Test: Aorus NVMe Gen4 SSD X2 i RAID0

Solid state disk d.  31. december. 2019, skrevet af Renissen2 9 Kommentarer.  Vist: 7030 gange.

Korrekturlæser: jmose
Billed behandling: Renissen2
Oversættelse: jmose

Pristjek på  3200,00
Produkt udlånt af: Gigabyte
DK distributør: Proshop.dk

Bag om SSD

 

 


Faktisk er de eneste lighedpunkter på en HDD og en SSD, at de begge lagrer data, kan bruge de samme interfaces og at de har samme standardiserede størrelser.

Hvor en HDD bruger roterende magnetiske plader og et mekanisk læse/skrive-hoved, så har en SSD slet ingen bevægelige dele og er derfor meget mere modstandsdygtig og i det heletaget mindre latent for fejl. En HDD er faktisk bygget op efter de samme grundprincipper som et floppydrev med en diskette i - dette design er så blevet optimeret og genopfundet en helt masse gange, førend vi er nået dertil hvor HDD teknologien er idag. Men vi kan altså hurtigt blive enige om at idéen ikke ligefrem er helt ny.

Her er det så, at man kunne foranlediges til at tro, at SSD bygger på noget helt nyt - det gør den bare ikke.

En SSD er bygget op af hukommelseschip, der er forbundet parallelt og disse chips er i bund og grund ikke meget anderledes end de RAM der har været en fast komponent i computere i endnu længere tid, end HDD har været det.

Selv om teknologien faktisk har været ved hånden i mange år, så har de kloge hoveder ikke fået lov at udvikle ret mange nye idéer, simpelthen fordi der ikke har været penge i det pga. produktionsomkostningerne, hvilket ultimativt betyder for høje priser. Hvis priserne er så høje at ingen køber, er der ikke noget marked, er der ikke noget marked, er der ingen penge der skifter hænder. Derfor har ingen for alvor brugt tid og energi på teknologien før idag.
 


Men nu er det heller ikke fordi de chips der sider i en SSD er helt "almindelige", som dem er sidder i en computer. Der findes to forskellige typer hukommelseschips: Volatil og non-volatil. Almindelige RAM er volatil, hvilket betyder at data kun kan lagres, så længe der er strøm på. Fjernes strømtilførslen (slukker computeren), så forsvinder al data med det samme og kan aldrig genskabes. Man kan næsten sige de formaterer sig selv hver gang strømmen bliver afbrudt.

Den anden type - som er den der findes i SSD - er non-volatil, hvilket vil sige at data lagres i chippen, selvom der ikke er tilført strøm. Der findes rigtig mange forskellige typer af både volatil og non-volatil RAM og dem der findes i en SSD, hedder helt præcist NAND flash RAM.

NAND refererer til måden data lagres i chippen på og i denne verden gælder det om, at klemme så meget data som overhovedet muligt, ned på mindst mulig fysisk plads. Der hvor revolutionerne sker, er enten når selve fabrikations-størrelsen for chippen kan gøres mindre, eller når der findes en nyere og bedre måde at gemme data i chippen på. Vi kan sammenligne det med, de forskellige måder at komprimere billede- og musik-filer på. Hvor .wav og .bmp kan komprimeres til .mp3 og .jpeg, kan en datachip også være "komprimeret" på forskellige måder - her kan der bare ikke være nogen former for kompromis, ligesom med f.eks .mp3 og .jpeg.

 

Helt ned på celle-niveau..

En celle i en NAND flash SSD er enten bygget som 1-bit (SLC) eller som 2-bit (MLC). Rent fysisk er de lige store, men MLC kan indeholde dobbelt så meget data. SLC har dog den fordel, at det tager kortere tid at "læse" indholdet af cellen, da hver celle kun indeholder 1-bit data, hvor en MLC indeholder 2-bit data. Dette er fordi fremgangsmåden for at "læse" indholdet, foregår ved at man tilføjer en spænding og venter på svar, er cellen tom, forøges spændingen hvilket gør at den næste celle bliver spurgt og så fremdeles.
 


Altså skal en MLC-celle chekkes med 4 forskellige spændingsniveauer, hvor en SLC kan nøjes med to. 

Den nye dreng i klassen er TLC flash, eller Triple Level Cell, hvor hver celle kan indeholde tre bits, hvor MLC kan have to og SLC har plads til en. Det betyder at du nu har otte mulige spændingsniveauer du skal "spørge" cellen med, mod fire på MLC, og to på SLC, for at få at finde ud af om den indeholder data. Den controller der sidder i SSD'en, skal altså potentielt arbejde dobbelt så meget for hver gang der skal læses og skrives ift MLC. På papiret vil en TLC celle være udtjent efter 1000 læse/skrive operationer, grundet de mange niveauer og grundet transistortætheden, der gør de enkelte lag i transistoren meget tynde og dermed ekstra følsomme over for slid. En typisk 25nM MLC celle kan klare 3000 operationer.

Hvorfor så overhovedet bruge TLC typen. Det nemme svar må være at det er det billigste og at man kan få controllerne til at arbejde lige så hurtigt med TLC som med MLC.

 

Controllere

Inde i en SSD sidder der ikke kun flashram. Der er en anden meget vigtig komponent og det er controlleren. Controlleren er den der "styrer" al data der skal frem og tilbage og en controller der skal håndtere MLC har op til tre gange mere at lave, end en controller der skal håndtere SLC. Derfor er netop denne komponent meget vigtig, specielt i MLC-baserede diske, hvor den kan ha' en afgørende indflydelse på ydelsen.
 


Den mindste håndterlige mængde af data på en SSD er 4 kilobytes, det er intet mindre end 32.768 bits. Det vil sige at computeren arbejder med mindst 32.768 bits ad gangen på en SSD. Det lyder måske som rigtig, rigtig meget, men det synes du måske ikke når du får det store perspektiv.

4 kilobytes hedder også en "page" og disse er igen grupperet i blokke. En blok indeholder 128 pages hvilket er 512 kilobytes eller 4.194.304 bits.

Når man har 1024 blokke kaldes det et "plane", der indeholder 512 megabyte eller 4.294.967.296 bits

512 megabyte er som regel størrelsen på hver enkelt chip der sidder i en SSD, men synet kan bedrage, for en enkelt chip kan faktisk indeholde helt op til 4 lag i ét (dvs. 2048 megabye (2 GB) pr. enkelt-chip).

 

 

Burgurne
 
Nyhedsskribent
Tilføjet:
31-12-2019 11:39:25
Svar/Indlæg:
4982/1106

En yderst interessant test, Renissen. Har dog lige et opfølgende spm, da der tilsyneladende er problemer med (især read) 4k filer.

Da du oprettede dette RAID0 array, hvad størrelse valgte du så til stripe size? Dette valg kan give ret forskellige resultater i div testprogrammer.

 


 

Man kan jo så undre sig over, at Intel stadig ikke er kommet med på PCIe4 vognen, ikke engang på det kommende Z470 chipsæt




Svaret blev redigeret 1 gang, sidst af Burgurne d. 31-12-2019 11:42:25.


Renissen2
 
Senior Skribent
Tilføjet:
31-12-2019 12:47:05
Svar/Indlæg:
1893/266

#1

Hmmm godt spørgsmål. Jeg mener ikke der var mulighed for at vælge dette, men jeg kan have overset det. Jeg husker det kun som opret array RAID0, med måske en mulighed for forskellig cache size.

Ja utroligt at intel ikke straks hoppede med på Gen4 PCIe. 🙂



Svaret blev redigeret 2 gange, sidst af Renissen2 d. 31-12-2019 12:49:17.


Phz
 
Superbruger
Tilføjet:
01-01-2020 21:45:04
Svar/Indlæg:
156/0

Har du tænkt på om dine problemer stammer fra mangel af PCI-E lanes? - jeg har selv rodet med det (dog kun på pci-e 3.0) og endt med samme problemer og mærkelige hastigheder i visse sammenhæng. 

Uanset om du køber vilde bundkort med 3  stk x16 sokler og 4 stk x1 sokler har du reelt kun 20 lanes og give af. Cpu'en er en 24lane chip - de 4 er afsat til chipset. Tag for givet at dit grafikkort får de 16 af de 20 tilgængelige lanes - så beder du om at få 2*4 lanes mere til dit NVMe storage - for slet ikke at snakke om at du skal have lanes til dine sata controllere, usb porte, network osv osv osv (hvor det meste givetvis deles via de 4x til chipset). 

https://en.wikichip.org/wiki/a...

Expansions

In addition to the x4 lanes that are reserved for the chipset, the Ryzen 5 3600X has x16 for a 

https://en.wikichip.org/w/inde...

 and x4 for storage (NVMe or 2 ports SATA Express). 

 

Syntes ikke jeg personligt har haft held med at finde review sider der er gået tilpas i dybden med hvordan AMD vælger og fordeler disse PCI-E lanes. Min situation stod jeg også og skulle have et x8 10gbps netkort i maskinen samtidig. Alm matematik sagde jo vi var løbet tør for lanes længe forinden - men tingene virkede - blot ikke med håbede hastigheder. 

Prøvede selv at løse problemet med en 3200G/3400G chip og tænkte - onboard gfx måtte da løse det - men så går de x16 lanes blot til onboard. 

Back on topic - god artikel ... 🙂



speed
 
Elitebruger
Tilføjet:
02-01-2020 08:44:56
Svar/Indlæg:
641/75

Jeg tror, at #3 er inde på noget.

Du skal også være opmærksom på, at 1 af M.2 ”stikkene” kommunikerer direkte med CPU`en mens det andet M.2 stik kommunikerer via chipsettet. Det kan også have betydning. Dette stik deler ofte samtidigt sine PCI-baner med SATA portene. Så hvis du også har dem i brug, kan det reducere den båndbredde, du har til rådighed.



Burgurne
 
Nyhedsskribent
Tilføjet:
02-01-2020 11:59:00
Svar/Indlæg:
4982/1106

#4 Ikke helt korrekt (på Intels chipsæt i hvert fald). De PCIe lanes der deles mellem NVMe og SATA kan KUN bruges til enten det ene eller det andet, man kan altså ikke have en SATA og en NVMe der hver får det halve antal baner. Det er enten eller.

 

Jeg har selv 2 NVMe drev i min (intel) PC, Samsung 970 EVO, og jeg har testet på kryds og tværs mellem det NVMe stik der kører direkte til CPU'en og det der kører gennem chipsættet. Der er INGEN forskel. Den teoretiske hastighedsforskel der måtte være kommer ikke til udtryk da begrænsningen i hastighed åbenbart ligger et andet sted. Jeg tabte et væddemål på dette, så tro mig ... jeg gjorde alt hvad jeg kunne for at modbevise at dette ville blive resultatet 😉.

Men da det kun er PCIe 3 jeg har, så giver det ingen mening i at teste i RAID 0, da drevene hver især er meget tæt på max. ydelse i.forb.m PCIe 3.

 

På RAID0 med alm. harddiske kan stripe size have en hel del at sige, men jeg har aldrig prøvet med SATA SSD i RAID0, så derfor mit oprindelige spm i #1



drcasino
 
Superbruger
Tilføjet:
03-01-2020 18:11:04
Svar/Indlæg:
363/31

Rigtig spændende læsning, tak for en fin artikel.

 

Jeg undrer mig over nedenstående:

"Jeg har opbygget RAID0 ARRAYET med en 1TB AORUS NVMe Gen4 SSD på 1TB og endnu en på 2TB hvilket giver et ARRAY på 1TB samlet."

 

Bør det ikke ende med at være 3TB samlet, når du kører 0?



Renissen2
 
Senior Skribent
Tilføjet:
03-01-2020 18:41:06
Svar/Indlæg:
1893/266

Nå jo det kan da egentlig godt tænkes. :) Jeg var i min egen lille RAID verden da min NAS kører RAID 1 og der giver det samlede af 2 stk.2TB hd'er 2 TB samlet. My bad :)



Die_Happy
 
Elitebruger
Tilføjet:
03-01-2020 20:00:00
Svar/Indlæg:
3385/80

Var Corsair ikke først med "verdens første" PCIe 4.0 SSD? https://www.kitguru.net/compon...



Renissen2
 
Senior Skribent
Tilføjet:
03-01-2020 23:16:04
Svar/Indlæg:
1893/266

Jo det var de vist... hvorfor? 🙂