Übersicht
1.1 Einleitung
1.2 Testumgebung
1.3 Technische Daten der Datenträger
1.4 Treiber und UEFI
1.5 Samsung Data Migration Tool
1.6 Testverfahren
2.1 Synthetische Benchmarks: AS SSD, PCMark, Iometer
2.2 Startzeit, Entpacken, Packen, Kopieren und Officeinstallation
2.3 Ladezeiten in Spielen
2.4 Anwendungsperformance
2.5 Konvertierung und Rendering
3.1 Erfahrung im Alltag
3.2 Fazit
1.1 Einleitung
April 2012: Der Bitcoin-Kurs stand bei 5 US-$, Nvidia hatte gerade die GTX 680 mit neuer Kepler-Architektur vorgestellt, die noch Pixel- und Vertexshader verwendete, man kaufte eine X25-M G2 Postville oder Crucial RealSSD C300 für gut 1€/GB. Neu war der Anschluss der SSD per SATA III. SSDs, die diesen Standard unterstützen, sollten aber erst später im Jahr an Bedeutung gewinnen. In dieser Zeit wurde Intel Ivy Bridge eingeführt. Das Topmodell war der i7-3770k. Beim Sandy Bridge Refresh wurde zum ersten Mal eine 22nm Fertigung mit 3D Transistoren eingesetzt und PCIe 3.0 unterstützt. Der technologische Vorsprung vor AMD war so groß, dass kein Verlöten des Heatspreaders mehr nötig war; man konnte die Leistungsaufnahme senken und führte trotzdem in Benchmarks. Intel war generell Marktführer bei der Halbleiterfertigung. Es war die letzte Glanzzeit von Intel.
Fünf Generationen später stehen die i7 jener Zeit in Spielen noch immer recht gut da. Selbst in der „true 4K“ Konsole, der Xbox One X, ist nur eine deutlich langsamere CPU zu finden. Solange also die acht langsamen Threads der Konsolen die minimal benötigte Leistung in Spielen bestimmen, wird man in Cross Plattform Titeln mit den alten i7 noch eine Weile ordentliche Frameraten erreichen. Bei der Anwendungsleistung sieht es anders aus: Hier haben die Einführung von AVX2, die kontinuierliche Taktsteigerung und die 2 zusätzlichen Kerne für spürbarere Unterschiede gesorgt.
Die Frage ist: Kann ein System der ersten PCIe 3.0 Generation von der wohl schnellsten NAND-Flash basierten SSD profitieren? Die Samsung 960 Pro im Ivy Bridge Opa-System.
1.2 Testumgebung
- I7-3770 übertaktet auf 4,1Ghz
- Asrock Z77 Pro4
- 32GB DDR3 2133 Mhz 11-11-11-30 2T
- Palit GTX 1080ti an PCIe 2.0 x4 (Chip+273/ RAM+190/ PowerTarget: 66%)
- Windows 10 Pro 64bit 1709 (Meltdown Patch aktiv)
Ziel war es, eine für Endnutzer typische Testumgebung zu nutzen, daher wurde das Betriebssystem nicht neu installiert, sondern geklont und die Partitionen maximal erweitert. Danach wurde der verbliebende Speicherplatz mithilfe einer Dummy-Datei auf etwa 45GB reduziert.
Tests wurden nur einmal ausgeführt, da der zweite Durchlauf immer deutlich schneller war, da Daten im RAM gehalten werden.
1.3 Technische Daten der Datenträger
Der Partitionsstil der HDD und Intel SSD war MBR, der der Crucial und Samsung SSD war GPT. Für die SATA Geräte wurde der AHCI Modus verwendet. Die Samsung SSD wurde mittels Adapter im PCIe 3.0 x16 Slot betrieben, um Geschwindigkeitseinbußen aufgrund der langsameren Anbindung zu vermeiden. Dafür musste die Nvidia 1080ti in den PCIe 2.0 x16 (elektrisch x4) Slot eingebaut werden. Es wurde der billigste m2 auf PCIe Adapter genutzt, der sofort verfügbar war.
Anders als bei der Konkurrenz wird der 64 MB große DRAM der Intel 320 nicht für das Puffern von Daten verwendet. Intel vermeidet so einen Datenverlust bei einem Stromausfall.
1.4 Treiber und UEFI
Z77 Motherboards unterstützen normalerweise kein Booten von NVME Drives. Die notwendigen Einträge im UEFI fehlen. Glücklicherweise sind die NVME Module der Z97 Motherboards kompatibel. PC Games Hardware hat zu dem Thema eine gute Anleitung veröffentlicht:
http://www.pcgameshardware.de/SSD-H...leitung-User-Artikel-von-Mephisto-xD-1206051/
Der Speicherplatz im UEFI war voll, daher mussten bestehende Module entfernt werden. Es wurden die für das Netzwerk-Booten benötigten Module Dhcp6Dxe bis Udp6Dxe gelöscht.
Um nach dem Klonen auf die Samsung SSD betriebsbereit zu sein, sollte der Samsung NVME Treiber bereits auf der AHCI SSD installiert werden. Die Samsung SSD wurde verbaut. Die Installation der Samsung Treiber funktionierte aber nicht und bei Nutzung der Standardtreiber trat bei AS-SSD eine Fehlermeldung ohne Inhalt auf. Daraufhin wurden die Intel Storage Matrix Treiber deinstalliert, die offiziell nur für Windows 7 zugelassen sind, und es wurden stattdessen die Microsoft Treiber genutzt. Nun ließen sich der Samsung NVME Treiber installieren und es gab keine weiteren Fehlermeldungen. Interessanterweise stiegen mit dem Wechsel zu dem Microsoft Treiber die sequenziellen Schreibraten der AHCI SSDs, die 4K Leseraten sanken dagegen ein wenig.
1.5 Samsung Data Migration Tool
Das Tool ist gut aufgebaut, einfach zu verstehen und schnell installiert. Außerdem funktioniert es im Windows Betrieb. Generell ein hervorragender Service des Herstellers so etwas gratis dazuzugeben. Das Problem ist leider, dass das Tool die Konvertierung von MBR zu GPT nicht beherrscht und dem Anwender auch nicht mitteilt, dass es ein Problem gibt. Es beendet scheinbar erfolgreich die Migration; nur nach dem Start taucht kein Eintrag im Bootmenü auf. Gerade für normale Anwender könnte das sehr frustrierend sein.
Seit 1703 ist das MBR2GPT Disk Conversion Tool in Windows integriert: https://docs.microsoft.com/de-de/windows/deployment/mbr-to-gpt Damit kann per Eingabeaufforderung der Systemdatenträger in GPT konvertiert werden. Leider funktioniert auch das nicht auf Anhieb. Es wurde per Fehlercode mangelnder Speicherplatz mitgeteilt. Lösungsvorschläge wurden auf der Microsoft Website keine gefunden. Da ausreichend Speicher vorhanden war, wurden auf gut Glück hiberfile.sys und die Auslagerungsdatei deaktiviert. Danach funktionierte die Konvertierung einwandfrei.
Nach einem weiteren Versuch mit dem Data Migration Tool wurde nun zwar der Datenträger im UEFI erkannt, Windows stützte aber beim Laden ab. Wie früher half ein Booten in den abgesicherten Modus. Nach einem Neustart lief das System auf der Samsung SSD nun einwandfrei.
1.6 Testverfahren
Alle Tests wurden in der gleichen Reihenfolge durchgeführt. Nach dem Kopieren und Entpacken wurde etwa 5 Minuten gewartet. Die Zeit wurde per Stoppuhr genommen. Hier kann von einer Ungenauigkeit von unter einer Sekunde ausgegangen werden. Bei kurzen Tests wurde der Bildschirm abgefilmt und die exakte Zeit genommen. Alle Werte mit Nachkommastellen wurden so ermittelt.
2.1 Synthetische Benchmarks: AS SSD, PCMark, Iometer
Man sieht, besonders die 4K Lesen Werte modernerer Systeme werden auf dem alten System nicht erreicht. Das könnte an den nicht weiter entwickelten Intel Storage Matrix Treibern für z77 liegen oder einfach an der geringeren Leistung der CPU.
2.2 Startzeit, Entpacken, Packen, Kopieren und Officeinstallation.
Für den Windowsstart wurde die Zeit vom Drücken des Power Knopfes bis zum Starten von Steam genommen. Dabei befand sich Steam im Autostart. Es wurde nicht das Starten von Steam in den Einstellungen des Programms aktiviert. Die Initialisierung des BIOS bzw. UEFI dauerte unabhängig von MBR, GPT, AHCI, und NVME etwa gleich lang. Es wurde 7zip genutzt. Beim Entpacken wurde eine Datei mit einer Kompressionsrate von 60-70% verwendet. Beim Packen wurde eine zip-Datei über den Kontextmenüeintrag von 7zip erstellt.
Bei dem ersten Durchlauf auf der Samsung SSD wurde nach dem Kopieren direkt die Installation von LibreOffice durchgeführt. Das führte zu einer merkbar längeren Installationsdauer, weswegen eine Wartezeit von fünf Minuten nach intensiven Tests eingehalten wurde.
Das Kopieren vieler, auch kleiner Dateien geht auf der schnellen Samsung SSD deutlich schneller. Sobald aber die Anforderungen an die CPU zu zu groß sind, wird diese zum Flaschenhals und Unterschiede in Abhängigkeit von der SSD werden vernachlässigbar klein. Gepaart mit einer stärkeren CPU würden sich die Zeiten beim Entpacken und Packen auch deutlicher unterscheiden.
2.3 Ladezeiten in Spielen
Hier wurden Spiele verschiedener Generationen gewählt, die sich durch relativ lange Ladezeiten auszeichnen. Battlerite wurde als Beispiel für ein typisches Casualgame gewählt.
Generell können Spiele von der höheren Geschwindigkeit eines schnelleren Datenträgers profitieren. Hier sieht man aber am schlecht optimierten Beispiel von Edna bricht aus deutlich, dass es an der Umsetzung liegt. Das Spiel wurde zur Veranschaulichung des eigentlichen Problems beim Laden gewählt. Die extrem schlecht optimierte, langsame Java Basis führt dazu, dass der Datenträger nahezu irrelevant ist.
Eine NVME SSD ist sequenziell deutlich schneller als eine traditionelle SSD. Wenn man Spiele für NVME SSDs optimiert, könnten vielleicht häufiger noch kürzere Ladezeiten als auf SATA SSDs möglich sein. Dafür würde aber vermutlich mehr Speicherplatz benötigt werden.
2.4 Anwendungsperformance
Das Laden, der Export oder das Packen von größeren Projekten in Blender, Inventor oder der Unreal Engine dauert unter Umständen unerträglich lange. Da wäre eine Verkürzung der Wartezeiten durch eine schnellere SSD wünschenswert.
Sobald die Rechenleistung ausreicht, um den Datenträger auszulasten, verringern sich die Ladezeiten. So verkürzen sich die Ladezeiten der Anwendungen signifikant. Sobald die CPU die Leistung begrenzt, spielt der Datenträger aber keine Rolle mehr. Das sieht man deutlich beim Packaging des Projekts in der Unreal Engine.
2.5 Konvertierung und Rendering
DaVinci Resolve ist derzeit das wohl mächtigste, kostenlose Videobearbeitungstool und damit für alle interessant, die zwar ihre Videos bearbeiten und schneiden wollen, aber damit nicht so viel Geld verdienen, dass sich ein Adobe Premiere Abo oder eine teure Lizenz für ein Konkurrenzprodukt lohnt bzw. Resolve einfach reicht. Ähnlich wie bei Bildbearbeitung kann das Arbeiten bei 10 oder 12 bit bei vollen Farbdetails, die Qualität eines finalen 8 bit Renders verbessern, weswegen hier diese Formate gewählt wurden.
Auch hier spielt die CPU Leistung die entscheidende Rolle. Das h.264 Rendering der Datei benötigt eine hohe Rechenleistung und die resultierende Datei ist relativ klein. Das erzeugt hauptsächlich CPU Last und man kann auch eine HDD ohne große Nachteile nutzen. Das Dateiformat DNxHD bzw. DNxHR, genauso wie ProRes wurden dagegen bewusst mit geringer Komplexität entwickelt, um auch mit 4K Videomaterial in Echtzeit arbeiten zu können ohne riesige Mengen an unkomprimiertem Video vorhalten zu müssen. Dafür sind aber deutlich höhere Datenraten als bei den üblichen Formaten wie h.264, h.265 oder vp9 nötig. Das Erstellen von solch einem Videomaterial geht auch bei höherer Auflösung und guter Qualität relativ schnell. Anders als beim finalen Rendering verringert sich hier die Encodingzeit deutlich gegenüber einer HDD. Bei 2160p wird sogar die SATA 2 SSD etwas abgehängt. Mit einem aktuellen Prozessor ist der Unterschied vermutlich noch größer und unter Umständen sogar schon bei 1080p zu bemerken.
3.1 Erfahrung im Alltag
Wie viele Stunden eine Generation mit Wartenzeiten verprasst hat. Die Nutzung einer HDD als Systemplatte ist entsetzlich und sollte vermieden werden. Abgesehen davon fühlte sich der Betrieb auf allen drei SSDs eigentlich gleich an. Steam könnte nach einem Klick von der Samsung schneller geladen worden sein und Chrome mit gut 30 Tags war möglicherweise schneller da, aber da ich keine Blindtests gemacht habe, kann das auch gut Einbildung gewesen sein.
3.2 Fazit
Vermeidet HDDs! Nicht nur im produktiven Einsatz. Da ist die Nutzung besonders fatal, aber auch im normalen Betrieb vergeudet man damit unnötig Zeit seines Lebens.
Bezüglich der SSDs ist es wie immer schwierig. Für Alltagsnutzer mag es keine große Rolle spielen, ob der Browser einen Moment länger zum Laden braucht, aber gerade bei den Ladezeiten von etwas aufwendigeren Programmen oder der Verarbeitung von größeren Datenmengen kann man die Vorteile erkennen. Bereits auf einem sechs Jahre alten System sind auch mal Unterschiede von 10-20% zu sehen. Gerade langfristig wird man von einer schnelleren SSD profitieren. Ähnlich wie Netzteilen oder Bildschirmen ist diese Hardware sehr langlebig und kann gut auch 10 Jahre genutzt werden. Wenn dann eine schnellere CPU ins System kommt, Software besser optimiert wurde und Spiele noch mehr Speicherplatz benötigen, könnte eine NVME SSD häufiger einen Unterschied ausmachen. Wenn man also sowieso eine neue SSD kaufen möchte, sollte man deswegen auch bei älteren Systemen nicht sofort eine NVME SSD ausschließen.
Mit der 960 Pro steht ein wirklich schönes Stück Hardware zur Verfügung, das heute gerade für Enthusiasten und Menschen, die am PC ihr Geld verdienen, interessant ist. Die Unterschiede zu SATA SSDs sind signifikant und als 4K Contentcreator oder Entwickler, der mit großen Datenmengen hantiert, lohnt sich unter Umständen der Aufpreis für eine schnellere NVME SSD, um Wartezeiten zu verringern. Ob es die 960 Pro sein muss, die Evo es auch tut (hier spielt die TBW eher eine entscheidende Rolle) oder man vielleicht von den sehr teuren XPoint SSDs profitiert, sollte man sich dann gut überlegen. Wenn man nicht den Premiumpreis zahlen oder lieber erstmal günstig seine Steam Bibliothek komplett auf eine SSD verlagern möchte, wird aber auch eine gute SATA SSD ihren Dienst zufriedenstellend erfüllen.
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