"Duell": SSD vs. HDD Raid 0 vs. HDD (S-ATA II)

[Paule]

Autor: Bloody

Duell: SSD vs. HDD Raid 0 vs. HDD (S-ATAII)

Vorwort:

Da hin und wieder die Diskussion um Sinn und Unsinn eines Festplatten-Raids bzw. dem Vergleich gegenüber einer SSD kommen möchte ich das ganze mal mit Zahlen versehen.

Hier gibt es mal einen ausführlichen Vergleich zwischen verschiedenen Setups / Platten.

Alle Platten hängen an einem JMicron S-ATA II Controller auf einem ASUS Maximus III Formula. Der Controller läuft im RAID Modus um die beiden WD5000AAKS im Raid 0 versorgen zu können. Das Betriebssystem ist Windows 7 Ultimate 64 Bit.

Die Tests:

Alle Tests wurden mit CrystalDiskMark 3.0.1 (Download) in der 64 Bit Version durchgeführt. Die Test im einzelnen:

Sequenziell: 1024KB Blöcke werden zusammenhängend auf die Festplatte geschrieben / gelesen

512K: 512KB Blöcke werden zufällig verteilt auf die Festplatte geschrieben / davon gelesen. Die SSD ist hier aufgrund der Speichertechnik und Ihrer Zugriffszeiten deutlich im Vorteil

4K: 4KB Blöcke werden zufällig verteilt auf die Festplatte geschrieben / gelesen. Klassische Magnetfestplatten brechen hier in der Leistung häufig ein da der Cache diese Datenmengen nicht sinnvoll verarbeiten kann. Der 4K Test ist der Vollständigkeit halber aufgeführt, auf einem vernünftig gewarteten und funktionierenden System sollten derartige Burst-Zugriffe nicht vorkommen (leider zeigt die Praxis häufig etwas anderes).

4K QD32: 4KB Blöcke werden mit einer Queue Depth von 32 zufällig verteilt auf die Festplatte geschrieben / gelesen. Die QD ist Laufwerken mit NCQ-Support vorbehalten. Hier gelten die gleichen Ausführungen wie für den "normalen" 4K-Test.

Alle Tests wurden mit jeweils 5 Durchläufen mit 50MB Datensätzen sowie 1000MB Datensätzen durchgeführt. Beachtet dabei bitte das die 50MB Datensätze deutlich praxisnäher sind. Abgesehen von der Installation von Programmen kommen diese Lese-/Schreibzugriffe deutlich häufiger vor.

Die Kandidaten:

Verwendet wurden folgende Festplatten:

1 x OCZ Vertex 2 100GB mit Sandforce-Controller und Firmware 1.1 (die aktuelle Version ist 1.27)
3 x Western Digital WD5000AAKS 500GB S-ATAII

Zwei der Western Digital Festplatten wurden zu einem Raid 0 zusammengefasst, dieses wiederrum ist unterteilt in 2 Partitionen mit 500 Netto-GB + 465 Netto-GB. Die Tests wurden jeweils auf der Partition mit 500 Netto-GB durchgefürt.

Alle Platten sind zu jeweils ~50% gefüllt. Bei der SSD ist die TRIM Funktion aktiv, somit ist sichergestellt das die Transferraten nicht durch das vorhergehende Löschen der nicht verwendeten Zellen verfälscht werden.

Die Ergebnisse:

1000MB Datenvolumen



Die Ergebnisse sind erwartungsgemäß. Beim Sequenziellen Zugriff hat der Lese-/Schreibkopf der Magnetfestplatte keinen Arbeitsaufwand, kann somit in kürzester Zeit die Daten auslesen bzw. schreiben. Anders dagegen beim zufälligen Zugriff: Die SSD ohne mechanische Teile kann auch beim zufälligen Zugriff auf große Dateivolumen schnell reagieren, Zugriffszeiten im Dezimalen Nanosekundenbereich zeigen Ihre Wirkung. Bei den 4K-Tests brechen die Magnetplatten endgültig ein.

Diagramm 1000MB Datenvolumen LESEND



Diagramm 1000MB Datenvolumen SCHREIBEND



50MB Datenvolumen



Bei dem weitesgehend alltagsrelevanten Test mit einem Datenvolumen von 50MB kann das Raid 0 seine vollen stärken ausspielen: Trotz langer Zugriffszeiten ist das parallele auslesen von Datenblöcken merklich schneller, selbst im Random 512K Test setzt sich das Raid 0 gespann deutlich von der Festplatte ab.

Diagramm 50MB Datenvolumen LESEND



Diagramm 50MB Datenvolumen SCHREIBEND



Fazit

All diese Zahlen lesen sich natürlich super. Die Testergebnisse finden Argumente für beide Methoden, einzig die allein operierende S-ATA II Platte ist deutlich abgeschlagen.

2 Punkte muss sich jeder deutlich machen:

1. Diese Tests sind eher synthetischer Natur. Das typische Anwendungsszenario eines Heimcomputers setzt sich aus verschiedenen Profilen in Kombination zusammen. Spiele, Anwendungen, Datentransfer - Das Datenaufkommen gleicht sich untereinander kaum.

2. Sinnvoll ist eine Kombination aus beiden Methoden. Eine SSD für z.b. das Betriebssystem, die kurzen Zugriffszeiten machen sich hier bemerkbar. Dazu ein Raid 0 für größere Anwendungen und Spiele - Der Preis pro GB ist ungeschlagen und besonders Sammler wissen den kombinierten Speicherplatz zweier größerer Festplatten sicher zu schätzen. Wer allerdings wichtige Daten speichern will und muss sollte dies nur auf der SSD tun. Ein Ausfall einer der beiden Platten im Raid 0 zerstört die restlichen Daten unwiederbringlich.

(Dieser Artikel stellt eine kurze Zusammenfassung bzw. einen groben Abriss des Themas dar - Wer eine ausführliche Erklärung aller Einzelheiten möchte darf sich gerne fortführend im Internet darüber informieren. Sollte jemand einen Fehler entdecken bitte ich um eine kurze Information)

Download der Wertetabelle + Diagramme als XLS-Datei

[Bloody]

Ein Update:





Anmerkungen:

Der Füllstand der OCZ Vertex 2 EX 120GB SF 1.35 (mit AHCI) entspricht 66%, der Füllstand der OCZ Vertex 2 EX 120GB SF 1.35 (ohne AHCI) entspricht 13%.

Gut zu sehen ist dass das Raid 0 Array deutlich vom hinzufügen einer dritten Festplatte profitiert. Allerdings werden damit langsam Werte erreicht welche den Rest der involvierten Hardware zum Flaschenhals machen - Im Desktopbereich ist von solchen Konfigurationen kein wirklicher Vorteil mehr zu erwarten.

Die Spinpoint F3 lag erwartungsgemäß über den Werten der WD Caviar Blue - der doppelte Cache macht sich an dieser Stelle deutlich bemerkbar. Eine Vergleichbare Spinpoint F4 mit 320GB werde ich bei Gelegenheit noch hinzufügen, die Werte dürften sich dort an das Niveau der Caviar Blue angleichen.

Ohne AHCI stürzt die OCZ Vertex 2 EX förmlich ab. Speziell NCQ fehlt sichtbar - Es ist daher dringend anzuraten VOR der Installation von Windows auf einer SSD (und spätestens ab S-ATAIII auch auf konventionellen Magnetfestplatten) zu prüfen ob AHCI und NCQ (bei einigen BIOS separat) aktiviert sind. Bei reinen Datenfestplatten kann dies auch im Nachhinein problemlos aktiviert werden.

Update:

OCZ Vertex 2 EX 120GB SF 1.35 hinzugefügt
OCZ Vertex 2 EX 120GB SF 1.35 ohne AHCI hinzugefügt
Samsung HD103SJ 1000GB hinzugefügt