OCZ Vertex, Vertex Turbo und G.Skill Falcon im Vergleich

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vertex_falcon_teaserDer Siegeszug der Solid State Drives ist unaufhaltsam, wozu die Firma Indilinx mit ihrem eigenen SSD-Controller einen großen Teil beiträgt. In diesem Artikel nehmen wir drei Solid State Drives mit Indilinx-Controller genauer unter die Lupe: G.Skill schickt die Falcon ins Rennen, von OCZ kommt die Vertex und die zusätzlich beschleunigte Vertex Turbo mit übertaktetem Cache und optimierter Firmware. Nachdem wir im letzten Artikel einen kleinen Querschnitt durch die Storagewelt gemacht und zwei verschiedene SSD-Controller mit zwei Festplatten verglichen haben, möchten wir uns in diesem Artikel ganz auf den Controller der Firma Indilinx konzentrieren.

Indilinx ist, verglichen mit Größen wie Samsung und Intel, eine kleine und vor allem noch recht junge Firma. Gegründet wurde sie im Jahr 2006 in Bundang, Südkorea. Heute befindet sich das Forschungs- und Entwicklungszentrum von Indilinx immer noch in Korea, während sich das Business-Hauptquartier in Silicon Valley befindet. Den Durchbruch hat Indilinx mit der Entwicklung des sogenannten Barefoot-Controllers geschafft. Die Basis bildet dabei eine 32-Bit-RISC-CPU, genauer ein ARM7TDM. Angesteuert werden können maximal 256 GB an SLC- oder MLC-Flash, wobei 64 MB an Cache vor Leistungseinbrüchen bei hoher Last schützen sollen. Der Cache taktet in der Regel mit 166 MHz.

Zur Verfügung stehen uns für diesen Artikel folgende Modelle:


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Zusätzlich zu den drei neuen Probanden in Form der Falcon, Vertex und Vertex Turbo werden die Ergebnisse der OCZ Agility aus unserem letzten Artikel herangezogen, da sie ebenfalls auf dem Indilinx Controller basiert.

Alle wichtigen Eckdaten sind in folgender Tabelle zusammengefasst:


OCZ Vertex


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Die Vertex basiert auf dem bekannten Barefoot-Controller von Indilinx und wird, wie üblich, von einem 64 MB großen Cache unterstützt. Unser Testmuster ist mit 120-GB-MLC-NAND-Flash bestückt, wer eine andere Kapazität benötigt, erhält das Laufwerk wahlweise auch mit 30, 60 oder 250 GB. Die vom Hersteller angegebenen Transferraten beim Lesen liegen für die beiden kleinsten Varianten bei 230 MB/s, für die großen bei 250 MB/s. Schreibend ist laut OCZ das 120-GB-Modell mit 180MB/s am schnellsten, gefolgt von dem 250-GB-Modell mit 160 MB/s. Das Schlusslicht bilden wieder die beiden kleinsten Modelle mit 135 MB/s. Wie immer sind diese Herstellerangaben mit Vorsicht zu genießen, da sie nie der realen Leistung entsprechen.

Des Weiteren arbeitet unser Testmuster mit der Firmware Version 1.3, was der Indilinx-Version 1571 entspricht. Ein Firmware-Update ist problemlos möglich, man sollte allerdings ein Backup seiner Daten anfertigen. Ab der Firmware-Version 1.10 ist ein Update zudem ohne das Setzen eines Jumpers möglich. Nicht zu verwechseln ist die Vertex mit der Vertex EX, denn Letztere setzt auf teuren SLC-Speicher und kostet daher das Drei- bis Vierfache.

OCZ Vertex Turbo


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Die Vertex Turbo rundet das Produktportfolio von OCZ im Bereich der SSDs mit MLC-Speicher nach oben ab. Sie basiert im Wesentlichen auf der Vertex, durch einen höher getakteten Cache (180 statt 166 Mhz) und eine optimierte Firmware sollen beim Lesen bei der 30- und 60-GB-Version 240 MB/s und bei der 120- bzw. der 250-GB-Version 270 MB/s möglich sein (10 bzw. 20 MB/s mehr im Vergleich zur normalen Vertex). Schreibend kommen die zwei kleinsten Varianten auf 145 MB/s, die 120-GB-Version auf 200 MB/s und die 250-GB-Version schließlich auf 210 MB/s, was einer Steigerung von 10, 20 und 50 MB/s entspricht. Diese Geschwindigkeit will sich OCZ natürlich auch bezahlen lassen und so muss man für den „Turbo“ je nach Größe 23 bis 81 Euro mehr im Vergleich zur normalen Vertex bezahlen.

G.Skill Falcon


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Auch die Falcon bietet keine Überraschung: Barefoot-Controller, 64-MB-Cache, MLC-NAND-Flash. G.Skill bietet sie allerdings nur in insgesamt drei verschiedenen Größen an, nämlich 64, 128 und 256 GB. Formatiert erhält man allerdings nicht mehr als bei den Laufwerken von OCZ, der Unterschied entsteht durch unterschiedlichen Berechnungsmethoden beider Hersteller.

Möchte man ein Firmware-Update durchführen, so empfiehlt G.Skill die „Jumper-Methode“ zu benutzen und liefert das kleine Bauteil auch gleich mit. Der Jumper muss dann, wie in diesem Bild zu sehen, gesteckt werden:


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Auch hier gilt selbstverständlich wieder die Warnung, vor diesem Manöver unbedingt ein Backup aller Daten auf der SSD zu machen. Das Update auf die aktuelle Version 1571 funktionierte hier wie bei OCZ ebenfalls problemlos, allerdings waren nach dem Update alle Daten auf der SSD unlesbar. Das ist bei der "Jumper-Methode" jedoch üblich.


Alle hier getesteten SSDs unterstützen, zumindest in der jeweils aktuellen Firmware-Version, Garbage Collection, also das selbstständige Aufräumen des Laufwerks. Wer mit diesem Begriff noch nichts anzufangen weiß, dem sei eine kurze Lektüre der ersten Seite unseres letzten Artikels empfohlen, dort wird die grobe Funktionsweise einer SSD erklärt.


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Um optimale Ergebnisse liefern zu können, müsste der GC-Algorithmus genau wissen, welche Daten im Flash-Speicher noch benötigt werden und welche nicht, weil sie z.B. vom Benutzer gelöscht wurden. Gelöscht bedeutet hier allerdings lediglich, dass der Zuordnungseintrag entfernt wurde, die Daten sind weiterhin auf dem Laufwerk vorhanden. Diese Art des Löschens ist so üblich und auch der Grund dafür, warum Datenrettungsprogramme gelöschte Dateien wiederfinden können: Die eigentlichen Daten wurden nämlich gar nicht gelöscht. Die SSD muss also auch diese verwaisten Daten als „vollwertig“ behandeln (da der Controller keinen Unterschied zu den restlichen Nutzdaten feststellen kann), weswegen eine einmal vollgeschriebene SSD normalerweise massiv an Leistung verlieren würde.

Erhält die SSD vom Betriebssystem nun keine Informationen darüber, welche Daten endgültig entfernt werden können, muss sie das Dateisystem selbst lesen können. Das ist ein heikles Unterfangen, denn es ist bei der Vielzahl an Dateisystemen natürlich unmöglich, jedes zu unterstützen. Auch hat die SSD keine Chance, eine verschlüsselte Partition zu analysieren. Samsung hat sich trotzdem dazu entschieden, in die Firmware eine Unterstützung für das NTFS-Dateisystem einzubinden. Das dürfte die meisten Windows-Benutzer glücklich machen, denn NTFS ist dort das Standard-Dateisystem. Die Garbage Collection kann hier also ihr volles Potenzial ausschöpfen. Man könnte als Kritik nun allerdings auch dagegenhalten, dass eine fehlerhafte Implementierung von Samsung das Dateisystem beschädigen könnte. Indilinx will sich diesem Aufwand und eventuellem Risiko nicht aussetzen - das heißt aber auch, dass die Garbage Collection nur in kleinerem Umfang funktionieren kann. Das Aufräumen beschränkt sich hier auf das Umsortieren von Daten, sodass beim Schreiben ein freier Block genutzt werden kann.

Beide Methoden haben signifikante Nachteile und können nur als Notlösung betrachtet werden. Die Erlösung kommt hier in Form des sogenannten TRIM-Befehls. Dieser teilt der SSD mit, welche Daten veraltet sind und endgültig gelöscht werden können. Die Firmware muss also kein Dateisystem mehr lesen können und/oder verwaiste Daten werden nicht mehr unnötig hin- und hergeschoben.

Warum wird TRIM noch nicht genutzt? Das Problem ist, dass TRIM von insgesamt drei Komponenten unterstützt werden muss: Dem Laufwerk, dem Betriebssystem und den Treibern. Zurzeit unterstützt noch kein Laufwerk den TRIM-Befehl. Indilinx arbeitet momentan an einer neuen Firmware mit der Version 1711. Diese unterstützt zwar den TRIM-Befehl, ist aber aufgrund schwerwiegender Fehler noch nicht serienreif. Das einzige Betriebssystem in der Windows-Welt, dass TRIM unterstützt, ist Windows 7. Benutzer von Windows Vista und früheren Versionen werden nicht in den Genuss des automatischen Trimmens kommen. Probleme machen außerdem auch noch die Treiber. Nutzt man den RAID/AHCI-Treiber von Intel, nützt es nichts, wenn beide anderen Komponenten den TRIM-Befehl unterstützen, denn der Treiber lässt den Befehl nicht passieren. Hier muss man also auf den IDE-Kompatibilitätsmodus wechseln oder die AHCI-Treiber von Microsoft verwenden. Intel wird hier auch im eigenen Interesse noch nachbessern müssen, verkauft doch auch Intel eigene SSDs.

Man muss auf TRIM aber nicht ganz verzichten, zumindest wenn man Besitzer einer auf Indilinx-Technologie basierenden SSD ist: G.Skill und OCZ bieten ein Tool mit dem Namen „Wiper“ an, welches den TRIM-Befehl manuell sendet. Normalerweise ist ein komplettes Laufwerk in einigen Sekunden getrimmt. Arbeitet das Tool außerordentlich langsam oder verweigert gar vollständig den Dienst, ist daran meistens ein nicht von Microsoft stammender AHCI-Treiber schuld. Der klare Nachteil des Tools ist, dass man es jedes Mal selbst ausführen muss. Automatisch wird das Trimmen erst funktionieren, wenn alle oben genannten Komponenten (Firmware, Betriebssystem, Treiber) zusammenarbeiten.

Zum Download des jeweiligen Tools gelangt ihr über folgende Links:



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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 MB/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 Ergebnisse offenbaren keine größeren Überraschungen. Die Agility landet erwartungsgemäß auf dem letzten Platz. Die Vertex Turbo überholt zwar die Vertex, muss sich aber mit etwas Rückstand der Falcon geschlagen geben. Den großen Streuungen bei der maximalen Antwortzeit sollte man keine übermäßige Bedeutung zumessen. Die durchschnittlichen Antwortzeiten liegen wie erwartet dicht zusammen.


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.



Während die Zugriffszeit beim Lesen immer gleich ist, zeigen sich beim Schreiben kleine Unterschiede. Die Agility braucht hier am meisten Zeit, verwendet sie doch auch den langsamsten Flash-Speicher. Allerdings ist zwischen der längsten und kürzesten Zugriffszeit lediglich ein Unterschied von 0,06 ms, was sich nicht auf die praktische Anwendung auswirken wird.

Bei den Anwendungsprofilen erkennt man eine Tendenz zugunsten der Falcon, sie erreicht einen Anwendungsindex von 133,9 Punkten. Als nächstes folgt die Agility mit 122,2 Punkten, dicht gefolgt von der Vertex mit 120,6 Punkten. Die Vertex Turbo muss sich mit einem Anwendungsindex von 113,6 Punkten mit dem letzten Platz zufriedengeben.
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.




Auffällig ist die hohe Schreibleistung der Agility im 512K-Test im Vergleich zu den anderen Laufwerken. Diesen Vorsprung erreicht sie bei keinem anderen Test und muss sich sonst mit den niedrigsten Transferraten zufriedengeben.

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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Bei den Spieletests liegen alle Laufwerke so dicht zusammen, dass man innerhalb der Messtoleranzen keine Aussage zum Vor- oder Nachteil eines Laufwerks machen könnte.
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.

Auch hier liegen wieder alle Laufwerke dicht zusammen, lediglich die Agility kann sich leicht zum Positiven von den anderen Laufwerken absetzen.


Wenn man sich nun für den Indilinx-Controller entschieden hat, zu welchem Modell soll man greifen?  Zunächst sollte man sich darüber im Klaren sein, dass gewisse Schwankungen immer auftreten können. Die Vertex und Falcon sind praktisch baugleich, trotzdem liefert die Falcon in nahezu jedem Test das beste Ergebnis. Möglicherweise haben wir gerade ein besonders gutes Exemplar der Falcon erwischt.


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Ein wenig enttäuschend ist in dieser Hinsicht das Ergebnis der Vertex Turbo. So sollte man doch auch innerhalb der Serienstreuungen davon ausgehen dürfen, mit ihr im Vergleich zu den anderen SSDs immer das schnellste Laufwerk zu erhalten. Genau dies ist aber, zumindest bei unseren Testexemplaren, nicht der Fall. Allerdings ist auch fragwürdig, ob man lediglich durch das Hochtakten des Caches von 166 auf 180 Mhz und Optimierungen an der Firmware überhaupt sehr viel mehr an Leistung rausholen kann. Limitierend dürfte hier immer noch der Flash-Speicher sein, denn es handelt sich um den gleichen Typ wie bei der normalen Vertex.

Bei der Agility scheint es sich bei uns, genau wie bei der Falcon, ebenfalls um ein schnelles Exemplar zu handeln. Bei ihr sind jedoch auch noch größere Leistungsstreuungen als bei den anderen Laufwerken zu erwarten, denn OCZ verbaut auf ihr den jeweils möglichst günstig verfügbaren Flash-Speicher. Hier muss man also auch etwas Glück beim Kauf haben, wobei auch eine Agility mit vergleichbar langsamem Flash-Speicher in der praktischen Anwendung nicht spürbar träger arbeiten wird.

Da die Agility keinen entscheidenden Preisvorteil zur Vertex bzw. Falcon hat und man, wenn man Pech hat, nur zweitklassigen Flash-Speicher erhält, fällt unsere Empfehlung auf die OCZ Vertex und G.Skill Falcon. Solange man keine Präferenz für einen bestimmten Hersteller besitzt, kann man hier zu dem Hersteller mit dem günstigeren Angebot greifen. Beide Laufwerke sind baugleich und so wird man innerhalb der Serienstreuung auch keinen Unterschied in der Leistung haben.

Zum Preisvergleich für das jeweilige Laufwerk in der gewünschten Größe gelangt ihr über folgende Tabelle:


Außerdem könnt ihr in unserer Community über diese und andere Hardware diskutieren: