IOPS-Optimierung für professionelle Anwendungen

SSD-Test - OCZ Vertex 3 Max IOPS

02.08.2011 von Christian Vilsbeck
OCZ offeriert mit der Vertex 3 Max IOPS eine 2,5-Zoll-SSD, die speziell für hohe Performance und anspruchsvolle Anwendungen optimiert ist. Neben Transferraten von über 500 MByte/s überzeugt die SSD mit SATA 6 Gb/s und SandForce-2200-Controller vor allem durch die sehr hohen IOPS.

Produktdaten: OCZ bietet mit der Vertex 3 Max IOPS eine leistungsgesteigerte Variante der Vertex 3 an. Die Variante Max IOPS legt den Schwerpunkt, wie der Name bereits andeutet, auf möglichst hohe Werte bei den IOPS. Die Vertex 3 Max IOPS gibt es mit Kapazitäten von 120 und 240 GByte.

Sowohl die Vertex 3 als auch die Vertex 3 Max IOPS nutzen als SSD-Controller von SandForce den SF-2281, der SATA 6 Gb/s und Lese-/Schreibraten von 500 MByte/s unterstützt. Außerdem soll der Controller für die im Enterprise-Segment sehr wichtigen IOPS eine konkurrenzlose Leistung ermöglichen. Bei der Vertex 3 Max IOPS verwendet OCZ gegenüber der normalen Vertex 3 eine angepasste Firmware. Außerdem nutzt die Max IOPS in unserer gestesteten 240-GByte-Variante mit der Modellnummer VTX3MI-25SAT3-240G 16 MLC-NANDs vom Typ Toshiba TH58TAG7D2FBAS9 statt die Flash-ICs Micron MT29F128G08CFAABWP-12.

OCZ Vertex 3 Max IOPS Modell VTX3MI-25SAT3-240G
OCZ Vertex 3 Max IOPS Modell VTX3MI-25SAT3-240G
Die Vertex 3 Max IOPS liefert Transferraten von über 500 MByte/s. OCZ bietet die auf hohe IOPS ausgelegte SSD mit Kapazitäten von 120 und 240 GByte an.
OCZ Vertex 3 Max IOPS Modell VTX3MI-25SAT3-240G
Bei der Schnittstelle setzt die Vertex 3 Max IOPS auf SATA 6 Gb/s. Bei Transferraten von 500 MByte/s ist diese bereits zwingend notwendig.
OCZ Vertex 3 Max IOPS Modell VTX3MI-25SAT3-240G
Als Controller verwendet die Vertex 3 Max IOPS - wie die normale Vertex 3 - den SandForce SF-2281.
OCZ Vertex 3 Max IOPS Modell VTX3MI-25SAT3-240G
OCZ verbaut bei der Vertex 3 Max IOPS MLC-NANDs von Toshiba. Bei der normalen Vertex 3 kommen MLC-NANDs von Micron zum Einsatz.
OCZ Vertex 3 Max IOPS Modell VTX3MI-25SAT3-240G
: Im Mittel erreicht die Vertex 3 eine sequenzielle Leserate von hervorragenden 498 MByte/s.
OCZ Vertex 3 Max IOPS Modell VTX3MI-25SAT3-240G
Beim sequenziellen Schreiben erreicht die SSD im Durchschnitt 400 MByte/s.

Neu bei der SF-2200-Serie gegenüber den SF-1200-Vorgängern ist eine EEC-Fehlerkorrektur, die bis zu 55 Bits in einem 512-KByte-Sektor korrigieren kann. Außerdem sorgt eine integrierte 256-Bit-AES-Verschlüsslung mit Passwort-Vergabe auf Laufwerks-Level für eine erhöhte Sicherheit beim Datenschutz - beim SF-1200 ist die Verschlüsselung auf 128 Bit begrenzt. Die OCZ Vertex 3 Max IOPS unterstützt auch den TRIM-Befehl. Das speziell für SSDs entwickelte ATA-Kommando ändert die Löschstrategie und beschleunigt so Schreibzugriffe. OCZ spezifiziert die Vertex 3 Max IOPS wie bereits die normale Vertex 3 mit einer sehr hohen MTBF von 2.000.000 Stunden.

Die im TecChannel-Testlabor getestete 240-GByte-Version der Vertex 3 Max IOPS mit der Modellnummer VTX3MI-25SAT3-240G kostet bei typischen Online-Händlern zirka 510 Euro. Für die 120-GByte-Variante sind zirka 250 Euro fällig. Zum Vergleich: Die normale OCZ Vertex 3 mit 240 GByte Kapazität gibt es mit zirka 450 Euro beziehungsweise 225 Euro für die 120-GByte-Variante jeweils zirka zehn Prozent günstiger. (Stand Preise: 06.06.11).

Benchmarks

Geschwindigkeit: Bei den Performance-Tests schafft die OCZ Vertex 3 Max IOPS mit einer maximalen sequenziellen Leserate von 502 MByte/s den sehr hohen Level der normalen Vertex 3. Beide SSDs verwenden SATA 6 Gb/s sowie den SF2281-Controller. Die Vertex 3 Max IOPS bricht über die komplette Kapazität hinweg in der Leserate partiell mit 495 MByte/s nur minimal ein. Beim sequenziellen Schreiben überzeugt die Vertex 3 Max IOPS bei einem Maximum von 464 MByte/s mit einer weiterhin konkurrenzlosen Transferrate in unserem Vergleichsfeld von 2,5-Zoll-SSDs. Der Einbruch hält sich ebenfalls wieder in Grenzen: im Minimum bricht die Vertex 3 Max IOPS vereinzelt auf 327 MByte/s ein, im Mittel transferiert die SSD aber mit 400 MByte/s. Selbst die Intel 510 mit SATA 6 Gb/s muss sich mit maximal 211 MByte/s sequenzieller Schreibrate deutlich geschlagen geben.

Sequenzielle Leserate: Im Mittel erreicht die Vertex 3 eine sequenzielle Leserate von hervorragenden 498 MByte/s.

Bei unseren Praxistests überzeugt die OCZ Vertex 3 Max IOPS ebenfalls mit einer sehr guten Leistung. Besonders beim typischen Lesen von Dateien unterschiedlicher Größe setzt sich die SSD zusammen mit der normalen Vertex 3 mit hervorragenden 255 MByte/s mit Abstand an die Spitze aller getesteten 2,5-Zoll-SSDs. Selbst die PCI-Express-basierende SSD-Karte OCZ RevoDrive X2 mit vier im RAID-Verbund arbeitenden SF-1200-Controllern muss sich geschlagen geben. Auch der 3,5-Zoll-SSD OCZ IBIS mit ebenfalls vier Controllern bleibt das Nachsehen. Eine Intel 510 (Marvell-Controller) muss sich mit ebenfalls schon sehr guten 201 MByte/s der Vertex 3 / Max IOPS deutlich geschlagen geben. 2,5-Zoll-SSDs mit dem SF-1200-Controller (Vorgänger des SF-2200) liegen bei zirka 160 MByte/s.

Auch beim Schreiben von Dateien setzt sich die Vertex 3 Max IOPS mit 281 MByte/s bei den 2,5-Zoll-SSDs zusammen mit der normane Vertex 3 (279 MByte/s) unangefochten an der Spitze. Nur die Exoten OCZ RevoDrive X2 und IBIS mit jeweils vier im RAID-0-Verfahren arbeitenden SF-1200-Controllern sind schneller. Das gleiche Bild zeigt sich beim Kopieren von Dateien. Die hervorragenden Praxisergebnisse der Vertex 3 Max IOPS wiederholen sich auch in den Anwendungstests von PCMark Vantage.

Sequenzielle Schreibrate: Beim sequenziellen Schreiben erreicht die SSD im Durchschnitt 400 MByte/s.

Während die Vertex 3 und die Max IOPS bei den sequenziellen Transferraten sowie den Lese-, Schreib- und Kopiertests auf ungefähr einem Niveau agierten, zeigt sich bei den für professionelle Enterprise-Anwendungen wichtigen IOPS der erwartete Unterschied - denn hierfür ist die neue OCZ-SSD optimiert. Bei 100 Prozent zufälligen Lesen mit 4 KByte Blöcken (unaligned) und Queue Depth 32 liegt die Vertex 3 Max IOPS mit einer Rate von 40.552 IOPS nochmals 36 Prozent vor der normalen Vertex 3, beim Schreiben sind die IOPS sogar 44 Prozent höher. Noch deutlicher wird der Unterschied bei den Szenarien Datenbankserver (+54 Prozent), Fileserver (+59 Prozent) und Webserver (+61 Prozent).

Die Vertex 3 schlägt ihrerseits fast durchgängig die restliche 2,5-Zoll-SSD-Konkurrenz in unserem Vergleichsfeld.

Fazit & Daten

Die OCZ Vertex 3 Max IOPS überzeugt bei den sequenziellen Transferraten sowie den Praxistests mit Lesen, Schreiben und Kopieren von Dateien mit hervorragenden Transferleistungen. Nur OCZs PCI-Express-basierende SSDs RevoDrive und RevoDrive X2 sowie die IBIS, die alle eine aufwendige Multi-Controller-Technologie verwenden, sind der Vertex 3 Max IOPS gewachsen. Allerdings reicht hier auch die etwas günstigere normale Vertex 3, die sehr ähnliche Transferraten liefert.

Gegenüber der bereits sehr guten Vertex 3 offeriert die Max-IOPS-Variante aber in Enterprise-Szenarien nochmals 36 bis 61 Prozent höhere IOPS. Damit liegt die Vertex 3 Max IOPS bei Anwendungen wie Datenbanken, Web- oder Fileserver mit großen Abstand an der Spitze aller von TecChannel getesteten 2,5-Zoll-SSDs. Die Vertex 3 MaxIOPS mit 240 GByte gibt es für zirka 510 Euro, während die normale Vertex 3 etwa 450 Euro kostet (Stand Preise: 06.06.11). Das deutliche Leistungsplus bei professionellen Anwendungsszenarien rechtfertigt den Aufpreis allemal.

Wer den Einsatz einer SSD allerdings für den normalen Einsatz in Notebooks oder Clients mit typischen Office-Workloads plant, kann getrost zur günstigeren Vertex 3 greifen. Auch hier gibt es gegenüber den weit verbreiteten SSDs mit SandForce-1200-Controller zirka 45 bis 80 Prozent mehr Performance bei den alltäglichen Praxis-Szenarien.

Quickinfo

Produkt

Vertex 3 Max IOPS VTX3MI-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: 06.06.11)

510 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 Festplatte bewerten wir anhand von verschiedenen Tests. Wir unterscheiden zwei Kategorien: Der Lowlevel-Benchmark tecBench lotet die maximale Leistungsfähigkeit der Festplatten 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 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 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.