Reparát SSD: Intel X25-M G2 a OCZ Agility (trim v akci)

0

Trim, Intel X25-M G2 a SSD Toolbox

Jestli čekáte, že začnu opravný článek sypáním popele na hlavu a myšlenkami na prostříhání plotu a skok z Nuselského mostu, zklamu vás. Původní článek neobsahoval chybná měření, obsahoval jeden z možných výkonů (a zklamání), které uživatelům mohou dnešní SSD nabídnout. Pro srovnání výsledků s dnešním pro změnu takřka ideálním výkonem SSD a ilustraci toho, jak to může vypadat v rukou méně hloubavých uživatelů nebo na určitých operačních systémech, nalisujte bez rozpaků původní duel Intel X25-M (34 nm, G2) proti OCZ Agility (Indilinx Barefoot). Mohu si přece jen uštědřit výchovný políček za to, že jsem neměl spletitou a hlavně výrobci katastrofálně špatně dokumentovanou problematiku SSD kolem řešení rewrite penalty dobře nastudovanou. Leccos jsem pravidelným čtenářům koneckonců prozradil už v aktualitě o nových firmwarech pro Intel X25-M a A-Data S592 s podporou trim.

Trim

Výkon nového SSD nemusí být stejný jako výkon používaného SSD. To všechno proto, že si řadič SSD nerozumí s operačním systémem, nekoordinuje s ním svoje kroky. Zatímco SSD potřebuje, aby do prázdných bloků byly vepsány nuly, operačním systém při mazání pouze označí oblast za smazanou. To je rychlejší, jenže pro flashový SSD, který čte po stránkách a dokáže zapisovat jen ve větších blocích určité velikosti to znamená, že do takového bloku nemůže jen zapsat, ale musí přečíst, modifikovat a poté teprve zapsat. V praxi to znamená, že SSD po nějakém čase používání může výrazně zpomalit, zejména pokud dojde na zápis do už jednou vymazaných oblastí.

Aby nebyl výkon SSD po čase používání zazděn, začala být vyvíjena funkce (či příkaz, chcete-li) trim. S ní se začalo v Linuxu 2.6.28, ale alespoň podle Wikipedie zde nebyla dosud dotažena. Prvním operačním systémem s podporou trim se tak stala Windows 7 od Microsoftu. Podmínkou pro správnou funkci trim je použití ovladače přímo od Microsoftu (pciide.sys či lépe msahci.sys), různé ovladače k polím RAID (včetně Intel Matrix) a dalším řadičům tudíž nemůžete použít (nestarání se o problém je například ze strany Intelu opravdu nechvályhodné).

Intel opravuje a zmatkuje

Intel v listopadu každopádně vydal nový firmware pro svoje 34nm SSD (G2 či Postville), který má jak podporu TRIM, tak už by se neměl vracet k předchozím problémům. Navíc u 160GB X25-M G2 zvyšuje rychlost zápisu (sekvenčně) až na 100 MB/s. Update firmwaru učiníte pomocí stažení ISO ze stránek Intelu, vypálení na CD, startu z CD a provedení přehrání Aby uživatelé Windows Vista a XP nepřišli zkrátka, mohou TRIM vyvolat pomocí prográmku Intel SSD Toolbox.

Intel SSD Toolbox: zkuste najít tlačítko Download (prosincový stav)

Ten však kvůli dalšímu problému se ztrátou bodů obnovení (či něco takového, už jsem se při řešení problémů s SSD začal trochu ztrácet) momentálně stáhl ze svých stránek a to ještě nejhloupějším způsobem: vše ponechal, smazal z HTML jen tlačíko Download (a uživatel hledá, kliká tam a zpátky, …). Přes google lze naštěstí na jakési obdobě rapidsharu SSD Toolbox ještě najít (než Intel znovu vystaví opravenou verzi).

Vzhledem k tomu, že má testovací sestava pro pevné disky a SSD vypadá takto…

… zvolil jsem samozřejmě druhou cestu, kterak se dostat opět na rychlost původního (čistého) X25-M G2: SSD Toolbox. Tento nástroj vám poskytne správné čtení S.M.A.R.T. z vašeho SSD (zajímavá je třeba úhrnná statistika zapsaných gigabajtů) a hlavně nástroj SSD Optimizer. Optimizer je v podstatě funkcí Trim-on-demand, tedy označením smazaných bloků klepnutím tlačítka. Operace trvá pár sekund a můžete naplánovat její periodické spouštění. Optimizer vyžaduje partition, jaké souborové systémy ale podporuje, to jsem nezjišťoval.

Nový firmware, který přináší podporu Trim, Intel na stránkách ke stažení naštěstí ponechal, zbývá tedy přílušné ISO stáhnout, vypálit a nastartovat z něj. Z varianty DOSu provedete snadnou aktualizaci firmware, při níž vám ale Intel neručí za zachování dat.

Výkon po formátování, aplikaci Trim a aktualizaci firmware

Ačkoli testuji pod Windows Vista a jak správně poznamenal uživatel paco pod jednou z aktualit o SSD, neměl by mít plný formát stejně blahodárný účinek jako pod Windows 7 (kde spustí Trim), vyzkoušel jsem jej a zcela jasný (byť zdaleka ne tak velký jako Trim) přínos jsem zaznamenal (druhý sloupec).

Následně jsem zkusil ještě aktualizovat firmware, zde však k ničemu podstatnému kromě zvýšení rychlosti sekvenčního zápisu (zhruba z 80 na 110 MB/s) nedošlo. Kýžená vysoká skóre v aplikačních testech (či krátkých časů v FC-testu) a nárůst v Iometeru přinesl až Trim vyvolané skrze SSD Toolbox (Optimizer).

Intel X25-M 34 nm (G2), 160 GB

přesný název: SSDSA2M160G2GC
testovaný firmware: 02G9 a 02HD
webová stránka produktu: Intel

34nm varianty X25-M se vyrábí v kapacitách 80 a 160 GB, otestovali jsme druhou jmenovanou. Intel použil zřejmě jen novou revizi stejného 10kanálového řídícího čipu PC29AS21BA0 (u 50nm generace byl PC29AS21AA0) a zvětšil velikost cache ze 16 na 32 MB (Micron). Intel slibuje také určité zkrácení latencí, zůstal naopak u vysoké rychlosti čtení (250 MB/s)  bohužel také u dnes už podprůměrné hodnotě souvislého zápisu (70 MB/s). Max. IOPS při čtení zůstaly na skvělých 35 000, zvýšil se však údajně výkon při zápisu ze 3300 na 6600, resp. 8600 u 160GB verze.

Spotřeba v zátěži zůstala stanovena na 150 mW a přestože v recenzích uvidíte o něco vyšší spotřebu (i ve srovnání s SSD s Indilinxem), stále se jedná o zlomky wattu. V idle spotřeba kupodivu narostla ze 60 na 75 mW. Novinkou má být TRIM, druhá generace řešení problému s přepisy od Intelu. TRIM by měl být k dispozici ve Windows 7 po aktualizaci firmwaru (ohlášen na konec listopadu), v XP a Vista bude k dispozici nějaký prográmek podobný tomu od Indilinx. Firmwarová o softwarová varianta TRIM by se měla starat o skutečné vyprazdňování flash namísto pouhého označení jako dostupné. S novým firmware by také měl vzrůst souvislý zápis ze 70 na 100 MB/s.

 

 

Agility, wiper (OCZ_GC) a firmware 1.41

Uživatelé jiných systémů než Windows 7 a jiných SSD s Indilinx Barefoot se už delší dobu mohou bránit proti zazdění výkonu pomocí utility Wiper. Wiper.exe (resp. OCZ_GC.exe, stáhnete zde) podle některých pramenů nevyvolá Trim a OS tak neřekne SSD, které bloky se už dále nepoužívají, ale pročistí prázdné místo (soubor Wiper.dat „pojídá“ smazané LBA), podle toho, co utilita sama vypisuje podstrčí příkaz Trim řadiči SSD na přání stejně jako SSD Toolbox od Intelu.

První spuštění a dokončení Wiperu na SSD trvá zpravidla několik minut (na OCZ Agility, kam jsem zapsal asi 20 GB dat pomocí FC-testu to bylo kolem tří minut), další spuštění jsou pak už otázkou sekund stejně jako u Optimizeru od Intelu. Wiper v podobě volně stažitelného OCZ_GC.exe funguje na všech SSD s Indilinx Barefoot (OCZ Agility/Vertex, Corsair Extreme Series, A-Data S592, Patriot TorqX, Photofast G-Monster-V3, RunCore Pro IV, G.Skill Falcon, …).

Aktualizace firmware je na Agility trochu složitější než u Intel X25-M. OCZ má totiž dvě verze Agility, jednu označenu jako OCZ Agility a druhou jako OCZ-Agility. Pro každou verzi (s pomlčkou v názvu či bez pomlčky; zjistíte třeba programem CrystalDiskInfo) najdete na fóru OCZ jinou verzi aktualizačního softwaru. Pro mou verzi bohužel ten údajně správný software nechtěl nic dělat, stáhl jsem tedy přímo z podpory OCZ firmware, který byl, jak se ukázalo pro opačnou verzi a aktualizace proběhla. Jen s chybovým hlášením o nemožnosti uložit starý firmware, ale SSD dále fungoval správně.

Ještě se můžete rozhodnout mezi firmwarem 1.4 a 1.41. Pro uživatele Windows 7 je volba jasná: 1.4 je právě pro ně a přináší klid díky podpoře Trim. Majitelé jiných operačních systémů mohou zkusit 1.41, který přináší podporu garbage collection spouštěném na pozadí podobně jako SSD s řadičem Samsung a novějším firmware. Testy na AnandTechu prokázaly, že garbage collection není zdaleka tak šťastným řešením jako Trim, tudíž nezbývá než doporučit nadále i s tímto firmwarem používat OCZ_GC.exe (nemáte-li OS s podporou Trim).

Výkon po aplikaci Wiperu (OCZ_GC) a aktualizaci firmware

Podobně jako u Intel X25-M G2 i u OCZ jsem vyzkoušel zbavit disk smetí pomocí utility (zde Wiper od Indilinxu ve variantě od OCZ) a následně jsem ještě prozkoumal, jaký přínos má nový firmware.

Při používání nástroje Wiper bylo možná vhodnější i pro Windows Vista nahrát raději firmware 1.4, neboť bůhvíjaký dopad na výkon může mít garbage collection na pozadí. Nový firmware viditelně pomáhá při zápisu, povýšení z 1.3 na 1.4 se tedy vyplatí. Agility s firmwarem 1.3 neměl podle dostupných informací žádný automatický trim anebo garbage collection, NAND launderer byl přítomen zřejmě až u Vertexu.

OCZ Agility 120GB, 128 GB

přesný název:  OCZSSD2-1AGT120G
testovaný firmware: 1.3 a 1.41
webová stránka produktu: OCZ

Agility je jedním z mnoha SSD s Indilinx Barefoot. S ním jste měli tu čest se setkat už v recenzích Photofast G-Monster-V3 a A-Data S592. Oba SSD dopadly velice dobře, a tak určitě nemálo čekáte i od Agility.

Stejně jako A-Data nebo Photofast, i OCZ páruje Barefoot s 64MB cache (SDRAM od Elpidy), rozdíl je v použitých NAND flash. První dva jmenovaní výrobci vsadili na Samsung, OCZ Indilinx páruje s Intelem. Tedy alespoň podle většiny recenzí, neboť testovaný kus se mi nepodařilo vinou zarvaných šroubků rozebrat. Výjimkou je recenze na Guru3D, kde je podle mě fotografie nikoli Agility, ale spíše Vertexu.


OCZ Agility bez pláště. Zdroj (a přehled rozebraných SSD disků OCZ): Clubic

NAND flash od Intelu (29F64G08FAMCI) použité v Agility patří k těm pomalejším a levnějším, možná i proto OCZ udává rychlost čtení 185 MB/s a u souvislého zápisu jen až 80 MB/s. U 30GB verze počítejte s rychlostmi ještě o čtvrtinu nižšími. OCZ na disk dává tříletou záruku a uvádí 1,5 milionu hodin MTBF.

 

 

Iometer (databáze, file server, čtení a zápis malých bloků)

Iometer je testem výkonu úložných zařízení, který byl vytvořen společností Intel a později uvolněn jako open source. Jeho výhodou i nevýhodou současně jsou neuvěřitelně rozsáhlé možnosti nastavení. Pomocí Iometeru tak lze nasimulovat velmi různorodé praktické scénáře, není to však úplně snadné. V tomto ohledu jsem našel inspiraci na serverech StorageReview a Anandtech.

Testy jsou prováděny na discích bez souborového systému (unpartitioned), zpřístupněn je celý rozsah disku a testy jsou prováděny s různou hodnotou outstanding I/Os.

Přiblížení hodnot outstanding I/Os:

  • 1… náhodný přístup
  • 2… jednoduchá aplikace (Windows Calculator)
  • 50… běžný systém
  • 100… defragmentace

Databáze

Přesně jako předepisuje StorageReview: 67 % čtení, 33 % zápisů, 100 % náhodně, zpřístupněno 100 %, 8kB bloky.

Souborový server

Jelikož scénář web server (100 % čtení) je už v současnosti považován za nerealistický, z původního předpisu Intelu jsem ponechal pouze scénář souborový server. Ten je definován takto:

% podíl na testu velikost bloků % čtení % náhodně
10 %
0,5 kB
80%
100%
5 %
1 kB

80%
100%
5 %
2 kB
80%
100%
60 %
4 kB
80%
100%
2 %
8 kB
80%
100%
4 %
16 kB

80%
100%
4 %
32 kB
80%
100%
10 %
64 kB
80%
100%

Pracovní stanice

Opět dle StorageReview Workstation: 80 % čtení, 20 % zápisů, 80 % náhodně, zpřístupněno 100 %, 8kB bloky.

Náhodné čtení, 4K

Inspirováno AnandTechem (a připraveno především na SSD): 100 % čtení, 0 % zápisů, 100 % náhodně, zpřístupněno 100 %, 4kB bloky.

Náhodný zápis, 4K

Inspirováno opět AnandTechem a fórem NotebookReview (a tentokrát se jedná o skutečnou past na levné SSD): 0 % čtení, 100 % zápisů, 100 % náhodně, zpřístupněno 100 %, 4kB bloky.

Kompletní výsledky tabulkou

Výsledky všech změřených disků v jediné a snad přehledné tabulce.

Aplikační testy: PCMark Vantage

Aplikační testy: PCMark05

Aplikační testy: FC-test

V FC-Test jsem měřil pouze čas nutný k vytvoření dat určitého typu na každém z pevných disků.

HD Tach 3, Sandra 2009.SP1

Intel X25-M 34 nm, 160 GB – 8 MB zones:

OCZ Agility, 128 GB – 8 MB zones:

Intel X25-M 34 nm, 160 GB, HD Tach 3.0.4 – 32 MB zones:

32MB zones

OCZ Agility, 128 GB – 32 MB zones:

32MB zones

Nová Sandra má možná nejlepší test přenosových rychlostí disků pro Windows Vista 64-bit, je ale potřeba testy provádět vícekrát (první průchod zpravidla dá nižší výsledek než ty další).

Měření náhodné přístupové doby zápisu dělá čest svému názvu.

CrystalDiskMark 2.2, HD Tune 2.55

CrystalDiskMark 2.2 je zajímavý svým měřením přenosových rychlostí pro malé bloky dat (512 kB a 4 kB).

Intel X25-M 34 nm, 160 GB v CrystalDiskMark:

OCZ Agility, 128 GB V CrystalDiskMark:

Testy přenosových rychlostí HD Tune verze 2.55 nejsou v prostředí Windows Vista a disky v AHCI režimu příliš spolehlivé, při formulování verdiktu k nim nepřihlížím.

HDtuneacces

Intel X25-M 34 nm, 160 GB v HD Tune:

HDtuneacces

OCZ Agility, 128 GB v HD Tune:

AS SSD Benchmark

Verdikt

Stručné shrnutí výsledků

Summary

Verdikt

Co se v článku a při jeho přípravě podařilo zjistit, resp. ověřit? Není toho málo:

  • Výkonnostním králem SSD s čipy MLC a dostupnou cenou je Intel X25-M G2 (34 nm) či jeho přeznačené klony (Kingston M Series, možná už i A-Data nabízí 34nm X25-M).
  • Indilinx Barefoot je soupeřem ARM od Intelu, je sice slabší, ale kope na rozdíl od dalších stejnou ligu (co je důležité: vážná konkurence pomáhá snižovat ceny určitě více než jen novější výrobní proces u Intelu).
  • OCZ Agility umí být při zápisu přesně o velikosti jedné stránky (512 kB) výrazně rychlejší než Intel X25-M, ve zbytku testů je mírně či výrazněji pomalejší X25-M; stále však nesrovnatelně rychlejší než pevné disky či pokusy o SSD s JMicronem JMF602.
  • OCZ používá sympatické značení podle kapacity dostupné uživateli a její podpora je lepší; Intel má zase pohodlnější aktualizaci firmware a když se vám podaří SSD Toolbox stáhnout jeho použití je širší a komfortnější než u OCZ_GC (Wiper).
  • Trim či alespoň nějaká varianta garbage collection je v dlouhodobém horizontu pro výkon SSD životně důležitá – ověřte si, zda vámi kupovaný SSD něco takového umí (záleží i na firmware)
  • pro automatický běh Trim potřebujete nejen Windows 7 (a možná už i nějaké sestavení Linuxu), ale také správný ovladač: msahci.sys či pciide.sys. Kombinace Trim a RAID je poněkud složitější a pokud vím, tak zatím není od žádné společnosti dostupná. Trim pod Windows 7 vyvoláte úplným smazáním souboru (tedy i z Koše) a naopak jej nevyvoláte odstraněním partition a rychlým formátováním.
  • Nechat běhat SSD (zejména SSD Intelu) v režimu IDE je věčná škoda. Výkon bez NCQ dostupném jen v AHCI je při náhodném zápisu malých bloků dat dramaticky nižší. Dalším důvodem je větší jistota běhu automatického Trim s msahci.sys.
  • Uživatelé jiných operačních systému než Windows by si měli zjistit, jaké podmínky automatický Trim či garbage collection (anebo nástroje pro jejich vynucení) potřebují – může to být dokonce přímo souborový systém NTFS.
  • Klonováním disku rozděleném například ve Windows 2000/XP na SSD můžete přijít o dost výkonu
  • Cena některých SSD, zejména těch od OCZ, je v České republice smutná: OCZ Agility 120GB sice zlevnil během půl měsíce z tragických 11 500 Kč na necelých 8000 Kč, stále je to něco úplně jiného než 349 USD na Neweggu (6220 Kč po mail-in rebate).
  • Když s nákupem SSD počkáte na příští rok, nic nezkazíte: zvyšující se konkurence (OCZ například chystá SSD s novým řadičem, Kingston se hodně rozjíždí, Intel na IDF ledaccos naznačoval…) a zlepšování výrobního procesu nejen u Intelu přinese lepší SSD za nižší ceny a koneckonců výrobci v současné době stále ještě testují na uživatelích.

Intel X25-M G2 (34 nm), 160 GB

+ velmi výkonný v aplikačním nasazení
+ SSD stuttering nehrozí
+ lepší cena za GB než u konkurence

– podprůměrný zápis větších dat
– různé problémy s různým firmware, skrývání utility SSD Toolbox
– špatná dostupnost

OCZ Agility 120GB, 128 GB

+ výborný aplikační výkon, rychlé náhodné zápisy
+ žádný SSD stuttering
+ záruka a podpora OCZ (3 roky, fórum)
– většinou nižší výkon než Intel X25-M
– v ČR stále nepříliš výhodná cena

Za zapůjčení SSD X25-M děkujeme společnosti Intel

Intel

Za zapůjčení SSD Agility děkujeme společnosti OCZ Technology 

Ohodnoťte tento článek!