Im Test: OCZ SSD Saber 1000
23. April 2015
Mit seinen aktuellen Modellen der Produktserie „Saber 1000“ bietet OCZ verschiedenen Enterprise-SSD an. Vier Modelle mit unterschiedlicher Speicherkapazität (120 GByte, 240 GByte, 480 GByte und 960 GByte) stehen dabei zur Verfügung. Die 2,5-Zoll-Laufwerke erreichen laut Herstellerangaben bis zu 550 MByte/s beim Lesen (sequentiell) und bis zu 470 MByte/s beim Schreiben (sequentiell). Zudem lassen sich laut OCZ bis zu 98.000 IOPS (Ein- und Ausgabeoperationen pro Sekunde) beim Lesen von zufälligen Daten mit 4 KByte Blockgröße und bis zu 20.000 IOPS beim Schreiben (ebenfalls zufällige Daten mit 4 KByte Blockgröße) erreichen. Das Team von NT4ADMINS hat ein Modell mit 480 GByte im Testlabor unter die Lupe genommen.
Die OCZ-SSD im 2,5-Zoll-Format weist eine Speicherkapazität von 480 GByte auf und ist mit einer SATA-3.0-Schnittstelle versehen (Bild 1). Somit passt dieses Laufwerk sowohl in die meisten Client- und Serversysteme. Durch die geringe Bauhöhe von 7 mm bestücken die Administratoren bei Bedarf auch Notebook-Workstations, zudem erleichtert die geringe Bauhöhe die Kühlung im Desktop-System oder Serverrack.
Zum Einsatz kommen Flashspeicherzellen der Modellgeneration „A19nm NAND“ vom „Mutterkonzern“ Toshiba. Diese Speicherzellen basieren auf dem MLC-Prinzip und speichern somit zwei Werte innerhalb einer einzelnen Zellenstruktur. Das erhöht einerseits die Speicherkapazität, verringert allerdings andererseits die Schreib- Lesegeschwindigkeit und die Zuverlässigkeit im Vergleich zu SLC-Speicherzellen, bei denen nur ein Wert pro Speicherstruktur abgelegt wird.
OCZ zielt mit der Saber-Modellreihe auf den Enterprise-Markt, und verringert die Nachteile der MLC-Technologie durch optimierte Funktionen. Hier sollen erweiterte Features wie „Power Failure Management Plus (PFM+)“ auch bei plötzlichem Spannungsabfall im System die Stromversorgung der SSD soweit sicherstellen, dass begonnene Schreib-Operationen noch zu Ende geführt werden, und die Datenintegrität auch bei Stromausfall nicht beeinträchtigt wird. Zusätzlich werden die Transaktionen des Controllers in einer separaten Log-Datei (PFM+ Log) protokolliert, und zyklisch in bestimmten Bereichen der SSD abgespeichert.
OCZ selbst positioniert die Modelle der Saber-Reihe für den Einsatz bei leseintensiven Anwendungen, etwa für Video On Demand (VoD), Virtual Desktop Infrastucture, VDI, Media Streaming, Cloud-Anwendungen oder ECM (Enterprise Content Management oder CRM (Customer Relationship Management). Weitere Vorteile erreicht OCZ mit dem Einsatz der unternehmenseigenen Controller-Lösung „Barefoot 3“ und einer darauf abgestimmten Firmware, momentan in der Version 1.0 (Bild 2). Gepuffert werden die Schreib- Leseoperationen des 460-GByte-Modells über zwei DRAM-Module von Micron (MT41J512M8RA-125) mit jeweils 512 MByte Speicherkapazität. Das erhöht sowohl die Lese- als auch die Schreibgeschwindigkeit.
Auch die niedrige Latenzzeit (unter 100 µs beim Lesen zufälliger Datenwerte), sowie eine hohe Zuverlässigkeit für MLC-Speicherzellen von 0,5 „Drive Write Per Day“ (DWPD, tägliche Schreibleistung im Bezug zur Gesamtkapazität) sowie eine Garantiezeit von fünf Jahren unterstreichen die Ambitionen von OCZ im Enterprise-Bereich. Bei alltäglichen, durchschnittlichen Operationen im Rechenzentrum (RZ) sollen etwa 33.000 IOPS als realer Wert erreichbar sein. Dabei geht OCZ von 65 Prozent (zufälliger) Leseoperationen und 35 Prozent (zufälliger) Schreibvorgänge im RZ aus.
Geringe Gesamtkosten (TCO) erreichen die Saber-Modelle dank des günstigen Anschaffungspreises (339 Euro für das Modell mit 480 GByte), sowie niedrigen Energie- und Kühlungskosten. Die Spanne der Betriebstemperatur für die SSD wird dabei von 0 Grad Celsius bis zu 70 Grad Celsius angegeben. Die SSD verbraucht etwa 3,7 Watt im aktiven Betrieb. Falls keine Schreib- oder Leseoperationen ablaufen, senkt sich dieser Wert auf 1,0 Watt im Ruhe-Modus.
Um die SSDs im Rechenzentrum zu warten, steht den Administratoren eine entsprechende Software zur Verfügung. Diese trägt die Bezeichnung „SSD Guru“ und ist momentan in der Version 1.0.1170 verfügbar (Bild 3).
Testumgebung
Für den Test des OCZ-Modells kam eine Workstation aus dem NT4ADMINS-Testnetz zum Einsatz. Als Systemboard ist ein Modell (P67 Pro 3) vom Hersteller Asrock mit dem Intel Chipsatz P67 vorgesehen. Hier ist eine Intel-CPU mit 3,3 GHz (Bezeichnung I5-2500K) und 4 physikalischen Kernen, sowie 6 MByte Cache verbaut. Diese CPU kann die Taktrate bei Bedarf aus bis zu 3,7 GHz erhöhen und weist eine Verlustleistung von 95 Watt (TDP) auf. Als Hauptspeicherausstattung sind insgesamt vier Module mit jeweils vier GByte Kapazität (DDR3-1333) vorhanden. Die Saber-SSD wurde am ersten SATA-3.0-Port angeschlossen, zusätzlich waren noch zwei weitere HDDs vorhanden. Ein DVD-Laufwerk, ein Gehäuse von Coolermaster, eine Grafikkarte von ATI (Radeon 5000) sowie ein Netzteil von Enermax komplettierten die Workstation. Auf der Saber-1000-SSD wurde das Betriebssystem Windows 10 Technical Preview (Build 10049) neu installiert.
Testablauf
Danach startete das Lab-Team einige Testläufe. Im ersten Durchgang prüften die Administratoren die Performance des OCZ-Drives mittels der Software „AS SSD Benchmark“ in der aktuellen Version (1.7.4739.38088). Dazu wurden insgesamt drei Testläufe durchgeführt. Beim ersten Lauf befanden sich nur das Betriebssystem und das Testprogramm auf der SSD (Bild 4). Im zweiten respektive dritten Lauf wurde die SSD zur Hälfte beziehungsweise zu 80 Prozent mit Nutzdaten gefüllt. Der Hintergrund dabei ist folgender: Bei zunehmender Speicherplatzbelegung erhöht sich bei MLC-Speicherzellen der Aufwand beim Abspeichern von neuen Dateien. Teilweise müssen NAND-Zellen, die bisher nur mit einem Wert belegt waren, gelöscht, und im Anschluss daran mit zwei Werten beschrieben werden, um die Gesamtkapazität nutzbar zu machen. Dieses Verhalten tritt erst auf, wenn die Zellen stark ausgelastet sind. Dabei ergaben sich unter anderem folgende Werte (Bild 5).
Die meisten Werte lagen sehr nahe beieinander und innerhalb der Messungenauigkeit. Den einzigen „Ausreißer“ stellt der Schreibwert bei etwa 80 Prozent belegter Gesamtspeicherkapazität dar. Dieser trat allerdings in diesem Messaufbau nur im sequentiellen Schreibzugriff auf. Beim zufälligen Schreiben von Datenblöcken mit 4 KByte (bei 64 gleichzeitigen Requests) war ein Einbruch der Performance dagegen nicht feststellbar. Um eine Verzerrung der Performance-Werte durch den gleichzeitigen Einsatz von Betriebssystem (Windows 10) und dem Benchmark-Tool auszuschließen, wurde der Test nochmals wiederholt. Allerdings war das dabei eingesetzte Betriebssystem (Windows 7) in dieser Konfiguration auf einer zweiten Festplatte untergebracht, und die Saber1000 für diesen Test mit der Funktion „Secure Erase“ komplett geleert worden. Dabei zeigten sich etwas höhere Werte (vergleiche 511 MByte/s beim Lesen statt 504 Mbyte/s). Hervorzuheben ist an dieser Stelle allerdings noch der Performance-Gewinn beim zufälligen Schreiben von 4 K Blöcken (317 MByte/s statt 267 MByte/s).
Nach diesen Jobs startete das Lab-Team noch einige Aufträge mit dem Tool „Iometer“ in der Version 1.1.0, hier definierten die Systembetreuer sowohl Lese- als auch Schreiboperationen, sowie einige Testläufe mittels eines Mischbetriebs (65 Prozent lesen, 35 Prozent schreiben). Die CPU-Auslastung lag bei allen Testläufen bei etwa 40 Prozent (schreiben und lesen), die RAM-Auslastung bei circa 15 Prozent. Dabei legten die Systembetreuer insgesamt 20 Millionen Sektoren in Iometer als Testdaten fest, definierten 30 Sekunden für den Parameter „Ramp Up Time (Anlaufphase)“, und führten die Tests jeweils 10 Minuten durch. Hier waren unter anderem folgenden Messwerte feststellbar (Bild 6).
Zuletzt starteten die Systembetreuer noch einen zwölfstündigen Dauertest, um die Abnahme der IOPS-Performance im laufenden Betrieb zu simulieren. Dabei wurden alle 10 Minuten die jeweiligen IOPS-Werte n der Iometer-Logdatei gespeichert. Bei diesem starteten die ermittelten Werte etwa bei 65.000 IOPS, sanken nach etwa zwei Stunden zunächst auf etwa 50.000 IOPS ab. In einem dritten Schritt pendelten sich die Leistungswerte auf einen Wert von etwa 30.000 bis 40.000 IOPS ein. Dieser nahm auch nach 6 Stunden beziehungsweise zwölf Stunden nicht weiter ab. Die I/O-Warteschlange in Iometer war dabei auf einen Wert von 32 eingestellt. Der Hintergrund dabei: Während die meisten Testprogramme nur die Anfangsperformance testen (etwa das bereits angesprochene AS SSD Tool), werden mittels diesen langfristigen Testläufen (mit immer wiederkehrenden Schreibzugriffen) die tatsächlichen Dauerleistungsdaten enthüllt.
Zusammenfassung
Falls die Systembetreuer eine schnelle, zuverlässige Flash-Lösung benötigen, um ihre Server im Rechenzentrum, oder die professionelle Workstation zu bestücken, so lohnt ein Blick auf die aktuelle Saber-1000-Reihe von OCZ. Die Systembetreuer können dabei bis zu 960 GByte Speicherkapazität pro Laufwerk, und einem sehr guten Preis-Leistungs-Verhältnis rechnen. Denn durch die zusätzlichen Features schlagen die Saber 1000 SSDs eine Brücke zwischen den kostengünstigen Consumer-Produkten und den teuren High-End-Lösungen (wie etwa per PCIe-angebundener Flashspeicher oder SAS-Flash-Laufwerke).
Dabei ist auch auf die Zuverlässigkeit einzugehen, schließlich erlaubt es eine DWPD von 0,5 im Falle der Saber mit 480 GByte eine garantierte Schreibleistung von 427 TByte (innerhalb von fünf Jahren). Bei der 960er-Variante multipliziert sich dieser Wert auf etwa 885 TByte. Durch die Einbindung in die Verwaltung und Wartung über die Software „SSD Guru“ erhöht dies den Komfort bei der Verwaltung und Wartung für die Systembetreuer zusätzlich. Auch die Garantiezeit von fünf Jahren stellt weitere Kaufanreize dar.
Auf der Performance-Seite lassen sich leicht positive Punkte herausarbeiten. So punktet das getestete Modell mit einer hohen Schreib- und Leseperformance. Diese behält die Saber 1000 auch bei einer hohen Speicherplatzbelegung bei. Im Bereich der IOPS-Werte erreicht das Laufwerk bis zu 65.000 IOPS und 266 MByte/s in unserem Testaufbau mit dem Test-Tool „Iometer“, beim Kurztest per „AS SSD“ waren über 90 Prozent der vom Hersteller angegebenen Performance erreicht worden (circa 510 MByte/s). Die vom Hersteller angegebenen 80.000 bis knapp 100.000 IOPS respektive 550 MByte/s wurden in dieser Testumgebung nicht erreicht. Dabei muss allerdings berücksichtigt werden, dass parallel zu den Testläufen auf der SSD das Windows-Betriebssystem ausgeführt wurde. Bei einem zusätzlichen Testlauf unter Windows 7 (mit der Saber 1000 als sekundäre Festplatte, ohne darauf installiertes OS) waren etwas höhere Werte beim Einsatz des Tools „AS SSD“ zu verzeichnen.
Die aktuellen Saber-Modelle von OCZ bieten definitiv viele positive Aspekte, und stellen eine preisgünstige und performante Alternative im Bereich der Enterprise-Einstiegsklasse dar. Das wird auch durch den Preis mehr als deutlich: OCZ gibt als unverbindliche Preisempfehlung 339 Euro brutto für das getestete Modell mit 480 GByte Kapazität an (120 GByte für 119 Euro, 240 GByte für 189 Euro, und 960 GByte für 659 Euro).
