Test: SSDs 2009

Einleitung

Wie misst man eigentlich die Leistung einer Festplatte? Ganz einfach: Zugriffszeiten und Transferraten mit verschiedenen Dateigrößen ermitteln, Benchmarks wie ATTO, Crystal DiskMark oder auch PCMark Vantage verwenden und schon weiß der geneigte Leser, dass die eine SSD 20 MB/s schneller schreiben kann als die andere. Ach halt, das gilt ja wieder nur für sequentielle Vorgänge mit einer bestimmten Dateigröße... STOPP!

In diesem Artikel soll es vor allem um eines gehen: Tests in realen Alltagsszenarien. Zusammen mit unseren Lesern haben wir uns gefragt: Welches sind die am häufigsten auftretenden Aktionen, die der PC-Nutzer ausführt? An erster Stelle stehen mit Sicherheit Ladevorgänge; ob es das Booten des Betriebssystems, das Starten des Internet Browsers, das Öffnen einer Musik- oder Filmdatei oder das Laden eines Spiele-Levels ist, diese Aktionen nehmen zweifellos die meiste Zeit in Anspruch, vermutlich sind es mehr als neunzig Prozent aller Aktivitäten, die bei der Nutzung des PCs auftreten. Ab und zu wird dann noch etwas kopiert oder vielleicht ein Programm installiert. Genau jene Vorgänge sind es, die wir genauer untersuchen.

Um die Leistung der drei konkurrierenden SSD-Controller von Indilinx, Samsung und Intel analysieren zu können, werden diverse SSDs der Hersteller OCZ, SuperTalent, Corsair, Intel und Mushkin miteinander verglichen. Dabei kommen nicht nur unterschiedliche Firmware-Versionen sondern auch verschiedene Kapazitäten zum Einsatz. Außerdem ist mit der OCZ Agility EX eine SSD mit SLC-Chips im Testfeld. Die Riege der konventionellen Festplatten wird durch die Western Digital Velociraptor und durch die beliebte Western Digital Caviar Blue vertreten.

Testsystem & -methodik

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
• Festplatten/ SSDs
  • Intel X25-M Gen 2 „Postville“ 80 GB
  • Mushkin IO Series 128 GB (1.0)
  • SuperTalent Ultradrive 64 GB (1571 & 1819)
  • SuperTalent Ultradrive 128 GB (1571)
  • OCZ Vertex 128 GB (1.30)
  • OCZ Vertex Turbo 128 GB (1.0)
  • OCZ Agility 128 GB (1.30)
  • OCZ Agility EX 64 GB
  • Corsair P128
  • Western Digital Velociraptor 300 GB
  • Western Digital Caviar Blue 640 GB
• Betriebssystem
  • Microsoft Windows 7 Professional (64-Bit)
• Benchmarks
  • ATTO Disk Benchmark v2.34

Testmethodik:
Für die Vergleichbarkeit der Ergebnisse ist es von größter Bedeutung, dass die getesteten realen Szenarien bei allen Probanden so gleich wie möglich ablaufen. Um einen eventuell auftretenden Leistungsverlust zu simulieren, haben wir die gesamte Testroutine zweimal in unterschiedlichen Zuständen durchgeführt. Als erstes wurde die SSD mit dem Programm HDDErase in den Ursprungszustand versetzt. Danach wurde mit Hilfe der Windows-7-Backup-Funktion ein zuvor erstelltes Image geladen. Somit wurde ein vollständiges Betriebssystem mit installierten Programmen sowie Virenschutz, Firewall und ein paar Windows Sidebar Gadgets auf die SSD kopiert, so dass keine bzw. sehr wenige Flash-Zellen mit invaliden Daten entstehen. Danach haben wir verschiedene Tests wie die Bootzeit, den Start von Anwendungen, die Kopierleistung usw. manuell mit der Stoppuhr gemessen. Zwischen gleichartigen Tests wie beispielsweise dem Starten einer Anwendung wurde jeweils ein Neustart durchgeführt, da Dateien beim Ausführen der Aktion in den Arbeitsspeicher geladen werden. Ein erneuter Test ohne Neustart würde zum Teil die Lese- bzw. Schreibleistung des Arbeitsspeichers statt der SSD messen.

Nachdem der gesamte Testparcours einmal durchlaufen wurde, haben wir das Image erneut geladen, die SSDs und auch die konventionellen Festplatten vollständig mit IO-Meter gefüllt, anschließend die dabei generierte Testdatei gelöscht, noch einmal die gesamte SSD mit realen Dateien gefüllt und die letzten 10 GB abermals entfernt. Vor dem zweiten Durchlauf wurde also jede SSD und HDD zweimal komplett befüllt und es wurden lediglich 10 GB freigelassen, um eine starke Nutzung zu simulieren.

Leistungsverlust

In diesem Abschnitt wollen wir versuchen, das Thema Leistungsverlust bei SSDs so detailliert und einfach wie möglich zu erläutern. Grundsätzlich gibt es zwei Prozesse bzw. Zustände, die für den Leistungsverlust bei SSDs in Betracht kommen. Um zu verstehen, was diese bewirken, werden noch einmal kurz den Aufbau und die Funktionsweise von Solid State Drives erklären.

Die beiden wichtigsten Komponenten der SSD sind der Controller und die Flash-Speicher-Chips, auf denen die Daten gespeichert werden. Diese Chips sind intern in Blöcke unterteilt, die Blöcke wiederum in sogenannte Seiten. Ein Block ist normalerweise 512 Kilobyte, eine Seite 4 Kilobyte groß. Nun werden im laufenden Betrieb wie bei einer Festplatte Dateien gelesen und geschrieben. Das Lesen funktioniert dabei immer gleich, es wird einfach der Inhalt der entsprechenden Seiten geladen. Deshalb kann es bei Lesevorgängen mit einer SSD niemals zum Leistungsverlust kommen. Bei Schreibvorgängen ist das Ganze ein wenig komplizierter. Wenn ein Block leer ist, können die Seiten darin einfach beschrieben werden. Sollen Daten aber geändert bzw. überschrieben werden, muss der gesamte Block erst in den Cache geladen und gelöscht werden, bevor er wieder beschrieben werden kann. Das ist wie mit einem gefüllten Glas. Wenn sich Wasser in dem Glas befindet und Orangensaft hinein gefüllt werden soll, muss zuerst das Wasser entfernt werden. Dieser Vorgang dauert natürlich länger als wenn das Glas leer wäre.

Hinzu kommt die Tatsache, dass beim Löschen von Dateien die Daten nicht von der Festplatte oder SSD entfernt werden. Deshalb ist eine Datenwiederherstellung bei Festplatten auch problemlos möglich, solange die entsprechenden Bereiche nicht bereits überschrieben wurden. Da die Daten nie wirklich gelöscht werden, sind irgendwann alle Seiten bzw. Blöcke auf einer SSD mit Daten gefüllt, obwohl unser Betriebssystem anzeigt, dass beispielsweise nur die Hälfte der Kapazität genutzt wird. Wie wir eben erläutern haben, dauert das Schreiben von Dateien nun viel länger, wir haben also einen Leistungsverlust.

Das zweite Problem ist die sogenannte Blockdefragmentierung. Mit zunehmender Gebrauchsdauer der SSD werden Dateien gespeichert, gelöscht, gespeichert usw. Damit das Speichern bzw. Schreiben sehr schnell geht, nutzt der Controller der SSD bevorzugt leere Blöcke, um das eben beschriebene Problem zu vermeiden. Das heißt irgendwann werden alle Blöcke Daten enthalten, viele davon aber nur zum Teil gefüllt sein. Nehmen wir also vereinfacht an, dass wir den ganzen Tag Dateien mit einer Größe von 256 KB speichern, manche davon wieder löschen und wieder neue Dateien speichern. Dann könnte es im Extremfall passieren, dass jeder Block nur eine Datei enthält (also 256 KB). Damit hätten wir wieder das oben beschriebene Problem, dass zusätzliche Speichervorgänge langsamer werden. Halten wir also noch einmal die drei wichtigsten Punkte fest:

• Lesevorgänge bleiben immer gleich schnell
  
• Eine Ursache für Leistungsverlust sind gefüllte Blöcke mit invaliden (eigentlich gelöschten) Daten
  
• Die zweite Ursache für Leistungsverlust ist die Blockdefragmentierung
  

Lösungsmöglichkeiten: Das Problem der Befüllung mit invaliden Daten lässt sich lösen, indem vom Betriebssystem gelöschte Daten auch auf der SSD gelöscht werden. Das kann auf unterschiedliche Weise realisiert werden. Möglichkeit eins ist die Verwendung eines Tools, wie es aktuell für Indilinx-SSDs angeboten wird. Das Tool mit dem Namen „Wiper“ fragt vereinfacht gesagt das Betriebssystem, welche Blöcke valide Daten enthalten und welche nicht. Diese Informationen werden dann an den Controller weitergegeben, welcher die Angaben mit den Blöcken auf den Flash-Chips vergleicht. Blöcke mit invaliden Daten werden gelöscht und können somit wieder schnell beschrieben werden. Die zweite Möglichkeit besteht darin, dass der Controller diese Aufgabe automatisch übernimmt, sobald die SSD keine oder nur sehr wenig Aktivität hat. Die dritte Möglichkeit ist die Verwendung des TRIM-Befehls. Unter Windows 7 wird dieser Befehl beim Leeren des Papierkorbs an den Controller gesendet, damit dieser weiß, welche Daten nicht mehr benötigt werden. Die entsprechenden Blöcke kann der Controller der SSD dann reinigen.

In unserem Test werden wir ausschließlich die Problematik untersuchen, wenn Blöcke mit invaliden Daten gefüllt sind. Denn es ist unmöglich einen Zustand der Blockfragmentierung herzustellen, der identisch auf alle Testkandidaten übertragen werden kann. Es ist für uns ebenso unmöglich nachzuvollziehen, wie der Controller die Daten beim Aufspielen eines Abbildes in den Flash-Chips anordnet. Hinzu kommt das Wear-Leveling, welches Daten auf jeder SSD unterschiedlich verteilt bzw. verschiebt.

Samsung, HDDErase und tote SSDs

Der aufmerksame Leser erinnert sich vielleicht an unseren Test der OCZ Summit, die gegen Intels X25-M der zweiten Generation antrat [1]. Wir konnten unsere Tests mit der OCZ-SSD zum damaligen Zeitpunkt nicht vollenden, da die SSD den vorzeitigen Tod fand. Sie wurde in verschiedenen Rechnern nicht einmal vom BIOS erkannt und auch der Hersteller bestätigte uns, dass die SSD defekt war. Wir vermuteten einen einmaligen Zwischenfall, wie er mit allen Computer-Komponenten auftreten kann. Kurze Zeit später starb allerdings auch unser Exemplar der Corsair P128 auf die gleiche mysteriöse Art und Weise, nachdem wir die Firmware 1901Q ohne Absprache oder Freigabe durch Corsair auf die SSD gespielt hatten.

In beiden Fällen hatten wir zuvor das Programm HDDErase 3.3 mit der Option „Enhanced Secure Erase“ genutzt, um alle Flash-Zellen zu leeren und die SSD in den Ursprungszustand zurück zu setzen. Diese Option steht ausschließlich bei Samsung-SSDs (wie der OCZ und der Corsair) zur Verfügung. Für den aktuellen Test schickte uns Kingston außerdem eine SSDNow V+ mit einer Kapazität von 64 GB. Auch diese Samsung-SSD fand nach der Verwendung von HDDErase 3.3 ein schnelles Ableben. Ein weiteres Austauschexemplar starb zu unserem Bedauern noch bevor wir irgendwelche Tests durchführen konnten.

Nach unzähligen E-Mails und Gesprächen mit den Mitarbeitern von OCZ, Corsair und auch Kingston, die von diesem Problem noch nie gehört hatten und es selbst nicht nachstellen konnten, brachte das letzte Gespräch mit Kingston etwas Licht ins Dunkel. So zeigte sich, dass Kingston bei seinen Tests ausschließlich die Version 3.1 von HDDErase einsetzt. Diese Version bietet laut Kingston weniger Auswahlmöglichkeiten als die Version 3.3, lief aber in allen Tests des Herstellers problemlos.

Wir vermuten, dass der plötzliche Tod der Samsung-Probanden mit der Version 3.3 von HDDErase zusammenhängt. Es ist nicht klar, ob das Problem ausschließlich mit der Option „Enhanced Secure Erase“ oder grundsätzlich mit der Version 3.3 besteht. Ersteres erscheint uns nach den bisherigen Erfahrungen aber wahrscheinlicher. Wir können jedenfalls nur davon abraten, diese Option zu nutzen. Bei allen Indilinx-Probanden und der Intel Postville traten mit der Version 3.3 und der normalen „Secure Erase“ Option des Programms keinerlei Probleme auf. Des Weiteren ist anzumerken, dass das beschriebene Phänomen ausschließlich mit den Firmware-Versionen 1801Q und 1901Q aufgetreten ist. Die Version 18C1Q überlebte das mehrfache Löschen mit HDDErase 3.3 und der „Enhanced Secure Erase“-Funktion ohne Schäden. Über die aktuelle Firmware 19C1Q können wir diesbezüglich noch keine Aussage treffen. Demzufolge wäre es auch denkbar, dass es in den beiden älteren Varianten der Firmware einen Bug gibt, der durch die Verwendung der beschriebenen Option zum Sterben der SSD führt.

Wir werden dieses Phänomen bei zukünftigen Tests genau beobachten bzw. analysieren. Vielleicht handelt es sich auch um einen Fehler, der mit der neuen Firmware beseitigt wurde.

ATTO vs. Herstellerangaben

Das Referenztool der meisten SSD-Hersteller zur Messung der max. möglichen Übertragungsraten ist momentan der ältere ATTO-Benchmark. Dieser zeigt das absolute Maximum an, das mit einer Festplatte bzw. SSD erreichbar ist.

In der Darstellung der maximalen Transferraten fällt als erstes auf, dass diese bei den getesteten SSDs etwa doppelt so hoch sind wie bei einer aktuellen Festplatte mit 7.200 U/Min. Des Weiteren können wir erkennen, dass die von uns ermittelten Werte in der Regel über den Herstellerangaben liegen. Die von Intel deklarierte maximale Schreibrate der Postville liegt sogar 22 Prozent unter unserem Messwert. Die Agility von OCZ überrascht hier ebenfalls und lässt erahnen, dass die Unterschiede zur teureren Vertex nicht so groß ausfallen können, wie es die Herstellerangaben vermuten lassen. Bei der SuperTalent Ultradrive mit einer Kapazität von 64 GB liegen die realen Messwerte signifikant unter den Herstellerangaben. Da die Differenz von zwölf bis vierzehn Prozent recht hoch ausfällt, sollte der Hersteller hier nachbessern.

Benchmarks

Bootzeiten

Bei unserem Test der Systemstartzeit haben wir wie in der Vergangenheit nicht auf eine komplett frische Installation gesetzt. Um das Szenario so realistisch wie möglich zu gestalten, wurde bei allen Tests eine vollständige Installation von Windows 7 Professional 64 Bit mit allen Treibern und diversen Programmen verwendet. Beim Start wurden automatisch das Programm AntiVir, die Firewall Outpost Pro von Agnitum und ein paar Widgets für Wetter, Uhrzeit und Kalender geladen. Gemessen wurde die Zeit vom Ende des POST bis zum vollständigen Laden der Widgets und Autostartprogramme. Die Bootzeit wurde jeweils drei Mal gemessen. In unserem Diagramm werden die arithmetischen Mittel dieser Tests dargestellt, um die Fehlertoleranz, welche durch das manuelle Messen mit der Stoppuhr entsteht, zu minimieren.

Bootvorgang   Bootzeit Windows 7: Agility EX 27,2 Agility EX (genutzt) 27,8 Postville 28,0 Postville (genutzt) 28,0 Vertex Turbo (1.0) 28,2 Vertex Turbo (1.0, genutzt) 28,2 Mushkin IO (genutzt) 28,3 Agility (1.3, genutzt) 28,5 Mushkin IO (1.0) 28,6 Ultradrive 64 GB (1819, genutzt) 28,6 Agility (1.30) 28,7 P128 28,7 Ultradrive 64 GB (1571) 28,9 Ultradrive 128 GB (1571) 29,0 Vertex (1.30) 29,0 P128 (genutzt) 29,0 Ultradrive 128 GB (1571, genutzt) 29,0 Vertex (1.30, genutzt) 29,1 Ultradrive 64 GB (1819) 29,3 Ultradrive 64 GB (1571, genutzt) 29,4 Velociraptor (genutzt) 58,6 Velociraptor 59,9 Caviar Blue 63,2 Caviar Blue (genutzt) 66,8 Angaben in Sekunden

Unsere Ergebnisse zeigen auf, dass Solid State Drives durch ihre sehr kurzen Verzögerungszeiten und die dadurch möglichen, hohen zufälligen Leseraten dafür sorgen, dass die Bootzeit gegenüber der Nutzung konventioneller Festplatten etwa halbiert wird. Dabei kann sich die Agility EX aufgrund der Verwendung von SLC-Chips noch vor der Intel Postville positionieren, wenngleich der Vorsprung lediglich ein bis drei Prozentpunkte bzw. weniger als eine Sekunde beträgt. Direkt dahinter kommen die beiden übertakteten Indilinx-SSDs OCZ Vertex Turbo und Mushkin IO Series. Auch hier beträgt der Vorsprung nur wenige Prozentpunkte. Aber auch die „normalen“ Indilinx-Modelle sowie der Samsung-Verteter Corsair P128 machen eine sehr gute Figur und liegen nur zwei bis fünf Prozentpunkte hinter der schnellsten MLC-SSD in diesem Test. Des Weiteren wird deutlich, dass es – wie vermutet – praktisch keinen Leistungsverlust gibt, da während des Bootvorgangs fast ausschließlich zufällige Lesevorgänge ablaufen.

Anwendungsstarts

Nach der Analyse des Bootvorgangs widmen wir uns nun den Startzeiten von Anwendungen. Dabei haben wir vor allem auf die Programme Photoshop CS 4 und iTunes gesetzt, da diese vergleichsweise lange zum Starten benötigen. Photoshop wurde dabei direkt mit einem sieben Megabyte großen Bild geöffnet. Da alle Programmstarts hauptsächlich aus Lesezugriffen bestehen, die nicht vom Leistungsverlust betroffen sind, sind ähnliche Ergebnisse unabhängig von der zu startenden Anwendung zu erwarten. Zusätzlich zu den beiden einzelnen Programmstarts wurden drei Anwendungen per Skript gleichzeitig gestartet.

Anwendungsstarts   Photoshop mit Bild (7 MB): Postville (genutzt) 4,2 Postville 4,3 Agility EX (genutzt) 4,3 Mushkin IO (genutzt) 4,3 Vertex Turbo (1.0) 4,4 Ultradrive 64 GB (1571) 4,4 Ultradrive 64 GB (1819) 4,4 Ultradrive 128 GB (1571) 4,4 Vertex (1.30) 4,4 Mushkin IO (1.0) 4,4 Agility (1.3, genutzt) 4,4 Vertex Turbo (1.0, genutzt) 4,4 Agility EX 4,5 Ultradrive 64 GB (1819, genutzt) 4,5 Ultradrive 128 GB (1571, genutzt) 4,5 P128 4,6 Ultradrive 64 GB (1571, genutzt) 4,6 Agility (1.30) 4,7 Vertex (1.30, genutzt) 4,8 P128 (genutzt) 4,9 Velociraptor (genutzt) 10,2 Velociraptor 10,3 Caviar Blue (genutzt) 11,9 Caviar Blue 12,1   iTunes: Agility EX 4,4 Mushkin IO (genutzt) 4,5 Postville 4,8 Agility EX (genutzt) 4,8 Mushkin IO (1.0) 4,9 Postville (genutzt) 4,9 Ultradrive 64 GB (1571) 5,0 Ultradrive 64 GB (1819) 5,0 Ultradrive 128 GB (1571) 5,0 Vertex (1.30) 5,0 Ultradrive 128 GB (1571, genutzt) 5,0 Agility (1.30) 5,1 P128 5,1 Agility (1.3, genutzt) 5,1 Vertex Turbo (1.0, genutzt) 5,1 Ultradrive 64 GB (1571, genutzt) 5,1 Vertex (1.30, genutzt) 5,1 Vertex Turbo (1.0) 5,2 P128 (genutzt) 5,3 Ultradrive 64 GB (1819, genutzt) 5,3 Velociraptor (genutzt) 9,3 Caviar Blue (genutzt) 10,0 Velociraptor 10,2 Caviar Blue 11,2   Opera + iTunes + Photoshop: Agility EX (genutzt) 5,9 Agility EX 6,0 Mushkin IO (genutzt) 6,0 Postville (genutzt) 6,1 Postville 6,2 Ultradrive 64 GB (1819) 6,2 Mushkin IO (1.0) 6,2 Agility (1.3, genutzt) 6,2 P128 6,3 Ultradrive 64 GB (1571) 6,3 Ultradrive 64 GB (1571, genutzt) 6,3 Ultradrive 128 GB (1571, genutzt) 6,3 Ultradrive 64 GB (1819, genutzt) 6,5 Vertex Turbo (1.0) 6,6 Ultradrive 128 GB (1571) 6,6 Vertex (1.30) 6,7 Agility (1.30) 6,8 Vertex Turbo (1.0, genutzt) 6,8 Vertex (1.30, genutzt) 6,8 P128 (genutzt) 6,9 Velociraptor 19,5 Velociraptor (genutzt) 20,0 Caviar Blue 20,4 Caviar Blue (genutzt) 21,2 Angaben in Sekunden

Bei den Startzeiten von Photoshop und iTunes sehen wir ein ähnliches Bild wie beim Test der Bootzeiten. Alle SSDs sind etwa doppelt (iTunes) bis dreimal (Photoshop) so schnell wie die beiden konventionellen Festplatten mit 10.000 bzw. 7.200 U/Min. Auch hier zeigen die Ergebnisse auf, dass sich die Intel Postville, die Agility EX und die übertakteten Varianten der Indilinx-SSDs die vordersten Plätze teilen. Die genaue Reihenfolge der SSDs sollte bei diesen Tests allerdings nicht überbewertet werden. Auch wenn die dargestellten Zahlen gemittelte Werte aus mehreren Tests sind, liegen die Abweichungen bei wenigen Zehntelsekunden. Ein gewisser Grad an Fehlertoleranz sollte bei der Beurteilung berücksichtigt werden, da die Resultate alle manuell mit einer Stoppuhr ermittelt wurden.

Beim gleichzeitigen Start mehrerer Programme zeigt sich das gleiche Bild. Die SLC-SSD Agility EX setzt sich wieder an die Spitze des Testfeldes, gefolgt von der Intel Postville und der übertakteten Mushkin IO Series. Die „normalen“ Indilinx-Probanden sowie die Samsung-SSD liegen etwa gleich auf und nur unwesentlich hinter der Spitzengruppe. Der Unterschied zu konventionellen HDDs wird hier noch deutlicher als beim Start einzelner Anwendungen. Die 3,5"-Laufwerke benötigen für die gleiche Aufgabe etwa dreimal so lang wie die Solid State Drives. Interessanterweise addieren sich mit den Western-Digital-Festplatten fast die Startzeiten der einzelnen Anwendungen. Bei den SSDs sieht das etwas anders aus. Zum Starten aller drei Anwendungen werden nur ca. eineinhalb Sekunden mehr benötigt als zum alleinigen Start von iTunes. Damit wird deutlich, dass der Vorteil durch die geringen Zugriffszeiten um so größer ins Gewicht fällt, je mehr Last für die Systemplatte erzeugt wird.

Kopiertests

Im folgenden Abschnitt widmen wir uns der Analyse der Kopierleistung. Da die Schreibraten der OCZ Agility und der Ultradrive mit 64 GB Speicherplatz geringer ausfallen als die der großen Brüder mit 128 GB, ist zu erwarten, dass auch die Kopierleistung etwas geringer ist. Außerdem sollte sich die vergleichsweise geringe Schreibleistung der Intel Postville beim Kopieren bemerkbar machen, wenngleich die hohe sequentielle Leserate, die wir mit ATTO ermittelt haben, diesen Effekt teilweise kompensieren könnte.

Kopiertests I – Win7 Image   Windows 7 Image (ca. 3 GB): Agility EX 26,8 Agility EX (genutzt) 29,6 P128 30,5 P128 (genutzt) 32,9 Mushkin IO (1.0) 35,8 Mushkin IO (genutzt) 36,4 Vertex Turbo (1.0) 37,0 Ultradrive 128 GB (1571) 37,9 Vertex (1.30) 38,2 Postville 40,0 Postville (genutzt) 40,5 Ultradrive 128 GB (1571, genutzt) 41,5 Agility (1.30) 42,6 Agility (1.3, genutzt) 44,1 Ultradrive 64 GB (1571) 47,8 Ultradrive 64 GB (1819) 48,6 Ultradrive 64 GB (1819, genutzt) 49,0 Ultradrive 64 GB (1571, genutzt) 52,4 Velociraptor 55,8 Caviar Blue 66,3 Vertex Turbo (1.0, genutzt) 69,1 Velociraptor (genutzt) 74,5 Vertex (1.30, genutzt) 111,0 Caviar Blue (genutzt) 128,2 Angaben in Sekunden

Beim Kopieren eines ISO-Images von der SSD auf die SSD mit einer Größe von etwa drei Gigabyte haben wir ein paar kleine Überraschungen erlebt. Die Agility EX mit SLC-Chips und sehr hohen sequentiellen Lese- und Schreibraten (264 MB/s lesen, 196 MB/s schreiben) kann sich auch beim Kopieren einer großen Datei den ersten Platz sichern. Direkt dahinter folgt die Corsair P128 mit Samsung-Controller, die sich somit noch vor allen Indilinx-SSDs positionieren kann. Ebenfalls überraschend ist das Ergebnis der Intel Postville. Diese kann sich zwischen den Indilinx-SSDs mit Samsung-Chips und einer Kapazität von 128 GB und den Indilinx-Modellen Agility (128 GB) und Ultradrive (64 GB) festsetzen. Im Vergleich zu den konventionellen Festplatten wird deutlich, dass der Vorsprung der Solid State Drives im Durchschnitt nicht ganz so hoch ausfällt wie bei zufälligen Lesezugriffen, alle SSDs mit der aktuellen Firmware sind aber immer noch signifikant schneller als die schnellste Consumer-HDD, die Western Digital Velociraptor.

Kopiertest II - Image + Photoshop Agility EX (genutzt) 24,5 Agility EX 25,0 P128 27,7 Mushkin IO (genutzt) 32,9 Vertex Turbo (1.0) 33,4 Ultradrive 128 GB (1571) 33,5 Vertex (1.30) 35,0 Mushkin IO (1.0) 35,3 Ultradrive 128 GB (1571, genutzt) 36,2 Agility (1.30) 38,4 Vertex (1.30, genutzt) 38,8 Postville (genutzt) 40,3 P128 (genutzt) 40,5 Postville 41,3 Agility (1.3, genutzt) 43,4 Ultradrive 64 GB (1819, genutzt) 47,8 Ultradrive 64 GB (1819) 48,3 Ultradrive 64 GB (1571, genutzt) 50,0 Ultradrive 64 GB (1571) 55,5 Velociraptor 63,3 Vertex Turbo (1.0, genutzt) 69,1 Caviar Blue 83,5 Hinweis: Start erst nach Ende des Kopiervorgangs möglich Velociraptor (genutzt) 84,8 Caviar Blue (genutzt) 111,0 Hinweis: Start erst nach Ende des Kopiervorgangs möglich Angaben in Sekunden

Der zweite Test überprüft die Zeit, die bis zum vollständigen Starten von Photoshop benötigt wurde, wenn zuvor das Kopieren einer großen Datei gestartet wird. Dabei wurde der Programmstart genau zehn Sekunden nach dem Start des Kopiervorgangs initialisiert. Erstaunlicher Weise können die Solid State Drives hier lediglich durch die hohe Schreib- bzw. Kopierleistung punkten. Der Anwendungsstart dauert trotz der sehr geringen Zugriffszeiten bis zum Ende des Kopiervorgangs. Bei der Western Digital Caviar Blue mussten wir jedoch bis zum Ende des Kopiervorgangs abwarten, da während des Kopierens keine Windows-Menüs mehr geladen wurden. Das gesamte System war für diese Zeit wie eingefroren. Wir haben den gleichen Test auch einmal mit dem Kopieren kleiner Dateien durchgeführt. Dabei wurde Photoshop mit den SSDs wie gewohnt sofort gestartet. Wir vermuten also, dass das hier aufgetretene Verhalten darin begründet liegt, wie Windows 7 die Festplattenzugriffe priorisiert. Anscheinend ist die Priorität des Kopiervorgangs sehr hoch, so dass nur wenige Abfragen an die Festplatte weitergeleitet werden, die nicht direkt mit dem Kopiervorgang in Verbindung stehen. Hier könnte Microsoft durch eine alternative Priorisierung beim Kopieren einer großen Datei Abhilfe schaffen.

Kopiertest III – gemischte Dateien   20.000 Dateien (2 GB): Agility EX 107,6 P128 112,1 Agility EX (genutzt) 118,8 Mushkin IO (1.0) 121,5 Postville 123,8 Postville (genutzt) 125,0 Vertex (1.30) 126,2 Mushkin IO (genutzt) 127,5 Ultradrive 128 GB (1571) 128,8 Ultradrive 64 GB (1571) 129,0 Agility (1.30) 131,2 Agility (1.3, genutzt) 131,3 Vertex (1.30, genutzt) 131,4 Vertex Turbo (1.0) 131,6 Ultradrive 128 GB (1571, genutzt) 132,1 P128 (genutzt) 132,5 Ultradrive 64 GB (1819) 133,9 Ultradrive 64 GB (1819, genutzt) 134,2 Ultradrive 64 GB (1571, genutzt) 138,0 Velociraptor 141,5 Vertex Turbo (1.0, genutzt) 157,3 Caviar Blue 159,8 Velociraptor (genutzt) 161,3 Caviar Blue (genutzt) 201,4 Angaben in Sekunden

Beim dritten Kopiertest haben wir uns für den Transfer vieler kleiner Dateien entschieden, wobei sich ein ähnliches Bild wie bei den ersten beiden Versuchen zeigt – mit einer Ausnahme. Intels Postville kann sich hier noch vor die Indilinx-Modelle OCZ Vertex und Ultradrive mit einer Kapazität von 128 GB setzen, wenngleich der Vorsprung unter fünf Prozentpunkten liegt. Das Führungs-Trio wird aber auch hier von der SLC-SSD, der Corsair P128 und der übertakteten Mushkin IO gestellt. Das vergleichsweise schlechte Ergebnis der Vertex Turbo lässt sich durch die ältere Firmware erklären, da Indilinx im Laufe der Entwicklung die Kopierleistung etwas verbessern konnte.


Leistungsverlust:
Wie wir bereits zu Beginn des Artikels ausführlich dargestellt haben, sinkt die Schreibleistung einer SSD über die Zeit, wenn die Flash-Zellen vor dem erneuten Beschreiben nicht geleert bzw. gereinigt werden. Deshalb haben wir mit jedem Testkandidaten auch einen genutzten Zustand simuliert. Dieser soll lediglich den Leistungsverlust durch das Befüllen der Flash-Zellen, jedoch nicht die Leistungsminderung durch eine Fragmentierung der Daten auf der SSD aufzeigen, da dieser praktisch nicht reproduzierbar und somit für unsere Tests ungeeignet ist. Nichtsdestotrotz entsteht auch in diesem Szenario immer ein bestimmter Grad an Fragmentierung, der bei jedem Testkandidaten unterschiedlich ausfallen kann. Der aufgezeigte Leistungsverlust sollte also mehr als ein Beleg für seine Existenz beurteilt werden und nicht das genaue Ausmaß darstellen. Um so länger man die SSD nach dem kompletten Befüllen testet bzw. nutzt, um so weiter sinkt die Schreibleistung ab. Im schlimmsten Fall, den wir mit einem hohen Grad an Fragmentierung erreichen konnten (nicht im Diagramm!), sank beispielsweise die Kopierleistung einer Indilinx-SSD mit der Firmware 1571 bzw. 1.3 auf ein Drittel der Leistung im frischen Zustand. Da beim Kopieren jeweils die Hälfte Schreib- und Lesevorgänge sind, wäre die Schreibleistung in diesem Fall also ca. auf ein Sechstel gefallen!

Für die beiden Festplatten von Western Digital gilt für die Fragmentierung das gleiche. Auch hier wurde Leistungsverlust durch Befüllung der HDD simuliert, auf eine Fragmentierung der Daten wurde aber aus den genannten Gründen verzichtet.

Die Ergebnisse zeigen bei den SSDs zum Teil einen unterschiedlichen Grad an Leistungsverlust. Diese Ergebnisse entstehen, wie bereits dargestellt, durch einen unterschiedlichen Grad an Fragmentierung und der unterschiedlichen Nutzung von nicht sichtbaren Reserveblöcken. Baugleiche SSDs mit gleicher Firmware wie die Ultradrive GX und die Vertex mit 128 GB werden immer den gleichen Leistungsverlust haben, auch wenn die Testergebnisse sehr unterschiedlich ausfallen können.

Programminstallationen

Im voran gegangenen Abschnitt haben wir uns mit der Kopierleistung und dem Leistungsverlust beim Schreiben etwas genauer befasst. Der nächste Test untersucht, wie schnell SSDs und Festplatten mit der Installation von Programmen umgehen können. Bei der Installation des Spiels GTA IV haben wir die Zeit gemessen, bis die Aufforderung zum Einlegen der zweiten CD erscheint. Es zeigt sich, dass das optische Laufwerk so stark limitiert, dass es hier keinerlei Geschwindigkeitsunterschiede zwischen den SSDs und den konventionellen Festplatten gibt.

Installation GTA IV SSDs (Durchschnitt) 882,3 WD Velociraptor 882,9 WD Caviar Blue 884,5 Angaben in Sekunden

Eine ähnliches Bild würde sich ergeben, wenn die Installationspakete auf einer konventionellen Festplatte gespeichert sind und dann auf eine SSD installiert werden. Deshalb haben wir untersucht, wie es sich verhält, wenn Quell- und Ziellaufwerk bei der Installation identisch sind. Beispiele dafür wären heruntergeladene Software wie Browser, Tools, Spiele oder auch die Installation von einem virtuellen Laufwerk.

Installation Office 2007 P128 141,5 Postville (genutzt) 143,8 Agility EX 148,1 Agility (1.30) 148,5 Mushkin IO (1.0) 148,7 Agility (1.3, genutzt) 149,3 Mushkin IO (genutzt) 150,5 Ultradrive 64 GB (1571, genutzt) 151,2 Vertex Turbo (1.0) 152,8 Ultradrive 128 GB (1571, genutzt) 154,6 Postville 154,7 Vertex (1.30) 157,3 Ultradrive 64 GB (1571) 158,4 P128 (genutzt) 158,5 Ultradrive 128 GB (1571) 163,8 Ultradrive 64 GB (1819) 164,4 Agility EX (genutzt) 166,3 Vertex Turbo (1.0, genutzt) 168,0 Vertex (1.30, genutzt) 169,4 Ultradrive 64 GB (1819, genutzt) 175,2 Velociraptor 191,7 Velociraptor (genutzt) 191,9 Caviar Blue 224,4 Caviar Blue (genutzt) 261,1 Angaben in Sekunden

Es zeigt sich, dass die Installation von Office 2007 von einem virtuellen Laufwerk mit den getesteten SSDs ebenfalls bedeutend schneller vorangeht als von einer Velociraptor oder Caviar Blue. Der Vorsprung vor der Velociraptor beträgt je nach SSD und Nutzungsgrad neun bis 36 Prozent, im Vergleich zur Festplatte mit 7.200 U/Min ergibt sich ein Vorteil von siebzehn bis 85 Prozent.

Die Ergebnisse der SSDs untereinander sind hier nur bedingt vergleichbar. Bei diesem Test sind die ermittelten Werte ungenauer, da jeweils nur ein Lauf mit jedem Kandidaten durchgeführt wurde. Um mehrere Testläufe unter gleichen Bedingungen durchführen zu können, müsste die SSD nach jeder Installation vollständig mit HDDErase gereinigt werden, um anschließend das System-Image erneut aufzuspielen. Diese Prozedur würde den Testaufwand enorm erhöhen. Der potentielle Erkenntniszuwachs wäre allerdings marginal. Zum einen können die Unterschiede in Abhängigkeit vom Programm bzw. der zugrunde liegenden Installationsroutine variieren und zum anderen ist der Anteil, welcher bei der Nutzung des PCs insgesamt auf Installationen entfällt, eher gering.

Fest steht, dass die hohen sequentiellen Transferraten sowie die geringen Verzögerungszeiten auch bei Installationen auf dem Datenträger signifikant schneller ablaufen als mit einer konventionellen Festplatte. Zudem kann während der Installation normal weitergearbeitet werden. Mit einer Caviar Blue oder Velociraptor ist dies bedeutend schwieriger, da Anfragen an die Festplatte aufgrund der höheren Last langsamer bearbeitet werden können. Programmstarts benötigen also bedeutend länger, ähnlich wie beim gleichzeitigen Start mehrerer Anwendungen.

Fazit

Mit unseren Realtests haben wir die Leistung aktueller SSDs in verschiedensten Szenarien, wie sie jeder Nutzer täglich oder zumindest sehr häufig antrifft, überprüft. Das Urteil ist dabei eindeutig. Eine SSD beseitigt den größten Flaschenhals in aktuellen PCs: Die Verzögerungszeit von konventionellen Festplatten. Keine CPU für 1.000 Euro, keine sechzehn Gigabyte des schnellsten und teuersten DDR3-Speichers und kein neues Mainboard vermag das alltägliche Arbeiten mit dem PC so zu beschleunigen wie eine SSD. Das Booten dauert nur noch halb so lang, Anwendungsstarts sind doppelt bis dreimal so schnell wie mit herkömmlichen Festplatten und selbst Installationen sowie das Kopieren und Entpacken von Dateien werden um einiges beschleunigt im Vergleich zur schnellsten Consumer-HDD, der Western Digital Velociraptor.

Zum Schluss wollen wir noch ein kleines Fazit zu jedem Testkandidaten abgeben. Damit auch der Preis in der Bewertung berücksichtigt werden kann, sind in der folgenden Tabelle die Preise der Testkandidaten dargestellt, wie sie aktuell in unserem Preisvergleich zu finden sind:

Die Agility EX als einzige SLC-SSD im Testfeld kann durch eine hervorragende Leistung glänzen. Sie kann sich bei fast jedem Test an die Spitze setzen und bietet durch den Einsatz von SLC-Chips eine erhöhte Lebenserwartung. Dafür muss der Käufer allerdings auch das Doppelte des Preises einer guten MLC-SSD zahlen.

Intels Flaggschiff, die X25-M der zweiten Generation, konnte in unserem Test nicht nur durch eine solide Gesamtleistung überzeugen, sondern war auch die einzige SSD, die mit der getesteten Firmware in unserem Parcours selbst ohne TRIM keinen messbaren Leistungsverlust aufwies. Durch das von Intel vor kurzem zur Verfügung gestellte Firmware-Update mit TRIM-Unterstützung [16] sowie die SSD-Toolbox, welche das Reinigen der Flash-Zellen auch ohne TRIM erlaubt, bietet die Postville ein hervorragendes Gesamtpaket und hat sich somit unsere Empfehlung verdient.

Die Mushkin-IO-Serie konnte leistungsmäßig voll überzeugen. Bei den Anwendungsstarts lag sie gleich auf mit Intels Postville, beim Kopieren konnte sie sich hinter der SLC-SSD und der Corsair P128 den dritten Platz sichern und ist somit die schnellste SSD mit Indilinx-Controller. Leider wird für die gute Leistung auch ein stolzer Preis verlangt.

Die Vertex Turbo konnte aufgrund der älteren Firmware in unserem Test nicht überzeugen. Das Konkurrenzprodukt von Mushkin zeigte zwar, dass durch die Übertaktung des Controllers sehr gute Ergebnisse erzielt werden können, mit der aktuellen Firmware konnte sich die Vertex Turbo jedoch nicht immer in die Spitzengruppe einordnen, obwohl der Preis für das Premium-Produkt sehr hoch ausfällt.

Mit der OCZ Vertex bietet der Speicherhersteller ein gutes Gesamtprodukt, dessen Leistung überzeugen kann. Die Garantie von drei Jahren und regelmäßige Updates sind ebenfalls vorbildlich. Leider kostet die OCZ Vertex schon in der Version mit 64 GB mehr als Intels Postville mit 80 GB und auch mehr als die schnellere Mushkin IO Serie.

SuperTalents Ultradrive GX kann wie jede SSD im Testfeld mit einer guten Leistung überzeugen. Außerdem ist sie zu einem angemessenen Preis erhältlich und der Hersteller bietet regelmäßige Updates für die Indilinx-SSD. Mit der aktuellen Firmware-Version und einem Windows-Betriebssystem ist sie eine sehr gute Wahl für eine Systemplatte.

Die Corsair P128 bot die beste Kopierleistung aller MLC-SSDs im Testfeld. Dafür konnte sie bei den Anwendungsstarts und Bootzeiten nicht ganz mit der Intel Postville und den Indilinx-Kontrahenten mithalten, wobei der Unterschied auch hier im Bereich von einer Zehntelsekunde bzw. weniger als fünf Prozentpunkten lag. Durch den attraktiven Preis und das TRIM-Update [17], welches in der letzten Woche veröffentlicht wurde, stellt die Samsung-SSD für Windows-7-Nutzer eine klare Empfehlung dar. Ohne TRIM war der Leistungsverlust in unserem Testparcours jedoch nicht unerheblich.