Hohe Transferraten, Abstriche bei den IOPS

SSD-Test - OCZ Agility 3

16.08.2011 von Christian Vilsbeck
OCZ offeriert die Agility 3 als eine 2,5-Zoll-SSD, die hohe Performance bei einem ausgewogenen Preis-/Leistungsverhältnis bieten soll. Ähnlich ausgestattet wie die teurere Vertex 3 von OCZ überzeugt die Agility 3 mit Transferraten von über 500 MByte/s und hohen Durchsatzraten in den Praxistests.

Produktdaten: Mit der Agility 3 platziert OCZ eine Solid State Disks unterhalb der Topmodelle der Vertex-3-Serie. Bei den Komponenten unterscheidet sich die Agility 3 nur wenig von der Vertex 3. Beide nutzen als SSD-Controller von SandForce den den SF-2281, der SATA 6 Gb/s und Lese-/Schreibraten von 500 MByte/s unterstützt.

Die Agility 3 gibt es mit Kapazitäten von 60, 120 und 240 GByte. Zum Einsatz kommen jeweils MLC-NANDs. Statt der Flash-ICs Micron MT29F128G08CFAABWP-12 in der Vertex 3 setzt die Agility 3 auf die Bausteine vom Typ Micron MT29F128G08CFAAAWP (jeweils bei unseren getesteten 240-GByte-Versionen). Die MLC-NANDs in der Vertex 3 bieten 166 MT/s und bieten durch ihre interne Organisation mehr Geschwindigkeit.

OCZ Agility 3
OCZ Agility 3 - Modell AGT3-25SAT3-240G
Die SSD liefert Transferraten von über 500 MByte/s. OCZ bietet die Agility 3 mit Kapazitäten von 60, 120 und 240 GByte an.
OCZ Agility 3 - Modell AGT3-25SAT3-240G
Als Schnittstelle verwendet die SSD SATA 6 Gb/s. Bei den Transferraten würde SATA II auch nicht mehr ausreichen.
OCZ Agility 3 - Modell AGT3-25SAT3-240G
Als Controller verwendet die Agility 3 den SandForce SF-2281.
OCZ Agility 3 - Modell AGT3-25SAT3-240G
OCZ verbaut bei der Agility 3 MLC-NANDs von Micron.
OCZ Agility 3 - Modell AGT3-25SAT3-240G
Im Mittel erreicht die Agility 3 eine sequenzielle Leserate von sehr guten 498 MByte/s.
OCZ Agility 3 - Modell AGT3-25SAT3-240G
Beim sequenziellen Schreiben erreicht die SSD im Durchschnitt 415 MByte/s.

Der SandForce-Controller SF-2281 verzichtet wie sein Vorgänger SF-1200 auf einen extra Cache-Baustein. Um trotzdem eine sehr hohe Schreibleistung in der Praxis zu erzielen, nutzt SandForce die Technologie "DuraWrite". Der Schreibalgorithmus fasst im Prinzip die zu Daten zusammen und komprimiert sie vor dem Schreibvorgang. Ganz ohne Cache kommt jedoch auch der neue SF-2281 nicht zurecht. Der Controller besitzt intern einen kleinen Datenpuffer - Angaben zur Größe macht SandForce allerdings nicht. Die OCZ Agility 3 unterstützt mit dem SF-2281 den TRIM-Befehl. Das speziell für SSDs entwickelte ATA-Kommando ändert die Löschstrategie und beschleunigt so Schreibzugriffe. OCZ spezifiziert die Agility 3 wie die Vertex 3 mit einer sehr hohen MTBF von 2.000.000 Stunden.

Die im Testlabor getestete 240-GByte-Version der Agility 3 mit der Modellnummer AGT3-25SAT3-240G kostet bei typischen Online-Händlern zirka 400 Euro. Für die 120-GByte-Variante sind rund 180 Euro fällig. Zum Vergleich: Die OCZ Vertex 3 mit 240 GByte Kapazität kostet mit zirka 430 Euro beziehungsweise 210 Euro für die 120-GByte-Variante jeweils ungefähr 30 Euro mehr. (Stand Preise: 18.06.11).

Benchmarks

Geschwindigkeit: Bei den Performance-Tests erreicht die OCZ Agility 3 mit einer maximalen sequenziellen Leserate von 506 MByte/s den sehr hohen Level der Vertex 3. Beide SSDs verwenden SATA 6 Gb/s sowie den SF2281-Controller. Die hohe Leserate wird über die komplette Kapazität aufrecht erhalten - sie bricht nur partiell auf 495 MByte/s ein. Auch beim sequenziellen Schreiben bietet die Agility 3 bei einem Maximum von 453 MByte/s das sehr hohe Leistungsniveau der Vertex 3. Der Einbruch hält sich in Grenzen: im Mittel schreibt die SSD mit 415 MByte/s.

Sequenzielle Leserate: Im Mittel erreicht die Agility 3 eine sequenzielle Leserate von sehr guten 498 MByte/s.

Bei unseren Praxistests überzeugt die OCZ Agility 3 ebenfalls. Mit Werten von 248, 279 und 241 MByte/s beim Lesen, Schreiben und Kopieren von Dateien unterschiedlicher Größe liegt die SSD nur minimal hinter der Vertex 3. Selbst die PCI-Express-basierende SSD-Karte OCZ RevoDrive X2 mit vier im RAID-Verbund arbeitenden SF-1200-Controllern ist kaum schneller. Die sehr guten Praxisergebnisse der Agility 3 wiederholen sich auch in den Anwendungstests von PCMark Vantage.

Sequenzielle Schreibrate: Beim sequenziellen Schreiben erreicht die SSD im Durchschnitt 415 MByte/s.

Bei den für professionelle Enterprise-Anwendungen wichtigen IOPS zeigen sich Unterschiede zwischen der Agility 3 und Vertex 3. Bei 100 Prozent zufälligen Lesen mit 4 KByte Blöcken (unaligned) und Queue Depth 32 arbeitet die Agility 3 mit einer Rate von 26.416 IOPS zwölf Prozent langsamer als die Vertex 3 (29.877 IOPS). Beim Schreiben sowie den Szenarien Datenbankserver, Fileserver und Webserver ist der Unterschied ähnlich.

Obwohl die Agility 3 bei den IOPS der Vertex 3 nicht ganz folgen kann, schlägt sie ihrerseits fast durchgängig die restliche 2,5-Zoll-SSD-Konkurrenz in unserem Vergleichsfeld.

Fazit & Daten

Bei den sequenziellen Transferraten sowie den wichtigen Praxistests beim Lesen, Schreiben und Kopieren von Dateien überzeugt die OCZ Agility 3 mit hervorragenden Transferraten. Einen "spürbaren" Unterschied zur zirka acht bis 17 Prozent teureren Vertex 3 (je nach Kapazität) gibt es nicht. Insofern lässt sich beim typischen Einsatz in Notebooks oder Desktop-PCs die Agility 3 mehr empfehlen als die Vertex 3 - weil sie ohne wirkliche Performance-Einbußen etwas günstiger ist. Gegenüber den weit verbreiteten SSDs mit SandForce-1200-Controller gibt es mit der Agility 3 zirka 45 bis 80 Prozent mehr Performance bei den alltäglichen Praxis-Szenarien.

Wird viel Wert auf hohe IOPS gelegt, was beispielsweise beim Einsatz der SSD in Datenbank-, Web- oder Fileservern wichtig ist, so sollte eher zur Vertex 3 gegriffen werden. Die Agility 3 liefert bei den professionellen Workloads zirka zwölf Prozent geringere IOPS als die Vertex 3.

Quickinfo

Produkt

Agility 3 AGT3-25SAT3-240G

Hersteller

OCZ

Kapazität

240 GByte

Technologie

MLC-NAND

Controller

SandForce SF-2281

Cache / Puffer

Interner Cache im Controller SF-2281 - keine Größenangabe vom Hersteller

Interface

SATA 6 Gb/s

MTBF

2.000.000 Std.

Formfaktor

2,5 Zoll

Garantie

3 Jahre

Preis (Stand: 18.06.11)

zirka 400 Euro

Testplattform

Als Testplattform für die SSDs dient uns ein Gigabyte 890GPA-UD3H mit AMD-Chipsatz 890GX. Das Socket-AM3-Mainboard statten wir mit einem Phenom II X4 910e aus. Die Quad-Core-CPU arbeitet mit einer Taktfrequenz von 2,6 GHz und ist mit einer maximalen Verlustleistung von 65 Watt besonders stromsparend. Dem Prozessor stehen 4 GByte DDR3-1333-DIMMs als Arbeitsspeicher zur Verfügung.

Testplattform: Alle 3,5-Zoll-Desktop-Festplatten werden an einem Gigabyte 890GPA-UD3H getestet. Als Betriebssystem kommt Windows 7 Professional in der 32-Bit-Ausführung zum Einsatz.

Die Ansteuerung der Festplatten übernimmt AMDs Chipsatz 890GX, der sechs SATA-3.0-Schnittstellen zur Verfügung stellt. Damit sind theoretische Transferraten von 600 MByte/s über das Interface möglich. Für Laufwerke oder Storage-Controller mit PCI-Express-Schnittstelle stehen Gen2-Interfaces zur Verfügung.

SATA 3.0: Der Chipsatz AMD 890GX stellt secht SATA-Ports mit 6 GBit/s zur Verfügung.

Als Systemlaufwerk setzen wir die 500-GByte-Festplatte Samsung SpinPoint F3 HD502HJ ein. Die SATA-II-Festplatte beherbergt das Betriebssystem Windows 7 Professional in der 32-Bit-Ausführung.

Testszenarien

Die Leistungsfähigkeit einer Solid State Disk und Festplatte bewerten wir anhand von verschiedenen Tests. Wir unterscheiden zwei Kategorien: Der Lowlevel-Benchmark tecBench lotet die maximale Leistungsfähigkeit der SSDs mit möglichst wenig Betriebssystem-Overhead ohne Cache aus. Damit lassen sich die Angaben in den Datenblättern der Hersteller überprüfen. Um die Performance der Laufwerke in der Praxis zu untersuchen, führen wir mit unserem Applikationsbenchmark tecMark Schreib-, Lese- und Kopiertests unter realen Bedingungen durch. Zusätzlich verwenden wir die HDD-Tests der PC Mark Vantage Benchmark-Suite. Welche IOPS die SSDs in Enterprise-Szenarien liefern, messen wir mit IOMeter.

tecBench: Hardwarenaher Lowlevel-Benchmark, der die Leistung einer Festplatte weit gehend unabhängig von betriebssystemseitigen Optimierungen (z.B. Caching) und Betriebssystemoverhead (z.B. NTFS-Filesystem) beurteilt. Der Benchmark nutzt die unter Windows verfügbaren Festplatten-Devices ("\\\\.\\PhysicalDrive0", etc.) im ungepufferten Betriebsmodus ("FILE_FLAG_NO_BUFFERING" im Aufruf von CreateFile(), um möglichst nah am Festplattentreiber und damit hardwarenah zu messen.

Der Zugriffstest besteht aus einer Folge von SetFilePointer()-Aufrufen mit pseudozufällig generiertem Offsetparameter. Um sicherzustellen, dass nach jedem dieser Aufrufe auch wirklich eine physikalische Positionierung der Schreib-/Leseköpfe (bei Festplatten) erfolgt, ruft der Benchmark nach jedem SetFilePointer() die ReadFile()-Funktion auf, um durch das Lesen eine physikalische Positionierung zu erzwingen.

Der Schreib- und Lesetest bedient sich der WriteFile()-, respektive ReadFile()-Funktion, um Sequenzen von Sektoren an verschiedenen Stellen der Festplatte zu schreiben beziehungsweise zu lesen. Die Positionierung der Schreib-/Leseköpfe erfolgt wiederum mit SetFilePointer().

tecMark: Der Lese- und Schreibtest von tecMark wird durch die Funktionen ReadFile() und WriteFile() realisiert. Der Benchmark erzeugt dabei Dateien und liest/schreibt eine konfigurierbare Menge von Daten in diese beziehungsweise aus diesen Dateien. Um das typische Verhalten von Applikationen zu berücksichtigen, die nur in den seltensten Fällen größere Datenblöcke lesen oder schreiben, erfolgt der Datentransfer in Blöcken der Größe 8 KByte. Der Kopiertest von tecMark nutzt die Betriebssystemfunktion CopyFile().

PC Mark Vantage: Die HDD-Suite von PC Mark Vantage simuliert den typischen Alltagseinsatz einer SSD und Festplatte. Durch die Nachbildung der Dateioperationen wird der Durchsatz beim Start von Windows Vista simuliert. Außerdem überprüft PC Mark Vantage den möglichen Durchsatz beim Einsatz von Windows Defender sowie beim Windows Movie Maker.

IOMeter: IOMeter ist ein Tool zur Analyse des I/O-Subsystems. Das Benchmark-Tool erfasst die I/O-Transfers pro Sekunde und die Transferrate in MByte/s. Die IOmeter-Anwendung umfasst zwei Komponenten: die Controller-Iometer-GUI und die ausführbare Dynamo-Datei zur Arbeitlastgenerierung. Beide Komponenten können auch über die Befehlszeile ausgeführt werden. Innerhalb des Controllers haben Sie die Möglichkeit, verschiedene Verwendungsmuster zu testen. Wir verwenden vordefinierte Workloads zur Simulation von Random Read, Random Write, Webserver, Databaseserver, Fileserver und Streamingserver. Jeder Test läuft 30 Minuten auf den SSDs. Vor den Tests führt IOMeter ein Preconditioning zum Vorbereiten der Laufwerke durch.

Dieser Artikel basiert auf einem Beitrag der CW-Schwesterpublikation TecChannel.