43 PCI-Express SSD’s vergelijkingstest: Snel wordt mainstream!

Tomas Hochstenbach 9 januari 2019 05:59

Inhoudsopgave

Prestaties over tijd (consistency)

In tegenstelling tot bij een harde schijf is bij ssd’s het prestatieniveau niet constant. Wanneer een ssd langdurig tussen pauzes wordt belast en/of wanneer een ssd vrij vol zit, kunnen de prestaties (flink) inzakken. Het prestatieniveau van ssd’s onder de meest extreme omstandigheden (ofwel het worst case scenario) kunnen vasthouden worden de steady state prestaties genoemd.

Garbage collector

Eerst wat achtergrondinformatie. Data kan op een ssd per zogenaamde 'pagina', hoeveelheden van meestal 4, 8 of 16 kB, weggeschreven en uitgelezen worden. Om data te kunnen wegschrijven moeten datacellen echter eerst gewist worden: dat kan alleen per blok. Zo'n blok bestaat uit 128, 256 of 512 pagina's. Dit gegeven zorgt ervoor dat ssd’s slimme trucjes moeten uithalen. Wanneer een aantal pagina's aan data verwijderd moet worden, moet eerst de rest van de data uit het blok gekopieerd worden naar een ander blok, waarna het gehele blok geleegd kan worden. In de praktijk betekent het dat ssd-controllers schrijfacties zoveel mogelijk opsparen, deze vervolgens tegelijk naar nieuwe, vers geleegde blokken uitvoeren en tegelijkertijd verwijderacties pas op gezette tijden uitvoeren. Op die momenten, wanneer de ssd niets te doen heeft, schakelt de in de controller ingebakken garbage collector in, die verwijderacties daadwerkelijk doorvoert op chipniveau en overgebleven data zo veel mogelijk combineert in volle blokken, om op die manier zo veel mogelijk blokken volledig leeg te kunnen maken. Wanneer de ssd echter lange tijd continu, dus zonder een seconde rust, gebruikt wordt, kan de garbage collector niet tussendoor aan de slag. Op een gegeven moment zijn er dan geen lege blokken meer over en zal de ssd tussen het uitvoeren van commando's door aan garbage collection moeten gaan doen. Het resultaat: de prestaties worden lager.

Overprovisioneren

Dat effect wordt versterkt als de ssd erg vol zit; het aantal geheel lege blokken waar direct data in geschreven kan worden is dan per definitie beperkt. Nu is iedere ssd altijd enkele procenten geoverprovisioneerd, wat betekent dat er fysiek meer geheugen inzit dan je via het besturingssysteem kunt gebruiken. Zo heeft een 512 GB ssd in de regel 512 échte gigabytes (512 x 1024 x 1024 x 1024 = 549.755.813.888 bytes) aan boord, terwijl er voor het besturingssysteem slechts 512 GB berekend met 1000 bytes per kilobyte beschikbaar is (512 x 1000 x 1000 x 1000, ofwel 512.000.000.000 bytes, ofwel 476,8 échte gigabytes). Het verschil van 7,5% is wat de garbage collector kan legen, ook wanneer de ssd helemaal volgeschreven is. Duurdere ssd’s zijn in de regel veel meer dan 7,5% geoverprovisioneerd, wat maakt dat ze minder snel en minder vaak de garbage collector tijdens het verwerken van data hoeven te gebruiken.

TLC, SLC, MLC

Er is nog een reden waarom ssd’s tijdens een workload na enkele seconden, minuten of nog langer qua prestaties kunnen inzakken. Veel consumenten-ssd's maken gebruik van zogenaamd tlc-geheugen, waarbij drie bits per cel kunnen worden opgeslagen. Handig om de kosten laag te houden, maar het beschrijven van tlc-geheugen gaat veel langzamer dan bij slc of mlc (1- resp. 2-bits per cel) geheugen. Dit wordt door sommige fabrikanten opgevangen door een buffer; een geheugenchip en/of een deel van het flashgeheugen dat als slc wordt aangestuurd en dus sneller kan worden beschreven. Het idee is dat schrijfacties eerst naar buffer gaan en later naar langzaam tlc worden weggeschreven. Is de workload echter zo lang dat de buffer vol zit, dan moet er rechtstreeks naar tlc worden geschreven, met lagere doorvoersnelheden en hogere toegangstijden tot gevolg.

PCMark 8 consistency test

Wij testen de steady state prestaties met behulp van de PCMark 8 consistency test. Hierbij wordt de gehele PCMark 8 storage test, dus alle tien de reeds gesproken traces, 18 keer gedraaid.

Vooraf wordt de gehele schijf twee keer volledig met data beschreven. Dit gebeurt twee keer, om er voor te zorgen dat ook de volledige overprovisionering ‘bezet’ is. Gedurende de acht degradatiefases van de testen wordt de volledige PCMark 8 benchmark gedraaid, met daar tussenin telkens een constante workload van random schrijfopdrachten gedurende achtereenvolgens 10, 15, 20, tot maximaal 45 minuten. Gedurende de steady state fase wordt de benchmark nogmaals vijf keer gedraaid, met telkens opnieuw vooraf 45 minuten random schrijfworkloads. Tijdens de recovery-fase mag de schijf weer ‘op adem komen’ en wordt de benchmark vijf keer gedraaid met telkens 5 minuten idle tijd vooraf. Gedurende die tijd kan de ssd de garbage collector en andere interne optimalisaties z'n werk laten doen.

Op de productpagina's kun je van elke geteste ssd uitgebreid de resultaten bekijken: voor elk van de achttien runs vind je daar zowel de gemiddelde doorvoersnelheid als de gemiddelde toegangstijden bij zowel de lees- als de schrijfacties. In de grafieken op deze pagina staat de gemiddelde doorvoersnelheid alsook de gemiddelde lees- en schijftoegangstijd van de vijf tests in de steady state fase. Deze waardes geven een uiteindelijk beeld van de prestaties van SSD's in een worst case scenario.

Bandwidth
Gemiddelde lees access time
Gemiddelde schrijf access time

Advertentie

43 besproken producten

Vergelijk alle producten

Vergelijk		Product	Prijs
		Adata XPG Gammix S11 480GB 480 GB PCI-Express 3.0 x4 Silicon Motion SM2262 Triple-level cell (TLC) 3200 MB/s 1700 MB/s M.2 2280	Niet verkrijgbaar
		Corsair Force MP510 960GB 960 GB PCI-Express 3.0 x4 Phison PS5012 Triple-level cell (TLC) 3480 MB/s 3000 MB/s M.2 2280	Niet verkrijgbaar
		Corsair Force Series MP500 480GB 480 GB PCI-Express 3.0 x4 Phison PS5007 Multi-level cell (MLC) 3000 MB/s 2400 MB/s M.2 2280	Niet verkrijgbaar
		Corsair MP300 240GB 240 GB PCI-Express 3.0 x2 Phison PS5008-E8 Triple-level cell (TLC) 1580 MB/s 920 MB/s M.2 2280	Niet verkrijgbaar
		Crucial P1 1TB 1000 GB PCI-Express 3.0 x4 Silicon Motion SM2263 Quad-level cell (QLC) 2000 MB/s 1700 MB/s M.2 2280	Niet verkrijgbaar
		Crucial P1 500GB 500 GB PCI-Express 3.0 x4 Silicon Motion SM2263 Quad-level cell (QLC) 1900 MB/s 950 MB/s M.2 2280	Niet verkrijgbaar
		Intel 600p 512GB 512 GB PCI-Express 3.0 x4 Silicon Motion SM2260 Triple-level cell (TLC) 1775 MB/s 560 MB/s M.2 2280	Niet verkrijgbaar
		Intel 660p 512GB 512 GB PCI-Express 3.0 x4 Silicon Motion SM2263 Quad-level cell (QLC) 1500 MB/s 1000 MB/s M.2 2280	€ 79,15 4 winkels
		Intel 760p 512GB 512 GB PCI-Express 3.0 x4 Silicon Motion SM2262 Triple-level cell (TLC) 3230 MB/s 1625 MB/s M.2 2280	Niet verkrijgbaar
		Intel Optane 800p 60GB 60 GB PCI-Express 3.0 x2 Intel SLM4B 1450 MB/s 640 MB/s M.2 2280	Niet verkrijgbaar
		Intel Optane 800p 120GB 120 GB PCI-Express 3.0 x2 Intel SLM4B 1450 MB/s 640 MB/s M.2 2280	Niet verkrijgbaar
		Intel Optane 900p 280GB (HHHL) 280 GB PCI-Express 3.0 x4 Intel SLL3D 2500 MB/s 2000 MB/s PCIe x4 uitbreidingskaart	€ 397,83 1 winkel
		Intel Optane 900p 280GB (U.2) 280 GB PCI-Express 3.0 x4 Intel SLL3D 2500 MB/s 2000 MB/s 2.5 inch	Niet verkrijgbaar
		Intel Optane 900p 480GB (HHHL) 480 GB PCI-Express 3.0 x4 Intel SLL3D 2500 MB/s 2000 MB/s PCIe x4 uitbreidingskaart	Niet verkrijgbaar
		Intel Optane DC P4800X 750GB (HHHL) 750 GB PCI-Express 3.0 x4 2500 MB/s 2200 MB/s PCIe x4 uitbreidingskaart	€ 2.699,92 4 winkels
		Kingston A1000 240GB 240 GB PCI-Express 3.0 x2 Phison PS5008-E8 Triple-level cell (TLC) 1500 MB/s 800 MB/s M.2 2280	Niet verkrijgbaar
		Kingston A1000 480GB 480 GB PCI-Express 3.0 x2 Phison PS5008-E8 Triple-level cell (TLC) 1500 MB/s 900 MB/s M.2 2280	Niet verkrijgbaar
		Kingston A1000 960GB 960 GB PCI-Express 3.0 x2 Phison PS5008-E8 Triple-level cell (TLC) 1500 MB/s 1000 MB/s M.2 2280	Niet verkrijgbaar
		Kingston DCP1000 1.6TB 1600 GB PCI-Express 3.0 x8 Phison PS5007 Triple-level cell (TLC) 6800 MB/s 6000 MB/s PCIe x8 uitbreidingskaart	Niet verkrijgbaar
		Plextor M8Se 512GB 512 GB PCI-Express 3.0 x4 Marvell 88SS1093 Triple-level cell (TLC) 2450 MB/s 1000 MB/s PCIe x4 uitbreidingskaart	Niet verkrijgbaar
		Plextor M9Pe 512GB 512 GB PCI-Express 3.0 x4 Marvell 88SS1093 Triple-level cell (TLC) 3200 MB/s 2000 MB/s M.2 2280	Niet verkrijgbaar
		Samsung 950 Pro 256GB 256 GB PCI-Express 3.0 x4 Samsung UBX Multi-level cell (MLC) 2200 MB/s 900 MB/s M.2 2280	Niet verkrijgbaar
		Samsung 960 Evo 1TB 1000 GB PCI-Express 3.0 x4 Samsung Polaris Triple-level cell (TLC) 3200 MB/s 1900 MB/s M.2 2280	Niet verkrijgbaar
		Samsung 960 Evo 500GB 500 GB PCI-Express 3.0 x4 Samsung Polaris Triple-level cell (TLC) 3200 MB/s 1900 MB/s M.2 2280	Niet verkrijgbaar
		Samsung 960 Pro 512GB 512 GB PCI-Express 3.0 x4 Samsung Polaris Multi-level cell (MLC) 3500 MB/s 2100 MB/s M.2 2280	Niet verkrijgbaar
		Samsung 970 Evo 1TB 1000 GB PCI-Express 3.0 x4 Samsung S4LR020 (Phoenix) Triple-level cell (TLC) 3400 MB/s 2500 MB/s M.2 2280	€ 135,09 2 winkels
		Samsung 970 Evo 2TB 2000 GB PCI-Express 3.0 x4 Samsung S4LR020 (Phoenix) Triple-level cell (TLC) 3500 MB/s 2500 MB/s M.2 2280	€ 707,78 1 winkel
		Samsung 970 Evo 250GB 250 GB PCI-Express 3.0 x4 Samsung S4LR020 (Phoenix) Triple-level cell (TLC) 3400 MB/s 1500 MB/s M.2 2280	Niet verkrijgbaar
		Samsung 970 Evo 500GB 500 GB PCI-Express 3.0 x4 Samsung S4LR020 (Phoenix) Triple-level cell (TLC) 3400 MB/s 2300 MB/s M.2 2280	Niet verkrijgbaar
		Samsung 970 Pro 1TB 1000 GB PCI-Express 3.0 x4 Samsung S4LR020 (Phoenix) Multi-level cell (MLC) 3500 MB/s 2700 MB/s M.2 2280	€ 179,95 2 winkels
		Samsung 970 Pro 512GB 512 GB PCI-Express 3.0 x4 Samsung S4LR020 (Phoenix) Multi-level cell (MLC) 3500 MB/s 2300 MB/s M.2 2280	Niet verkrijgbaar
		Silicon Power P32A80 M.2 128GB 128 GB PCI-Express 3.0 x2 Marvell 88NV1160 Triple-level cell (TLC) 1600 MB/s 1000 MB/s M.2 2280	Niet verkrijgbaar
		Silicon Power P32A80 M.2 256GB 256 GB PCI-Express 3.0 x2 Marvell 88NV1160 Triple-level cell (TLC) 1600 MB/s 1000 MB/s M.2 2280	Niet verkrijgbaar
		Silicon Power P32A80 M.2 512GB 512 GB PCI-Express 3.0 x2 Marvell 88NV1160 Triple-level cell (TLC) 1600 MB/s 1000 MB/s M.2 2280	Niet verkrijgbaar
		Toshiba OCZ RD400 1TB (PCIe x4) 1000 GB PCI-Express Toshiba TC58NCP070GSB Multi-level cell (MLC) 2600 MB/s 1550 MB/s PCIe x4 uitbreidingskaart	Niet verkrijgbaar
		Toshiba RC100 240GB 240 GB PCI-Express 3.0 x2 Triple-level cell (TLC) 1600 MB/s 1050 MB/s M.2 2242	Niet verkrijgbaar
		Toshiba RC100 480GB 480 GB PCI-Express 3.0 x2 Triple-level cell (TLC) 1600 MB/s 1100 MB/s M.2 2242	Niet verkrijgbaar
		Toshiba XG6 1TB 1000 GB PCI-Express 3.0 x4 Toshiba TC58NCP090GSD Triple-level cell (TLC) 3180 MB/s 2960 MB/s M.2 2280	Niet verkrijgbaar
		Transcend MTE820 256GB M.2 256 GB PCI-Express 3.0 x4 Triple-level cell (TLC) 1370 MB/s 830 MB/s M.2 2280	Niet verkrijgbaar
		Western Digital Black 2018 NVMe 1TB 1000 GB PCI-Express 3.0 x4 SanDisk 20-88-007011 Triple-level cell (TLC) 3400 MB/s 2800 MB/s M.2 2280	Niet verkrijgbaar
		Western Digital Black 2018 NVMe 250GB 250 GB PCI-Express 3.0 x4 SanDisk 20-88-007011 Triple-level cell (TLC) 3000 MB/s 1600 MB/s M.2 2280	Niet verkrijgbaar
		Western Digital Black 2018 NVMe 500GB 500 GB PCI-Express 3.0 x4 SanDisk 20-88-007011 Triple-level cell (TLC) 3400 MB/s 2500 MB/s M.2 2280	Niet verkrijgbaar
		Western Digital Black PCIe 512GB 512 GB PCI-Express 3.0 x4 Marvell 88SS1093 Triple-level cell (TLC) 2050 MB/s 800 MB/s M.2 2280	Niet verkrijgbaar