Reloaded: OCZ Vertex 3.20 120 GB im Test


Erschienen: 23.04.2013, Autor: Stefan Boller, Patrick von Brunn
OCZ Vertex 3.20 mit 120 GB

Wie bereits im Vorwort erwähnt, setzt die Vertex 3.20 wie die Vorgängerversion auf den bewährten SandForce-Controller, der ohne einen externen Cache-Speicher auskommt. Der SF-2281 kommt dabei mit einigen der gewohnten Features daher. Neben einer 128 Bit AES-Verschlüsselung, gehört dazu auch die völlig transparent funktionierende Kompression der Daten. Dies wiederum bedeutet für die Praxis, dass effektiv weniger Daten physikalisch auf die NAND-Bausteine geschrieben werden müssen. Daraus resultiert dann nicht nur eine höhere Datenrate, sondern auch eine gesteigerte Lebenserwartung der Speicherchips, da weniger Schreib- bzw. Löschzyklen benötigt werden. Ein separater Block für "Over-Provisioning" soll dieses Vorhaben zusätzlich unterstützten – dieser dient typischerweise dem Ausgleich defekter Speicherzellen und erhöht entsprechend die Lebensdauer von Solid State Drives. Dadurch sind jedoch nicht die vollen 128 GB der verbauten Speicherchips für den Kunden benutzbar, sondern nur die von OCZ angegebenen 120 GB (~112 GiB formatiert). Das PCB der Vertex 3.20 mit 120 GB beherbergt neben dem SandForce-Controller insgesamt 16 synchrone MLC-NAND-Speicher mit jeweils 8 GB, die gleichmäßig auf die Ober- und Unterseite verteilt wurden.

Die Besonderheit bei der Vertex 3.20 sind eben jene verbauten NAND-Flashes (Intel 29F64G08ACMF3, je 64 Gbit), die in einem 20 nm Fertigungsprozess entstehen und eine Reduktion der Herstellungskosten erlauben (verglichen mit 25 oder 32 nm). Dies wird möglich, da durch den geringeren Platzbedarf mehr Chips aus einem 300 mm Silizium-Wafer gewonnen werden können und die Produktion insgesamt (kosten)effizienter abläuft. Dadurch entstehende preisliche Vorteile kann Intel/Micron bzw. letztlich OCZ mehr oder weniger direkt an den Endkunden weitergeben und für eine attraktive Preisgestaltung im umkämpften Entry-Level-Markt sorgen. Doch wo Licht ist, ist bekanntlich auch Schatten: Nachteilig wirkt sich die Reduktion der Strukturbreite nämlich auf die Lebenserwartung der Speicherzellen aus, denn die maximal mögliche Anzahl von Schreib- und Löschzyklen (Program/Erase-Cycles) sinkt. Während bei einer Vertex 3 mit 29F64G08ACME2 NAND-Flashes (25 nm) noch 5.000 P/E-Cycles im Datenblatt nachzulesen waren, muss sich der Flash der Vertex 3.20 mit 3.000 Zyklen begnügen – was immer noch sehr viel ist. Ziel des 20-nm-Shrinks ist sowohl die Kosteneinsparung als auch die verbesserte Verfügbarkeit der Chips. Heutzutage sind Flash-Speicher ein fester Bestandteil in sehr vielen elektronischen Endprodukten (Smartphones, Tablets etc.) und der entsprechend steigende Bedarf lässt sich dadurch abfangen. TLC ist eine weitere Alternative.

Single-Level-Cell (SLC) Multi-Level-Cell (MLC) Triple-Level-Cell (TLC)
Bits per Cell 1 2 3
P/E-Cycles 100.000 3.000-5.000 1.000-1.500
Read Time 25 µs 50 µs 75 µs
Program Time 200-300 µs 600-900 µs ~900-1350 µs
Erase Time 1,5-2 ms 3 ms ~4,5 ms

Der größte Konkurrent des 20 nm MLC im günstigen Entry-Level heißt TLC und findet unter anderem bei aktuellen Drives von Samsung (SSD 840 Familie) Verwendung. TLC-Zellen (Triple-Level-Cell) sind in der Lage bis zu drei Bit zu speichern, die durch acht unterschiedliche Schaltzustände abgebildet werden. Dadurch kann eine deutlich höhere Speicherdichte erreicht werden, was wiederum die Kosten für entsprechende Endprodukte sinken lässt. Durch die höhere Anzahl unterschiedlicher Spannungsniveaus (TLC: 2^3 = 8 / MLC: 2^2 = 4) sind diese Zelltypen aber auch anfälliger für die Abnutzung und letztlich den Ausfall. Genaue Informationen über die Zuverlässigkeit sind aktuell nicht verfügbar, Samsung gibt jedoch drei Jahre Garantie auf entsprechende Laufwerke. Bei den maximal möglichen P/E-Cycles von TLC-Zellen spricht man zur Zeit von 1.000-1.500. Noch fehlen Langzeitstudien und Erfahrungswerte, da es sich um eine neue Technologie im SSD-Bereich handelt, die zudem nur von sehr wenigen Herstellern in Endprodukten eingesetzt wird.

Insgesamt 16 MLC-NAND-Speicher finden auf der 3.20 mit 120 GB Platz.

Die Anzahl der IOPS richten sich je nach Modell der Vertex 3.20. Unser Testsample mit 120 GB Speicherkapazität erreicht bei Random 4K Write Zugriffen laut OCZ-Datenblatt bis zu 40.000 IOPS, das 240 GB Modell bringt es auf 65.000 Input/Output Operations Per Second (IOPS). Für Random 4K Read gibt der Hersteller 20.000 (120 GB) bzw. 35.000 IOPS (240 GB) an. Nähere Informationen zu den Modellen finden Sie im nächsten Kapitel.

TRIM gehört ebenso zum Repertoire der Vertex 3.20 Laufwerke von OCZ. Der TRIM-Befehl ermöglicht es einem Betriebssystem der SSD mitzuteilen, dass gelöschte oder anderweitig freigewordene Blöcke nicht mehr benutzt werden. Im Normalfall vermerkt das Betriebssystem in den Verwaltungsstrukturen des Dateisystems, dass die entsprechenden Bereiche wieder für neue Daten zur Verfügung stehen; der Controller des Solid State-Laufwerks erhält diese Informationen in der Regel jedoch nicht. Durch den ATA-Befehl TRIM wird dem Laufwerk beim Löschen von Dateien mitgeteilt, dass es die davon betroffenen Blöcke als ungültig markieren kann, anstelle deren Daten weiter vorzuhalten. Die Inhalte werden nicht mehr weiter mitgeschrieben, wodurch die Schreibzugriffe auf das Laufwerk beschleunigt und zudem die Abnutzungseffekte verringert werden.

Modelle und Preise

Aktuell bietet OCZ die neuen Vertex 3.20 Drives in zwei Ausführungen bzw. unterschiedlichen Kapazitäten an. Die verschiedenen Modelle verfügen über 120 oder 240 GB Speicherkapazität und wechseln ab rund 100 Euro respektive 180 Euro (Quelle: Geizhals.de, Stand: 04/2013) den Besitzer. Daraus ergeben sich Preise pro Gigabyte von 83 bzw. 75 Euro-Cent. In der unten stehenden Tabelle sind alle wesentlichen technischen Eckdaten der Familie nachzulesen. Weitere Informationen zu unserem Testkandidaten erhalten Sie auf den nun folgenden Seiten des Artikels.

Modell Random 4K Read Random 4K Write Sequential Read Sequential Write
240 GB 35.000 IOPS 65.000 IOPS 550 MB/s 520 MB/s
120 GB 20.000 IOPS 40.000 IOPS 550 MB/s 520 MB/s

Die neuen 20 nm NAND-Speicher stammen aus den Fabrikhallen von Intel.


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