Test: OCZ Vector SSD mit Barefoot-3-Controller

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teaserFrischer Wind: OCZ pflegt das eigene SSD-Lineup und bringt mit der „Vector“ genannten Serie ein neues, im High-End-Bereich angesiedeltes Laufwerk auf den Markt. Dabei stammt die Technik der Vector fast vollständig von OCZ: Sowohl Controller als auch Firmware wurden im eigenen Haus entwickelt, lediglich der NAND-Speicher wird eingekauft. Wie sich das neue Flaggschiff von OCZ gegen die Konkurrenz schlägt, untersuchen wir in diesem Artikel.

OCZ ist stets um Innovation bemüht, so hat man 2009 die erste SSD mit Indilinx Barefoot und 2010 die erste SSD mit SandForce-Controller auf den Markt gebracht. Das schnelle Einführen von neuen Technologien hatte dabei natürlich nicht immer nur positive Seiten: Häufige Firmware-Updates, verursacht durch eine nicht wegdiskutierbare Anzahl an Kinderkrankheiten, waren anfangs an der Tagesordnung.

Statt sich weiterhin auf fremde Hersteller zu verlassen, hat OCZ vor einiger Zeit die Firma Indilinx aufgekauft und eingegliedert. Und zumindest seit der Vertex-4-Reihe hat sich auch die Update-Notwendigkeit weitgehend verbessert, denn Funktionen wie Garbage Collection und TRIM sind mittlerweile Standard in allen Firmware-Versionen. 

Erste "richtige" Eigenentwicklung von OCZ: Die Vector SSD

Während man bei der Vertex und Agility 4 zwar bereits mit einem eigenen Controller geworben hat, stammte die Hardware damals allerdings von Marvell. Nur die Firmware wurde durch das eingekaufte Indilinx-Team entwickelt. Mit der Vector geht man nun den nächsten logischen Schritt: Hier handelt es sich um ein komplett eigenes Design, was nun auch die Hardware einschließt. Den NAND-Speicher (und den DRAM-Cache) muss OCZ zwar weiterhin einkaufen, allerdings kauft man hier keine fertigen Chips, sondern ganze Wafer, die von OCZ selbst zu Speicherchips verarbeitet werden. Die dadurch entstehenden Einsparungen will man an den Kunden weitergeben.

Die technischen Daten tabellarisch zusammengefasst:

Hersteller und
Bezeichnung
OCZ Vector 256 GB
Straßenpreis n.v.
Homepage www.ocztechnology.com
Technische Daten
Formfaktor 2,5 Zoll (7 mm Höhe)
Kapazität (lt. Hersteller) 256 GB
Kapazität (formatiert) 238 GiB
Verfügbare Kapazitäten 128, 256, 512 GB
Cache 512 MB DDR3
Controller Barefoot 3
Chipart MLC 
Lesen (lt. Hersteller) 550 MB/s
Schreiben (lt. Hersteller) 530 MB/s
 
Herstellergarantie 5 Jahre / 36.5 TB Schreiblast
Lieferumfang 3,5-Zoll-Einbaurahmen

Der Controller der OCZ Vector ist eine Eigenentwicklung des inzwischen zu OCZ gehörenden Indilinx-Teams und basiert auf einem ARM-Cortex-Prozessor. Mit dem PC verbunden wird das Laufwerk über ein SATA-6 Gb/s-Interface, mit dem NAND-Flash-Speicher kommuniziert der Controller gleichzeitig über acht Kanäle. Der in 25 nm gefertigte Speicher stammt dabei von IMFT, dem Joint Venture von Intel und Micron. Über die Haltbarkeit des Speichers macht man keine Angaben. Da OCZ ganze Wafer kauft und den Speicher selbst selektiert, kann man hier auch schwer eine Abschätzung machen. OCZ spricht jedoch von einer Schreiblast von 20 GB pro Tag über einen Zeitraum von fünf Jahren, die das Laufwerk aushalten können soll.

Der Barefoot-3-Controller (IDX500M00-BC)

OCZ verspricht, dass die Vector-Serie das bisher am ausführlichsten getestete (Consumer-)Laufwerk ist. Das schließt eine große Gruppe an Beta-Testern ein, die das Laufwerk bereits auf Herz und Nieren prüfen konnten. Außerdem soll jedes Laufwerk vor Auslieferung einem Burn-In-Test unterzogen werden. Auch will man die Qualitätsstandards für Firmware-Releases erhöhen, was beispielsweise durch längere Validierungszyklen erreicht werden soll. Das Vertrauen in die Vector drückt OCZ schließlich durch eine fünfjährige Garantie aus, das heißt, dass man hier nun gleichauf mit der Intel SSD 520 Series und Samsung SSD 840 Pro Series ist. Die Garantie gilt bei OCZ allerdings nur bis zu einer Schreiblast von insgesamt 36,5 TB – was oben genannten 20 GB pro Tag über fünf Jahre entspricht.

Cache (links), Controller (mitte) und Flash-Speicher

Die Platine der OCZ Vector ist beidseitig bestückt, wobei wir den üblichen Aufbau vorfinden: Auf der Vorderseite befinden sich neben dem Controller acht Flash-Speicher-Bausteine und ein Micron DDR3-Modul des Typs D9PFJ. Auf der Rückseite findet man weitere acht Speicher-Bausteine und ein weiteres DDR3-Modul. Insgesamt besitzt die OCZ Vector damit 512 MB Cache.

Als erstes möchten wir uns die Performance des Laufwerks unter starker Beanspruchung anschauen. Dazu haben wir wie immer ein Durchlauf mit HDTach auf dem frisch gelöschten Laufwerk durchgeführt:

hdtach-new

Was ist hier passiert? Normalerweise erwarten wir hier zwei nahezu horizontale Linien. Da der Flash-Speicher leer ist, sollte das Laufwerk über die komplette Kapazität die maximale Lese- und Schreibraten liefern können. Das ist hier jedoch nur für die Lese-, nicht für die Schreibrate der Fall. Letztere fällt nach etwas mehr als der Hälfte der Kapazität auf etwas weniger als die Hälfte ab und bleibt dort bis zum Ende. Ein weiterer Durchlauf bringt dann das erwartete Ergebnis:

hdtach-new-2

Weitere Durchläufe zeigen weiterhin das erwartete Verhalten. Wird das Laufwerk mittels Secure Erase gelöscht, lässt sich das Verhalten aus dem ersten Screenshot wieder reproduzieren. Warum sich das Laufwerk so verhält, ist nicht bekannt. Bei OCZ konnte man dieses Ergebnis bisher nicht reproduzieren, als Begründung nennt man unsere älteren BIOS- und Treiberversionen. Wie ein Treiberproblem sieht das Ergebnis für uns zwar nicht aus, da sich das Problem allerdings sozusagen von selbst löst, scheint es nicht weiter tragisch zu sein.

Dass es auch anderes gehen soll, zeigt unten stehender Screenshot, der direkt von OCZ stammt. Er wurde allerdings mit einem anderen BIOS, einem anderen SATA-Treiber und einer aktueller HD-Tach-Version erstellt. Die angesprochene Problematik tritt dort nicht auf:

hdtach ocz

 

Im nächsten Schritt lassen wir Iometer über die komplette Kapazität des Laufwerks laufen, um eine starke Beanspruchung (ohne TRIM) zu simulieren.

hdtach-used-1

Die Leserate bleibt im Wesentlichen stabil, die Schreibrate sinkt stark ab. Damit ist die OCZ Vector allerdings in guter Gesellschaft, denn auch andere (High-End-)SSDs brechen nach starker Belastung ähnlich oder sogar noch weiter ein. Das ist im Prinzip nicht weiter tragisch, denn in den wenigsten Systemen werden beide Faktoren, nämlich extreme Schreiblast und kein TRIM, gleichzeitig zusammenkommen. Falls doch, empfehlen sich für solche Aufgaben nach wie vor nur Laufwerke mit SandForce-Controller – diese kommen mit beiden Szenarien (auch gleichzeitig) sehr gut zurecht.

hdtach-used-2

Ein weiterer Durchlauf zeigt nun fast das umgekehrte Szenario: Die Schreibrate ist relativ konstant, während die Leserate eingebrochen ist. Jedoch steigt sie gegen Ende sogar noch leicht über das Ausgangsniveau. Eine einfache Erklärung für diese Ergebnisse wäre ein adaptives Verhalten des Controllers bzw. der Firmware, d.h. die Firmware passt sich dem geforderten Leistungsprofil an. Intel hat bei der SSD 320 ebenfalls adaptive Algorithmen eingesetzt, sodass die Leistung u.U. immer besser wurde, je länger das Laufwerk einem bestimmten Lastprofil ausgesetzt war.

Eine weitere mögliche Erklärung wäre der Zeitpunkt der Garbage Collection. Um eine hohe Schreibperformance zu erreichen, müssen möglichst viele leere Blöcke vorhanden sein. Steht TRIM nicht zur Verfügung (was bei den HDTach-Durchläufen der Fall ist), ist das Organisieren/Aufräumen der Blöcke deutlich aufwendiger bzw. ineffizienter, da der Controller keine Daten verwerfen kann. Bei der Intel SSD 510 konnte man sehr schön sehen, dass der Aufräumprozess stattfindet, während Schreibvorgänge ausgeführt werden. Die extrem ungleichmäßige Performance ist ein Zeichen dafür, dass der Controller ausgelastet ist - nämlich mit der Garbage Collection, d.h. dem Aufräumen der Blöcke. 

OCZ führt die Garbage Collection möglicherweise (hauptsächlich) während Lesezugriffen aus, was die schlechte Leseperformance im letzten Screenshot erklären würde. Da HDTach erst den Lese- und dann den Schreibtest durchführt, ist die Schreibperformance nach dem Lesetest und der (möglicherweise) ausgeführten Garbage Collection wieder auf Ausgangsniveau.

Welche der beiden möglichen Erklärungen bei der OCZ Vector nun zutrifft, können wir nicht mit Sicherheit sagen. Der Zeitpunkt der Garbage Collection spielt sicherlich eine Rolle, aber auch (teilweise) adaptive Algorithmen könnten eine Erklärung sein.


testsys

Hardware

Software

Anmerkungen

Sofern nicht anders angegeben, werden alle Laufwerke an einem SATA-6 Gb/s-Port des P67-Chipsatzes getestet. Um zufällige Schwankungen bei den Messungen zu minimieren, wurden im BIOS SpeedStep, sämtliche C-States sowie der Turbo-Modus deaktiviert. Außerdem wurde LPM (Link Power Management) durch einen Registry-Eintrag deaktiviert.

Mit Ausnahme von PCMark werden alle Benchmarks mit der zu testenden SSD als sekundärem Laufwerk durchgeführt. Für PCMark wird ein vorgefertigtes Image auf die zu testende SSD eingespielt, da die komplette Benchmarksuite nur durchgeführt werden kann, wenn das zu testende auch gleichzeitig das Systemlaufwerk ist.


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 32 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.

 iometer 4k read

 iometer 4k write

 iometer 4k read 3

 iometer 4k write 3

 iometer 4k read 32

 iometer 4k write 32

 iometer seq read

 iometer seq write

Hier liefert die OCZ Vector insgesamt eine sehr gute Performance. Ärgerlich sind lediglich die vergleichsweise niedrigen 4K-Leseraten bei einer Anfragetiefe von 1-3, der wichtigste Bereich für Desktop- bzw. Einbenutzer-Systeme.


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.

 as ssd 4k read

 as ssd 4k write

 as ssd 4k read 64

 as ssd 4k write 64

 as ssd seq read

 as ssd seq write

Auch hier ist die Performance insgesamt gut, schade ist lediglich der „Ausrutscher“ beim Lesen von kleinen 4K-Blöcken.


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

Beim Kopieren belegt die OCZ Vector zwei Mal den ersten Platz, fällt einmal jedoch auch deutlich zurück.


PCMark 7 ist der direkte Nachfolger der älteren Vantage-Version und ist, wie der Name bereits vermuten lässt, auf die Verwendnung mit Windows 7 optimiert. Im Vergleich zum Vorgänger wurden die Benchmarks in andere Kategorien eingeteilt, wobei, abgesehen vom Storage-Benchmark, alle Tests wieder die reale Leistung des Systems ermitteln, indem neben der SSD (oder HDD) alle anderen Komponenten des Systems (CPU, Arbeitsspeicher, Grafikkarte) ebenfalls in die Tests mit einbezogen weren. Wer an allen Einzelheiten interessiert ist, dem sei das umfangreiche PCMark 7 Whitepaper (PDF) als Lektüre empfohlen.

Erfreulicherweise hat die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse im Vergleich zur Vorgängerversion enorm zugenommen, so unterscheiden sich die Punktzahlen bei mehreren Durchläufen fast immer um weniger als 0,5%. Dadurch ist es nun deutlich einfacher, Performance-Unterschiede zwischen mehreren SSDs auszumachen, die nicht nur einer Messschwankung geschuldet sind.

 pcmark 7 total

 pcmark 7 storage

 pcmark 7 computation

 pcmark 7 creativity

 pcmark 7 entertainment

 pcmark 7 lightweight

 pcmark 7 productivity

Bei PCMark bewegt sich die OCZ Vector im Mittelfeld.


Die Vector-Serie ist für OCZ ohne Frage ein äußerst wichtiges Produkt. Nicht nur natürlich, weil es neu ist, sondern auch, weil man erstmalig eine komplette Eigenentwicklung auf den Markt bringt. Das gibt OCZ die Möglichkeit, viel Reputation aufzubauen – oder zu verlieren.

Doch der Reihe nach: Die reinen Performance-Werte der OCZ Vector sind insgesamt zufriedenstellend. In einigen Benchmarks stellt sie neue Rekorde auf, in anderen fällt sie jedoch auch mal spürbar hinter die Konkurrenz zurück. Das betrifft vor allem das Lesen von kleinen Blöcken bei niedriger Anfragetiefe. Zwar ist dieser Wert insbesondere für Desktop-Systeme wichtig, die Leistung, die die Vector hier noch liefert, sollte allerdings trotzdem für praktisch jedes Desktop-System ausreichend sein. Die sequenziellen Transferraten sind auf High-End-Niveau. Insofern kann man OCZs Vector also aus Performancesicht empfehlen. 

Die OCZ Vector besitzt ein stabiles Metallgehäuse

Etwas, das man in einem Test wie diesem nicht wiedergeben kann, ist die Zuverlässigkeit und Kompatibilität des Laufwerks. Das liegt zum einen daran, dass wir nur eine Testkonfiguration haben und zum anderen, dass wir nur ein Laufwerk für einen relativ kurzen Zeitraum testen. Eine statistische Aussage lässt sich hier natürlich erst nach längerer Zeit machen. Deswegen an dieser Stelle die obligatorische Warnung: Wem die Punkte Zuverlässigkeit und Kompatibilität am wichtigsten sind, sollte prinzipiell nur auf Laufwerke setzen, die schon seit längerer Zeit auf dem Markt sind.

Zumindest OCZs Qualitäts-Versprechen mit Beta-Testern, einer täglichen Schreibrate von 20 GB und in diesem Zusammenhang auch die fünfjährige Garantie sind Kennzeichen, dass man bei OCZ sehr zuversichtlich ist, die Vector SSD nur in wenigen Fällen austauschen zu müssen. Das wiederum sollte schon einmal beruhigen, denn eine so lange Garantie kann wirtschaftlich gefährlich werden, wenn das Produkt nicht entsprechend positiv eingeschätzt wird. 

Der nächste Punkt ist der Preis. Dieser sollte, um konkurrenzfähig zu sein, im Bereich der folgenden Laufwerke liegen:

Preisvergleich einiger SSDs (Stand 27.11.12)
LaufwerkPreis
Crucial m4 256 GB ab 163 Euro
Intel SSD 520 Series 240 GB ab 200 Euro
Samsung SSD 840 Pro Series 256 GB ab 213 Euro
Corsair Neutron GTX 240 GB ab 220 Euro

Insgesamt lässt sich sagen, dass OCZ mit der Vector und dem verbauten hauseigenen Controller die Innovation im SSD-Bereich vorantreibt, was sehr zu begrüßen ist. Die Performance gefällt, ob die Vector bei der Zuverlässigkeit mit den aktuellen Laufwerken von Samsung, Intel und Crucial mithalten kann, muss sich allerdings noch zeigen. Kann sie das – und stimmt der Preis – ist die OCZ Vector ein weiteres empfehlenswertes Laufwerk. 

Positive Aspekte der OCZ Vector:

Negative Aspekte der OCZ Vector: