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SSD-Leistungsüberprüfung – 270 TB geschrieben

by Kevin O'Brien

Wir alle wissen, dass SSDs schnell sind, aber wir wissen auch, dass sie nur über einen begrenzten Zeitraum schnell sind. SSDs verschleißen, wenn auf sie geschrieben wird, einige schneller als andere, je nach NAND, wie viele oder welche Art von Daten auf die SSD geschrieben werden usw. Die Angst vor dem Tod der SSD oder der schlechten Leistung einer alten SSD hält viele Menschen davon ab, auf Solid State zu migrieren. Für Verbraucher ist es schwierig, sich mit der Ausdauer auseinanderzusetzen, da die meisten von uns wie bei den Handy-Minuten nicht wissen, wie viele Daten wir an einem bestimmten Tag schreiben. Die Vorstellung, Programmier-/Löschzyklen in einer SSD mit zunehmendem Alter zu zählen, ist also mehr als fremd. Um SSD-Käufern und derzeitigen Besitzern einen besseren Überblick über die Lebensdauer und Lebensdauer von SSDs zu verschaffen, haben wir eine Reihe von Tests durchgeführt Patriot Wildfire SSD Mit konstantem Laufwerk schreibt es fast einen Monat lang und hat es für diesen Test verglichen, 270 TB später. In diesem Test untersuchen wir, wie sehr sich die Leistung im Laufe der Zeit ändert, wenn Sie eine 120-GB-LSI-SandForce-SF-2200-SSD auf 20 % der verbleibenden Lebensdauer bringen.


Wir alle wissen, dass SSDs schnell sind, aber wir wissen auch, dass sie nur über einen begrenzten Zeitraum schnell sind. SSDs verschleißen, wenn auf sie geschrieben wird, einige schneller als andere, je nach NAND, wie viele oder welche Art von Daten auf die SSD geschrieben werden usw. Die Angst vor dem Tod der SSD oder der schlechten Leistung einer alten SSD hält viele Menschen davon ab, auf Solid State zu migrieren. Für Verbraucher ist es schwierig, sich mit der Ausdauer auseinanderzusetzen, da die meisten von uns wie bei den Handy-Minuten nicht wissen, wie viele Daten wir an einem bestimmten Tag schreiben. Die Vorstellung, Programmier-/Löschzyklen in einer SSD mit zunehmendem Alter zu zählen, ist also mehr als fremd. Um SSD-Käufern und derzeitigen Besitzern einen besseren Überblick über die Lebensdauer und Lebensdauer von SSDs zu verschaffen, haben wir eine Reihe von Tests durchgeführt Patriot Wildfire SSD Mit konstantem Laufwerk schreibt es fast einen Monat lang und hat es für diesen Test verglichen, 270 TB später. In diesem Test untersuchen wir, wie sehr sich die Leistung im Laufe der Zeit ändert, wenn Sie eine 120-GB-LSI-SandForce-SF-2200-SSD auf 21 % der verbleibenden Lebensdauer bringen.

Wenn es darum geht, die Leistung von Flash-Speichermedien im Laufe der Zeit zu analysieren, ist es wichtig, sich darüber im Klaren zu sein, dass sich SSDs mit der Abnutzung des NAND verändern. Wenn wir über diese Leistungsänderung sprechen, ist sie nicht auf die Speicherbereinigung, die Aktivierung von TRIM oder auch nur auf die Konstante zurückzuführen -State-Nutzung, aber stattdessen geht es darum, wie sich der Flash-Speicher verschlechtert, wenn er sich seinem Programmier-/Lösch-Limit (P/E-Zyklus) nähert. Für dieses spezielle Laufwerk liegt diese Grenze bei etwa 5,000 P/E-Zyklen mit 32-nm-Toshiba-MLC-Toggle-NAND.

Um zu zeigen, wie diese Veränderungen aussehen, wenn eine SSD altert, haben wir eine Patriot WildFire SSD mit 120 GB auf die verbleibende Lebensdauer von 21 % heruntergefahren, 270 TB an inkompressiblen Daten darauf geschrieben und sie sicher gelöscht, um sie in einem nahezu frischen „Out-of-Box“-Zustand zu testen. Zustand. In dieser Zeit wurde auch die Firmware aktualisiert, um die Zuverlässigkeit zu verbessern SandForce BlueScreen-Fehler, von der ursprünglich getesteten Version 319A auf 332A, die neueste verfügbare Version, aber kein Leistungsupgrade.

Synthetische Benchmarks

Im Auslieferungszustand verzeichnete der Patriot Wildfire Geschwindigkeiten von über 555 MB/s, Lese- und Schreibgeschwindigkeiten von 520 MB/s; genau an den oberen Grenzen der SATA-III-Schnittstelle. Um zu sehen, wie sich die Leistung nach einer schreibintensiven Zeit stabilisiert, haben wir IOMeter mit einem 2-MB-Sequenzübertragungstest verwendet, um die direkte Leistung dieses Laufwerks zu messen. Diese Tests dauern nur wenige Minuten und berücksichtigen anhaltende Burst-Geschwindigkeiten, ohne jedoch in den stationären Zustand überzugehen.

Bei Übertragungen großer Blöcke blieb die Leistung weitgehend gleich. Bei komprimierbaren Daten sank die maximale Lesegeschwindigkeit von 2 MB um 5 MB/s, aber bei inkomprimierbarer Leistung steigerte das Laufwerk tatsächlich die Schreibgeschwindigkeit um 9 MB/s.

Beim Wechsel zu zufälligen Übertragungen behält unser nächster Test die gleiche Übertragungsgröße von 2 MB in IOMeter bei, wechselt jedoch von einer sequenziellen zu einer zufälligen Arbeitslast.

In diesem Bereich blieben die inkompressiblen Geschwindigkeiten weitgehend gleich, während der betagte Patriot Wildfire bei inkompressiblen Daten immer noch einen Vorsprung von 5 MB/s bei der Schreibgeschwindigkeit hatte.

Der Übergang zu Small-Block-Transfers im nächsten Test befasst sich mit der 4K-Zufallsleistung, auch unter Verwendung von IOMeter.

Bei zufälligen Small-Block-Transfers war der betagte Patriot Wildfire mit 270 TB Schreibkapazität in jeder Hinsicht schneller und konnte sowohl inkompressible als auch komprimierbare zufällige Lese- und Schreibgeschwindigkeiten erzielen. Bei komprimierbaren Daten erhöhte sich die Geschwindigkeit des alten Laufwerks um 6.4 %, bei inkomprimierbaren Daten betrug die Leistungssteigerung lediglich 0.7 %. Immer noch nicht zu schäbig für eine Fahrt, die schon so weit fortgeschritten ist.

Unter Beibehaltung des 4K-Zufallsübertragungstests betrachten wir die Leistung unter ständig steigender Arbeitslast. Dies simuliert eine Multithread-Arbeitsumgebung mit einer Skalierung von einer Warteschlangentiefe von 1 bis 64.

Der abgenutzte Patriot Wildfire behielt seinen Vorsprung vor dem frischen „out of the box“ Patriot Wildfire bis in die höheren Warteschlangentiefen und erreichte einen Spitzenwert von 55,000 IOPS gegenüber 44,000 IOPS neu.

Die zufälligen 4K-Schreibgeschwindigkeiten waren eine interessante Änderung, die entweder ein nicht offengelegter Vorteil eines der jüngsten stabilitätsbezogenen Firmware-Updates war oder eine Änderung gegenüber dem Laufwerk darstellte, als das NAND einzubrechen begann. Insgesamt verbesserte sich die Leistung und wurde deutlich besser stabil bei höheren Warteschlangentiefen mit einer zufälligen 4K-Schreiblast sowohl für inkomprimierbare als auch komprimierbare Daten.

Unser nächster Test untersucht die Laufwerkslatenz bei einer Warteschlangentiefe von eins. In diesem Test betrachten wir nicht nur die durchschnittliche Reaktionszeit, sondern auch, ob sich die Spitzenlatenz mit zunehmender Abnutzung des Laufwerks verändert hat. Die durchschnittliche Latenz sank mit der Steigerung der zufälligen 4K-Schreibleistung und betrug 0.0478 ms bis 0.0510 ms neu mit sich wiederholenden Daten und 0.0499 ms bis 0.0503 ms neu mit zufälligen Daten. Mit zunehmender Lebensdauer sank auch die Spitzenlatenz, mit einer neuen Spitzenlatenzgeschwindigkeit von 36.58 ms im Vergleich zu 45.20 ms im Auslieferungszustand.

Bei der Verwendung von CrystalDiskMark mit inkomprimierbaren Daten konnten wir deutlichere Unterschiede zwischen der neuen und der abgenutzten SSD erkennen. CrystalDiskMark zeigte langsamere sequentielle und zufällige 512K-Schreibgeschwindigkeiten und fiel von 253 MB/s im Neuzustand auf 183 MB/s im abgenutzten Zustand. Dieser Rückgang zeigte jedoch immer noch, dass das abgenutzte Modell höhere zufällige 4K-Schreibgeschwindigkeiten hatte.

Unsere letzte Gruppe synthetischer Benchmarks befasst sich mit einer gemischten Arbeitslast mit hoher Warteschlangentiefe, die Serverprofile abdeckt. Diese Tests skalieren von einer Warteschlangentiefe von 1 bis zu einer Warteschlangentiefe von 128. Die größte Veränderung, die wir in diesem Bereich beobachten konnten, bestand darin, dass die Leistung des Patriot Wildfire mit 270 TB auf der Uhr unter einer konstanten gemischten Lese-/Schreib-Arbeitslast endlich nachließ sinken, insbesondere bei inkompressiblen Datengeschwindigkeiten. Insbesondere in unseren Datenbank- und Workstation-Profilen sank die Leistung etwa bei einer Warteschlangentiefe von 8 deutlich. Die Leistung des Dateiservers und des schreibgeschützten Webservers blieb unter beiden Datenprofilen größtenteils gleich, wobei die Leistung des abgenutzten Wildfire über eine Warteschlangentiefe von 64 hinaus etwas schwankte .

Benchmarks aus der Praxis

Der erste reale Test ist unser HTPC-Szenario. In diesem Test umfassen wir: die Wiedergabe eines 720P-HD-Films im Media Player Classic, die Wiedergabe eines 480P-SD-Films in VLC, das gleichzeitige Herunterladen von drei Filmen über iTunes und die Aufzeichnung eines 1080i-HDTV-Streams über einen Zeitraum von 15 Minuten über Windows Media Center. Höhere IOps- und MB/s-Raten mit geringeren Latenzzeiten werden bevorzugt. In dieser Ablaufverfolgung haben wir aufgezeichnet, dass 2,986 MB auf das Laufwerk geschrieben und 1,924 MB gelesen wurden.

Die HTPC-Trace-Leistung blieb gleich, obwohl die durchschnittliche Latenz auf dem abgenutzten Laufwerk von 0.86 ms auf 0.83 ms sank.

Unser zweiter realer Test befasst sich mit der Festplattenaktivität in einem Produktivitätsszenario. Im Grunde genommen zeigt dieser Test die Laufwerksleistung bei normaler täglicher Aktivität für die meisten Benutzer. Dieser Test umfasst: einen dreistündigen Zeitraum in einer Büroproduktivitätsumgebung mit 32-Bit-Vista mit Outlook 2007, verbunden mit einem Exchange-Server, Surfen im Internet mit Chrome und IE8, Bearbeiten von Dateien in Office 2007, Anzeigen von PDFs in Adobe Reader und eine Stunde lokale Musikwiedergabe mit zwei Stunden zusätzlicher Online-Musik über Pandora. In dieser Ablaufverfolgung haben wir aufgezeichnet, dass 4,830 MB auf das Laufwerk geschrieben und 2,758 MB gelesen wurden.

In einer Produktivitätsumgebung steigerte der abgenutzte Patriot Wildfire die Gesamtübertragungsgeschwindigkeit um 7 MB/s und verbesserte die Latenzwerte von 0.82 ms auf 0.79 ms.

Unser dritter Praxistest befasst sich mit der Festplattenaktivität in einer Spieleumgebung. Im Gegensatz zum HTPC- oder Produktivitäts-Trace hängt dieser stark von der Leseleistung eines Laufwerks ab. Um eine einfache Aufschlüsselung der Lese-/Schreibprozentsätze zu geben: Der HTPC-Test umfasst 64 % Schreiben, 36 % Lesen, der Produktivitätstest 59 % Schreiben und 41 % Lesen, während der Gaming-Trace 6 % Schreiben und 94 % Lesen umfasst. Der Test besteht aus einem mit Steam vorkonfigurierten Windows 7 Ultimate 64-Bit-System, auf dem Grand Theft Auto 4, Left 4 Dead 2 und Mass Effect 2 bereits heruntergeladen und installiert sind. Der Trace erfasst die starke Leseaktivität jedes Spiels, das von Anfang an geladen wird, sowie Texturen im Verlauf des Spiels. In dieser Ablaufverfolgung haben wir aufgezeichnet, dass 426 MB auf das Laufwerk geschrieben und 7,235 MB gelesen wurden.

Ähnlich wie bei der von uns gemessenen Produktivitätsleistung verbesserte sich auch die Spieleleistung: Sie erreichte 2.35 MB/s und beschleunigte die durchschnittliche Reaktionszeit um 0.01 ms.

Energieverbrauch

Während wir Veränderungen in der Leistung feststellen konnten, war es für uns auch wichtig, den Stromverbrauch nach unserem Foltertest zu messen. Auf der abgenutzten SSD sank der Stromverbrauch während der Schreibaktivität sowohl für komprimierbare als auch für inkomprimierbare Daten. Der Stromverbrauch beim sequentiellen Lesen sank erheblich, von 3.51 Watt im neuen Zustand auf 1.84 Watt im defekten Zustand. Alle anderen Aktivitäten blieben ungefähr gleich, mit einem Anstieg des Strombedarfs beim Start.

Fazit

Wenn wir den 120-GB-Patriot Wildfire im Neuzustand mit einem ramponierten, fast todbringenden Zustand vergleichen, sind die Ergebnisse ziemlich beeindruckend. Zugegebenermaßen handelt es sich hierbei um ein Einzellaufwerksbeispiel, aber Verbraucher, die nach einer Mainstream-SSD suchen, sollten mit diesen Ergebnissen zumindest einigermaßen beruhigt sein. Da noch 20 % übrig sind und 270 TB auf das Laufwerk geschrieben werden, lässt die in einigen Bereichen gewonnene Leistung in anderen leicht nach, aber am Ende des Tages fährt das Laufwerk immer noch mit nahezu neuen Geschwindigkeiten dahin. Wir haben auch erfahren, dass bei bestimmten Nutzungsprofilen, insbesondere solchen, die Unternehmensbenutzer betreffen könnten, die Leistung bei inkomprimierbaren Daten bei hohen Warteschlangentiefen tatsächlich abnahm. Mit eMLC NAND würden solche Bedingungen erst dann erreicht, wenn viel mehr Daten auf das Laufwerk geschrieben würden.

Wenn wir von einer prognostizierten Lebensdauer des Wildfire von fünf Jahren ausgehen, bedeutet dies, dass die geschriebenen 20 TB, selbst wenn wir die SSD jetzt nicht mehr verwenden und noch 270 % übrig sind, ungefähr 150 GB entsprechen, die pro Tag auf das Laufwerk geschrieben werden, mehr als ein vollständiger Schreibvorgang auf das Laufwerk pro Tag. Selbst die aggressivsten Verbraucher werden eine SSD nicht annähernd so schlecht bestrafen, und wenn Sie es tun, wissen Sie es wahrscheinlich und werden eine Laufwerkslebensdauer von weniger als fünf Jahren akzeptieren. Auch die Art des NAND in diesem Laufwerk macht einen Unterschied: Es wird 32-nm-MLC-Toggle-NAND verwendet, das für 5,000 P/E-Zyklen ausgelegt ist, gegenüber 3,000 bei 2xnm.

Obwohl es sich zugegebenermaßen um eine Stichprobengröße von eins handelt, sind die Daten angesichts der zunehmenden Verbreitung von SSDs immer noch interessant und relevant. StorageReview entwickelt weiterhin zusätzliche Dauertests mit dem Ziel, mehr dieser Informationen der Öffentlichkeit zugänglich zu machen und Verbraucher besser über die Lebenserwartungen von SSDs aufzuklären.

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