PCIe vs. SATA SSD's: het nut van NVMe in de praktijk

85 reacties
Inhoudsopgave
  1. 1. Inleiding
  2. 2. Hoe meet je real-world prestaties?
  3. 3. Testprocedure: 14 praktijktests
  4. 4. Benchmarkresultaten
  5. 5. Conclusie
  6. 6. Reacties

Inleiding

PCI-Express SSD’s zetten heel knappe benchmarkresultaten neer, maar het blijft de vraag hoeveel je daar in de praktijk van merkt. Om daar een beter beeld van te krijgen, hebben we de nodige praktijktests uitgevoerd met een SATA600 SSD en een PCI-Express model.

Er zijn al enkele jaren PCI-Express SSD’s op de markt en elk jaar brengen fabrikanten snellere modellen uit. Bij sommige taken staat het vast dat ze behoorlijk wat snelheidsverbetering tonen, zoals bij het kopiëren naar een andere snelle schijf. Hoeveel merkbaar verschil dit maakt bij dagelijks gebruik is echter nog altijd een open vraag. Uiteraard heb je de PCMark 7 en 8 tests, die hier een indicatie van zouden moeten geven, maar daar zijn wat haken en ogen aan verbonden, zoals we later zullen uitleggen.

Samsung 850 Evo 500GB Samsung 960 Pro 512GB
Een betaalbare SATA-SSD en een peperdure, extreem snelle NVMe-SSD. Maar merk je verschil?

Voor dit artikel hebben we een lijst gemaakt met taken waar snelheid van opslag van invloed zou kunnen zijn, en hebben we vervolgens gemeten hoe snel het ging met een PCI-Express en een SATA600 SSD. Anders dan in onze reguliere reviews, gaan we in dit artikel dus in op welke meerwaarde de hoge snelheden van dit type opslag in de praktijk kan bieden.

Hoe meet je real-world prestaties?

De overstap van harde schijven naar SSD’s ging gepaard met een enorme prestatiewinst, met name voor opstartschijven. Dankzij een SSD voelt zelfs een systeem met een relatief langzame processor toch nog responsief aan, omdat kleine vertragingen bij het openen van programma’s, veroorzaakt door het ophalen van kleine datafragmenten van de vaste opslag, tot het verleden behoren.

SSD’s bieden hogere doorvoersnelheden dan harde schijven, maar belangrijker zijn de lagere latencies. Waar de wachttijd voor het ophalen van data bij een harde schijf makkelijk tientallen milliseconden kon bedragen, is dat bij SSD’s gereduceerd tot fracties van een milliseconde. Dat is ook het geval bij relatief goedkope, eenvoudige exemplaren – feitelijk is het een gevolg van de manier waarop flash-gebaseerde opslag werkt. Consequentie hiervan is dat er relatief weinig winst te boeken valt op het vlak van deze vertraging, en dat je van die winst relatief weinig zal merken. Dit geldt niet alleen voor PCI-Express SSD’s, maar ook voor toekomstige technologieën zoals 3D XPoint. De grote verbetering bij PCI-Express SSD’s zit hem vooral in de veel hogere doorvoersnelheid, maar wat is daarvan nu de meerwaarde in de praktijk?

 
Doorgaans gebruiken we PCMark om de real-world prestaties van een opslagapparaat weer te geven, maar in dit artikel doen we daar een schepje bovenop.

Een van de manieren om die ‘real-world’ prestaties in kaart te brengen is het gebruiken van PCMark 7 en 8. Deze software voert traces uit met verschillende games en applicaties en meet hoe lang bepaalde handelingen duren met verschillende schijven. Bij PCMark 7 krijg je alleen een score die de werkelijke prestaties in kaart zou moeten brengen, waarbij een twee keer zo hoge score twee keer sneller moet aanvoelen. PCMark 8 kan ook aangeven hoe lang iedere taak duurt.

Dit laatste is wel een verbetering, maar nog altijd niet ideaal. Allereerst is het een simulatie op basis van de waargenomen patronen van verschillende applicaties. Hetzelfde systeem kan daarom bij het uitvoeren van diezelfde taken andere resultaten geven, omdat de snelheid van de CPU bijvoorbeeld ook een rol begint te spelen. Ten tweede voegt het programma standaard idle tijd toe, wat positief is omdat het de benchmark realistischer maakt, maar aan de andere kant wordt het wel minder duidelijk wat de verhouding is tussen de laadtijd en de extra vertraging die wordt geïntroduceerd. Om die reden voeren we naast PCMark ook onze eigen tests uit.

Testprocedure: 14 praktijktests

We hebben verschillende tests uitgevoerd met een Core i7 7700K in combinatie met 8GB Kingston HyperX Predator geheugen. Het gebruikte besturingssysteem was Windows 10 Professional x64. We hebben een Samsung 850 Evo 500GB en een 960 Pro 512GB met elkaar vergeleken. De 850 Evo was lange tijd een bijzonder populaire SATA600 SSD, die dicht bij het maximum van deze interface komt. De 960 Pro is op dit moment de snelste PCI-Express SSD die je kan aanschaffen. In feite meten we dus wat de maximale potentiële prestatiewinst van een PCI-Express SSD zou kunnen zijn.

In eerste instantie kregen we heel erg inconsistente resultaten met de 960 Pro. Bij het uitvoeren van de benchmarks was hij de ene keer snel, en de andere keer weer niet. Het bleek dat de schijf al snel te warm werd en ging throttlen. Om het maximale eruit te kunnen persen, hebben we de benchmarks uitgevoerd met een fan erop.

We hebben 14 verschillende tests uitgevoerd, die we kort zullen beschrijven. Allereerst hebben we bekeken hoe lang het duurt om Windows op te starten. Dit was iets waar de eerste SSD’s in uitblonken. Tegelijkertijd hebben we online ook klachten gezien dat het met PCI-Express SSD’s juist langer duurt om Windows op te starten.

Bij Photoshop moeten er vaak heel veel grote foto’s met meerdere lagen geladen worden. Deze test voeren we uit met een 1GB meerlaagse foto. Daarnaast voerden we een test uit die we doorgaans voor processors gebruiken: het converteren van een zeer groot document van Word naar PDF. Ook testen we enkele spellen die bekendstaan om hun lange laadtijden, namelijk Battlefield 1, GTA V en Need for Speed. Bij Battlefield 1 voeren we twee tests uit: het laden van een multiplayer-map als spectator en het laden van een missie in de single-player campagne.

Ook testen we het uitpakken van archieven. De meeste RAR-bestanden op het internet worden ingepakt met de ‘Store’-optie, waarbij de snelheid van de opslag de bottleneck is (bij gebruik van compressie is de CPU de beperkende factor). Dit is verder een interessante test omdat er tegelijkertijd gelezen en geschreven moet worden.

Naast onze eigen tests hebben we ook PCMark 7 en 8 uitgevoerd. Uiteraard behoren die tot onze standaardtests wanneer we een SSD testen, maar nu voeren we ze uit op een systeem dat veel sneller is dan ons standaard SSD-testplatform – wat potentieel een verschil zou kunnen uitmaken.

Benchmarkresultaten

De resultaten laten zich simpel samenvatten: in de meeste benchmarks kunnen we geen enkel verschil meten. Windows start exact even snel op als met een SATA600 SSD. Ook Photoshop lijkt bij het laden van het complexe bestand sterk beperkt te worden door de gebruikte CPU, want ook hier is het verschil eveneens nihil. Hetzelfde geldt voor het converteren van 2000 pagina’s naar PDF in Microsoft Word.

Bij het laden van game-levels is er een kleine prestatieverbetering zichtbaar, al is het verschil in GTA V en Need for Speed (2016) nihil. Bij Battlefield 1 is er geen verschil in het openen van de multiplayer map, maar neemt het openen van de single-player campaign met twee seconden af – toch een laadtijd-reductie van bijna 10%.

Het grootste verschil wordt gemaakt bij het uitpakken van een ongecomprimeerd RAR-bestand. Dit gaat drie tot vier keer sneller. De snelheidsverbetering is nog een stapje beter bij een bestand van 50GB dan bij een van 10GB, omdat de 850 Evo dan minder kan leunen op zijn buffer.

Ook zijn er enkele andere tests waar een PCI-Express SSD voordeel biedt. Zo is het installeren van PCMark 8 iets sneller, wat suggereert dat het installeren van complexe programma’s sneller zal gaan op een snellere schijf. Dit geldt ook voor het kopiëren van data naar dezelfde schijf: hierbij zien we een vergelijkbare prestatiewinst als met het uitpakken van ongecomprimeerde RAR-bestanden.

De PCMark 8 resultaten zijn exact identiek aan wat we krijgen met ons standaard Core i3 systeem met een Z77-chipset. Het verschil is hier niet enorm, maar in de meeste toepassingen is er een kleine prestatiewinst van één of meer seconden.

  Samsung 850 Evo 500GB Samsung 960 Pro 512GB
Need for Speed laden 0m. 59s. 0m. 59s.
Battlefield 1 multi-player 0m. 22s. 0m. 22s.
Battlefield 1 single-player 0m. 15s. 0m. 15s.
GTA V single-player 0m. 26s. 0m. 24s.
2000 pagina's naar PDF 2m. 48s. 2m. 48s.
10GB RAR uitpakken 0m. 50s. 0m. 13s.
50GB RAR uitpakken 4m. 40s. 1m. 04s.
10GB RAR inpakken 0m. 48s. 0m. 16s.
50GB RAR inpakken 4m. 40s. 1m. 25s.
Boottijd 0m. 23s. 0m. 23s.
PCMark 8 installatie 1m. 12s. 0m. 55s.
10GB kopiëren sequentieel 0m. 50s. 0m. 12s.
10GB kopiëren (5MB bestanden) 0m. 30s. 0m. 12s.
Photoshop 1GB foto 0m. 16s. 0m. 16s.
PCMark 8 score 4995 5099

Conclusie

Al met al heb je alleen onder zeer specifieke omstandigheden profijt van een PCI-Express SSD. Het zal menigeen teleurstellen, maar het is niet anders: alleen het uitpakken van ongecomprimeerde bestanden wordt significant sneller, en sommige games gaan er iets op vooruit. Voor de rest maakt het eigenlijk niets uit, inclusief voor het opstarten van Windows. Bij dagelijks gebruik is het verschil niet alleen onmeetbaar, maar ook onmerkbaar.

Toch heeft dit ook een positieve kant. Er is nu namelijk geen beletsel om voor de betaalbare SATA600 SSD’s te kiezen, zeker nu de prijzen van SSD's zijn gestegen. Om te parafraseren wat we altijd zeggen over geheugen: we zouden eerder een grotere SSD aanraden dan een snellere SSD (afhangende van het gebruiksdoel van het systeem).

Wil je toch het snelste van het snelste hebben, dan zou je kunnen overwegen om een kleinere PCI-Express SSD te nemen voor de doelen waar dit daadwerkelijk voordelen heeft, in combinatie met een grotere SATA600 SSD voor overal waar dit geen nut heeft. Hierbij moet je je wel realiseren dat kleinere PCI-Express SSD’s vaak wat minder snel zijn dan grotere (maar qua doorvoersnelheid nog altijd sneller dan SATA600 SSD’s).

0
*