SSD OCZ Agility 2: SandForce proti Intelu

16. 8. 2010

SF-1200: SandForce (ne tak úplně) pro masy

Trh s SSD se za poslední rok a půl neuvěřitelně rozrostl a je mnohem pestřejší. To, že ještě zdaleka nejsme na cenách alespoň trochu srovnatelných s pevnými disky, je už věc jiná. Namísto toho, abyste mohli koupit buď pokus o SSD s řadičem JMicron JMF602, nebo v té době přeci jen poněkud dražší a firmwareově ne zcela vychytaný Intel, případně pošilhávat po nějakém novém SSD s Indilinx Barefoot, volíte už z takřka desítky různých designů těchto jednotek s NAND flash namísto rotujících ploten s magnetickým záznamem.

Kdo je kdo na trhu běžných SSD

Dobrou zprávou je, že musíte mít velkou smůlu, abyste koupili vyloženě špatně. Většina v posledním půlroce uvedených SSD oplývá solidní rychlostí a podporou důležité funkce trim, která tyto jednotky s adekvátní podporou na straně softwaru udrží v dobré kondici. Zopakujme si tedy v rychlosti, jaké řadiče trh nabízí:

JMicron JMF602 - občas se ještě nějaký zapomenutý SSD s tímto nešťastníkem prodává, ruce tedy pryč. Zástupci: OCZ Solid, Patriot Warp v2, Kingston V series (SNVP225, zde je klon JMF602 od Toshiby s trochu lepším firmwarem) a mnoho dalších
Intel PC29AS… - rychlý deseticestný řadič, v 34nm generaci NAND flash obohacen o podporu trim. Trim je dosažitelný i utilitou Intel SSD Toolbox. Zástupci: Intel X25-M (MLC) a X25-E (SLC), později levný X25-V, Kingston M series a další
Samsung RBB… - obstojný řadič, bohužel s pomalejším náhodným zápisem (řádově dvakrát rychlejší než u HDD v případě nového SSD), podpora trim přišla dost pozdě, ale už je. Zástupci: SSD Samsung, Corsair P series, OCZ Summit series, Kingston V+ první generace a další
Indilinx IDX110M00-FC "Barefoot" - při svém uvedení velmi svěží vítr do plachet lodi s názvem Všichni proti Intelu. Náhodný zápis nebyl tak rychlý jako u Intelu, stále však až desetinásobně rychlý proti HDD. Navíc pozdější firmware přinesly podporu trim a Indilinx vydal také nástroj, který podobně jako SSD Toolbox Intelu umožňuje manuálně označit nepoužívané bloky a udržovat kondici. Zástupci: SSD Vertex a Agility, A-Data S592, Corsair X series, G.Skill Falcon a mnoho dalších
JMicron JMF612, JMF618 - druhý komerčně rozšířený řadič SSD se už povedl JMicronu mnohem lépe. Rychlostně to sice jako Intel ani ve verzi se 128 MB cache pořád není, ale na úroveň Indilinx Barefoot se ve většině testů dostane. Podporuje také trim. Zástupci: Kingston V series (SNVP325), WD SiliconEdge Blue SSD a další
Toshiba T6UG1XBG - výkonnostně zhruba ve třídě Indilinx Barefoot nebo JMF612, od prvních firmware už podporuje trim. Zástupci: SSD Toshiba (43 nm), Kingston V+ series (2. generace)
Marvell 88SS9174-BJP2 - První řadič SSD s podporou SATA 6 Gb/s si připsal Marvell a nutno říci, že výkonnostně se jedná o produkt na špici. Ve čtení (a to i náhodném) předčí například Crucial C300 i SandForce, v zápise si s SF i Intelem také nezadá. Po počátečních problémech už SSD s tímto Marvellem podporují trim. Zástupci: Crucial RealSSD C300
SandForce SF-1200 a SF-1500 - zatímco SF-1500 má zůstat pro některé průmyslové typy SSD či naprostou špičku (třeba dražší OCZ Vertex 2), SF-1200 se s rychlostí pandemie rozšířil do mnoha modelů napříč výrobci SSD. Mezi sebou se liší jen některými funkcemi pro bezpečnost dat a poté (ne až tak drasticky) výkonem při práci s malými bloky dat. Zástupci SSD s SF-1200: OCZ Agility 2 a Vertex 2 LE

SandForce s OCZ jedna ruka

OCZ
už jednou správně vsadila na Indilinx, a tak byli všichni zvědavi, jak
velká neznámá v podobně nových řadičů SandForce dopadne. První běžný SSD
se SandForce, OCZ Vertex 2, získal pro exkluzivní preview kdo jiný než
Anand Lal Shimpi. A už nadpis "The Fastest MLC SSD We've Ever Tested" tehdy hovořil za vše. Dnes OCZ přesunula Indilix Barefoot tam, kam při jeho příchodu šly SSD s JMF612: na dno nabídky, mezi levnější a výprodejová SSD. Ve všem novém tepe SandForce.

První dva čipy od SandForce:
SF-1200 a SF-1500 jsou postaveny na procesoru Tensilica DC_570T. V něm
ale hlavní know-how netkví. SandForce zatím exkluzivně tvoří také
firmware, dá se ale předpokládat určitě nějaká spolupráce se zkušeným
OCZ. Ostatně dnes testovaný SSD Agility 2 je dáván samotnou SandForce za vzorový disk s levnějším SF-1200.

Tak
jako Intel přišel s několika inovativními triky dávajícím jeho SSD
dosud nedostižný náskok, má i SandForce svůj tajný recept. Tím je velmi
chytré nakládání se zápisy, většinou pomocí určité komprese. Zatímco
Intel se dosud honosil faktorem 1,1× (kdy tedy při zápisu 10 GB dat bylo
na SSD zapsáno jen 11 GB), SandForce uvádí dosažení faktoru 0,5× (při
určitých scénářích je tedy z 10 GB zápisů jen 5 GB přímo na SSD).

Teď
si asi říkáte, že jsem trochu blázen, jenže slovíčko jen nebylo v
závorce náhodou. O rewrite penalty ví nejen pravidelní čtenáři
AnandTechu, ale také naši pravidelní čtenáři a v praxi jsme tento jev dobře vyzkoušeli.
Ve zkratce jde o to, že SSD kvůli architektuře NAND flash musí
zapisovat po celých stránkách či blocích určité velikosti a při přepisu
malého bloku (třeba 4 kB) je potřeba načíst, modifikovat a kompletně
zapsat celý tento nejmenší blok (512 kB typicky). Taková procedura trvá
samozřejmě podstatně déle.

SandForce
používá nějakou metodu bezztrátové komprese pro dosažení kýženého
faktoru menšího než jedna a také prosté neduplikování dat (resp.
ukládání unikátních bitů a jejich odkazování), případně kombinaci metod. Z
toho také plyne asi jediná slabina SSD se SandForce: při výrazném
zastoupení dat s kompresí (MP3, JPEG, H.264, ...) klesají přenosové
rychlosti. AnandTech ale ověřil, že pokles někam na 140 MB/s je sice
horší než u Indilinx Barefoot, ale zase lepší než u Intel SSD (MLC), jež
prostě více než zhruba 100 MB/s vinou pomalejšího sekvenčního zápisu
předvést nemohou.

DuraWrite má pomoci kromě navýšení rychlosti SSD také výdrži MLC NAND flash a umožnit nasazení této levnější
technologie také v enterprise oblasti (kde bylo místo spíše pro drahé SLC NAND SSD). Zdroj: SandForce

Chcete-li se dozvědět o vlastnostech řadičů SandForce více, zkuste třeba sekci Fact or fiction na stránkách společnosti sídlící v kalifornském městě Saratoga. Jen pozor, některé enterprise funkce jsou dostupné pouze na SSD se SandForce SF-1500 (což třeba není případ Agility 2).

K SSD se SandForce dodává OCZ utilitu Toolbox s funkcemi jako formát se správným zarovnáním partition (důležité to věci pro SSD), aktualizací firmware nebo bezpečným vymazáním (wipe). Pro tu si ale musíte zajít na stránky OCZ Technology, v balení totiž najdete jen prázdné SSD a rámeček pro uchycení do 3,5" pozice.

OCZ Agility 2, 50 GB

Agility 2 je cenově nejpřijatelnějším SSD se SandForce v nabídce OCZ. Od Vertex 2 Pro se liší použitým typem řadiče: je zde SF-1200 namísto SF-1500. Od Vertex 2 LE potom maximálním výkonem při práci s malými bloky. Ten by měl být omezen na 10 000 IOPS a jedná se zřejmě o omezení firmwarem.

OCZ u Agility 2 v testované kapacitě uvádí max. rychlost čtení 285 MB/s a zápisu pak 275 MB/s. Udržitelné hodnoty mají být 250 MB/s a v každém případě se pohybujeme na maximumu rozhraní SATA 3 Gb/s. Agility 2 podporuje stejně jako další SSD se SandForce trim i NCQ.

Ačkoli na stránkách OCZ už v době zápůjčky visel nový firmware 1.10, v prodeji byl ještě SSD verze 1.02. Než jsem se dostal k dokončení recenze, vyšel i 1.11. Nicméně kritické změny se udály právě ve verzi 1.10, namátkou např.

opravené problémy s trim pod Windows 7 při použití ovladačů Microsoftu
firmware nehlásí poplach na chybách rozhraní SATA
snížený manipulační prostor (over-provisioning) zvyšuje dostupnou kapacitu u kapacit 60/120/240/480 GB

Aktualizace firmwaru probíhá pohodlnou cestou klidně přímo pod Windows, stačí si stáhnout spustitelný soubor z podpory na webu OCZ Technology (pro ten správný disk).

Před upgradem firmware je potřeba zálohovat, jinak vám nikdo za nic neručí.

Dostupná kapacita se firmwarem 1.11 nemění: 46,58 GiB, čili 50 GB. Zda je to pro vás pro systémový či v notebooku třeba jediný disk dost, musíte už posoudit sami.

Testovací sestava a software

Se sestavou pro měření výkonnosti SSD a HDD jste se mohli setkat už v několika posledních recenzích flashových disků:

základní deska Gigabyte GA-X58A-UD5, F3
čipová sada Intel X58 (Tylersburg) a ICH10R
procesor Intel Core i7-920 @ 4 GHz (20 × 200 MHz, Turbo a HyperThreading vypnuty)
pevný disk Western Digital VelociRaptor VR150 (WD3000GLFS, 10 000 rpm)
připojeno k ICH10R, zapnuto AHCI (tím i NCQ)
operační systém Windows 7 Ultimate, 64-bit
ovladač msahci.sys

Iometer (databáze, file server, čtení a zápis malých
bloků)

Iometer je testem výkonu úložných zařízení, který byl vytvořen
společností Intel a později uvolněn jako open source. Jeho výhodou i
nevýhodou současně jsou neuvěřitelně rozsáhlé možnosti nastavení.
Pomocí Iometeru tak lze nasimulovat velmi různorodé praktické scénáře,
není to však úplně snadné. V tomto ohledu jsem našel inspiraci na
serverech StorageReview a Anandtech.

Testy jsou prováděny na
discích bez souborového systému (unpartitioned), zpřístupněn je celý
rozsah disku a testy jsou prováděny s různou hodnotou outstanding I/Os.

Přiblížení hodnot outstanding I/Os:

1... náhodný přístup
2... jednoduchá aplikace (Windows Calculator)
50... běžný systém
100... defragmentace

Databáze

Přesně jako předepisuje StorageReview: 67 % čtení, 33 % zápisů, 100 %
náhodně, zpřístupněno 100 %, 8kB bloky.

Souborový server

Jelikož scénář web server (100 % čtení) je už v současnosti považován za
nerealistický, z původního předpisu Intelu jsem ponechal pouze scénář
souborový server. Ten je definován takto:

% podíl na testu	velikost bloků	% čtení	% náhodně
10 %	0,5 kB	80%	100%
5 %	1 kB	80%	100%
5 %	2 kB	80%	100%
60 %	4 kB	80%	100%
2 %	8 kB	80%	100%
4 %	16 kB	80%	100%
4 %	32 kB	80%	100%
10 %	64 kB	80%	100%

Pracovní stanice

Opět dle StorageReview Workstation: 80 % čtení, 20 % zápisů, 80 %
náhodně, zpřístupněno 100 %, 8kB bloky.

Náhodné čtení, 4K

Inspirováno AnandTechem (a připraveno především na SSD): 100 % čtení, 0
% zápisů, 100 % náhodně, zpřístupněno 100 %, 4kB bloky.

Náhodný zápis, 4K

Inspirováno opět AnandTechem a fórem NotebookReview (a tentokrát se
jedná o skutečnou past na levné SSD): 0 % čtení, 100 % zápisů, 100 %
náhodně, zpřístupněno 100 %, 4kB bloky.

Kompletní výsledky tabulkou

Výsledky všech
změřených disků v jediné tabulce. Modře zvýrazněny jsou už právě jen
výsledky z grafů získané na sestavě s Core i7, X58 a Windows 7.

V tabulce jsou i
výsledky na starší sestavě, většina testů není limitována procesorem.
Výjimkou je hlavně Intel X25-M a jeho výkon s I/O queue > 32. Zkratka
P45 + C2D + Vista značí tedy tuto sestavu:

AS SSD Benchmark

Výsledky ve screenshotech

OCZ Agility 2, 50 GB (SandForce SF-1200)

WD VelociRaptor VR200M, 600 GB (WD6000HLHX)

Samsung EcoGreen F3, 500 GB (HD503HI)

Western Digital SiliconEdge Blue, 256 GB (SSC-D0256SC-2100)

WD Scorpio Black, 250 GB (WD2500BEKT)

Transcend Ultra SSD, 60 GB (fw 1881)

OCZ Agility 120GB, 128 GB (fw 1.5)

Intel X25-M Gen2 (34 nm), 160 GB (fw HD)

Kingston SSDNow V+ Gen2 (SNVP325), 128 GB

Western Digital VelociRaptor VR150, 300 GB (WD3000GLFS)

Aplikační testy: PCMark Vantage

Aplikační testy: PCMark05

CrystalDiskMark 3.0 x64, ATTO, HD Tach a Sandra