Inleiding
OCZ heeft zich het afgelopen jaar opgeworpen als een prominente fabrikant van solid state drives. In tegenstelling tot sommige andere ssd-fabrikanten, zoals Intel en Mtron, ontwikkelt OCZ geen eigen ssd-controllers: het bedrijf baseert zijn solid state drives op controllers en zelfs op complete reference designs van derden. OCZ verschilt hierin weinig van andere fabrikanten van geheugenproducten, die feitelijk weinig méér doen dan het assembleren en verpakken van printplaatjes.
Vooral dankzij een ijverige marketingafdeling, fanatieke ondersteuning van gebruikers via eigen supportforums en een niet aflatende stroom van nieuwe producten heeft OCZ zich onafgebroken in de kijker van de potentiële kopers weten te spelen. De fabrikant was vaak de eerste die ssd's op basis van een nieuwe controller aankondigde en slaagde erin de meeste buzz te creëren.
Inmiddels zijn we eraan gewend dat OCZ bijna maandelijks een nieuwe serie ssd's aankondigt, die daarna nog minimaal één tot twee maanden nodig heeft om verkrijgbaar te worden. Het gevolg is dat aankondigingen van nieuwe ssd-series en productiestarts van reeds aangekondigde producten elkaar voortdurend overlappen, waardoor de mogelijke afnemers zich verward afvragen waarop ze nu precies moeten wachten. In de tsunami van aankondigingen kon in februari de Summit opgetekend worden, in december de Vertex en Apex, in november de Solid-serie en in augustus de Core V2.
OCZ blaast hoog van de toren en raast in sneltreinvaart door, maar deze commercieel succesvolle strategie kreeg een keerzijde toen veel early adopters tot de ontdekking kwamen dat hun ssd's in de praktijk niet de beloofde hoge prestaties wisten waar te maken. OCZ maakt in al zijn ssd's tot aan de Vertex gebruik van JMicron-controllers, en juist deze controllers behoren niet tot de beste. Flashgeheugen presteert van nature slecht bij het doorvoeren van kleine wijzigingen. Alleen door willekeurige schrijfacties te converteren naar sequentiële i/o of door een kleine ram-cache te gebruiken, kunnen de prestaties van flash-ssd's bij kleine schrijfacties naar een acceptabel niveau getild worden. De beruchte JMicron JMF601- en JMF602-controllers weten hier geen raad mee en zadelen de gebruiker op met sterk wisselende prestaties. Ssd's met een JMicron-controller presteren prima als er veel gelezen wordt, en ook op de sequentiële schrijfprestaties is weinig aan te merken. Volgt er echter een aantal schrijfacties achter elkaar, dan kunnen er wachttijden van meerdere seconden ontstaan.
JMicron heeft de tekortkomingen van de JMF602 inmiddels onderkend; de fabrikant heeft een nieuwe generatie ssd-controllers in ontwikkeling die beschikken over een ram-cache. In een poging de prestaties van de JMicron-controller nog wat op te lappen hebben enkele fabrikanten ssd's geïntroduceerd die een JMicron JMB390-raidchip combineren met twee JMF602-controllers. De OCZ Apex is het bekendste voorbeeld van een ssd die volgens deze ontwerpfilosofie is opgebouwd. De JMicron JMB390 functioneert, afhankelijk van de configuratie, als standalone raidcontroller of als port-multiplier. Als port- multiplier biedt de chip de mogelijkheid om twee drives op een enkele sata-hostport aan te sluiten; als raidcontroller kan hij twee harde schijven of ssd's als een enkele drive aan het systeem presenteren. OCZ maakt in de Apex gebruik van de raid-functie.
OCZ positioneert de Apex als een mainstream-ssd naast de Core V2, die beschikt over een enkele JMicron JMF602. Voor het performance-segment biedt OCZ de Vertex, die is gebaseerd op een geavanceerde ssd-controller van Indilinx. OCZ maakt in al zijn ssd's gebruik van het goedkope en minder snelle mlc-geheugen. De Apex is leverbaar met een capaciteit van 60, 120 en 250GB. Ten opzichte van de Core V2 ligt de prijs 35 tot 100 euro hoger. De Apex is op zijn beurt enkele tientjes goedkoper dan de Vertex. In tegenstelling tot de Core V2 en de Vertex is er geen 30GB-versie van de Apex beschikbaar. De onderstaande tabel geeft de actuele prijzen weer:
Capaciteit | OCZ Core V2 | OCZ Apex | OCZ Vertex |
30GB |
Onbekend |
- |
Onbekend |
60GB |
Onbekend |
Onbekend |
Onbekend |
120GB |
Onbekend |
Onbekend |
Onbekend |
250GB |
Onbekend |
Onbekend |
Onbekend |
Tweakers.net ontving een exemplaar van de OCZ Apex met een capaciteit van 120GB en onderwierp deze aan de gebruikelijke benchmarks. Op de komende pagina's worden de prestaties onder andere vergeleken met een A-Data Series 300 32GB in configuraties met een enkele drive en twee drives in raid-0. De A-Data-drives zijn wat betreft hun hardwarematige opzet vergelijkbaar met de OCZ Core V2 en kunnen daarom helpen bij het beantwoorden van de vraag hoe de Apex presteert ten opzichte van een raid-0-setup van twee 30GB Core V2-ssd's.
Low-level prestaties
De OCZ Apex werd beproefd op ons nieuwe testplatform, dat is gebaseerd op een Core i7 920-processor en een Intel X58-chipset met de ICH10R-southbridge. Behalve met de A-Data Series 300 wordt de Apex ook vergeleken met high-end-producten als de Intel X25-M, de Memoright GT, de Mtron Pro 7000 en de Mtron Mobi 3000.
De Memorycorp SF4 is een voorbeeld van een ssd die de JMicron JMF602-controller combineert met het snellere en duurdere slc-geheugen. Dit type flashgeheugen wordt tevens gebruikt in alle eerder genoemde high-end ssd's met uitzondering van de Intel X25-M. De Samsung SpinPoint F1 en de Hitachi Travelstar 7K200 representeren desktop- en notebook-hdd's met een toerental van 7200rpm.
In de meting van de sequentiële leestransferrate door Winbench 99 komt de OCZ Apex niet goed uit de verf. Normaliter is Winbench een zeer betrouwbare tool voor het vaststellen van de doorvoersnelheden. In dit geval is het resultaat beduidend lager dan de maximale leestransferrate volgens Atto Disk Benchmark. De twee A-Data-ssd's komen aan een sequentiële leessnelheid van 248MBps; net iets hoger dan de maximale score van de Apex in ATTO. De topper is nog steeds de Intel X25-M. Bij de waanzinnig hoge doorvoersnelheid van 270MBps moet de sata-interface zo goed als aan zijn grens zitten.
Sequentiële transferrate - begin |
Disk | # | raid | rate in MBps (meer is beter)
|
Intel X25-M 80GB |
1 |
single |
270,51 |
A-Data SSD 300 32GB |
2 |
raid-0 |
248,05 |
OCZ Apex 120GB |
1 |
single |
180,66 |
Memorycorp SF4 SLC 64GB |
1 |
single |
160,16 |
A-Data SSD 300 32GB |
1 |
single |
154,30 |
Samsung SpinPoint F1 HD103U... |
1 |
single |
118,16 |
Memoright GT MR25.2-064S 6... |
1 |
single |
115,23 |
Mtron Pro 7000 32GB |
1 |
single |
111,33 |
Mtron Mobi 3000 16GB |
1 |
single |
104,49 |
Hitachi Travelstar 7K200 120GB |
1 |
single |
58,20 |
De leestoegangstijd van ssd's met de JMicron JMF602 is ongeveer twee keer zo hoog als die van de top-ssd's met een geavanceerde controller. Dit is echter minder belangrijk dan het lijkt, omdat de toegangstijd nog altijd ongeveer 70 keer zo klein is als die van een modale 7200rpm-hdd. De OCZ Apex nestelt zich met een toegangtijd van 170 microseconde precies tussen de resultaten van de Memorycorp SF4 en de A-Data Series 300, die gemiddeld respectievelijk 180 en 160 microseconde nodig hadden om een willekeurige sector uit het geheugen op te halen. De geïntegreerde raid-chip van de Apex is dus net iets sneller dan de raid-functie van de sata-controller op het moederbord.
De achilleshiel van de JMicron JMF602 is, zoals aangegeven, de verwerking van kleine schrijfacties. Het probleem wordt veroorzaakt door de wijze waarop flash-geheugen geprogrammeerd wordt. Om gegevens in flash te kunnen wijzigen moet eerst de bestaande data gewist worden en dat is enkel mogelijk op blokniveau. Vaak hebben blokken een omvang van 512kB. Kleine wijzigingen zorgen daardoor voor veel overhead: het complete blok moet eerst ingelezen en gewist worden om daarna weer overschreven te worden, terwijl slechts een klein deel van de inhoud feitelijk gewijzigd wordt. Intelligente ssd-controllers proberen de overhead te beperken door willekeurige schrijfacties te mappen naar vrije geheugenpages die direct beschreven kunnen worden. De JMicron JMF602 kent dit trucje kennelijk niet en zadelt de gebruiker op met een schrijftoegangstijd van gemiddeld meer dan 200ms. Meer informatie over de beperkingen van flashgeheugen vind je in de artikelen op Tweakers.net over de Intel X25-M en raid met budget-ssd's.
Het stripen van twee JMicron's doet niets aan de wijze waarop deze controller met kleine schrijfacties om gaat. Veel verbetering hoeft er van de OCZ Apex derhalve niet verwacht te worden. De testresultaten bevestigen deze verwachting. Ten opzichte van een enkele A-Data Series 300 daalt de gemiddelde schrijfresponstijd van 211 naar 193ms. De twee A-Data-ssd's aan de Intel ICH10R doen het iets beter en halen een tijd van 174ms.
Gemiddelde buffered write-service time |
Disk | # | raid | tijd in ms (minder is beter) |
Intel X25-M 80GB |
1 |
single |
0,040 |
Memoright GT MR25.2-064S 6... |
1 |
single |
1,780 |
Samsung SpinPoint F1 HD103U... |
1 |
single |
5,840 |
Mtron Pro 7000 32GB |
1 |
single |
7,730 |
Hitachi Travelstar 7K200 120GB |
1 |
single |
7,980 |
Mtron Mobi 3000 16GB |
1 |
single |
9,060 |
Memorycorp SF4 SLC 64GB |
1 |
single |
83,560 |
A-Data SSD 300 32GB |
2 |
raid-0 |
174,410 |
OCZ Apex 120GB |
1 |
single |
192,540 |
A-Data SSD 300 32GB |
1 |
single |
210,960 |
De IOMeter-fileserversimulatie geeft een aardig beeld van een situatie waarin lees- en schrijfacties gemixed worden en meerdere gelijktijdige i/o's worden uitgevoerd. De test genereert een volledig willekeurig toegangspatroon met een lees/schrijf-verhouding van 80/20 en transfergroottes van 512 bytes tot 64kB. De test wordt achtereenvolgens uitgevoerd met een concurrency van 1 tot 64 uitstaande i/o's. In de onderstaande tabel wordt het gewogen gemiddelde van deze tests weergegeven.
Normaal gesproken hebben raid-configuraties baat bij een hoge concurrency, zoals die zich voordoet onder zware belasting wanneer meerdere applicaties of threads tegelijkertijd de schijf wensen te benaderen. Een groot aantal uitstaande i/o's zorgt ervoor dat de individuele schijven in een raidset goed aan het werk gehouden worden. De prestaties van de interne raid van de OCZ Apex verbeteren echter niet naarmate de concurrency toeneemt. Dat komt doordat de Apex functioneert als een normale sata-harde schijf zonder ondersteuning voor native command queuing: de Apex kan daardoor niet meer dan één i/o per keer verwerken. Wanneer het stripe-duo van de A-Data-ssd's door de ICH10R met twee gelijktijdige i/o's gevoed wordt, leidt dat tot een prestatieverbetering van gemiddeld 37,5 procent.
In de onderstaande grafiek is het aantal i/o's per seconde afgezet tegen de lengte van de wachtrij. De grafiek toont duidelijk dat de prestaties van de twee A-Data-ssd's in raid-0 toenemen naarmate er meer gelijktijdige i/o op de raidset wordt afgevuurd. Het gedrag van de OCZ Apex is vergelijkbaar met dat van een enkele A-Data-ssd.

De resultaten van de OCZ Apex blijven ver achter bij die van de ssd's uit het topsegment. Om de verhoudingen inzichtelijk te houden, worden de prestaties van deze ssd's in een aparte tabel vermeld.
De conclusie is dat de interne raid van de OCZ Apex in praktijksituaties alleen beter zal presteren als er sequentiële i/o plaatsvindt. Een raid-opstelling van twee losse ssd's aan de onboard-controller zal betere gemiddelde prestaties leveren vanwege de mogelijkheid om twee willekeurige i/o's tegelijkertijd te verwerken.
Desktopprestaties
Voor het meten van de prestaties in praktijkstituaties maken we gebruik van Intel Ipeak Storage Performance Toolkit. Met de tools uit deze gereedschappenkist kan de schijfactiviteit op een Windows-systeem in traces vastgesteld worden, die later op een willekeurige schijf teruggespeeld kunnen worden. In totaal hebben we 35 verschillende traces gemaakt van uiteenlopende workloads en handelingen, zoals het gebruik van officeprogramma's, het kopiëren van bestanden en het draaien van verschillende soorten serverapplicaties. Een aantal traces samen vormt een index voor bijvoorbeeld de desktop-, workstation- en databaseprestaties, waarbij het indexgetal 100 gelijkstaat aan de prestaties bij gebruik van een Western Digital Raptor WD360GD. Meer informatie over de tests vind je in de Benchmark Database.
De gemiddelde desktopprestaties van de OCZ Apex liggen slechts 17 procent boven die van de A-Data Series 300 met een enkelvoudige JMicron JMF602. De twee A-Data-ssd's in raid-0 doen het beter, met een prestatietoename van 39 procent ten opzichte van een enkele drive. Door de wisselvallige schrijfprestaties blijven de resultaten van de ssd's met een JMicron-controller ver achter bij die van de duurdere ssd's. In de praktijk voelt de Apex op momenten waarop er vooral leesacties plaatsvinden erg vlot aan, terwijl de Apex op momenten met overwegend kleine schrijfacties juist bijzonder traag is.
Desktop StorageMark 2006 Index |
Disk | # | raid |
score (StorageMarks)
|
Intel X25-M 80GB |
1 |
single |
515,5 |
Mtron Pro 7000 32GB |
1 |
single |
443,1 |
Mtron Mobi 3000 16GB |
1 |
single |
394,0 |
Memoright GT MR25.2-064S 6... |
1 |
single |
351,9 |
Samsung SpinPoint F1 HD103U... |
1 |
single |
200,8 |
Memorycorp SF4 SLC 64GB |
1 |
single |
124,6 |
Hitachi Travelstar 7K200 120GB |
1 |
single |
118,4 |
A-Data SSD 300 32GB |
2 |
raid-0 |
112,7 |
OCZ Apex 120GB |
1 |
single |
94,4 |
A-Data SSD 300 32GB |
1 |
single |
80,9 |
De prestaties bij het booten van Windows en het starten van applicaties en games liggen op een wat hoger niveau dan de desktopprestaties, maar omdat er ook hier nog flink wat schrijfacties plaatsvinden blijft de achterstand ten opzichte van een snelle 7200rpm-harde schijf toch fors. In de praktijk zal de snelheidsbeleving van de Apex vaak die van een hdd overtreffen. Tijdens het installeren van applicaties op de bootschijf of momenten met veel swapping kan de ssd wel trager aanvoelen, maar bij moderne systemen is dit laatste geen groot probleem meer.
De traces van onze benchmarks zijn gemaakt in 2006 op systemen met 1GB tot 1,5GB ram, waardoor er in multi-tasking scenario's meer swapping heeft plaatsgevonden dan het geval zal zijn op moderne machines met twee tot vier gigabyte intern geheugen. Mede om deze reden zullen we binnenkort nieuwe traces voor de Intel NAS Performance Toolkit maken. Ten opzichte van Storage Performance Toolkit heeft de nieuwe tool als bijkomend voordeel dat hij niet alleen de gemiddelde responstijd van alle i/o's als resultaat teruggeeft, maar tevens een onderscheid maakt in het gemiddelde van de leesacties en de schrijfacties. Met name bij het beoordelen van ssd's is dit interessant.
Boot & Launch StorageMark 2008 Index |
Disk | # | raid |
score (StorageMarks)
|
Intel X25-M 80GB |
1 |
single |
805,9 |
Mtron Pro 7000 32GB |
1 |
single |
565,3 |
Mtron Mobi 3000 16GB |
1 |
single |
504,2 |
Memoright GT MR25.2-064S 6... |
1 |
single |
392,1 |
Samsung SpinPoint F1 HD103U... |
1 |
single |
177,3 |
Memorycorp SF4 SLC 64GB |
1 |
single |
144,8 |
A-Data SSD 300 32GB |
2 |
raid-0 |
125,8 |
Hitachi Travelstar 7K200 120GB |
1 |
single |
110,7 |
OCZ Apex 120GB |
1 |
single |
105,1 |
A-Data SSD 300 32GB |
1 |
single |
86,3 |
De Apex wordt niet in de markt gezet als een ssd voor professionele toepassing. De onderstaande resultaten van de databasetests hebben daarom weinig waarde voor de praktijk, maar laten wel een interessant verschijnsel zien. Net als in de kunstmatige IOMeter-fileserversimulatie presteert de Apex niet beter dan de A-Data Series 300 met een enkele JMicron-controller. Sequentiële toegangspatronen zullen in databaseworkloads zelden voorkomen. Productieservers krijgen wel voortdurend gelijktijdige i/o te verwerken en zoals eerder is gebleken kan de Apex daar niets aan versnellen. Het gevolg is dat de Apex hetzelfde presteert als een normale JMicron-ssd terwijl een stripe van twee van deze ssd's een snelheidsverbetering van bijna 40 procent mogelijk maakt.
Database Server StorageMark 2006 Index |
Disk | # | raid |
score (StorageMarks)
|
Intel X25-M 80GB |
1 |
single |
1.320,2 |
Mtron Pro 7000 32GB |
1 |
single |
987,4 |
Mtron Mobi 3000 16GB |
1 |
single |
889,9 |
Memoright GT MR25.2-064S 6... |
1 |
single |
790,5 |
Samsung SpinPoint F1 HD103U... |
1 |
single |
191,3 |
Memorycorp SF4 SLC 64GB |
1 |
single |
185,6 |
A-Data SSD 300 32GB |
2 |
raid-0 |
151,2 |
Hitachi Travelstar 7K200 120GB |
1 |
single |
136,1 |
A-Data SSD 300 32GB |
1 |
single |
108,7 |
OCZ Apex 120GB |
1 |
single |
108,3 |
Invloed van raidcache
In het artikel over de raidprestaties van budget-ssd's hebben we laten zien dat de inzet van een raid-adapter met cachegeheugen een goede methode is om de gemiddelde schrijfresponstijd te verlagen. De Areca ARC-1200 is een voorbeeld van een eenvoudige en aantrekkelijke geprijsde raid-adapter met cachegeheugen. Voor een prijs van ongeveer 150 euro biedt het kaartje twee sata-poorten en 128MB cache. De ARC-1200 en de Apex werden tot een team gesmeed en aan onze benchmarks onderworpen. De onderstaande tabellen vergelijken de prestaties met de Intel X25-M, de Mtron Mobi 3000 en raid-0-configuraties van de A-Data Series 300 op de Intel ICH10R-southbridge en de Areca ARC-1200.
De Areca ARC-1200 geeft bij de stripe van A-Data-ssd's een forse vermindering van de schrijfresponstijd met 53 procent. De afname is minder groot bij de Apex: willekeurige schrijfacties worden gemiddeld 26 procent sneller verwerkt wanneer de ssd op de ARC-1200 is aangesloten.
De prestatiewinst van de Areca ARC-1200 ten opzichte van de ICH10R is in de desktop- en bootindex duidelijk hoger bij de stripe van A-Data-ssd's. In beide indices gaan de prestaties er met een factor 2,5 op vooruit, terwijl de Apex door de ARC-1200 respectievelijk een factor 1,8 en 2,1 sneller wordt gemaakt. Kennelijk biedt de Areca betere raid-optimalisaties dan de Intel-controller.
Energieverbruik
Naast betere prestaties is een lager energieverbruik een van de beoogde voordelen van solid state drives ten opzichte van harde schijven. De dubbele ssd-controller en de extra raid-controller op de OCZ Apex verhogen de stroomopname echter nogal. De Apex vraagt in idle een vermogen van 2,5W, bijna drie keer zo veel als de A-Data Series 300. De vermogensopname werd vastgesteld door de stroomsterkte en de spanning te meten op de 12V- en 5V-lijnen van de stroomconnector. De metingen zijn alleen uitgevoerd op een aantal ssd's en harde schijven die recentelijk door Tweakers.net zijn getest, waardoor de vergelijking nog beperkt is. De Intel X25-M en de Mtron Pro 7500 hebben volgens hun specsheets in idle respectievelijk 0,06W en 1,44W nodig en verbruiken dus ook duidelijk minder energie dan de Apex.
De energiehonger van de Apex neemt onder belasting nog eens fors toe. Tijdens het terugspelen van de traces voor de desktop- en serverbenchmarks viel het reeds op dat de Apex opmerkelijk warm werd. Nadat we de behuizing van de Apex hadden geopend en de laserstraal van een infraroodthermometer op de pcb hadden gericht, konden de beide JMicron JMF602-chips en de JMB390-raidcontroller als oorzaak worden aangewezen. De temperatuur van het trio liep op tot boven de 45 graden Celsius.
Om het energieverbruik onder belasting vast te stellen, teisterden we de harde schijven en ssd's met het willekeurige toegangspatroon van de fileserversimulatie van IOMeter. De vermogensopname onder belasting van 6,18W is ruim 3,5 keer hoger dan die van de ssd's met een enkele JMicron-controller. Ook moderne 7200rpm-notebookschijfjes zijn, met hun gebruik van ongeveer 2,5W onder belasting, een stuk zuiniger dan de Apex.
Conclusie
De Apex is een weinig succesvolle poging van OCZ om de verguisde JMicron JMF602 een tweede leven te geven. De constructie met een interne raidcontroller biedt niet de voordelen van raid-0 met twee losse ssd's op een onboard sata-controller. Een groot deel van de prestatiewinst van een normale raid-opstelling valt weg doordat de Apex niet in staat is gelijktijdige i/o te verwerken. De onboard-controller kan de ssd's in een raid-array los van elkaar aan het werk zetten, waarmee er zowel bij sequentiële i/o als bij gelijktijdige willekeurige i/o een duidelijke snelheidswinst wordt gehaald.
Ten opzichte van ssd's met een enkele JMicron-controller biedt de Apex weliswaar een kleine snelheidsverbetering, maar de lees- en schrijfprestaties blijven wisselvallig. De Apex levert prima prestaties in situaties waarin er veel wordt gelezen en er uitsluitend sequentiële schrijfacties plaatsvinden. Als er kleine bestanden worden moeten worden overschreven of als er veel pagefile-activiteit plaatsvindt, zakken de prestaties ernstig in.
De prijs van de Apex houdt het midden tussen die van de Core V2-serie met een enkele JMicron-controller en de nieuwe Vertex, die over de meer geavanceerde Barefoots-controller van Indilinx beschikt. Ten opzichte van een raid-0-opstelling van twee kleinere Core V2-ssd's zijn de prijzen van de Apex niet bijzonder gunstig. Bij een totale capaciteit van 60GB is de Apex ongeveer drie tientjes goedkoper dan twee Core V2's van 30GB. Bij een capaciteit van 120GB is de Apex echter 65 euro duurder en bij 250GB loopt het verschil op tot 121 euro in het voordeel van Core V2-raid.
Notebookgebruikers kunnen de OCZ Apex beter mijden. De JMicron JMB390-raidcontroller vraagt aanmerkelijk meer stroom dan een complete ssd met een enkelvoudige controller. Door de raidcontroller en de extra ssd-controller is het energieverbruik 2,5 keer hoger dan dat van een 7200rpm-notebookschijfje. Tweakers.net herhaalt het advies uit onze vorige review om te wachten op betaalbare ssd's met een geavanceerde controller. Hopelijk biedt de OCZ Vertex eindelijk waar velen al een flinke poos op hebben gewacht.