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Recensione dell'SSD OCZ Z-Drive R4

by Kevin O'Brien

L'OCZ Z-Drive R4 era annunciato all'inizio di agosto come aggiornamento della linea di SSD PCIe aziendali di OCZ. Lo Z-Drive R4 funziona allo stesso modo dei precedenti Z-Drive: ci sono fino a otto SSD alimentati da SandForce SF-2282 con NAND SLC o MLC su una scheda PCI Express collegati tramite hardware e software per offrire prestazioni ultra elevate in server e ambienti informatici ad alte prestazioni. In termini di prestazioni, ciò si traduce in velocità massime di lettura di 2,800 MB/s e di scrittura di 2,800 MB/s con IOPS di scrittura casuale da 4 KB di 440,000.


Aggiornamento 3/9/2012: Recensione OCZ Z-Drive R4 Enterprise

L'OCZ Z-Drive R4 era annunciato all'inizio di agosto come aggiornamento della linea di SSD PCIe aziendali di OCZ. Z-Drive R4 funziona allo stesso modo delle precedenti Z-Drive, sono presenti fino a otto SSD alimentati da SandForce SF-2282 con NAND SLC o MLC su una scheda PCI Express collegati tramite hardware e software per offrire prestazioni ultra elevate in server e ambienti informatici ad alte prestazioni. In termini di prestazioni, ciò si traduce in velocità massime di lettura di 2,800 MB/s e di scrittura di 2,800 MB/s con IOPS di scrittura casuale da 4 KB di 440,000.

Nel settore aziendale sempre più competitivo, la velocità dello spazio degli SSD PCIe è il punto forte, ma entrano in gioco anche altri fattori importanti. OCZ presenta alcuni vantaggi chiave che distinguono lo Z-Drive R4 dalle altre soluzioni. Il più ovvio è il prezzo. Recentemente abbiamo esaminato il Fusion-ioioDrive Duo, che è anche nei nostri grafici qui sotto. Sebbene si tratti di un'unità con ottime prestazioni, il prezzo per GB è superiore a $ 20, mentre la guida di OCZ è un terzo di quella di $ 7/GB. 

Anche lo Z-Drive R4 è avviabile, un bel tocco considerando il suo utilizzo proposto come unità principale nei sistemi server; molte soluzioni SSD PCIe non sono avviabili. OCZ offre inoltre un'enorme flessibilità con l'unità, sono disponibili opzioni sia a tutta altezza che a mezza altezza, con l'R4 a tutta altezza disponibile con capacità di 800 GB, 1.6 TB e 3.2 TB, sfruttando otto controller SandForce. L'R4 a mezza altezza è disponibile con capacità da 300 GB, 600 GB e 1.2 TB, utilizza quattro controller SandForce ed è in gran parte progettato per l'uso in server 1U. 

Dal punto di vista software, OCZ ha in gioco una buona dose di salsa segreta non solo per aumentare le prestazioni dell'SSD ma anche per ridurre i costi generali, come l'utilizzo della CPU e il consumo energetico. OCZ afferma che il suo acceleratore di archiviazione SuperScale riduce il carico della CPU host rispetto alle offerte PCIe concorrenti. Ciò consente anche un percorso dati più ottimizzato, che ha il vantaggio collaterale di aumentare le prestazioni di archiviazione. Z-Drive R4 sfrutta anche un efficiente sistema di gestione dell'energia che richiede meno raffreddamento (90 contro 300 LFM) e meno energia. Lo Z-Drive funziona entro i limiti di potenza di 26 W del PCIe, anche ai massimi livelli di prestazioni, mentre alcune unità concorrenti necessitano di potenza aggiuntiva o le velocità di scrittura sono limitate.

Specifiche RM88 (a tutta altezza):

  • Disponibile nelle configurazioni da 800 GB, 1.6 TB e 3.2 TB
  • PCI Express Gen. 2 x8
  • PCIe a tutta altezza, compatibile con 3/4 di lunghezza
  • Controller di archiviazione OCZ SuperScale
  • Controller NAND: 8 processori SSD SandForce SF-2200
  • Dimensioni (L x P x A): 242 x 98.4 x 17.14 mm
  • Peso: 283g
  • Consumo energetico: 23 W inattivo, 26 W attivo

Specifiche RM84 (mezza altezza).

  • Disponibile nelle configurazioni da 300 GB, 600 GB e 1.2 TB
  • PCI Express Gen. 2 x8
  • Compatibile con PCIe a metà altezza e metà lunghezza
  • Controller di archiviazione OCZ SuperScale
  • Controller NAND: 4 processori SSD SandForce SF-2200
  • Dimensioni (L x P x A): 168.55 x 68.91 x 17.14 mm
  • Peso: 131g
  • Consumo energetico: 14.5 W inattivo, 16 W attivo

Caratteristiche aggiuntive

  • Flash NAND MLC
  • Architettura OCZ VCA 2.0
  • Annullamento della mappatura TRIM/SCSI (richiede il supporto del sistema operativo)
  • Protezione dalle interruzioni di corrente con la tecnologia DataWrite Assurance
  • Crittografia: conforme AES a 128 bit e 256 bit
  • Recupero dell'ECC
  • Supporto SMART con attributi aziendali
  • MTBF: ore 2,000,000
  • 3 anni di garanzia
  • Compatibile con Windows 7, Windows Server 2008, Linux Red Hat Enterprise 6.1
  • Temp. di esercizio: 0°C ~ 70°C
  • Temperatura di stoccaggio: -45°C ~ 85°C

Progetta e costruisci

L'OCZ Z-Drive R1.6 da 4 TB che abbiamo ricevuto per la revisione è una scheda PCIe x3 a tutta altezza da 4/8 di lunghezza con scheda figlia. Basata su otto processori SandForce SF-2200, architettura OCZ VCA 2.0 e 1.6 TB di NAND... c'è poco spazio residuo su questa scheda al di fuori dei materiali dell'unità.

OCZ ha fatto un ottimo lavoro dal punto di vista del design, mantenendo le parti entro i limiti della scheda per ridurre al minimo le interferenze con altri dispositivi installati nel computer. Un'altra caratteristica (o mancanza di funzionalità) è che Z-Drive R4 riceve tutta la sua alimentazione dallo slot PCIe stesso, invece di richiedere il collegamento di una fonte di alimentazione esterna. Ciò riduce al minimo le parti aggiuntive e i mezzi di guasto e dimostra anche che l'R4 è abbastanza conservatore quando si tratta di consumo energetico. IL Unità Fusion-io che abbiamo appena recensito richiede una fonte di alimentazione secondaria per le massime prestazioni. 

Il raffreddamento è completamente passivo sullo Z-Drive R4, utilizzando l'aria di raffreddamento proveniente dal case stesso, spingendo l'aria dalla parte anteriore della scheda, sopra la NAND e i controller, e fuori dalla griglia che fa parte della staffa di montaggio PCIe. Con un consumo energetico massimo di 26 W, l'R4 è valutato per soli 90 LFM di aria per rimanere entro l'intervallo di temperatura operativa sotto carico.

Smontaggio

Gli interni dell'OCZ Z-Drive R4 sono praticamente completamente visibili senza la necessità di smontare l'unità stessa. Dato il prezzo elevato di questo articolo, abbiamo deciso di lasciare collegata la scheda figlia poiché la disposizione simmetrica delle parti ci ha permesso di identificare facilmente anche i componenti elettronici parzialmente oscurati sulla scheda.

In sostanza, l'R4 è composto da praticamente otto SSD montati sullo stesso circuito. La capacità utente di 1.6 TB dell'R4 è composta da 2,048 GB di NAND grezza, suddivisi tra 128 pezzi NAND Intel IMFT 16 nm da 25 GB, con sedici per processore SandForce SF-2282.

Benchmark sintetici

Date le capacità prestazionali più elevate di un SSD PCIe come l'OCZ Z-Drive R4, abbiamo leggermente modificato i nostri metodi di test standard oltre al modo in cui sottoponiamo a stress test i singoli SSD aziendali. Per saturare completamente la scheda abbiamo dovuto aumentare il carico di I/O attraverso più manager e lavoratori in IOMeter, altrimenti potremmo non vedere il pieno potenziale di questa unità. Il metodo che abbiamo ideato e che ci ha permesso di continuare a lavorare con l'unità in una configurazione non formattata è stato quello di avere due manager e due lavoratori interfacciati con lo stesso segmento LBA da 5 GB. Ciò ci ha permesso di saturare completamente lo Z-Drive R4 e raggiungere le velocità che l'unità era stata pubblicizzata come in grado di gestire.

Abbiamo diviso la parte di test sintetico dell'IOMeter di questa recensione in due parti. Il primo sono i nostri test standard a bassa profondità di coda, che vengono eseguiti a un livello QD=1 su singole unità e su SSD PCI-e a un livello QD=4 dato il numero di thread manager/lavoratore. I test iniziali sono più in linea con gli ambienti a utente singolo, mentre intervalli di profondità della coda più elevati nella seconda metà sono più simili a ciò che la scheda vedrebbe in una configurazione server con richieste I/O accumulate.

OCZ offre due versioni dello Z-Drive R4; uno a tutta altezza e uno a mezza altezza. La differenza principale tra questi due modelli, oltre all'altezza fisica della scheda, è il numero di processori SandForce SF-2200. L'RM88 Z-Drive R4 a tutta altezza ha otto processori mentre il suo fratello più piccolo RM84 a mezza altezza ne ha solo quattro. Anche se è prevedibile un calo delle prestazioni tra questi due modelli, fortunatamente non è su scala lineare. L'RM88 raggiunge il picco a 2,800 MB/s in scrittura sequenziale e 410,000 IOPS in scrittura casuale 4K, mentre l'RM84 scende a 2,000 MB/s e 250,000 IOPS. Quindi, anche se ha metà della potenza SandForce sotto il cofano, diminuisce solo del 28% nella velocità di scrittura sequenziale e del 39% nella velocità di scrittura 4K casuale, grazie in gran parte alla tecnologia di accelerazione dello storage SuperScale di OCZ.

Dati sulle prestazioni massime RM88

  • Lettura: fino a 2,800 MB/s
  • Scrittura: fino a 2,800 MB / s
  • Scrittura 4k casuale: 410,000 IOPS
  • IOPS massimi: 500,000

RM84 Prestazioni massime

  • Lettura: fino a 2,000 MB/s (28% inferiore a RM88)
  • Scrittura: fino a 2,000 MB / s 
  • Scrittura 4k casuale: 250,000 IOPS (39% inferiore a RM88)
  • IOPS massimi: 260,000

Con velocità pubblicizzate di 2,800 MB/s di lettura e scrittura sequenziale, l'OCZ Z-Drive R4 è a dir poco una centrale elettrica piena di NAND. Il nostro precedente più veloce era il Fusion-ioioDrive Duo che ha raggiunto i 1,550 MB/s in lettura; ciò significa che Z-Drive R4 è quasi due volte più veloce nella larghezza di banda sequenziale. Per verificare le sue prestazioni in linea retta, abbiamo utilizzato IOMeter con un test di trasferimento sequenziale di 4 MB allineato a 2K, con un tasso di profondità della coda effettiva di 4.

Abbiamo misurato una velocità massima di 2,883 MB/s in lettura e 2,634 MB/s in scrittura sull'R4, posizionandolo ben in testa rispetto a ioDrive Duo sia nei test sui dati ripetuti che incomprimibili. La velocità di lettura in realtà è stata superiore di 83 MB/s, anche se la velocità di scrittura è stata inferiore di 166 MB/s.

Il nostro prossimo test esamina i trasferimenti casuali di blocchi di grandi dimensioni, mantenendo comunque la dimensione di trasferimento di 2 MB. Data la mancanza di parti mobili interne sugli SSD, questi valori non cambiano molto oltre il nostro test di trasferimento sequenziale.

Nel test di trasferimento casuale da 2 MB, l'OCZ Z-Drive R4 ha comunque gestito un impressionante 2,836 MB/s in lettura e 2,613 MB/s in scrittura rispetto ai 1,528 MB/s in lettura e 1,017 MB/s in scrittura dell'ioDrive Duo.

Il nostro prossimo test esamina sia le letture/scritture casuali 4K con profondità di coda bassa sia i valori di profondità di coda di picco per tutti gli SSD PCI-e che abbiamo testato nel nostro laboratorio.

Ad un punto di partenza QD=4, ioDrive Duo aveva un vantaggio vicino al 100% rispetto allo Z-Drive R4. non siate però troppo frettolosi nel definire un leader, dato che lo Z-Drive R4 si sta solo riscaldando a questo punto. Nel grafico 4K MAX IOPS riportato di seguito, l'R4 ha più che raddoppiato le prestazioni massime di ioDrive Duo con una velocità di picco di 308 IOPS in lettura e 297 IOPS in scrittura rispetto a soli 116 IOPS in lettura e 225 IOPS in scrittura.

Un aspetto interessante da considerare con l'OCZ Z-Drive R4 è la velocità delle sue prestazioni 4K casuali al picco di carico QD=64 (QD=265 con distribuzione manager/lavoratore). Potresti prima chiederti perché ha raggiunto solo 300k... beh, la risposta è che è stato così veloce da raggiungere il limite superiore di ciò che il processore Intel Core i5-2300 nel nostro banco di prova Intel poteva gestire. Con una singola unità finalmente in grado di spingere i limiti del nostro hardware di banco di prova, ora abbiamo piani in cantiere per un nuovo impianto di classe enterprise per apparecchiature di fascia alta come Z-Drive nei test futuri.

Date le ottime prestazioni QD=4 dell'ioDrive Duo, non è stata una sorpresa vedere valori di latenza inferiori rispetto allo Z-Drive R4 nel nostro grafico. Le differenze nella latenza di picco possono probabilmente essere attribuite alle differenze NAND e controller, in particolare con l'R4 che ha otto processori SandForce da sincronizzare insieme rispetto ai soli due controller dell'ioDrive Duo.

Abbiamo inoltre deciso di mostrare i risultati di CrystalDiskMark su ciascuna di queste unità testate con dati randomizzati. Questo tipo di benchmark non è chiaramente il test ottimale da eseguire su un SSD aziendale che prospera in un ambiente multi-thread, ma è comunque divertente da usare quando si confrontano i risultati con le unità client.

La metà successiva dei nostri benchmark sintetici sono test graduali, che coprono le prestazioni dai primi livelli di profondità della coda fino a un massimo di 64 (QD=256) o 128 (QD=512). Questa sezione include anche i nostri test sul profilo del server, che fin dall'inizio sono progettati per mostrare il rendimento dei prodotti aziendali in condizioni di carichi di server misti impegnativi.

La differenza tra Z-Drive R4 e ioDrive Duo diventa molto evidente nel test di lettura e scrittura casuale 4K ampliato. Agli intervalli inferiori di QD il Duo è sopra R4, anche se il punto di incrocio in cui R4 esce in cima è durante o durante il passaggio da QD=2 a QD=4. Dopodiché l'R4 raggiunge rapidamente la velocità massima registrata.

Il segmento successivo esamina i nostri test sui profili server, che a differenza del test di lettura/scrittura casuale 4K, includono profili di carico di lavoro misti. In ciascuno di questi scenari lo Z-Drive R4 è di gran lunga superiore all'ioDrive Duo e ai precedenti LSI WarpDrive SLP-300 che quasi non sembra che siano nella stessa lega.

Benchmark del mondo reale

Se sei nuovo a StorageReview, una cosa su cui cerchiamo di concentrarci è il modo in cui una determinata unità potrebbe funzionare in condizioni reali. Per vedere realmente come si comportano le unità in condizioni di carico di lavoro normali, è necessario registrare l'esatto traffico trasmesso da e verso il dispositivo, quindi utilizzarlo per confrontare le unità tra loro. Per questo motivo ci siamo rivolti alle nostre tracce StorageMark 2010, che includono tracce consumer che coprono scenari HTPC, produttività e gioco e ora tracce aziendali che iniziano con un nuovo scenario di server di posta per aiutare i nostri lettori a scoprire quanto bene un'unità potrebbe funzionare sotto le loro condizioni. Abbiamo anche una nuova traccia aziendale che implementeremo dopo i test incentrati sul cliente.

Abbiamo mantenuto le stesse unità nella gamma per i nostri benchmark nel mondo reale, anche se la traccia del nostro server di posta rilasciata dopo la revisione di LSI WarpDrive non è stata inclusa in quel test.

Il primo test nella vita reale è il nostro scenario HTPC. In questo test includiamo: la riproduzione di un film HD 720P in Media Player Classic, la riproduzione di un film SD 480P in VLC, il download simultaneo di tre film tramite iTunes e la registrazione di uno streaming HDTV 1080i tramite Windows Media Center per un periodo di 15 minuti. Sono preferibili velocità di IOps e MB/s più elevate con tempi di latenza inferiori. In questa traccia abbiamo registrato 2,986 MB scritti sull'unità e 1,924 MB letti.

L'OCZ Z-Drive R4 non ha avuto problemi a rimanere in testa al nostro tracciato HTPC. Misurando quasi il doppio della velocità dell'ioDrive Duo, l'R4 ha ottenuto una velocità media impressionante di 1,254 MB/s.

Il nostro secondo test nella vita reale copre l'attività del disco in uno scenario di produttività. A tutti gli effetti questo test mostra le prestazioni di guida durante la normale attività quotidiana per la maggior parte degli utenti. Questo test include: un periodo di tre ore di funzionamento in un ambiente di produttività d'ufficio con Vista a 32 bit con Outlook 2007 connesso a un server Exchange, navigazione Web utilizzando Chrome e IE8, modifica di file in Office 2007, visualizzazione di PDF in Adobe Reader e un'ora di riproduzione di musica locale con due ore di musica online aggiuntiva tramite Pandora. In questa traccia abbiamo registrato 4,830 MB scritti sull'unità e 2,758 MB letti.

L'R4 ha misurato una media di 854 MB/s nel nostro tracciato di produttività, non avendo assolutamente problemi a rimanere al di sopra del gruppo.

Il nostro test nella vita reale basato sul terzo client copre l'attività del disco in un ambiente di gioco. A differenza della traccia HTPC o produttività, questa fa molto affidamento sulle prestazioni di lettura di un'unità. Per fornire una semplice ripartizione delle percentuali di lettura/scrittura, il test HTPC è 64% scrittura, 36% lettura, il test di produttività è 59% scrittura e 41% lettura, mentre la traccia di gioco è 6% scrittura e 94% lettura. Il test consiste in un sistema Windows 7 Ultimate a 64 bit preconfigurato con Steam, con Grand Theft Auto 4, Left 4 Dead 2 e Mass Effect 2 già scaricati e installati. La traccia cattura l'intensa attività di lettura di ogni caricamento del gioco dall'inizio, nonché le trame man mano che il gioco avanza. In questa traccia abbiamo registrato 426 MB scritti sull'unità e 7,235 MB letti.

Nel nostro ultimo tracciamento del disco basato su client, lo Z-Drive R4 ha mantenuto ancora una volta un forte vantaggio, misurando una media di 1,184 MB/s, seguito dall'ioDrive Duo con striping a 898 MB/s.

La nostra prima traccia aziendale copre un ambiente server di posta Microsoft Exchange. Abbiamo catturato l'attività del nostro server di posta StorageReview in un periodo di pochi giorni. L'hardware del server è costituito da un Dell PowerEdge 2970 con ambiente Windows Server 2003 R2 che opera su tre dischi rigidi SAS da 73 GB e 10 in RAID5 sul controller integrato Dell Perc 5/I. La traccia è costituita da numerose piccole richieste di trasferimento, con un forte carico di lettura del 95% con traffico di scrittura del 5%.

Nella traccia del nostro server di posta, sembra che il vantaggio che l'OCZ Z-Drive R4 aveva negli scenari di riproduzione della traccia iniziale sia cambiato, con ioDrive Duo che ha preso un forte vantaggio sia nelle configurazioni singole che in quelle con striping.

Conclusione

L'OCZ Z-Drive R4 non ha fatto altro che stupirci per tutto il tempo che l'abbiamo tenuto nel nostro laboratorio, poiché ha funzionato letteralmente così bene che ha rotto il nostro impianto, costringendoci a ripensare il modo in cui testeremo le soluzioni PCIe aziendali in futuro. Ha spazzato via la concorrenza in quasi tutti i test con un margine significativo, una vera impresa considerando che lo Z-Drive R4 costa il 35-40% in meno rispetto al Fusion-io ioDrive Duo. Lo Z-Drive R4 ha anche superato la soluzione PCIe aziendale di LSI, che dispone di processori SandForce vecchi di una generazione ma che costano ancora circa quattro volte di più per GB.

È qui che OCZ mostra davvero la sua genialità: l'equilibrio tra prestazioni e costi. OCZ ha optato per la NAND MLC meno costosa e ha integrato gli ultimi processori SandForce SF-2282 con software come l'acceleratore di archiviazione SuperScale, che riduce l'utilizzo della CPU e il consumo energetico, pur continuando a garantire quello che è realmente un throughput senza pari. 

Come se OCZ avesse bisogno di più frecce al bersaglio, la Z-Drive R4 è disponibile con enormi capacità, fino a 3.2 TB nella scheda full-size e 1.2 TB in quella a mezza altezza, che la maggior parte delle altre aziende non offre nemmeno. L'unità è anche avviabile, eliminando la necessità di un'unità di sistema aggiuntiva e non richiede una fonte di alimentazione secondaria per ottenere prestazioni complete, come fanno alcuni altri SSD PCIe aziendali. 

Vantaggi

  • Incredibilmente veloce, più del doppio in alcuni scenari rispetto alla concorrenza
  • Il prezzo è molto competitivo: 7$/GB
  • Non è richiesta alcuna potenza esterna
  • avviabile

Svantaggi

  • Alcuni rallentamenti in situazioni non ottimizzate per 4K

Conclusione

L'OCZ Z-Drive R4 è semplicemente fantastico. Il rapporto costo/prestazioni è fuori scala, nessun altro SSD PCIe aziendale può reggere il confronto con l'OCZ Z-Drive R4, se misurato in questo modo. OCZ ha ridefinito l'arte di fondere hardware e software per un SSD aziendale magistrale. 

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