domingo, 8 de mayo de 2011

Análisis SSD OCZ Vertex 3

Un pequeño preámbulo para los menos entendidos en la materia, un SSD (del inglés Solid State Drive, y en castellano Unidad de Estado Sólido) es un dispositivo de almacenamiento de datos que desempeña las mismas funciones que un HDD o HD (Hard Disk Drive, es decir, el popular Disco Duro).
El SSD realiza las mismas tareas que un HD pero de manera mucho más eficiente que éste, ya que las hace de forma mucho más rápida, silenciosa y con menor consumo energético. El SSD consigue estas tres cualidades por su tecnología empleada, la cual está basada en chips de memoria flash (empleados también en los conocidos pendrive USB), esto implica que el SSD no tiene ninguna parte móvil, lo que los convierte además en más resistentes ante golpes que los tradicionales discos duros, los cuales tienen en su interior unos discos que giran y unos cabezales que se desplazan.
Los dispositivos SSD Son Sin Duda un gran reemplazo evolutivo a los HD, aunque mantienen todavía dos desventajas respecto éstos para extender su uso masivamente: su capacidad de almacenamiento muy inferior y su precio muy superior (esta última desventaja determina la primera).

Para no extenderme mucho en la introducción, ya comentaré algunos aspectos más generales relacionados con los SSD a lo largo de esta entrada, a continuación comienzo ya el análisis ( review ) de un reciente modelo de SSD de 3ª generación como es el caso de este:
OCZ Vertex 3 240 GB SSD


Desempaquetado del producto ( unboxing )
La pequeña caja del producto contiene bastante embutido en su interior: la unidad SSD bien protegida encajada en una espuma dura; un adaptador de 2,5” a 3,5” que permite anclar la unidad en una bahía de la torre que sea para disco duro de 3,5 pulgadas; una breve guía de instalación; una pegatina para vacilar de SSD; y los tornillos necesarios para asegurar la unidad en el adaptador, y éste a su vez en la bahía de la torre. Como es habitual no se incluye el cable SATA.
El tamaño más frecuente de los SSD es 2,5 pulgadas (el mismo que los discos duros que llevan la mayoría de portátiles); también hay modelos de 3,5 pulgadas (como todos los discos duros que se utilizan en los equipos de sobremesa) y algunos modelos de 1,8 pulgadas. Además de estos formatos tipo unidad de disco también hay SSDs en formato tarjeta de expansión que se insertan en un slot de la placa base; la tecnología de todos ellos es la misma y sólo cambia su interfaz de conexión, siendo ésta SATA para el primer grupo y PCI-E para el segundo.



Especificaciones del fabricante ( specs )
En la parte inferior de la pegatina que lleva la caja, que se ve borrosa en esta foto gracias a la intranquilidad de mi mano, advierte que el rendimiento máximo se obtiene conectando la unidad a un puerto de la controladora nativa SATA 6 Gbps. Aprovecho aquí para hacer un inciso y aclarar una cuestión de nomenclatura. El puerto SATA III también escrito como SATA 3, y a su vez llamado SATA 6 Gbps (transferencia máxima que ofrece de 600 MB/s); algunas personas lo mencionan de esta última forma pero abreviándolo a “SATA 6” a secas, lo cual no es conveniente y produce confusión cuando esa forma de referirse la emplean también para los puertos SATA II o SATA 2 o SATA 3 Gbps (300 MB/s) quedando estos como “SATA 3” y dejando ambiguo si se refiere realmente a un SATA II o SATA III.

Ahora sí, sus especificaciones detalladas:
  • Velocidad lectura: hasta 550 MB/s
  • Velocidad escritura: hasta 520 MB/s
  • Escritura aleatoria (alineado 4 KB): hasta 60.000 IOPS
  • Lectura aleatoria (alineado 4 KB): hasta 40.000 IOPS
  • Tiempo de búsqueda: 0,1 ms
  • Consumo: Máximo 3 W en uso y 1,65 W en reposo
  • Resistencia de choque: Hasta 1500G
  • Tamaño físico: Unidad estándar de 2,5"
  • Controladora: SandForce SF-2281
  • Tipo de memoria: MLC NAND Flash 25nm
  • Interfaz conexión: SATA III 6 Gbps (retrocompatible con SATA II 3 Gbps)
  • Contra la degradación: Soporte de TRIM nativo
  • Temperatura de uso: De 0°C a 55°C
  • Tiempo medio entre fallos (MTBF): 2 Millones de horas
  • Peso: 77 gramos
  • Garantía: 3 años



Especificaciones del equipo de pruebas
Para ser precisos indico las características relevantes del equipo donde he realizado las pruebas ya que los resultados se ven influenciados (en mayor o menor medida) por ellos:
  • Placa base: Asus P6X58D Premium (chipset Intel X58 + ICH10R)
  • Procesador: Intel Core i7 930 @ 4200 MHz HT Enabled
  • Memoria: 3 x 2 GB G.Skill Pi @ 1600 MHz 6-8-6-20-1T
  • Sistema Operativo: Windows 7 Ultimate (64 bits), SP1
  • Versión drivers chipset Intel: 9.1.1.1020
  • Versión drivers controladora Marvell SATA IIl: 1.2.0.1002 beta

El factor más relevante a considerar de este equipo es el chipset de la placa base, se trata del chipset Intel X58 el cual no incorpora controladora nativa de puertos SATA III. Para ofrecer estos puertos SATA de 6 Gbps la placa base añade un chip de Marvell que es la controladora de dichos puertos y la cual se comunica con el chipset X58 a través del bus PCI Express. Este hecho influye y limita el rendimiento máximo obtenido por el Vetex 3; para conseguir el máximo rendimiento de este SSD se necesita una placa base con el chipset Intel P67 o H67 que son los únicos actualmente que incorporan una controladora de puertos SATA III nativa. AMD incorpora la controladora SATA III en su chip South Bridge pero (según tengo entendido) no alcanza el rendimiento de la solución nativa de Intel.
Destacar también que la versión de los drivers usados para la controladora Marvell son los más recientes pero se encuentran todavía en versión beta y podrían influir en el rendimiento obtenido.



Comparativa con otros dispositivos
Para poder interpretar bien los resultados obtenidos en las pruebas de rendimiento de este nuevo SSD es muy útil compararlos con los resultados obtenidos por otros dispositivos, como un disco duro tradicional, de esta forma es más fácil hacerse una idea de la diferencia que existe entre ellos y de la ganancia que puede suponer en el uso real. En esta ocasión realizaré los benchmarks (pruebas de rendimiento) a tres dispositivos:
Disco Duro: Western Digital Caviar Black 640 GB, SATA II, 7200 rpm, 32 MB Cache
Este es un buen HDD de referencia con el cual comparar los resultados contra un SSD cualquiera, y en particular contra el Vertex 3, ya que dentro de la gama de discos duros de uso habitual estaría entre los más rápidos. Configurado el SATA de la BIOS en modo AHCI.

SSD 2ª Gen: Intel X25-M G2 160 GB, SATA II, 34nm tecnología
Otro gran referente dentro de los SSDs de segunda generación que aunque fue superado posteriormente sigue ofreciendo un excelente rendimiento en términos globales y es buen candidato a ser comparado. Versión de firmware 1.7 (M3), Toolbox 2.0.2 ejecutado previamente para optimizar su rendimiento, y en modo AHCI.

SSD 3ª Gen: OCZ Vertex 3 240 GB, SATA III, 25nm tecnología
Es el objeto de este análisis y uno de los grandes reyes en esta nueva generación de SSDs. Versión de firmware 2.02, y en modo AHCI.



Programas utilizados para evaluación de rendimiento ( benchmarks )
Lista de software utilizado para evaluar y comparar el rendimiento de los dispositivos. No os fijéis en la longitud de las barras de los resultados para comparar visualmente el rendimiento porque la escala de valores es ajustada por el programa, haciendo clic veréis la imagen ampliada del resultado de los tres dispositivos a la vez, y así se pueden observar y comparar bien sus valores. En las gráficas realizadas por mí sí se puede realizar una comparativa visual por estar todos ellos en la misma escala.
  • ATTO Disk Benchmark: versión 2.47 y web oficial aquí.
  • AS SSD Benchmark: versión 1.6.4067.34354 y sitio oficial aquí.
  • HD Tune Pro: versión 4.60 y web oficial aquí.
  • PCMark Vantage (64 bits): versión 1.0.2 y web oficial aquí.


Resultados del benchmark ATTO
Si comparamos el resultado del HD contra el SSD (Intel X25-M G2) para observar la mejora que supone el paso a un SSD, en cuanto a velocidad de transferencia, vemos que en lectura es casi 3 veces más rápido (brutal); mientras que en escritura la ganancia es mucho menor pero está en torno al 25% que no es despreciable, además en este modelo SSD de Intel la escritura nunca ha sido su punto fuerte; matizar de nuevo que aquí sólo estamos comparando la velocidad de transferencia.
Comparando ahora entre el SSD de 2ª generación y el nuevo SSD de 3ª generación (OCZ Vertex 3) para comprobar la evolución de la tecnología SSD, vemos que el Vertex 3 consigue un 50% más de velocidad de lectura (formidable) y más del doble en escritura; mejora que representa comparado éste contra el HD de más de un 400% en lectura y casi un 300% en escritura (colosal).


Resultados del benchmark AS SSD
Cada programa evalúa el rendimiento de distinta forma y por eso encontraremos resultados algo dispares comparando los resultados entre los distintos benchmarks. En esta gráfica he comparado las puntuaciones sintéticas obtenidas, tenemos que el SSD X25-M G2 vs el HDD es 17 veces más rápido en lectura, 6 veces más rápido en escritura, y 12 veces en puntuación global, demoledor. El Vertex 3 respecto el X25-M G2 es un 50% más rápido en lectura, 4 veces más rápido en escritura, y el doble en puntuación global, que representa una increíble mejora en general entre las generaciones de SSDs y en particular una bestial diferencia respecto la escritura (magnificada por la flaqueza en escritura del Intel mencionada anteriormente).
Otro aspecto que podemos ver en este benchmark es la mejora en el tiempo de acceso, el HD con 12ms, y los SSD con 0,3ms como peor resultado, esto muestra que son 40 veces(!) más rápidos en tiempo de acceso.


Resultados del benchmark HD Tune
Con este benchmark podemos comparar el rendimiento en lectura y escritura secuencial de ficheros. En la gráfica resumen se visualizan bien las diferencias entre ellos, sólo indicar que el Vertex 3 puede alcanzar (tal como indican sus especificaciones) en esta prueba hasta los 500 MB/s en lectura y un valor cercano en escritura, según otras reviews, la penalización que sufre aquí supongo que es debido a lo señalado anteriormente de no tenerlo conectado a una controladora SATA III nativa en gran medida, y quizás algo influya también los drivers beta de la controladora Marvell.


Esta es otra prueba de benchmark del mismo programa la cual mide la velocidad de transferencia de datos a lo largo de toda la capacidad del dispositivo, sólo he evaluado la lectura ya que para la escritura requiere que no haya particiones en los discos. Se observa en el HD como el rendimiento es una curva decreciente a medida que accedemos hacia el final del disco ya que el cabezal tiene que recorrer más distancia; en los SSDs no hay movimiento físico y cuesta igual el acceso a cualquier zona del dispositivo. En la gráfica comparo los picos mínimos y máximos, y el valor total promedio.
El test muestra también el tiempo de acceso y ocurre lo mismo que lo descrito en el párrafo anterior, el tiempo aumenta en el HD a medida que leemos un sector más lejano, mientras que en los SSDs se mantiene constante sin importar la zona de lectura. Los valores promedio se asemejan con el resultado del bench AS SSD siendo 12ms para el disco duro y 0,15ms (o menos) para los SSDs, es decir, 80 veces(!) más rápido el tiempo de acceso medio en un SSD.


Resultados del benchmark PCMark Vantage
PCMark Vantage es un completo benchmark que permite evaluar y comparar el rendimiento de los equipos en todos sus aspectos, pero en estas pruebas sólo he ejecutado el paquete de tests específico que incorpora para evaluar el rendimiento de los dispositivos de almacenamiento. De las pruebas realizadas esta es la menos sintética, la más completa y la que mejor refleja el impacto real de mejora que obtenemos al pasar de un disco duro a un SSD. Haciendo clic sobre la tabla de resultados podéis ver y comparar cada una de las pruebas que realiza.
Para la gráfica he cogido sólo los cuatro datos más representativos que son el rendimiento en juegos, el tiempo de arranque del sistema operativo, el rendimiento abriendo aplicaciones y la puntuación total que obtienen en este test. No hace falta mucho comentario más porque las barras hablan por sí solas, el SSD es otro mundo (mucho mejor).


Resultados unificados de todos los benchmarks
He agrupado todos los resultados de las pruebas en 3 categorías: lectura, escritura y uso general; para así hacer esta gráfica de comparativa resumen y representativa de la ganancia que se obtiene con un SSD. He fijado que el disco duro Caviar Black, de rendimiento igual o superior al presente en la mayoría de equipos, es el valor de referencia, el 100%, podemos observar la mejora que aporta un SSD que en tres palabras sería monumental es poco. Y todo esto además con un consumo entre 5 y 10 veces menor que en el disco duro.


Palabras finales
Desde que adquirí mi primer SSD, el Intel X25-M G2 de estas pruebas, a finales de Octubre de 2009 me marcó un antes y un después, siendo ahora inconcebible montar un equipo sin un SSD. La mejora que se obtiene es palpable, no queda sólo en estos números grandes y gráficas largas, se disfruta desde el instante en que lo instalamos, una fluidez a la hora del manejo del equipo que no se puede obtener de otra forma, ni cambiando de procesador a uno superior ni ampliando la memoria (siempre que estén dentro de los parámetros normales); lo que aporta el SSD sólo lo puede aportar él mismo, ya que rompe por fin el gran cuello de botella que sufren los equipos actuales por culpa del disco duro.

Aún son caros, sí relativamente, ya que se tiende a comparar el precio por GB con el de un disco duro (comparativa errónea e injusta), porque el SSD no es sólo almacenamiento sino también velocidad, tanta velocidad que es fácilmente mensurable a simple vista. El SSD no es para almacenar películas, para esa función sigue siendo óptimo un buen disco duro de varios TB. Con un SSD económico de 60GB ya podemos instalar el sistema operativo, todos los programas básicos que utilicemos y disfrutar de su velocidad; aunque una capacidad de 120GB sería el mínimo recomendable.

Para cualquier equipo un SSD aporta una mejora muy notable en el tiempo de respuesta a las acciones que realizamos; pero en el caso particular de instalar uno en un equipo portátil conseguimos además alargar la duración de la batería, reducir las temperaturas, y una mejora todavía más destacada en cuanto a velocidad del portátil ya que los discos duros que llevan éstos son bastante más lentos incluso que los discos duros de sobremesa.

La tecnología del SSD tiene sus particularidades, en cuanto a capacidad muchos modelos reservan un área del espacio de su capacidad para gestión interna, añadimos a esto el proceso habitual de formateo que ya reduce el espacio útil y por estas razones 60GB pueden resultar muy justos. Como ejemplos el OCZ Vertex 3 de 240GB de este análisis deja disponibles 223GB y en el Intel X25-M G2 de 160GB quedan útiles 148GB, se pierde en ambos un 8% del espacio. 


Otra característica de los SSDs sería que el número de lecturas que podemos realizar es infinito pero el número de escrituras tiene un máximo de veces, no hay que preocuparse mucho de este aspecto porque primeramente ese número máximo es elevado y no alcanzable en un uso normal durante muchos años, además el propio SSD incorpora algoritmos para optimizar y repartir las escrituras por todo el área de su memoria para no machacar y no agotar las escrituras de algún bloque de memoria. Se puede ayudar (opcionalmente) a reducir las escrituras si disponemos de otra unidad y configuramos los directorios temporales del sistema, de los navegadores, y de las aplicaciones fuera del SSD en una unidad de disco duro. 


Lo que sí se deben tener en cuenta son unas consideraciones y una serie de ajustes a realizar en el sistema operativo una vez instalado el SSD, aunque algunos de estos ya los ajusta el sistema de forma automática al detectar que se trata de una unidad SSD, como deshabilitar la indexación (o indización) de archivos en la unidad; detener los servicios de prefetch y superfetch (en Windows); deshabilitar la desfragmentación automática y nunca realizar una desfragmentación (defrag) sobre la unidad SSD porque no se gana absolutamente nada, no le afecta en absoluto al rendimiento la fragmentación de los archivos, y en cambio se realizan muchas escrituras innecesarias en el proceso, simplemente ya no tiene sentido lanzar ese proceso en un SSD.

No pretendo que esta entrada sea la biblia del SSD y creo que ya he contado todos los conceptos básicos (y bastante más) de esta tecnología durante este análisis, pero por último quería hacer mención al comando TRIM que es también muy característico. Muy resumido TRIM es un comando interno (no tenemos que ejecutar nada lo lanza el sistema operativo) que incorpora el firmware del SSD para realizar optimizaciones durante el proceso de borrado de ficheros y evitar con eso la degradación del rendimiento en la escritura de ficheros; es necesario por la forma de trabajo interna de estos dispositivos.


Tras el engaño en el título de este apartado ahora sí llegan las palabras finales, comenté en la entrada de la evolución de los PeCes que estaba esperando que saliese al mercado este SSD, OCZ Vertex 3 de 240GB, para hacerme con uno y la razón era que ya no podía instalar más juegos de Steam por falta de espacio en el SSD Intel, ya está aquí y ese problema resuelto. 
Respecto el Vertex 3 después de ver sus resultados sobra decir que es excelente, un gran trabajo de OCZ y SandForce (fabricante de la controladora o procesador que incorpora este SSD).
Indicar también que el Vertex 3 lo compré en 4Frags que sin ningún tipo de interés oculto (para los mal pensantes) lo cito aquí simplemente por dar un buen consejo, su trato es excepcional, y para el que sólo valore el euro, era además el precio más barato de todas las conocidas tiendas. 
Por último, moví los juegos Steam de unidad SSD sin problemas importantes, tan sólo se produjeron las observaciones que aparecen en el método seguro de hacerlo de mi guía de Steam.


Detalles de cómo configurar y optimizar el sistema una vez instalado el SSD en esta próxima entrada Optimizando sistema para SSD.

Si tenéis problemas con el SSD OCZ o simplemente queréis saber cómo actualizar su firmware, la información está disponible en Problemas SSD OCZ Solucionados.

Más información sobre SSDs, más sobre el Vertex 3, esta vez enfrentado cara a cara contra el Crucial m4 en la publicación Sobre SSDs OCZ Vertex 3 y Crucial m4.


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