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Seagate FireCuda 520 im Test: PCIe 4.0 allein reicht nicht

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Aufmerksamen Lesern dürfte sicher schon seit einer Weile aufgefallen sein, dass wir zwar unser SSD-Testsystem mit PCIe 4.0 aufgerüstet haben, jedoch bislang nur Laufwerke mit dem Vorgänger-Interface im Test hatten. Mit der Seagate FireCuda 520 SSD ändert sich nun endlich dieser Umstand und wir prüfen mittels unseren Testparcours was der neue Standard tatsächlich aktuell bringt. Und natürlich auch, ob sich etwa ein Umstieg lohnt. 
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Holt

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Das Problem der NVMe SSDs mit normalen NANDs ist die hohe Latenz der NANDs, die führt dazu das man viele parallele und lange Zugriffe braucht, um überhaupt auf hohe Transferraten zu kommen. Deshalb liegt eine Optane 905P in der Alltagsleistung, wo eben viele Zugriffe nur kurz sind, auch weit vorne obwohl sie nur etwa halb so hoch maximale Transferraten wie die derzeit verfügbaren PCIe 4.0 SSDs mit dem E16 hat.
 

hardwareguru1

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Zum Test mit einem X570-Mainboard standen uns zwei CPUs zur Verfügung: der 8-Kerner Ryzen 7 3700X und der 12-Kerner Ryzen 9 3900X. Mit dem Octa-Core erreichte die SSD erneut die versprochenen Geschwindigkeiten bei sequenziellen Zugriffen. Bei Zugriffen auf zufällige Adressen und hohen Anfragetiefen aber drosselte die CPU die SSD; bei 100 Prozent CPU-Last konnten wir beim Schreiben nur noch 633.000 IOPS verbuchen. Die hohe CPU-Last bei starker IO-Belastung haben wir auch bei früheren Ryzen-Systemen schon beobachten können, dies liegt nach unserer Einschätzung an der Prozessorarchitektur.

Mit dem schnelleren Ryzen-Prozessor erreichte die Aorus rund 750.000 IOPS, etwas mehr als mit dem Intel-System. Aber auch der Ryzen 9 war komplett ausgelastet.

Zitat von heise.de

Könnte mir vorstellen, dass hier ein 3600 umso mehr drosselt. Habt ihr die CPU Auslastung beobachtet?


Und da ist ein kleiner Rechtschreibfehler im Inhaltsverzeichnis (Seite 3: Testsystem und Mehtodik)
 

Holt

Legende
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Die maximalen IOPS Lesend oder Schreibend sind für Heimanwender total egal, da man dafür so viele parallele 4k Zugriffe braucht, wie sie bei Heimanwender im Alltag niemals vorkommen, von Benchmarks mal abgesehen. Die schafft bei 4k QD1 bei AS-SSD 76,6 MB/s, wobei der Wert aufgrund eines Bugs höher als bei CDM ist, denn bei AS-SSD werden dabei nur etwa zu 70% nicht komprimierbare Daten genutzt, bei 30% sind die Daten extrem komprimierbar und die Phison Controller können dann (anderes als damals die Sandforce die auch eine Datenkompression hatten, aber diese wirkte nur bei lange Zugriffen) auch bei 4k Zugriffen davon profitieren. Man erkennt dies daran, dass eben die 4k Lesend bei AS-SSD höher sind als die 4k Q1T1 Lesend bei CDM, obwohl CDM die Bestwerte der Wiederholungen ausgibt und AS-SSD die Mittelwerte, also tendenziell immer schlechtere Werte zeigt. Ich nehme mal an, dass die beiden Screenshot unten auf der Seite die Firecuda einmal leer und einmal voll zeigen, da sind es leer 61,44MB/s bzw voll dann 56,83MB/s.

Aber auch 76,6MB/s sind eben nur 19.150IOPS und selbst wenn die Skalierung linear wäre, ergäbe es keine 100.000 IOPS bei QD4 und und schon QD4 ist im Alltag von Heimanwendern eine Ausnahme. Aber selbst um die im Datenblatt für 500GB Version genannten 430.000 IOPS Lesend zu schaffen, müsste man über 22 parallele Zugriffe haben und für die 760.00 IOPS der 1TB dann über 39, wenn die immer auf 76,6MB/s kommt und es linear skalieren würde. Beides ist nicht der Fall, aber selbst wenn, dann würde das Programm, welches sie ja verarbeiten müsste (ein Benchmark liest ja nur ohne die Daten weiterzuverarbeiten), durch die CPU Last für das I/O komplett ausgebremst und wenn selbst wenn man die Daten nur weiterreichen wollte, bräuchte man ein 40Gb/s Netzwerk und dies erzeugt auch einiges an CPU Last. Die maximalen IOPS sind also für den Heimanwender ab einen bestimmten Niveau irrelevant.

Übrigens sieht man auch im Review bei Tomshardware, dass weder die Firecuda 520 noch die ähnliche MP600 bei Game Scene Loading - Final Fantasy XIV vorne liegen:

FireCude520_Game_Loading_TH.png


Selbst die deutlich günstigere Intel 660p mit QLC NAND und nur 256MB DRAM Cache landet nur einen Wimpernschlag hinter hier und die Optane 905P zeigt mit ihrer geringen Latenz beim Lesen wieder allen worauf es wirklich ankommt. Nämlich darauf die Latenz zu senken und nicht die maximalen Transferraten oder IOPS noch höher zu treiben!
 
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MrWahoo

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Könnte mir vorstellen, dass hier ein 3600 umso mehr drosselt. Habt ihr die CPU Auslastung beobachtet?
Holt kam mir jetzt zuvor und hat bereits das meiste richtig erklärt.
Wie gesagt testen wir ja nicht die maximalen IOs und dementsprechend ist auch die Auslastung eher gering auf allen Kernen.
Ich nehme mal an, dass die beiden Screenshot unten auf der Seite die Firecuda einmal leer und einmal voll zeigen, da sind es leer 61,44MB/s bzw voll dann 56,83MB/s.
Korrekt, siehe den Füllstand :)
 

Holt

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Woran man sieht, dass die Latenzen umso höher werden je voller die SSD ist, also je mehr Einträge die Mappingtabelle hat.
 
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