Test: Extrememory XLR8 Express SSD mit SF-2200-Controller

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teaserDie bereits 1989 gegründete und in Deutschland sitzende MEMQ AG vertreibt unter dem Label Extrememory einige interessante Produkte. Dazu zählt auch die Extrememory XLR8 Express SSD, welche wir uns in diesem Test genauer anschauen werden. Insbesondere werden wir die XLR8 Express SSD mit anderen aktuellen SSDs, wie der Intel 510 SSD oder der Crucial m4, vergleichen. Das Rezept für diese SSD klingt überzeugend: Ein SandForce SF-2281-Controller mit einem SATA 6 Gb/s-Anschluss und synchroner MLC-Flash versprechen eine hohe Leistung.

Bei der Firma SandForce darf man wohl von einer Erfolgsgeschichte sprechen: Die erste Controller-Serie (SF-1000) bot damals einige einmalige Features, SSDs sollen damit länger halten, schneller und sicherer werden. Insbesondere der SF-1200 wusste (und weiß) zu gefallen, sodass inzwischen auch praktisch jeder Hersteller, der SSDs verkauft, ein Modell mit SandForce-Controller im Angebot hat. Die SF-2000-Serie kommt nun im Wesentlichen wieder mit den gleichen Features, setzt aber hier und da noch einen drauf. Am auffälligsten ist sicherlich das neue SATA-Interface – zeitgemäß setzt man hier auf eine 6 Gb/s-Schnittstelle, um Nettodatenraten von theoretisch bis zu 600 MB/s zu ermöglichen - hier limitierte bislang das SATA-3 Gb/s-Interface.

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Das Sample der Extrememory XLR8 Express, welches uns zur Verfügung gestellt wurde, entspricht noch nicht ganz der Handelsversion, denn diese bekommt noch einen zusätzlichen Produktaufkleber. Auch wird der Retail-Version ein Einbaurahmen beiliegen, um die 2,5 Zoll SSD problemlos in einem 3,5 Zoll Festplattenschacht montieren zu können.

Die technischen Daten tabellarisch zusammengefasst:

Hersteller und
Bezeichnung
Extrememory XLR8 Express 240 GB
Straßenpreis noch nicht verfügbar (12.07.11)
Homepage www.extrememory.de
Technische Daten
Formfaktor 2,5 Zoll
Kapazität (lt. Hersteller)
240 GB
Kapazität (formatiert)
224 GiB
Verfügbare Kapazitäten
60, 120, 240, 480 GB
Cache
kein externer Cache
Controller SandForce SF-2281
Chipart MLC-NAND (25 nm, synchron)
Lesen (lt. Hersteller)
550 MB/s
Schreiben (lt. Hersteller)
520 MB/s

Herstellergarantie 3 Jahre
Lieferumfang -

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Auf der XLR8 Express kommt hochwertiger, in 25 nm gefertiger, MLC-Flash von Intel oder Micron zum Einsatz. Die Bezeichnung verrät uns, dass es sich um synchrone Speicherbausteine mit einer Kapazität von jeweils 128 Gigabit (aufgeteilt auf zwei Dice) handelt, die über einen acht Bit breiten Bus mit dem Controller kommunizieren. Synchroner Flash ist teurer als asynchroner Flash, ermöglicht aber auch eine höhere Leistung.

Ansonsten bietet das Laufwerk die üblichen Features eines Laufwerks auf SandForce-Basis, wobei das bekannteste sicherlich die transparente Kompression ist. 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).

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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.


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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, sondern muss erst gelöscht und dann neu programmiert werden (kurz „read-modify-write"). Dazu kommt noch das Wear-Leveling, das 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. 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).

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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.

Da die Extrememory XLR8 Express wie die ADATA S511 ebenfalls auf synchronen Flash setzt, ist nach starker Belastung des Laufwerks das gleiche Verhalten zu erwarten: Im Neuzustand (bzw. nach einem Secure Erase) schreibt die ADATA S511 bzw. der SF-2281-Controller Daten mit 295 MB/s (Iometer, QD 1, 128K, Testdauer eine Minute). Nach extrem starker Beanspruchung sinkt dieser Wert auf gut 100 MB/s. Ab diesem Punkt sinkt die Leistung nicht mehr, weswegen man auch oft von Steady-State-Performance redet. Nach einem vollständigen TRIM über die komplette Kapazität des Laufwerks schreibt das Laufwerk zwar wieder mit 157 MB/s, das ist allerdings noch sehr weit vom Ausgangswert entfernt. Andere Laufwerke bzw. Controller besitzen eine wesentlich bessere TRIM-Performance und erreichen problemlos wieder die Ausgangswerte. Wobei man an dieser Stelle fairerweise dazusagen muss, dass der Leistungseinbruch bei Laufwerken auf SandForce-Basis nur bei vollständig inkompressiblen Daten so groß ausfällt. Je besser sich die Daten komprimieren lassen, desto geringer wird der Unterschied zwischen der Leistung im Neuzustand und nach starker Beanspruchung.


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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Bei der 4K-Performance belegt die XLR8 Express einen der Spitzenplätze. Lediglich die Crucial-Laufwerke sind hier eine ernsthafte Konkurrenz. Sequenziell gibt die Intel SSD 510 nach wie vor den Ton an.


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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Hier zeigt sich im Wesentlichen das gleiche Bild wie beim Iometer-Benchmark.

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).

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Die Kopierleistung ist sehr gut und zumindest im Neuzustand gleichauf mit der Intel SSD 510.


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 kann die XLR8 Express überzeugen, bei der Rohleistung stellt sie sogar einen neuen Rekord auf.


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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Da der SandForce-Controller die Testdaten sehr einfach komprimieren kann, ist hier kein Vergleich mit Laufwerken möglich, die nicht auf einen SandForce-Controller setzen.


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Die aktuelle Generation der SandForce-Controller, bei der Extrememory XLR8 Express namentlich der SF-2281, liefert ohne Frage eine beachtliche Performance. Dies gilt zumindest für die Modelle mit 240 GB Speicher, bei kleineren Versionen fällt die Performance naturgemäß schlechter aus.

Zu Hause ist der SandForce-Controller nach wie vor in Umgebungen, in denen eine extreme Leistung bei zufälligen Zugriffen auf kleine Blöcke gefragt ist, doch auch die sequenziellen Raten sind ganz ansehnlich. Da der Controller jedoch stark von komprimierbaren Daten profitiert, können die sequenziellen Datenraten bei inkompressiblen Daten (z.B. Videos, Fotos, Musik) um bis zu 50% einbrechen. Wer viel mit Daten des genannten Typs arbeitet, sollte auf ein Laufwerk setzen, dass unabhängig von der Art der Daten eine hohe sequenzielle Leistung erzielt, wobei vor allem die Intel SSD 510 zu nennen wäre.

Von diesen Ausnahmen abgesehen sind Daten jedoch häufig recht gut komprimierbar, sodass auf jeden Fall auch ein Laufwerk mit SandForce-Controller wie die Extrememory XLR8 Express auf die Einkaufsliste gesetzt werden kann.

Auf welchen Hersteller sollte man setzen, wenn man ein SandForce-Laufwerk kaufen möchte? Im Gegensatz zu vielen anderen Controllern gibt es Laufwerke mit SF-2281 von sehr vielen Herstellern. Die Unterschiede liegen also vor allem beim verbauten Flash und beim Support. Auf den Extrememory XLR8 Express-Laufwerken mit 240 GB kommt nur synchroner Flash von Intel oder Micron zum Einsatz. (Auf dem 120 GB-Modell kommt Flash von Toshiba zum Einsatz, welcher bei genau dieser Kapazität eine höhere Leistung bietet.) Synchroner Flash ist zwar teurer als asynchroner Flash (womit natürlich auch das Laufwerk selbst teurer wird), erreicht aber auch eine höhere Leistung. Extrememory ist außerdem das Produkt der deutschen MEMQ AG, sodass man sich z.B. im RMA-Fall nicht auf lange Postwege einlassen muss. Auch wurden Firmware-Updates bisher immer sehr zeitnah zur Verfügung gestellt, sodass hier ebenfalls keine Probleme zu erwarten sind.

Da Leistung und Qualität der Extrememory XLR8 Express mit 240 GB auf jeden Fall stimmen, kann man für dieses Laufwerk ohne Bedenken eine Kaufempfehlung aussprechen.

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Positive Aspekte der Extrememory XLR8 Express:

Negative Aspekte der Extrememory XLR8 Express:

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