Gli SSD sono stati una manna dal cielo nel mondo informatico, in quanto hanno permesso di superare uno dei colli di bottiglia più antipatici per l'utenza PC, quello determinato dall'incredibile lentezza degli Hard Disk meccanici. Aspettare secondi, se non minuti, per aprire o salvare un file di grosse dimensioni, che poi sarebbe stato modificato in pochi attimi dal potente processore di turno, era un'esperienza frustrante, e non poco.
Il Vector 150 utilizza NAND Flash MLC da 19nm prodotte da Toshiba
Mentre CPU, schede video, memorie RAM, periferiche di rete, e molti altri componenti continuavano a macinare aggiornamenti tecnologici uno dopo l'altro, gli HDD vedevano un aumento di prestazioni, di generazione in generazione, molto limitato. Chi voleva un buon boost prestazionale doveva così utilizzare un RAID 0 di uno o più HDD, magari da 10.000 rpm, come i famosi WD Raptor, oramai scomparsi. Scomparsi proprio perché gli SSD, con l'andare del tempo, sono diventati molto più economici, tanto che ora se può comprare uno da 240/256GB con poco più di 100 euro.
Nonostante questo, comunque, l'utenza PC è rimasta ancorata alla visione degli SSD come strumenti sì veloci, ma anche molto fragili. Ancora oggi, nonostante gli enormi passi avanti compiuti dalle aziende del settore, si crede che un SSD possa supportare un limitatissimo numero di cicli di scrittura, decisamente inferiore a quelli garantiti dai vecchi, ma supposti affidabili, hard disk meccanici.
Grazie alla collaborazione di OCZ Storage Solutions, la quale ci ha fornito un SSD Vector 150 da 240GB (qui la nostra recensione), effettueremo un test per cancellare, una volta per tutte, questa leggenda metropolitana. Gli SSD di oggi non hanno più nulla a che spartire con i primi SSD commercializzati, caratterizzati più che altro da CTRL NAND non proprio infallibili, e lo dimostra anche il fatto che nel mercato Enterprise, da sempre attentissimo alle problematiche sull'affidabilità, l'utilizzo di SSD sia in costante e notevole aumento.
Come faremo a dimostrare tutto questo? Vediamolo subito.
Per effettuare questa prova abbiamo deciso di utilizzare un test di puro logoramento, utilizzando la famosa utility IOMeter. Tramite questa scriveremo TeraByte e TeraByte di dati, in maniera sequenziale, sul Vector 150, così da cercare di trovare il quantitativo massimo di dati scrivibili sul SSD prima che questo diventi del tutto inutilizzabile.
OCZ Storage Solutions, per il proprio Vector 150, garantisce la possibilità di scrivere 50GB di dati al giorno, per ben 5 anni. Questo significa che, prima di dover essere buttato, il Vector 150 potrà teoricamente gestire 91.250 GB di dati, pari a 89,11 TB. Un valore difficilmente raggiungibile, per l'utente comune, nell'arco di 5 anni, anche nel caso si utilizzasse il proprio SSD per la gestione di grossi e numerosi file torrent.
Poiché non possiamo aspettare tutti questi anni effettuando una prova reale, come abbiamo già scritto precedentemente, utilizzeremo la suite IOMeter così configurata.
Per i primi 4 giorni, il Vector 150 dopo ogni sessione di scrittura di 16 ore (la prima, di prova, sarà di sole 9 ore) verrà messo a riposo, spegnendo la configurazione di test per 8 ore, così da permettere all'unità di rimpiazzare le celle NAND Flash eventualmente morte o che hanno raggiunto il massimo numero di scritture/riscritture (teoricamente pari a 5.000, per il Vector 150). Il Vector 150 è infatti equipaggiato con 16 NAND Flash da 16GB per un totale di 256GB, ma 16GB di questi vengono lasciati di riserva, in modo che si possano sostituire eventuali Celle "morte", così da sopperire a problemi di affidabilità (in gergo questa tecnica viene chiamata “over-provisioning”). Questo “stacco” di 8 ore viene compiuto per garantire il raggiungimento della massima vita operativa della periferica, ed anche per cercare di avvicinare questo test ad un utilizzo il più reale possibile (ogni tanto il PC lo spegniamo anche noi, o no?). Per il quinto giorno abbiamo in programma una sessione di 24 ore, con poi relativo stacco di 8 ore, per far comprendere come le nostre impostazionid i IOMeter siano davvero pesanti.
In ultimo, per evitare di dover aspettare dei mesi prima che l'SSD tiri le cuoia (scrivere TB su TB di dati non è un'operazione veloce!), abbiamo utilizzato una configurazione abbastanza potente, come è possibile osservare dalla tabella.
| CPU | Xeon E3-1230v3 (4C/8T) |
| Scheda Madre | Asus Z87M-Plus |
| RAM | 2x4GB DDR3-1600MHz |
| Hard Disk per il S.O. | OCZ ARC 100 240GB Sata III |
| Scheda Video | Gigabyte R9 270X WindForce OC 2GB GDDR5 |
| Alimentatore | Antec HCG620 620W |
| Sistema Operativo | Windows 8.1 Pro 64 Bit |
| Driver |
Intel INF 10.0.13 |
| Software |
IOMeter 1.1.0 |
| SSD per il test | OCZ Vector 150 240GB Sata III |
Ogni giorno, a partire da oggi, vi aggiorneremo con uno screen di stato di CrystalMarkInfo ed un benchmark di AIDA64 Engineer, così da osservare direttamente lo stato del test.
Come è possibile osservare dallo screen seguente, il Vector 150 parte con 44GB di dati già scritti. Lo stato di efficienza è pari al 100% e nessuna anomalia è stata riscontrata. Le prestazioni, quindi, al momento sono le massime ottenibili dall'SSD in oggetto.
Se si va a controllare lo stato del proprio SSD, attraverso l'utility CrystalMark Info, noterete senz'altro che il valore “Total NAND Writes” è notevolmente superiore al “Total Host Writes”. Cosa significa questo, e perché è così?
Partendo dall'ultima domanda, va detto che i più recenti S.O. Windows scrivono continuamente sulle NAND Flash, anche con le funzioni di TRIM, Garbage Collector ed NCQ attivate. Ad esempio, se non si abilita, o non è disponibile (alcuni SSD non la supportano), la funzionalità di “Deep Sleep”, il servizio EventLog (lastalive0.dat e lastalive1.dat) di Windows continuerà a scrivere GB su GB nelle NAND Flash (al ritmo di circa 2-3 GB al giorno). Il valore di Host Writes non verrà invece toccato dall'EventLog. Anche l'aprire un programma, come ad esempio Photoshop, farà crescere molto più velocemente il valore relativo alle scritture delle NAND che quello dell'Host. Vediamo il perché.
Il CTRL NAND degli SSD ha una funzione specifica molto importante, ed è per questo che nell'introduzione abbiamo scritto che la breve vita operativa dei primi SSD fu determinata da questo, più che dalle stesse NAND Flash. Su queste ultime, contrariamente a quanto accade con i dischi degli HDD tradizionali, non possono venire scritti direttamente i dati. Prima di far ciò, il CTRL NAND gestisce il flusso di dati dell'Host e, attraverso una mappatura dei blocchi/celle (composti da più settori), decide dove è più conveniente scrivere questi dati, cancellando i dati vecchi non più utilizzabili nella precedente cella, così che torni di nuovo utilizzabile, ed al contempo aggiornando la mappa dei blocchi/celle. Nell'utilizzo reale capita così che il CTRL debba “riprogrammare” un intero Blocco per scrivere un dato di dimensioni minori del blocco stesso, magari grande solo qualche settore. Per questo motivo, solitamente, il numero di scritture sulle NAND è tra le 2 e le 4 volte superiore a quello dell'Host.
Queste celle, però, possono essere “riprogrammate” un numero finito di volte, e nel caso delle NAND Flash MLC questo è pari ad una cifra tra 3.000 e 5.000. Sfortunatamente questo valore è raggiungibile molto più velocemente rispetto a quello garantito per le scritture dell'Host.
È nato così il Write amplification factor (WAF), un valore determinato da questa divisione: NAND Flash Writes / Host Writes.
Un valore pari o inferiore ad “1” è consigliabile, in una situazione normale, perché questo significa che il CTRL NAND sta facendo un ottimo lavoro di gestione dei dati, minimizzando le scritture sulle NAND, attraverso i propri algoritmi di compressione e una migliore gestione delle celle/blocchi ma, oltre ad essere una situazione impossibile da realizzare nell'uso reale, questo significa anche stressare molto di più il CTRL NAND (non è un caso che Intel, per i propri SSD, non garantisca sui GB minimi che è possibile scrivere sulle NAND, ma sulle scritture dell'Host, ed anche per il Vector 150 è così: "Endurance: Rated for 50GB/day of host writes for 5 years under typical client workloads"). Suddivideremo il test in due fasi.
Fino al quarto giorno mostreremo quanto un WAF pari a 0.5 (tipico dell'utilizzo Enterprise) può mettere sotto stress le NAND Flash, mentre il l quinto giorno, come abbiamo scritto in precedenza, utilizzeremo un'impostazione tipicamente Consumer, con un WAF pari a 1.2, tutto sommato un buon compromesso per allungare la vita delle NAND Flash.
Per come abbiamo settato noi IOMeter, il CTRL NAND del Vector 150 prima subirà in principio una situazione di pesante stress, anche a costo di "bruciare" prima le celle delle memorie NAND, in quanto dovrà "riprogrammare" e scrivere quest'ultime nel minor tempo possibile. Questo significa che i dati scritti dall'Host saranno circa doppi a quelli scritti sulle NAND Flash, in quanto stiamo sforzando il CTRL NAND a fare ciò. In un utilizzo normale, invece, l'usura dovrebbe essere un terzo di quanto noi stiamo affligendo al Vector, in quanto si utilizzano dati continui di grandi dimensioni. Questo significa che, per rapportare il nostro test ad un utilizzo classico, bisognerà moltiplicare il nostro valore di Total NAND Writes x 3. Questo sarà possibile osservarlo confrontando il nostro test con quello realizzato dai ragazzi di Ocaholic, i quali hanno utilizzato delle impostazioni molto più consevative in IOMeter, o il comportamento del nostro SSD dopo il quinto giorno di test. Avere un WAF basso non è importante quanto a prima vista può sembrare. Su Techreport, utilizzando un altro esempio, hanno utilizzato l'Anvil's Storage Utilities per testare la durata di diversi SSD, e questa suite non ci comunica le NAND Writes, ma le Host Writes.
OCZ garantisce il Vector 150 per oltre 90TB di Host Writes: come si comporterà questo SSD, con il suo CTRL NAND spinto all'estremo per i primi quattro giorni? Quanto durerà alla fine l'SSD?
Questo primo giorno ci siamo fermati a 9 ore di IOMeter, scrivendo la bellezza di 5,5 TB di dati circa. L'SSD segna un grado di efficienza del 98%, quindi possiamo ipotizzare una vita operativa almeno pari a 275TB, oltre tre volte la vita media garantita da OCZ. Non 50GB/giorno, ma ben 150GB/giorno! A quanto pare le case produttrici di SSD, OCZ Storage Solutions in questo caso, sembrano essere molto conservative nei loro calcoli. Anche le prestazioni, come è possibile osservare dal Benchmark di AIDA64, sono rimaste invariate.
Il secondo giorno continua a mostrarci un Vector 150 in perfetta forma. Con un grado di efficienza pari al 93% ed oltre 15TB di dati scritti (ed il doppio di dati relativamente al "Host Writes"!), il nostro SSD ha un'aspettativa di vita pari a circa 215TB. Ricordiamo, per dovere di cronaca, che stiamo mettendo a dura prova il CTRL NAND, molto di più di quanto non possa accadere in ambito domestico. Nonostante questo, il Vector 150 continua a non perdere nulla in prestazioni.
Il terzo giorno prosegue senza sorprese, in quanto il Vector 150 mostra un adamento costante. Continuando di questo passo, arriveremo a quanto pronosticato in apetura. Invariate anche le prestazioni.
Ancora una volta, nulla da segnalare, nonostante il gravoso impiego. Nessuna cella di riserva è stata ancora toccata, dopo oltre 68 TB scritti dall'Host e 34 TB scritti dalle NAND. Continuando così dovremmo superare i 200 TB di dati scritti sulle NAND, e oltre 400 TB scritti dall'Host (superando di più di 4 volte quanto garantito da OCZ).
Per il solo quinto giorno abbiamo cambiato le impostazioni di IOMeter, così da utilizzare un carico di lavoro più simile a quello di un normale PC dedicato all'utilizzo casalingo, con uN WAF pari a 1.2 circa. I primi quattro giorni ci sono così serviti per comprendere come un carico d'impiego tipico del mercato Server sia molto usurante per le NAND, e perché le case attive in questo settore garantiscano per le scritture dell'Host, non delle NAND.
Facendo due conti, nei primi quattro giorni abbiamo raggiunto l'83% di efficienza dell'SSD scrivendo 34.533 GB, pari a 33,72 TB. Teoricamente, se il test fosse continuato così, l'SSD avrebbe potuto scrivere sulle NAND Flash circa 199 TB di dati prima di morire. Con le nuove impostazioni, nelle prime 24 ore, il Vector 150 ha scritto 15.282 GB, pari a 14,92 TB, perdendo appena il 4% di efficienza. Teoricamente il Vector 150, con un utilizzo Desktop classico, potrebbe quindi scrivere 372 TB di dati.
Nei prossimi giorni, e fino alla fine, proseguiremo con le impostazioni di IOMeter iniziali, ma il test del quarto giorno ci ha permesso di capire una cosa: la durata di un SSD può variare, e di molto, a seconda del suo utilizzo. Bisogna quindi secgliere con oculatezza il modello adatto alle proprie esigenze, e questo dimostra ancora una volta perché nel mercato Enterprise vengano privilegiate le NAND Flash SLC, capaci di un numero di scritture 10 volte superiore a quello delle NAND Flash MLC, quest'ultime utilizzate negli SSD di fascia Premium per PC, di cui il Vector 150 è un perfetto rappresentante.
Il percorso avviato quasi una settimana fa prosegue senza intoppi per il Vector 150, e segna il raggiungimento dei 94 TB di dati scritti dall'Host. Essendo garantito per 90TB, il Vector 150 mantiene fede alle promesse di OCZ, possedendo ancora uno stato di efficienza peri al 76%. Continuando, e facendo due calcoli, con un'attività pari a 10 GB di dati scritti sulle NAND ogni giorno, raggiungeremmo lo stato di efficienza del 76%, e con un carico di lavoro decisamente oneroso, in 17 anni. E' più probabile che l'SSD muoia per uno sbalzo di corrente che per usura. E non siamo neppure giunti a metà della sua vita operativa!
Nota: non guardate le ore di attività, dopo questa sessione il PC è rimasto acceso in Idle più a lungo
Ultimo test particolare, utilizzando sempre IOMeter, al fine di verificare quanto un valore del WAF pari a 2 incida sulla vita operativa dell'SSD. Come è possibile osservare dallo screen, il Vector 150 ha perso ben il 5% dell'efficienza scrivendo appena 8 TB sulle NAND Flash. Questo significa che con un SSD non ottimizzato, l'aspettativa di vita di un SSD si accorcia pericolosamente: stiamo parlando di una vita di appena 160 TB. Si badi bene, un WAF di 2 non significa che l'SSD è altamente utilizzato, ma che è proprio mal ottimizzato il carico di lavoro. Il test lo abbiamo concluso dopo appena 7 ore, giusto per non "uccidere" completamente il Vector 150 per un semplice test di verifica.
Eccoci alla seconda settimana di scritture. Con un WAF pari a 0.9 abbiamo scritto sulle NAND la bellezza di 78 TB di dati, perdendo appena il 20% di efficienza dell'SSD. Questo significa che con un WAF di 0.9 il Vector 150 reggerebbe teoricamente la scrittura di 390 TB di dati. Ad una media, davvero molto elevata, di 20 GB al giorno il nostro SSD sarebbe da buttare dopo ben 54 anni. Oppure dopo 108 anni scrivendo in media 10 GB al giorno.
Facciamo un confronto con quanto abbiamo scoperto nelle giornate precedenti.
| Periodo | WAF | TB scritti | TB teorici finali | Durata teorica SSD (10GB/Giorno) |
| 1° - 4° Giorno | 0.5 | 33,7 | 199 TB | 54 anni |
| 5° Giorno | 1.2 | 15,3 | 382 TB | 104 anni |
| 6° Giorno | 1 | 12,2 | 401 TB | 110 anni |
| 7° Giorno | 2 | 8,8 | 176 TB | 48 anni |
| 2° Settimana | 0.9 | 77,8 | 390 TB | 108 anni |
Fino ad ora abbiamo scritto la bellezza di 148 TB sulle NAND Flash e ben 183 TB di Host Writes (il doppio di quanto garantito da OCZ, e siamo ancora al 51% di efficienza dell'SSD!), ma la strada da percorrere, prima di rendere un rottame il nostro Vector 150, è ancora lunga. Le prestazioni misurate con AIDA64 sono lì a dimostrarlo.
Eccoci giunti ad un nuovo aggiornamento riguardo questo simpatico test di resistenza che vede quale protagonista l'OCZ Vector 150, nella versione da 240GB. In questi 7 giorni di funzionamento abbiamo scritto sulle NAND Flash circa 68,55 TB, mentre le scritture dell'Host raggiungono i 74,87 TB (le scritture Host totali sono ora tre volte il valore garantito da OCZ!). Teoricamente, quindi, rimaniamo in linea con le proiezioni mostrate in tabella la scorsa settimana: il Vector 150 dovrebbe arrivare senza problemi ad una vita operativa pari a circa 380 TB scritti sulle NAND Flash (oppure, guardandolo da un altro punto di vista, 106 anni scrivendo sull'SSD 10GB al giorno). Anche con AIDA64 i risultati non cambiano, in quanto le prestazioni si mantengono in linea con quelle che avevamo con l'SSD appena tolto dalla scatola.
Quarta settimana. Ci avviciniamo a grandi passi alla conclusione di questo test di sopravvivenza o, meglio, di non-sopravvivenza, considerato l'obiettivo che ci siamo posti all'inizio. Abbiamo scritto sulle NAND Flash circa 73 TB, con una perdita di efficienza dell'SSD del 16%. Ancora una vota i dati combaciano con quelli raccolti le settimane precedenti: il Vector 150 da 240GB ha una vita teorica di oltre 400 TB di dati scrivibili su NAND Flash (oltre 100 anni scrivendo 10GB/giorno). Ottimo anche il risultato delle scritture Host, pari a tre volte e mezzo quanto garantito dalla stessa OCZ, cioè 90 TB. In ultimo, le prestazioni dell'SSD sono rimaste invariate, confermando la bontà della soluzione della casa statunitense.
Siamo ormai giunti alla fine dell'avventura, dopo oltre un mese di continue scritture sull'OCZ Vector 150 da 240GB. Dopo oltre 334 TB di dati scritti sulle NAND, lo stato di salute dell'SSD segna ancora un flebile 1% con CrystalDiskInfo. Nonostante ciò, le prestazioni sono rimaste invariate, come è posibile osservare dai benchmark di AIDA64. A presto per le conclusioni.
La scorsa settimana avevamo scritto che ci stavamo avvicinando alla fine del test, ma a quanto pare non è così. L'essere arrivati allo 0% per quanto concerne lo stato di salute del SSD non significa molto. Il software, in questo caso CrystalMarkInfo, attraverso il Firmware viene a sapere che tutte le celle hanno effettuato i cicli di scrittura per cui erano state garantite, ma questo non significa che tali celle siano diventate tutto d'un tratto effettivamente inutilizzabili.
Molte di queste celle hanno continuato il loro lavoro, ed al contempo quelle ormai irrecuperabili sono state sostituite dalle celle di riserva (il Vector 150 da 240GB ha 16GB di riserva). In gergo, questa memoria di riserva viene definita di “Over-Provisioning”. Grazie alla qualità delle NAND Flash di Toshiba e a questa utile funzionalità, siamo così riusciti a scrivere altri 38 TB di dati, mentre le prestazioni sono rimaste del tutto invariate.
Fin dove ci porterà il Vector 150?
A volte, quando si effettuano di questi test, si può incorrere in qualche problema imprevisto, soprattutto quando non vi è ridondanza di materiale, e questo è uno di quei casi.
L'SSD di OCZ stava per concludere la settima settimana quando è “morto”, non per demeriti propri, ma per un evento imprevisto e prolungato nel tempo. Nella zona dove ha sede il mio laboratorio si sono svolti dei lavori sulla rete elettrica per qualche giorno, e questo ha causato diversi black-out, anche prolungati, che hanno portato a miglior vita non solo il Vector 150 ma anche il mio UPS. Gli spegnimenti improvvisi, soprattutto per gli SSD, sono deleteri, e se ne è avuta la dimostrazione.
Dobbiamo concludere questo articolo, quindi, con l'amaro in bocca, sia perché il Vector 150 si stava comportando egregiamente (avrebbe potuto tirare avanti ancora a lungo), sia perché è sempre deprimente vedere vanificato (almeno in parte) il proprio lavoro per cause esterne cui non possiamo contrapporci (in verità avremmo potuto fare qualcosa, se solo avessimo avuto qualche migliaio di Euro per un UPS di classe Server, ma sfortunatamente non siamo dei Paperon de Paperoni).
Nonostante tutto, comunque, il Vector 150 si è dimostrato una vera roccia ed è riuscito a scrivere oltre 400 TB di dati in sei settimane sulle proprie NAND Flash. 400TB di dati che in realtà sono molti di più, per come abbiamo realizzato il test (qui la descrizione). Osservando la tabella presenta nella pagina dedicata alla seconda settimana, e normalizzando il tutto, il Vector 150 è come se avesse scritto oltre 450TB di dati, pari a circa 100-110 anni di funzionamento normale per l'utenza casalinga. Considerato che OCZ garantisce la scrittura di 90TB di dati, siamo giunti a circa 5 volte quanto garantito. Un risultato eccezionale, confermato da altri test simili presenti in rete (qui l'esempio più recente con gli OCZ ARC 100).
Considerato tutto questo, non possiamo che complimentarci con OCZ per aver prodotto un SSD tanto affidabile quanto veloce, la cui fine è stata decretata da eventi a lui estranei.