OCZ Agility und Corsair P128 vs. VelociRaptor und SP2504C

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corsair_ocz_teaserSolid State Drives werden immer mehr eine Alternative zur altgedienten Magnetscheiben-Festplatte, was vor allem am stetig sinkenden Preis der neuartigen Laufwerke liegt. Waren am Anfang günstige Solid State Drives mit MLC-Speicher aufgrund mangelhafter Controller kaum vernünftig einzusetzen, hat sich das Bild inzwischen gewandelt. Intel, Indilinx und Samsung liefern nun Controller, die fast alle Probleme der ersten SSD-Generation ausräumen. Wir sind gespannt, wie sich die jüngste Generation im Vergleich mit normalen Festplatten schlägt.

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In diesem Artikel wird die Leistung von jeweils einer auf Indilinx- und Samsung-Controller basierenden SSD untersucht. Um die Ergebnisse besser einordnen zu können, werden zusätzlich zwei Festplatten durch den Testparcours geschickt. Der Indilinx-Controller wird in Form einer OCZ Agility, der Samsung-Controller durch eine Corsair P128 repräsentiert.

Ein paar kurze Ausführungen zur Garbage Collection:

Solid State Drives funktionieren grundsätzlich anders als Festplatten. Während bei einer Festplatte die Daten von einem Lese-/Schreibkopf, der über einer ferromagnetische Scheibe (Platter) gleitet, geschrieben und gelesen werden, funktioniert bei einer SSD alles elektronisch, ohne Mechanik.

Die kleinste Speichereinheit in einer SSD sind „Zellen“. Diese speichern im Fall von SLC-Flash ein Bit oder, bei MLC-Flash, mehrere Bits. Zellen werden zu „Seiten“ zusammengefasst (typischerweise 4 KB), Seiten zu „Blöcken“ (typischerweise 512 KB). Ein Problem ist nun, dass nur ganze Blöcke und keine einzelnen Seiten beschrieben werden können. Soll eine einzelne Seite beschrieben werden, muss der Controller erste den ganzen Block in seinen Cache einlesen, die Seite(n) ändern, den Block im Flash löschen und dann wieder aus dem Cache zurückschreiben. Das benötigt viel mehr Zeit als bei einer unbenutzen SSD, bei der noch genügend Blöcke komplett frei sind und die deswegen direkt beschrieben werden können.

Hier kommt die sogenannte Garbage Collection ins Spiel. Diese räumt das Laufwerk selbstständig auf und sorgt so dafür, dass möglichst immer direkt geschrieben werden kann, um die maximale Leistung auch bei einer stetig voller werdenden SSD halten zu können. Dies funktioniert selbstverständlich nicht perfekt, und so verliert jede SSD, deren Controller „Write Combining“ benutzt, an Leistung, je voller sie wird. Write Combining wird von fast allen SSDs eingesetzt, um die Leistung zu steigern, so auch bei unseren Testkandidaten.

Nach dieser kurzen Einführung kommen wir auf der nächsten Seite zur Vorstellung der einzelnen Laufwerke, wobei beide Probanden die Daten auf MLC NAND-Flash speichern.

OCZ Agility

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Bei der Agility setzt OCZ auf den bekannten Indilinx-Controller, der von 64 MB Cache unterstützt wird. Dieser wird bei der Agility mit etwas günstigeren NAND-Speicherchips kombiniert, um den Preis unter den der OCZ Vertex zu drücken, die ebenfalls auf dem Controller von Indilinx basiert. Durch die Einsparungen bei den Speicherchips erreicht die Agility aber natürlich nicht die Leistung der Vertex. Mit der Solid 2 hat OCZ zudem noch eine dritte SSD auf Indilinx-Basis angekündigt, die im Vergleich zur Agility weiteren Einsparungen unterliegt, um den Preis noch weiter zu senken. Nicht verwechselt werden sollte die Agility mit der Agility EX. Gemeinsam haben beide lediglich den Indilinx-Controller, Letztere bekommt jedoch teuren SLC-Flash spendiert, der mehr als das doppelte im Vergleich zu MLC-Flash kostet und für Heimanwender in der Regel keine Vorteile bringt.

Die hier vorliegende Version der SSD (1.3) entspricht der Indilinx-Firmware 1571 und unterstützt Garbage Collection, während sich das Laufwerk im Leerlauf befindet.

OCZ verspricht für die 60-GB- und 120-GB-Version der Agility eine Leserate von 230 MB/s und eine Schreibrate von 135 MB/s. Wer nicht so viel Speicherplatz braucht oder wem 169 € respektive 274 € zu viel sind und deswegen zur kleinsten Agility mit 30 GB greifen will, muss mit einer niedrigeren Leistung im Vergleich zu den großen Brüdern rechnen. OCZ gibt hier nur 185 MB/s lesend und 100 MB/s schreibend an.

Die Agility ist das einzige Laufwerk im Test, bei dem die angegebene Kapazität fast exakt mit der verfügbaren Kapazität übereinstimmt. Normalerweise rechnen Hersteller in 1000er Schritten, Windows jedoch in 1024er Schritten, weswegen es regelmäßig zu größeren Abweichungen kommt.

Corsair P128

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Corsair vertraut bei der P128 auf den Controller von Samsung, dem 128 MB Cache zur Seite gestellt werden. Das Laufwerk wurde jedoch nicht von Corsair entwickelt, sondern wird komplett von Samsung hergestellt.

Die uns vorliegende P128 besitzt die Firmware mit der Bezeichnung VBM18C1Q. Es gibt eine weitere, ältere Version der Firmware mit der Bezeichnung VBM1801Q. Samsung hält sich leider sehr bedeckt, was die Firmware ihrer Laufwerke angeht, es gibt daher keine ausführlichen Changelogs.
Die neuste Version der Firmware unterstützt Garbage Collection, die ältere Version leider noch nicht. Außerdem funktioniert die GC zur Zeit nur, wenn das Laufwerk NTFS-Formatiert ist. Aktiviert wird das Aufräumen nach jedem Kaltstart und ca. einer Stunde im Leerlauf. Außerdem müssen 15% des Laufwerks frei sein.
Zur Zeit gibt es für den Endbenutzer außerdem keine Möglichkeit, die Firmware zu aktualisieren. Möglicherweise wird Samsung/Corsair zum Start von Windows 7 eine neue Firmware samt Flashtool zur Verfügung stellen, konkrete Ankündigungen gibt es momentan jedoch leider noch nicht.

Beworben wird Corsairs P-Serie in der 128-GB- und 256-GB-Version mit einer Leserate von 220 MB/s und einer Schreibrate von 200 MB/s. Die ebenfalls existierende Version mit 64 GB wird lediglich mit einer Schreibrate von 120 MB/s beworben und ist ab 144 € erhältlich, während die größeren Versionen ab 273 € bzw. ab 556 € zu haben sind.


Kommen wir nun zur mechanischen Konkurrenz:

Western Digital VelociRaptor

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Die VelociRaptor ist die momentan schnellste erhältliche SATA-Festplatte. In ihr rotieren die Magnetscheiben mit imposanten 10.000 Umdrehungen/Minute, was sich in einer äußerst niedrigen Zugriffszeit niederschlägt. Zu bezahlen ist diese Leistung einerseits durch einen für Festplatten sehr hohen Preis (ab 176 €), andererseits durch einen entsprechenden Lärmpegel.

Da die VelociRaptor eigentlich nur ein 2,5-Zoll-Laufwerk ist, liefert Western Digital sie in einem sogenannten Icepack, ein passiver Kühlkörper, der die Montage in einem herkömmlichen 3,5-Zoll-Schacht ermöglicht und in der neusten Version (Produktbezeichnung endet mit „HLFS“) auch kompatibel mit Wechselrahmen ist.
Für spezielle Anwendungen liefert Western Digital die VelociRaptor auch komplett ohne Icepack (Produktbezeichnung endet mit „BLFS“). Wer hofft, dieses 2,5-Zoll-Laufwerk in sein Notebook bauen zu können, wird leider enttäuscht, denn die VelociRaptor besitzt eine zu große Bauhöhe. Darüber hinaus wäre der Einsatz in einem Notebook aufgrund der Wärmeentwicklung ohnehin nicht zu empfehlen.

Samsung Spinpoint SP2504C

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Die SP2504C aus Samsungs SpinPoint-Serie gehört inzwischen nicht mehr zu den schnellsten Vertretern aus der Klasse der SATA-Festplatten mit 7200 Umdrehungen/Minute, dürfte jedoch dem entsprechen, was in vielen Rechnern als Systemlaufwerk arbeitet. Wir haben sie deshalb zur besseren Vergleichbarkeit als Testkandidat mit aufgenommen.

Zur besseren Vergleichbarkeit haben wir in der folgenden Tabelle nochmal alle Eckdaten zusammengefasst:


Hardware / Treiber

Software

Benchmark Vorgehensweise

Im Falle der Spiele und des Vista Boots gibt es leider keine Möglichkeit zur automatischen Zeitmessung, weswegen für diese Tests die Zeit mit einer Stoppuhr genommen wird. Um zufällige Messabweichungen zu minimieren, wird jede Messung dreimal durchgeführt. Zwischen jeder Messung wird der Rechner neu gestartet, um Caching-Effekte zu vermeiden, welche das Ergebnis der Spieletests verzerren würden. Die in den Diagrammen dargestellten Zahlen sind schließlich das arithmetische Mittel aus den jeweiligen Einzelmessungen.


Iometer ist ein komplexes Benchmark-Tool, mit dem sich durch Erstellen von verschiedenen Zugriffsprofilen fast jedes erdenkliche Szenario testen lässt. Wir beschränken uns auf zwei Tests: zufälliges Lesen und zufälliges Schreiben von 4K-Blöcken. Im Alltagsbetrieb treten verhältnismäßig wesentlich mehr Lese- als Schreiboperationen auf, jedoch hat sich das Schreiben von 4K-Blöcken bei früheren SSDs als äußerst problematisch erwiesen, sodass teilweise das komplette System eingefroren ist (ein sogenannter „Freeze“), bis das Laufwerk die Anfrage ausgeführt hat.

Neben der Leistung in IOPS (Ein-/Ausgabeoperationen pro Sekunde) und Mbyte/s wird außerdem die Antwortzeit ermittelt. Je höher diese ist, desto langsamer fühlt sich das System an. In Iometer wurde die Anzahl an Outstanding I/Os („gestellte Anfragen“) auf 64 gestellt, um eine hohe Last zu erzeugen. In Einzelbenutzer-/Desktopumgebungen liegt dieser Wert typischerweise bei 1-2.

Die Agility punktet in diesem Test mit einer sehr hohen Leistung und niedrigen Antwortzeit. Die P128 schafft immerhin noch etwas weniger als die Hälfte an IOPS, während die Festplatten lediglich weniger als 1/10 der Leistung der P128 bieten können. Die Antwortzeit der Agility ist sehr gut, die der P128 immer noch gut.

Hier kann die Agility den Abstand zur P128 im Vergleich zum Lesen noch weiter ausbauen und erreicht die dreifache Leistung. Die Antwortzeiten beider SSDs sind sehr niedrig, sodass auch unter großer Last keine Freezes zu erwarten sind.

Nicht überbewertet werden sollte die vergleichsweise hohe Antwortzeit der Festplatten, denn wie am Anfang erklärt, testen wir mit einer sehr hohen Anzahl an Anfragen, die gleichzeitig an das Laufwerk gestellt werden. Diese Last wird in einem Einzelbenutzersystem niemals auftreten und ist z. B. für Datenbanksysteme typisch, die, müssten sie ihre Daten jedes Mal von einer Festplatte lesen oder auf sie schreiben, stark an Leistung verlieren würden - durch die hohe Antwortzeit. Typischerweise sind Datenbanksysteme mit viel Arbeitsspeicher ausgestattet, der als Cache benutzt wird, um diesen Engpass zu vermeiden.


Mit h2benchw messen wir Zugriffszeiten und verschiedene Anwendungsprofile, die eine Einschätzung der Laufwerksleistung in verschiedenen Szenarien bieten soll. H2benchw führt die Tests unter Umgehung des Dateisystems aus. Werden also auch Schreibtests durchgeführt, darf keine Partition auf dem Laufwerk vorhanden sein. Weiterhin benutzt h2benchw nur die ersten 40 GB eines Laufwerks. Das ist bei Solid State Drives nicht von Bedeutung, denn ihre Leistung bleibt über den kompletten Speicherplatz konstant. Bei Festplatten wird so jedoch nur der schnellste Bereich getestet, denn Festplatten werden von außen (größte Bahngeschwindigkeit) nach innen beschrieben, die Leistung nimmt über den gesamten Speicherplatz also kontinuierlich ab.

Die SP2540C muss sich bei jedem Profil mit dem letzten Platz zufriedengeben - was nicht weiter verwunderlich ist. Als Anwendungsindex berechnet h2benchw für sie 24,5 Punkte. Immerhin fast auf das Doppelte kommt die VelociRaptor mit 47,5 Punkten. Auffällig ist die hohe Leistung der OCZ Agility, was sich in einem Anwendungsindex von 122,2 Punkten widerspiegelt. Lediglich beim Profil „Kopieren“ muss sie sich der P128 geschlagen geben, welche es auf einen Wert von 97,3 Punkten schafft.

Die Ergebnisse der beiden Festplatten fallen wie erwartet aus. Die VelociRaptor schafft es hier beim Lesen und Schreiben die richtige Spur in der Hälfte der Zeit, die die SP2504C benötigt, zu finden. Technikbedingt haben die beiden Solid State Drives hier eine wesentlich niedrigere Zugriffszeit, die von Festplatten nie erreicht werden kann.


CrystalDiskMark ist ein einfacher Benchmark, der Lese- und Schreibvorgänge mit drei unterschiedlichen Blockgrößen testet. Während die sequentielle Leistung nur beim Kopieren von großen Dateien von Belang ist, gibt der Test mit 4K-Blöcken einen guten Anhaltspunkt für die „Alltagsleistung“ – also z.B. das Hochfahren des PCs und das Starten und gleichzeitige Verwenden von mehreren Anwendungen.

Während die Festplatten beim sequentiellen und 512K-Test noch vergleichsweise gut mithalten, fallen sie beim 4K-Test auf bis zu 1/50 der Leistung der SSDs zurück. Die P128 kann sich beim Lesen und Schreiben von großen Blöcken insgesamt vor der Agility platzieren, beim 4K-Test ergibt sich dann aber genau das umgekehrte Bild, denn hier kann die Agility mit leichtem Vorsprung den ersten Platz beanspruchen.


In den folgenden beiden Benchmarks soll die Ladezeit bei Spielen ermittelt werden. Bei Battlefield 2 wird dazu ein Singleplayer-Spiel auf der Karte „Dalian Plant“ gestartet.

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Bei Far Cry wird die zum Starten einer neuen Kampagne benötigte Zeit gemessen.

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Die Unterschiede fallen nicht so groß aus, wie man es hoffen könnte. Der größte Unterschied ist hier zwischen der SP2504C und der VelociRaptor zu finden, mit dieser beträgt der Vorsprung bei Battlefield 2 4,8 Sekunden und bei Far Cry 4 Sekunden. Im Vergleich zur VelociRaptor ist die Agility bei Battlefield 2 lediglich 2,1 Sekunden schneller, bei FarCry sind es 2,9 Sekunden. Die P128 verkürzt die benötigte Zeit im Vergleich zur Agility um weitere 0,7 bzw. 1,2 Sekunden.


Für diesen Test wird ein Image eines fertig installierten Windows Vista Business mit diversen Programmen im Autostart auf das zu testende Laufwerk zurückgespielt. Gemessen wird ab dem Start des Bootmanagers bis zum vollständigen Laden des Desktops.

Die Unterschiede fallen hier deutlich größer aus als bei den Spielebenchmarks. Während die SP2504C knappe 1:30 Minuten braucht, um Windows und den Desktop vollständig zu laden, verkürzt die VelociRaptor hier auf immerhin 56 Sekunden. Die Agility schafft es, diese Zeit nochmals zu halbieren, während die P128 lediglich 2,8 Sekunden länger braucht. Der Start von Windows ist offenbar deutlich durch das Bootmedium limitiert, weswegen die SSDs hier mit ihren kurzen Zugriffszeiten zu einem deutlichen Leistungsschub führen.


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Sind günstige Solid State Drives mit MLC-Flash inzwischen ohne Einschränkungen zu empfehlen? Diese Frage kann mit „Ja“ beantwortet werden. Die Hersteller haben aus dem Debakel mit der ersten MLC-SSD-Generation gelernt und liefern inzwischen zum größten Teil einwandfreie Produkte, auch wenn man noch mit Firmware-Updates rechnen darf. Gravierende Fehler, wie das Einfrieren des kompletten Systems, gehören erfreulicherweise der Vergangenheit an.

Welche SSD ist besser? Diese Frage ist nicht ganz so eindeutig zu beantworten. Die OCZ Agility mit Indilinx-Controller gewinnt fast alle synthetischen Benchmarks und schafft vor allem bei Lese- und Schreiboperationen mit kleinen Blöcken einen großen Vorsprung. Bei sequenziellen Zugriffen kann sich die P128 leicht vor die Agility setzen. In den Anwendungstests zeigen sich allerdings keine großen Unterschiede mehr. Beide Laufwerke liefern eine beeindruckende Performance. Aufgrund der höheren theoretischen Leistung geht die Empfehlung eher in Richtung Agility bzw. Indilinx-Controller, wobei sich auch Samsungs Controller, hier in Form einer Corsair P128, nicht verstecken zu braucht.
Sollte man sich für die Corsair P-Serie entscheiden, sollte man noch darauf achten beim Kauf ein Laufwerk mit der aktuellen Firmware VBM18C1Q zu erhalten, denn ältere Versionen unterstützen kein selbstständiges Aufräumen (Garbage Collection).

Nicht täuschen lassen sollte man sich von den unterschiedlichen Größenangaben. Obwohl die Agility mit 120 GB und die P128 mit 8 GB mehr beworben wird, erhält man formatiert exakt die gleiche verfügbare Kapazität. Die Unterschiede erklären sich durch unterschiedliche Berechnungsverfahren.

Möglicherweise muss man seine Kaufentscheidung auch an der gewünschten Größe festmachen: Corsair bietet die P-Serie mit 64 GB, 128 GB und 256 GB an. Die Agility gibt es nicht mit 256 GB, dafür aber mit 30 GB. Zu beachten ist hierbei, dass die jeweils kleinsten Modelle von beiden Herstellern mit niedrigeren Transferraten beworben werden. Die hier zusammengestellten Ergebnisse sind auf diese Modelle also möglicherweise nicht eins zu eins übertragbar. Preislich trennen die 60/64-GB-Versionen ca. 24 € zugunsten der Corsair. die 120/128-GB-Versionen  kosten das Gleiche.

Was ist mit der VelociRaptor? Obwohl es mit 10.000 Umdrehungen/Minute die schnellste SATA-Festplatte ist, wird sie in jedem Benchmark spielend von beiden SSDs abgehängt, kann sich selbst jedoch auch wieder deutlich von Samsungs SP2504C absetzen. Ein gewichtiges Argument zugunsten der VelociRaptor ist allerdings der Preis. Während man bei ihr mit 0,60 € pro Gigabyte dabei ist, kosten die hier getesteten SSDs pro Gigabyte 2 € und mehr. Von sehr günstigen 0,09 € pro Gigabyte für Mainstream-Laufwerke mit 7200 Umdrehungen/Minute ist jedoch auch die VelociRaptor weit entfernt. Es bleibt noch die Lautstärke. Diese kann man zwar mit diversen Dämmboxen und Entkopplern verringern, man wird jedoch nie vollständige Ruhe wie bei einer SSD erhalten.

Was sollte man kaufen? Das hängt ganz klar vom Geldbeutel ab. Wem SSDs (noch) zu teuer sind, der ist mit einer VelociRaptor gut beraten. Wer wirklich das Letzte aus seinem System rausholen möchte, muss allerdings zu einer SSD greifen. Möglich sind natürlich auch Kombinationen, also z.B. eine kleine SSD als Systemlaufwerk und eine Festplatte als Datenablage.

Zum Preisvergleich für die jeweiligen Laufwerke gelangt ihr über folgende Links:

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