Kingfast F3 PLUS 120GB: un SSD scattante e veloce

Dopo aver parlato della nuova serie di SSD Kingston SSDNow V+200 nei tagli da 90GB e 240GB, ci troviamo oggi di fronte ad una proposta di un'azienda meno nota all'utente finale che però utilizza componenti di elevata qualità per la realizzazione delle proprie unità allo stato solido e promette prestazioni molto elevate. KingFast è un produttore cinese di SSD che realizza e vende oltre 50.000 unità al mese differenti per interfaccia, capacità e settore di applicazione coprendo le necessità di clienti consumer, enterprise ed industriali e garantendo rifornimenti adeguati ad alcune aziende first-tier che poi rimarchiano il prodotto con il proprio logo.

Fra i modelli di SSD disponibili sotto questo marchio e distribuiti in Italia (la distribuzione è curata da Gruppo Arena), analizzeremo oggi il Kingfast F3 PLUS da 120GB. Dotato di interfaccia Serial ATA3, utilizza un controller SandForce ed è disponibile nel fattore di forma da 2,5 pollici per poter essere facilmente integrato sia in sistemi desktop che notebook. Il produttore afferma che questo disco può raggiungere prestazioni fino a 550MB/s e 520MB/s rispettivamente nelle operazioni di lettura e di scrittura, supporta la tecnologia TRIM e viene fornito con 3 anni di garanzia.

In bundle con il disco, Kingfast fornisce un talloncino di garanzia, un cavetto dati Serial ATA ed una slitta per l'installazione in baie da 3,5 pollici.

Oltre al modello da 120GB in test, della stessa serie sono disponibili tagli da 60GB, 240GB e 480GB.

Specifiche tecniche

Nella tabella seguente abbiamo riportato le caratteristiche tecniche dell'SSD Kingfast da 120GB messe a confronto con quelle di alcuni diretti concorrenti.

Il Kingfast SSD F3 PLUS viene fornito all'interno di un package metallico molto leggero che si differenzia notevolmente dagli chassis utilizzati, ad esempio, da Kingston per i modelli V+200. Questo evita che il peso del disco stesso costituisca un elemento da prendere seriamente in considerazione nell'installazione all'interno di notebook o altri sistemi portatili. Certo la robustezza potrebbe risentirne, ma un SSD non va comunque scambiato per una palla da golf! Le dimensioni del disco sono pari a 100x69,85x7mm (l'altezza garantisce la possibilità di integrazione anche in notebook slim).

I due connettori Serial ATA per l'alimentazione ed i dati sono collocati nella parte inferiore del disco ove campeggia un coperchio tenuto fermo al suo posto da 4 viti a stella laterali.

La componentistica interna

Per osservare il dispositivo all'interno è dunque sufficiente svitare quattro viti e sfilare il coperchio inferiore. Il PCB a doppia faccia ospita 8 chip di memoria su questo lato assieme a tutta una serie di componenti attivi e passivi che mostrano un posizionamento poco ordinato.

Guardando l'altro lato del PCB troviamo ulteriori 8 chip di memoria NAND Flash assieme al controller SandForce. Qui sono presenti pochi altri componenti ed alcune piazzole sono lasciate vuote (probabilmente sono utili per altri modelli che sfruttano il medesimo PCB).

Il controller risponde al nome dell'ormai famoso SandForce SF-2281 il quale si occupa di raccogliere i comandi che arrivano dal sistema host per veicolarli verso i moduli di memoria per leggere o scrivere informazioni. Tutto questo solo dopo aver effettuato le proprie ottimizzazioni per rendere tali operazioni le più veloci e sicure possibili.

Il controller SF-2281, come detto anche nelle passate recensioni di SSD, dispone di 8 canali indipendenti che permettono di leggere e scrivere in maniera parallela i dati da e sui chip flash. Inoltre, esso mette a disposizione dei produttori di SSD alcune interessanti funzionalità che possono o meno essere attivate.

• Durawrite e Intelligent Wear levelling: permettono di ottimizzare la scrittura sulle celle di memoria facendo sì che non si insista sempre sulle stesse. Le memorie NAND Flah hanno un limitato numero di cicli di programmazione dunque una gestione efficiente del disco può garantire una vita media molto più elevata.
• Garbage Collector: l'integrazione di un algoritmo come questo fa sì che anche con file system che non supportano le funzionalità TRIM, le prestazioni vengano mantenute inalterate nel tempo indipendentemente se sul disco si è scritto o no.
• Read Disturb: permette di monitorare la bontà dei dati scritti nelle celle di memoria evitando cancellazione o riprogrammazione (totale o parziale) errate.
• RAISE (Redundant Array of Independent Silicon Elements): grazie alla possibilità di gestire 8 canali, le celle di memoria sono collegate al controller in modalità RAID sia per incrementare le prestazioni che per migliorare la sicurezza dei dati permettendo di recuperarli anche a seguito di danneggiamento totale di un intero blocco NAND Flash.

Per la memorizzazione dei dati in maniera permanente sono stati utilizzati chip flash MLC 29F64G08AAME2 prodotti da Intel con processo a 25nm. Non siamo riusciti ad ottenere un dato certo sul numero di cicli di programmazione e cancellazione ma crediamo di essere vicini alla realtà se indichiamo 5.000 P/E cycle. Sappiamo invece che queste memorie flash sono di tipo sincrone ONFi 2.0 (per maggiori informazioni sulle modalità ONFi vi invitiamo a leggere la nostra recensione circa i due SSD Kingston), hanno un singolo die e dunque non possono sfruttare alcuna tecnica di inteleaving, una densità di 64 Gbit (8 GB), per un totale di 128 GB spalmati sui 16 moduli e tensione di funzionamento di 3,3V.

Kingfast non ha integrato nessuna memoria tampone, per esempio mediante l'utilizzo di moduli DDR sul PCB.

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
• 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. 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: 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).

Il Kingfast F3 PLUS mette subito in chiaro che l'utilizzo di controller SandForce abbinato a chip di memoria Flash sincroni, permette di raggiungere risultati eccellenti e, in talune situazioni, ben al di sopra di quelli di altri SSD. Nelle operazioni di lettura sequenziali, il disco dell'azienda cinese offre una banda doppia rispetto al Kingston V+200 da 240GB. Anche negli altri casi le prestazioni sono quasi sempre superiori, mentre i tempi di accesso sono inferiori.

Quanto appena visto si riflette nelle operazioni di copia di file effettuate da AS SSD: i tempi impiegati dall'F3 Plus sono decisamente inferiori a quelli di altri SSD come i modelli Kingston V+200 con un risparmio complessivo che va oltre il 50%.

Nelle operazioni di compressione - tanto durante le fasi di lettura che durante quelle di scrittura - l'SSD Kingfast risulta essere davvero molto veloce e soprattutto molto stabile in quanto al valore di banda.

ATTO Disk Benchmark mostra valori di transfer rate massimi pari a circa 550MB/s nelle operazioni di lettura e 520MB/s in quelle di scrittura, rispettando esattamente i numeri del produttore e battendo, anche in questo caso, i numeri dei due SSD Kingston usati per il confronto.

Kingston V+200 240GB	Kingfast F3 PLUS 120GB

Che le differenze prestazionali fra il disco Kingfast F3 PLUS 120GB e, ad esempio, il Kingston V+200 da 240GB derivino dall'utilizzo di chip di memoria sincroni e asincroni risulta evidente dai risultati ottenuti nel benchmark CrystalDiskMark il quale utilizza solo dati incomprimibili.

IOMeter

Utilizziamo IOmeter per effettuare dei test più mirati (come descritto nella pagina della configurazione e metodologia di test): con blocchi di dati da 4KB, il disco Kingfast F3 Plus da 120GB di posiziona esattamente fra i due Kingston SSDNow V+200 con un numero di operazioni di I/O al secondo pari a circa 12.400 ed una banda dati di 48MB/s. I tempi di risposta restano notevolmente bassi ma comunque sempre compresi fra quelli dei Kingston da 240GB e da 90GB.

Come era lecito attendersi, anche l'occupazione dei tempi di CPU rispecchia il precedente scenario e raggiunge quasi il 5%.

Passando all'utilizzo di blocchi di dati da 2MB, ci troviamo ancora a raccontare esattamente quanto detto in precedenza ove l'SSD Kingfast F3 PLUS va a collocarsi a metà strada fra i due SSD Kingston V+200 da 240GB e da 90GB.

La percentuale di occupazione della CPU scende di un ordine di grandezza rispetto ai test con blocchi da 4KB.

Benchmark reali

Osserviamo ora il comportamento sul campo dell'SSD dell'azienda cinese considerando alcuni casi rappresentativi.

Nella copia di file e cartelle i tempi impiegati dall'SSD Kingfast sono molto vicini a quelli del Kingston da 240GB, quest'ultimo più veloce mediamente di una decina di secondi. Tutti gli altri modelli, disco tradizionale compreso, sono notevolmente più distaccati.

La reattività del Kingfast F3 PLUS è davvero ottima e questo influisce positivamente sui tempi di avvio delle applicazioni tanto da avere a disposizione GIMP in appena 19 centesimi di secondo ed Eclipse in 4,2 secondi.

La posizione più alta nel PCMark 7 spetta proprio al disco F3 PLUS da 120GB che supera abbondantemente i 5000 punti.

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.

Eccezionale. L'SSD Kingfast F3 PLUS 120GB mantiene perfettamente inalterate le sue prestazioni a seguito di scritture successive denotando così una perfetta implementazione delle tecniche di garbage collecting e TRIM.

Anche i tempi di copia dei file restano mediamente simili.

Abbiamo analizzato il comportamento dell'SSD anche quando esso è parzialmente riempito, situazione che in realtà è quella che maggiormente si avvicina ad un utilizzo reale ove solo una parte del disco è disponibile.

In questo caso notiamo un peggioramento delle prestazioni nelle operazioni di scrittura, specie quelle sequenziali. Nessuna variazione, invece, nella lettura dei dati.

Un allungamento dei tempi era dunque prevedibile anche sulle operazioni di copia dei file.

Conclusioni

Nella valutazione delle prestazioni di un SSD non basta conoscere la sua tipologia di interfaccia ed il controller utilizzato, informazioni che generalmente i produttori rendono immediatamente disponibili. Serve disporre invece di ulteriori dati relativi ai chip di memoria flash ed alla configurazione interna che perlomeno possono dirci come andranno le cose in maniera teorica. I test permettono poi di validare o confutare le ipotesi che scaturiscono dai ragionamenti sui dati di targa.

Gli SSD Kingfast F3 PLUS mettono in campo uno dei più blasonati controller per i dischi allo stato solido di ultima generazione come il SandForce SF-2281 abbinato a chip di memoria flash prodotti da Intel con tecnologia a 25nm e basati sulle specifiche ONFi 2.0 che prevedono un funzionamento sincrono con banda dati massima di 133MB/s. Gli 8 canali del controller possono essere utilizzati in modalità RAID per far funzionare questi chip in parallelo e trarre da loro una banda complessiva molto più elevata. Nel caso del modello da 120GB che abbiamo analizzato, i chip NAND flash hanno internamente un solo die e per questo potrebbero risultare più lenti in determinate situazioni dal modello, ad esempio, da 240GB (che dovrebbe invece usare, stando alle informazioni che abbiamo, chip a due die).

Quanto detto spiega le differenze che abbiamo rilevato fra il disco Kingston V+200 da 240GB ed il Kingfast da 120GB. Nella maggior parte dei casi la soluzione del produttore cinese riesce a superare - e anche nettamente - quella di Kingston la quale fa uso di chip di memoria flash asincroni (abbiamo spiegato le differenze fra chip sincroni e asincroni in questa recensione). In altri casi, però, il modello di casa Kingston è riuscito a superare di poco il Kingfast e questo è invece da imputare all'utilizzo di chip a due die per il primo contro chip a singolo die per il secondo: una comparazione diretta con il modello Kingfast da 240GB avrebbe (teoricamente) restituito numeri tutti in favore di quest'ultimo.

Complessivamente siamo in grado di dire che il disco Kingfast F3 PLUS da 120GB è decisamente veloce, offre una risposta immediata che non è nemmeno confrontabile con quella di dischi rigidi tradizionali e garantisce una banda elevata anche nei trasferimenti di dati.

La capacità nominale di 120GB deriva da 16 chip da 8GB ognuno per un totale di 128GB. La capacità formattata si ferma invece ad appena 111,79GB, inferiore a quella che solitamente forniscono altri SSD della stessa capacità a garanzia, però, di un fattore di over-provisioning elevato tale per cui possano essere garantite prestazioni durature e stabili nel tempo (come abbiamo verificato anche con i test effettuati).

L'utente paga con un disco dalla capienza effettiva più limitata di quella che si aspetterebbe e dunque dal costo per GB superiore:

• Costo del disco sul mercato italiano: circa 150 Euro
• Costo del disco per GB nominali: 1,25 Euro
• Costo del disco per GB effettivi: 1,34 Euro

Da un raffronto dei costi con i modelli Kingston V+200 da 240GB e 90GB emerge che il loro costo per GB nominale è inferiore ma quelli per GB effettivo sono molto vicini ai rispettivi del Kingfast F3 PLUS 120GB (1,45 Euro per il modello da 90GB e 1,12 Euro per quello da 240GB).