Corsair Neutron XT im Test

Wenn man einmal SSD-Controller abseits vom Marvell- und Samsung-Mainstream sehen möchte, ist Corsair immer ein guter Kandidat. Vor einiger Zeit trafen wir in Corsairs Neutron GTX auf den LAMD LM87800-Controller, welcher eine sehr gute Leistung aufzeigte. Die GTX bekam mit der Neutron XT einen Nachfolger auf Basis des Phison-S10-Controllers.

Intro

Der einstige reine Speicherspezialist hat seine Schwerpunkte inzwischen klar verlagert. Der 08/15- wie auch der Enthusiasten-Spieler sind heute die Zielgruppe von Corsair geworden, welche man neben Speichermodulen auch mit Gehäusen, Mäusen oder Tastaturen, Netzteilen und natürlich ebenfalls mit SSDs für jede Preislage bedienen möchte. Es bleibt allerdings dabei, dass Corsair seinen Namen immer in Verbindung mit Qualität sehen möchte und dadurch bedingt die Produkte durchaus einmal etwas teurer ausfallen können.

Da Corsair für SSDs den Controller und NAND-Flash auf dem Markt einkauft, ist hier natürlich eine höhere Flexibilität bei der verwendeten Technik zu sehen. Eine Bindung an einen bestimmten Controller-Hersteller lässt sich bei Corsair nun wirklich nicht finden: LAMD-Controller in der Neutron GTX, Silicon Motion in der Force LX und nun Phison S10 in der Neutron XT. So versucht der Hersteller, für jede Serie und das entsprechende Segment das passende Modell zu finden, um das bestmögliche Konstrukt zu schaffen.

So ganz neu ist der Phison-Einsatz aber für Corsair nicht, denn der kleinere Bruder Phison S8 wurde bereits in der Force LS verwendet. Phison selbst darf man praktisch schon als alten Hasen auf dem Markt ansehen, denn das taiwanische Unternehmen entwickelt und produziert seit 15 Jahren Controller für Flash-basierte Speichermedien.

Mit der Neutron XT platziert Corsair ein frisches Modell im Performance-Segment für Heimanwender und setzt nun auf die Kombination mit Phison S10 und Toshiba-NAND. Wir testen, was das neue Performance-Modell zu leisten vermag.

SSD-Lesezeichen:

• Struktur
• Leer oder frei?
• Wear Leveling
• Die Wurzel allen Übels: Read-Modify-Writes-Müllabfuhr
• Spare Area und Überprovisionierung
• TRIM löscht nicht!
• Geschwindigkeit
• SLC, MLC, eMLC, TLC
• SSD-Caching – How-to

Jüngste SSD-Reviews:

• AMD/OCZ Radeon R7 SSD mit 240 GB
• OCZ ARC 100 mit 256 GB
• Crucial MX100 mit 256 GB
• Corsair Force LX mit 256 GB
• Crucial M550 mit 256 GB und 1 TB
• SanDisk Extreme II und Ultra Plus
• Samsung 840 Pro und EVO
• SSD-Reboot

Der Testkandidat

Eckdaten und Technik

Herzstück der XT ist – wie bereits geschrieben – der Phison-S10-Controller. Dabei handelt es sich um eine Quad-Core-CPU, wobei die Aufgaben strikt verteilt sein sollen: Ein Kern kümmert sich um die Anfragen des Host-Systems, und drei Kerne kümmern sich um rechenintensive interne Aufgaben wie die Garbage-Collection sowie die Analyse und Ausführung des Wear-Levelings. Die folgende Tabelle stellt kurz die Eigenschaften der XT mit denen des vorherigen High-End-Modells GTX gegenüber.

Der NAND-Flash ist mit bis zu acht Kanälen an den Controller angebunden und besteht aus Toshiba MLC-NAND der A19nm-Klasse. Die 240- und 480-GB-Version beherbegen dabei 64-Gbit-Dies, während die 960-GB-Version auf 128-Gbit-Dies zurückgreift.

SmartFlush und GuaranteedFlush

Corsair erwähnt in den Daten zur Absicherung gegen Datenkorruption bei Stromausfall die Technologien SmartFlush und GuaranteedFlush. SmartFlush hat dabei zum Ziel, die Zeit zu minimieren, in der sich Daten im Cache befinden. Dadurch wird aber lediglich die Wahrscheinlichkeit verringert, dass sich bei einem Stromausfall noch Daten im Cache befinden, beziehungsweise es befinden sich weniger Daten darin.

GuaranteedFlush setzt dagegen auf das Flush-Cache-Kommando (E7h) der ATA-Spezifikation, welches vom Phison S10 unterstützt wird. Mit diesem Kommando kann kontrolliert das Leeren des Caches auf den NAND- oder Festplattenspeicher ausgelöst werden. Kritische Daten wie die Mapping-Table können auf diese Weise konsistent gehalten werden.

Wie bei den meisten Consumer-Laufwerken befinden sich keine Kondensatoren auf der SSD, welche das Laufwerk noch für einen kurzen Zeitraum mit Spannung versorgen können. Man muss an dieser Stelle der Vergleichbarkeit wegen noch einmal darauf hinweisen, dass bei Laufwerken wie der Crucial MX100 anfangs davon ausgegangen wurde, dass diese entsprechende Kondensatoren aufweisen würde. Dies ist aber nicht der Fall, worauf wir hier eingegangen sind.

Zusammenfassend kann man also festhalten, dass die Corsair XT wie die Konkurrenz keine „Notstrom-Kondensatoren“ aufweist, aber dennoch die Konsistenz der Mapping-Table und bestehender Daten sichern kann. Zu schreibende Daten werden vom Cache schnellstmöglichst an den NAND-Flash weitergereicht, um den Verlust noch nicht geschriebener Daten bei einem Stromausfall zu minimieren.

Ausstattung

Die SSD verschlüsselt zwar Daten mit 256-Bit-AES, unterstützt aber leider nicht die TCG-Opal-Spezifikationen, welche zum Beispiel für den Einsatz von Microsofts eDrive-Standard notwendig sind. Ebenso fehlt leider die Unterstützung für die zusätzlichen Energiesparmodi wie DevSleep und HIPM+DIPM. Für den mobilen Unternehmenseinsatz oder den Einsatz in kleiner mobiler Hardware, wo es auf einen sehr geringen Idle-Verbrauch ankommt, ist das Laufwerk daher weniger geeignet.

Lebensdauer

Corsair sichert für die Lebensdauer des Flashes eine Schreibleistung von 124 Terabyte zu. Da der Wert für die drei Laufwerkstypen gleich ist, ist davon auszugehen, dass der Wert recht niedrig angesetzt ist. Auf einem mit 960 GB viermal so großen Laufwerk würden die Zellen nämlich nur ein Viertel so oft belastet werden, als würde man die 124 Terabyte auf die kleine 240-GB-Version schreiben. Unter dem Strich kommt man rechnerisch auf eine zugesicherte Schreibmenge von knapp 70 Gigabyte pro Tag, wenn man die fünf Jahre Garantiezeit als Grundlage nimmt.

Impressionen

 

Wie bei vielen Konkurrenten, liegt der SSD noch ein 2m-Einbauspacer in knalligem Rot bei.

Gut zu erkennen ist der um 45° gedrehte Phison-S10-Controller. Der NAND-Flash-Speicher wurde bei der 480-GB-Ausführung auf acht Packages verteilt, in jedem befindem sich acht Dies mit je 64 Gbit. In der 980-Gbyte-Variante werden dagegen Dies mit 128 Gbit verbaut, um auf die notwendige Kapazität bei gleicher Anzahl an Packages zu kommmen.

Software-Austattung

Der SSD liegt direkt keine Extra-Software bei, jedoch stellt Corsair nach wie vor die SSD Toolbox bereit. Mit dieser können Funktionen wie Überprovisionierung, Secure Erase und das Klonen von Laufwerken durchgeführt sowie Laufwerks- und S.M.A.R.T-Informationen ausgelesen werden. Eine Beschreibung der Software findet sich hier.

Wer möchte, kann sich aber auf anderem Wege vergewissern, dass die Betriebsumgebung optimal auf die SSD-Laufwerke abgestimmt ist. Wichtige Parameter dabei sind:

• Läuft der SATA-Port im AHCI-Modus?
• Unterstützt das Betriebssystem TRIM?
• Ist eine eventuelle automatische Defragmentierung des Betriebssystems deaktiviert?

Testumgebung

Hardware

Teststation:

• CPU: Intel Core i3 3220 – 2 x 3,3 GHz (Turbo: off) [Amazon-Angebote]
• Mainboard: ASUS P8H77M (H77-Chipsatz) [Amazon-Angebote]
• Speicher: 8 GByte (4 x 2 GB) Team Xtreem – SPD-Betrieb: DDR3-1333 9-9-9-24-1T bei 1,5 Volt [Amazon-Angebote]
• Netzteil: NZXT 650 Watt HALE82 Series [Amazon-Angebote]
• Boot-Laufwerk: OCZ Vertex-2-SSD als Boot-Laufwerk [Amazon-Angebote]

Der Testkandidat:

• Corsair Neutron XT 480 GB (Amazon-Angebote)

Vergleichsmodelle:

• AMD/OCZ Radeon R7 240 GB (HT4U-Test / Amazon-Angebote)
• Corsair Force LX 256 GB (HT4U-Test / Amazon-Angebote)
• Corsair GTX 480 GB (HT4U-Test / Amazon-Angebote)
• Crucial M550 256 GB (HT4U-Test / Amazon-Angebote)
• Crucial M550 1 TB (HT4U-Test / Amazon-Angebote)
• OCZ ARC 100 2406 GB (HT4U-Test / Amazon-Angebote)
• Samsung 840 120 GB (HT4U-Test / Amazon-Angebote)
• Samsung 840 EVO 250 GB (HT4U-Test / Amazon-Angebote)
• Samsung 840 Pro 256 GB (HT4U-Test / Amazon-Angebote)
• SanDisk Extreme 240 GB (HT4U-Test / Amazon-Angebote)
• SanDisk Extreme II 240 GB (HT4U-Test / Amazon-Angebote)
• SanDisk Ultra Plus 256 GB (HT4U-Test / Amazon-Angebote)

Software

Unser Benchmark-Parcours

Unser Benchmark-Parcours soll folgende Fragen beantworten:

• Wie schnell ist die SSD beim sequenziellen Lesen und Schreiben großer Dateien und beim zufälligen Lesen und Schreiben kleiner Dateien?
• Wie wirken sich nach starker Schreiblast fragmentierte Blöcke (nicht mit Dateifragmentierung verwechseln!) und die daraus resultierenden Read-Modify-Writes auf die Performance aus?
• Wie schnell ist die SSD bei einem Dauerlastszenario (Steady-State)?
• Kann TRIM die volle Performance wiederherstellen?
• Wie effektiv ist die Garbage-Collection?
• Wie schnell ist die SSD, wenn bestimmte Mischungen großer und kleiner Blöcke auftreten?

Synthetische Benchmarks

Die Verwendung von synthetischen Benchmarks lässt sich nicht umgehen, da nur mit diesen die technischen Limits der SSDs sichtbar werden. Sie zeigen das erreichbare Maximum auf.

Bei diesen Benchmarks ermitteln wir die Performance in den folgenden Zuständen:

Auf diese Weise wird ersichtlich, ob und wie stark die Leistung der SSD abfällt und ob TRIM die ursprüngliche Performance wiederherstellen kann.

Es ist dabei unerheblich, ob man ein paar hundert MP3- oder Videodateien kopiert oder diese Arbeit durch Iometer simuliert, für die SSD ist der Aufwand der gleiche. Unterschiede, die aus dem Dateisystem des Betriebssystems resultieren, betreffen dann alle SSDs gleichermaßen, so dass die Verhältnisse der Leistungsunterschiede gleich bleiben.

Trace-Benchmarks

Das reale Leben lässt sich dagegen eher durch Trace-Benchmarks wie PCMark oder Iometer-Profile, welche Anwendungsfälle simulieren, nachstellen. Mit diesen Tests werden praxisnahe Zugriffe reproduzierbar durchgeführt.

Für praxisnahe Ergebnisse führen wir diese Tests durch, nachdem die SSD bereits mehrmals mit Lastprofilen beschrieben wurde und bis auf einen Rest von 10 GB mit aktiven Daten belegt ist. Damit erhält man Leistungswerte einer SSD, die bereits genutzt wurde und momentan zum größten Teil gefüllt ist.

Anwendungen

Per Anwendung selbst testen wir weniger. Das hat hauptsächlich zwei Gründe: Erstens wird durch das Limit der CPU der Leistungsabstand zwischen den SSDs verfälscht. Etwa dann, wenn bei einem Anwendungsstart die SSD darauf warten muss, dass die CPU erst bestimmte Daten verarbeiten muss, bevor die SSD weiterarbeiten kann. Aufgrund des CPU-Limits rücken die SSDs hier im Ergebnis näher aneinander, als es später mit schnelleren CPUs der Fall wäre. Zweitens lassen sich viele Anwendungen nur per Stoppuhr messen, was uns zu ungenau ist, vor allem da die Ergebnisse teilweise nur Zehntelsekunden auseinanderliegen. Wir führen aber unseren altgedienten OpenOffice-Kopiertest durch, da er gut reproduzierbar ist. Wir haben dort lediglich die Menge der Daten um den Faktor 12 vergrößert. Es handelt sich nun um eine Datenmenge von 3,06 GB in über 48.000 Dateien unterschiedlichster Größe, die auf dem Testlaufwerk dupliziert wird.

Dauerlast-Messungen

Wie im Abschnitt „Lastverhalten“ beschrieben, brechen SSDs unter kontinuierlicher zufälliger Schreiblast dann ein, wenn die Garbage-Collection nicht schnell genug freie Blöcke bereitstellen kann. Ein solches Lastverhalten tritt freilich nur selten im normalen Heimbetrieb auf. Für den einen oder anderen Leser mag es aber interessant sein, ob eine SSD auch für einen etwas härteren Einsatz geeignet ist. Etwa als Datenträger für einen Virtualisierer, wo durchaus sehr viele kleine Zugriffe parallel auftreten können, oder als Platte für eine Datenbank-Testumgebung.

Für diesen Test lassen wir per Iometer so viele 4k-Schreibzugriffe wie nur möglich auf die SSD los und erstellen einen Graphen, der die Leistung über die Zeit darstellt. Diesen Test wiederholen wir nach 30 Minuten beziehungsweise 12 Stunden Pause, um zu sehen, ob in dieser Zeit die Garbage-Collection wieder ausreichend freie Blöcke für eine hohe Performance bereitstellen konnte. Da Iometer mit einer großen Testdatei arbeitet, die dabei zu keinem Zeitpunkt gelöscht, sondern nur überschrieben wird, sind Einflüsse durch TRIM bei diesen beiden Wiederholungsläufen ausgeschlossen. Die Leistungssteigerung durch TRIM selbst wird anschließend in einem vierten Durchlauf gemessen. Dieser findet nach einer Schnellformatierung statt, wodurch das Laufwerk „getrimt“ wird. Die Testdatei wird dann neu angelegt.

Wir möchten ausdrücklich darauf hinweisen, dass dies deutlich über die normalen Anforderungen an SSDs für den Heimeinsatz hinausgeht. Wenn eine SSD hier nicht so gut abschneidet, wird dies daher nicht negativ angerechnet. Wir wollen aber herausfinden, welche SSDs aus der Masse positiv hervorstechen. Zudem kann man an diesem Test besser erkennen, inwiefern die Garbage-Collection arbeitet.

MByte/s oder IOPS?

Im Normalfall geben wir die Messergebnisse in Megabyte pro Sekunde an. Bei den Profiltests geben wir jedoch die Ergebnisse in IOPS (Input/Output Operations per Second = Ein- und Ausgabebefehle pro Sekunde) an. Ein Eingabe- oder Ausgabebefehl kann das Lesen oder Schreiben eines Blockes bedeuten. Der Vergleichbarkeit tut das keinen Abbruch. Wenn ein Datenträger bei einem Schreibtest mit 128-KB-Blöcken 1.000 IO pro Sekunde schafft, dann ergeben sich daraus rechnerisch eben 1.000 * 128 kB = 128 MB pro Sekunde. Wenn ein Betriebssystem MP3-Dateien oder Videos schreibt, dann tut es dies ebenfalls in Blöcken, und die Blockgrößen hängen am Ende von der Größe der Dateien und der Formatierung des Dateisystems ab. Bei vielen kleinen Dateien limitiert so unter Umständen die Anzahl der IOPS und bei großen Dateien die maximale Schreibrate der SSD. Daher ist der Einsatz der Angabe von IOPS überall dort sinnvoll, wo eine hohe Anzahl von Lese- und Schreiboperationen stattfindet und/oder unterschiedliche Blockgrößen anliegen.

Bei den Dauerlast-Messungen hat die Angabe in IOPS den zusätzlichen Vorteil, dass man hier direkt die von den Herstellern üblicherweise beworbenen maximalen IOPS-Angaben den realen Resultaten gegenüberstellen kann.

Messergebnisse

Sequentielles Lesen

In beiden Benchmarks tritt das Laufwerk an der Spitze des Feldes in Erscheinung. Da aber die SATA-Schnittstelle hier der Flaschenhals ist, kann sich das Laufwerk logischerweise nicht absetzen und die Unterschiede sind minimal.

Sequenzielles Schreiben

Auch das sequentielle Schreiben geht sehr schnell von der Hand. Dafür bricht das Laufwerk wie die Samsung-Modelle stark nach Last ein. Die Ursache dafür ist die gleiche wie bei den Samsung-Modellen und wird im Kapitel „Dauerlast-Verlaufskurven“ sichtbar und besprochen.

Zufälliges Lesen

Beim zufälligen Lesen ist das Bild gespalten. Misst man nur über einen kurzen Zeitraum wie bei AS-SSD, liegt die Corsair XT vorne. Misst man aber durchgängig über einen längeren Zeitraum wie in Iometer, liegt das Laufwerk nur im Mittelfeld.

Zufälliges Schreiben

Auch hier kann sich die Corsair XT nicht vom Feld abheben und leidet beim Schreiben nach Last unter Leistungsschwäche. Das Vorgängermodell GTX ist sowohl in Iometer als auch in AS-SSD schneller.

Webserver, Fileserver, Workstation

Die Tests mit den Lastprofilen zeigen einmal mehr auf, dass das Laufwerk bei den schreiborientieren Lasttests mit zufälligen Mustern spürbar hinter dem Spitzenfeld liegt. Im leselastigen Webserver-Profil ist der Rückstand nicht so stark.

HT4U-OpenOffice-Kopiertest

PCMark7 Tracebenchmarks

Dauerlast-Verlaufskurven

Einige Dinge lassen sich an diesem Diagramm für die Neutron XT erkennen: Erstens kann die hohe Anfangsleistung über einen relativ langen Zeitraum erhalten werden. Im frischen oder komplett getrimmten Zustand bleibt das Anfangsniveau fast fünf Minuten lang erhalten. Dabei ist dieses mit um die 55.000 IOPS im Vergleich zum Wettbewerb nicht besonders hoch, wodurch natürlich mehr Zeit vergeht, bis die SSD saturiert. Das längere hohe Niveau wird sicher auch dadurch begünstigt, dass auf der SSD 512 GB brutto vorhanden sind und die Differenz zu den 480 GB User-Space für Spare-Area und Paritätsdaten genutzt werden. Ein langes hohes Anfangsniveau deutet darauf hin, dass viel von diesem Speicher als Spare-Area genutzt wird, also relativ wenig Paritätsdaten gehalten werden. Den Ausfall eines kompletten Dies wird die SSD so nicht kompensieren können.

Des Weiteren führt die Neutron XT keine vorbeugende Garbage-Collection durch, wenn sie gerade nichts zu tun hat, denn der grüne Graph „nach 12h“ idle beginnt bereits auf niedrigem Niveau. Erst das TRIM-Kommando sorgt wieder für höhere Performance. Das ist nachteilig für alle Nutzer, die mit kleineren Blöcken in bestehende Dateien schreiben.

Der Verlauf der Leistungskurven ist stark dynamisch, denn sogar bei dem hohen Anfangsniveau gibt es starke periodische Einbrüche. Unter Dauerlast gibt es dagegen periodisch kurze Phasen mit hoher Leistung, wenn die Garbage-Collection unter Last für freie Blöcke gesorgt hat. Diese Spitzen sorgen für den im Vergleich zu vielen Konkurrenten höheren Mittelwert unter Dauerlast. Aber egal, aus welcher Richtung man es betrachtet, der Vorgänger Neutron GTX ist unter Last stabiler und schneller.

Leistungsaufnahme

Der Idle-Verbrauch ist sehr niedrig. Da die SSD keine weiteren Energiesparmodi wie DevSleep und Konsorten unterstützt, wird auf neueren Systemen im Idle etwas Energie verschenkt. In einem PC sind die 0,4 W potenzielle Einsparung aber den meisten sicherlich egal. Während des Lesens und Schreibens liegt der Energieverbrauch im Mittelfeld.

Technologisch bedingt ist Schreibarbeit am leistungshungrigsten, da dann die Zellen ge- und entladen werden müssen und der Controller am meisten Rechenaufwand hat. 5 Watt Verbrauch klingt viel für SSDs, aber man sollte nicht die Tatsache aus den Augen verlieren, dass diese in den meisten Fällen vor sich hinidlen, und wenn mal etwas zu tun ist, sind es überwiegend Lesezugriffe. Man sollte diese Ergebnisse daher immer in Relation zur eigenen Nutzung der SSD sehen.

Fazit

Corsair bewirbt die XT als leistungsfähigste Lösung im Portfolio für die anspruchsvollsten Anforderungen im Bereich Spielen, Grafik und Video. Schaut man sich die für die Themen Grafik und Video wichtigen Bereiche der sequenziellen Verarbeitung an, dann stimmt die Aussage, denn hier liegt die XT in unseren Messungen sowohl beim Lesen als auch beim Schreiben vorne im Feld. Für Spiele ist das Lesen von Dateien ebenso wichtig, aber hier spielen auch zufällige Zugriffe mit hinein. Interessanterweise liegt hier die XT unter AS-SSD spürbar vorne, kann aber bei dauerhafter Beanspruchung unter Iometer nur im Mittelfeld landen.

Betrachtet man auch andere Gebiete wie zum Beispiel einen Workstation- oder semiprofessionellen Server-Einsatz, kann sich die XT nicht gegenüber anderen Performance-SSDs wie der AMD Radeon R7 von OCZ, der M550 von Crucial oder der SanDisk Extreme II behaupten. Selbst der Vorgänger Corsair Neutron GTX performt hier spürbar besser. Dabei leidet die XT an dem gleichen Handicap wie Samsungs 840-Serie: Mangels proaktiver Garbage-Collection während Idle-Zeiten sorgen nur TRIM und die Performance-raubende Garbage-Collection unter Last für Ordnung.

Vergleichen wir die aktuellen Preise (April 2015) der 480-/512-GB-Modelle aus dem Performance-Segment, ergibt sich folgendes Bild:

* – Die etwas betagtere Corsair GTX wurde auf Geizhals nur noch von einem unbekannteren Händler gelistet. Dieser Preis stammt daher von idealo, wo noch mehrere Listungen eingetragen waren. Die Preise für das Auslaufmodell sind aber sicher nicht mehr repräsentativ.

Corsairs Neutron XT ist das neue Performance-Flaggschiff des Herstellers. Sie knallt größere Daten noch etwas schneller in den Flash als die Konkurrenz, kann aber bei der aktuellen Preisgestaltung mit eben dieser nicht ganz mithalten. Geschuldet ist dies aber vorrangig dem Kampfpreis der Crucial M550. Das kann sich die Micron-Tochter offenbar mit der Mutter im Rücken erlauben. Auf einen solchen Preispunkt lässt sich die Konkurrenz aktuell (noch) nicht ein. Die neue Neutron XT bietet sich für diejenigen an, die den Video-/Grafik-/Spielebereich nicht verlassen und ist dort eine wirklich gute Wahl. Den Corsair-Aufpreis gilt es aber eben zu stemmen.

[ri], 13. April 2015