Test: OCZ RevoDrive 3 und RevoDrive 3 X2

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teaserDie zweite Generation der OCZ RevoDrives steht erneut bei Hardwareluxx zum Test stramm - wir vergleichen das Revo Drive 3 mit dem Revo Drive 3 X2. Anders als normale SSDs sind diese nicht über SATA, sondern über PCIe angeschlossen, was eine besonders hohe Leistung verspricht. Für das RevoDrive 3 X2 werden Transferraten von über 1 GB/s angegeben. Möglich wird dies über ein internes RAID 0, also der Parallelschaltung mehrerer Chips. Ob die Versprechungen eingehalten und die Probleme der ersten PCIe-Drives ausgemerzt wurden, soll unser Test zeigen.

Das Konzept klingt einfach. Wenn Festplatten zu langsam sind, nimmt man SSDs. Wenn auch die nicht schnell genug sind, werden sie in einem RAID zusammengefasst, um ihre Geschwindigkeit weiter zu steigern. Dafür benötigt man jedoch mehrere Laufwerke, Anschlüsse und einen RAID-Controller. OCZ fasst dies alles auf einer Platine zusammen und betreibt sie in einem PCIe x4 Slot, welcher zwei Gigabyte pro Sekunde übertragen kann. Das ist mehr als das Dreifache eines SATA-III-Anschlusses - entsprechend hoch ist die Performance-Steigerung. Die verbaute Technik auf der Platine ist allerdings eine Eigenentwicklung und hat den Namen Virtualized Controller Architecture (VCA) 2.0 erhalten.

ocz-vca-2-grafik-k

Wie in der Grafik zu erkennen, greifen mehrere Controller parallel auf das Speicherarray zu. Beim RevoDrive 3 sind zwei Controller parallel geschaltet, bei dem RevoDrive 3 X2 sind es vier, woraus auch eine höhere Leistung resultiert. In der Theorie ließe sich diese Architektur durch weitere Controller auf die Spitze treiben.

Hardwareluxx testet das RevoDrive 3 ein zweites Mal auf einem leistungsstärkeren Testsystem. Wichtig ist es, einen Flaschenhals durch die verbaute Hardware auszuschließen, denn bei der hohen Leistung der PCIe-Drives könnte bereits das System bremsen. Weitere Einzelheiten zu der in den RevoDrives genutzten Technik sind dem vorherigen Test zu entnehmen. Zuvor noch eine Vergleichstabelle zwischen dem RevoDrive 3 und dem RevoDrive 3 X2:

Hersteller und
Bezeichnung
OCZ RevoDrive 3 X2 OCZ RevoDrive 3
Straßenpreis 640 Euro 340 Euro
Homepage www.ocztechnology.com www.ocztechnology.com
Technische Daten
Formfaktor Steckkarte Steckkarte
Anbindung PCIe 2.0 (x4), nativ PCIe 2.0 (x4), nativ
Kapazität (lt. Hersteller) 480 GB 240 GB
Kapazität (formatiert) 457,6 GiB 223,57 GiB
Verfügbare Kapazitäten 240, 480, 960 GB 120, 240, 480 GB
Cache keiner keiner
Controller 4x SF-2281VB1-SDC (SSD)
OCZ ICT-0183 (RAID)
2x SF-2281VB1-SDC (SSD)
OCZ ICT-0183 (RAID)
Chipart MLC-NAND (25nm) MLC-NAND (25nm)
Lesen (lt. Hersteller) 1500 MB/s 1000 MB/s
Schreiben (lt. Hersteller) 1250 MB/s 900 MB/s
Herstellergarantie 3 Jahre 3 Jahre
Lieferumfang Laufwerk, Kurzanleitung, Treiber-CD Laufwerk, Kurzanleitung, Treiber-CD

Auf den nächsten Seiten schauen wir uns die beiden RevoDrives genauer an.


OCZ war so freundlich uns ein Interview mit Alessandro Gilligan, einem Mitarbeiter der Entwicklungsabteilung, zu VCA 2.0 zu gewähren.

1. What to do if SATA III interface is not enough performance?

Intel already presented details of the new „Next Generation Form Factor“ (NGFF) in one of the technical sessions of the IDF. The standard is aiming on two things: first – increasing performance for SSDs significantly and second – making smaller notebooks (Ultrabooks) possible. According to Intel mSATA modules with 5 mm high are too thick, and the SATA protocol itself with 6 GBit/s is too slow. After nearly a decade, it’s time for a successor. SATA will become a pure marketing name. An increase in SATA performance is no option for Intel. Sending more than 8 GBit/s via a single lane, is a difficult challenge. But this would be necessary for other compatible devices and connectors. While ago the SATA consortium has announced that all existing cables are not reliably transferring 12 GBit/s. That becomes clear when developing SAS 3.0 (Serial Attached SCSI with 12 GBit/s). The cost for a new SATA version would increase significantly. Multilane SATA is not provided. Due to Intel this would be possible, but would make new connectors and cables needed. Instead operation with efforts, Intel will start new and taking the finished PCI Express for this tasks. With PCIe in the third generation 8 GBit/s are longly possible. NGFF modules should also be multi-lane capable. Therefore with PCIe 3.0 already 16 GBit/s would be possible if two lanes are used as x2 configuration. Although mSATA modules are used in mini-PCIe slots, they will not be faster than SATAs 6 GBit/s.

2. What is the difference between SATA, SAS and PCIe?

SATA stands for Serial Advanced Technology Attachment. Because SATA is limited to 32 outstanding requests and is less scalable than other interfaces, it is optimized for lighter workloads like those typically found on desktop PCs and embedded applications. Maximum SATA transfer speeds are currently 6Gb/s, and there are no plans for increased speeds. SATA devices can be used in SAS hosts, but SAS devices cannot be used with SATA hosts due to the configurations of pins and slots. SATA devices offer the best price per gigabyte for smaller workloads where maximum speed is not required.
SAS stands for Serial Attached SCSI and is the traditional interface for enterprise storage. It can handle up to 256 outstanding requests and is highly scalable. Because of broad industry support, the market for SAS SSDs benefits from strong investment by SSD manufacturers, including SanDisk. SAS SSDs are compatible with contemporary RAID architecture. For applications that demand high performance, SAS SSDs are a logical choice, offering support for 6Gb/s speeds today and a clear roadmap for 12Gb/s speeds and beyond.
PCIe stands for Peripheral Component Interconnect Express. As the name implies, PCIe was designed as an I/O interface between various peripheral components inside a system. Unlike SAS and SATA, the PCIe is designed to be an I/O expansion interface and not a storage interface; these cards require a driver to function, so they are not widely used as primary storage.
Of the three interface types, PCIe is the fastest and sit closest to the CPU, making them ideal for I/O intensive application acceleration or as a caching solution.

3. Why choosing a PCIe RevoDrive instead of two or 4 single SSD cards in RAID mode?

This depends on what you are expecting from the RAID. Do you want to increase availability or performance?
In RAID 1 your data will be written simultaneously to two or more drives. While reading performance will increase, the writing performance will drop significantly and you have only half of capacity. Example two 500GB drives in RAID1 will provide 500GB available capacity but with a high availability of data.
In RAID 0 your data will be written alternately in two (or more) drives to increase performance. Here you have the most capacity per Euro.
In general Intel’s driver package called Rapid Storage Technology (RST) in the current version is delivering ATA-TRIM capable drivers for both AHCI and the RAID mode of the SATA controller, but is only works with single SSDs and not with flash drives in RAID modus. So additionally to your effort in building the raid and buying the single components you also have disadvantages in using all SSD features
With the OCZ RevoDrive 3 Series you will get a complete solution which is bootable and made for just plug it in and it works.

4. Is TRIM possible in RAID mode? How can drive performance be restored in RAID mode?

TRIM is not supported in RAID mode at this time. OCZ SSDs feature built-in garbage collection to ensure optimal performance after time, and you can also create an image of your RAID array to be restored following a secure erase of each individual drive. Secure erasing each SSD and then recreating the array will allow for maximum performance.

5. What is VCA 2.0? What are the most interesting benefits of VCA?

Virtualized Controller Architecture™.
The follow up to the original VCA presents as a complete storage subsystem, but with an improved and expanded feature-set allowing system architects unprecedented flexibility and industry-leading performance and reliability. Consolidated SMART support provides system administrators with advanced features for monitoring analyzing and reporting device attribute, while user-selectable data recovery and non-stop modes allows for unprecedented data protection. Unlike other flash virtualization layers, OCZ VCA 2.0 supports complete power fail protection; OCZ enterprise PCIe devices store all metadata in nonvolatile memory while power fail protection completes all in-progress transactions in the event of an unexpected system power loss.

6. Which objectives were pursued in the development of VCA 2.0?

OCZ wanted to take enterprise storage to new performance heights while maintaining the complete scope of data management and maintenance features, in essence, a ‘virtual super controller.’ OCZ’s proprietary VCA 2.0 is the next step in the evolution in enterprise flash virtualization layers. Supporting a rich enterprise feature-set, VCA enables system architects unprecedented flexibility and industry-leading performance and reliability when designing the high throughput storage systems of the future.

7. How does it work?

VCA 2.0™ supports the creation of a virtual pool of logical units (LUNs) and features best-in-class configurable performance aggregation, and is the only virtualization layer in the industry with TRIM and SCSI Unmap Support to enhance sustained performance by significantly reducing the overhead associated with garbage collection.
VCA provides highly efficient performance aggregation across physical LUNs via an intelligent complex command queuing structure that utilizes both native and tagged command queuing (NCQ, TCQ). This is a unique technology that enables command switching and balancing based on OCZ’s proprietary Queue Balancing Algorithm (QBA™) algorithm; this balances drive loading while maximizing internal bandwidth for nearly linear performance aggregation. VCA 2.0 LUNs can be further aggregated through cascading with host-side striping dependant on the storage architects needs. VCA is able to address NAND flash in an innovative way through the use of a massively parallel array, eliminating bottlenecks by increasing both read and write speeds up to the theoretical interface limit while keeping access latencies to a minimum.

8. What makes the difference of RAID solutions with or without VCA? How can I implement VCA 2.0 on my storage system?

With VCA, IT Architects can now take advantage of enterprise-rich features that are not available when utilizing traditional RAID cards with an array of SSDs in their servers. Clients can now overcome this obstacle and deploy a single, streamlined solid state drive storage solution that not only delivers exceptional bandwidth but also beneficial enterprise features including TRIM, SMART monitoring, native command queuing (NCQ), tagged command queuing (TCQ), power fail management, and wear-leveling.
OCZ VCA 2.0 supports the industry standard SCSI command set over our PCIe interface. Because SCSI is the command set of choice of enterprise storage architects, this feature makes installation of OCZ PCIe devices in enterprise applications seamless. VCA technology can interpret and execute both SCSI and ATA commands across any physical interface and utilize any available internal interface to facilitate communication across multiple elements of the overall drive architecture. Current OCZ hardware implementations support SCSI commands over PCIe (Z-Drive) and Serial (Talos). This storage virtualization currently allows SCSI commands to be sent through PCIe or SAS physical interfaces to an internal virtualized array of NAND devices.

9. What drives have been deployed with VCA 2.0 technology?

OCZ Z-Drive R3 PCI-Express SSD was the first drive to implement this new technology, and VCA 2.0 is now available on OCZ's enterprise class and workstation class PCIe SSDs including Z-Drive R4 and the RevoDrive 3 Series. Coming soon will be the Vector PCIe drive which will puts the performance of the Vector drives behind OCZ’s VCA 2.0 technology.

10. What is the maximum size of a PCIe based VCA 2.0 supported drive?

The maximum amount that we’ve put behind our SuperScale controller is 4TB. VCA 2.0 can support upwards of 16TB.

11. What is the maximum theoretical bandwidth of a PCIe 2.0 card per lane?

Today's second-generation PCIe interfaces offer speeds up to 5GT/s (gigatransfers/second) with a roadmap to 8GT/s and beyond. As the PCIe becomes more popular for performance acceleration in servers and workstations, manufacturers are working to improve the PCIe interface to meet the storage and serviceability requirements for the enterprise.

12. Will there be any versions of the RevoDrive with more than four parallel controllers and memory chips in the future?

We definitely have further plans for PCIe. As you can see, we have the Vector PCIe coming out next quarter, so our focus will be on this for the time being for the client side. Our engineers are constantly working on the next big thing, so definitely keep your eyes open for some very interesting stuff within the next year or so.


An dieser Stelle verweisen wir wieder auf den vorherigen Test, um nicht alles zu wiederholen. Stattdessen werden die Unterschiede des RevoDrive 3 X2 und non-X2 erläutert.

06- MG 5856-OCZ-RevoDrive-3-k
Vorderseiten der OCZ RevoDrives 3
07- MG 5858-OCZ-RevoDrive-3-k
Rückseiten der OCZ RevoDrives 3

Wie man sieht, ist das RevoDrive 3 X2 lediglich ein Revodrive 3 non-X2, bei dem nochmal die gleiche Menge an Speicherbausteinen und Controllerchips auf einer zusätzlichen Platine untergebracht wurden. Da diese wiederum parallel geschaltet sind, ist die Leistung auch deutlich höher, zumindest in der Theorie. Das X2 verfügt außerdem über einen etwas größeren Kühlkörper. Wichtig zu wissen ist, dass man aus keinem der beiden einfach so das jeweils andere machen kann. Dem non-X2 fehlt der Connector, das X2 ist ohne die obere Platine nicht lauffähig, weil die Firmware dann korrumpiert wird.


Wie bereits erwähnt, nutzen wir in diesem Test ein anderes Testsystem als bei den anderen SSD-Tests. Die verwendeten Komponenten sind deutlich leistungsstärker. Ein Vergleich mit unseren bisherigen Tests ist also nur eingeschränkt möglich. Die Vergleichsbenchmarks, die wir zu den RevoDrives angeben, sind deshalb mit Vorsicht zu genießen und dienen nur der Veranschaulichung.

10xk

Hardware

Software

Anders als die meisten SSDs werden die RevoDrives nicht per SATA- sondern per PCIe angeschlossen. Es wird in den dritten PCIe 3.0 x16 Slot, dem die volle Bandbreite zu Verfügung steht, gesteckt.

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 Laufwerk 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.

io 4k qd1 r
io 4k qd1 w
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io 4k qd32 r
io 4k qd32 w
io seq r
io seq w

Die RevoDrives starten im 4K-Test schon recht zweischneidig. Die Lesegeschwindigkeit bringt sie an die ersten beiden Positionen, die Schreibperfomance reicht aber nur für die hinteren Plätze. Mit steigender Anfragetiefe wendet sich das Blatt wieder, während andere Laufwerke linear skalieren, können die RevoDrives ihre Leseleistung nur verdoppeln. Beim Schreiben können sie jedoch Boden gut machen. Sehr viele gleichzeitige sowie sequentielle Zugriffe zeigen erst das wirkliche Potential des RevoDrives 3 X2, hier werden gerade beim Lesen die anderen Laufwerke deklassiert. Das RevoDrive 3 mit nur zwei parallelen Sandforce-Chips schafft es jedoch nicht weiter nach vorne. Die sequentielle Schreibgeschwindigkeit liegt gar nur knapp über der einer modernen Festplatte.


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 qd1 r
as ssd 4k qd1 w
as ssd 4k qd64 r
as ssd 4k qd64 w
io seq r
io seq w

Auch der AS SSD Benchmark zeigt deutlich, dass die RevoDrives hohe Anfragetiefen benötigen, um die volle Leistung zu entwickeln. Im sequenziellen Teil dominiert das RevoDrive 3 X2 erneut, während das non-X2 nicht einmal die halbe Geschwindigkeit des großen Bruders schafft.


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 ssd copy iso
as ssd copy prog
as ssd copy game

Im Kopierbenchmark können endlich beide RevoDrives zeigen, was in ihnen steckt. Das X2 übertrifft die anderen SSDs um mehr als das Doppelte und auch das non-X2 hält sich problemlos auf Platz zwei.


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.

Das verwendete Testsystem ist für diesen Test ein anderes, daher sind die Ergebnisse nicht vergleichbar.

pcm7 total
pcm7 lw
pcm7 prod
pcm7 enter
pcm7 creat
pcm7 compu
pcm7 stor

Die Benchmarkerbnisse sind leider nicht mit den vorherigen vergleichbar, sondern nur die RevoDrives untereinander. Das OCZ RevoDrive 3 X2 ist im Schnitt etwa 2 Prozent schneller als das RevoDrive 3, wobei der Unterschied im Storage-Test bei 3,8 Prozent liegt, was mit Blick auf die anderen Benchmarks sehr wenig ist.


Die OCZ RevoDrives sind nicht wirklich für den Heimgebrauch vorgesehen, auch wenn man sie natürlich auch dort einsetzen könnte. Das erkennt man an vielen Faktoren: Zum einen am Preis, der gut doppelt so hoch ist wie der einer SATA-SSD, wobei natürlich Enthusiasten nicht vor ihm zurückschrecken. Der wichtigere Punkt ist aber, dass es seine Leistung erst in hochgradig parallelen Umgebungen wie Server oder Workstations erreichen kann. Im Heimbereich kommt so etwas praktisch nicht vor. Während die Leistung bei typischen Office-Anwendungen also hauptsächlich verpufft, kann es in Server-Umgebungen richtig auftrumpfen und steckt dann auch entsprechende SATA-SSDs in die Tasche.

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In unserem Test konnte sich nur das RevoDrive 3 X2 sich in diesen Disziplinen behaupten, wenn zum Teil sogar sehr deutlich. Das non-X2 hingegen konnte sich nur im Kopierbenchmark überhaupt von den SATA-SSDs absetzen und landete ansonsten eher im hinteren Mittelfeld, was angesichts des Preises von über 300 Euro und der Erwartungen, die man in dieses Produkt steckt, nicht optimal ist. Wenn, sollte man also gleich auf die größere Variante setzen.

Erfreulich ist der entgegen vielen anderen Berichte unkomplizierte Betrieb als Systemplatte. Bei der Installation muss lediglich der Treiber nachgeladen werden, danach läuft alles so problemlos wie bei anderen Laufwerken auch. Einen derartigen Umstand kennt man letztendlich auch von RAID-Controllern, die auch erst mit einem Treiber zum Laufen gebracht werden müssen, bevor das Betriebssystem sich auf den Medien installieren lässt.

Ein Nachteil ist aber natürlich der Preis der Revo Drives. Die schnelle X2-Variante liegt bei 690 Euro, was angesichts einer Kapazität von 480 GB im Vergleich zu normalen SSDs hoch erscheint. Allerdings muss man sich vor Augen führen, dass hier praktisch vier 120-GB-SSDs zum Einsatz kommen, denn die Controller kosten letztendlich bei einer SSD eine nicht unerhebliche Menge. So relativiert sich der hohe Preis etwas - gerade in Hinblick auf die hohe Performance, die in einigen Anwendungsbereichen vorhanden ist.

Positive Punkte des OCZ RevoDrive 3 / Revo Drive 3 X2:

Negative Punkte des OCZ RevoDrive 3 / Revo Drive 3 X2:

Das OCZ RevoDrive 3 X2 hat mit diesem Test seinen Excellent-Hardware-Award für seine exzellente Leistung bestätigt.