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Test: OCZ Vertex 3 - erste SSD mit SandForce SF-2000-Controller

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Seite 2: Die OCZ Vertex 3 im Detail (1)

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Das bekannteste Feature der SandForce-Controller dürfte sicherlich die transparente Kompression sein. Während sich das Laufwerk gegenüber dem Betriebssystem immer mit der gleichen Kapazität meldet, werden zu schreibende Daten vorher komprimiert, sodass häufig nur ein Bruchteil der ursprünglichen Daten in den Flash-Speicher geschrieben werden muss. Diese Kompression hat gleich mehrere Vorteile: Da effektiv weniger Daten geschrieben werden, steigt die Transferrate. Des Weiteren werden weniger wertvolle Schreib-/Löschzyklen aufgebraucht (wir erinnern uns: Massenspeicher mit Flash-Speicher können im Gegensatz zu herkömmlichen Festplatten nicht beliebig oft beschrieben werden).

Doch leider sorgt dieses Feature auch häufig für Konfusion oder Enttäuschung: Während Hersteller mit der überhaupt maximal möglichen Transferrate werben, erreicht man bei einigen Benchmarks häufig weniger als die Hälfte der Herstellerangabe, was keinen Defekt oder Mangel darstellt sondern einzig und allein der Art der Daten geschuldet ist, mit denen getestet wird (nicht-komprimierbar vs. perfekt komprimierbar). SandForce darf man hier keinen Vorwurf machen, denn das Feature ist genial. Solange es keine Norm gibt, anhand derer Transferraten zu ermitteln sind, werden die Marketingabteilungen aller Hersteller weiterhin mit den größtmöglichen Zahlen werben.

Warum ist dieses Feature so wichtig? Wie gesagt verkraftet Flash-Speicher nur eine bestimmte Anzahl an Schreib-/Löschzyklen. Nun sind die Hersteller von Flash-Speicher natürlich bestrebt, immer kleinere Strukturgrößen zu erreichen, denn so passt mehr Speicherkapazität auf die gleiche Fläche und SSDs werden immer günstiger. War man am Anfang noch bei 10000 Zyklen (50 nm), ist man inzwischen nur noch bei 3000 bis 5000 Zyklen (2x bis 3x nm). Um diesen Nachteil auszugleichen, müssen die Controller stetig optimiert werden, um so wenig wie möglich zu schreiben.

Den Faktor, der das Verhältnis zwischen „Daten, die vom Host an die SSD gesendet wurden“ und „Daten, die tatsächlich in den Flash-Speicher geschrieben wurden“ angibt, nennt man Write Amplification. Bei normalen Controllern ist dieser Wert immer größer gleich eins. Warum das so ist, liegt im Wesentlichen an der Organisation des Speichers – es können keine einzelnen Zellen, sondern nur Blöcke gelöscht werden. NAND kann außerdem nicht überschrieben werden, sondern muss erst gelöscht und dann neu programmiert werde (kurz „read-modify-write“). Dazu kommt noch das Wear-Leveling, dass dafür sorgen soll, dass sich alle Zellen gleichmäßig abnutzen. Bei schlechten Controllern kann die Write Amplification in den hohen zweistelligen Bereich klettern. Gute Controller sollten deutlich im einstelligen Bereich liegen, während SandForce (aufgrund der Kompression) mit einem Faktor von 0,5 wirbt (im Alltagsbetrieb).

Ein weiteres wichtiges Feature ist das sogenannte RAISE. Dieses funktioniert ähnlich wie ein gewöhnliches RAID. Dabei wird ein Speicherbaustein vom Controller nur dazu benutzt, um Paritätsinformationen zu speichern, was die Wahrscheinlichkeit eines Datenfehlers um ein bis zwei Größenordnungen senken kann. Da Flash mit kleinerer Struktur eine höhere Packdichte ermöglicht, geht hier also theoretisch mehr Speicher verloren als bei Flash mit größerer Struktur (nachdem OCZ bei der Vertex 2 zu Flash mit kleinerer Struktur übergangen ist und genau das eingetreten ist, bietet man dort nun nach Kundenbeschwerden eine Umtauschaktion hat). Eine Möglichkeit ist nun, einfach die gleiche Packdichte wie bei größeren Flash zu benutzen, wobei hier natürlich ein Preisvorteil verloren geht. Alternativ ließe sich RAISE bei der SF-2000-Serie durch die Hersteller auch komplett abschalten, was zulasten der Bitfehlerrate geht (da SandForce mit einer überdurchschnittlich niedrigen Fehlerrate von bis zu 10-17 wirbt, wird man ohne RAISE wohl bei einer „marktüblichen“ Fehlerrate  von 10-16 bis 10-15 landen).

Die Vertex 3 wird jedenfalls mit Flash in 2x nm ausgeliefert – langfristig wird die Produktion von 3x nm Flash sowieso eingestellt werden. Solange Hersteller angemessen auf die Probleme, die Flash mit kleinerer Struktur mitbringt, reagieren, ist ein Umstieg auf kleinere Strukturen auch unbedenklich und sogar zu begrüßen, denn schließlich werden SSDs dadurch letztendlich günstiger.

Einige Features sind den großen Ablegern der SF-2000-Familie vorbehalten (erweiterte SMART-Informationen, Unterstützung von unterschiedlich großen Sektoren), wobei viele dieser Features für Privatanwender auch nicht übermäßig interessant sein dürften, auf diese Soll an dieser Stelle daher auch nicht weiter eingegangen werden.

Als wesentliche Neuerung bleibt ansonsten neben der bereits erwähnten SATA-6 Gb/s-Unterstützung noch eine verbesserte Verschlüsselung. Neben der bereits von der SF-1000-Familie bekannten AES-128-Verschlüsselung kann nun auch eine AES-256-Verschlüsselung verwendet werden. Tatsächlich können beide Verschlüsselungen sogar miteinander kombiniert werden – Im Marketing würde man dann wohl von einer 384-Bit-Verschlüsselung reden, wobei diese Aussage natürlich mit großer Vorsicht zu genießen ist.