SSD-Performance beim Schreiben miserabel

TheRaven1 · 8 Dezember 2023

Leider doch.
Wenn der etwaigige Cache voll ist, dann sinkt auch die Schreibleistung. Wenn man Daten in der Größe von sagen wir mal 350 GB kopiert, dann ist der Cache nach ca. 255 GB voll und die Leistung wird gedrosselt. Manche SSD haben kein DRAM Cache, somit kann man erahnen wie schnell die Schreibleistung ist. Deshalb sollte man auf billige SSD verzichten, die oftmals kein DRAM Cache enthalten.

GuyFawkes667 · 8 Dezember 2023

@TheRaven1
Aber es sind doch gerade die "billigen" SSD´s, welche erworben werden.
Die Dinger sind für mich kaum mehr als ein USB-2 Stick, aber hey... billig.
Eine EVO 870 oder so sollte es schon sein, aber nein... da wird lieber bein MM aus dem aktuellen Werbeflyer irgendwas obskures gekauft mit bekanntem Namen wie Sandisk/Intenso.
Ich habe JAHRELANG in einem MM gearbeitet und gerade diese beide Marken sind mir als billigste Grabbelware im Blister kurz vor der Kasse als USB-Sticks vertraut. Meine Güte, hatten die eine hohe Abschußqoute.

TheRaven1 · 8 Dezember 2023

Ja da hast Du recht es ist so.

xNecromindx · 8 Dezember 2023

Ein DRAM Cache hilft dir kaum. Das hebt die IOPS Leistung, weil die SSD besser diverse parallele Aktionen schneller durchziehen kann.
Für sequenzielle Schreiborgien ist der aber nahezu unerheblich.
Entscheidender ist, dass die SSD zum Halten der Schreibleistung sich nicht eines SLC Caches bedienen muss. Das trifft nämlich insbesondere auf TLC und QLC Flash-Drives zu. Einfach weil Triple- oder Quad-Zellen erheblich mehr Zeit zum Schreiben benötigen. Deswegen bedienen sich da auch alle Laufwerke des SLC-Cache Tricks. Nur ist das Umschalten einer Zelle auf SLC mit erheblichem Speicherplatzverlust verbunden. Von TLC zu SLC -> Ein Drittel. Von QLC zu SLC ein Viertel.
Von einer 1TB SSD bleiben im Bestfall also nur noch 256GB übrig (Fallbeispiel QLC). Jetzt wird die i.d.R. aber nicht leer sein. Liegen da "nur" 200GB drauf... rechne selber.
Zumal der SLC Cache i.d.R. ohnehin begrenzt ausgelegt ist und meist so etwa 25-50% der SSD Kapazität ausmacht.
Da ist mal ganz schnell nach 100GB schreiben Essig für eine gewisse Zeit. Dann ist die SSD nämlich getwungen in tatsächlicher TLC oder QLC Schreibgeschwindigkeit zu arbeiten - was nicht selten USB-Stick Niveau ist.

Da waren alte SSDs mit MLC Technik tatsächlich weitaus besser. Die brauchten den Quatsch nicht, weil MLC in Sachen Schreibdurchsatz allemal für SATA3 ausgereicht hat.
Meine alte Corsair Force GT ist jetzt 10 Jahre alt, hat 70% Health State und liefert nach wie vor die damals versprochene Schreibleistung.
Deswegen habe ich damals auch schon immer vor TLC gewarnt und nun gibt es auch noch QLC...

TheRaven1 · 8 Dezember 2023

Der Dram Cache ist schon wichtig.

DRAM Cache ist bei SATA SSDs durchaus wichtig für die Leistung, bei NVME SSDs ist dies aber weniger tragisch. Diese können einen sehr kleinen Teil des RAMs als Cache nutzen.
Mit dem Copy-Befehl von Windows kopiert bleibt der Cache eingeschaltet, somit wird bei gleichzeitigen Schreib- und Leseoperationen die Leistung erhöht, verliert sie aber wenn der Cache voll ist. Grundsätzlich bieten SSDs mit DRAM-Chips eine bessere Leistung als solche ohne diese extra Bausteine. Das liegt daran, dass DRAM-Speicher viel schneller arbeitet als NAND-Flash-Speicher. Während der PC auf Ihrer SSD erst nach den relevanten Daten stöbern muss, kann er direkt auf das schnelle DRAM zugreifen. Sie sparen sich die Wartezeit, bis die SSD die benötigten Daten bereitstellt. Im Gegensatz dazu speichern SSDs ohne DRAM die Zuordnung der Daten direkt in den NAND-Flash-Zellen. Da sie langsamer arbeiten als DRAM, geht dies zu Lasten des Gesamtarbeitstempos. Gleichzeitig erhöht dieses Verfahren den Verschleiß der Speicherzellen. Das kann die Lebensdauer der SSD erheblich verringern. Normalerweise ist das auch der Grund, warum DRAM-lose SSDs eine kürzere Garantiezeit haben als solche mit DRAM-Modul. Und hier gibt es nichts zu rütteln, es ist einfach so.

level9 · 8 Dezember 2023

Obs bei der Sache was nützt, kann ich nicht sagen. Aber ich mag unter Windows das Tool Teracopy.
Könnt Ihr Euch ja mal anschauen.

Besagte Problem-SSD wechselt übrigens mittlerweile munter Ihr Schreibtempo. Mal astreine Werte, mal wird sie von einem Diskettenlaufwerk abgehangen

Schon irgendwie amüsant.

TheRaven1 · 8 Dezember 2023

Das Tool Teracopy geht bei mir auch nicht schneller. Bringt nichts.

xNecromindx · 8 Dezember 2023

Ich glaube Du hast weder Ahnung wie ein Cache genau funktioniert, noch wozu er bei einer SSD dient. Naja, egal...

James O’Keefe · 9 Dezember 2023

Ja, ich habe auch noch eine Samsung 830 (von 2012 oder 2013). Die ist mittlweile schon auf 5 verschiedenen PC`s gelandet. Rennt immer noch wie Sau.
Danke für die Erklaerung. SSD mit MLC gibt es nicht mehr,oder?
Edit:

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, auch wenn ich nicht weiß...ob 3dNand MLC das gleiche ist.

trackball · 9 Dezember 2023

Im YT Kanal "Credible Hardware" wurde in einem Test zu SSDs, das Thema DRAM aufgegriffen. Kann man sich mal anschauen.

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DRAM beginnt bei 12:25

TheRaven1 · 9 Dezember 2023

Wozu er dient habe ich geschrieben und habe es auch nicht erfunden. Was ich geschrieben habe stammt von einem Computer Forum die sich mit solche Dingen befassen. Es geht um den DRAM Cache. Ich habe das Gefühl Du hast da irgendetwas nicht verstanden. Ich gebe aber zu das die Leistung mit DRAM nicht so viel schneller ist, aber ein wenig ist sie es dennoch. Sinnlos ist dieser Dram Cache nicht.

Aber lassen wir das Thema, ich bin denn mal da raus.

TheRaven1 · 9 Dezember 2023

Ich kenne diesen Beitrag.

xNecromindx · 9 Dezember 2023

Fassen wir zusammen: Du willst etwas verstanden haben, was irgendwo in einem Computer-Forum steht.
Anders gesagt: Du machst jetzt an der örtlichen Uni Philosophie-Vorlesungen, weil du dazu gestern mal was gegoogelt hast? Finde den Fehler...

Noch einmal: Cache dient dazu die IOPS Leistung der SSDs zu erhöhen. Damit erhöht man den Durchsatz an Operationen bei kleinen Daten-Operationen.
Wenn man, wie du geschrieben hast, viel Bilder und Videos bearbeitet, was passiert dann? Genau: Sequenzelles Schreiben großer Datenmengen. Und nun lies noch einmal nach, was ich oben geschrieben habe.
Sagen wir du hast 256MB Cache (was durchaus schon viel ist) und knüppelst da jetzt ein Video-Edit über die SSD, von der wir mal annehmen, dass ist sogar eine langsame SATA3. Was passiert? Genau: Der Cache ist nach 0,5 Sekunden voll.

Und nun? Was bringt dir der Cache? Genau: Gar nichts!

Deswegen habe ich mehr als deutlich geschrieben: Bei sequenziellem Lesen und Schreiben ist ein DRAM Cache im weitesten Sinne unerheblich.
Selbst bei "normaler" Nutzung der SSD ist das vergleichsweise unerheblich, weil das eher etwas ist, dass man in synthetischen Benchmarks bemerkt.
Warum ist das so? Jedes Bestriebssystem nutzt min. bei nicht entfernbaren Datenträgern einen Schreib-Cache. Darüber cached bereits das OS kleine Operationen und vollzieht in Ruhephasen oder wenn es durch Software erzwungen wird einen Commit - der was macht? Genau: Größere Datenmengen committen. Die nicht selten größer sind als das, was die allermeisten SSDs an Cache überhaupt zu bieten haben.
Mal als Größenordnung: Ab Windows 8 nutzt Windows bis zu 50% des verfügbaren RAMs als Cache. Deswegen ist dem ein oder andern womöglich schon einmal aufgefallen, dass wenn man unter Windows Dateien kopiert, selbst auf alten HDDs, es mit unter zu dem Effekt kommt, dass der Explorer in seinem Chart am Anfang plötzlich mal Datenraten von 1,5GB/s oder etwas in der Größenorndung anzeigt und nach 3, 4, 5GB dann wieder auf das "normale" ~150-200MB/s runter geht (bei HDDs). Das ist genau das Cachen. Dann war die Quelle noch im Cache und er hat das Ziel in den Cache geschrieben.

Deswegen funktioniert es ja auch für den Großteil der Nutzer, an diese SSDs zu verkaufen, die gar keinen DRAM Cache haben. Weil sie den Unterscheid nicht wirklich merken können.

Den einzigen wirklichen Vorteil den SSDs mit DRAM Cache mit sich bringen ist, dass die Firmware der SSD darüber in der Lage ist Daten-Reorganisationen intern effizienter zu vollziehen.
Das setzt aber voraus, dass die Firmware so etwas überhaupt tut und es wäre die Frage zu klären, warum sie das tun sollte. Letzteres tritt vor allem in Aktion wenn "schlaue" Firmware Weak-Cells erkennen kann, dann umorganisiert und die unzuverlässigen Zellen als defekt markert. Mit andern Worten: Wenn die SSD ihrem Sonnenuntergang der Lebensspanne entgehen geht.

Bei DRAM Cache mit Haltbarkeit zu argumentieren ist in etwas so, wie zu argumentieren wer raucht stirbt früher. Da mag man statistische Evidenz für haben, die aber eher dünn ist (die exakte Aussage betreffend) und für den Einzelfall grundsätzlich belanglos ist.

Bei den Modellen mich Cache ist es vielmehr so, dass sie als höherwertige Produkte im Markt platziert werden, die bessere Controller und besseren Falsh beinhalten, der allein ein nicht sonderlich schlagendes Marketingargument sind. Also fügt man noch andere "Features" hinzu, die den Mehrpreis aus Sicht des Konsumenten rechtfertigen sollen. Und da ein Kunde dann den schlicht besseren Speicher kauft, bemerkt er natürluich auch eine bessere Performance und Haltbarkeit (womöglich).
Meine alte Force GT z.B. hat keinen Cache. Zu der Zeit gab es das nicht in dem Segment. Das kam erstmalig auf, als die langsamen TLC SSDs in den Markt kamen, wo SLC-Caching noch nicht "erfunden" war. Seither ist das ein Thema. Mit dem heute im Standard verfügbarem SLC caching hat sich das aber erübrigt, weswegen der DRAM bei allen billigen SSD als cost cut auch wieder rausgeflogen ist. Heute dient es dann im "Premium Segment" dazu Benchmark-Werte zu pimpen.

TheRaven1 · 9 Dezember 2023

Ich schreib auch noch mal, vielleicht haben wir uns flasch verstanden, der Dram-Cache ist durchaus sinvoll und zu empfehlen.

Die Stärke der SSD-Festplatten

SSDs beschleunigen ältere Geräte mit klassischen HDDs noch immer signifikant. Es dürfte kein Upgrade geben, das ähnliche Leistungsreserven entfesselt wie der Austausch der Festplatte (wenn das Gerät bereits etwas älter ist). Allerdings unterscheiden sich SSDs in ihrem internen Aufbau: Einige von ihnen bieten ein kleines DRAM-Modul an, andere nicht. Dies gilt geräteübergreifend und betrifft sowohl "normale" SSDs als auch NVMe-Modelle und ist in Geräten mit SATA- und PCIe-Schnittstelle gleichermaßen vorhanden. Den Unterschied bemerken wir zunächst am Preis: DRAM-betriebene SSDs sind etwas teurer, was aufgrund der teuren Speicherart (DRAM ist exorbitant teurer als NAND-Flash) zur Last liegt.

Kurz erklärt, warum es DRAM-Speicher gibt: SSDs speichern ihre Daten in Speicherzellen, die auf NAND-Flash basieren. Um die Integrität der Speicherzellen über einen langen Zeitraum zu wahren, werden Daten gelegentlich zwischen diesen Speicherzellen verschoben. Ansonsten könnten häufige Lese- und Schreibzugriffe auf dieselbe Zelle deren Gesundheit im Laufe der Zeit beeinträchtigen, da Speicherzellen nicht unendlich lang haltbar sind. Die SSD braucht also eine Datenbank, in der gespeichert ist, wo sich welche Daten im Laufwerk befinden. Sobald Sie eine beliebige Anwendung starten - vom kleinen Paint-Programm bis zum 100 Gigabyte großen Spiel -, wird die Festplatte somit wissen, wo sich die Daten befinden. Diese Übersicht über die aktuelle Situation speichert die SSD im DRAM-Modul (was übrigens für Dynamic Random Access Memory steht) und ist daher vom Vorteil.

Auswirkungen des DRAMs

Flash-Speicher ist schnell, aber DRAM arbeitet noch einmal wesentlich flotter. Daraus folgt, dass SSDs mit DRAM-Modul eine höhere Leistung bringen. Ein PC muss auf einer SSD ohne DRAM und darin befindlicher Datenbank erst die Festplatte durchsuchen, bis die Daten gefunden sind. Befinden sich alle Daten in schnellem DRAM, beschleunigt dies den Vorgang wesentlich. Angenehmer Nebeneffekt: Da weniger Schreibzugriffe auf die SSD stattfinden müssen, verlängert sich die Lebensdauer der Festplatten mit DRAM. Diese Speicherart leidet nämlich nicht unter einem vergleichbaren Verschleiß. SSDs ohne DRAM haben daher meist weniger Garantie.

SSDs ohne DRAM - gar nicht erst kaufen?

Nein, das ist natürlich Unsinn. Zwar existieren einige Nachteile in den Geräten ohne DRAM, aber die Frage ist, wie viel Sie davon im Alltag mitbekommen. Wenn Sie ein ganz durchschnittlicher Anwender sind, der nicht den ganzen Tag mit enormen Datenmengen hantiert, werden Sie den Unterschied wahrscheinlich kaum bemerken. Außerdem haben die Varianten ohne DRAM den Kostenvorteil: Sie sind günstiger und damit für viele Käufer attraktiver. Selbst DRAM-lose SSDs sind weiterhin um ein Vielfaches schneller als alte HDDs.

Wenn es auf einige Euros nicht ankommt, greifen Sie aber zur DRAM-SSD. Dies sollten Sie nicht zwingend aus Gründen der Geschwindigkeit tun - es stimmt schon das man die Geschwindigkeit wahrscheinlich eher in Benchmarks bemerken kann, der Geschwindigkeitszuwachs ist beim Schreiben und Lesen doch relativ gering -, sondern aufgrund der Haltbarkeit. Die längere Lebensdauer bedeutet, dass Sie mehr Garantie erhalten und Ihre Daten über einen längeren Zeitraum sicher bleiben. Betrachten Sie die zusätzlichen investierten Euros somit am besten als eine Art Versicherungsschutz gegen Hardwaredefekte.

Und Ja.

Im Vergleich zu SATA-SSDs brauchen M.2-SSDs nicht zwingend einen eigenen DRAM-Cache, weil der M.2-
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den Arbeitsspeicher (RAM) des Computers mühelos mitbenutzt.

xNecromindx · 9 Dezember 2023

Nein, ist kein Entscheidungskriterium.

Unerheblich.

Nein.

Und auch auf den Punkt bin ich eingegangen: Er ist Unsinn. Die Haltbarkeit wird ausschließlich durch die NAND Erase-Zyklen bestimmt. Auf Grund der Arbeitsweise ist die Reduktion von Löschzyklen in Verbindung mit einem integrierten DRAM Cache im erheblichen Maße vernachlässigbar. In Zahlen gesprochen reden wir da womöglich, aus sich der Haltbarkeit, von einer Verlängerung von Wochen, im besten Fall weniger Monate.

TheRaven1 · 9 Dezember 2023

Das liegt an jeden selbst.

Nein

doch

Nein, so sehe ich das nicht.

So, für mich ist das Thema erledigt.

xNecromindx · 9 Dezember 2023

Sicher. An eine flache Erde zu glauben auch. Macht es dennoch Sinn? Nein!

Ich bin auf den Hintergrund der Funktion eingegangen. Wie man jetzt diesen Unsinn äußern kann ist mir Rätzelhaft.

Bleibt die Frage zu klären wie eine Hardware, auch wenn PCIe das Bus-Master Protokoll technisch durchaus beherrscht, sich bei dem Betriebssystem als Wächter der Speicherbelegung entsprechend Speicher reservieren könnte, um ihn als Cache zu nutzen. Noch dazu bliebe die Frage was dieser Cache bringt, wenn das Betriebssystem schon einen Cache nutzt...
Fragen über Fragen... Um es kurz zu machen: Nein!
Auch bei einer integrierten APU/iGPUs, die dieses Konzept nutzt, ist es deren Treiber (bzw. hier schon ursächlich das UEFI), der den Speicher reserviert und der Grafikkarte mitteilt wie der zugehörige Adressraum dafür ist. Wann hast Du das letzte mal einen Treiber für eine SSD installiert? Die Frage erübrigt sich wohl.
Es gab mal was von Samsung, aber auch das nutzte meines Wissens nicht das Bus-Master Protokoll um der SSD Speicherzugriff zu ermöglichen. Die Sinnhaftigkeit ist nämlich fragwürdig. Der Speicherbereich ist dann nämlich, so wie eben bei iGPUs permanent in entsprechender Größe für den restlichen Nutzen unzugänglich. Anders gesagt: Hast Du 16GB RAM und würdest auf diese Weise 1GB der SSD geben, hat dein Rechner nur noch 15GB - immer, dauerhaft. Man merkt schon, wie behämmert das wäre.
Vielmehr nutzen die SSDs einen kleinen (virtuellen) Adressraum um per Speicher-Mapping den Datentransfer über die Schnittstelle sehr effizient zu mache, genau wie, wen wunderts, auch ausgewachsene Grafikkarten, die eigenen RAM haben.

Es ist hier völlig unerheblich wie jemand etwas "sieht". Hier geht es um Technik.
Die Frage ob sich jemand bei 1 + 1 = 2 emotional wiederfindet, mag aus menschliche Sicht ein Thema sein. Für die Sache allerdings ist es belanglos. 1 + 1 sind 2, völlig egal ob man damit unzufrieden ist oder nicht.
Und hier ist und bleibt es eben so, dass durch das Caching im OS die zu erwartende Lebenszeitverlängerung völlig marginal ist. Denn selbst unter der Perspektive dass ein OS unter gewissen Voraussetzungen den Cache am Ende "ineffizient" committet, muss das eine SSD auf gleiche Weise bei ihrem Cache machen, denn auch sie wird früher oder später gezwungen sein den Commit zu vollziehen. Die Verkettung von quasi Level1 und Level2 Cache wird also erwartbar marginale Verbessungen nach sich ziehen, zumal das OS auf Grund von Art und Weise ursächlich effektiver darin ist den Cache-Commit zu steuern. Das ist auch keine "Meinung" die ich vertrete, ich habe das ganz konkret schon implementiert und analysiert, inwieweit mehrstufige Caching-Strategien Erase-Zyklen sparen.
Deswegen sind da keine Lebenszeitverlängerungen zu erwarten. HDDs haben auch einen Cache. Soll der da auch die Lebenszeit verlängern? Mit welcher technischen Begründung? Man merkt also, das hat einen völlig anderen Nutzen. Die erdachte Theorie dahinter, dass nicht jedes "A" gleich direkt und einzeln in die Flashzellen geschrieben wird, wird nämlich bereits durch den Cache-Mechanismus des Betriebssystems abgefangen. So, wie ich es bereits erklärt hatte.
Wenn man das jetzt völlig ausblendet und der Meinung ist "Püh, ist mir doch egal!" ist das keine Sachdiskussion sondern einfach nur ein Stammtischgelaber.

Der komplette, ich nehme an zitierte Text (was man dann im Übrigen auch entsprechend kenntlich machen sollte), ist stellenweise Falsch, unpräzise, irreführend und nichtssagend.
Wohingegen das z.B. von trackball verlinkte Video mal nebenbei die allermeisten Thesen dieses Textes debunkerd. Sowie nebenbei anhand von praktischen Tests das zeigt, was ich geschrieben habe.
Das Video enthält sogar einen Fehler, bzgl. einer Stelle wo er sich den Messwert nicht erklären kann. Wer jetzt aufgepasst hat, der weiß auch warum er zu diesem irreführenden Ergebnis kam.

Kauf was immer du willst. Du musst damit zufrieden sein. Nur lass dir eben gesagt sein, dass die "Vorteile" die du dir da erhoffst auch einfach nur das sind: Hoffnungen.

Finus04 · 9 Dezember 2023

DRAM Cache bringt Dir genau so lange was bis er voll ist, danach wird auf den SLC Cache zugegriffen.
Ich hab für das BS und die Games Partition ein Samsung 980 Pro, die ja eben DRAM Cache hat.
Gestern hat Rennsport mal eben 12,7GB Updates installiert.
Am Anfang hat die SSD ( ist ca zu 50% voll) schön mit 2GB/S geschrieben - naja für 3 Minuten oder so. Danach lief die kontinuierlich mit ca 800MB/S.
Das kann man wunderbar im Epic Laucher beobachten, dafür brauch ich noch nicht mal ein Überwachungstool.
Also DRAM Cache bringt Dir was wenn die Datei kleiner wie der Cache ist, ist sie größer dann ist schnell Ende im Gelände.
So viel zum Thema Marken SSD und DRAM Cache.

TheRaven1 · 9 Dezember 2023

Irgendwie kann ich Dich nicht für voll nehmen, es klingt alles eher witzig was Du schreibst.

Beitrag automatisch zusammengeführt: 9 Dezember 2023

Ja da hast nicht so ganz unrecht, dennoch ist es besser als ohne.

GuyFawkes667 · 9 Dezember 2023

@TheRaven1
Das könnte daran liegen, das @xNecromindx schon einen eigenen Sinn hat, was Humor betrifft.
Aber was seine Kernkompetentzen betrifft, würde ich sein Wissen nie anzweifeln.
@Finus04 und im selben Satz erwähnt @RobMitchum stellen sich da ein Stelldichein.
SOOOOO ein Nerd, das ich wirklich alles in der HW verfolge und da immer auf dem neuesten Stand bin.... das ist lange vorbei.

DRAM bringt Dir solange Vorteile, bis er gefüllt ist, richtig?
Ein Cache, der nach verwendung wieder geleert werden und neu befüllt werden muss?

SSD-Performance beim Schreiben miserabel

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