Inleiding: het kleine broertje van...
Verschillende fabrikanten hebben van hun 2,5"-solid state drives een kleinere variant uitgebracht. Deze msata-drives worden met een kleine connector, die op een mini-pci-express-aansluiting lijkt, op moederborden van vooral laptops aangesloten. Sommige desktopborden hebben echter ook een msata-slot, zodat een ssd in compacte behuizingen kan worden ingebouwd.
Omdat er de laatste tijd weinig interessante nieuwe 2,5"-ssd's op de markt zijn gekomen, nam Tweakers vier msata-ssd's van Crucial, Intel, Kingston en Plextor onder handen. We onderwierpen de kleine ssd's aan ons testprotocol, waarbij we waar mogelijk de grote variant ter vergelijking meenamen.
We hebben de ssd's in een adapter naar een standaard-sata-aansluiting geprikt, zodat we de laptop-ssd's op ons desktoptestsysteem konden testen./i/1386947633.jpeg?f=imagenormal "Plextor M5M 256GB")
De line-up
Crucials msata-drive is op papier identiek aan de 2,5"-versie van de C400-ssd. Op de kleine ssd zijn vier nand-chips ondergebracht, die worden aangestuurd door de Marvell 88SS9174-controller, bijgestaan door 256MB ddr3-dram. De nand-chips bestaan uit vier nand-dies van 25nm-mlc-geheugen met een capaciteit van 8GB per stuk, voor een totale capaciteit van 128GB.
Intel heeft met de 525-msata-drives een serie kleine ssd's uitgebracht die exclusief voor de msata-formfactor werden ontwikkeld. De drives worden opgebouwd rond LSI's SandForce SF2281-controller, maar Intel levert de firmware. De controller stuurt bij de 120GB-versie vier chips aan, met ieder vier dies van 8GB mlc-nand, dat op 25nm gebakken wordt. Bij de eveneens geteste 180GB-versie worden drie chips met vier dies van 16GB gebruikt./i/1386947523.jpeg?f=imagenormal "Intel 525")
Samsung heeft als enige tlc-nand, dat het zelf op 19nm produceert
Kingston leverde ons de 120GB-versie. Dat is de grootste capaciteit van de mS200-serie msata-ssd's. De controller die het 19nm-mlc-nand van Toshiba aanstuurt, is het kleine broertje van de SF2281. Kingston gebruikt de vierkanaals-SF2241-controller, die de helft van het aantal kanalen van de 2281 heeft, maar wel zuiniger zou zijn. De controller is ook niet uitgerust met SandForces compressietechniek, die de snelheden kan opvoeren.
Van Plextor ontvingen we de M5M-msata-drive in de capaciteit van 256GB. Het bedrijf maakt gebruik van de Marvell 88SS9187-controller die 19nm-mlc-nand van Toshiba aanstuurt. De controller wordt bijgestaan door 512MB ddr3-geheugen van Nanya en volgt de 88SS9174 op, die in Crucials m4-drive gebruikt wordt. Deze is onder meer iets zuiniger en vlotter./i/1386947458.jpeg?f=imagenormal "Samsung 840 EVO")
Van Samsung ontvingen we de spiksplinternieuwe msata-versie van de 840 EVO-drives. In de benchmarkdatabase nemen we de resultaten van de 500GB- en 1TB-uitvoeringen op, maar in deze review presenteren we alleen de 120GB- en 250GB-resultaten. Samsung gebruikt zijn eigen triplecore-MEX-controller samen met 256MB, 512MB of 1GB ddr3-geheugen. Het bedrijf heeft als enige tlc-nand, dat het zelf op 19nm produceert.
| Drive | Capaciteit | Nand | Controller | Cache | Device sleep |
|---|
| Crucial m400 |
128GB |
25nm-Micron-mlc |
Marvell 88SS9174 |
256MB ddr3 |
nee |
| Intel 525 |
120GB / 180GB |
25nm-Imft-mlc |
LSI SF2281 |
nvt |
nee |
| Kingston mS200 |
120GB |
19nm-Toshiba-mlc |
LSI SF2241 |
nvt |
nee |
| Plextor M5M |
256GB |
19nm-Toshiba-mlc |
Marvell 88SS9187 |
512MB ddr3 |
ja (1mW) |
| Samsung 840 EVO-msata |
120GB / 250GB |
19nm-Samsung-tlc |
Samsung MEX |
256MB / 512MB ddr3 |
ja (2mW) |
Msata op de desktop
Het gebruiksscenario voor de msata-drives loopt uiteen van snelle caching-ssd's voor desktops tot primaire drives voor ultrabooks of compacte pc's als de NUC. In een desktop met moederborden die van een msata-slot voorzien zijn, kunnen msata-drives een compacte booster voor de opslag vormen. De grotere capaciteiten kunnen uiteraard prima als zelfstandige bootdrive dienen./i/1386947581.jpeg?f=imagenormal "Kingston mS200")
In draagbare apparaten met beperkte ruimte, zoals ultrabooks en tablets, kunnen de msata-drives als primaire drive dienen. Voor die laatste categorie zijn de nieuwste msata-drives voorzien van een nieuwe energiebesparende functie: devslp. Deze device sleep-functionaliteit moet de consumptie tijdens slapen tot ongeveer 1mW reduceren, maar tegelijk zeer snel, in ongeveer 100ms, actief worden. Devslp wordt pas vanaf Intels Haswell-generatie processors ondersteund.
Voor onze tests hebben we gebruikgemaakt van het standaard-ssd-platform dat we voor alle ssd-tests gebruiken en dat op Sandy Bridge-processors is gebaseerd. Devslp wordt dus niet ondersteund. We gebruiken ons standaard ssd-testplatform om de resultaten van de msata-drives ook met 2,5"-ssd's te kunnen vergelijken. Alleen de energiemetingen zijn, wegens de converter, niet 1-op-1 vergelijkbaar: de overige resultaten wel.
Om de msata-drives te testen hebben we gebruikgemaakt van een adapter-pcb dat de msata-ssd naar een gewone 2,5"-ssd converteert. Let wel: de energiemetingen met deze adapter gelden alleen als indicatie en onderlinge vergelijking. De msata-drives maken gebruik van een 3,3V-voeding, terwijl we hebben gemeten op de 5V-lijn die naar de adapter loopt. Het verlies van de conversie van 5V naar 3,3V door de spanningsregulator op ons adapterbordje is dus in het opgenomen vermogen meegerekend.
Voor de tests hebben we gebruikgemaakt van synthetische tests en traces, waarbij AS-SSD en Iometer synthetische prestatiecijfers opleverden en onze traces realistische scenario's simuleerden. Daarbij schreven we de drives in achtereenvolgende runs steeds voller om ook de prestaties te meten na langer gebruik, als de drives minder vrije capaciteit hebben.
Synthetische benchmarks: AS-SSD
We beginnen met de puur synthetische benchmark AS-SSD, die we gebruiken om de sequentiële lees- en schrijfsnelheden en de random lees- en schrijfprestaties met 4k-blokken te meten.
Met het sequentieel lezen blijft de Kingston-drive met zijn vierkanaalscontroller achter en slechten alleen de twee 250GB-drives de 500MB/s-barrière. Met schrijven doen beide EVO-drives goede zaken en ook de vernieuwde Marvell-controller van de Plextor-drive kan nog goed meekomen. De overige drives laten wat teleurstellende prestaties zien.
De random write-prestaties zijn voor alle drives bijna gelijk, alleen de Plextor blijft flink achter. Bij het lezen van random data zijn de EVO-drives weer ruimschoots het snelst, met de Plextor als middenmoter. De vier kanalen van de SF2241-controller in de Kingston houden de random data nog wel goed bij.
Synthetische benchmarks: Iometer-resultaten
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 te verwerken krijgt. Om een compleet beeld van de prestaties te krijgen, hebben we met behulp van IOMeter ook de lees- en schrijfsnelheden gemeten 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, zijn 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.
Random read-prestaties
Bij een queue depth van zowel 1 als 8 zijn de EVO-drives wat sneller dan de andere. De 2241-controller in de Kingston-drive blijft flink achter bij de rest.
Random write-prestaties
Bij de Kingston-drive konden we de test niet volledig uitvoeren; IOMeter gaf steeds een foutmelding, getuige de afwezigheid van de testdata. De Intel-drives met SF2281-controller doen het aardig in deze test, terwijl de MEX-controller van de Samsung EVO-drives het wat laat afweten bij grotere blokken.
Sequentiële read-prestaties
Bij sequentieel lezen zijn de Samsung-drives superieur, maar de twee Intel-ssd's komen bij een grotere queue depth aardig in de buurt. Logischerwijs is de Kingston flink langzamer, maar de Crucial valt ook wat tegen.
Sequentiële write-prestaties
De SandForce-controllers van de Intel- en Kingston-drives kunnen goed overweg met de IOMeter-data, maar de Samsung-drives hebben wat moeite met de test. De cijfers stroken niet helemaal met de AS-SSD-data. Waar dit aan te wijten is, is ons onbekend.
Realworld-benchmarks: traces
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 desktop-workload-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.
De EVO-drives zijn het snelst, met de rest van het testveld dicht opeengepakt. De Intel-drives laten het wat afweten; de SF2281-controller begint zijn leeftijd te laten zien. De traces met de Kingston-drive zijn niet gelukt.
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.
Ook in de Home & Office-test steekt de EVO-serie met kop en schouders boven de rest uit. We zien hetzelfde beeld als met de 2,5"-EVO-ssd's; de rest kan het geëmuleerde slc-nand van de EVO-drives niet bijhouden.
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 scratch-file van Photoshop en de page-file van Windows. Voor de videobewerkingstrace werd 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-, file-copy- en software-installatietraces deel uit van deze index.
In de Workstation-test toont de Plextor-drive imposante prestaties en streeft deze de 120GB-EVO-drive voorbij. Dat mag ook wel, want traditioneel presteren grotere capaciteiten wat beter dan kleinere drives.
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.
Het verschil tussen de Samsung-drives en de rest van het testveld, dat verder vrij vergelijkbaar presteert, is al snel minstens tien procent.
Performance-degradatie
Om normaal gebruik van een ssd te simuleren werden tijdens de benchmarks drie runs gedraaid. Tijdens de eerste run stond er 80GB aan data op de schijf. Tijdens de tweede run was de halve ssd gevuld en tijdens de derde run zorgden we ervoor dat er nog maar 10GB vrije ruimte beschikbaar was. Tijdens run vier werd de ssd helemaal volgeschreven, op 4GB na, die nodig was om tijdens de test nieuwe bestanden te kunnen wegschrijven.
We hebben de resultaten van de eerste drie runs gemiddeld en deze 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.
Er is nauwelijks nog degradatie als de ssd's zo goed als vol zijn. De firmware en controllers vangen dat keurig op met betere trim- en garbage-collection-functies.
Ook in de Workstation-traces zien we geen degradatie, zelfs als er nog maar 4GB op de drives beschikbaar is. Zeker voor een laptop, waarin een tweede dataschijf vaak niet voorhanden is, is het prettig om te weten dat de prestaties van de ssd's niet lijden onder degradatie.
Opgenomen vermogen
We hebben het opgenomen vermogen gemeten met multimeters op de 5V-lijn, waarbij Iometer een random werklast en een sequentiële schrijfactie op de ssd's uitvoerde. Voor de idle-meting hoefde de drive uiteraard niets te doen. Zoals eerder gezegd zijn de weergegeven opgenomen vermogens niet absoluut, maar bedoeld ter indicatie. Het adapterbordje dat we gebruiken kost ook wat energie.
Idle zijn de twee EVO-drives van Samsung veruit het zuinigst en Crucials oudere drive verstookt het meest. De Intel-drives vormen, samen met de eveneens door een SandForce-controller aangestuurde Kingston-drive, de middenmoot. Plextor is met de Marvell wat zuiniger dan de Intels.
Crucial weet het opgenomen vermogen tijdens random acties het meest te beperken, alleen Intels 120GB-drive vormt een uitschieter in de verder vrij vergelijkbare resultaten.
Bij het schrijven van sequentiële data zijn de drives van Plextor en Kingston zuinig. De Intel-ssd's doen het ook niet slecht, maar de EVO's van Samsung en de Crucial-ssd zijn duidelijk minder zuinig.
Conclusie
De msata-ssd's waren lange tijd beperkt verkrijgbaar. Een van de eerste goed verkrijgbare ssd's met deze kleine formfactor was de m4-drive van Crucial. Die is in deze test meegenomen, maar is inmiddels wel wat verouderd.
Met de komst van Intels 525-serie kreeg de verkrijgbaarheid van het msata-formaat voor eindgebruikers een flinke boost en andere grote fabrikanten als Kingston en Plextor volgden. Inmiddels heeft ook Samsung zijn populaire EVO-drives naar het msata-formaat gereduceerd en kunnen gebruikers uit een aardig portfolio van merken, capaciteiten en controllers kiezen.
De SandForce-controllers van de Intel-ssd's komen soms aardig mee, maar de SF2281 wordt wat belegen. De SF2241 van de Kingston-drive doet niet echt mee en is alleen interessant voor budgettoepassingen, bovendien functioneerde ons exemplaar niet goed en konden we niet alle tests draaien. Crucial komt nog redelijk mee in sommige tests, maar het is toch een wat oudere techniek op deze msata-drive.
Samsung heeft met zijn msata-drives zijn superioriteit, die het op het 2,5"-vlak had gerealiseerd, uitgebreid naar het kleinere segment. We moeten de prijsontwikkeling nog even afwachten, maar als deze de 2,5"-sector volgt, heeft Samsung de snelste schijf met lage prijzen in handen. Het enige echte alternatief is de Plextor-drive; de prijs per gigabyte is laag en de prestaties zijn dik in orde. De Kingston en Intel-drives zijn gewoonweg te duur voor wat ze bieden, en dat geldt ook voor de Crucial-ssd.
:fill(white):strip_exif()/i/1386929268.jpeg?f=thumbsmall "Samsung 840 EVO mSATA 120GB")
:fill(white):strip_exif()/i/1386929291.jpeg?f=thumbsmall "Samsung 840 EVO mSATA 250GB")
:fill(white):strip_exif()/i/1360756781.jpeg?f=thumbsmall "Plextor PX-256M5M 256GB")
:strip_exif()/i/1339164371.png?f=thumbsmall "Crucial m4 mSATA CT128M4SSD3 128GB")
:fill(white):strip_exif()/i/2000794339.jpeg?f=thumbsmall "Kingston SSDNow mS200 120GB")
:fill(white):strip_exif()/i/1341900905.jpeg?f=thumbmedium)
:fill(white):strip_exif()/i/1385968518.jpeg?f=thumbmedium)
:strip_icc():strip_exif()/i/2000553285.jpeg?f=fpa_thumb)
/i/1404201401.png?f=fpa_thumb)
:strip_exif()/u/26632/dosprompt2.gif?f=community)
:strip_exif()/u/88337/crop570522c59d88e_cropped.gif?f=community)
:fill(white):strip_exif()/i/2000794339.jpeg?f=thumbmedium)
:fill(white):strip_exif()/i/1360668480.jpeg?f=thumbmedium)
:fill(white):strip_exif()/i/1386929268.jpeg?f=thumbmedium)
:strip_icc():strip_exif()/u/4580/crop63277a49e9b9d_cropped.jpg?f=community){kind=small}
/u/247151/moppersmurf-60px.png?f=community){kind=small}
:strip_icc():strip_exif()/u/172708/crop56372738e93da_cropped.jpeg?f=community){kind=small}
:strip_icc():strip_exif()/u/57655/SuperTeamLogo.jpg?f=community){kind=small}
/u/286848/crop5893df624a917.png?f=community){kind=small}
) dan is het wel een nobrainer als je nu een SSD zoekt, msata of niet.
/u/148936/rcx.png?f=community){kind=small}
:strip_icc():strip_exif()/u/291800/pipboy60.jpg?f=community){kind=small}
:strip_exif()/u/319613/tweakers-avatar.gif?f=community){kind=avatar}
:strip_icc():strip_exif()/u/1118/crop61c3371231315_cropped.jpg?f=community){kind=small}
:strip_exif()/u/7013/spunky_main.gif?f=community){kind=small}
/u/148738/crop56ff7585390b7_cropped.png?f=community){kind=small}
:strip_icc():strip_exif()/u/354494/crop62213d801028d_cropped.jpg?f=community){kind=small}
/u/200366/naamloos9999.JPG?f=community){kind=small}
:strip_icc():strip_exif()/u/129865/crop5cb775b8692d8.jpeg?f=community){kind=small}
