AMD Radeon R7 SSD mit 240 GB im Test

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Jetzt auch noch SSDs! Ursprünglich nur für CPUs bekannt, hat AMD sich vor einiger Zeit ATI einverleibt, um unter der eigenen Marke auch Grafikkarten anbieten zu können. Nun folgt mit der Radeon R7 SSD der nächste Schritt und ein komplett aus Komponenten von AMD bestehendes System rückt damit immer näher. Doch ähnlich wie bei den Grafikkarten hat AMD auch bei den SSDs das Rad nicht neu erfunden, sondern setzt auf bereits existierende Technologien. In diesem Fall ist man eine Kooperation mit OCZ und Toshiba eingegangen, um schnelle Halbleiterlaufwerke liefern zu können. Wie sich die AMD Radeon R7 SSD gegen die Konkurrenz schlägt, untersuchen wir in diesem Artikel.

Alle Hersteller von SSDs, die keine eigene Produktion für Flash-Speicher haben, eint ein Problem: die Verfügbarkeit von Flash-Speicher. An diesem Problem hatte OCZ auch stark zu arbeiten, bis das Unternehmen kurz vor der Insolvenz von Toshiba übernommen wurde. Seitdem ist eine gesicherte Verfügbarkeit von Flash-Speicher für OCZ kein Problem mehr. und man ist in die Riege von Samsung, Micron, Intel und Co. aufgestiegen. Gleichzeitig erhält Toshiba Zugriff auf die Technologien von OCZ, von besonderem Interesse dabei dürfte der Barefoot-Controller sein, der ursprünglich von Indilinx stammt – eine Firma, die bereits vor langem von OCZ übernommen wurde.

Die erste SSD von AMD: Radeon R7

AMD sieht in Toshiba und OCZ nun wohl die passenden Partner, um eine eigene SSD auf den Markt zu bringen. Da sich OCZ natürlich keine Konkurrenz für die eigenen Laufwerke machen möchte, sortiert man die AMD Radeon R7 als „Performance"-Laufwerk ein und sieht sie als ideales Laufwerk für Gamer. Als Mainstream-Laufwerk dient die Vertex 460, für professionelle Anwendungen im Workstation-Bereich sieht man die Vector 150 als optimal an. Der Name OCZ taucht an vielen Stellen auf, auch auf der Rückseite der AMD Radeon R7 SSD prangt sogar ausschließlich das OCZ-Logo, während sich das AMD-Logo auf der Vorderseite befindet.

Die technischen Daten tabellarisch zusammengefasst:

Hersteller und
Bezeichnung
AMD Radeon R7 SSD 240 GB
Straßenpreis nicht verfügbar
Homepage www.amd.com
Technische Daten  
Formfaktor 2,5 Zoll
Kapazität (lt. Hersteller) 240 GB
Kapazität (formatiert) 224 GiB
Verfügbare Kapazitäten 120, 240, 480 GB
Cache 512 MB (DDR3-1600)
Controller Barefoot 3 M00
Chipart MLC (Toshiba 19 nm / 2. Gen.)
Lesen (lt. Hersteller) 550 MB/s
Schreiben (lt. Hersteller) 530 MB/s
   
Herstellergarantie Vier Jahre (inkl. Vorabtausch)
Lieferumfang 3,5 Zoll Einbaurahmen

Nach dem Öffnen der AMD Radeon R7 SSD finden wir jede Menge aktuelle Technologie: Der Speicher stammt selbstverständlich von Toshiba, zum Einsatz kommt hier in 19 nm gefertigter MLC-Flash. Die offizielle Bezeichnung lautet „A19 NAND", wobei das „A" für Advanced steht – es handelt sich um die zweite Generation von 19-nm-Speicher. Im Vergleich zur Vertex 460 läuft der Controller mit einer höheren Taktfrequenz und verspricht so eine höhere Performance. Beim Controller selbst handelt es sich, wenig verwunderlich, um den OCZ-eigenen Controller Barefoot 3 (M00). Während man offiziell nicht mehr den Namen Indilinx nennt, ziert den Controller selbst noch das bekannte Firmenlogo.

Radeon R7 SSD: AMD außen, OCZ innen

Abgesehen von Taktraten setzen alle drei Laufwerke auf den gleichen Controller und auf 19 nm-Flash von Toshiba, wobei auf der AMD Radeon R7 die aktuellste Generation zum Einsatz kommt. Eine offensichtliche Differenzierung zwischen den Laufwerken findet sowohl bei der Haltbarkeit als auch bei der Garantiezeit statt. Während das Mainstream-Laufwerk mit drei Jahren Herstellergarantie kommt, sind es bei der Radeon R7 vier Jahre und bei der Vector 150 fünf Jahre. Eine Garantiezeit von vier Jahren ist ungewöhnlich, bisher haben wir entweder drei oder fünf Jahre gesehen. Bei der Haltbarkeit gesteht OCZ der Vertex 460 eine Schreiblast von 20 GB pro Tag zu, bei der Radeon R7 sind es 30 GB und bei der Vector 150 schließlich 50 GB pro Tag. Während AMD den Namen ATI bei Grafikkarten längst abgeschafft hat, wird es bei der AMD Radeon R7 SSD mehr als deutlich, welcher Hersteller für die Entwicklung verantwortlich war. So wird die Radeon R7 SSD auch passgenau in das Produkt-Lineup von OCZ eingefügt, wie die folgende Folie aus einer Präsentation zeigt.

lineup

Da die AMD Radeon R7 SSD von OCZ stammt, kommt auch bei ihr ein performancesteigernder Trick zum Einsatz, den wir bereits von anderen OCZ-Laufwerken kennen. Dabei versucht der Controller, möglichst viel Flashspeicher im Pseudo-SLC-Modus anzusprechen. Das sorgt dafür, dass stets möglichst viele Zellen mit nur einem Bit programmiert werden, was schneller geht, als eine Zelle mit zwei Bits zu programmieren. Würde man das Laufwerk nun am Stück mit Daten füllen, sind nach einer gewissen Datenmenge alle Zellen mit genau einem Bit beschrieben, die Kapazität des Laufwerks aber noch nicht erreicht. Dann muss der Controller die Daten umorganisieren und die Zellen mit zwei Bits beschreiben, was sich in einem Abfall der (momentanen) Schreibleistung bemerkbar macht. Wird das Laufwerk beispielsweise zur Hälfte gefüllt, steht für Hälfte des übrigen freien Speichers wieder der Pseudo-SLC- bzw. Performance-Modus zur Verfügung. Lediglich wenn das Laufwerk komplett gefüllt wurde und es keine Zellen mehr gibt, die mit nur einem Bit programmiert werden können, steht die Leistung des Performance-Modus nicht mehr zur Verfügung.

Die Platine der AMD Radeon R7 SSD

Algorithmen dieser Art sind durchaus sinnvoll, allerdings ist bei der von OCZ gewählten Implementierung die Frage, wie sich diese Methode auf die Haltbarkeit auswirkt, schließlich müssen die Daten relativ häufig umorganisiert werden. Der Ansatz, den Samsung bei der 840 EVO mit der TurboWrite-Technologie gewählt hat, scheint schonender und nicht minder effektiv zu sein – Samsung reserviert einen festen Teil das Flashspeichers als Pseudo-SLC-Cache und nutzt diesen Bereich, um Schreibanfragen zwischenzuspeichern, was ebenfalls zu einer höheren Spitzenperformance führt. Auch die nCache-Technologie von SanDisk verfolgt einen ähnlichen Ansatz und erweitert die Cache-Hierarchie zwischen DRAM-Cache und MLC-Flashspeicher um einen Pseudo-SLC-Cache, der im Gegensatz zu Samsungs TurboWrite allerdings nur einen Bruchteil an Daten zwischenspeichert. Allerdings entfällt auch bei nCache das nachträgliche Umsortieren von Daten.


asrock-z97-extreme6

Hardware

Software

Anmerkungen

Sofern nicht anders angegeben, werden alle Laufwerke an einem SATA-6 Gb/s-Port des Z97-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) deaktiviert.


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 acht Millionen logischen Sektoren (512 Byte) durchgeführt, der sequenzielle Test findet über die komplette Kapazität des Laufwerks statt.

Iometer

4K lesen (QD 1)

MB/s
Mehr ist besser

Iometer

4K schreiben (QD 1)

MB/s
Mehr ist besser

Iometer

4K lesen (QD 3)

MB/s
Mehr ist besser

Iometer

4K schreiben (QD 3)

MB/s
Mehr ist besser

Iometer

4K lesen (QD 32)

MB/s
Mehr ist besser

Iometer

4K schreiben (QD 32)

MB/s
Mehr ist besser

Iometer

Sequenziell lesen (QD 1)

MB/s
Mehr ist besser

Iometer

Sequenziell schreiben (QD 1)

MB/s
Mehr ist besser

Beim Lesen von kleinen Blöcken gibt es bei der AMD Radeon R7 SSD eine relativ große Diskrepanz zwischen der Lese- und der Schreibgeschwindigkeit, letztere ist im Vergleich zum restlichen Testfeld deutlich höher. Vermutlich ist dies auf den pseudo-SLC-Modus zurückzuführen, der zum Einsatz 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.

AS SSD Benchmark

4K lesen (QD 1)

MB/s
Mehr ist besser

AS SSD Benchmark

4K schreiben (QD 1)

MB/s
Mehr ist besser

AS SSD Benchmark

4K lesen (QD 64)

MB/s
Mehr ist besser

AS SSD Benchmark

4K schreiben (QD 64)

MB/s
Mehr ist besser

AS SSD Benchmark

Sequenziell lesen (QD 1)

MB/s
Mehr ist besser

AS SSD Benchmark

Sequenziell schreiben (QD 1)

MB/s
Mehr ist besser

Beim Schreiben erreicht die AMD Radeon R7 SSD auch in diesem Benchmark Spitzenwerte, beim Lesen sieht es deutlich schlechter aus.


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 Benchmark

Kopierbenchmark - Iso

MB/s
Mehr ist besser

AS SSD Benchmark

Kopierbenchmark - Programm

MB/s
Mehr ist besser

AS SSD Benchmark

Kopierbenchmark - Spiel

MB/s
Mehr ist besser

Das Kopieren von Daten erledigt die AMD Radeon R7 SSD je nach Art der Daten unterschiedlich schnell.


Synthetische Benchmarks geben jeweils nur extreme Anwendungsfälle wieder. Bei der alltäglichen Nutzung eines Systems fallen sehr viele unterschiedliche Zugriffsmuster an, von sehr kleinen Blöcken bis hin zu großen sequenziellen Transfers. Ein Trace-Benchmark gibt genau diese Zugriffsmuster wieder, die zuvor während der Nutzung eines Systems aufgezeichnet wurden. PCMark 8 verwendet die Zugriffsmuster mehrerer Anwendungen, wobei sich auch die jeweils geschriebene bzw. gelesene Datenmenge unterscheidet, wie die folgende Tabelle zeigt. Die Testdaten sind vollständig inkompressibel.

Bestandteile des Storage-Benchmarks
AnwendungsprofilInsgesamt gelesenInsgesamt geschrieben
Adobe Photoshop light 313 MB 2336 MB
Adobe Photoshop heavy 468 MB 5640 MB
Adobe Illustrator 373 MB 89 MB
Adobe InDesign 401 MB 624 MB
Adobe After Effects 311 MB 16 MB
Microsoft Word 107 MB 95 MB
Microsoft Excel 73 MB 15 MB
Microsoft PowerPoint 83 MB 21 MB
World of Warcraft 390 MB 5 MB
Battlefield 3 887 MB 28 MB

Als Änderung im Vergleich zu PCMark 7 hat Futuremark die Komprimierung der Leerlaufzeit (idle time compression) entfernt, sodass sich die abgespielten Traces eher wie eine echte Anwendung verhalten. Im Gegensatz zu früher geben wir als Ergebnis dieses Tests nicht mehr die von PCMark berechnete Punktzahl an, sondern die theoretische Bandbreite. Diese berechnet sich aus der Menge an gelesenen und geschriebenen Daten (vgl. Tabelle) dividiert durch die Zeit, die das Laufwerk mit der Abarbeitung von mindestens einer Anfrage beschäftigt war. Eine höhere Bandbreite bedeutet also, dass kürzer auf das Laufwerk gewartet werden musste und sich die Reaktionszeit einer Anwendung so auch insgesamt verkürzt.

Futuremark PCMark 8

Storage - Gesamtwertung

MB/s
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Das Ergebnis der AMD Radeon R7 SSD fällt in diesem Test überraschend schlecht aus. Verantwortlich ist möglicherweise die vergleichsweise niedrige Lesegeschwindigkeit bei kleinen Blöcken und niedrigen Anfragetiefen.

Die folgenden Diagramme zeigen die Bandbreite der einzelnen Laufwerke in den jeweiligen Einzeldisziplinen. Die beiden Spieletests bestehen aus dem Login, bei Battlefield 3 aus dem Laden eines Spielstands und schließlich dem Start des spielens.

Futuremark PCMark 8

Storage - Battlefield 3

MB/s
Mehr ist besser

Futuremark PCMark 8

Storage - World of Warcraft

MB/s
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Um die Geschwindigkeit der Laufwerke in einem Office-Szenario zu testen, werden Powerpoint, Excel und Word aus Microsofts Office-Suite verwendet. Dabei wird ein Dokument geöffnet, bearbeitet, gespeichert und das Programm wieder geschlossen.

Futuremark PCMark 8

Storage - Microsoft Powerpoint

MB/s
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Futuremark PCMark 8

Storage - Microsoft Excel

MB/s
Mehr ist besser

Futuremark PCMark 8

Storage - Microsoft Word

MB/s
Mehr ist besser

Während Office-Anwendungen für das Storage-System nicht sehr anspruchsvoll sind, fordern die Anwendungen von Adobe die Laufwerke deutlich mehr. Insbesondere beim "Adobe Photoshop (heavy)"-Test werden sehr viele Daten geschrieben, hier wird eine PSD-Datei geöffnet, bearbeitet und schließlich in verschiedenen Formaten gespeichert.

Futuremark PCMark 8

Storage - Adobe After Effects

MB/s
Mehr ist besser

Futuremark PCMark 8

Storage - Adobe Indesign

MB/s
Mehr ist besser

Futuremark PCMark 8

Storage - Adobe Illustrator

MB/s
Mehr ist besser

Futuremark PCMark 8

Storage - Adobe Photoshop (heavy)

MB/s
Mehr ist besser

Futuremark PCMark 8

Storage - Adobe Photoshop (light)

MB/s
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Lediglich in den schreibintensiven Einzeldisziplinen gelingt es der AMD Radeon R7 SSD, sich im oberen Mittelfeld zu platzieren.


Der PCMark 8 „Expanded Storage"-Test besteht aus zwei Teilen, dem „Consistency test" und dem „Adaptivity test". Letzterer prüft, wie gut sich ein Storage-System an eine bestimmte Last anpassen kann. Für uns interessanter ist der erste Test, der den Performanceverlust eines Speichersystems messen soll. Bisher haben wir für diesen Zweck eine Kombination von HDTach und Iometer eingesetzt: Zuerst wurde die sequenzielle Performance im Neuzustand gemessen, dann das Laufwerk mit Iometer extrem stark beansprucht und anschließend wieder die Performance gemessen. Die Performance vieler Laufwerke ist dabei nicht selten um 50% und mehr eingebrochen. Dieses Vorgehen erlaubt eine Aussage über den Worst Case.

Das Vorgehen von PCMark 8 ist deutlich näher am Alltag: In der ersten Phase wird das Laufwerk zweimal komplett gefüllt, wobei der zweite Durchlauf sicherstellen soll, dass auch der dem Nutzer nicht zugängliche Speicher gefüllt wird. In der zweiten Phase (Degrade) wird das Laufwerk insgesamt achtmal hintereinander mit zufälligen Schreibzugriffen belastet, wobei der erste Durchgang 10 Minuten dauert und jeder weitere Durchlauf fünf Minuten länger. Nach jedem Durchgang wird die Performance gemessen. In der dritten Phase (Steady state) finden fünf weitere Durchläufe mit jeweils 45 Minuten Schreibdauer statt, auch hier wird die Performance gemessen. In der letzten Phase (Recovery) wird nach einer Leerlaufzeit von fünf Minuten die Performance gemessen. Diese Messung wird inklusive der Leerlaufzeit fünfmal wiederholt und soll dem Laufwerk die Möglichkeit geben, sich zu regenerieren.

Die beiden folgenden Diagramme zeigen, wie lange unterschiedliche Laufwerke in den verschiedenen Phasen durchschnittlich brauchen, um einen Lese- oder Schreibzugriff zu beantworten. Hierbei beschränken wir uns auf den größten Teil des Trace-Benchmarks, nämlich das Profil „Photoshop Heavy", bei welchem 468 MB gelesen und 5640 MB geschrieben werden. Sowohl dieser als auch die vorherigen Tests mit HDTach und Iometer haben ihre Daseinsberechtigung, für den Alltag relevanter sollten allerdings diese Ergebnisse sein.

de consistency read access-500

de consistency write access-500

Das nächste Diagramm zeigt wieder die Bandbreite, wie wir sie von den beiden vorherigen Seiten kennen. Es werden alle Profile in die Berechnung miteinbezogen.

en consistency bandwidth-500

Bei der Langzeitperformance schneidet die AMD Radeon R7 SSD vergleichsweise gut ab.


Bei der Performance liefert die AMD Radeon R7 SSD kein gleichmäßiges Bild, bei kleinen Datenblöcken gehört sie beim Lesen zu den langsamsten und beim Schreiben zu den schnellsten Laufwerken. Mit steigender Anfragetiefe pendelt sich die Radeon R7 schließlich im Mittelfeld ein. Die sequenziellen Transferraten sind auf einem guten Niveau, auch wenn die Schreibleistung aufgrund der verwendeten Pseudo-SLC-Technik nicht in jedem Fall erreicht wird. Für die anvisierte Käufergruppe, die Gamer, liefert das Laufwerk aber  eine ansprechende Leistung.

Etwas verwundert sind wir vom schlechten Abschneiden der AMD Radeon R7 SSD beim PCMark Storage-Benchmark. Sehr gut ist hingegen die Langzeitperformance bzw. die Performance nach starker Belastung. Die AMD Radeon R7 SSD hält ihr Niveau also auch auf lange Sicht, während die Crucial MX100 beispielsweise sehr stark abfallen und sogar langsamer als die AMD Radeon R7 SSD werden kann, obwohl sie im Neu- oder kaum benutzten Zustand deutlich schneller ist.

Ist die AMD Radeon R7 SSD erst der Anfang?

Für Fans der Marke AMD dürfte die Kaufentscheidung sowieso schon gefallen sein, und es gibt keinen Grund, von der Radeon R7 SSD abzuraten. Wie empfehlenswert sie letztendlich wird, hängt wie immer auch maßgeblich vom Preis ab. Da die AMD Radeon R7 SSD zwischen der OCZ Vertex 460 und Vector 150 positioniert wurde, sollte sich auch der Preis bei großflächiger Verfügbarkeit entsprechend einpendeln, also zwischen 107 und 133 Euro für das Modell mit 240 GB. Verglichen mit der Preis-Leistungs-Referenz Crucial MX100, die zur Zeit bei ca. 90 Euro liegt, könnte der Preis ein angemessenes Niveau erreichen, die MX100 zählt schließlich auch als Mainstream-Laufwerk und besitzt mit drei Jahren ein Jahr weniger Herstellergarantie als die AMD Radeon R7 SSD.

Sollte es einmal zum Garantiefall kommen, kann man sich bei der AMD Radeon R7 SSD über eine einfache Abwicklung freuen: Um einen Garantiefall zu melden wird lediglich die Seriennummer benötigt, ein Kaufbeleg wird nicht gefordert. Danach erhält man im Vorabtausch ein neues Laufwerk und kann das defekte per beigelegtem Rücksendeschein an den Hersteller schicken. Diese Art der Garantieabwicklung nennt OCZ „Shield Plus" – wir würden uns freuen, wenn diese unkomplizierte Garantieabwicklung auch bei anderen Herstellern zum Standard wird.

Positive Aspekte der AMD Radeon R7 SSD:

Negative Aspekte der AMD Radeon R7 SSD: