Inleiding
Met de reviews van de Intel X25-M, de Memoright GT en de vorige generatie ssd's van Mtron heeft Tweakers.net iets laten zien van het prestatiepotentieel van solid state drives. Helaas zijn de prijzen van de genoemde ssd's minstens zo indrukwekkend als hun prestaties. Ondanks de recente prijsverlaging van de Intel X25-M kost het nog altijd minimaal € 4,30 per GB om van een supersnelle opstartdrive te kunnen genieten. Ter vergelijking: kopers van een Western Digital Velociraptor 150GB betalen nog geen euro per gigabyte. In het lagere prijssegment bieden inmiddels vele geheugenfabrikanten ssd's met prijzen vanaf omgerekend € 2,30 per gigabyte, maar daarbij gaat het bijna steeds ssd's gebaseerd op de JMicron JMF602-controller, die erom bekend is, zacht uitgedrukt, geen geweldige prestaties te leveren.
Het grote prijsverschil tussen de instap- en de topklasse-ssd's doet de vraag rijzen in hoeverre het mogelijk is om met een raid-formatie van betaalbare ssd's het prestatieniveau van high-end solid state drives te benaderen. Een dergelijke opstelling zal voor hetzelfde geld in ieder geval veel meer opslagcapaciteit bieden.
In deze review gaan we op zoek naar een antwoord op die vraag door drie A-Data-ssd's met een JMicron-controller in raid-0 te testen. Tevens kijken we naar de invloed van het gebruik van een eenvoudige raid-adapter met cachegeheugen. Hoewel flashgeheugen vergeleken met een mechanische schijf geweldig lage leestoegangstijden biedt, zijn de schrijfprestaties juist veel slechter. Een grote write-back-cache zou kunnen helpen om de zwakke schrijf-eigenschappen van flashgeheugen te maskeren.
Om een idee te krijgen van de basisprestaties van ssd's met een JMicron JMF602-controller zullen eerst de single-drive-prestaties aan bod komen. Naast de A-Data-ssd's kregen we de beschikking over twee drives van Memorycorp, waarvan het ene exemplaar was voorzien van mlc-geheugen en het andere was uitgerust met slc-chips. Beide ssd's maken gebruik van dezelfde JMicron-controller. Zo wordt een perfecte vergelijking tussen mlc- en slc-geheugen mogelijk.
Testopstelling
Tweakers.net kreeg dankzij een aanbod van medetweaker Luuk Nouwen de gelegenheid om zijn drie A-Data Series 300-ssd's te testen. A-Data levert de Series 300 met een capaciteit van 32GB, 64GB en 128GB. In dit artikel wordt het kleinste en voor raidgebruik meest interessante exemplaar besproken. Memorycorp stuurde ons 64GB-exemplaren van zijn MF4- en SF4-series. Het is overigens onzeker in hoeverre dit bedrijf zich nog in Nederland zal roeren: na het afsluiten van de tests bereikte ons het bericht dat Memorycorp Nederland zijn activiteiten heeft gestaakt. Toch worden de prestaties van de MF4- en SF4-drives niet minder relevant door deze ontwikkeling, omdat beide ssd's zijn gebaseerd op een veelvuldig gekopieerd ontwerp van JMicron.
Om de invloed van een goed functionerende controllercache inzichtelijk te maken, werden er benchmarks gedaan op Areca ARC-1200 en ARC-1280ML raid-adapters. De beide kaarten werden beschikbaar gesteld door Webconnexxion. In de context van dit artikel is met name de ARC-1200 een interessant product. Het betreft een eenvoudige tweepoorts raid-adapter gebaseerd op een geïntegreerde sata-controller en raidprocessor van Marvell. De ARC-1200 is voorzien van 128MB geheugen en een enkelbaans pci-express-interface. Het prijskaartje van ongeveer 150 euro maakt de ARC-1200 tot een leuke ssd- en harddiskversneller.
De A-Data Series 300 en de Memorycorp-ssd's worden op de komende pagina's vergeleken met een Samsung SpinPoint F1, een Hitachi Ultrastar 15K300 en een Hitachi Travelstar 7K200. Tevens zijn de eerder besproken ssd's van Intel, Memoright en Mtron in de vergelijking opgenomen. De A-Data, Memorycorp en Samsung-drives werden getest op een nieuw testplatform met een Intel ICH10R-southbridge. De Memoright GT werd aan de tand gevoeld op een Intel ICH7R, en de overige testresultaten kwamen tot stand op het oude nForce Pro 2200-platform. Een LSI Logic SAS3442X-sascontroller werd aan deze machine toegevoegd om de Hitachi Ultrastar 15K300 te kunnen benchen.
Onder de motorkap
Ten onrechte hebben flash-ssd's de reputatie altijd superieure prestaties te leveren. Die reputatie komt voort uit de specsheets van de fabrikanten: deze vermelden bijzonder hoge lees- en schrijftransferrates, en toegangstijden die bijna verwaarloosbaar laag zijn vergeleken met de waarden die voor hdd's karakteristiek zijn. Waar de fabrikanten van goedkope ssd's echter niet over reppen zijn de dikwijls tragisch hoge schrijfresponstijden van hun producten.
Die hoge schrijfresponstijden worden veroorzaakt door een combinatie van twee eigenschappen van flashgeheugen: de relatieve hoge schrijflatencies, en het feit dat flashgeheugen geen mogelijkheid biedt voor zogeheten in-place-updates van gegevens. De kleinste eenheid waarin flashgeheugen geprogrammeerd kan worden is de page. Een aantal pages samen vormen een blok. Bij het programmeren van een page worden bits omgezet van de standaardwaarde die ze aannemen nadat de bit is gewist. Het wissen van flashgeheugen vindt echter plaats op blokniveau. Een bit kan alleen teruggezet worden naar zijn standaardwaarde door het complete blok waarin deze zich bevindt te wissen. Het gevolg is een enorme overhead die optreedt bij het aanbrengen van kleine wijzigingen in bestaande gegevens. Bijvoorbeeld, om 512 bytes aan gegevens in het bestandssysteem te wijzigen moet er in het flashgeheugen 512kB aan gegevens ingelezen en beschreven worden: ruim het duizendvoudige. De verhouding tussen de door het bestandssysteem gevraagde wijzigingen en de hoeveelheid fysieke wijzigingen in het flashgeheugen wordt de write amplification factor genoemd.
Het wissen van een blok vergt bij Intels huidige generatie flashgeheugen ongeveer twee milliseconde. De lees- en programmeerprestaties zijn afhankelijk van het type flashgeheugen. Single level cell-geheugen, waarbij één bit per geheugencel wordt opgeslagen, is aanzienlijker sneller dan multi level cell-flash. Voor een willekeurige leesactie heeft slc-geheugen 25 microseconde per page van 4kB nodig en mlc-geheugen 50 microseconde. Programmeren kost respectievelijk 250 en 900 microseconde per page. Voor het inlezen, wissen en programmeren van een blok van 512kB is zodoende 37,2ms nodig bij slc-geheugen en 123,6ms bij mlc-geheugen. Dit is vele malen hoger dan de toegangstijd van een gemiddelde harde schijf, die pakweg 12ms bedraagt.
Natuurlijk is de hoge write amplification factor die zich voordoet als er een vaste relatie zou bestaan tussen de locatie van gegevens in het bestandssysteem en de fysieke locatie in het flashgeheugen, volstrekt ongewenst. Niet alleen hebben de prestaties er zeer ernstig onder te lijden, ook treedt er onnodig veel slijtage aan de geheugencellen op. De inspanningen van de fabrikanten die hoge prestaties willen halen met hun ssd-controllers, zijn er daarom op gericht om gedeeltelijke wijzigingen in geheugenblokken zoveel mogelijk te voorkomen en latencies voor de gebruiker te verbergen. Dit is mogelijk door middel van caching en door wijzigingen zoveel mogelijk naar lege pages te schrijven, die zonder overhead geprogrammeerd kunnen worden.
Het is dit gebied waar zich het verschil aftekent tussen slimme, goed presterende ssd's en trage ssd's met een ondermaatse controller. Toen vorig jaar de eerste drives met de JMicron JMF602-controller op de markt kwamen, volgden er vele reacties van gebruikers die grote vertragingen in het gebruik van hun ssd ondervonden. Nader onderzoek van AnandTech bracht aan het licht dat ssd's met de JMicron JMF602 bij willekeurige schrijfacties een enorm hoge responstijd vertoonden, in de orde van 200ms en hoger. Neem een stuk of tien willekeurige schrijfacties achter elkaar en de wachttijd loopt op tot enkele seconden. In de praktijk zorgde zelfs het gebruik van lichte applicaties, zoals een instant messenger die een log naar de ssd schrijft, al voor het bevriezen van het systeem.
Eind vorige maand gaf JMicron in een interview met DailyTech toe dat de eerste versie van de JMF602 inderdaad met hoge schrijflatencies kampte. Het probleem zou verholpen moeten zijn in de B-revisie, die in juni 2008 werd uitgeleverd en sindsdien door ssd-fabrikanten wordt gebruikt. De twee Memorycorp-ssd's die wij in handen kregen, waren voorzien van de B-revisie van de JMF602. De A-Data Series 300 hebben we met rust gelaten omdat het de eigendommen van een gebruiker betrof.
Helaas zijn de resultaten van de low-level-benchmarks meer dan teleurstellend. De schrijfresponstijden van de JMF602B zijn nog steeds uiterst hoog: de A-Data Series 300 en de Memorycorp MF4 hebben voor een willekeurige schrijfactie gemiddeld respectievelijk 211 en 219 milliseconde nodig. Een stuk sneller is de Memorycorp SF4 met slc-geheugen, hoewel 84ms nog steeds ronduit waardeloos is vergeleken met de prestaties van andere ssd's en harde schijven.
| Gemiddelde buffered write service time |
| Type | Score (ms) |
| Intel X25-M 80GB |
0,040 |
| Memoright GT MR25.2-064S 6... |
1,780 |
| Hitachi Ultrastar 15K300 73GB |
2,500 |
| Samsung SpinPoint F1 HD103U... |
5,840 |
| Mtron Pro 7000 32GB |
7,730 |
| Hitachi Travelstar 7K200 120GB |
7,980 |
| Mtron Mobi 3000 16GB |
9,060 |
| Memorycorp SF4 SLC 64GB |
83,560 |
| A-Data SSD 300 32GB |
210,960 |
| Memorycorp MF4 MLC 64GB |
218,800 |
De JMicron JMF602 is niet de enige ssd-controller die slechte schrijflatencies laat zien. Een vergelijkbaar probleem openbaarde zich bij de Photofast CR-9000, een doe-het-zelf-ssd waar zes sdhc-kaartjes in geplaatst kunnen worden. Opmerkelijk is dat deze ssd slechter ging presteren naarmate er meer geheugenkaartjes werden toegevoegd. Tevens noemenswaardig is dat Tweakers.net eind 2006 al eens een vroege ssd van PQI heeft getest. Die leverde toen, door zijn lage sequentiële transferrate van nog geen 23MBps, geen geweldige prestaties, maar de schrijfresponstijd was lang niet zo hoog als die van ssd's met een JMicron-controller anno 2008. Mogelijk maakte de PQI-ssd gebruik van slc-geheugen met een kleine blokgrootte.
Low-level basisprestaties
Veel gebruikers worden tot de aanschaf van een budget-ssd verleid door de hoge sequentiële transferrates waar de fabrikanten mee pronken. Je kunt hen nauwelijks ongelijk geven, want de str's van de JMicron JM602 spreken inderdaad tot de verbeelding. Het slc-exemplaar van Memorycorp werd in de Winbench Disk Inspection Test met een snelheid van 160MBps uitgelezen. De twee mlc-drives bleven nauwelijks achter en kwamen uit op 154MBps. Om met een enkele harde schijf vergelijkbare transferrates te halen is de inzet van een Seagate Cheetah 15K.6 vereist.
De koning der doorvoersnelheden onder de ssd's is de Intel X25-M, die dankzij zijn tienpoorts controller een resultaat van 270MBps neerzet. De ssd's van Mtron en Memoright beschikken niet meer over de nieuwste controllertechnologie en eindigen bij de ssd's onderaan de lijst, met doorvoersnelheden tussen de 100 en 120MBps.
| Sequentiële transferrate - begin |
| Type | Score (MBps) |
| Intel X25-M 80GB |
270,51 |
| Memorycorp SF4 SLC 64GB |
160,16 |
| Memorycorp MF4 MLC 64GB |
154,30 |
| A-Data SSD 300 32GB |
154,30 |
| Samsung SpinPoint F1 HD103U... |
118,16 |
| Hitachi Ultrastar 15K300 73GB |
116,21 |
| Memoright GT MR25.2-064S 6... |
115,23 |
| Mtron Pro 7000 32GB |
111,33 |
| Mtron Mobi 3000 16GB |
104,49 |
| Hitachi Travelstar 7K200 120GB |
58,20 |
Voor de volledigheid worden in de onderstaande tabel de transferrates aan het einde van de schijf vermeld. Bij harde schijven neemt de transferrate vanwege de afnemende omtrek van het spoor sterk af. Solid state drives hebben logischerwijs geen last van dit verschijnsel: de doorvoersnelheid is constant en de begrippen begin en eind zijn hier niet van toepassing. Ssd's gebruiken hun eigen dynamische mapping.
| Sequentiële transferrate - eind |
| Type | Score (MBps) |
| Intel X25-M 80GB |
270,51 |
| Memorycorp SF4 SLC 64GB |
160,16 |
| Memorycorp MF4 MLC 64GB |
154,30 |
| A-Data SSD 300 32GB |
153,32 |
| Mtron Pro 7000 32GB |
115,23 |
| Memoright GT MR25.2-064S 6... |
115,23 |
| Mtron Mobi 3000 16GB |
104,49 |
| Hitachi Ultrastar 15K300 73GB |
73,63 |
| Samsung SpinPoint F1 HD103U... |
57,52 |
| Hitachi Travelstar 7K200 120GB |
31,84 |
De leesresponstijd van ssd's met de JMicron JM602 is duidelijk slechter dan die van solid state drives uit de hogere prijsklasse. Het verschil in toegangstijd tussen de slc- en mlc-versies van de Memorycorp F4 is gering. Hoewel de ssd's van Mtron ruim twee keer zo snel benaderd kunnen worden, is het verschil in absolute termen slechts klein. De toegangstijd van een JMicron-ssd valt hoe dan ook in het niet bij die van een harde schijf. De resultaten van de ssd's en de harde schijven zijn in twee etappes afgebeeld, omdat er bij een weergave in een enkele tabel geen onderscheid tussen de toegangstijden van de ssd's zichtbaar zou zijn.
De hoge schrijfresponstijden van de JMicron-controller spelen niet zolang de gegevensstroom in een sequentiële volgorde wordt weggeschreven. De Memorycorp SF4 haalt de hoogste sequentiële schrijfsnelheid van alle solid state drives die we tot op heden hebben getest; alleen de Memoright GT komt in de buurt. De mlc-drives met een JMicron-controller doen goed mee en halen een snelheid die net boven het niveau van de twee Mtron-ssd's en de Intel X25-M ligt.
| Sequentiële schrijf-transferrate |
| Type | Score (MBps) |
| Memorycorp SF4 SLC 64GB |
128,77 |
| Memoright GT MR25.2-064S 6... |
126,17 |
| Hitachi Ultrastar 15K300 73GB |
113,47 |
| Samsung SpinPoint F1 HD103U... |
109,90 |
| A-Data SSD 300 32GB |
90,79 |
| Memorycorp MF4 MLC 64GB |
89,99 |
| Mtron Pro 7000 32GB |
89,95 |
| Mtron Mobi 3000 16GB |
81,75 |
| Intel X25-M 80GB |
75,40 |
| Hitachi Travelstar 7K200 120GB |
53,10 |
De voorlopige conclusie van benchmarks met de JMicron-ssd's in een solitaire opstelling is dat de low-level-prestaties ruimschoots voldoende zijn in alle disciplines, uitgezonderd random writes. Helaas zijn die random schrijfprestaties zelfs zodanig slecht dat het ergste gevreesd moet worden voor de real world-prestaties van de JMicron-controller. Door de random schrijfresponstijd van 220ms kunnen de mlc-varianten nog geen vijf willekeurige schrijf-i/o's per seconde verwerken.
De resultaten van de IOMeter-fileserversimulatie vormen een goede illustratie van de gevolgen van de hoge schrijfresponstijd. IOMeter genereert in deze test een kunstmatig toegangspatroon bestaande uit volledig willekeurige i/o's met een verhouding tussen lezen en schrijven van 80/20 en een grootte van 512 bytes tot 64kB. Het is te verwachten dat de mlc-drives met de JMicron JMF602 vanwege hun begrenzing op vijf willekeurige schrijf-iops en de vaste verhouding tussen lees- en schrijfbewerkingen niet meer dan 25 iops zullen halen. De resultaten van de fileserversimulatie stemmen overeen met de theorie: de A-Data Series 300 en de Memorycorp MF4 halen een score van respectievelijk 24 en 23 i/o's per seconde.
Solid state drives met een JMicron JMF602 maken hun belofte van hoge i/o-prestaties niet waar. De harde cijfers tonen aan dat mechanische harde schijven beduidend betere random i/o-prestaties bieden zodra de mix van i/o-bewerkingen een kleine hoeveelheid willekeurige schrijfacties bevat. De drives van Mtron en Memoright onderscheiden zich wél positief van de harde schijven, terwijl de prestaties van de Intel X25-M simpelweg out of this world zijn.
Real world basisprestaties
Het patroon dat in de fileserversimulatie al naar voren kwam, zien we in mindere mate in de resultaten van de desktopbenchmarks. Naar verhouding vinden er in deze test meer schrijfacties plaats, maar omdat de toegangspatronen minder willekeurig zijn zakt de JMicron JMF602 niet volledig door het ijs. De exemplaren met mlc-geheugen bieden een prestatieniveau dat vergelijkbaar is met dat van 5400rpm-notebookschijfjes van enkele jaren oud. Het model met slc-geheugen blijkt net wat sneller dan de Hitachi Travelstar 7K200.
Vanwege de sterk asymetrische lees- en schrijfperformance van de JMicron JMF602 zijn de gemiddelde prestaties niet zonder meer te vergelijken met die van een harde schijf. Een ssd met de JMF602 voelt het ene moment lekker rap aan en kan het andere moment bijna bevriezen. Een harde schijf presteert veel consistenter.
| Desktop StorageMark 2006 Index |
| Type | Score (StorageMarks) |
| Intel X25-M 80GB |
515,5 |
| Mtron Pro 7000 32GB |
443,1 |
| Mtron Mobi 3000 16GB |
394,0 |
| Memoright GT MR25.2-064S 6... |
351,9 |
| Samsung SpinPoint F1 HD103U... |
200,8 |
| Memorycorp SF4 SLC 64GB |
124,6 |
| Hitachi Ultrastar 15K300 73GB |
121,4 |
| Hitachi Travelstar 7K200 120GB |
118,4 |
| A-Data SSD 300 32GB |
80,9 |
| Memorycorp MF4 MLC 64GB |
79,6 |
Solid state drives zijn vanwege hun hoge prijs per gigabyte voorlopig vooral nuttig als boot- en applicatieschijf. De topklasse-ssd's leveren voor deze doeleinden zeer hoge prestaties. Als directe vervanger van een harde schijf bieden ssd's met een JMicron-controller niet de consistente prestatieverbetering waar de kopers van deze drives op zullen hopen. De trage verwerking van willekeurige schrijfacties trekt de gemiddelde responstijd te veel omlaag. In de praktijk vertaalt dit zich in een gedrag van 'hollen en stilstaan': het ene moment reageert het systeem vliegensvlug en op een ander moment duren handelingen onverwacht lang.
| Boot & Launch StorageMark 2008 Index |
| Type | Score (StorageMarks) |
| Intel X25-M 80GB |
805,9 |
| Mtron Pro 7000 32GB |
565,3 |
| Mtron Mobi 3000 16GB |
504,2 |
| Memoright GT MR25.2-064S 6... |
392,1 |
| Samsung SpinPoint F1 HD103U... |
177,3 |
| Memorycorp SF4 SLC 64GB |
144,8 |
| Hitachi Ultrastar 15K300 73GB |
128,5 |
| Hitachi Travelstar 7K200 120GB |
110,7 |
| A-Data SSD 300 32GB |
86,3 |
| Memorycorp MF4 MLC 64GB |
85,3 |
Databasewerk is het gebied waar de high-end-ssd's excellereren. De Intel X25-M pompt er een score van 1320 punten doorheen, oftewel dertien keer het prestatieniveau van een Raptor WD360GD. Hiermee laat hij in zijn eentje grote raid-arrays van 15.000rpm-hdd's achter zich. De ssd's met een JMicron-controller slaan wederom een modderfiguur.
| Database Server StorageMark 2006 Index |
| Type | Score (StorageMarks) |
| Intel X25-M 80GB |
1.320,2 |
| Mtron Pro 7000 32GB |
987,4 |
| Mtron Mobi 3000 16GB |
889,9 |
| Memoright GT MR25.2-064S 6... |
790,5 |
| Hitachi Ultrastar 15K300 73GB |
204,4 |
| Samsung SpinPoint F1 HD103U... |
191,3 |
| Memorycorp SF4 SLC 64GB |
185,6 |
| Hitachi Travelstar 7K200 120GB |
136,1 |
| A-Data SSD 300 32GB |
108,7 |
| Memorycorp MF4 MLC 64GB |
106,1 |
De performance van de JMF602 is niet enkel droevenis. Hoge prestaties zijn mogelijk mits er weinig of geen schrijfacties plaatsvinden. Zo'n werkgebied is bijvoorbeeld de trace van een Windows streaming media server. De test bestaat voor 96 procent uit leesacties en de overgebleven schrijfoperaties hebben een vrij grote omvang, van gemiddeld 25kB. De JMF602 stikt hier niet in zijn schrijfacties en haalt prestaties die op het niveau liggen van de ssd's van Mtron en Memoright. Eindelijk wordt de snelheid van de Hitachi Ultrastar met een ssd-waardige factor van vijf overklast.
Wie zich een voorstelling wil maken van de praktijkprestaties van ssd's met de JMicron JMF602, moet zich inbeelden dat de performance voortdurend wisselt tussen de meer dan uitstekende snelheid zoals neergezet in de onderstaande test en de traagheid die in de metingen van de schrijfresponstijd zichtbaar was. De wisselende prestaties zullen bij veel gebruikers irritaties veroorzaken.
De conclusie die uit de bovenstaande resultaten getrokken kan worden is duidelijk. Ssd's met een JMicron-controller zijn vanwege hun inconsistente prestaties zeker geen compromisloze vervangers voor harde schijven. De prestaties hebben te veel te lijden onder de hoge responstijden van kleine schrijfacties, zoals die in doorsnee desktop- en serverworkloads veelvuldig voorkomen. Het gebruik van een JMicron-ssd in een notebook is alleen aan te bevelen voor wie bereid is zicht aan te passen aan de karakteristieken van deze drives. Dat betekent vaak hollen en soms stilstaan.
Voor gebruik als boot- en applicatiedrive in een desktop is het aan te raden om zoveel mogelijk schrijfacties naar een harde schijf te verplaatsen door de pagefile, tempdirectory en userdata te verhuizen. Elke willekeurige schrijfactie resulteert potentieel in een vertraging van circa 220ms, waarin de ssd honderden leesacties had kunnen uitvoeren. Het vermijden van schrijfoperaties op de ssd zorgt direct voor een aanmerkelijke verbetering van de gemiddelde responstijd.
Raid-prestaties
De basisprestaties van ssd's met een JMicron JMF602 blijven ver achter bij die van solid state drives uit het hogere prijssegment. Gelukkig zijn de prijzen van de eerstgenoemde ssd's niet al te hoog, wat sommige kopers de mogelijkheid zal geven om meerdere exemplaren in raid te draaien. Voor de prijs van een Intel X25-M van 80GB zijn met gemak drie stuks A-Data Series 300 van 32GB of de vergelijkbare OCZ Core V2 30GB te krijgen. De drie ssd's van Luuk Nouwen werden aangesloten op de Intel ICH10R en in raid-0 geconfigureerd. Testjes met verschillende stripegroottes wezen uit dat 128k de beste prestaties levert. De vergelijking werd aangevuld met de testresultaten van twee Mtron's Mobi 3000.
Het stripen van budget-ssd's is in ieder geval een nuttige investering in bragging rights. Bij twee stuks kun je al bijna meedoen op het niveau van een X25-M-eigenaar en met drie stuks treed je toe tot de liga van extraordinaire raidconfiguraties.
De bottleneck van de JMicron JMF602 is niet de meer dan toereikende sequentiële transferrate, maar de schrijfresponstijd, die doet denken aan tijden waarin harde schijven met 8-inch-platters de stand der techniek representeerden. Hoewel striping enige verlichting biedt, worden gebruikers van een JMicron-stripe nog steeds ernstig op hun geduld beproefd als er kleine stukjes data moeten worden gewijzigd.
De gemiddelde schrijflatencies worden pas duidelijk beter op het moment dat er gelijktijdige schrijfacties plaatsvinden, zoals de onderstaande tabel met de resultaten van de IOMeter-fileserversimulatie met acht gelijktijdige i/o's aantoont. Een dergelijke hoge concurrency doet zich bij normaal desktopgebruik echter zelden voor.
In desktopbenchmarks zorgt de stripe van twee A-Data-ssd's voor een gemiddelde prestatieverbetering van 39 procent. De twee Mtron's doen het beter, met een prestatieverbetering van 43 procent. Omdat de resultaten op verschillende controllers tot stand zijn gekomen kunnen de JMicron-ssd's niet met zekerheid als schuldige worden aangewezen. Het bijschakelen van nog een ssd levert een snelheidswinst van 37 procent op. Zelfs met vereende krachten slaagt het trio er niet om betere gemiddelde prestaties neer te zetten dan de Samsung SpinPoint F1.
In de boot- en launchindex zien we een vergelijkbaar verhaal als hierboven. Het schalingspercentage tussen een enkele drive en twee drives is iets beter, maar tussen twee en drie drives nemen de prestaties minder snel toe. De prestaties komen dichter in de buurt van de Samsung SpinPoint F1.
Invloed van raid-cache
Door het stripen van drie JMicron-ssd's lukt het om in de buurt te komen van het gemiddelde prestatieniveau van een snelle 7200rpm-harde schijf. Jammer is dat het stripetrio een investering van 330 euro vergt, terwijl de harde schijf slechts negentig euro kost en meer dan tien keer zoveel opslagcapaciteit biedt. Veel reden tot vreugde is er niet en aan een vergelijking met de prestaties van de topklasse-ssd's hoeven we helemaal niet te beginnen.
De hoge schrijfresponstijd is reeds aangewezen als de oorzaak van de slechte prestaties van ssd's met de JMicron JMF602-controller. Een beproefde methode om schrijflatencies in raidconstructies met harde schijven te bestrijden is het gebruik van een raidcontroller met een eigen write-back-cache. Raidcontrollers met een cache waren tot voor kort voorbehouden aan de prijsklasse boven de 300 euro. De effectiviteit van de cache verschilde sterk per fabrikant. Onze ervaring na jarenlang testen is dat de raidcontrollers van Areca de meeste winst uit hun cachegeheugen halen. Begin vorig jaar introduceerde Areca een eenvoudige tweepoorts raidcontroller die is voorzien van 128MB geheugen en een pci-express-x1-interface. Met een prijs van 150 euro is deze ARC-1200 een leuke accelerator voor ssd's en harde schijven. Tweakers met ambitieuze toekomstplannen kunnen beter de vierpoorts Areca ARC-1210 of de achtpoorts ARC-1222 met sas-ondersteuning aanschaffen. Niet alleen bieden deze adapters meer poorten, ook beschikken ze over snellere processors en meer i/o-bandbreedte. De ARC-1200 is door zijn enkelbaans pci-express-interface beperkt tot een effectieve doorvoersnelheid van zo'n 215MBps, waardoor solid state drives van de nieuwste generatie al niet meer optimaal bediend kunnen worden.
We onderwierpen de Areca ARC-1200 samen met twee stuks A-Data Series 300 aan onze benchmarks. Ter demonstratie werden er tevens resultaten verzameld van de Areca ARC-1280ML met 2GB cache. Deze 24-poorts-controller laat het peil in je portemonnee met 1021 euro zakken.
Het meetbare effect van de controllercache op de schrijfresponstijd is afhankelijk van de duur en de intensiteit van de test. Zolang de binnenkomende data bij de voordeur aan de write-back cache afgegeven kan worden, is de responstijd verwaarloosbaar laag. Uiteindelijk moeten de gegevens via de achterdeur naar de ssd's verdwijnen. De cache biedt nauwelijks meer voordelen zodra deze eenmaal is volgelopen. De 2GB aan geheugen op de Areca ARC-1280ML is voldoende om de gehele test te cachen. Het resultaat is een gemiddelde responstijd van 20 microseconden. De Areca ARC-1200 zorgt voor een verlaging van de responstijd met 33 procent bij een enkele drive en 53 procent bij een raid 0-configuratie. Dit effect zou in de praktijk zeker merkbaar moeten zijn.
Dat een grote cache niet zaligmakend is bij drives met de tragische responstijd van 220ms bleek toen het raidvolume op de Areca ARC-1280ML direct na het uitvoeren van AnalyzeDisk onbenaderbaar was. De controller was minutenlang bezig met het flushen van de cache.
In de desktopbenchmarks lijkt dit probleem de Areca ARC-1280ML parten te spelen. Ondanks een veelvoud aan geheugen, een snellere processor en onbeperkte i/o-bandbreedte is de ARC-1280ML bij gebruik van twee drives trager dan de ARC-1200. Met een enkele drive pakt de ARC-1200 ruim 55 procent winst ten opzichte van de ICH10R. De configuratie met twee drives is zelfs een factor 2,5 sneller dan de ICH10R. Ten opzichte van de ICH10R met drie drives wordt een winst van 85 procent geboekt.
De resultaten van de Boot & Launch Index laten verrassende verschuivingen zien. De Areca ARC-1280ML met 2GB cache voelt zich niet in zijn element. Een mogelijke oorzaak is de volgorde waarin de traces van onze benchmarks worden uitgevoerd. De traces worden zonder tussenpauze achter elkaar uitgevoerd en de traces die in de Boot & Launch Index het meeste gewicht hebben bevinden zich verder in de rij dan de traces die zwaar worden gewogen in de desktop-index. Het is niet onwaarschijnlijk dat de ARC-1280ML al aan het worstelen was met het flushen van zijn cache. De ARC-1200 presteert in ieder geval prima en bereikt ten opzichte van de ICH10R een snelheidswinst van een factor 2,1 met een enkele drive en een factor 2,5 met dubbele drives. Hij is dan bijna net zo snel als de Areca ARC-1280ML met 2GB cache en drie drives. Ten opzichte van de ICH10R met drie drives is het verschil een factor 1,9.
De prestatievergelijking in de bovenstaande tests is gebaseerd op een meting van de gemiddelde responstijd van i/o's in traces die zijn gebaseerd op diskactiviteit van echte applicaties. De responstijd wordt gemeten over honderdduizenden i/o's. Wat de benchmarktool niet kan vertellen is hoe het gemiddelde tot stand komt.
In de praktijk blijkt de invloed van de ARC-1200 minder gunstig dan de testresultaten suggereren. Zolang er sprake is van een beperkte schijfactiviteit is er verbetering waarneembaar in de schrijfprestaties. Het 'hollen en stilstaan'-effect van de hoge schrijfresponstijden van de JMicron-controller wordt echter verder versterkt doordat de Areca de inhoud van de write-back cache gebundeld lijkt weg te schrijven en daarbij geen ruimte laat voor tussenliggende lees-i/o's. Bij een harde schijf is dit een gunstige strategie vanwege de mogelijkheid om met elevated seeks kopbewegingen te besparen. Een ssd heeft geen bewegende koppen, maar in het geval van drives met een JMicron-controller wel hoge schrijfresponstijden die zich tot vele seconden aan vertraging kunnen opstapelen. Doordat de Areca geen lees-i/o's lijkt uit te voeren totdat de cache is geflushed, zijn de voor de gebruiker merkbare vertragingen groter dan voorheen. Kennelijk zijn de gemiddelde wachttijden wel lager, maar omdat er voor langere perioden geen leesacties worden uitgevoerd, zijn de wachttijden in de perceptie van de gebruiker groter.
JMicron + cache versus de rest
Na een investering van 220 euro in solid state drives en 150 euro in een raidcontroller lukt het eindelijk om het gemiddelde prestatieniveau van een snelle harde schijf te bereiken. Voor consistente prestaties blijft het verstandig om wijzigingen aan te brengen in de wijze van belasting van de opstartdrive door bijvoorbeeld de pagefile en de tempdirectory naar een harde schijf te verplaatsen. De vraag blijft wat het oplevert ten opzichte van een high-end-ssd, die voor een vergelijkbare investering een opslagcapaciteit tot 80GB biedt.
Vergelijken we de prestaties van de twee A-Data-ssd's aan de Areca ARC-1200 met die van een Intel X25-M of een Mtron Mobi, dan blijkt de hele exercitie weinig uitgehaald te hebben. De laatstgenoemde ssd's zijn zonder hulpmiddelen een stuk sneller dan de A-Data's met raid-cache. De kosten van de Intel zijn vergelijkbaar met die van de raid-opstelling van budgetssd's. Een Mtron Mobi met 64GB opslagcapaciteit is, vanwege het gebruik van slc-geheugen, wel duurder.
De A-Data Series 300 met Areca ARC-1200 levert marginaal betere boot- en applicatieprestaties dan de Samsung SpinPoint F1 gekoppeld aan een kale nForce 750i-sata-controller. Voor een eerlijke vergelijking moet er tevens gekeken worden hoe de SpinPoint presteert met een extra raid-cache. Het effect op de prestaties blijkt lang niet zo groot als bij de JMicron-ssd's met hun extreem hoge schrijfresponstijd. De boot- en startprestaties van de Samsung SpinPoint F1 worden door de ARC-1200 23 procent beter gemaakt, terwijl de A-Data-ssd een factor 2,1 sneller werd.
In de bovenstaande vergelijking is uitgegaan van het gebruik van de ssd als opstartschijf voor het besturingssysteem en de applicaties. Omdat hierbij relatief veel leesacties plaatsvinden, is de impact van de hoge schrijfresponstijd minder groot dan wanneer ssd's met een JMicron-controller voor databewerking worden ingezet. In de workstationindex, die traces bevat van kopieeracties en foto-, audio- en videobewerking, liggen de verhoudingen veel minder gunstig voor de A-Data Series 300. De Samsung SpinPoint F1 is zonder cache al bijna twee keer sneller dan een enkele A-Data-ssd aan een Areca ARC-1200. Het stripen van twee A-Data-ssd's zorgt voor een forse verbetering van de prestaties. De Intel X25-M en de Mtron Mobi 3000 hebben weinig moeite met workstation-workloads.
Een eigenschap waar gebruikers van de Intel X25-M rekening mee moeten houden, is dat deze ssd minder consistente prestaties heeft dan we gewend zijn van harde schijven en andere ssd's. Zolang er lege geheugenblokken beschikbaar zijn, zal de X25-M proberen om willekeurige schrijfacties te converteren naar sequentiële i/o. Na drie runs van onze benchmarks, waarin de X25-M meerdere keren werd volgeschreven, waren de prestaties ongeveer gehalveerd, maar nog steeds stukken beter dan die van de twee A-Data-ssd's in raid-0 aan de Areca ARC-1200.
Conclusie
Solid state-drives met de JMicron JMF602-controller oefenen vanwege hun vriendelijke prijs en hoge transferrates een grote aantrekkingskracht uit op tweakers die zich in de wereld van snelle solid state-opslag willen begeven. Niet alle ssd's zijn echter gelijk geschapen. De gemiddelde prestaties van flash-ssd's met een JMicron JMF602 of een andere zwak presterende ssd-controller hebben ernstig te lijden onder de hoge responstijden die optreden als er kleine stukjes gegevens in het flashgeheugen gewijzigd moeten worden. De gevolgen van schrijflatencies die een factor 50 tot 100 boven de gebruikelijke gemiddelde responstijd liggen, zijn funest. Momenten van verbazingwekkende responsiviteit worden afgewisseld door perioden van tergende traagheid. De belofte van consistent werkende razendsnelle opslag blijft uit.
Het stripen van ssd's met een JMicron JMF602 op de onboard sata-controller levert onvoldoende prestatieverbetering op om budget-ssd's tot een probleemloze vervanging voor harde schijven te maken. Het combineren van striping en raid-cache biedt geen soelaas: levert weliswaar dit betere gemiddelde prestaties op, maar de pieken en dalen zijn eveneens groter. Juist het ontbreken van consistente prestaties is het probleem van ssd's met de JMicron-controller. Jammer is bovendien dat een dergelijke opstelling in prijs niet onderdoet voor een Intel X25-M, die out-of-the-box hoge prestaties biedt.
Wat we met onze standaardbenchmarks niet hebben kunnen testen is wat de effecten zijn van het verplaatsen van de pagefile, de tempdirectories en userdata van de ssd naar een harde schijf. Een dergelijke verplaatsingsoperatie lijkt, gecombineerd met de inzet van raid-cache, de beste methode om de gemiddelde performance van ssd's met de JMicron JMF602 te verbeteren. In situaties waarin er nagenoeg geen schrijfacties plaatsvinden, leveren de JMicron-ssd's fantastische prestaties, zoals onze benchmark van een streaming media-server aantoont, maar elke willekeurige schrijfactie veroorzaakt potentieel een vertraging van eenvijfde seconde. Hoe minder schrijfacties, des te beter de gemiddelde prestaties. Vanwege de extreme asymmetrie tussen lees- en schrijfprestaties is het af te raden ssd's met een JMicron-controller op dezelfde wijze in te zetten als een normale harde schijf.
Tweakers die nog niet in de wondere wereld van solid state-opslag zijn gestapt, doen er goed aan hun geduld nog even te bewaren en te wachten tot er betaalbare ssd's met intelligentere controllers beschikbaar zijn. OCZ heeft de Vertex- en Summit-series aangekondigd met controllers van respectievelijk Indilinx en Samsung. Beide beschikken over cache-geheugen en zouden veel minder last hebben van de mankementen die de bruikbaarheid van de JMicron JMF602 zo sterk beperken.
:strip_exif()/i/1234451509.jpeg?f=thumbmedium)
:fill(white):strip_exif()/i/1240403629.jpeg?f=thumbmedium)
:strip_icc():strip_exif()/i/1245768768.jpeg?f=fpa_thumb)
:strip_icc():strip_exif()/i/1238592768.jpeg?f=fpa_thumb)
/u/132085/crop5852b17316040_cropped.png?f=community)
:fill(white):strip_exif()/i/1205964222.jpg?f=thumbmedium)
:fill(white):strip_exif()/i/1231942054.jpeg?f=thumbmedium)
:strip_icc():strip_exif()/i/1238589489.jpeg?f=fpa_thumb)
:strip_icc():strip_exif()/i/1228478985.jpg?f=fpa_thumb)
:strip_icc():strip_exif()/i/1216301843.jpg?f=fpa_thumb)
/i/1302857598.png?f=fpa)
/i/1238078010.png?f=fpa)
/i/1238484264.png?f=fpa)
/i/1235037691.png?f=fpa)
/i/1221644136.png?f=fpa)
/i/1238674452.png?f=fpa)
/i/1236762867.png?f=fpa)
/i/1236250218.png?f=fpa)
/u/1/femme.png?f=community){kind=small}
:strip_icc():strip_exif()/u/5364/drillingforbrains_60x60.jpg?f=community){kind=small}
:strip_exif()/u/213834/crop5e00d6d4a2218_cropped.gif?f=community){kind=small}
) dan houdt ik liever de boot af en gebruik nog normale HDD 
:strip_exif()/u/33808/avatar.gif?f=community){kind=avatar}
/u/130287/Naamloos.png?f=community){kind=small}
