Inleiding
Inleiding
In de laatste maanden van 2012 brachten diverse fabrikanten hun nieuwste generatie solid state drives uit, met nieuwe combinaties van controllers en geheugenchips. De strijd om de titel 'snelste ssd' kan opnieuw worden gestreden.
Na een langdurige dominantie van de combinatie SF2281-controller van SandForce, overwegend gecombineerd met 25nm-nand-flash van IMFT, brachten diverse fabrikanten tegen het eind van 2012 nieuwe producten op de markt. Zo bracht Intel een nieuwe controller uit en ook Corsair nam een andere fabrikant van controllers in de arm voor zijn Neutron-series. Samsung faseerde eind 2012 zijn immens populaire 830-serie ssd's uit en kwam met de opvolger: de 840-serie. Die ssd's waren verkrijgbaar in twee smaken, met mlc-en met tlc-geheugen, beide met de nieuwe MDX-controller. OCZ kon uiteraard niet achterblijven en bracht zijn nieuwste Vector-drive uit, met een zelfontwikkelde Barefoot 3-controller aan boord.

In deze review komen de 256GB-varianten aan bod van Plextors M5 Pro met Marvell-controller, OCZ's Vector met Barefoot 3-controller, Corsairs Neutron GTX met LAMD-controller, en de 840 en 840 Pro van Samsung, beide met MDX-controller. We hebben deze drives getest, samen met 240GB-uitvoeringen van de recente XLR8 Pro en Prevail van PNY, beide met een SF2281-controler.
Update: de resultaten zijn uitgebreid met, naast de Samsung 830, de Crucial m4 als vergelijkingsmateriaal.
De line-up
Het flashgeheugen dat de verschillende fabrikanten gebruiken, is vrij divers. De Marvell-controller in Plextors M5 Pro wordt met 19nm-toggle-nand van Toshiba gecombineerd en in de Neutron GTX van Corsair met de LAMD87800-controller wordt eveneens Toshiba toggle-nand gebruikt, maar dat wordt op 24nm gebakken. In OCZ's Vector wordt IMFT-nand gebruikt dat op 25nm gebakken wordt en in Samsungs drives wordt 21nm-nand-flash gebruikt, dat echter over drie geheugenbits per cel voor de 840-drives beschikt, terwijl in de Pro-drives het gangbaardere type met twee bits per cel wordt gebruikt.
We voegen PNY's XLR8 Pro- en Prevail-drives toe aan onze line-up. Beide drives hebben een SandForce SF2281-controller aan boord, maar waar de XLR8 Pro 25nm-mlc-geheugen van Intel aan boord heeft, is de Prevail voorzien van emlc-geheugen, dat dankzij 10.000 p/e-cycli langer moet meegaan.
Geheugentypes
Het ene flashgeheugen is het andere niet en in deze round-up komen flink wat types voor. We beginnen met het verschil tussen mlc en tlc, ofwel multilevel-cell- versus triplelevel-cell-geheugen. De mlc-varianten hebben vier toestanden waarin de cel geprogrammeerd kan worden, wat in de opslag van twee bits resulteert. In tlc-geheugen zijn dat acht toestanden, die voor drie bits worden ingezet. Slc-geheugen kent slechts twee toestanden, genoeg voor één bit; mede daarom is het duurder. Emlc-geheugen heeft net als gewoon mlc-geheugen vier toestanden, maar wordt ontworpen om minder foutgevoelig te zijn en gaat bovendien langer mee.
Het Toshiba-geheugen maakt gebruik van een techniek die toggle-mode genoemd wordt. Net als bij ddr-geheugen wordt data tweemaal per klokcyclus getransporteerd, wat leidt tot een dubbele snelheid ten opzichte van de kloksnelheid. Bij onder meer IMFT-nand wordt de Onfi-standaard gehanteerd, die eveneens een ddr- of toggle-modus heeft voor overdrachtssnelheden tot 400MB/s. Vaak wordt dit aangeduid met de termen 'synchroon' en 'asynchroon' geheugen. Het laatstgenoemde type volgt een oudere Onfi-standaard zonder ddr-ondersteuning.
Synthetische benchmarks: AS-SSD
Om de doorvoersnelheid en de random i/o-prestaties met 4kB-blocks te meten maken we gebruik van AS-SSD. Een bijzondere eigenschap van AS-SSD is dat de schrijftests worden uitgevoerd met niet-comprimeerbare data. Zo zijn we ook bij de Sandforce-ssd's, die realtime-compressie toepassen, in staat om de worst case-schrijfsnelheid te meten.
AS-SSD - Sequentiële lees transfer rate |
Drive | Doorvoersnelheid in MB/s, hoger is beter |
Samsung 840 250GB |
*******
507,12 |
Samsung 840 Pro 256GB |
*******
506,57 |
Plextor M5 Pro 256GB (NF) (ge... |
*******
503,30 |
OCZ Vector 256GB (gem) |
*******
502,20 |
PNY XLR8 Pro 256GB (gem) |
*******
501,38 |
Corsair Neutron GTX 240GB |
*******
500,50 |
PNY Prevail Elite 240GB (gem) |
*******
499,22 |
Crucial m4 256GB |
*******
498,69 |
Samsung 830 256GB |
*******
498,60 |
AS-SSD - Sequentiële schrijf transfer rate |
Drive | Doorvoersnelheid in MB/s, hoger is beter |
Samsung 840 Pro 256GB |
*******
471,70 |
Corsair Neutron GTX 240GB |
*******
465,13 |
OCZ Vector 256GB (gem) |
*******
448,62 |
Plextor M5 Pro 256GB (NF) (ge... |
*******
438,32 |
Samsung 830 256GB |
******
388,71 |
PNY Prevail Elite 240GB (gem) |
*****
305,63 |
PNY XLR8 Pro 256GB (gem) |
****
287,26 |
Crucial m4 256GB |
****
274,75 |
Samsung 840 250GB |
****
249,33 |
Bij sequentieel lezen presteren alle drives ongeveer op de top van de sata-600-interface, maar bij schrijven zien we behoorlijke verschillen. De 840 Pro van Samsung is veruit het snelst, gevolgd door OCZ's Vector-drive en Plextors M5 Pro met nieuwe firmware. De rest volgt op flinke afstand.
AS-SSD - 4K Random Read |
Drive | Doorvoersnelheid in MB/s, hoger is beter |
Samsung 840 Pro 256GB |
*******
30,62 |
Plextor M5 Pro 256GB (NF) (ge... |
******
28,29 |
Corsair Neutron GTX 240GB |
******
25,96 |
Samsung 840 250GB |
******
25,18 |
OCZ Vector 256GB (gem) |
*****
23,33 |
Samsung 830 256GB |
*****
21,42 |
Crucial m4 256GB |
*****
21,27 |
PNY XLR8 Pro 256GB (gem) |
*****
21,02 |
PNY Prevail Elite 240GB (gem) |
****
19,61 |
AS-SSD - 4K Random Write |
Drive | Doorvoersnelheid in MB/s, hoger is beter |
PNY XLR8 Pro 256GB (gem) |
*******
61,00 |
Corsair Neutron GTX 240GB |
*******
59,90 |
PNY Prevail Elite 240GB (gem) |
*******
58,96 |
Samsung 840 Pro 256GB |
*******
57,59 |
OCZ Vector 256GB (gem) |
*******
56,79 |
Samsung 840 250GB |
******
56,11 |
Samsung 830 256GB |
******
55,16 |
Crucial m4 256GB |
******
54,70 |
Plextor M5 Pro 256GB (NF) (ge... |
******
53,93 |
Ook bij de random reads presteert de 840 Pro het best, op de voet gevolgd door Plextors drive. De PNY's met SF2281-controller zijn met lezen hekkensluiter, maar voeren de lijst aan waar het random writes betreft. De 840 Pro komt nog steeds goed mee en de onderlinge verschillen bij schrijven zijn verder gering.
Synthetische benchmarks: IOMeter
Een transfer size van 4kB, zoals in de AS-SSD-test, is slechts een van de vele soorten transacties die een ssd in de praktijk voor zijn kiezen krijgt. Om een compleet beeld van de prestaties te krijgen, meten we met behulp van IOMeter ook de lees- en schrijfsnelheden bij sequentiële en random i/o's met een exponentieel oplopende transfergrootte van 512 bytes tot en met 256kB.
Om te onderzoeken in hoeverre de ssd's voor command queuing geoptimaliseerd zijn, worden de tests met een queue-diepte van achtereenvolgens één en acht gelijktijdige i/o's uitgevoerd. Een wachtrij van acht i/o's kan in zware multitaskingscenario's voorkomen. Een grotere queue-diepte is voor desktopgebruik onwaarschijnlijk. IOMeter schrijft data die goed gecomprimeerd kan worden door ssd's met een SandForce-controller.


De MDX-controller van beide Samsung-drives blijkt, net als in de AS-SSD-benchmark, uitstekend overweg te kunnen met random reads. Vooral bij een queue-diepte van 1 is de controller een stuk sneller. Bij acht uitstaande i/o's is de voorsprong minder groot en naarmate de datablokken groter worden, vormt de sata-interface voor alle drives, behalve de PNY's met SD2281-controller, de bottleneck.


Bij de random writes valt vooral op hoe relatief traag het tlc-geheugen van de 840-drive van Samsung is. Bij grotere datablokken kan de MDX-controller dit type geheugen lang zo snel niet beschrijven als het mlc-geheugen van de 840 Pro. Zoals al eerder bleek, doet de SD2281-controller van de PNY's hier goede zaken en ook de Barefoot-controller van OCZ presteert uitstekend.


Als we naar sequentiële overdrachten met één uitstaande i/o kijken, voert Samsung de lijst nog steeds aan, tenminste, zolang geheugen met twee bits per cel moet worden aangestuurd. De 840-drive, met tlc-geheugen, blijft behoorlijk achter. OCZ's Vector komt goed mee, terwijl de overige drives wat trager zijn. Bij acht uitstaande i/o's kunnen de meeste controllers de sata-interface al vlot satureren, hoewel bijvoorbeeld de LAMD-controller van Corsair daar nogal lang voor nodig heeft.


Bij één uitstaande i/o ontlopen de drives elkaar niet veel bij het sequentieel schrijven, hoewel de tlc-drive van Samsung weer ver achterblijft. Wanneer we de queue-diepte verhogen, zijn de MDX-controllers van de 840-serie Samsung-drives niet zo vlot meer en vormen de SF2281-controllers in de PNY-drives en vooral OCZ's Barefoot-controller in de Vector de snelste drives.
Realworld-benchmarks
Om een beeld van de praktijkprestaties van de ssd's te geven gebruiken we de door Tweakers.net ontwikkelde StorageMark-benchmarks. Het hoe en waarom van deze trace-based benchmarks vind je in deze .plan.
Boot StorageMark 2011
Boot StorageMark 2011 laat de prestaties zien van een bootdrive waarop het besturingssysteem, applicaties en games zijn geïnstalleerd, en waarop een kleine hoeveelheid gebruikersdata aanwezig is.
Het indexcijfer bestaat voor 60 procent uit de resultaten van twee traces van het booten van Windows 7 en het starten van veelgebruikte applicaties. De resultaten van de desktopworkload-trace worden voor 15 procent meegewogen. In deze trace worden webbrowsers, e-mailprogramma's, eenvoudige beeldbewerkingsprogramma's en kantoorapplicaties gebruikt. 20 procent wordt bepaald door gametraces. De resterende 5 procent komt voor rekening van een trace waarin een groot softwarepakket wordt geïnstalleerd, terwijl er downloads plaatsvinden en lichte applicaties worden gedraaid, zoals een browser. De traces worden uitgevoerd door Intels NAS Performance Toolkit, die niet-comprimeerbare data genereert.
Boot StorageMark 2011 |
Drive | Prestatieindex in StorageMarks, hoger is beter |
Samsung 840 Pro 256GB |
*******
1259,6 |
OCZ Vector 256GB (gem) |
******
1158,5 |
Plextor M5 Pro 256GB (NF) (ge... |
******
1121,3 |
PNY Prevail Elite 240GB (gem) |
******
1107,7 |
Samsung 830 256GB |
******
1086,2 |
Corsair Neutron GTX 240GB |
******
1073,7 |
PNY XLR8 Pro 256GB (gem) |
******
1052,5 |
Samsung 840 250GB |
******
1049,5 |
Crucial m4 256GB |
******
997,1 |
De 840 Pro van Samsung is nog steeds de snelste drive, op zo'n acht procent gevolgd door de Vector-drive van OCZ. Corsairs Neutron vormt de middenmoot, de rest blijft wat achter.
Home & Office StorageMark 2011
Deze index geeft een indicatie van het gebruik van een disk als primair opslagmedium voor het besturingssysteem, applicaties en data, ingezet voor kantoor- en webgebruik. De desktop-workload-trace is goed voor 60 procent van de index. Voor deze trace worden 90.000 lees- en 33.000 schrijfbewerkingen uitgevoerd, die voor de helft uit sequentiële bewerkingen bestaan. In de index zijn verder boot-, game-, kopieer- en software-installatietraces meegenomen.
Home & Office StorageMark 2011 |
Drive | Prestatieindex in StorageMarks, hoger is beter |
OCZ Vector 256GB (gem) |
*******
1508,9 |
Corsair Neutron GTX 240GB |
*******
1446,8 |
Samsung 840 Pro 256GB |
*******
1413,6 |
Samsung 830 256GB |
*******
1407,2 |
Plextor M5 Pro 256GB (NF) (ge... |
******
1360,5 |
PNY Prevail Elite 240GB (gem) |
******
1227,6 |
Crucial m4 256GB |
*****
1131,7 |
Samsung 840 250GB |
*****
1045,8 |
PNY XLR8 Pro 256GB (gem) |
*****
970,5 |
Opnieuw presteert de Vector van OCZ uitstekend en passeert deze ruimschoots de Samsung-drives. Ook de Neutron GTX is rapper. De twee PNY-drives met Sandforce-controller zijn in de desktop-workload duidelijk trager dan de overige drives.
Workstation StorageMark 2011
De Workstation StorageMark geeft een beeld van de prestaties van de primaire drive in een systeem dat wordt gebruikt voor professionele beeld- en videobewerking. De index wordt voor 55 procent bepaald door twee traces van respectievelijk een grafisch workstation en een video-editing-workstation. Het zwaartepunt van deze benchmark wordt gevormd door 370.000 random leesacties en 250.000 random schrijfacties.
In de beeldbewerkingstrace wordt gewerkt aan zeer grote Photoshop-bestanden en worden fotocollecties met grote raw-bestanden bekeken en bewerkt in Lightroom. Deze trace bestaat voor 55 procent uit schrijftransacties. Als we naar het datavolume kijken, komt zelfs twee derde van het verkeer voor rekening van de schrijfacties. Het gaat daarbij overwegend om niet-sequentiële schrijfacties op de scratchfile van Photoshop en de pagefile van Windows. Voor de videobewerkingstrace wordt Sony Vegas Pro losgelaten op een groot videoproject, met tientallen lossless gecomprimeerde full-hd-videofragmenten. Deze trace bestaat bijna helemaal uit niet-sequentiële leestransacties.
Met een geringere weging maken ook de desktop-workload-, boot-, filecopy- en software-installatietraces deel uit van deze index.
Workstation StorageMark 2011 |
Drive | Prestatieindex in StorageMarks, hoger is beter |
OCZ Vector 256GB (gem) |
*******
1491,0 |
Samsung 840 Pro 256GB |
*******
1479,5 |
Corsair Neutron GTX 240GB |
*******
1444,5 |
Plextor M5 Pro 256GB (NF) (ge... |
******
1368,0 |
PNY Prevail Elite 240GB (gem) |
******
1340,9 |
Samsung 830 256GB |
******
1331,3 |
Crucial m4 256GB |
******
1176,0 |
Samsung 840 250GB |
*****
1157,8 |
PNY XLR8 Pro 256GB (gem) |
****
867,5 |
De Vector is opnieuw het snelst, maar het verschil met de 840 Pro is zeer gering. Beide drives zijn, samen met de Corsair-drive, wel een stuk sneller dan de rest van het testveld en de SF2281-drives zijn opnieuw hekkensluiter.
Gaming StorageMark 2011
De Gaming StorageMark-test biedt inzicht in de prestaties van een drive die in een game-pc wordt gebruikt. De index wordt voor 70 procent bepaald door gametraces en verder door de prestaties in de boot- en software-installatietraces.
Gaming StorageMark 2011 |
Drive | Prestatieindex in StorageMarks, hoger is beter |
Samsung 840 Pro 256GB |
*******
990,0 |
PNY Prevail Elite 240GB (gem) |
******
911,3 |
PNY XLR8 Pro 256GB (gem) |
******
908,2 |
OCZ Vector 256GB (gem) |
******
899,3 |
Samsung 830 256GB |
******
884,4 |
Crucial m4 256GB |
******
860,3 |
Plextor M5 Pro 256GB (NF) (ge... |
******
850,4 |
Samsung 840 250GB |
******
845,3 |
Corsair Neutron GTX 240GB |
*****
768,0 |
De SF2281-drives van PNY revancheren zich ietwat als game-drives, maar de 840 Pro van Samsung is in deze trace wel een stuk sneller. De LAMD-controller van de Corsair-drive toont zich geen fijne controller in een gamesysteem.
Performance-degradatie
Om normaal gebruik van een ssd te simuleren worden tijdens de benchmarks drie runs gedraaid. Tijdens de eerste run staat er 80GB aan data op de schijf. Tijdens de derde run zorgen we ervoor dat er nog maar 10GB vrije ruimte beschikbaar is. Tijdens run vier wordt de ssd helemaal volgeschreven, op 4GB na, die nodig is om tijdens de test nieuwe bestanden te kunnen wegschrijven.
We hebben de resultaten van de eerste drie runs gemiddeld en vervolgens verwerkt in de StorageMark-indices. De vierde run is uitsluitend bedoeld om te kijken of de prestaties afnemen als de ssd nagenoeg vol is.


In de Boot StorageMark-test blijkt de 840 Pro van Samsung vooral veel sneller als er veel lege ruimte is. Zodra de vrije ruimte afneemt, presteert de drive een stuk minder en zijn de verschillen met de overige drives nog maar gering.
In de Workstation StorageMark-test is dat effect bij de 840 Pro nog veel groter en is de volle drive trager geworden dan de rest, met uitzondering van de gewone 840. De vreemde knikken in de prestaties van de PNY-drives zijn waarschijnlijk te danken aan overcompensatie van de SF2281-controller. Bij hoge werklasten wil de controller vaak 'throttlen' om het nand te beschermen. Bij normaal gebruik zal dat echter nauwelijks optreden. De degradatie bij de overige schijven is vrij gering.
Energiemetingen
We meten het opgenomen vermogen van de drives direct aan de sata-voedingskabel met behulp van digitale multimeters. Dat doen we terwijl de drives nietsdoen, willekeurige data schrijven en tijdens de meest intensieve operatie, het schrijven van sequentiële data.
De combinatie van 24nm-Toshiba-nand en de LAMD-controller in de Corsair-drive is niet de zuinigste. Ook het 25nm-IMFT-geheugen en de SF2281-controller in de PNY-drive lusten wel wat. Het 21nm-nand van Samsung is het zuinigst, maar dat bedrijf wist ook al met de 830-drive het idle-verbruik in de dammen.
Onder belasting blijven de nieuwe drives van Samsung zeer zuinig en ook Plextor, met zijn 19nm-Toshiba-nand is redelijk zuinig. Vooral de Barefoot 3-controller van OCZ lijkt zeer zuinig; het nand is vergelijkbaar met het 25nm-IMFT-flashgeheugen dat in de PNY zit, maar met de SF2281-controller veel minder zuinig is.
De oudste drive, de 830, blijkt bij sequentiële bewerkingen het minst zuinig en ook de Vector moet zijn 25nm-legacy nu laten spreken. Samsung is met zijn 21nm-flash nog altijd zeer zuinig, maar de oude combinatie SF2281-controller en 25nm nand is zoals gebruikelijk zeer zuinig, omdat er naar verhouding minder data wordt weggeschreven dan bij de andere drives.
Conclusie
In deze review vergeleken we de zeven recentste high-end solid state drives. De lat werd al hoog gelegd door de 840-serie van Samsung en dan hebben we het uiteraard over de Pro-versie. Met nieuwe combinaties van geheugen en controller hebben verschillende fabrikanten een antwoord op Samsungs dominantie op de ssd-markt, die het bedrijf inzette met de 830.
Die antwoorden zijn echter niet in alle gevallen even doeltreffend. De PNY-drives, met de SF2281-controller aan boord, presteren prima als random data weggeschreven moet worden, maar bij sequentiële acties en lezen blijven de drives flink achter. Alleen in een gamesysteem presteren de drives aardig. De Neutron GTX van Corsair, met LAMD's 87800-controller, is niet slecht. De drive komt zelden onder de middenmoot en is vaak in de bovenste regionen van het testveld te vinden. Alleen als gamedrive presteert de Neutron wat minder. Plextors M5 Pro met de nieuwste firmware voor de Marvell-controller presteert in de regel vrij gemiddeld. OCZ's Vector-drive, met gloednieuwe, in samenwerking met het overgenomen Indilinx ontworpen Barefoot 3-controller, is echter de echte concurrent van de 840 Pro van Samsung. De drive kan zich in alle tests goed meten met de 840 Pro en heeft bovendien minder last van prestatiedegradatie als hij vol raakt. Alleen de prijs ligt naar onze smaak nog wat te hoog.
Wat ons betreft zijn er daarom drie aanraders. De winnaar blijft Samsungs 840 Pro-drive, puur op zijn prijs-prestatieverhouding en allround inzetbaarheid. Ook in een laptop is deze drive, met laag verbruik, prima. Enige minpunt is zijn degradatie als hij vol raakt. De tweede plaats wordt wat ons betreft gedeeld door de Vector van OCZ en de Neutron GTX van Corsair. Beide drives presteren uitstekend en hebben weinig last van degradatie. De prijs van de Vector is echter wat hoger dan die van de 840 Pro en de Neutron GTX verliest een puntje wegens zijn prestaties in een gamesysteem.