Notebook & High Speed SSD - Iskustva

Konacno stigoh da zamenim WD Scorpio Black HDD (najbrzi notebook 2.5" HDD trenutno) sa Samsung 64 GB SLC SSD-om (mccoe64g8mpp-0va) pa da podelim moja iskustva i uputim ES citaoce na neke stvari koje su po mom misljenu bitne kada je kupovina SSD-a u pitanju:

Inace, SSD tehnologiju koristim vec preko godinu dana sa starim Vaio TZ laptopom - na zalost, u TZ seriji je Sony stavio PATA (ZIF) SLC SSD sa relativno niskim performansama - mada je i to bilo dovoljno da potpuno oduva bilo kakav HDD na tom malom laptopu.

Ovog puta, sa novim laptopom (Sony Vaio Z) sam se odlucio da sam uradim posao i da kupim SSD i ugradim ga "DIY" :)

Izbor SSD-a

Kao sto je poznato, postoje 2 vrste SSD diskova - MLC i SSD. SLC diskovi skladiste jedan bajt po celiji i imaju jednostavniju tehnologiju pisanja i zbog toga su obicno znacajno brzi u pisanju od MLC diskova koji imaju visestruke nivoe upisivanja kako bi skladistili vise bajtova (znaci, postoji vise referentnih napona). Zbog svog jednostavnog dizajna, SLC diskovi takodje imaju daleko duzi vek po celiji (100000 upisivanja vs. 10000 upisivanja kod MLC celije).

Medjutim, ono sto cini radni vek SSD diska je "Wear Leveling" algoritam i, kao sto se moze pretpostaviti, los wear-leveling algoritam moze desetkovati zivot SSD diska. Wear Leveling algoritam se trudi da izjednaci broj upisivanja po celiji i da upisivanja raspodeli po disku tako da je taj odnos sto ravnomerniji. Karakteristika Wear Leveling algoritma je "amplification factor" - tj. najgori slucaj razlike izmedju proseka i celije sa najvecim brojem upisivanja.

SLC diskovi obicno imaju kvalitetne wear-leveling algoritme i jako veliki broj upisa po celiji i koriste se u enterprise upotrebi - mogu da izdrze decenije svakodnevnog upisivanja vise desetina gigabajta po njima. Jedina mana im je cena, koja je vrlo visoka za sada - pocinje od oko 7.5 EUR po gigabajtu.

MLC diskovi su druga prica - losi MLC diskovi mogu vrlo brzo da crknu. Intel u njihovom X25-M SSD-u ima vrlo kvalitetan MLC wear leveling algoritam i tvrdi da sa tim algoritmom disk moze da izdrzi preko 5 godina sa 20 GB upisa dnevno i da nadzivljava consumer 1.8" i 2.5" laptop hard diskove.

Ono sto je jako bitno - SSD disk ZNA kada ce da "crkne", i wear leveling algoritam je obicno dizajniran tako da ne uspe novo upisivanje PRE brisanja - sto znaci da ni jedan podatak nece biti izgubljen - ovo je potpuno drugacije od HDD propasti, gde HDD ne samo sto ne moze da zna (tacno) kada ce da crkne - nego sto i samo crkavanje moze ugroziti podatke i uciniti disk necitljivim.

Takodje je jako bitno pomenuti jos jedan veliki problem ogromnog broja jeftinih MLC diskova koji se danas prodaju (OCZ Core II, Patriot Warp, Super Talent MX, ietd...) - svi ti diskovi su bazirani na ISTOM referentnom dizajnu i koriste JMIcron kontroler bez eksternog kesa - ogranicen samo na 16KB internog kesa. Svi ti diskovi se OCAJNO ponasaju pri bilo kojoj situaciji gde postoji vise slucajnih upisa, kao npr. u toku rada sa Windowsom :) U najgorem slucaju mozete cekati minutima da SSD zavrsi upisivanje za koje vreme ce vasa aplikacija biti zamrznuta. Nemojte bacati pare - ti diskovi ne vrede tih para, i najverovatnije ce vam zestoko USPORITI sistem.

Nemojte se poneti citiranim Read/Write sekvencijalnim brzinama!!! Svi SSD-ovi ovo mogu da odrade bez problema - pa cak i najgore OCZ Core djubre!!

Ono sto vas treba zanimati je brzina upisa random 4K blokova i, recimo, random IOPS (IOs per second) performanse, jer je to indikativno za upotrebu kao OS disk. Ljudi koji SSD kupuju za Server ce svakako gledati SLC diskove i njihove IOPS-ove, jer nista drugo nema smisla.

Korisnici notebook-ova danas imaju nekoliko izbora pred sobom:

1. Intel X-25M MLC SSD - trenutno najbrzi consumer SSD po pitanju brzine citanja (do 250 MB/s read) sa nesto manjom brzinom pisanja (70 MB/s). Koristi MLC tehnologiju sa izuzetno dobrim cached kontrolerom (Intel) i trenutno je dosta skuplji od jeftinih MLC diskova ali i dalje jeftiniji od SLC diskova - 80 GB verzija se moze naci po EU od 537 EUR pa na dalje. Odlican SSD disk. Jedina mana mu je sto u mnogim testovima ucitavanje windowsa nije bas sjajno - vrlo verovatno zbog brzine pisanja i ogromne kolicine I/O zahteva.

2. Samsung SATA-II SLC SSD (i njegove klonove tipa OCZ (ne core!) SSD) - vrlo dobre performanse (100 MB/s read, 80 MB/s write) - na sintetickim testovima sporiji od Intel X25-M diska, ali na realnim testovima (Windows boot, ucitavanje aplikacija, ...) je cesto brzi od X25-M! Plus je i sto je u pitanju SLC disk, sto znaci vrlo velika izdrzljivost i sigurnost podataka. Mana - cena. U EU se 64 GB moze naci od cca. 650 EUR. U USA je nesto jeftiniji. Postoje i 32 GB verzije

3. MTRON / MemoRight GT SLC SSDovi - izuzetno brzi SLC SSD diskovi (MTRON PRO / MEMORIGHT GT imaju >120 MB/s read i >110 MB/s write) - na zalost, u pitanju su veoma skupi diskovi. MTRON je nesto jeftiniji (MTRON MOBI 2.5 32 GB se moze naci za oko 250 EUR, ali MOBI serija ima nesto malo nize performanse od Pro serije) ali se tesko nalazi u 2.5" 64 GB varijanti, dok je MemoRight GT vrlo skup (64 GB za oko 1100 EUR!!)

4. Baraz jeftinih MLC diskova (OCZ Core, OCZ Core II, SuperTalent MX/OX) - zaobidjite. Cena vrlo prihvatljiva (mozete imati 128 GB za nesto vise od 300 EUR) ali potpuno neupotrebljivi kao sistemski diskovi zbog gore pomenutog problema upisivanja. OCZ likovi na forumu ce vam reci da je za to kriv Windows - sto je najobicniji sales-talk - njihovi diskovi imaju tragicne performanse, i to je fakat. AKo pogledate OCZ Support forum, primeticete sav bes prevarenih ljudi - mnogi prodavci za ove SSD-ove ne dozvoljavaju vracanje robe!

5. Novi Samsung 128 GB MLC (dostupan od prosle nedelje - 128 GB na e-bay oko $800) / 256 GB MLC (dostupan u Januaru 2009) - navodno ovo ce biti prvi proboj na polju jeftinih MLC diskova - u mass market. Vrlo verovatno ce ovo biti tacno, i ovi diskovi nece patiti od problema koje imaju OCZ Core diskovi jer Samsung zna koju kada je dizajn SSD-ova u pitanju ;-) Tako da je najbolje sacekati jos koji mesec da se ovi diskovi omasove.

6. Intel X25-E SLC (dostupan u Novembru) - sta reci, ovo je trenutni kralj consumer SSD-ova koji ne kostaju koliko i auto :) Ovaj SSD ima 250 MB/s read i 170 MB/s write performanse i >30000 4K random IOPSa - na zalost, ovaj disk ce imati ENTERPRISE cenu kao i MemoRight GT - 32 GB se vec moze naruciti za oko 650 EUR :)

Toliko o izboru - vecini ljudi savetujem da sacekaju nove Samsung MLC SSD-ove jer ce oni izazvati revoluciju u ceni, sto ce i SLC diskove pogurati na dole. Ljudima koji se brinu za svoje podatke savetujem da uzmu SLC SSD - dok za one koji imaju backu, dobar MLC (Intel X25-M, Samsung 128GB/256GB MLC je dobar izbor)

Moguce je da ce i paceri (OCZ, Patriot, Super Talent) konacno nauciti da dizajniraju korektan SSD, i ugraditi posten kontroler i onboard cache... obavezno sacekajte detaljne testove njihovih novih diskova - nemojte im verovati nista na rec :)

Kako to stvarno izgleda?

Autor je odlucio da uzme Samsung SLC SSD - za oko $400-500 na E-Bayju (US) se moze naci 1.8" Samsung SATA-II SLC SSD (mccoe64g8mpp-0va)! Razlog za ovaj disk je sto je on u realnim testovima jako cesto brzi od Intel X25-M diska, a takodje ne postoji teorijska sansa da na laptop HDD kontroleru X25-M dodje do izrazaja sa njegovim suludim read brzinama od 250 MB/s. Takodje, posto je u pitanju sistemski disk ipak imam vise poverenja u SLC tehnologiju ;-)

Elem... kako to izgleda u odnosu na WD Scorpio 7200 RPM?

- Windows Vista Boot: prepolovljen!. Windows Vista se ucitava za oko 12 sekundi... budi se iz standby moda momentalno
- Ucitavanje aplikacija: tesko izmeriti, ali otprilike prepolovljeno. Office aplikacije se sve ucitavaju za oko 1sec ili manje, bez obzira na stanje sistema
- Buka: ovo je bar lako, SSD disk ne emituje nikakav zvuk, pa je prednost u odnosu na HDD beskonacna
- Baterija: WD Scorpio nije bas najstedljiviji HDD, ali opet... baterija traje oko 20min vise sa SSD-om :)

Sve u svemu, cak i u odnosu na trenutno najbrzi Notebook HDD, SSD nudi vidno uvecane performanse. Ocekujte oko ~50% ubrzanja vecine operacija ucitavanja. Takodje, ono sto je jako zanimljivo je situacija opterecenja - dok sa HDD-om ako radite vise stvari mozete ocekivati dosta usporavanja, sa SSD-om se paralelni procesi obavljaju sa minimalnim usporenjem (CPU) - znaci ako imate, recimo, virus scanner u pozadini, njegov sken vise nece ugrozavati vas rad.

U principu - ako ste pri visku para u ova krizna vremena, SSD je odlicna investicija sto se produktivnosti tice. Za sve ostale koji ipak imaju racionalni pristup budzetu, moj savet je da pricekaju pojavu jeftinih a dobrih MLC diskova od Samsunga - Intel X25-M je privremeno resenje i za njih, ali i dalje vrlo skup. Mislim da ce 2009-ta biti godina kada ce SSD-ovi masovno poceti da ulaze u notebook industriju!

I, za kraj... malo HD Tune i ATTO benchmarka (Sony Vaio Z sa ICH9 AHCI kontrolerom) :






_{[Ovu poruku je menjao Ivan Dimkovic dana 24.10.2008. u 12:43 GMT+1]}

---

Odlican overview, inace Asus u EEE PC ugradjuje SLC SSD Samsungov disk sto je za svaku pohvalu (ako iskljucimu jadan kapacitet).

svaka cast za recenziju...

Jos malo korisnih informacija,

Najvaznija stvar u SSD-u (pored memorije, naravno - koja moze biti MLC ili SLC) je I/O kontroler. Tu nastaju najvece razlike u performansama izmedju SSD-ova! Sama MLC/SSD memorija obicno dolazi od Samsunga, Microna (intel) ili Toshibe, u vidu NAND cipova.

- Intel koristi (naravno) svoje kontrolere, specijalno dizajnirane za SSD + dodatni RAM (16 ili 32 MB, Samsung cip)
- Samsung, takodje, koristi svoje kontrolere i dodatni RAM
- MTRON koristi svoj kontroler i RAM, ali za razliku od Intela i Samsunga, njihov kontroler je FPGA a ne custom-cip, sto povecava potrosnju struje
- Memoright GT SSD-ovi su jako slicni po dizajnu MTRON-u - isto imaju FPGA. MemoRight na zalost ima i PATA->SATA konvertor, ali mu to ne smeta puno

I, na kraju...

- Jeftini MLC SSD-ovi (OCZ Core / Core 2, Super Talent MX, Patriot Warp...) koriste JMicron JMF602 kontroler sa samo 16KB internog kesa, bez eksternog RAM-a - ovo je glavni krivac za njihove katastrofalne random-write performanse

Gotovo svi SSD-ovi trenutno na trzistu koriste ove gore dizajne. OCZ, recimo, osim Core serije prodaje i OCZ SATAII SSD-ove koji su nista drugo nego re-brandovani Samsung. Isto vazi i za Kingston koji ce poceti da valjaju brandovane X25-M i X25-E SSD-ove. Imation branduje MTRON SSD-ove.


Evo kako izgleda tipican Samsung SLC SSD:



^ Obratite paznju na memorijski cip (cache) pored NAND-ova i Samsungovog kontrolera


I, recimo, MTRON - primetite ogromni Xilinx Spartan FPGA (verovatno odgovoran za MTRON-ovih 2W potrosnje) - tu su i memorijski cip za cache i SIlicon Image SataLINK SATA kontroler:



Ako, pak pogledate JMicron JMF602 bazirano djubre, primeticete da osim NAND cipova i kontrolera nema nicega drugog:

---

Sjajan prikaz i pravo osvezenje, bas na vreme.

Svaka cast za prikaz. Jedino sto me sprecava da sada pri kupovini laptopa uzmem SSD u izbor je jos uvek, za mene prevelika cena.
Dobici sa svih strana su vidljivi, baterija, buka, brzina... (/edit: emitovanje toplote u odnosu na HDD?!) ... prava stvar.

---

Sacekaj jos nekoliko meseci - Samsung i Intel ce krenuti u zescu borbu za "consumer" SSD-ove, a i Toshiba zeli da se ukljuci. Dell vec nudi Samsung 128 GB MLC za $400 !!!

To ce dovesti do velikog opadanja cena. Cenim da ce sredinom sledece godine moci da se kupi jako brz 256 GB MLC SSD za ne vise od $400 i da ce krajem sledece godine svi high-performance laptopovi po defaultu biti opremljeni sa SSD-ovima. Hard diskovima je odzvonilo u notebook trzistu, dok ce na desktopu HDD-ovi ipak ziveti jos N godina, zbog kapaciteta.

Jedno je sigurno - ko je jednom presao na brzi SSD, na HDD se vise ne vraca ;-)

Na desktop kompu imam 2 15000 RPM SCSI diska... u poredjenju sa Samsung SLC SSD-om izgledaju kao relikt proslosti - a kamo li sa X25-E SLC SSD-om koji je za njih jednostavno potpuno neuporediva klasa :) Jos samo da padnu cene...



Inace, neki SSD-ovi, kao recimo MTRON PRO se greju vise od laptop HDD-ova - mada to je manje-vise zbog FPGA modula koji se nalazi u MTRON i MemoRight SSD-ovima... ocigledno nisu imali para (volumen) za produkciju custom cipa, pa su logiku implementirali u off-the-shelf Xilinx FPGA.

To naravno ne vazi za Intel - ako nesto mogu da urade, a to je da proizvedu cip :)

---

Do sada sam planirao da na buducem (desktop) kompu imam dva HDD-a, jedan "ogorman" i "obican" za storage, a drugi, manji, upravo iz klase Raptora i njima slicnih (znaci 10K ili 15K obrtaja) na kojima bi drzao samo OS i sve ostale, meni bitne, profi aplikacije (Max, Premiere...).
Da li bi sada trebalo da razmisljam o SSD-ovima umesto tih Raptora?

POZ

---

SSD-ovi kao sto su:

- Intel X25-M
- Samsung SLC FlashSSD
- MTRON MOBI (3000), MTRON PRO
- MemoRight GT

Bukvalno ostavljaju WD Raptor u prasini, a boga mi i 15K RPM diskove za skoro sve osim par specificnih situacija - znaci jednostavno ih ne mozes porediti... Ovo pricam iz licnog iskustva jer kuci imam i WD Raptor i Matrox Atlas 15K RPM U320 SCSI diskove ;-)

Dok Intel X25-E i novi Micron-ovi SSD-ovi jednostavno nisu ista klasa sa WD Raptorima i 15K SCSI/SAS diskovima... kao da poredis Ferrari sa traktorom. Doduse, za ove SSD-ove ce vendori da samaraju sto se cene tice.



Zavisi. Prvo, koliko su ti stvarno performanse tih SSD-ova bitne, posto za mnoge stvari usko grlo nije HDD vec drugi delovi sistema.

I, naravno... pare. SSD-ovi su i dalje vrlo skupi i ocekuje se znacajan pad cena u toku sledecih godinu dana, tako da je pitanje da li ti ta brzina treba, i ako ti treba da li ti se isplati da je sada platis.

---

Ne, ne, mislio sam kada pojeftine - dakle iduce godine.
Evo sad sam gledao - okvirno za HDD od 15Krpm od 73GB - 300 Evra .
Hoce tada biti SSD-ova slicnog kapaciteta za pribliznu cenu (a sigurno su i brzi)?

POZ

---

U RAID konfiguraciji, ili?

---

Da odgovorim umesto Ivana, mislim da je negde pomenuo da ih nije vezao u RAID, ali cak i da jeste,
dobitak iz RAID-a (brzinskog) i dalje ostaje u prasini za ovim transferima koje postizu SDD.

---

Uz rizik da ispadnem glup u drustvu, evo mojih rezultata dole koji mi ne lice bas na nesto sto je ostavljeno u prasini, barem u poredjenju sa Ivanovim Samsung-om, ako ne bas sa tim Intel-ovim X25-M
Sad, access time, i paralelna citanja su vec nesto drugo (ne naravno manje bitno), ali transfer rate...

---

Sta je sa sas diskova.
Kakva je konkretna razlika izmedju SAS SCSI i SSD diskova?

Evo rezultati za poredjenje i u odnosu na Western Digital WD250GB AAKS, 7200rpm, 16mb cache na SATA II (gigabyte DS3-R ploca):

Min Transfer Rate: 32,6 MB/s
Max Transfer Rate: 76,8 MB/s
Average: 60 MB/s

Access time: 13,1 ms
Burst Rate: 123,3 MB/s
CPU usage: 4,9% (C2D E6850@3Ghz)

---

Koliko vidim, u pitanju je RAID stripping array.

Jedino gde je RAID strip. array 2 brza HDD-a brzi od mnogih SSD diskova je sustained sequential read / write - i to je upravo to sto si pokazao.

Sto je super. Problem je samo sto su situacije gde ces moci da iscitas sektor-po-sektor nekoliko stotina MB jako retke. Mada i tu X25-M ima upper-hand sa svojih bolesnih >250 MB/s :) Ne zaboravi da mozes i SSD-ove da vezes u RAID, tako sa 2 X25-M diska mozes da imas preko 500 MB/s transfera - a 2 Samsung SLC-a bi sasvim lepo izvukli oko 210 MB/s za citanje. Da ne pricamo o vatima po megabajtu, gde 2 Samsung SLC SSD diska trose mizernih ~1-1.5W dok 2 10K RPM diska trose oko 20-tak W pri ovakvim operacijama.

U svemu ostalom SSD-ovi jednostavno unistavaju HDD-ove - bez obzira na tip interfejsa (SATA/SCSI/SAS) ili na brzinu rotacije. Recimo, jako bitno, u broju I/O operacija po sekundi (za bilo kakve servere ili intenzivni workstation I/O), dok HDD-ovi mogu da urade par stotina I/O operacija sa slucajnim 4K citanjima, consumer SLC SSD-ovi mogu da odrade i desetak hiljada takvih operacija - a enterprise SSD-ovi tipa X25-E mogu da urade i 35000 takvih I/O operacija u sekundi.... to je jednostavno neuporedivo.

Vrlo prost test - izmeri koliko ti se ucitava windows i koliko treba da se isprocesira neki veci media library sa tim RAID0 nizom, a onda to isto uradi i na dobrom SSD-u - budi siguran da ce dobitci biti bar 30% a vrlo verovatno i vise sto je jako mnogo ako uzmes u obzir da I/O nije jedina stvar koja se radi za to vreme ;-)

Sto se moje opreme tice, WD Raptor je single disk, dok su 2 15K RPM Matrox Atlas-a vezana u RAID0.

Kontroler za Matrox-e je LSI Megaraid PCI-X (na PCI-X slotu) sa 256 MB RAM-a... samo taj kontroler trosi struje kao nekoliko SSD-ova ;-)



SAS je samo interfejs, on ne moze nadoknaditi fakat da su HDD-ovi mehanicki uredjaji gde pretraga traje milisekundama a maksimalno iscitavanje sa 15K RPM diskovima ne moze biti brze od fizickog limita mehanike.

SLC SSD-ovi imaju <0.1msec vreme pristupa, konstantan R/W bandwidth i mogu da urade za red-dva velicine vise I/O operacija u sekundi.

_{[Ovu poruku je menjao Ivan Dimkovic dana 27.10.2008. u 11:30 GMT+1]}

---

SSD diskovi trenutno su nesto najbrze sto ima na trzistu ali mogu reci trenutno najskuplje koje barem meni nema nikakvog smisla sada kupovati. Jer HDD sasvim dovoljno obavlja svoj posao i sve radi kako treba nemam potrebe za nekim skupocjenim stvarima.
Mislim ne kontam sta je toliko to skupo kad je to flash memorija unutra koja je u seriju povezana ali et...
ne znam fino je to sve neke mili sekunde pitanje je da li se ispalti to uzeti uopste...
sacekat cu jos malo oko SDD

Flash memorija velike brzine je i dalje izuzetno skupa - ponuda je i dalje vrlo mala jer samo nekoliko fabrika na svetu proizvodi tako brzu memoriju (Samsung, Intel/Micron i Toshiba).

Ali pazi, pre samo godinu dana je brz 64 GB SLC disk u enterprise klasi kostao $4000, a danas kosta oko $1000 (MTRON PRO).

Pricamo o 4x padu cene za godinu dana, i isto ce se desiti i u sledecoj godini.

Sto se smisla kupovine tice... to je vec relativna stvar. Trenutno su SSD diskovi u klasi high-class premium segmentu, sto znaci da ljudi koji zele da imaju brz SSD medijum placaju podobar premium, ali tako je sa svim stvarima na ovom svetu - Ni Ferrari nije objektivno 10x bolji od Toyote ali kosta 10x vise ;-)

---

upravu si ko zeli zeli a danas je brza memorija skupa. Ali sta bi bilo da urade SDD sa jeftinim flash kako bi onda stvari stajale u poredjenju sa HDD (objektivno), i da li Infinion proizvodi flash kod nas u EU?

Imas razne no-name SSD-ove sa jeftinim flash-om - oni postizu 15-20 MB/s write performanse.

Problem sa njima, sto ih cini znacajno sporijim od HDD-ova, nije sama brzina te flash memorije (mada, i to jeste delimicno problematicno), koliko je problem u nedostatku veceg onboard kesa koji bi kesirao I/O operacije pisanja.

Upisivanje u MLC memoriju traje relativno dugo (do 900 mikrosekundi) i ako se odjednom ufura gomila I/O operacija pisanja, kontroler ce vrlo brzo biti zasicen (jer kontrolerski cipovi imaju jako malo memorije u sebi - tipicno 16 KB). Kada se to desi, kontroler nema drugu opciju nego da proglasi SATA port "zauzetim", i onda I/O operacije krenu da se nagomilavaju u Windows kesu i da se to ocisti nekad moze da prodje i par desetina sekundi (!!!)

To ti je kao guzva na auto-putu ;-)

Infineon ne proizvodi flash memoriju koliko znam.

---