Hallo zusammen, ich durfte erneute für Seagate Festplatten testen. Diesmal HDDs vs. SSHDs.
Gruß,
Felix
Seagate BarraCuda (HDD) vs. FireCuda (SSHD)
Inhalt
Einleitung
Anknüpfend an den Seagate Experience Day 2017 in München und mein Review der Seagate IronWolf 12TB HDD, habe ich die Möglichkeit erhalten weitere Festplattenmodelle von Seagate zu testen. Schon öfter habe ich mich gefragt, wie hoch die Leistungsunterschiede zwischen klassischen und hybrid Festplatten ausfallen. Daher habe ich mich dazu entschieden, einen Test zwischen HDDs und SSHDs durchführen.
An dieser Stelle möchte ich mich erneut bei Seagate bedanken, da mir ein weiters Mal die Möglichkeit zum Testen gegeben wurde.
Seagate Guardian Serie
Seagate hat Mitte 2016 sein Consumer-Produktportfolio mit der Guardian Serie komplett neu aufgestellt, um es Anwendern leichter zu machen das richtige Produkt für den gewählten Einsatzzweck zu finden.
In meinem Test zur IronWolf 12TB Festplatte habe ich die Guardian Serie bereits genauer vorgestellt. Wer hierzu mehr erfahren möchte, kann dies unter folgendem LINK tun.
In diesem Test werde ich Modelle der BarraCuda und FireCuda Serien miteinander vergleichen.
Seagate BarraCuda
Seagate BarraCuda ist der Name für klassische Desktop-Festplatten von Seagate. Zielgruppe sind normale Anwender und Gamer, welche einen möglichst guten Kompromiss aus Größe, Geschwindigkeit und Anschaffungspreis suchen.
In diesem Test dient die BarraCuda Serie als Leistungs-Referenz für herkömmliche Festplatten.
Seagate FireCuda
Die Seagate FireCuda Serie ist ein Vertreter sogenannter SSHD-Festplatten, welche klassische Festplatten mit Magnet-Speichertechnik durch einen Flashspeicher zur Beschleunigung erweitern. Der Flashspeicher dient als Cache für Dateien, auf welche häufig zugegriffen wird. Er ermöglicht Geschwindigkeiten im SSD Bereich für einen ausgewählten Bereich der auf der SSHD gespeicherten Daten. Der Flash-Cache wird durch Algorithmen gefüllt, welche Zugriffsmuster des Benutzers analysieren.
Zielgruppe sind Anwender mit erhöhten Ansprüchen an die Geschwindigkeit oft genutzter Daten und Anwender die eine Festplatte mit dem besten Kompromiss aus Leistung und Anschaffungspreis suchen. Interessant sind SSHDs z.B. als Systemfestplatte oder als Ablage für große Steam-Bibliotheken. Als Systemfestplatte können Zugriffszeiten auf Systemdateien deutlich verbessert werden. Bei großen Steam-Bibliotheken wird meist ein Spiel gespielt, welches vom Cache profitieren kann, während alle weiteren Spiele der Bibliothek weiterhin auf Abruf verfügbar sind.
Vorstellung der Testkandidaten
Für den Test wurden mir von Seagate jeweils eine BarraCuda und FireCuda in den Größen 2,5" und 3,5" mit 2 TB zur Verfügung gestellt. An dieser Stelle nochmal ein großes Dankeschön dafür!
Durch die gleiche Kapazität aller Festplatten sollte eine gute Vergleichbarkeit der Ergebnisse resultieren, da die technischen Unterschiede bis auf den zusätzlichen Flash-Cache der FireCudas minimal ausfallen sollten.
Technische Daten
Zunächst die technischen Daten aller Festplatten:
Alle technischen Daten wurden den offiziellen Seagate Datenblättern bzw. Betriebsanleitungen entnommen.
Wie man bereits erkennen kann, sind sich BarraCuda und FireCuda in jeweils 2,5" oder 3,5" laut den technischen Daten sehr ähnlich. Die Testergebnisse sollten daher sehr gut vergleichbar sein.
Besonderheiten
Eine Besonderheit der BarraCuda 3,5" (ST2000DM006) ist, dass diese sowohl mit 2 als auch mit 3 Plattern angeboten wird. Bei dem Testmodell handelte es sich um eine Variante mit 2 Plattern. Vermutlich sind Modelle mit 3 Plattern in älteren Chargen vertrieben worden. Das Testmodell war jedoch aus aktueller Produktion. (Produktionsdatum November 2017)
Im Gegensatz zur IronWolf Serie aus meinem letzten Review, arbeiten alle Festplatten mit einer Luftfüllung. Dies sorgt unter anderem für einen höheren Stromverbrauch. Negativ fällt hier die BarraCuda 3,5" mit 3 Plattern auf. Diese benötigt bei 2TB Kapazität genauso viel Energie wie eine IronWolf Festplatte mit 12TB Kapazität.
Die beiden 2,5" Modelle verwenden das Shingled Magnetic Recording (SMR) Verfahren, um die Kapazität von 2TB im 2,5" Formfaktor mit 2 Plattern zu erreichen. Das SMR Verfahren bietet jedoch nicht nur Vorteile. Bei SMR überlappen sich einzelne Spuren auf den Plattern, so dass eine höhere Datendichte erreicht wird. Jedoch müssen auch umliegende Spuren neugeschrieben werden, wenn eine Spur mit Daten beschrieben wird. Es ist daher davon auszugehen, dass die Schreibleistung der beiden Festplatten mit zunehmenden Füllstand abnehmen wird. Die Leistung bei Lesevorgängen wird hingegen nicht beeinträchtigt.
Größe der Platinen
Betrachtet man die Festplatten genauer fällt auf, dass die Festplatten äußerlich sehr ähnlich und die Gehäuse nahezu identisch sind. Lediglich die Platinen der FireCudas sind etwas größer. Vermutlich wird auf der zusätzlichen Fläche der NAND MLC Baustein für den Flash-Cache untergebracht.
Links BarraCuda 2,5" / Rechts FireCuda 2,5"
Links BarraCuda 3,5" / Rechts FireCuda 3,5"
Test
Tests von SSHDs sind meist sehr praxisbezogen, indem zum Beispiel die Verkürzung von Ladezeiten oder Bootvorgängen gemessen wird. Oft wird auch der subjektive Eindruck einer besseren Arbeitsgeschwindigkeit festgehalten. Ich interessierte mich jedoch mehr für Tests theoretischer Natur, wie zum Beispiel die Messung von maximalen Übertragungsraten oder IOPS. Die von mir durchgeführten Tests bestehen daher aus synthetischen Benchmarks.
Vorstellung Testsystem
Durchgeführt wurden die Tests wurden mit einem HP DL160 G6 Server in Minimalkonfiguration. Auch wenn das System bereits etwas älter ist, sollte es die Leistungsfähigkeit der Festplatten nicht einschränken. Als Betriebssystem wurde die Linux Distribution OpenMediaVault 3 bzw. Debian 8 (Jessie) verwendet. Alle Tests sind daher Linux-basiert. Die Festplatten wurden in die vier Festplattenschächte des HP DL160 G6 eingebaut. Für die 2,5" Festplatten wurden Adapter verwendet.
Technische Daten des Testsystems
fio und Vorbereitungen
fio ist ein quelloffenes Benchmark-Tool, welches hauptsächlich auf UNIX und UNIX-ähnlichen Betriebssystemen eingesetzt wird. Es unterstützt eine Vielzahl von Testmodi, ist sehr frei konfigurierbar und lässt sich mit sogenannten Job-Skripts einfach für reproduzierbare Tests verwenden. Die sonst gängigen Benchkmark-Tools wie z.B. CrystalDiskMark sind oft nur für Windows verfügbar. Da fio in der Lage ist Benchmarks gängiger Windows-Tools nachzubilden, habe ich mich zum Testen für fio entschieden.
Für die Tests wird Version 3.5 von fio verwendet. Alle Werte der Testergebnisse beziehen sich auf die Basis 2. Somit entspricht 1MB gleich 1024KB und so weiter. Alle Tests wurden auf einem frischen EXT4 Dateisystem ohne lazy_init durchgeführt. Durch die Initialisierung ohne lazy_init kann das Dateisystem sofort mit voller Performance verwendet werden, die Initialisierung dauert im Gegenzug einen Moment länger.
fio-cdm - CrystalDiskMark 6
Für eine Übersicht über die grundlegende Leistung der einzelnen Festplatten, habe ich die Tests aus CrystalDiskMark 6 herangezogen. Zum Testen mit fio war es notwendig, entsprechende Job-Skripte zu erstellen. Unter dem folgenden LINK ist das Tool fio-cdm verfügbar, welches die Tests aus CrystalDiskMark 3 abbildet. Da ich die Tests aus CrystalDiskMark 6 durchführen wollte, habe ich das Tool geforkt und angepasst, so dass die Tests CrystalDiskMark 6 entsprechen. Unter dem folgenden LINK ist mein Fork verfügbar. Die Tests sollten nahezu identisch mit CrystalDiskMark 6 sein, können jedoch leicht abweichen.
Das geforkte fio-cdm Skript wurde pro Festplatte fünf mal ausgeführt, die Testergebnisse zeigen den Mittelwert aller Testdurchläufe. Die Testergebnisse sehen wie folgt aus:
BarraCuda 2,5"
FireCuda 2,5"
BarraCuda 3,5"
FireCuda 3,5"
Fazit fio-cdm
Wie zu erwarten bieten die Festplatten sequentiell gute Datenraten, bei zufälligen Zugriffen bricht die Datenrate jedoch ein. Es wurde bei jedem Durchlauf mit neuen zufälligen Daten getestet, so dass keine Cache-Mechanismen wirken konnten. Interessant ist, dass die 2,5" Firecuda bei zufälligen Schreibvorgängen langsamer als die 2,5" BarraCuda ist, ansonsten jedoch sehr ähnliche Werte bei Lesevorgängen und sequentiellem Schreiben bietet. Bei den 3,5" Festplatten ist die FireCuda deutlich schneller, besonders erkennbar bei sequentiellen Datenraten. Auffällig ist auch, dass die 3,5" FireCuda bei zufälligen Schreibzugriffen schneller als die BarraCuda 3,5" ist und sie außerdem schneller zufällig schreiben als lesen kann. Eventuell ist das langsamere Lesen bei zufälligen Zugriffen durch Zwischenzugriffe auf den Cache zurückuführen. Diese könnten erfolgen, bevor auf die eigentliche Festplate zugegriffen wird. Insgesamt liefern alle Festplatten ein solides Ergebnis, von Leistungen einer SSD sind sie wie zu erwarten jedoch weit entfernt.
fio - 4K Random Read
In meinem letzten Review habe ich nur sequentielle Datenraten betrachtet. Diesmal wollte ich auch Tests mit zufälligen Zugriffen durchführen. Da der Flash-Cache der FireCudas nur Lesevorgänge beschleunigen kann, habe ich mich auf zufällige Lesetests konzentriert. Die Lesetests bestanden daraus, eine Datenmenge von 16M, 128M oder 256M mit zufälligen 4K Zugriffen einzulesen. Um die Tests reproduzierbar zu gestalten, habe ich für jede Datenmenge einmalig ein sogenanntes Iolog erstellt. Ein Iolog zeichnet alle Zugriffe eines Testdurchlaufs auf, so dass diese anschließend in gleicher Reihenfolge wiederholt werden können. Das Iolog ermöglicht somit gleiche Zugriffsmuster, so dass die Cache-Mechanismen der FireCudas aktiv werden können. Um einen Vergleich zu SSDs zu erhalten, wurden die Tests zusätzlich auf einer Samsung 850 EVO 250G SSD durchgeführt.
4K Test 16M
Beim 4K Test mit 16M Daten ist die Beschleunigung der FireCuda Festplatten deutlich zu erkennen. Während alle Festplatten im ersten Durchlauf nahezu identische IOPS Werte liefern, ist ab dem zweiten Testdurchlauf bereits eine Verbesserung der IOPS der FireCudas erkennbar. Beim dritten Durchlauf arbeitet der Flash-Cache der FireCudas optimal und liefert ~48 mal (2,5") bzw. ~50 mal (3,5") mehr IOPS als die Mechanik der BarraCudas. Eine weitere Verbesserung nach mehr als drei Testdurchläufen war nicht erkennbar. Die Spitzenwerte lagen bei 2632 bzw. 3740 IOPS. Die Samsung 850 SSD erreichte unter gleichen Testbedinungen ca. 19000 IOPS.
4K Test 128M
Der 4K Test mit 128M Daten lieferte überraschenderweise nahezu keine Verbesserung bei der 2,5" FireCuda. Die 3,5" FireCuda benötigte diesmal drei Testläufe um den Flash-Cache optimal anzulernen. Ab dem vierten Testlauf wurden ähnliche IOPS Werte wie beim 4K Test mit 16M Daten erzielt. Die Samsung 850 SSD lieferte erneut ca. 19000 IOPS unter den selben Testbedingungen.
4K Test 256M
Beim 4K Test mit 256M Daten erreichte die 2,5" FireCuda erneut nahezu keine Verbesserung der IOPS. Die 3,5" FireCuda zeigte diesmal bis zum fünftem Testlauf eine stetige Verbesserung der IOPS. Ab dem sechsten Testlauf war keine Veränderung mehr feststellbar. Am Ende erreicht die 3,5" FireCuda nur noch eine Verdopplung der IOPS. Die Samsung 850 SSD lieferte wie bei den vorherigen Tests erneut ca. 19000 IOPS.
Fazit 4K Test
Der 4K Test zeigte, dass die FireCudas bei kleineren Datenmengen durchaus in der Lage sind, deutliche Verbesserungen der zufälligen Leseleistungen im Vergleich mit herkömmlichen Festplatten zu erreichen. Werden die Datenmengen bzw. die Anzahl der Zugriffe (4096 < 32768 < 65536) größer, stößt der Flash-Cache bzw. der Optimierungs-Algorithmus der FireCudas jedoch an seine Grenzen. Die Verbesserungen sind dann minimal.
Fazit
Als Fazit bleibt für mich, dass eine Beschleunigung bei SSHDs deutlich zu erkennen ist, diese jedoch nicht an die Leistung von SSDs herankommen. SSHDs bieten sich für Daten an, welche oft gelesen aber nur selten geschrieben werden. Bei Lesezugriffen kann der Flash-Cache eingreifen und diese beschleunigen. Schreibzugriffe werden leider nicht beschleunigt. SSHDs haben definitiv einen Platz als Datenspeicher mit höherer Leistung als herkömmliche Festplatten und mehr Speicherplatz als gelöufige SSDs. Sie eignen sich wie bereits angesprochen gut für Gamer und als besseres Systemlaufwerk in älteren oder günstigen Systemen. Für mich persönlich finden sie jedoch kaum Einsatz, da ich für große Datenmengen Laufwerke mit höherer Kapazität (z.B. 8, 10 oder 12TB) bevorzuge und SSDs als Systemlaufwerke nochmals deutliche bessere Leistungen liefern.
Gruß,
Felix
Seagate BarraCuda (HDD) vs. FireCuda (SSHD)
Inhalt
- Einleitung
- Seagate Guardian Serie
- Vorstellung der Testkandidaten
- Technische Daten
- Beschreibung
- Benchmarks
- Vorstellung Testsystem
- fio-cdm - CrystalDiskMark 6
- fio - 4K Random Read
- Fazit
Einleitung
Anknüpfend an den Seagate Experience Day 2017 in München und mein Review der Seagate IronWolf 12TB HDD, habe ich die Möglichkeit erhalten weitere Festplattenmodelle von Seagate zu testen. Schon öfter habe ich mich gefragt, wie hoch die Leistungsunterschiede zwischen klassischen und hybrid Festplatten ausfallen. Daher habe ich mich dazu entschieden, einen Test zwischen HDDs und SSHDs durchführen.
An dieser Stelle möchte ich mich erneut bei Seagate bedanken, da mir ein weiters Mal die Möglichkeit zum Testen gegeben wurde.
Seagate Guardian Serie
Seagate hat Mitte 2016 sein Consumer-Produktportfolio mit der Guardian Serie komplett neu aufgestellt, um es Anwendern leichter zu machen das richtige Produkt für den gewählten Einsatzzweck zu finden.
In meinem Test zur IronWolf 12TB Festplatte habe ich die Guardian Serie bereits genauer vorgestellt. Wer hierzu mehr erfahren möchte, kann dies unter folgendem LINK tun.
In diesem Test werde ich Modelle der BarraCuda und FireCuda Serien miteinander vergleichen.
Seagate BarraCuda
Seagate BarraCuda ist der Name für klassische Desktop-Festplatten von Seagate. Zielgruppe sind normale Anwender und Gamer, welche einen möglichst guten Kompromiss aus Größe, Geschwindigkeit und Anschaffungspreis suchen.
In diesem Test dient die BarraCuda Serie als Leistungs-Referenz für herkömmliche Festplatten.
Seagate FireCuda
Die Seagate FireCuda Serie ist ein Vertreter sogenannter SSHD-Festplatten, welche klassische Festplatten mit Magnet-Speichertechnik durch einen Flashspeicher zur Beschleunigung erweitern. Der Flashspeicher dient als Cache für Dateien, auf welche häufig zugegriffen wird. Er ermöglicht Geschwindigkeiten im SSD Bereich für einen ausgewählten Bereich der auf der SSHD gespeicherten Daten. Der Flash-Cache wird durch Algorithmen gefüllt, welche Zugriffsmuster des Benutzers analysieren.
Zielgruppe sind Anwender mit erhöhten Ansprüchen an die Geschwindigkeit oft genutzter Daten und Anwender die eine Festplatte mit dem besten Kompromiss aus Leistung und Anschaffungspreis suchen. Interessant sind SSHDs z.B. als Systemfestplatte oder als Ablage für große Steam-Bibliotheken. Als Systemfestplatte können Zugriffszeiten auf Systemdateien deutlich verbessert werden. Bei großen Steam-Bibliotheken wird meist ein Spiel gespielt, welches vom Cache profitieren kann, während alle weiteren Spiele der Bibliothek weiterhin auf Abruf verfügbar sind.
Vorstellung der Testkandidaten
Für den Test wurden mir von Seagate jeweils eine BarraCuda und FireCuda in den Größen 2,5" und 3,5" mit 2 TB zur Verfügung gestellt. An dieser Stelle nochmal ein großes Dankeschön dafür!
Durch die gleiche Kapazität aller Festplatten sollte eine gute Vergleichbarkeit der Ergebnisse resultieren, da die technischen Unterschiede bis auf den zusätzlichen Flash-Cache der FireCudas minimal ausfallen sollten.
Technische Daten
Zunächst die technischen Daten aller Festplatten:
Bezeichnung | BarraCuda 2,5" | FireCuda 2,5" | BarraCuda 3,5" | FireCuda 3,5" |
---|---|---|---|---|
Modellnummer | ST2000LM015 | ST2000LX001 | ST2000DM006 | ST2000DX002 |
Schnittstelle | SATA 6GBit/s | SATA 6GBit/s | SATA 6GBit/s | SATA 6GBit/s |
Formfaktor | 2,5" | 2,5" | 3,5" | 3,5" |
Kapazität | 2TB | 2TB | 2TB | 2TB |
Kapazität Flash-Cache | - | 8GB | - | 8GB |
Aufnahmeverfahren | SMR | SMR | PMR | PMR |
Anzahl Köpfe | 4 | 4 | 4 (oder 6) | 4 |
Anzahl Platter | 2 | 2 | 2 (oder 3) | 2 |
Spindelgeschwindigkeit | 5400rpm | 5400rpm | 7200rpm | 7200rpm |
Cache | 128MB | 128MB | 64MB | 64MB |
Maximale Übetragungsrate | 140MB/s | 140MB/s | 210MB/s | 210MB/s |
Anzahl Load-Cycles | 600000 | 600000 | 300000 | 300000 |
Lesefehlerrate | 1 pro 10^14bit | 1 pro 10^14bit | 1 pro 10^14bit | 1 pro 10^14bit |
Jährliche Betriebsstunden | 2400 (vermutlich) | 2400 (vermutlich) | 2400 | 2400 |
Jährliche Workload | 55TB | 55TB | 55TB | 55TB |
Vebrauch Standby | ~0,13W | ~0,13W | ~0,75W | ~0,75W |
Verbrauch Leerlauf | ~0,5W | ~0,5W | ~5,4W (3 Platter) | ~4,5W |
Verbrauch Last | ~1,8W | ~1,8W | ~8,0W (3 Platter) | ~6,7W |
Alle technischen Daten wurden den offiziellen Seagate Datenblättern bzw. Betriebsanleitungen entnommen.
Wie man bereits erkennen kann, sind sich BarraCuda und FireCuda in jeweils 2,5" oder 3,5" laut den technischen Daten sehr ähnlich. Die Testergebnisse sollten daher sehr gut vergleichbar sein.
Besonderheiten
Eine Besonderheit der BarraCuda 3,5" (ST2000DM006) ist, dass diese sowohl mit 2 als auch mit 3 Plattern angeboten wird. Bei dem Testmodell handelte es sich um eine Variante mit 2 Plattern. Vermutlich sind Modelle mit 3 Plattern in älteren Chargen vertrieben worden. Das Testmodell war jedoch aus aktueller Produktion. (Produktionsdatum November 2017)
Im Gegensatz zur IronWolf Serie aus meinem letzten Review, arbeiten alle Festplatten mit einer Luftfüllung. Dies sorgt unter anderem für einen höheren Stromverbrauch. Negativ fällt hier die BarraCuda 3,5" mit 3 Plattern auf. Diese benötigt bei 2TB Kapazität genauso viel Energie wie eine IronWolf Festplatte mit 12TB Kapazität.
Die beiden 2,5" Modelle verwenden das Shingled Magnetic Recording (SMR) Verfahren, um die Kapazität von 2TB im 2,5" Formfaktor mit 2 Plattern zu erreichen. Das SMR Verfahren bietet jedoch nicht nur Vorteile. Bei SMR überlappen sich einzelne Spuren auf den Plattern, so dass eine höhere Datendichte erreicht wird. Jedoch müssen auch umliegende Spuren neugeschrieben werden, wenn eine Spur mit Daten beschrieben wird. Es ist daher davon auszugehen, dass die Schreibleistung der beiden Festplatten mit zunehmenden Füllstand abnehmen wird. Die Leistung bei Lesevorgängen wird hingegen nicht beeinträchtigt.
Größe der Platinen
Betrachtet man die Festplatten genauer fällt auf, dass die Festplatten äußerlich sehr ähnlich und die Gehäuse nahezu identisch sind. Lediglich die Platinen der FireCudas sind etwas größer. Vermutlich wird auf der zusätzlichen Fläche der NAND MLC Baustein für den Flash-Cache untergebracht.
Links BarraCuda 2,5" / Rechts FireCuda 2,5"
Links BarraCuda 3,5" / Rechts FireCuda 3,5"
Test
Tests von SSHDs sind meist sehr praxisbezogen, indem zum Beispiel die Verkürzung von Ladezeiten oder Bootvorgängen gemessen wird. Oft wird auch der subjektive Eindruck einer besseren Arbeitsgeschwindigkeit festgehalten. Ich interessierte mich jedoch mehr für Tests theoretischer Natur, wie zum Beispiel die Messung von maximalen Übertragungsraten oder IOPS. Die von mir durchgeführten Tests bestehen daher aus synthetischen Benchmarks.
Vorstellung Testsystem
Durchgeführt wurden die Tests wurden mit einem HP DL160 G6 Server in Minimalkonfiguration. Auch wenn das System bereits etwas älter ist, sollte es die Leistungsfähigkeit der Festplatten nicht einschränken. Als Betriebssystem wurde die Linux Distribution OpenMediaVault 3 bzw. Debian 8 (Jessie) verwendet. Alle Tests sind daher Linux-basiert. Die Festplatten wurden in die vier Festplattenschächte des HP DL160 G6 eingebaut. Für die 2,5" Festplatten wurden Adapter verwendet.
Technische Daten des Testsystems
Merkmal | Wert |
---|---|
Hersteller | HP |
Modell | DL160 G6 |
Prozessor | 1x Intel Xeon E5606 mit 4x 2,13Ghz |
Arbeitsspeicher | 5x 4GB + 1x 2GB DDR3 ECC (22GB insgesamt) |
Netzwerkkarte | HP NC362i (2x Intel 82576 1Gbit) |
System Festplatte | A-DATA 16GB USB3 Stick |
Betriebssystem | OpenMediaVault 3 (Debian 8 Jessie) |
Festplatten Controller | Intel 82801JI ICH10 |
Festplatten Controller | LSI SAS2008 (nur 850 SSD) |
fio und Vorbereitungen
fio ist ein quelloffenes Benchmark-Tool, welches hauptsächlich auf UNIX und UNIX-ähnlichen Betriebssystemen eingesetzt wird. Es unterstützt eine Vielzahl von Testmodi, ist sehr frei konfigurierbar und lässt sich mit sogenannten Job-Skripts einfach für reproduzierbare Tests verwenden. Die sonst gängigen Benchkmark-Tools wie z.B. CrystalDiskMark sind oft nur für Windows verfügbar. Da fio in der Lage ist Benchmarks gängiger Windows-Tools nachzubilden, habe ich mich zum Testen für fio entschieden.
Für die Tests wird Version 3.5 von fio verwendet. Alle Werte der Testergebnisse beziehen sich auf die Basis 2. Somit entspricht 1MB gleich 1024KB und so weiter. Alle Tests wurden auf einem frischen EXT4 Dateisystem ohne lazy_init durchgeführt. Durch die Initialisierung ohne lazy_init kann das Dateisystem sofort mit voller Performance verwendet werden, die Initialisierung dauert im Gegenzug einen Moment länger.
fio-cdm - CrystalDiskMark 6
Für eine Übersicht über die grundlegende Leistung der einzelnen Festplatten, habe ich die Tests aus CrystalDiskMark 6 herangezogen. Zum Testen mit fio war es notwendig, entsprechende Job-Skripte zu erstellen. Unter dem folgenden LINK ist das Tool fio-cdm verfügbar, welches die Tests aus CrystalDiskMark 3 abbildet. Da ich die Tests aus CrystalDiskMark 6 durchführen wollte, habe ich das Tool geforkt und angepasst, so dass die Tests CrystalDiskMark 6 entsprechen. Unter dem folgenden LINK ist mein Fork verfügbar. Die Tests sollten nahezu identisch mit CrystalDiskMark 6 sein, können jedoch leicht abweichen.
Das geforkte fio-cdm Skript wurde pro Festplatte fünf mal ausgeführt, die Testergebnisse zeigen den Mittelwert aller Testdurchläufe. Die Testergebnisse sehen wie folgt aus:
BarraCuda 2,5"
FireCuda 2,5"
BarraCuda 3,5"
FireCuda 3,5"
Fazit fio-cdm
Wie zu erwarten bieten die Festplatten sequentiell gute Datenraten, bei zufälligen Zugriffen bricht die Datenrate jedoch ein. Es wurde bei jedem Durchlauf mit neuen zufälligen Daten getestet, so dass keine Cache-Mechanismen wirken konnten. Interessant ist, dass die 2,5" Firecuda bei zufälligen Schreibvorgängen langsamer als die 2,5" BarraCuda ist, ansonsten jedoch sehr ähnliche Werte bei Lesevorgängen und sequentiellem Schreiben bietet. Bei den 3,5" Festplatten ist die FireCuda deutlich schneller, besonders erkennbar bei sequentiellen Datenraten. Auffällig ist auch, dass die 3,5" FireCuda bei zufälligen Schreibzugriffen schneller als die BarraCuda 3,5" ist und sie außerdem schneller zufällig schreiben als lesen kann. Eventuell ist das langsamere Lesen bei zufälligen Zugriffen durch Zwischenzugriffe auf den Cache zurückuführen. Diese könnten erfolgen, bevor auf die eigentliche Festplate zugegriffen wird. Insgesamt liefern alle Festplatten ein solides Ergebnis, von Leistungen einer SSD sind sie wie zu erwarten jedoch weit entfernt.
fio - 4K Random Read
In meinem letzten Review habe ich nur sequentielle Datenraten betrachtet. Diesmal wollte ich auch Tests mit zufälligen Zugriffen durchführen. Da der Flash-Cache der FireCudas nur Lesevorgänge beschleunigen kann, habe ich mich auf zufällige Lesetests konzentriert. Die Lesetests bestanden daraus, eine Datenmenge von 16M, 128M oder 256M mit zufälligen 4K Zugriffen einzulesen. Um die Tests reproduzierbar zu gestalten, habe ich für jede Datenmenge einmalig ein sogenanntes Iolog erstellt. Ein Iolog zeichnet alle Zugriffe eines Testdurchlaufs auf, so dass diese anschließend in gleicher Reihenfolge wiederholt werden können. Das Iolog ermöglicht somit gleiche Zugriffsmuster, so dass die Cache-Mechanismen der FireCudas aktiv werden können. Um einen Vergleich zu SSDs zu erhalten, wurden die Tests zusätzlich auf einer Samsung 850 EVO 250G SSD durchgeführt.
4K Test 16M
Beim 4K Test mit 16M Daten ist die Beschleunigung der FireCuda Festplatten deutlich zu erkennen. Während alle Festplatten im ersten Durchlauf nahezu identische IOPS Werte liefern, ist ab dem zweiten Testdurchlauf bereits eine Verbesserung der IOPS der FireCudas erkennbar. Beim dritten Durchlauf arbeitet der Flash-Cache der FireCudas optimal und liefert ~48 mal (2,5") bzw. ~50 mal (3,5") mehr IOPS als die Mechanik der BarraCudas. Eine weitere Verbesserung nach mehr als drei Testdurchläufen war nicht erkennbar. Die Spitzenwerte lagen bei 2632 bzw. 3740 IOPS. Die Samsung 850 SSD erreichte unter gleichen Testbedinungen ca. 19000 IOPS.
4K Test 128M
Der 4K Test mit 128M Daten lieferte überraschenderweise nahezu keine Verbesserung bei der 2,5" FireCuda. Die 3,5" FireCuda benötigte diesmal drei Testläufe um den Flash-Cache optimal anzulernen. Ab dem vierten Testlauf wurden ähnliche IOPS Werte wie beim 4K Test mit 16M Daten erzielt. Die Samsung 850 SSD lieferte erneut ca. 19000 IOPS unter den selben Testbedingungen.
4K Test 256M
Beim 4K Test mit 256M Daten erreichte die 2,5" FireCuda erneut nahezu keine Verbesserung der IOPS. Die 3,5" FireCuda zeigte diesmal bis zum fünftem Testlauf eine stetige Verbesserung der IOPS. Ab dem sechsten Testlauf war keine Veränderung mehr feststellbar. Am Ende erreicht die 3,5" FireCuda nur noch eine Verdopplung der IOPS. Die Samsung 850 SSD lieferte wie bei den vorherigen Tests erneut ca. 19000 IOPS.
Fazit 4K Test
Der 4K Test zeigte, dass die FireCudas bei kleineren Datenmengen durchaus in der Lage sind, deutliche Verbesserungen der zufälligen Leseleistungen im Vergleich mit herkömmlichen Festplatten zu erreichen. Werden die Datenmengen bzw. die Anzahl der Zugriffe (4096 < 32768 < 65536) größer, stößt der Flash-Cache bzw. der Optimierungs-Algorithmus der FireCudas jedoch an seine Grenzen. Die Verbesserungen sind dann minimal.
Fazit
Als Fazit bleibt für mich, dass eine Beschleunigung bei SSHDs deutlich zu erkennen ist, diese jedoch nicht an die Leistung von SSDs herankommen. SSHDs bieten sich für Daten an, welche oft gelesen aber nur selten geschrieben werden. Bei Lesezugriffen kann der Flash-Cache eingreifen und diese beschleunigen. Schreibzugriffe werden leider nicht beschleunigt. SSHDs haben definitiv einen Platz als Datenspeicher mit höherer Leistung als herkömmliche Festplatten und mehr Speicherplatz als gelöufige SSDs. Sie eignen sich wie bereits angesprochen gut für Gamer und als besseres Systemlaufwerk in älteren oder günstigen Systemen. Für mich persönlich finden sie jedoch kaum Einsatz, da ich für große Datenmengen Laufwerke mit höherer Kapazität (z.B. 8, 10 oder 12TB) bevorzuge und SSDs als Systemlaufwerke nochmals deutliche bessere Leistungen liefern.