jahre.
Als Kontrahent mit Indilinx-Controller werden wir die Mushkin Europe 2 mit aktueller Firmware überprüfen. Diese wird in einer Metall-Box ausgeliefert und bietet in der uns vorliegenden Version 64 Gigabyte Speicherplatz. Mushkin bietet für diese SSD-Serie eine Garantie von drei Jahren.
Im Folgenden werden wir diese beiden Solid State Drives nicht nur untereinander vergleichen, sondern auch mit der Samsung HD501LJ , um aufzuzeigen, wie sich die Leistung im Verhältnis zu einer etwas älteren Festplatte mit 7.200 U/min verhält. Denn unter unseren Lesern gibt es viele, deren Systemplatte mehr als ein Jahr alt ist und für die eine Anschaffung einer SSD für diesen Einsatzzweck in Betracht kommen würde.
An dieser Stelle möchten wir auch auf den Test der Intel X25-M und OCZ Vertex (Firmware 1370) [1] verweisen. Da dieser Test auf einem anderen System durchgeführt wurde, werden die Ergebnisse hier nicht aufgeführt, da eine hundertprozentige Vergleichbarkeit nicht gewährleistet werden kann. Nichtsdestoweniger sind die Unterschiede der beiden Testsysteme in Bezug auf Festplattentests minimal. Weshalb sich ein Blick auf diesen Test durchaus lohnt.
Testsystem
Testsystem:
- Prozessor
- Intel Core 2 Quad Q9550 @ 4,0 GHz
- Motherboard
- Gigabyte EP45-UD3P, S775, P45+ICH10R
- Arbeitsspeicher
- OCZ XTC Platinum DDR2-1000 (4x 2 GB , 5-5-5-15)
- Grafikkarte
- Sparkle 8800GTS 320MB (G80)
- Netzteil
- BeQuiet Dark Power Pro 530W
- Systemplatte
- SuperTalent Ultradrive 64 GB (Firmware 1571)
- Festplatten
- Mushkin Europe 2 (Rev. 1.0, entspricht Firmware 1571)
- Corsair P128 (Firmware VBM18C1Q)
- Samsung HD501LJ 500 GB
- Betriebssystem
- Microsoft Windows Vista Home Premium SP2 (64-Bit)
- Benchmarks
- ATTO Disk Benchmark v2.34
- Iometer 2008.06.18-RC2
- PCMark Vantage Professional
Zusätzlich zu den Benchmarks wurden außerdem verschiedene reale Szenarien wie die Bootzeit unter Windows, das Kopieren und Entpacken von Dateien oder die Dauer einer Windows 7 RC Installation gemessen.
Benchmarks
ATTO
Als ersten Benchmark in unserem Testparcours verwenden wir das Programm ATTO, das uns erlaubt, die maximalen sequentiellen Lese- und Schreibraten einer Festplatte zu ermitteln. Die Ergebnisse stellen also das absolute Maximum dar, das mit einer SSD oder auch HDD möglich ist.
Wie wir im obigen Diagramm sehen, sind sowohl die Mushkin Europe 2 als auch die Corsair P128 beim Transfer von größeren Dateien (größer 128 KB) etwa dreimal so schnell wie die Samsung HD501LJ.
Im Vergleich der SSDs untereinander zeigt sich, dass die P128 ihre Stärke beim sequentiellen Lesen sehr kleiner Dateien hat. Ab einer Dateigröße von 16 Kilobyte kehrt sich das Blatt um und die Europe 2 kann sich von der Corsair P128 absetzen. Bei Daten ab 128 KB beträgt der Vorsprung der 60 GB Variante etwa 20 MB/s. Bei den Modellen ab 120 GB Speicherkapazität fällt dieser Unterschied vermutlich noch etwas deutlicher aus, da die kleinen Modelle aufgrund der verbauten Chips geringere sequentielle Transferraten aufweisen.
Bei der sequentiellen Schreibleistung sehen wir ein etwas anderes Bild. Corsairs SSD muss sich der Indilinx-Konkurrenz hier durchgängig geschlagen geben, bis sie aufgrund ihrer kleineren Kapazität bzw. den darin verbauten Chips an ihre Grenze von etwa 165 MB/s stößt.
Nichtsdestoweniger ist auch die P128 bei allen Dateigrößen um einiges schneller als die Samsung HD501LJ. Bei Dateien mit einer Größe ab 32 KB sind sowohl die Europe 2 als auch die Corsair P128 mindestens doppelt so schnell wie die konventionelle Festplatte.
iometer
Mit der Software iometer werden wir im Folgenden untersuchen, wie sich die Testkandidaten bei parallelen Zugriffen durch mehrere Programme schlagen. Während des Bootvorgangs, dem Starten von Anwendungen oder der Installation von Programmen stehen nämlich zufällige Lese- und Schreibzugriffe, vor allem von kleinen Dateien, im Vordergrund. Um die Leistung in solchen Szenarien besser einschätzen zu können, testen wir zum einen die zufällige Leseleistung und zum anderen die Schreibleistung mit einem Anteil an zufälligen Zugriffen von 10, 50 und 100 Prozent. Dabei wird eine Dateigröße von 4 KB verwendet. Durch die Verwendung von zwei „Workern“ mit jeweils drei ausstehenden I/Os simulieren wir die gleichzeitigen Zugriffe.
Iometer, Random Read
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Beim „Random Read“-Test, der 100 Prozent zufällige Lesezugriffe über das gesamte Laufwerk verteilt simuliert, wird schnell deutlich, dass beide SSDs in unseren Testfeld der konventionellen Festplatte weit überlegen sind. Die Mushkin Europe 2 sichert sich mit einem Vorsprung von 14 Prozent vor der P128 den ersten Platz.
Den Grund für die Überlegenheit der Solid State Drives sehen wir in der Reaktionszeit zur Ausführung einer IO-Operation. Im Durchschnitt benötigen die SSDs etwa ein Hundertstel der Zeit einer konventionellen Festplatte.
Iometer, 100% Random Write, 4 kB
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Iometer, 50% Random Write, 4 kB
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Iometer, 10% Random Write, 4 kB
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Als nächstes widmen wir uns der Analyse zufälliger Schreibvorgänge. Diese treten bei einer Systemplatte weit weniger auf als die „random reads“, sind aber ebenfalls wichtig für ein schnelles Arbeiten. Alte SSDs mit JMicron 602 Controller hatten hier so starke Probleme, dass das System z.T. stockte. Das trat vor allem auf, wenn im Hintergrund etwas installiert (random writes) und nebenbei eine Anwendung wie z.B. ein Browser genutzt wurde.
Diese Zeiten sind offensichtlich vorbei. Bei 100 Prozent zufälligen Schreibzugriffen mit einer Dateigröße von 4 KB sind beide Testkandidaten z.T. deutlich schneller als die Samsung HD501LJ. Im Vergleich zwischen der Europe 2 und der P128 ergibt sich ein interessantes Bild. Während die Mushkin bei 100 Prozent zufälligen Zugriffen die Nase vorn hat, kehrt sich das Bild mit zunehmenden sequentiellen Zugriffen um. Hierbei geht es aber nicht um sequentielle Zugriffe von einer einzelnen Anwendung, wie wir sie beispielsweise mit ATTO gemessen haben. In diesem Szenario stellen verschiedene Quellen IO-Requests an die Festplatte.
PCMark Vantage, Bootvorgang
PC Mark Vantage (HDD)
Angaben in Punkten
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Beim anwendungsorientierten Benchmark PC Mark Vantage zeichnet sich ein ähnliches Bild ab wie bei den synthetischen Tests. Dabei haben wir im Gegensatz zu den synthetischen Tests die Ergebnisse im genutzten Zustand ermittelt. Sowohl die Mushkin als auch die Corsair SSD wurden zunächst vollständig beschrieben, gelöscht und dann der „Selbstreinigung“ überlassen, die wir später noch genauer erläutern werden. Die Mushkin Europe 2 kann sich beim HDD-Test von PCMark Vantage mit einem Vorsprung von 27 Prozent erneut den ersten Platz sichern. Das Ergebnis der P128 ist im Vergleich zur HD501LJ aber immer noch hervorragend.
Als nächstes wollen wir uns ein paar reale Szenarien anschauen, um besser einschätzen zu können, wie stark sich die theoretische Mehrleistung gegenüber der HDD in der Realität auswirkt. Hierzu haben wir uns als erstes die Dauer des Bootvorgangs angeschaut. Dabei haben wir nicht auf ein „frisches“ Betriebssystem gesetzt, sondern jeweils ein Image eines „benutzten“ Systems mit typischen Programmen verwendet. Als Betriebssystem kam wie bei allen Tests Vista Home Premium 64 Bit zum Einsatz. Im Autostart befanden sich dabei die Programme AntiVir, Agnitum Outpost Firewall, Skype, Rivatuner, Rivatuner Statistics Server, Speedfan sowie die Vista Sidebar um ein realistisches Szenario zu überprüfen.
Boot
Angaben in Sekunden
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Der erste Boottest zeigt die Zeit vom Verschwinden des POST bis zum ersten Erscheinen des Desktops. Hier sehen wir bereits, dass SSDs aufgrund ihrer sehr niedrigen Zugriffszeiten und der Fähigkeit zum parallelen Arbeiten den ersten Teil des Bootvorgang in einem Drittel der Zeit bewältigen können. Dieser Vorsprung mag natürlich mit aktuellen Festplatten mit 7.200 U/min oder auch einer Velociraptor etwas niedriger ausfallen, der Unterschied wäre aber minimal, da sich die Zugriffszeiten in den letzten Jahren kaum verbessert haben.
Im zweiten Teil unserer Boottests sehen wir die gesamte Bootzeit vom Verschwinden des POST bis zum vollständigen Laden der Taskleiste. Hier werden abermals die Vorteile der Europe 2 und Corsair P128 deutlich. Vom ersten Erscheinen des Desktops bis zur vollständigen Betriebsbereitschaft vergehen gerade einmal 27 Sekunden, die Samsung HD501LJ benötigt dafür mehr als eine Minute.
Anwendungstests
Anwendungen
Angaben in Sekunden
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Bei der Installation von Windows 7 (RC) sind unsere Probanden etwa zehn Prozent schneller als die Samsung HDD. Dabei muss aber beachtet werden, dass die Installation von der DVD den Großteil der Zeit durch die Geschwindigkeit des optischen Laufwerks begrenzt wird und weniger durch die Festplatte.
Um das Kopieren von großen Dateien zu simulieren, haben wir das ISO-Image von Windows 7 RC 64 Bit auf die SSD kopiert. Als Quelle wurde eine weitere SSD verwendet, da sonst keine oder nur geringe Unterschiede zu sehen wären, weil die sequentielle Schreibrate der Europe 2 und P128 höher ist als die max. Lesegeschwindigkeit aktueller Festplatten ist. Die Corsair kann sich hier am stärksten absetzen, da sie die höchsten sequentiellen Transferraten erreicht. Mit einer 120-GB-Version der Europe 2 würde sich ein ähnliches Ergebnis zeigen.
Dieses Image haben wir im folgenden auf die gleiche SSD entpackt. Hier wird der Vorteil des parallelen Arbeitens der SSDs wieder sehr deutlich. Die Festplatte kann Anforderungen immer nur in einer Kette abarbeiten, weshalb das Entpacken bedeutend länger dauert, da gleichzeitig gelesen und geschrieben werden muss. Hier kann sich die P128 aufgrund ihrer größeren Kapazität und den damit verbundenen höheren Schreibraten erneut von der Europe 2 absetzen.
Um den Vorteil beim Start von Anwendungen zu überprüfen, haben wir uns zwei Programme ausgewählt, die relativ lange zum Starten benötigen. Beim Start von iTunes sehen wir, dass sowohl die P128 als auch die Europe 2 etwa 20 Prozent schneller sind als die Samsung HD501LJ. Beim Start von Firefox haben wir uns sowohl den erstmaligen Start der Anwendung als auch darauffolgende Starts angesehen. Da der erste Start der Anwendung das Laden von relativ vielen Dateien in den Arbeitsspeicher erfordert, wird hier der Vorteil der geringen Zugriffszeiten abermals deutlich. Beim mehrmaligen Starten sinkt der Vorteil der SSDs, da sich fast alle relevanten Dateien bereits im RAM befinden und somit kaum Daten von der Festplatte gelesen werden müssen.
Performanceverlust
Nachdem wir die Leistung unserer Testkandidaten ausführlich überprüft haben, möchten wir noch auf zwei häufig gestellte Fragen und Unsicherheiten zu aktuellen Solid State Drives mit Indilinx- und Samsung-Controller eingehen.
Ja, es gibt ihn, den Leistungsabfall bei aktuellen SSDs wie unseren beiden Testkandidaten. Dieser kommt u.a. dadurch zu Stande, dass SSDs zwar in Einheiten von normalerweise 4 Kilobyte lesen und schreiben können, das erneute Beschreiben aber in Blöcken erfolgen muss. Die Größe dieser Blöcke kann von wenigen MB bis zu einem Gigabyte variieren. Wenn eine Datei in solch' einem Block geändert werden soll, muss erst der gesamte Inhalt in den Cache bzw. RAM geladen werden, dann wird der Block komplett gelöscht und neu beschrieben. Das dauert natürlich etwas länger als das erstmalige Schreiben. Hinzu kommt, dass Dateien, die unter Windows gelöscht werden, nicht auf der SSD verschwinden (eine generelle Eigenart des Windows-Dateisystems). Das führt dazu, dass beim Schreiben auf die SSD jene Blöcke, die neu beschrieben werden sollen, erst gelöscht werden müssen, was ebenfalls zu Verzögerungen führt.
Deshalb haben alle Indilinx-SSDs mit der aktuellen Firmware (1571) eine automatische Reinigung in der Firmware integriert („Garbage Collection“), die das Löschen von Bereichen übernimmt, die eigentlich leer sein müssten, damit das beschriebene Problem nicht bzw. minimiert auftritt. Diese Feature wird aktiviert, sobald sich die Europe 2 oder eine andere Indilinx-SSD im Idle-Zustand befindet. Dadurch wird die Leistung der SSD hoch gehalten. Die Anwendungstests sowie der Testlauf mit PCMark Vantage (HDD) wurden unter diesen realitätsnahen Bedingungen durchgeführt.
Zusätzlich zu dieser automatischen Säuberung bietet Indilinx ein kleines Tool mit dem Namen „Wiper“ an. Es wird von den Herstellern unter verschiedenen Namen auf ihren Webseiten angeboten. Es arbeitet ähnlich wie die Säuberung durch die Firmware, aber etwas effektiver bzw. bedeutend schneller. Mit der nächsten Firmware, die voraussichtlich noch Anfang August erscheinen wird, soll die „Garbage Collection“ so stark verbessert/beschleunigt werden, dass Wiper (sowie TRIM [2]) obsolet werden. Das hätte viele Vorteile, da eine Säuberung per Firmware unabhängig vom Betriebssystem und unabhängig vom Dateisystem ist und auch im RAID funktioniert. Außerdem würde der Overhead, welcher durch das TRIM-Kommando von Windows 7 anfallen würde, wegfallen. TRIM wäre demnach nurnoch für solche Konfigurationen sinnvoll, bei denen die Indilinx-SSD wenig oder keine Zeit im Idle verbringt.
Auch Solid State Drives mit Samsung-Controller wie die getestete Corsair P128 haben eine automatische Säuberung in der neuesten Firmware integriert. Grundsätzlich wird also auch hier der Leistungsverlust in Grenzen gehalten, wenngleich im Gegensatz zu Indilinx ein komplettes Ausschalten und Neustarten des Rechners erforderlich ist. Ohne dieses Feature, welches mit der Firmware VBM18C1Q eingeführt wurde, sinkt die Leistung der Samsung-SSDs leider sehr stark ab. Ein Update-Tool für die Aktualisierung der Firmware wird es zwar bis zum Start von Windows 7 geben, bis dahin sollte man aber beim Kauf auf die aktuelle Firmware achten. Ein Problem besteht leider weiterhin mit Samsung-SSDs: Wenn eine vollständige Formatierung durchgeführt wird, sinkt die Leistung dauerhaft um etwa 20 Prozent – dazu kommen dann die oben beschriebenen Probleme. Dieser Fehler lässt sich ausschließlich durch eine Low-Level-Formatierung, wie sie beispielsweise das Programm HDDErase bietet, beheben. Da es aber keinen Grund gibt, eine vollständige Formatierung durchzuführen, sollte man es einfach bei der schnellen Variante belassen, um besagtes Problem zu vermeiden.
Nachdem die Verunsicherung über die Vor- und Nachteile nach diesem Abschnitt vielleicht gestiegen sein mag, möchten wir noch einmal darauf hinweisen, dass die getesteten SSDs trotz eines gewissen Leistungsverlustes immer noch sehr schnell sind. Wer seine SSD natürlich bis zum Rand füllt und täglich unzählige Benchmarks laufen lässt, ohne ihr ein wenig „Ruhe“ zu gönnen, der wird einen Leistungsabfall spüren. Im Alltagsgebrauch ist das aber kein Problem, solange die aktuelle Firmware verwendet wird.
Fazit
Fassen wir unsere Erkenntnisse zusammen. Bei den sequentiellen Transferraten haben wir gesehen, dass sowohl die Mushkin Europe 2 als auch die Corsair P128 eine sehr gute Leistung bieten, die weit oberhalb jeder konventionellen Festplatte angesiedelt ist. Die Ergebnisse mit iometer haben uns gezeigt, wo die wahre Stärke aktueller SSDs liegt: Die niedrigen Zugriffszeiten sowie die Fähigkeit, parallel zu arbeiten, erlauben eine überragende Leistung beim Lesen mit zufälligen Zugriffen, wie sie beim Booten oder Starten mehrerer Anwendungen typisch sind.
Zumindest bei den theoretischen Benchmarks kann sich die Mushkin Europe 2 mit Indilinx-Controller durchgehend vor der Corsair P128 mit dem aktuellen Samsung-Controller positionieren. Bei den Anwendungstests können wir hingegen keine Unterschiede erkennen. Beide Solid State Drives sind in der Realität gleich schnell und hervorragend für den Einsatz als Systemplatte geeignet. Auch der Performanceverlust hält sich bei Verwendung der aktuellen Firmware stark in Grenzen. Sowohl Indilinx- als auch Samsung haben eine automatische Säuberung in der Firmware integriert, die die Leistung konstant hoch hält. Dabei fiel allerdings auf, dass die „Auto-Säuberung“ der Mushkin Europe 2 im Idle etwas besser funktioniert. Die Corsair benötigt dazu einen Kaltstart des Systems und eine vollständige Formatierung der Samsung-SSDs senkt die Leistung dauerhaft bis eine Low-Level-Formatierung, beispielsweise mit HDDErase, vorgenommen wird. Außerdem steht für die Indilinx-SSDs zusätzlich das sogenannte Wiper-Tool zur Verfügung, welches die Reinigung nicht genutzter Flash-Zellen forciert.
Sehen wir uns zum Abschluss noch die Preise der beiden Kontrahenten an. Hier zeigt sich, dass die Corsair P-Serie aktuell etwa 10 Euro günstiger ist als die Mushkin Europe 2. Diese wird allerdings auch in kleineren Varianten von 32 und 64 GB angeboten, was bei Corsair noch nicht der Fall ist. Wir würden in diesem Fall der Mushkin den Vorzug geben, da die Solid State Drives mit Samsung-Controller im Moment noch nicht so ausgereift erscheinen und unsere Tests nahelegen, dass die Indilinx-Konkurrenz minimal schneller ist.
| 32 GB | 64 GB | 128 GB | 256 GB | |
|---|---|---|---|---|
| Corsair P128 | nicht verfügbar | nicht verfügbar | 283,24 (2,2€/GB) [3] | 552,42€ (2,2€/GB) [2] |
| Mushkin | 98,18€ (3,07€/GB) [4] | 169,90€ (2,7€/GB) [3] | 294,41€ (2,3€/GB) [3] | 558,70€ (2,2€/GB) [3] |
Corsair bzw. Samsung sollten die letzten Probleme ihrer Solid State Drives schnell beseitigen, denn ohne ein Update-Tool für die Firmware sind die aktuellen Modelle ausschließlich mit der Firmware VBM18C1Q oder neuer zu empfehlen und selbst dann sorgen der dauerhafte Leistungsverlust durch eine vollständige Formatierung und die etwas schlechtere „Auto-Säuberung“ noch nicht für ein abgerundetes Produkt. Die Mushkin Europe 2 können wir hingegen uneingeschränkt empfehlen. Die Leistung liegt in der Regel geringfügig hinter der X25-M von Intel, dafür bietet sie die schnelleren sequentiellen Schreibraten. Indilinx konnte in den letzten Monate alle Schwachstellen des Controllers beseitigen und bietet mit der Firmware 1571, die bei Mushkin Rev. 1.0 heißt, ein ausgereiftes Produkt. Sollte die SSD nicht mit dieser Firmware ausgeliefert werden, erlaubt ein Update-Tool eine einfache Aktualisierung der Firmware.