SATA & AMD X570 Performance Problem + Erfahrung mit AMD Support

[DJMCM]

Dieses Thema ist ja bereits einigen von euch bekannt.
Hat man ein Mainboard mit AMD X570 Chipsatz, erreicht man an den SATA Ports nicht die maximale Schreibgeschwindigkeit (egal welchen Port man nimmt).

Hier ein Beispiel:
Ich habe mir eine Samsung 870 QVO 1TB SATA Platte gekauft, welche ich gerne voll ausreizen würde.
Laut Hersteller und diversen SSD Tests soll die Platte eine Schreibgeschwindigkeit von ca. 530 MB/s erreichen und somit an die 6 Gb/s Grenze stoßen.
Auf meinem System (CPU: AMD Ryzen 9 3900X, 12x 3.80GHz | RAM: Corsair Vengeance LPX 32GB, DDR4-3200 | Mainboard: ASUS Mainboard Prime X570-P | SSD: Sabrent Rocket 4 Plus 2TB | OS: Windows 10 20H2) erreicht sie jedoch nur 485 MB/s beim Schreiben. Ist also um ca. 10% langsamer. Alle Treiber und Firmwares sind aktuell.

Das Problem wurde bereits vor fast 1 Jahr entdeckt und auch ausführlich von einem Reddit User und von Hardwareluxx beschrieben:

Reddit - Dive into anything

www.reddit.com

SATA und X570: Welche Relevanz hat der Standard? - Hardwareluxx

www.hardwareluxx.de

Da keine Lösung (Firmwareupdate?) in Sicht ist, habe ich mal dem AMD Support geschrieben, jedoch scheinen die dort nicht wirklich kompetent:

Sehr geehrter Herr XXX,

Danke, dass Sie den AMD-Kundendienst kontaktiert haben.

Leider liegt uns von Kundendienst generell Information, die zukünftige Implementierungen, Entwicklungen oder Verbesserungen nicht vor. Falls dies ein Problem ist, das von uns entwickelten Prozessoren und nicht durch Mainboards, (die von unseren Partnern produziert werden) verursacht wurde, bin ich mir sicher, dass es bereits bekannt sein wird. Unsere Techniker sind ebenfalls auf Reddit & Co. unterwegs.

Für weitere Fragen stehe Ich Ihnen weiterhin gerne zur Verfügung.

Mit freundlichen Grüßen
Ihr AMD-Kundendienst

Auf meine Antwort, ob bereits ein Bug-Report vorliegt bekam ich folgende Antwort:

Sehr geehrter Herr XXX,

Danke für Ihre Antwort.

Diese Information kann ich Ihnen leider nicht zur Verfügung stellen. Das von Ihnen beschriebe Problem ist seitens Mainboardhersteller zu prüfen.
Gern können Sie Ihren Mainboardhersteller diesbezüglich kontaktieren.

Für weitere Fragen stehe Ich Ihnen weiterhin gerne zur Verfügung.

Mit freundlichen Grüßen
Ihr AMD-Kundendienst

In meiner Antwort wies ich darauf hin, dass das Problem bei verschiedenen Mainboards mit AMD-Chipsatz auftritt und somit sicher nicht am Mainboard liegt. Die Antwort war dann:

Sehr geehrter Herr XXX,

Danke für Ihre Antwort.

Gern habe ich Ihre Meldung an die zuständige Abteilung zur Prüfung weitergeleitet. Leider kann ich Ihnen kein Feedback diesbezüglich anbieten, danke aber für das Aufzeigen des Problems. Ob und wann es eine Verbesserung diesbezüglich geben wird, sollte es sich als unser Fehler herausstellen, kann ich Ihnen leider nicht sagen.

Für weitere Fragen stehe Ich Ihnen weiterhin gerne zur Verfügung.

Mit freundlichen Grüßen
Ihr AMD-Kundendienst

Nicht gerade hilfreich...

 

[Holt]

AMD fühlt sich offenbar nur für Probleme der CPUs zuständig und schiebt die Verwantwortung für die Chipsätze auf ihren Partner ASMedia oder die Mainboardhersteller ab. Es wäre also wichtig mit einer M.2 SATA SSD in dem M.2 Slot der direkt an der CPU hängt zu schauen, ob dieses Performanceproblem dort auch auftritt, oder nur bei den SATA Ports vom Chipsatz. Sollte aber auch der SATA Host Controller innerhalb der CPUs, wohl vor allem der Zen 2 und Zen 3 deren I/O Die ja dem X570 entspricht, ebenfalls so miese IOPS zeigen, dann müsste AMD sich der Sache eigentlich annehmen.

 

[Scour]

Wäre schon interessant ob es da Unterschiede bzgl. Mainboardhersteller gibt.

Aber ich denke es liegt an AMD, bzw. am X570, siehe den Luxx-Test der WD Blue

Meine AMD-Boards waren mit SATA3 immer langsamer als Intel mit SATA3, im Benchmark sowieso.

Ich kann dir verraten das die 860 QVO im CDM wirklich beim Schreiben 530MB/s und Lesen 560MB/s erreicht hat, die 870 sollte nicht langsamer sein.

 

[Holt]

Wenn man die miesen AS-SSD 4k QD64 oder CDM 4k Q32T16 Werte der 870 Evo im Review hier bei HL ansieht, dann dürfte der B550 ebenso betroffen sein, denn es wurde ja an einem ASUS ROG Strix B550-E Gaming getestet. Bei dem kommen alle 6 SATA Ports vom B550 Chipsatz:

AMD B550 Chipset :
6 x SATA 6Gb/s port(s)

 

[Phantomias88]

Die miesen 4K Werte können daher kommen: https://www.planet3dnow.de/cms/13591-schlechte-ssd-leistung-unter-windows-8-hipmdipm-deaktivieren/
Das gilt auch für Windows 10, bzw der Reg Schlüssel geht dort auch.

Die Schreib Werte sind auch vom Aufbau abhängig, so erreichen die 1TByte meist bessere Werte als 500GByte oder 2TByte. (Kann auch anders verteilt sein)
Dann spiele noch der Treiber mit rein, wegen dem Overhead vom SATA Protokoll.

Die Programme zum Testen unterscheiden sich auch nochmal, also solang du kein Ruckeln im Alltag hast und auch sonst keine Daten Korruptionen, würde ich es als Ausgereizt akzeptieren.

 

[DJMCM]

@Phantomias88
Danke für den Tipp, es geht aber nicht um miese 4K Werte, sondern darum, dass die sequentielle Schreibgeschwindigkeit gerade bei X570 Boards um ca. 10% langsamer ist.
In dem von dir verlinkten Beitrag siehst du auch, dass die Änderung von HIPM/DIPM bei Seq. nichts gebracht hat.
Das Problem betrifft auch alle Größen, egal ob 500GB, 1TB oder 2TB.

 

[Phantomias88]

@Phantomias88
Danke für den Tipp, es geht aber nicht um miese 4K Werte, sondern darum, dass die sequentielle Schreibgeschwindigkeit gerade bei X570 Boards um ca. 10% langsamer ist.
In dem von dir verlinkten Beitrag siehst du auch, dass die Änderung von HIPM/DIPM bei Seq. nichts gebracht hat.
Das Problem betrifft auch alle Größen, egal ob 500GB, 1TB oder 2TB.

Daher ja die 4K Werte, die anderen Werte Variieren je Nach Test Aufbau und Ablauf.
Nimm z.B. mal die neue Version von Crystal Disk Mark (8.0.1), da sehen die Werte auch wieder ein wenig anders aus.

Nach welcher Referenz willst du das Festlegen?
Der Hersteller misst bestimmt nicht mit Crystal Disk Mark oder AS SSD.

 

[Scour]

Der Hersteller nimmt bestimmt den Benchmark mit dem er die höchsten Werte erzielt

Man denke an die Atto-Werte bei SSDs mit SF-Controller

 

[MoBo 01/04]

Daher ja die 4K Werte, die anderen Werte Variieren je Nach Test Aufbau und Ablauf.
Nimm z.B. mal die neue Version von Crystal Disk Mark (8.0.1), da sehen die Werte auch wieder ein wenig anders aus...

Die seq. Zugriffe sind i.d.R. weniger anfällig für ungünstige gesetzte Systemvariablen als 4K-Zugriffe. Da die Problematik schon mit verschiedensten Systemen, Benchmarkprogrammen/-revisionen reproduziert wurde, ist es eher unwahrscheinlich, dass die Ursache darin besteht oder dass systematische Fehler seitens der Anwender gemacht wurden.

Btw, scheint es so, als sei die reduzierte SATA-Performance nicht das einzige Storage-Problem der X570-Plattform https://forums.anandtech.com/threads/reduced-sata-performance-on-x570.2579193/post-40407756

 

[Holt]

Btw, scheint es so, als sei die reduzierte SATA-Performance nicht das einzige Storage-Problem der X570-Plattform https://forums.anandtech.com/threads/reduced-sata-performance-on-x570.2579193/post-40407756

Wenn die Performance der SSDs schon bei leichten CPU Loads so leidet, scheint da entweder ein Flaschenhals irgendwo im I/O Chip oder in der Anbindung des Chiplets mit dem I/O Chip zu bestehen. Man sollte dabei nicht alleine auf theoretische Bandbreiten achten, sondern auch auf die maximale Größe der Datenpakete. Bei SATA können die bis zu 8192 Byte Nutzdaten enthalten, aber das ist Point-to-Point und die HDDs für die SATA mal entwickelt wurde, können ja sowieso nur von einer Stelle Daten lesen und müssen dann erst die Köpfe an die nächste Position bewegen. Bei PCIe sind eher 64 oder 128 Byte Nutzdaten pro Paket üblich, weshalb der Protokolloverhead da auch so viel höher als bei SATA ist, aber auch dies auch Point-to-Point ist, so stammt es von PCI ab und dort teilten sich alle Karten in allen Slots die Bandbreite. Längere Pakete bedeuten zwar mehr Bandbreite, aber es ist als wenn ein extra langer Lastwagen den Kreisverkehr durchfährt und man daher länger warten muss: Die tatsächliche Latenz wird bei konkurrierenden Zugriffen also viel höher.

Während SATA Multiplier die Ausnahme sind, läuft PCIe oft über Switsches, jeder Chipsatz ist im Grunde so ein Switch und auch intern in den CPUs gibt es überall solche Kreisverkehre wo lange Pakete zu mehr Latenz für andere früher und wenn diese anderen dann Pakete mit Befehlen sind, also kurze Pakete die eigentlich Priorität haben sollten, dann kann sich das summieren. Es wäre mal interessant zu vergleichen wie die TRX4 Platttform sich da schlägt und dann natürlich Rocket Lake-S, sobald verfügbar.

 

[Phantomias88]

Die seq. Zugriffe sind i.d.R. weniger anfällig für ungünstige gesetzte Systemvariablen als 4K-Zugriffe. Da die Problematik schon mit verschiedensten Systemen, Benchmarkprogrammen/-revisionen reproduziert wurde, ist es eher unwahrscheinlich, dass die Ursache darin besteht oder dass systematische Fehler seitens der Anwender gemacht wurden.

Btw, scheint es so, als sei die reduzierte SATA-Performance nicht das einzige Storage-Problem der X570-Plattform https://forums.anandtech.com/threads/reduced-sata-performance-on-x570.2579193/post-40407756

Nochmal, solang da nichts Kalibriert ist, sind die Werte der Software nur auf einem und dem selben System Gültig.
Die Richtigkeit der Werte kann Überhaupt nicht Nachvollzogen werden und hier einem Wert X auf System Y hinterher zu Jagen ist gelinden ausgedrückt eine Geisterjagt ohne Referenz.
Keiner Garantiert die Mbytes oder IOPS, es wird immer nur mit dem Zusatz "bis zu" geschrieben.

 

[DJMCM]

@Phantomias88
Was verstehst du unter Kalibrierung?
Ich habe 10 SATA SSD getestet, alle auf dem selben System und keine kommt über 458 MB/s beim Seq. Write.
Nochmals, das Problem ist der Chip und nicht die Testumgebung.

 

[MoBo 01/04]

Gemeint ist wohl, dass nur vollkommen identisch konfigurierte Systeme verglichen werden können. Dazu müßte man sämtliche Variablen (Power states, Hintergrundprozesse, etc.) ausrollen, was natürlich im Rahmen von Forendiskussionen niemand leistet/leisten kann. Letztlich ist das ein formales (Totschlag)Argument, mit dem jegliche Ansprüche aufgrund von Minderleistung abgewimmelt werden können.

 

[Phantomias88]

@Phantomias88
Was verstehst du unter Kalibrierung?
Ich habe 10 SATA SSD getestet, alle auf dem selben System und keine kommt über 458 MB/s beim Seq. Write.
Nochmals, das Problem ist der Chip und nicht die Testumgebung.

MoBo 01/04 hat es passend Formuliert.

Starte doch mal den Lese Test zweimal gleichzeitig mit 2 Unterschiedlichen SATA SSDs, sind es dann in Summe immer noch noch 485MByte/S ?
Nein? Dann liegt es nicht am Chip.

 

[DJMCM]

Warum soll ich eine Lese Test zweimal starten, wenn das Problem am Schreiben liegt?
Dass es am Chip liegt ist doch wohl mehr als klar, wenn du dir die oben verlinken Artikel durchliest.

 

[Phantomias88]

Warum soll ich eine Lese Test zweimal starten, wenn das Problem am Schreiben liegt?
Dass es am Chip liegt ist doch wohl mehr als klar, wenn du dir die oben verlinken Artikel durchliest.

Sorry meinte Natürlich den schreib Test.
Es ist ja nicht so, das jeder SATA Port nur einer nach dem anderen liest und schreibt, die machen das alle Unabhängig voneinander.

Wenn es der Chip wäre, wieso Funktioniert dann RAID mit einer höheren Datenrate ?

 

[Holt]

Dass es am Chip liegt ist doch wohl mehr als klar, wenn du dir die oben verlinken Artikel durchliest.

Aber der B550 ist auch betroffen und lies noch mal dies hier aus dem Forum bei Anandtech, was MoBo 01/04 schon im Post #9 verlinkt hatte.

 

[DJMCM]

Aber der B550 ist auch betroffen und lies noch mal dies hier aus dem Forum bei Anandtech,

Wo steht da, dass der B550 davon betroffen ist?

 

[Holt]

Dann lies mal Post #4 und überlege ob die 214MB/s bei AS-SSD 4k QD64 Lesend, 204MB/s bei AS-SSD 4k_64 Schreibend bzw. 236MB/s / 219MB/s bei CDM RND4k Q32T16 realistisch sind. Bedenke das die 860 Evo damals bei AS-SSD 4k_64 379MB/s Lesend und 318MB/s Schreibend erzielt hat, damals noch auf einem ASRock Z97 Extreme6, auf dem auch schon die 850 Evo als 1TB auf 375MB/s Lesend und 317MB/s Schreibend gekommen ist. Glaubst Du ernsthaft der neue Controller wäre ein derartiger Rückschritt und Samsung würde bei den Specs einfach lügen:

RANDOM READ (4KB, QD32)3) 4)
Up to 98,000 IOPS

RANDOM WRITE (4KB, QD32)3) 4)
Up to 88,000 IOPS
---
Sequential performance measurements are based on CrystalDiskMark v. 5.0.2. Random performance measurements are based on IOmeter1.1.0. Performance may vary based on SSD’s firmware version, system hardware & configuration. Test system configuration: Intel® Core i7-470K CPU@4.00GHz, DDR3 1600MHz 8GB, OS-Windows 10 Pro 64bit, Chipset-ASUS-Z97 PRO

Auch Samsung hat diese Werte auf einem Intel System, übrigen einem alten Z97er Board, ermittelt.

 

[DJMCM]

Was hast das 4K Ergebnis bei Post #4 jetzt mit dem B550 und dem Problem beim Seq.-Write zu tun?

Hier ein Test einer SATA SSD auf einem Gigabyte B550 AORUS MASTER. Erreicht 536 MB/s.

Quelle: https://glennsqlperformance.com/2020/12/13/some-quick-comparative-crystaldiskmark-results-in-2020/

 

[Holt]

Was hast das 4K Ergebnis bei Post #4 jetzt mit dem B550 und dem Problem beim Seq.-Write zu tun?

Das Testsystem hat ein B550 Board. Wieso dort die IOPS so viel schlechter sind als in dem Beispiel welches Du da ausgegraben hast und wo man nicht weiß was davon wahr ist oder ob da nicht einfach ein Benchmark von der SSD am vorherigen System gepostet wurde, kann ich dann auch nicht sagen. Hardwareluxx solte mal die 870 Evo an einem Intel System benchen und/oder die alte 850 Evo/860 Evo zum Vergleich auch am aktuellen B550er Testsystem um Klarheit zu schaffen. Solange sowas die Zweifel nicht ausräumt, gehe ich weiterhin von einem Problem auch beim B550 aus, denn ich vertraue Hardwareluss mehr wenn es darum geht was gemacht wurde als jedem unbekannten aus dem Netz.

Beitrag automatisch zusammengeführt: 11.02.2021

Hothardware hat auf einen MSI TRX40 Creator mit Threadripper 3990X gebencht und kommt auf auf maximal 229MB/s/194MB/s bei CDM 4k Q32T16, aber dies ist immer noch ein wenig mehr als bei der 860 Pro, die ebenfalls and em System getestet wurde.

PS: Der Glenn Berry hat ja nicht einmal angegeben welche CPU er verwendet hat, oder habe ich dies übersehen? Vielleicht war es ja eine mit nur einem CCX wie der 5600X oder 5800X und dort liegt der Unterschied, immerhin geht ja die Kommunikation zwischen den CCX über das I/O Die und hiernach scheint sich ja die CPU Last auf die SATA Performance auszuwirken, aber der hat ja auch einen 3900X, also eine CPU mit mehr als einem CCX, die hat mit 4 CCX sogar sogar sehr viel Kommunikation zwischen den CCX und damit über deren Anbindung zum I/O Die.

 

[DJMCM]

Beim Test von Hardwareluxx und dem B550 Board kommen die ja auch auf 534 MB/s.

 

[Holt]

Aber ich schaue nicht auf de sequentielle Schreibrate sondern auf die IOPS und da sind 235,94MB/s Lesend einfach extrem wenig, viel weniger als bei den Vorgängern auf dem alten Testsystem.

 

[DJMCM]

Sorry, aber mir geht es, wie in #1 erwähnt um die "maximale Schreibgeschwindigkeit", also um den Seq-Write Wert und dem damit verbundenen X570 Chipsatz Problem.
Deswegen kann ich nicht nachvollziehen, warum ihr auf einmal mit dem B550 und 4K Werten kommt.

 

[Holt]

Aber schon im Beitrag auf reddit steht doch:

CDM default preset Random performance takes the biggest hit.

Die Ursache dürfte die Gleiche sein die auch die maximale Schreibrate beeinflusst.

 

[DJMCM]

Und was ist die Ursache?

 

[Holt]

Das ist ja gerade die große Frage auf die die Antwort noch aussteht.

 

[Holt]

Wobei es mich wundert, dass AMD USB-Verbindungsabbrüche mit B550/X570-Mainboards untersucht, nicht aber dieses Problem. Das könnten sie doch genauso auf die Mainboardhersteller abschieben, alle Argumente mit denen der AMD-Kundendienst dies Thema abgebügelt hat, gelten bei dem USB Problem doch genauso. Hier wird doch mit zweierlei Maß gemessen.

 

[MoBo 01/04]

Vielleicht untersuchen sie es ja auch. Offiziell eingestehen wird man das aber nur, wenn sich entsprechende Erfahrungsberichte so verdichten, dass die Existenz dieses Problems nicht mehr abgestritten werden kann. Dass dieser Zustand jemals erreicht wird, wage ich zu bezweifeln. Geringfügig bis mäßig reduzierte Schreibleistung dürfte den meisten Nutzern im Alltag im Vergleich zu einer kompletten Unterbrechung der Anbindung eines USB-Gerätes kaum auffallen.

 

[Holt]

Eben, dies bezweifel ist auch, nicht nur weil es den meisten nicht auffallen dürfte, sondern auch weil es schon seit so langer Zeit bekannt ist.