Wan­neer zijn PCIe-ssd's in de prak­tijk snel­ler?

Wan­neer PCIe-ssd's ook in de prak­tijk snel­ler zijn

C’t Magazine - - Inhoud - Ben­ja­min Kraft

Op pa­pier ste­ken PCIe-ssd's met kop en schou­ders bo­ven hun SA­TA-te­gen­han­gers uit. Maar in de da­ge­lijk­se prak­tijk ko­men die voor­de­len er al­leen on­der be­paal­de voor­waar­den en met een beet­je hulp he­le­maal uit.

De spe­ci­fi­ca­ties van PCIe-ssd's la­ten de har­ten van hard­wa­re­fa­na­ten snel­ler klop­pen. Trans­fer­ra­tes van bo­ven de 3 GB/s en meer dan 100.000 In­put/Out­put Ope­ra­ti­ons per Se­cond (IOPS) ma­ken van PCIe-ssd's de ra­ce­wa­gens on­der de flash­dri­ves. Dan be­gin­nen je han­den al snel te jeu­ken om je SA­TA-ssd in te rui­len voor een PCIe-mo­del met NVMe­pro­to­col. Maar wan­neer la­ten de nieu­we snel­heids­dui­vels hun wa­re kracht zien?

Om die vraag te be­ant­woor­den, lie­ten we SA­TA- en NVMe-ssd's het te­gen el­kaar op­ne­men. Ze moesten la­ten zien wie er aan kop ging bij het boo­ten, bij het op­star­ten van pro­gram­ma's, bij het la­den van sa­ve­ga­mes, bij vi­deo­mon­ta­ge en beeld­be­wer­king en bij in­stal­le­ren en ko­pi­ë­ren.

De re­fe­ren­tie­waar­den kwa­men van Sams­ungs 850 Pro met SA­TA-aan­slui­ting. Ook drie jaar na de in­tro­duc­tie op de markt neemt die nog steeds een top­po­si­tie in on­der de SA­TA-ssd's. Het ge­tes­te 256GB­mo­del haalt de­zelf­de per­for­man­ce als de een slag gro­te­re 512GB-ver­sie. Die laat­ste kost on­ge­veer 250 eu­ro. Aan de NVMe-kant tra­den twee re­cen­te mo­del­len aan met 512 GB uit de test van pa­gi­na 58. Sams­ungs 960 Pro van zo'n 330 eu­ro mag mo­men­teel gel­den als snel­ste PCIe-ssd voor de thuis­ge­brui­ker. Voor de PCIe-in­stap­klas­se ging de met 220 eu­ro re­la­tief goed­ko­pe XPG Gam­mix S10 van Ada­ta de strijd aan.

Uit we­ten­schap­pe­lij­ke in­te­res­se na­men we ook In­tels Op­ta­ne Me­mo­ry [1] mee in de ver­ge­lij­king, ook al valt die ei­gen­lijk bui­ten de com­pe­ti­tie. Met 32 GB is hij wel groot ge­noeg om er Win­dows 10 op te in­stal­le­ren – al­leen is 85 eu­ro voor dat doel wel erg veel. Ei­gen­lijk is de Op­ta­ne be­doeld als ca­che voor pc's en lap­tops met har­de schij­ven. Het 3D XPoint ge­noem­de ge­heu­gen le­vert bij wei­nig pa­ral­lel­le be­na­de­rin­gen

meer IOPS dan flash-ssd's – dat be­looft voor­de­len bij desktopsoft­wa­re.

Op­star­ten, la­den en op­slaan

Mo­der­ne be­stu­rings­sys­te­men op ac­tu­e­le pc's star­ten echt snel op van­af een ssd. Van­af het aan­zet­ten tot een bruik­ba­re Win­dows gin­gen bij de 850 Pro ge­mid­deld 25 se­con­den voor­bij. Dat bleef in de­ze ver­ge­lij­king het bes­te re­sul­taat. Daar­bij bleef de con­cur­ren­tie niet ach­ter door ge­brek aan snel­heid, maar door het BIOS van ons Asus­moe­der­bord. Als we Win­dows van een NVMe-disk start­ten, duur­de de ini­ti­a­li­sa­tie on­ge­veer vijf se­con­den lan­ger.

Zon­der dit blok aan het been zou In­tels Op­ta­ne de kort­ste boot­tijd ge­haald heb­ben. Dat is ook wel te be­grij­pen. Bij het boo­ten be­na­dert het be­stu­rings­sys­teem veel klei­ne be­stan­den na el­kaar – en dat is pre­cies het sce­na­rio waar­in In­tels IOPSster­ke ge­heu­gen uit­blinkt (zie gra­fiek). Dit pa­troon geldt ook voor het op­star­ten van pro­gram­ma's. Van­daar dat de Op­ta­ne bij het la­den van Pho­to­shop CC 2017 op­nieuw de lei­ding nam.

Bij het in­stal­le­ren van SPEC Vie­w­perf 12.1 had­den de NVMe-ssd's van Ada­ta en Sams­ung een dui­de­lijk voor­deel. Daar­bij pakt de in­stal­ler eerst een sterk ge­com­pri­meerd ar­chief uit om ver­vol­gens de uit­ge­pak­te be­stan­den – van ver­schil­len­de groot­te – naar het be­tref­fen­de op­slag­me­di­um te ko­pi­ë­ren. Daar ne­men ze ui­t­ein­de­lijk ruim 55 GB aan op­slag­ruim­te in. Daar­voor zijn dus een goe­de IOPS-per­for­man­ce en ho­ge trans­fer­ra­tes ge­vraagd: twee ster­ke kan­ten van PCIe-ssd's. De Op­ta­ne viel op dit on­der­deel uit van­we­ge zijn be­perk­te ca­pa­ci­teit.

Re­tou­che­ren en mon­te­ren

Ook bij de fo­to- en vi­deo­be­wer­king had­den we ge­re­kend op gro­te voor­de­len voor de su­per­snel­le ssd's. We ver­wacht­ten dat voor­al bij­zon­der gro­te en com­plexe pro­jec­ten snel­ler in Pho­to­shop en Pre­mie­re ge­la­den zou­den wor­den en ook op­slaan zou snel­ler moe­ten gaan.

Maar in de prak­tijk kwam dat er niet con­se­quent uit. De Sams­ung 960 Pro open­de een com­plex pro­ject van 1,9 GB wel an­der­hal­ve se­con­de snel­ler dan zijn SA­TA-broer, maar de Ada­ta Gam­mix moest die laat­ste voor la­ten gaan. Bij het op­slaan ble­ven de ver­schil­len voor al­le flash­dri­ves bin­nen de mar­ges van de meet­nauw­keu­rig­heid. De Op­ta­ne ein­dig­de bij bei­de dis­ci­pli­nes op de laat­ste plaats.

Een ssd kan de work­flow in Pho­to­shop ook wel ver­snel­len, maar al­leen als je werk­ge­heu­gen krap wordt [2]. Daar­om kun je be­ter geld in­ves­te­ren in ex­tra RAM in plaats van het uit te ge­ven aan een nieu­we ssd – ten­zij je so­wie­so meer op­slag­ruim­te no­dig hebt.

Voor vi­deo­be­wer­kings­pro­gram­ma's als Ado­be Pre­mie­re Pro ligt de bott­le­neck vol­gens on­ze er­va­ring bij an­de­re com­po­nen­ten dan het op­slag­me­di­um. Bij trans­co­de­ren en ex­por­te­ren wordt de snel­heid meest­al be­perkt door cpu of gpu. Maar het luk­te de PCIe-ssd's geen en­ke­le keer om pro­jec­ten snel­ler te ope­nen, op te slaan of me­dia in kor­te­re tijd te im­por­te­ren. Daar­om pro­beer­den we an­de­re mo­ge­lij­ke voor­de­len uit.

Zo zou­den de gren­zen van het ge­bruik­te op­slag­me­di­um aan het licht moe­ten ko­men als je een H.264-vi­deo in 4K ver­sneld af­speelt – in ie­der ge­val over­stijgt daar­bij de se­quen­ti­ë­le da­ta­door­voer de gren­zen van de SA­TA-in­ter­fa­ce. Staps­ge­wijs ver­hoog­den we de af­speel­snel­heid. Bij 200 en 500 pro­cent le­ver­den de ssd's nog braaf con­tent aan. Pas bij 750 pro­cent leek het hen te veel te wor­den, want Pre­mie­re meld­de steeds meer weg­ge­la­ten beel­den (drop­ped fra­mes).

Toch bleek de bott­le­neck daar­bij niet in de hard­wa­re te zit­ten, maar in de soft­wa­re. We her­haal­den de po­ging maar speel­den het be­stand af uit de 64 GB gro­te RAM-disk van een met een GeFor­ce GTX 1080 uit­ge­rust Th­re­a­drip­per-sys­teem met 16 ker­nen en 32 th­reads. Op­nieuw ha­per­de de weer­ga­ve bij 750 pro­cent. Blijk­baar kan de vi­deo­ren­de­rer van Pre­mie­re Pro dan niet meer mee­ko­men.

Ga­men en ko­pi­ë­ren

Door de ho­ge schrijf- en lee­snel­he­den van PCIe-ssd's is het ver­lei­de­lijk om te den­ken

Ook bij de fo­to- en vi­deo­be­wer­king

had­den we ge­re­kend op gro­te voor­de­len voor de su­per­snel­le ssd's

dat je ze als ga­me­ver­snel­ler kunt ge­brui­ken. Som­mi­ge fa­bri­kan­ten prij­zen hun pro­duc­ten daar ook echt mee aan. Toch klopt dat voor de ge­tes­te disks in elk ge­val niet. Die bie­den op dit punt geen voor­de­len ten op­zich­te van de 850 Pro. Die laat­ste had wel een hal­ve se­con­de lan­ger no­dig om een sa­ve­ga­me in Ri­se of the Tomb Rai­der te la­den dan de Ada­ta Gam­mix S10, maar bij GTA V was hij juist pre­cies die frac­tie snel­ler. De wed­strijd ein­dig­de dus on­be­slist.

Bij ko­pi­eer­ta­ken sco­ren ssd's al­tijd al goed. Daar­bij kun­nen ze uit­blin­ken met ho­ge schrijf- en lees­snel­he­den. Met drie ko­pi­eer­tests pro­beer­den we ver­schil­len­de sce­na­rio's uit. De dri­ves moesten een vi­deo van 20 GB ko­pi­ë­ren, een map met mp3be­stan­den van on­ge­veer 7 GB en tot slot een map met al­ler­lei klei­ne bron­be­stan­den voor de Li­nux-ker­nel. Als bron dan wel doel ge­bruik­ten we bij de vi­deo een an­de­re NVMe-ssd en voor de twee an­de­re tests een RAM-Disk.

De vi­deo­test le­ver­de het ver­wach­te re­sul­taat, maar bij de twee an­de­re dis­ci­pli­nes vie­len de waar­den ver­ras­send laag uit. Uit­ge­re­kend de SA­TA-ssd ko­pi­eer­de de Li­nux­bron­be­stan­den het snelst. Daar­bij had­den de NVMe-con­cur­ren­ten met hun goe­de IOPS-pres­ta­ties ei­gen­lijk in het voor­deel moe­ten zijn. De mp3's gooi­den ze ten­min­ste nog iets snel­ler heen en weer. Blijk­baar maakt Win­dows Ver­ken­ner niet op­ti­maal ge­bruik van de hard­wa­re. We ko­pi­eer­den met de hand­rem er­op.

Wis­se­len naar de in Win­dows ge­ïn­te­greer­de com­mand­line­tool Ro­bo­co­py le­ver­de een merk­ba­re snel­heids­boost op. Die tool kan be­stan­den even­tu­eel pa­ral­lel ko­pi­ë­ren. Met de pa­ra­me­ter MT:[n] ga­ven we de op­dracht om bij de NVMe-ssd's 128 th­reads in te zet­ten voor het ko­pi­eer­pro­ces. Voor de SA­TA-ssd ko­zen we er 32 – meer on­der­steunt het AHCI-pro­to­col niet. Nu vlo­gen ook de ker­nel- en mu­ziek­be­stan­den veel snel­ler van bron naar doel. De 850 Pro deed er ook wel een schep­je bo­ven­op, maar de NVMe-disks kon­den zich daar dui­de­lijk van on­der­schei­den.

Con­clu­sie

Het NVMe-pro­to­col geeft snel flash­ge­heu­gen de ruim­te om zich vol­le­dig te ont­plooi­en. Maar de voel­ba­re snel­heids­winst bij de over­stap van een har­de schijf naar een ssd her­haalt zich in de da­ge­lijk­se prak­tijk niet bij PCIe-ssd's ten op­zich­te van hun SATA­te­gen­han­gers. Al­leen in spe­ci­fie­ke sce­na­rio's pro­fi­teer je van de ho­ge­re se­quen­ti­ë­le door­voer en de be­te­re IOPS-waar­den.

Wat dat be­treft heb­ben PCIe-ssd's het­zelf­de pro­bleem als sport­wa­gens. Daar heb je pas echt voor­deel van op de Duit­se Au­to­bahn. In het stads­ver­keer moet je ge­woon ach­ter de ge­zins­au­to aan van stop­licht naar stop­licht.

Bo­ven­dien kan het NVMe-pro­to­col geen won­de­ren ver­rich­ten. Traag TLCflash­ge­heu­gen wordt er niet op­eens snel­ler van. Bij veel toe­pas­sin­gen zet een goe­de SA­TA-ssd een mid­del­ma­tig PCIe-mo­del op zijn num­mer. Als je op zoek bent naar een ssd als sys­teem­schijf, voor of­fi­ce­ta­ken en voor ga­mes, kun je de meer­prijs voor PCIe rus­tig uit­spa­ren en in een SA­TA-disk met gro­te­re ca­pa­ci­teit in­ves­te­ren. Dan heb je ook het voor­deel dat er meer da­ta op het snel­le me­di­um staan.

Mocht je toch voor een PCIe-ssd kie­zen, dan moet je het ge­wens­te mo­del uit­zoe­ken op ba­sis van het ge­plan­de toe­pas­sings­sce­na­rio. Als je veel met gro­te be­stan­den werkt, pro­fi­teer je van ho­ge se­quen­ti­ë­le trans­fer­ra­tes. Ben je va­ker be­zig met veel klei­ne be­stan­den, zo­als bij com­pi­le­ren en in­dexe­ren, dan moet je zelfs bij la­ge qu­eue depths zo hoog mo­ge­lij­ke IOPS-waar­den op je ver­lang­lijst­je zet­ten.

(hhe)

Li­te­ra­tuur

[1] Lutz Labs, Schij­ven­tur­bo, In­tels Op­ta­ne Me­mo­ry

als sys­teem­ver­snel­ler, c't 7-8/2017, p.33

[2] An­dré Kra­mer, Po­wer voor de pixels, Wel­ke hard­wa­re heb je no­dig zo­dat Pho­to­shop het bes­te werkt?, c't 5/2015, p.110

Niet al­leen PCIe-ssd's zo­als de ro­de Ada­ta XPG Gam­mix S10 ge­brui­ken het NVMe-pro­to­col, maar ook In­tels ca­che-ge­heu­gen Op­ta­ne Me­mo­ry.

Newspapers in Dutch

Newspapers from Netherlands

© PressReader. All rights reserved.