ADATA SX900 256GB: avere più spazio da un SSD SandForce

Negli ultimi mesi stiamo ricevendo vari SSD da testare tutti ormai dotati di interfaccia Serial ATA 3 e capacità ben superiori a quelle con cui inizialmente avevamo a che fare, ferme sui 120GB. E così dopo i modelli di Corsair, OCZ e Kingston, eccoci alle prese con un modello ADATA. In particolare vi parleremo del modello SX900 della serie XPG (Xtreme Performance Gear) nato dunque per fornire prestazioni molto elevate visto che include un firmware ottimizzato capace di garantire una maggiore capacità di archiviazione unita a prestazioni elevate e piena stabilità operativa.

Tutti i modelli di questa serie, che offrono tagli da 64GB, 128GB, 256GB e 512GB, utilizzano il controller SandForce SF-2281 e garantiscono uno spazio di memorizzazione per l'utente fino al 7% superiore rispetto ad altri SSD basati sullo stesso chip. Verificheremo nel seguito se tale affermazione è vera.

 

ADATA offre due pacchetti diversi all'utente in base alle esigenze che egli ha. Il pacchetto desktop che include una slitta da 3,5 pollici per montare l'unità all'interno di una di un computer desktop il quale tipicamente prevede baie di tale dimensione. Il pacchetto notebook prevede invece un case in alluminio che permette utilizzare il disco rigido come unità USB: il produttore consiglia di installare il nuovo SSD all'interno del portatile e montare il vecchio disco rigido nel cassetto USB per utilizzarlo come unità esterna portatile. Eventualmente potete scaricare gratuitamente anche una copia del software Acronis True Image HD per trasferire tutti i file e i programmi verso la nuova unità.

 

 

Specifiche tecniche

Nella tabella seguente abbiamo raccolto le specifiche tecniche dell'SSD in prova messe a confronto con quelle di altri modelli che abbiamo testato in passato e che possono essere utilizzati come riferimento diretto.

 

 

Le specifiche tecniche del disco ADATA non si discostano di molto da quelle di molti altri prodotti SATA3, compresi alcuni presenti nella nostra tabella di confronto come il Kingston HyperX 3K. L'SX900 utilizza celle di memoria NAND flash MLC sincrone basate su standard ONFi 2.x gestite da un controller SandForce SF-2281.

Le prestazioni, sulla carta, parlano di una velocità di lettura sequenziale fino a 550MB/s abbinata ad un valore in scrittura sequenziale pari a 530MB/s. Nel caso di dati incomprimibili, invece, le prestazioni si riducono rispettivamente a 510MB/s e 320MB/s mentre il massimo numero di operazioni al secondo con dati di 4K è pari a 90.000.

Il disco utilizza un fattore di forma da 2,5 pollici ma non è annoverabile fra i modelli che definiamo "slim" in quanto lo spessore è pari a ben 9,5mm. Vita media e garanzia rientrano nei parametri tipici di queste soluzioni, coincidendo perfettamente con quelli del modello di casa Kingston. Dischi che fanno uso di celle di memoria e controller diversi riescono, in questo caso, ad offrire maggiori garanzie (si vedano l'OCZ Vector ed il Corsair Force GS).

Colore nero e angoli arrotondati caratterizzano lo chassis di questo disco che non offre ulteriori spunti di discussione visto il design abbastanza anonimo.

Sulla parte posteriore sono presenti i tipici due connettori SATA per i dati e l'alimentazione.

 

Un adesivo incollato sotto la pancia del disco rivela le sue specifiche ed il nome esatto. Quattro viti Philips tengono il coperchio fissato sul resto dello chassis.

 

 

La quetione capacità

Perché ci sono sempre delle differenze in termini di spazio e anche non di poco conto, rispetto a quanto dichiarato dai produttori e quanto effettivamente disponibile per l'utente? Cerchiamo di capirlo guardando anzitutto ai dati dichiarati, in questo caso, da ADATA (il ragionamento vale allo stesso modo per tutti i produttori di hard disk, SSD ed altre unità di storage):

 

 

La capacità massima di un disco SSD data dalla somma delle capacità dei singoli chip di memoria non è mai quella che l'utente può avere a disposizione per memorizzare i suoi dati. Questo comportamento è dettato da più fattori:

1. Capacità necessaria per memorizzare le informazioni fisiche del disco che viene consumata durante la formattazione.
2. Differenza di interpretazione fra GB (gigabyte) e GiB (gibibyte).
3. Capacità necessari al controller SSD per mantenere inalterato il livello prestazionale e gestire le operazioni di scrittura sul disco.

Con i primi due punti abbiamo ormai imparato a convivere da anni: giusto per ricapitolare quando un dispositivo di storage viene formattato, il sistema al suo interno scrive alcune informazioni utili alla sua gestione (capacità, informazioni fisiche, tabella delle partizioni) che ovviamente occupano un certo spazio sottratto a quello complessivo. La differenza fra gigabyte e gibibyte nasce da una confusione storica perpretata da Microsoft nei sistemi Windows ove la capacità espressa in gibibyte (GiB) viene indicata in gigabyte (GB).

Per intendersi, il prefisso "Giga" è utilizzato per indicare un valore numerico di 10^9: applicato al numero di byte questo dovrebbe semplicemente significare 1.000.000.000 di byte. Il prefisso "Gibi", invece, indica un valore di 2^30 o meglio 1024^3; tradotto ancora in numero di byte otteniamo 1.073.741.824 byte, leggermente superiore al miliardo indicato dal prefisso Giga. Microsoft, e dunque tutti i principali player, hanno storicamente fatto l'errore di abbreviare gibibytes con GB che invece è l'abbreviazione di gigabyte.

Per i dischi SSD esiste un ulteriore motivo di riduzione dello spazio, anzi due. La tecnologia per la gestione delle memorie NAND flash, indicata come RAISE o Redundant Array of Independent Silicon Elements che sfrutta la capacità di un chip per i dati di parità (presente nella maggior parte dei prodotti basati su controller SandForce ed anche altri) ed il fattore di over-provisioning del quale si ha bisogno per realizzare correttamente le funzioni di sostituzione dei blocchi rovinati, garbage-collection e wear leveling.

Così un SSD da 128GB (che vi ricordiamo non essere in realtà da 128GiB) prevede un chip di memoria (8GiB) dedicato alla tecnologia RAISE e necessità di quasi 9GB per l'over-provisioning. Queste sono le condizioni tipiche per un SSD basato su controller SandForce, esattamente come il modello propostoci da ADATA. Ma quali compromessi ha dunque raggiunto il produttore per garantire maggior spazio di storage all'utente? Semplicemente disattivando la tecnologia RAISE (la parte dedicata all'over-provisioning, come detto, non può essere completamente disattivata) e ottenendo così ulteriori 8GiB per memorizzare dati. Questa possibilità, d'altro canto, è già contemplata dai controller SandForce della serie SF-2200 e ADATA non ha fatto altro che implementarla; e visto che altri produttori usano lo stesso approccio per dischi con capacità di 64GB, per avere un vantaggio anche in tal caso ADATA ne ha ridotto lo spazio dedicato all'over-provisioning.

Qual'è il risvolto della medaglia? Aumenta la possibilità di perdita di dati seppure SandForce abbia da sempre affermato che la tecnologia RAISE è davvero necessaria solo per carichi di lavoro enterprise visto che il controller prevede comunque un motore di correzione dell'errore ECC basato su algoritmo BCH a 55-bit.

 

 

In base a quanto detto, dunque, la capacità di storage disponibile per l'utente che acquista un SSD ADATA SX900 da 256GB sarà esattamente la stessa di quella di altri modelli basati su controller non-SandForce quali quelli della famiglia Indilinx che non fanno uso della tecnologia RAISE. 

 

La componentistica interna

Internamente il disco ADATA SX900 da 256GB, almeno a prima vista, non differisce da altri modelli basati sul medesimo controller SF-2281. Questo è posizionato proprio vicino al connettore SATA e separa la zona con i chip di memoria. Non è presente alcun chip di memoria RAM a fungere da buffer dati.

 

 

I chip di memoria sono nel complesso 16, posizionati 8 per ogni lato del PCB.

 

Nella fattispecie ci troviamo di fronte a chip di memoria NAND flash MLC 29F16B08CCME3 di tipo sincrona basata su standard ONFi 2.x. Questi chip sono prodotti da Intel con processo produttivo a 25nm.

 

 

Le caratteristiche del controller SandForce SF-2281 sono specificate nella tabella seguente.

 

Caratteristiche controller in prova
	Indilinx Barefoot 3	Indilinx Everest 2	SandForce SF-2281
Processore	400MHz dual-core + Aragon co-processor	400MHz dual-core	N/D
Interfaccia	SATA 3.0	SATA 3.0	SATA 3.0
Set di comandi	NCQ, TRIM	NCQ, TRIM	NCQ, TRIM, SMART, RAISE
Canali	8	8	8
Interleaving	16 vie per canale	16 vie per canale	8 vie per canale
Capacità max	N/D	2 TB	512 GB
NAND Flash	ONFI, Toggle	ONFI 2.3, Toggle Mode 1.0, Async SLC, MLC, TLC	ONFI 2.x, Toggle Mode 1.0, Async SLC (max 128GB), MLC
Cache DRAM	DDR2/3	Max 1GB DDR2/3-800	N/A

 

Come si nota facilmente, al pari di altri controller, l'SF-2281 supporta lo standard SATA 3.0 che offre una banda dati di 6Gbps, può gestire fino a 8 canali indipendenti e paralleli e le tecnologie NCQ, SMART, ECC, TRIM, RAISE e wear-leveling.

 

 

 

 

 

Sistema e metodologia di prova

I dischi SSD sono stati provati su un sistema SATA 3 così configurato:

La nostra metodologia operativa prevede quanto segue:

• Sul sistema sono stati installati solo i componenti necessari quali CPU, memoria RAM, scheda video ed hard disk.
• L'hard disk di sistema è stato formattato, sono stati poi installati il sistema operativo, i driver per le periferiche ed i software di analisi
• Sull'SSD viene effettuata una prima serie completa di test anche se i dati che ne derivano vengono utilizzati solo per scopi secondari. I risultati veri e propri saranno quelli che derivano dalle altre serie di test effettuate solo dopo aver riempito completamente l'SSD ed averlo formattato
• Ogni test è stato ripetuto per tre volte e nel caso in cui valori di qualcuno di essi mostri una varianza troppo elevata il test stesso viene nuovamente ripetuto ma non prima di aver individuato le cause dell'errore
• Fra un test e l'altro il sistema viene riavviato
• I dischi sono impostati per funzionare in modalità AHCI e con tecnologia TRIM funzionante

Software di analisi:

• ATTO Disk Benchmark: software di benchmark per hard disk che misura ne le prestazioni utilizzando file di diversa dimensione e scrivendoli e leggendoli da punti a caso del disco
• AS SSD: tool di misurazione delle prestazioni appositamente progettato per mettere sotto stress gli SSD con operazioni di copia e compressione oltre che di misurazione della banda dati. Utilizza un set di dati misto comprendente sia file comprimibili che non comprimibili. In particolare sono presenti:
  • Test sintetici: determinano le prestazioni in lettura e scrittura sequenziale e casuale, effettuate senza utilizzare la cache del sistema operativo. Il test Seq misura il tempo necessario per leggere e scrivere un file da 1GB. Nel test 4K vengono eseguite letture e scritture casuali con blocchi di 4KB. Nel test 4K-64Thrd vengono eseguite le stesse prove del test 4K distribuite però su 64 thread al fine di verificare la bontà della tecnologia Native Command Queuing (NCQ) attiva solo in modalità di funzionamento AHCI (ma non con quella IDE). Infine il tempo di accesso viene rilevato sull'intera capacità del disco (Full Stroke).
  • Test di compressione: permette di misurare le prestazioni dell'SSD al variare della comprimibilità dei dati. Questo test è molto interessante per tutti quei controller che comprimo i dati prima di scriverli sulle celle di memoria (come accade ad esempio con i controller SandForce).
  • Test di copia: vengono testate le prestazioni nella copia semplice di file utilizzando tre cartelle di prova: ISO contenente due file di grandi dimensioni, applicazioni ove viene creata una cartella di un tipico programma con molti di file di piccole dimensioni e giochi con una cartella contenente file di piccole e grandi dimensioni. In questo caso viene lasciata attiva anche la cache del sistema operativo.
• IOMeter 2006.07.27: Iometer è un software di rilevazione delle prestazioni del sottosistema di I/O sviluppato inizialmente da Intel Corporation e poi portato avanti come un progetto Open Source. Con questo tool abbiamo realizzato due serie di test con 4 thread attivi contemporaneamente. La prima serie comprende blocchi da 4KB (corrispondenti alle dimensioni minime che il File System è in grado di gestire) mentre la seconda prende in considerazione blocchi da 2MB per valutare le con operazioni sequenziali. <span >I valori che osserveremo sono:
  • Total I/Os per Second (IOps): rappresenta la media rispetto al tempo di esecuzione del benchmark del numero delle operazioni di I/O al secondo. Questo test prevede anche uno spaccato per la lettura (Read I/Os per Second, Read IOps) e per la scrittura (Write I/Os per Second, Write IOps).
  • Total MBs per Second (MBps): rappresenta la media in termini di Megabytes letti e scritti al secondo calcolata su tutto il tempo di esecuzione del test. Questo test prevede anche uno spaccato per la lettura (Read MBs per Second, Read MBps) e per la scrittura (Write MBs per Second, Write MBps).
  • Average I/O Response Time<span >: rappresenta il valore medio del tempo fra l'inizio ed il completamento di una operazione di I/O mediato su tutta la lunghezza del test e misurato in ms (millisecondi). Questo test prevede anche uno spaccato per la lettura (Avg. Read Response Time) e per la scrittura (Avg. Write Response Time).
  • % CPU Utilization: rappresenta la percentuale di tempo di CPU speso nell'eseguire i threads relativi ai test sul disco.
• PCMark 7: esegue una serie di test sintetici basati però su applicazioni reali per misurare tempi di caricamento ed esecuzione
• Windows Copy: misurazione di tempi di copia di file e cartelle (cartella da 5,36GB contenente 4.379 file di diversa dimensione e tipologia come immagini, testo, html, video, foto, applicazioni e 536 sottocartelle, file compresso da 4,87GB)
• AppTimer: misurazione dei tempi di avvio di applicazioni di fotoritocco come GIMP e di sviluppo software come Eclipse 

 

 

Benchmark sintetici

AS SSD ci permette di valutare le prestazioni degli SSD in prova guardando al loro comportamento in diverse situazioni (banda dati sequenziale, banda dati con file da 4KB, tempi di accesso, copia di file, compressione).

AS SSD indica prestazioni molto elevate, vicine a quelle del Corsair Force GS basato sulla medesima architettura. Restano irraggiungibili, però, le prestazioni dell'OCZ Vector.

Una certa specularità la notiamo anche nel caso di copia di file che usano pattern differenti, ove il disco ADATA dimostra di essere molto veloce con prestazioni leggermente inferiori a quelle dell Corsair Force GS e dell'OCZ Vector.

L'andamento con dati di diversa comprimibilità mostra ancora una perfetta aderenza con il comportamento già noto dai modelli Corsair Force GS e Kingston HyperX che fanno perno sullo stesso controller. Con dati incomprimibili le prestazioni di questi SSD decadono perché il SandForce SF-2281 nulla può per accelerarne il trasferimento nelle operazioni di scrittura.

ATTO Disk Benchmark fornisce una indicazione sulla banda dati massima in lettura e scrittura che possiamo ottenere da questo SSD in base alle dimensioni dei pacchetti di dati. Rispetto ai dati forniti dal produttore (550MB/s in lettura e 530MB/s in scrittura) siamo ben al di sotto (483MB/s in lettura e 505MB/s in scrittura).

OCZ Vector 256GB	Kingston  HyperX 3K 240GB	Corsair  Force GS 240GB	ADATA SX900  256GB

CrystalDiskMark utilizza per i suoi test solo dati incomprimibili (per esempio video e foto): per questo le prestazioni in scrittura crollano miseramente a meno di 300MB/s. Solo il modello Vector, che invece è indipendente dal fattore comprimibilità, continua a mantenere una banda dati elevata.

 

IOMeter

Utilizziamo IOmeter per effettuare dei test più mirati, secondo le condizioni descritte nella pagina della configurazione e metodologia di test. Partiamo con le rilevazioni relative a blocchi di dati da 4kB.

 

 

L'SSD ADATA SX900 è perfettamente allineato alle prestazioni degli altri due modelli basati sul medesimo controller.

 

I tempi di occupazione della CPU seguono anch'essi un andamento simile, ove gli SSD SandForce si dimostrano essere molto esosi.

 

Anche con blocchi di dati da 2MB la situazione non cambia: le prestazioni del disco ADATA SX900 sono allineate con quelle di altri modelli basati sul medesimo controller come Corsair Force GS e Kingston HyperX.

 

 

 E così anche per l'occupazione della CPU.

 

 

 

Benchmark reali

Osserviamo ora il "comportamento sul campo" del disco in prova, prendendo in considerazione alcuni casi rappresentativi.

 

 

Con applicazioni reali il disco di ADATA si comporta allo stesso modo del Kingston HyperX risultando di conseguenza più lento di altri modelli compreso l'OCZ Vertex 4 o il Corsair Force GS.

 

Anche i tempi di avvio registrati per un paio di applicazioni come GIMP ed Eclipse non sono da primo posto in classifica.

 

 

Effettivamente il PCMark 7 fa segnare un punteggio che è da metà classifica.

 

Questione di prima volta?

Tutti i test sugli SSD vengono effettuati utilizzando il prodotto "non vergine" ma effettuando prima due cicli di scrittura e formattazione. Questo ci è utile per riflettere i casi di utilizzo pratico: crediamo non sia corretto valutarne le prestazioni considerando i numeri che vengono fuori dello scenario della "prima volta" perché l'utente si troverà di fronte ad una simile situazione solo nelle prime ore di utilizzo dell'SSD. Per capire se ci sono delle reali differenze prestazionali fra il primo utilizzo e quelli seguenti, abbiamo effettuato alcuni test.

 

 

Il disco ADATA SX900 mostra un netto decremento delle prestazioni a seguito dell'utilizzo. Mentre lo score di AS SSD è pari a 747 punti quando l'SSD è utilizzato per la prima volta, dopo averlo riempito e formattato per un paio di volte, lo score scende a 466 denotando le problematiche maggiori nelle fasi di scrittura.

 

 

Purtroppo la stessa situazione la ritroviamo anche nei test di copia ove si registra un certo incremento dei tempi di esecuzione con conseguente diminuzione della banda dati.

Analizziamo invece cosa accade quando sull'SSD sono presenti dei dati con una occupazione del 50%.

 

SSD vergine	SSD pieno al 50%

 

 

 

 

Conclusioni

ADATA ha cercato di caratterizzare la propria linea di SSD SandForce distinguendosi dalla massa grazie ad una minore incidenza sulla capacità dello stesso dovuta a fattori costruttivi. Certo, se il mercato fosse composto solo da SSD SandForce la scelta potrebbe essere tutto sommato interessante ma è bene sapere che gli SSD basati su controller differenti già offrono capacità effettive più vicine a quelle massime nominali.

Abbiamo visto nel corso dell'articolo che ADATA ha ottenuto una maggiore capacità per l'utente (circa 8GB in più rispetto ad altri SSD SandForce da 240GB) tagliando fuori la tecnologia RAISE. Il prezzo da pagare è quello di una minore affidabilità del disco che non può contare su un algoritmo ECC complesso ma si deve rifare solo a quello di base. Scelta che a detta del produttore non influenza in alcun modo l'utilizzo quotidiano di un utente comune; tale feature è invece indicata per uitilizzi enterprise ove la mole di dati da scrivere è notevolmente superiore (e aggiungiamo anche molto più critica).

Fatta salva questa peculiarità, il disco rispecchia quelle che sono le caratteristiche e le prestazioni di altri modelli d SSD SandForce analizzati in precedenza. Restano dunque la sensibilità alla comprimibilità dei dati ed il decadimento delle prestazioni a seguito di utilizzo o di riempimento del disco.

Il prezzo di questo disco sul mercato italiano (circa 180 euro) si attesta su quelli del Crucial M4, dell'OCZ Agility 4 o del Corsari Neutron, indicando un posizionamento sulla parte bassa della fascia di prezzo. Nel prezzo sono inclusi anche alcuni utili accessori a seconda che vi serva la versione per desktop oppure quella per notebook.