Kingston HyperX 3K 240GB: veloce SSD dal prezzo coscienzioso

Nonostante la relativa gioventù del nostro portale abbiamo avuto più volte modo di parlare degli SSD e delle loro tecnologie; allo stesso tempo abbiamo trattato di un paio di modelli del produttore Kingston appartenenti alla famiglia SSDNow V+200 destinati principalmente al mercato mainstream. Oggi torniamo su questo argomento e lo facciamo ancora con un disco allo stato solido dell'azienda californiana, ma stavolta progettato per la fascia più alta del mercato, quella degli utenti enthusiast che cercano e pretendono sempre lo stato dell'arte dai prodotti che acquistano.

Gli SSD Kingston HyperX 3K sono nati per soddisfare i bisogni di velocità di chi realizza e usa computer di fascia alta ed è comunque attento suo portafogli. Il produttore ha combinato un controller SandForce con veloci memorie NAND flash garantite per 3000 cicli di programmazione-cancellazione ottenendo così un prodotto performante ma dal costo un po' più contenuto rispetto, ad esempio, ai modelli HyperX che invece usano chip di memoria più affidabili nel tempo da 5000 cicli p/e. Complici anche i recenti cali di prezzo per questi prodotti è facile oggi acquistare un modello da 240GB a circa 200 euro. 

Il produttore ne raccomanda l'utilizzo con applicazioni gaming, trasferimento di grosse quantità di file, gestione di applicazioni multitasking, CAD, sincronizzazione, download e così via. Per coloro che creano contenuti, fanno video e foto editing, eseguono transcodifiche, Kingston dedica invece la serie HyperX che meglio supporta la scrittura continua di grosse quantità di dati. In ogni caso il disco viene venduto con una garanzia di tre anni e con capacità di 90GB, 120GB, 240GB e 480GB.

Sulla carta l'HyperX 3K da 240GB che ci accingiamo a recensire, è uno dei modelli più veloci oggi disponibili grazie ad una banda in lettura e scrittura rispettivamente pari a 555MB/s e 510MB/s rispettivamente, supportata da una connessione Serial ATA 3.0.

Specifiche tecniche

Nella tabella seguente abbiamo riportato le caratteristiche tecniche dell'SSD Kingston HyperX 3K che stiamo analizzando, modello dalla capacità nominale di 240GB, e le abbiamo messe a confronto con quelle di alcuni diretti concorrenti.

Il disco allo stato solido Kingston HyperX 3K viene venduto con package in alluminio molto robusto e dal design accattivante che unisce una base color bronzo a linee nero opaco e scritte argento. Nell'insieme molto bello da vedere, anche se non è questo il metro di valutazione di un SSD.

Dimensioni e peso sono pari a 69,85mm x 100mm x 9,5mm e 97 grammi. Questo disco non può essere integrato nei sistemi slim che richiedono un SSD con altezza massima di 7mm e tutto sommato anche il peso di 97g non ne farebbe il migliore alleato.

I trazionali due connettori Serial ATA per alimentazione e dati sono seguiti da 4 pin che possono essere utilizzati per effettuare operazioni di manutenzione anche se il produttore non ha meglio specificato il loro scopo.

Il disco può essere fissato mediante quattro viti utilizzando i fori filettati posti sia nella parte inferiore sia lateralmente.

La componentistica interna

Come da tradizione, lo chassis utilizzato da Kingston è composto da due parti accoppiate e tenute assieme da viti Torx con blocco centrale le quali non possono essere rimosse senza gli appropriati strumenti. Una volta aperto troviamo due grossi pad termoconduttivi che garantiscono una certa dissipazione attraverso il corpo metallico dello chassis, riducendo di fatto la resistenza termica che altrimenti sarebbe dovuta solo all'aria. I due pad contribuiscono, purtroppo, anche al peso dell'SSD.

La facciata "componenti" del PCB prevede uno schema classico con il controller a ridosso del connettore Serial ATA seguito da 8 chip di memoria NAND Flash. I componenti sono tutti ben ordinati tanto che regna una pulizia assoluta.

La facciata posteriore ospita invece solo gli altri 8 chip di memoria oltre ad una serie di componenti passivi utili principalmente a gestire l'alimentazione del dispositivo.

Tutti gli SSD che abbiamo analizzato sinora, sia marchiati Kingston che non, utilizzano un controller SandForce SF-2281. Nonostante questo possa portare a pensare ad un appiattimento delle prestazioni, abbiamo già verificato che non è assolutamente così (nella recensione dell'SSD di Kingfast si è notato come l'utilizzo di determinati chip di memoria possa fare la differenza): il controller si occupa della comunicazione con l'host e della gestione dei chip di memoria ma il produttore del disco può scegliere sia l'algoritmo interno che governa tali funzionalità sia i chip di memoria flash da utilizzare.

Un piccolo escursus sulle caratteristiche del controller SF-2281 ci permette di capire che esso dispone di 8 canali indipendenti che permettono di leggere e scrivere in maniera parallela i dati da e sui chip flash e di altre 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 anche 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.

La memorizzazione dei dati avviene su chip NAND flash MLC 29F16B08CCME3, gli stessi utilizzati in altri SSD  come i Vertex 4 di OCZ o i Premier Pro SP900 di ADATA. Guarda caso sono anche gli stessi utilizzati dagli SSD V+200 ancora di Kingston e, come abbiamo detto in occasione della recensione di questi ultimi, possono essere configurati (via hardware) sia per funzionare in modalità asincrona che sincrona. Nel caso degli SSD V+200 il produttore ha scelto la modalità asincrona, mentre con i dischi HyperX 3K la modalità è quella sincrona (ONFi v2.2) che, unitamente alla configurazione a 2 die, è utile a raggiungere prestazioni decisamente più elevate.

I chip 29F16B08CCME3 fanno parte della terza generazione di memorie NAND flash MLC prodotte da Intel con processo a 25nm e prevedono 3.000 cicli p/e, densità di 16 gigabytes ciascuno per un totale di 256GB (sono presenti 16 chip in totale).

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:
  • <span >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).
  • <span >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).
  • <span >% 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 disco Kingston mostra immediatamente i muscoli con prestazioni da vero top performer. In particolare nelle operazioni di lettura risulta essere il più veloce in assoluto sia confrontato con le soluzioni da 90 e 240GB V+200 dello stesso marchio, sia nei riguardi del modello Kingfast F3 PLUS. Quest'ultimo riesce a strappare una vittoria solo nelle operazioni di scrittura di dati a blocchi di 4KB con 64 thread attivi, come se l'algoritmo NCQ del Kingston non fosse troppo efficiente.

Probabilmente sono segno di quanto abbiamo appena visto anche i risultati ottenuti nelle operazioni di copia. Il disco Kingston HyperX 3K riesce a dare il meglio quando si trova di fronte file di grosse dimensioni mentre con tanti file di piccole dimensioni, pur mostrando ancora ottime prestazioni, deve cedere il passo al Kingfast F3 Plus.

Assolutamente interessante il comportamento dell'SSD di Kingston che stiamo analizzando con file di diversa comprimibilità. Sia che il fattore di comprimibilità del dato sia pari a 0%, sia che raggiunga il 100%, l'SSD HyperX riesce a mostrare prestazioni sempre di alto livello specie nelle operazioni di lettura. Gli altri modelli di SSD presi a riferimento mostrano invece sempre un calo sensibile con dati poco comprimibili fatto salvo il Kingfast F3 ma solo nelle operazioni di lettura.

Stando alle rilevazioni di ATTO Disk Benchmark, i valori di transfer rate massimi raggiunti dal disco Kingston HyperX 3K da 240GB sarebbero addirittura superiori a quelli dichiarati dalla casa madre, pari a circa 557MB/s in lettura e 531MB/s in scrittura.

Kingston V+200 240GB	Kingfast F3 PLUS 120GB	Kingston HyperX 3K 240GB

Il benchmark CrystalDiskMark utilizza solo dati incomprimibili e anche in questo caso le prestazioni dell'HyperX 3K restano molto elevate. Nelle fasi di scrittura i valori rilevati sono a volte superiori altre inferiori a quelle del Kingfast F3 PLUS da 120GB: in particolare, come visto anche con AS SSD, il punto dolente è ancora relativo al caso di scrittura di dati a blocchi di 4KB con più thread attivi (32) ed il principale imputato resta l'algoritmo NCQ.

IOMeter

Utilizziamo IOmeter per effettuare dei test più mirati (come descritto nella pagina della configurazione e metodologia di test): utilizzando blocchi di dati da 4KB il Kingston HyperX 3K risulta essere quello più performante di tutti con un netto distacco anche dal modello F3 Plus da 120GB che avevamo reputato comunque molto veloce.

I tempi di occupazione della CPU dovuti alle operazioni su disco raggiungono quasi il 6%.

Anche con blocchi di dati da 2MB la situazione di netto favore per l'SSD di casa Kingston non cambia.

Allo stesso modo, la percentuale di occupazione della CPU rimane molto elevata se confrontata con i valori ottenuti dagli altri modelli.

Benchmark reali

Osserviamo ora il "comportamento sul campo" del Kingston HyperX 3K, prendendo in considerazione alcuni casi rappresentativi.

Nelle operazioni di copia di file e cartelle i tempi impiegati sono molto simili a quelli del modello V+200 da 240GB ed F3 PLUS da 120GB.

Anche i tempi di avvio di applicazioni come GIMP ed Eclipse sono paragonabili a quelli dei due succitati modelli ma stavolta è il Kingfast F3 PLUS l'SSD da battere.

Discorso differente con il PCMark 7 ove la prima posizione passa di mano ed è conquistata proprio dall'SSD Kingston HyperX 3K.

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.

E' facile notare come ci sia una netta differenza nelle prestazioni di scrittura fra la condizione di primo utilizzo dell'SSD Kingston HyperX 3K e quella di utilizzi successivi nonostante le tecnologie di garbage collecting e TRIM.

I tempi di copia dei file sono ovviamente quelli maggiormente affetti da tale scenario tanto che da circa 16 secondi complessivi sia passa a ben 25 secondi.

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 generale notiamo che le prestazioni non risentono della percentuale di occupazione del disco.

Conclusioni

Per differenziare la propria offerta ed allo stesso tempo uscire dalla genericità di un prodotto per calarlo su esigenze specifiche, Kingston ha pensato di creare più serie di SSD. In questo modo riesce a segmentare il mercato anche con modelli dal costo differente. Se con quelli della serie V+200 ci siamo trovati di fronte ad SSD pensati per il business con prestazioni si elevate ma non al top, la serie HyperX serve per rispondere esattamente ad una esigenza di massima velocità.

Per risparmiare sui costi ed offrire al cliente un prodotto dal prezzo relativamente contenuto ma con prestazioni identiche a quelle dei modelli top di gamma, il produttore americano ha progettato gli SSD HyperX 3K che fanno uso di moduli di memoria NAND flash garantiti per 3000 p/e (cicli di cancellazione e programmazione), un valore che potrebbe sembrare basso ma che con un normale utilizzo e grazie a speciali algoritmi che fanno sì che tutte le celle siano scritte in maniera uniforme, permette di raggiungere una vita media del disco superiore ai 5 anni. Chi è alla ricerca di un prodotto da usare un sistemi "mission critical" oppure che muovono una gran mole di dati quotidianamente dovrà invece guardare ai modelli HyperX che usano memorie flash da 5K p/e.

Come avrete intuito, o meglio avete visto nelle pagine precedenti, le prestazioni del Kingston HyperX 3K da 240GB sono molto alte, superiori in quasi tutti i casi a quelle degli altri modelli recensiti sinora. Questo è possibile grazie all'utilizzo congiunto di un controller di ultima generazione SandForce SF-2281 e di chip di memoria Intel a due die impostati per funzionamento in modalità sincrona secondo lo standard ONFi 2.2. Tali chip sono connessi agli 8 canali del controller in modalità RAID per ottenere una banda molto elevata.

La capacità nominale del Kingston HyperX 3K testato è pari a 240GB e deriva da 16 chip da 16GB ciascuno per un totale di 256GB. La capacità formattata è di 223,57GB, ovvero ben 16,5GB in meno rispetto a quanto dichiarato. La parte che manca, indicata come fattore di over-provisioning, viene usata per garantire prestazioni superiori e affidabilità maggiore (l'algoritmo utilizzato dal controller usa tale spazio come buffer per le operazioni di scrittura e l'assegnamento delle celle).

L'utente paga, però, un costo al GB effettivo più alto di quello che sarebbe il costo per GB nominale:

• Costo del disco sul mercato italiano (Luglio 2012): circa 235 Euro
• Costo del disco per GB nominali: 0,98 Euro
• Costo del disco per GB effettivi: 1,05 Euro

Oltre alle prestazioni, il disco Kingston ha anche una sua anima estetica che non è possibile non prendere in considerazione. La sua livrea, però, ha un prezzo da pagare in termini di peso e di spessore che ne permettono un uso agevole in qualunque sistema desktop o notebook ma va verificato se utilizzabile all'interno di notebook slim.