Test: PhotoFast PowerDrive-LSI PCIe SSD, 4x SandForce im RAID

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SSDs mit SandForce-Controller machen es ohne weiteres möglich, ein RAID aufzubauen, ohne dass sich die fehlende TRIM-Unterstützung negativ auf die Leistung auswirkt. Wem der Eigenbau zu viel Arbeit ist, für den gibt es fertige Lösungen, wie z.B. das G-Monster-PowerDrive-LSI von Photofast, welches wir in diesem Artikel näher untersuchen. Mit einem performanten RAID-Controller samt eigenem Cache und vier SandForce-SSDs im RAID 0 ist der Grundstein für eine sehr hohe Leistung auf jeden Fall gelegt.
Das Photofast PowerDrive-LSI ist nicht das erste Laufwerk für den PCI-Express-Slot, welches den Weg zu uns gefunden hat, denn vor einiger Zeit haben wir bereits das OCZ RevoDrive X2 untersucht, welches ähnlich aufgebaut ist. Sowohl das PowerDrive-LSI als auch das RevoDrive X2 setzen auf vier SSDs mit einem SandForce-1200-Controller. Der Unterschied liegt beim RAID-Controller: Während man beim RevoDrive (X2) auf ein einfaches Modell von Silicon Image setzt, kommt auf dem PowerDrive-LSI ein, wie der Name es wahrscheinlich schon verrät, RAID-Controller von LSI zum Einsatz.
Da das RevoDrive X2 leider noch auf unserem alten Testsystem getestet wurde, können wir die Leistung der beiden PCIe-SSDs nicht direkt miteinander vergleichen. Auf technische Unterschiede werden wir allerdings eingehen.

teaserSSDs mit SandForce-Controller machen es ohne Weiteres möglich, ein RAID aufzubauen, ohne dass sich die fehlende TRIM-Unterstützung negativ auf die Leistung auswirkt. Wem der Eigenbau zu viel Arbeit ist, für den gibt es fertige Lösungen, wie z.B. das G-Monster-PowerDrive-LSI von Photofast, welches wir in diesem Artikel näher untersuchen. Mit einem performanten RAID-Controller samt eigenem Cache und vier SandForce-SSDs im RAID 0 ist der Grundstein für eine sehr hohe Leistung auf jeden Fall gelegt.

Das Photofast PowerDrive-LSI ist nicht das erste Laufwerk für den PCI-Express-Slot, welches den Weg zu uns gefunden hat, denn vor einiger Zeit haben wir bereits das OCZ RevoDrive X2 untersucht, welches ähnlich aufgebaut ist. Sowohl das PowerDrive-LSI als auch das RevoDrive X2 (zum Test) setzen auf vier SSDs mit einem SandForce-1200-Controller. Der Unterschied liegt beim RAID-Controller: Während man beim RevoDrive (X2) auf ein einfaches Modell von Silicon Image setzt, kommt auf dem PowerDrive-LSI ein, wie der Name es wahrscheinlich schon verrät, ein RAID-Controller von LSI zum Einsatz.

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Da das RevoDrive X2 leider noch auf unserem alten Testsystem getestet wurde, können wir die Leistung der beiden PCIe-SSDs nicht direkt miteinander vergleichen.

Die technischen Daten tabellarisch zusammengefasst:

Hersteller und
Bezeichnung
PhotoFast GM-PowerDrive-LSI PCIe SSD 240 GB
Straßenpreis ab 1545 Euro (240 GB, 08.05.11)
Homepage www.photofast.tw
Technische Daten
Formfaktor Erweiterungskarte
Kapazität (lt. Hersteller)
240 GB
Kapazität (formatiert)
223 GiB
Verfügbare Kapazitäten
240, 480, 960 GB
Cache
SSD: kein Cache, RAID: 512 MB
Controller 4x SandForce SF-1200
Chipart MLC-NAND
Lesen (lt. Hersteller)
1400 MB/s
Schreiben (lt. Hersteller)
1500 MB/s

Herstellergarantie 1 Jahre
Lieferumfang Laufwerk, CD mit Dokumentationen zum RAID-Controller

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Das Photofast PowerDrive-LSI wird in einen freien PCIe-2.0-8x-Slot des Mainboards gesteckt, wobei für die Stromversorgung der vier SSDs außerdem der Anschluss eines Molex-Steckers notwendig ist. In dem wuchtigen Metallgehäuse, das aufgrund seiner Größe zusätzlich zu dem eigentlich benutzten noch einen weiteren Slot auf dem Mainboard belegt, befindet sich ein LSI MegaRAID 9260-4i-Controller, der zur Kühlung mit dem Gehäuse verbunden ist. Mit einer 800 MHz Raid-on-Chip PowerPC-CPU und 512 MB DDR2-Cache lässt der RAID-Controller kaum Wünsche offen. Man muss allerdings sagen, dass die CPU bei einem RAID 0 praktisch nicht gefordert wird, denn hier müssen keine Paritätsdaten berechnet werden (das wäre nur bei z.B. einem RAID 5 der Fall). Obwohl sich die CPU also die meiste Zeit langweilen dürfte, entwickelt das PowerDrive-LSI eine beachtliche Wärme – auch im Leerlauf. Das Gehäuse wird dabei deutlich mehr als handwarm. Das PowerDrive-LSI ist zwar für einen großen Temperaturbereich von 0°C bis 70°C freigegeben, man sollte es aber trotzdem vermeiden, das Laufwerk komplett zuzubauen. Im Gegenteil: Ein kleiner Luftstrom kann, vor allem im Hochsommer, sicher nicht schaden. Diese hohe Wärmeentwicklung ist dem potenten RAID-Controller geschuldet. OCZs RevoDrive kennt dieses Problem nicht, denn der einfache RAID-Controller von Silicon Image (ohne eigene CPU und ohne Cache) entwickelt so wenig Wärme, dass er sogar ganz ohne Kühlkörper auskommt.

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Der Aufbau des Photofast PowerDrive-LSI ist vergleichsweise einfach. Bei dem RAID-Controller dürfte es sich um die gleiche Version handeln, die auch im Einzelhandel zu erwerben ist, man hat also auf die Entwicklung einer eigenen Platine verzichtet. Angeschlossen werden die SSDs an den RAID-Controller über normale SATA-Kabel, die Stromversorgung erfolgt über einen an das Gehäuse geführten Anschluss. OCZs RevoDrive (X2) ist hier wesentlich kompakter aufgebaut, alles findet auf einer Platine (und zwei kleinen Zusatzplatinen) Platz, die Stromversorgung erfolgt vollständig über den PCIe-Slot und es wird auch nur ein Slot auf dem Mainboard blockiert. Doch OCZ hatte es hier aufgrund des simplen Designs auch deutlich einfacher. Das PowerDrive-LSI auf eine einzige Platine zu packen würde wahrscheinlich jeden Kostenrahmen sprengen.

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Die Funktionsweise des SandForce-Controllers sollte inzwischen größtenteils bekannt sein (siehe ältere Reviews auf unserer Seite). Auf jeden Fall kennen sollte man die Eigenschaft, dass die sequenzielle Transferrate einer auf SandForce-Technik basierenden SSD abnimmt, nachdem alle Zellen einmal gefüllt wurden. Dieser Effekt lässt sich natürlich auch am PowerDrive-LSI beobachten: Von 811 MB/s beim Lesen bleiben noch 650 MB/s übrig (20% weniger), beim Schreiben werden aus 495 MB/s im Steady-State-Zustand 395 MB/s (ebenfalls 20% weniger). Diese Werte gelten jedoch nur für vollständig inkompressible Daten, wie sie der AS SSD Benchmark zum Testen verwendet. Je besser sich die Daten komprimieren lassen, desto kleiner wird dieser Effekt.

Möchte man den Werkszustand wieder herstellen, reicht ein „Secure Erase“. Das machen wir standardmäßig mit allen SSDs, bevor sie getestet werden. Beim Photofast PowerDrive-LSI hat sich dies allerdings als vergleichsweise kompliziert erwiesen. Auch nachdem das RAID-Volume aufgelöst war, wurden die einzelnen Laufwerke nicht „durchgereicht“, sodass man sie nicht einzeln ansprechen konnte. Die Lösung war schließlich, das Gehäuse aufzuschrauben und alle vier SSDs einzeln zu löschen. Im Normalfall führt das Öffnen des Gehäuses natürlich zum Garantieverlust, weswegen man davon Abstand nehmen sollte. 

Ebenfalls ärgerlich war, dass das WebBIOS des RAID-Controllers, also das Konfigurationsfrontend, nicht aufgerufen werden konnte. Probleme dieser Art sind nicht unbedingt ungewöhnlich und können häufig auf Inkompatibilitäten zwischen Mainboard und RAID-Controller zurückgeführt werden - gerade bei Mainboards, die nicht für den Workstation- oder Server-Markt bestimmt sind. In diesem Zustand lässt sich der RAID-Controller nur noch über eine komplizierte Kommandozeile oder ein Management-Tool, welches für Windows/Linux/Mac OS verfügbar ist, steuern.


testsys

Hardware

Software / Treiber

Sonstige Einstellungen und Anmerkungen

Sofern nicht anders angegeben, werden alle Laufwerke grundsätzlich an einem SATA-6 Gb/s-Port des P67-Chipsatzes getestet. Um zufällige Schwankungen bei den Messungen zu minimieren, wurden im BIOS SpeedStep und sämtliche C-States sowie der Turbo-Modus deaktiviert.

Beginnend mit Version 10 des Intel Rapid-Storage-Treibers aktiviert die Installationsroutine desselben nun auch auf Desktop-Systemen ein auf Notebook-Systemen schon lange genutztes Feature. Die Rede ist vom sogenannten Link Power Management, kurz LPM, was (ein weiteres) Stromsparfeature ist. Die Kommunikation über den SATA-Link kann dabei vollständig eingestellt werden, sodass hier kein Strom mehr verbraucht wird.

Das Interessante daran? Mit aktiviertem LPM verlieren einige SSDs in manchen Bereichen einen vergleichsweise großen Teil ihrer Leistung. Betroffen sind davon vor allem SSDs, die nicht von Intel kommen. Böse Absicht? Nicht unbedingt, fehlendes Interesse der anderen Hersteller, die eigenen Produkte vollständig kompatibel mit LPM zu machen, könnte hier ebenfalls eine Rolle spielen.

Wann genau wird LPM nun aktiviert? Bei Notebook-Plattformen: Schon immer. Da hier allerdings alle Komponenten auf Strom sparen ausgelegt sind, war eine niedrigere Leistung von SSDs in Notebooks nie ein Thema. Bei Desktop-Plattformen wird LPM nur aktiviert, wenn ein RST-Treiber ab Version 10 auf einem frischen System installiert wird. War vorher schon eine ältere Version des RST-Treibers vorhanden, bleibt LPM deaktiviert. Da LPM bei Desktop-Systemen allerdings praktisch keinen Einfluss auf die Leistungsaufnahme hat, werden alle Benchmarks mit (manuell) deaktiviertem LPM durchgeführt.


Iometer ist ein recht universeller Benchmark, mit dessen Hilfe sich die Rohleistung eines Laufwerks mit nahezu allen erdenklichen Zugriffsmustern untersuchen lässt. In der aktuellen Version ist außerdem die Möglichkeit hinzugekommen, das Datenmuster auszuwählen. Von besonderem Interesse sind hier die Optionen „Repeating bytes“ und „Full random“. Die erste Option erzeugt immer die gleichen Datenmuster, sodass ein Controller diese Daten stark komprimieren kann. Das machen bei weitem nicht alle Controller, manche (z.B. SandForce) besitzen allerdings eine transparente Kompression und erreichen so, stark abhängig vom Datenmuster, eine höhere oder niedrigere Datenübertragungsrate. Die zweite Option erzeugt einen 16 MB großen Puffer mit Daten hoher Entropie, sodass eine Kompression sehr schwer (allerdings nicht komplett unmöglich) wird. Controller, die komprimieren, werden daher mit beiden Datenmustern getestet und die Ergebnisse mit der Einstellung „Full random“ entsprechend gekennzeichnet. Die Standardeinstellung ist „Repeating bytes“, so werden meistens auch die Herstellerangaben ermittelt.

Während die minimale Anfragetiefe (auch Queue Depth, kurz QD) von eins typisch für ein Desktopsystem ist (sie kann auch geringfügig höher sein, befindet sich jedoch meistens deutlich im einstelligen Bereich), zeigt der Test mit QD 64 das Maximum dessen, wozu die SSD imstande ist. Derart hohe Anfragetiefen erreicht man unter normalen Umständen allerdings nur in Mehrbenutzer- bzw. Serverumgebungen.

Der 4K-Test wird über einen Bereich von 8M logischen Sektoren (512 Byte) durchgeführt, der sequenzielle Test findet über die komplette Kapazität des Laufwerks statt.

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Beim sehr wichtigen Lesen von 4K-Blöcken bei niedriger Anfragetiefe kann sich das PowerDrive-LSI nicht von normalen SSDs absetzen. Das ist aber auch nicht verwunderlich, denn bei einer Anfragetiefe von eins können die Zugriffe nicht parallelisiert werden. Bei sequenziellen Anfragen gibt das PowerDrive-LSI erwartungsgemäß den Ton an, wobei ihr die Intel SSD 510 beim Schreiben von inkompressiblen Daten gefährlich nahe kommt.


Der AS SSD Benchmark wurde, wie der Name vermuten lässt, speziell für SSDs entwickelt. Es werden komplett inkompressible Daten verwendet, sodass dieser Benchmark für komprimierende Controller praktisch ein Worst-Case-Szenario darstellt. Sequenzieller- und 4K-Test finden bei einer Queue Depth von eins statt. Für Desktopsysteme ist auch hier wieder der 4K-Test mit QD 1 am wichtigsten, wohingegen der Test mit QD 64 wieder das Maximum (mit aktiviertem NCQ) zeigt.

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as_ssd_4k_write

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Sequenziell trumpft das PowerDrive-LSI zwar auf, was aber auch kein Wunder ist, denn schließlich kommen vier SSDs im RAID 0 zum Einsatz. Auch hier kann die Intel SSD 510 (vergleichsweise) wieder sehr gut mithalten - zwei dieser SSDs im RAID 0 würden das PowerDrive-LSI möglicherweise schon überholen.

Der Kopierbenchmark gibt Aufschluss darüber, wie schnell innerhalb des Laufwerks Daten kopiert werden können. Die verwendeten Muster entsprechen typischen Szenarien: ISO (zwei große Dateien), Programm (viele kleine Dateien), Spiel (große und kleine Dateien gemischt).

as_copy_iso

as_copy_programm

as_copy_spiel

Es ist abermals das gleiche Bild: Das PowerDrive-LSI sichert sich zwar den ersten Platz, wird aber von einem Einzellaufwerk bedrängt. Die Intel SSD 510 spielt hier die Vorteile ihres SATA-6 Gb/s-Interfaces deutlich aus.


PCMark Vantage besteht im Wesentlichen aus zwei Teilen. Zum einen wird die tatsächliche Geschwindigkeit des Systems ermittelt, in dem „echte“ Aktionen ausgeführt werden, z.B. Bild- und Textbearbeitung, Videowiedergabe uvm. – Hier ist es häufig schwer oder sogar unmöglich, einen Unterschied zwischen verschiedenen Laufwerken zu erkennen, denn diese Art von Benchmarks wird oft durch das restliche System (CPU, RAM, Grafikkarte) ausgebremst. Der HDD Test von PCMark ist hingegen wieder eher synthetischer Natur, denn es werden nur sog. Traces abgespielt (aufgenommene Zugriffe beim Arbeiten mit verschiedenen Programmen). Angenommen, das restliche System würde eine SSD nicht limitieren, so würde die Leistung eines Systems mit den Ergebnissen des HDD Tests korrelieren – sofern man die gleichen oder wenigstens ähnliche Programme einsetzt, wie bei der ursprünglichen Aufnahme der Traces.

Die Ergebnisse des Gaming- und Music-Benchmarks weisen leider eine relativ hohe Schwankung auf. Bei beiden Tests ist eine eindeutige Aussage daher erst ab ca. 10% Unterschied der Ergebnisse möglich. Die Ergebnisse der anderen Tests sind deutlich besser reproduzierbar (mittlerer Fehler nicht mehr als 3%).

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Auch hier sichert sich das PowerDrive-LSI bis auf eine Ausnahme den ersten Platz. Die Unterschiede sind jedoch nicht riesig, denn hier limitiert das restliche System, also insbesondere die CPU. Einen wirklichen Geschwindigkeitsschub bei Alltagsanwendungen sollte man gegenüber einem Einzellaufwerk nicht erwarten.


Der ATTO Disk Benchmark wird, neben Iometer, von vielen Herstellern als Werkzeug zur Messung der Herstellerangaben herangezogen. Bei einer Queue Depth von vier werden über einen Bereich von 256 MB mit unterschiedlichen Blockgrößen Daten übertragen. Als Ergebnis erhält man die Übertragungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Blockgröße. Da die Testdaten von ATTO hochkompressibel sind, schneiden Controller, die komprimieren (SandForce) in diesem Benchmark überdurchschnittlich gut ab.

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Diese Werte dürfen beinahe schon als Fantasiewerte bezeichnet werden. Zum einen lassen die hochkompressiblen Daten das PowerDrive-LSI zur Hochform auflaufen, zum anderen wird hier größtenteils der Cache des RAID-Controllers getestet, was die Ergebnisse stark (nach oben) verfälscht.


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Was erhält man für 1545 Euro (Verkaufspreis des Photofast PowerDrive-LSI mit 240 GB zum Zeitpunkt der Veröffentlichung)?

Sicherlich eines der schnellsten Laufwerke, die man momentan fertig konfektioniert kaufen kann – zumindest in rein synthetischen Benchmarks. Im PCMark Vantage Benchmark wird der teilweise drastische Unterschied wieder deutlich kleiner, was die Realität gut widerspiegelt: Die gefühlte Leistung nimmt bei einem Wechsel von einer Festplatte zu einer SSD deutlich zu. Unter verschiedenen SSDs selbst ist es aber häufig unmöglich, einen Unterschied zwischen verschiedenen Modellen zu erkennen. Das gleiche gilt auch für ein RAID aus SSDs, denn während die Rohleistung teilweise deutlich ansteigt, bleibt die gefühlte Leistung gleich. Besonders, wer sich noch kürzere Bootzeiten wünscht, wird enttäuscht sein: Das PowerDrive-LSI oder besser gesagt der RAID-Controller benötigt stattliche 25 Sekunden zur Initialisierung, was das Booten deutlich verlangsamt. Anders gesagt: Eine moderne SSD als Einzellaufwerk ist für fast alle Nutzer häufig schon mehr als genug, einfacher zu handhaben und teilweise sogar sicherer (im Vergleich zu einem RAID 0).

Obwohl das PowerDrive-LSI eine sehr hohe Leistung bietet, könnte es sogar noch etwas mehr sein. Auf dem SF-1200-Controller basierende SSDs sind zwar immer noch sehr gut, allerdings gibt es inzwischen einen Nachfolger (SF-2000-Serie), dessen Verwendung man sich bei diesem Preis sicherlich gewünscht hätte. Auch zeigen die Benchmarks, dass z.B. eine Intel SSD 510 häufig nicht viel langsamer ist. Zwei dieser SSDs dürften das PowerDrive-LSI mit seinen vier SSDs nicht selten sogar überholen.

Aufgrund der verwendeten Komponenten könnte man sich das PowerDrive-LSI auch selbst bauen, wobei man  natürlich auf das schicke Metallgehäuse verzichten und einen höheren Verkabelungsaufwand in Kauf nehmen muss. Den RAID-Controller, einen LSI MegaRAID 9260-4i, erhält man für ungefähr 300 Euro. Für vier SandForce-SSDs mit 60 GB Kapazität werden, je nach Hersteller, ungefähr 400 Euro fällig. Für 700 Euro erhält man bei Einzelkauf also die gleiche Leistung wie sie das PowerDrive-LSI zum mehr als doppelten Preis liefert. Auch wenn das Gehäuse und der Aufbau des PowerDrive-LSI sicherlich einen gewissen Reiz hat – der Preis ist definitiv viel zu hoch.

Bedauerlich ist in diesem Zusammenhang auch der kurze Garantiezeitraum von nur einem Jahr. Kauft man die Komponenten einzeln, erhält man jeweils drei Jahre Garantie. Gerade aufgrund des enormen Verkaufspreises des PowerDrive-LSI wäre ein deutlich längerer Garantiezeitraum sicherlich wünschenswert.

Für wen ist das Photofast PowerDrive-LSI also? Bei Leuten, die CPUs grundsätzlich als Extreme-Edition, Grafikkarten mit höchster Werksübertaktung und Mainboards aus dem absoluten Highend-Segment kaufen, könnte das Photofast PowerDrive-LSI durchaus auf der Einkaufsliste landen, denn ein starkes Produkt ist das PowerDrive-LSI auf jeden Fall. Für alle anderen, insbesondere wenn man kein Problem mit ein paar zusätzlichen Kabeln hat, ist der Einzelkauf sicherlich die bessere Option, denn wahlweise spart man dabei mehr als 50 Prozent oder erhält für den gleichen Preis mehr als die doppelte Kapazität.

Als Alternative gibt es auch noch das OCZ RevoDrive X2, welches deutlich weniger Wärme produziert und auch deutlich weniger kostet (allerdings immer noch mehr als ein Eigenbau). Auch belegt es nur einen Slot und benötigt keine zusätzliche Stromversorgung. Der auf dem RevoDrive (X2) zum Einsatz kommende RAID-Controller kann zwar von der Technik her nicht ansatzweise mit dem LSI-Controller des PowerDrive-LSI mithalten, bei einem RAID 0 verschwinden die Unterschiede aber größtenteils.

Positive Aspekte des PhotoFast PowerDrive-LSI:

Negative Aspekte des PhotoFast PowerDrive-LSI:

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