Enterprise-SSDs im Vergleich

Konstantin Sutyagin, 123RF

Besonders belastbar

Die Datenmenge wächst explosionsartig. Daraus folgt direkt, dass die Geschwindigkeit im Umgang mit diesen Daten ebenfalls zunehmen muss. Ein Weg dahin sind SSDs anstelle von Festplatten. Wir haben Modelle getestet, die sich für den harten Rechenzentrumseinsatz eignen sollen.
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Eine Schwierigkeit, auf die wir bei unserem SSD-Test stießen, sei vorweggenommen: "Enterprise" ist ein Begriff, dessen Dehnbarkeit sich das Marketing durchaus zunutze macht. Wir hatten uns vorgenommen, Flash-Speicher für den Unternehmenseinsatz zu testen, die sich bewusst von Consumer-Modellen abgrenzen (siehe auch Kasten "Enterprise-SSDs – was ist das?"). Allerdings differieren die Abstände der diversen PRO- oder Business-SSDs von den Ausgaben für Endverbraucher immer noch in beträchtlichem Maß. Sie reichen beispielsweise von einer Widerstandsfähigkeit gegenüber Schreiboperationen von etlichen Tausend Terabyte (wie bei OCZ Deneva 2) bis zum völligen Fehlen einer solchen Angabe in der Spezifikation (wie bei Samsung 840 PRO).

Dabei ist genau diese Beständigkeit einer der Knackpunkte. Im Unterschied dazu bewegt sich beispielsweise die Performance aller Modelle in einem überschaubaren Korridor: Das beweisen sowohl die Herstellerangaben wie auch unsere eigenen Messergebnisse. Sollen die SSDs aber nicht in einem Notebook, sondern beispielsweise in einem Storage Array eingesetzt werden, das rund um die Uhr Schreiboperationen zu verkraften hat, dann wird die Fähigkeit, diese Last mit geringem Verschleiß zu bewältigen, wichtiger als eine Handvoll MByte mehr oder weniger bei der Leseleistung pro Sekunde.

Dazu kommt: Selbst wenn Messwerte angegeben werden, sind es nicht immer dieselben und stimmt die Methodik ihrer Erhebung nicht immer überein. So geben die einen einen Wert für die Datenmenge vor, die maximal auf den Speicher geschrieben werden kann, bevor er seine Funktion verliert – TBW, Total Bytes Written –, wogegen andere lieber die Anzahl Program-Erase-Zyklen melden, die das Laufwerk verkraftet. Bei den Performance-Werten werden für das wahlfreie Lesen und Schreiben meistens 4K-, manchmal aber auch 8K-Blöcke verwendet, manchmal wird die Größe einer vorgeschalteten Queue (Queue Depth) angegeben, manchmal nicht und so weiter.

Immerhin streben alle hier getesteten Modelle eine besondere Beständigkeit, hohe Performance und überdurchschnittliche Datensicherheit an und wollen sich damit dem Geschäftskunden im weitesten Sinn empfehlen.

OCZ Deneva 2 R Series

Das Deneva-2-Modell von OCZ, das uns zum Test zur Verfügung gestellt wurde, fasst 400 GByte. Diese eMLC-SSD orientiert sich klar am Enterprise-Einsatz: Der Hersteller gibt die Schreib-Endurance mit sagenhaften 76 PByte an, das sind über einen Zeitraum von fünf Jahren mehr als 40 TByte pro Tag und zehnmal so viel wie bei der MLC-Variante desselben Modells. Damit ist dieser Wert für die Beständigkeit gegenüber Schreibvorgängen auch der mit Abstand höchste im gesamten hier getesteten Feld.

Überhaupt sollen sich hier Zuverlässigkeit und Performance, Sicherheit und ökonomische Kriterien treffen. Auf Wunsch lassen sich die Daten auf der SSD mit AES verschlüsseln, wenn auch nur mit 128 Bit. Das Medium arbeitet mit einer DataWrite-Assurance-Technologie, die garantiert, dass im Zugriff befindliche Daten auch bei einem Stromausfall noch gespeichert werden können. Ein ausgeklügelter Fehlerkorrektur-Mechanismus repariert bis zu 55 Bit pro 512-Byte-Sektor.

Die Rate nicht korrigierbarer Lesefehler (Read Unrecoverable Bit Error Rate (UBER)) liegt bei 10 bis 17, das heißt, das komplette Drive kann durchschnittlich mehr als 290-mal komplett gelesen werden, bis es einmal zu einem solchen Fehler kommt. Die Mean Time Between Failure (MTBF) beläuft sich auf 2 Millionen Stunden, ein im Vergleich hoher Wert.

In unserem Benchmark lag die Deneva 2 im vorderen Feld der Probanden (Abbildung 1), wo sie sich mit steigender Last den Silberrang erkämpfte. Wie bei allen Testteilnehmern deuten die Herstellerangaben zur Performance (Tabelle 1) darauf hin, dass man unter optimalen Bedingungen auch noch höhere Werte erreichen kann, als wir diesmal ohne spezielle Anpassung unserer Testumgebung messen konnten.

Tabelle 1

technische Daten

Model

DC 3500

Deneva 2

SSDnow E100

840 PRO

600 PRO

Prevail 5K

Hersteller

Intel

OCZ

Kingston

Samsung

Seagate

PNY

Kapazität (GByte)

480

400

200

512

400

120

Sustained Sequential Read (MByte/s)

500

530

535

540

520

550

Sustained Sequential Write (MByte/s)

410

510

500

520

450

520

Random Read Operartions 4 KByte (IOPS)

75 000

59 000

76 000

100 000

85 000

85 000

Random Write Operations 4 KByte (IOPS)

11 500

49 000

59 000

90 000

30 000

85 000

Verschlüsselung

AES 256 Bit

AES 128 Bit

AES 128 Bit

AES 256 Bit

k.A.

AES 128 Bit

MTBF (Mio. Stunden)

2

2

1

1,5

k.A.

1,2

Unrecoverable Bit Error Rate (UBER)

10-17

10-17

k.A.

k.A.

10-16

k.A.

Write Endurance (max. Total Bytes Written, TBW, in TByte)

450

7600

857

k.A.

1080

k.A.

Garantie (Jahre)

5

3

3

5

5

3

Preis (Euro)

ab 500

ab 1300

ab 630

ab 400

ab 450

ab 150

Preis pro GByte (Euro)

1,04

3,25

3,15

0,79

1,12

1,25

Die Benchmarks

Abbildung 1: Die Benchmark-Resultate der einzelnen SSDs im Test.

Wir haben alle SSDs in einem kleinen Server mit einem SATA-III-Controller von Asus (U3S6) unter Windows getestet. Einerseits hat dieses Setup den Nachteil, dass man damit nicht die absolut höchsten Transferraten erreicht, weil das Zusammenspiel von SSD-Controller, SATA-Controller und Southbridge des Mainboard-Chipsatzes nur in ausgewählten Fällen optimal funktioniert. Besser wäre dann unter Umständen der direkte Anschluss der SSD an einen in das Mainboard integrierten SATA-Controller. Andererseits ist ein nicht vollkommen optimiertes Setup wahrscheinlich praxisnäher und die Benchmark-Ergebnisse spiegeln eher die Leistungswerte wider, die man außerhalb von Laboren im realen Leben erreicht. In Tabelle 1 geben wir dennoch zusätzlich die maximalen Leistungswerte an, die wir in den Datenblättern der Hersteller gefunden haben.

Fair waren die Bedingungen allemal: Jeder Proband absolvierte die Benchmarks unter identischen Bedingungen. Gemessen haben wir hauptsächlich mit Iometer. Dabei steigerten wir die Last in dreiminütigen Läufen (mit 30 Sekunden Einschwingzeit) schrittweise von einem bis zu 30 Worker-Prozessen. Jeder Worker war auf diese Zugriffs-Charakteristik eingestellt: 100 Prozent sequenzielles Lesen, ausgerichtet an 4K-Grenzen, mit 64 KByte Blockgröße (Abbildung 1).

Intel DC 3500 Series

Die SSD von Intel bietet neben hoher Performance und geringen Latenzen (typischerweise 50 Mikrosekunden) auch besondere Vorkehrungen gegen Fehler und die Verfälschung von Daten im NAND-Speicher wie auch im zugehörigen SRAM- und DRAM-Memory. Dazu zählen zyklische Redundanz-Checks (CRC), Parity-Checks und die LBA-Tag-Validation. Erkannte Fehler werden unmittelbar korrigiert. Wie die meisten Drives ist zudem auch dieses gegen plötzlichen Stromausfall gesichert – es kann in diesem Fall Schreiboperationen noch abschließen.

Die hier verbauten MLC-NANDs in aktueller 20-nm-Technology verbrauchen nicht mehr als 1,3 Watt Strom (im Leerlauf nur 650 mW). Dabei sollen sie nach Herstellerangaben lesend bis zu 500 MByte Daten pro Sekunde transferieren können. Das ist zwar kein Spitzenwert, doch sind die Unterschiede in dieser Disziplin auch nicht sehr groß. Dafür sind 2 Millionen Stunden MTBF ein guter Wert und auch der Preis kann sich sehen lassen, wenn man bedenkt, dass das Laufwerk ausdrücklich für den 24/7-Betrieb zertifiziert ist.

Auf der Cloud Expo 13 hat Intel ein Software-basiertes SAN auf Basis des 800-GByte-Modells der 3500-Series-SSD vorgestellt. Bei einer Kapazität von 17 TByte lieferte es 250 000 IOPS. Mit herkömmlichen Festplatten hätte man dafür 1250 Disks mit 15 000 U/min gebraucht, die zusammen 18,75 KW Strom verbraucht hätten. Die SSDs waren mit insgesamt 650 Watt zufrieden.

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Ausgabe /2019