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OCZ Octane 512 Go et Indilinx Everest contre Crucial M4 512 Go
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Publié le Mardi 10 Janvier 2012 par Marc Prieur

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Page 1 - OCZ Octane et Indilinx Everest

3 ans après le lancement de l'OCZ Vertex, OCZ et Indilinx lancent une nouvelle génération de SSD, les OCZ Octane. Si à l'époque les deux entreprises étaient partenaires, elles ne font qu'une depuis le rachat d'Indilinx par OCZ l'an passé. De simple intégrateur, OCZ a donc profité de l'année 2011 pour changer de dimension et devenir une entreprise capable de mettre au point un SSD de A à Z, l'Octane étant le premier d'une longue lignée.

Un nouveau contrôleur
L'OCZ Octane embarque un nouveau contrôleur Indilinx SATA 6G, l'Everest. Si plusieurs fabricants tels que Marvell ou SandForce proposent depuis longtemps une telle puce, celle d'Indilinx aura connu de nombreux retard. En 2009, Indilinx était avec son Barefoot un précurseur pour ce qui est des SSD MLC haute performance et son successeur SATA 6G, le Jet Stream, devait initialement faire son apparition en 2010 avant d'être repoussé. Il aura finalement fallu attendre la fin d'année passée pour voir débarquer l'Everest.


Les spécifications de l'Everest font état d'un haut niveau de performances :

- 520 Mo /s en lecture séquentielle
- 410 Mo /s en écriture séquentielle
- 30K IOPS en lecture aléatoire 4 Ko
- 22K IOPS en écriture aléatoire 4 Ko

Le contrôleur est composé d'un CPU double cœur de type ARM dont la fréquence peut atteindre 275 MHz intégrant 196 Ko de SRAM (128 Ko pour le firmware, 64 Ko pour les données). Il est capable de gérer un cache DRAM pouvant atteindre 512 Mo fonctionnant à 400 MHz en DDR2/DDR3 et peut adresser jusqu'à 1 To de Flash sur 8 canaux. Cette mémoire Flash peut être MLC ou SLC, avec un bus asynchrone, ONFI ou Toggle Mode. Le TRIM est bien entendu supporté tout comme la gestion de l'usure et une correction d'erreur BCH ECC sur 70 bit par secteur.
La gamme OCZ Octane
OCZ va proposer plusieurs SSD basés sur l'Indilinx Everest, avec du plus rapide au moins rapide :

- OCZ Octane : SATA 6G, mémoire MLC synchrone
- OCZ Petrol : SATA 6G, mémoire MLC asynchrone
- OCZ Octane-S2 : SATA 3G, mémoire MLC asynchrone


Si la capacité du SSD n'a pas d'impact sur les performances en lecture sur la gamme Octane, exception faite de la version 1 To, l'écriture est pour sa part très fortement liée à la capacité. Ce n'est pas une nouveauté en soit et on retrouve un tel comportement sur la plupart des contrôleurs, si ce n'est que sur certains SSD à base de Marvell les performances en écriture n'augmentent plus au-delà de 256 Go.
L'OCZ Octane 512 Go

Pour ce test, OCZ nous a fourni l'Octane dans sa version 512 Go. Au démontage on trouve au sein du SSD le nouveau contrôleur Indilinx IDX300 accompagné de 16 (8 de chaque côté du PCB) puces de Flash MLC fabriquées par Intel au sein de sa joint-venture avec Micron, IMFT, ainsi que 2 puces DRAM d'origine Micron composant les 512 Mo de cache du SSD.


Quid de ce SSD en pratique ? Les performances des SSD étant liées à la capacité de ces derniers, nous avons pu nous procurer un Crucial M4 512 Go afin de faire un match entre deux modèles de capacité équivalente. Notre protocole reprend en grande partie celui introduit lors de cet article.


Page 2 - Débits séquentiels et aléatoires

Performances synthétiques – Débits séquentiels
On commence par les débits séquentiels relevés à l'aide de IOMeter.


Les débits séquentiels sont très bons, puisqu'on est au-delà des 500 Mo /s en lecture, comme sur le M4, alors qu'en écriture on atteint les 376 Mo /s. C'est nettement plus que le M4 512 Go qui n'apporte pas de gain de ce côté par rapport à la version 256 Go a contrario de l'Octane.
Performances synthétiques – Débits aléatoires
Toujours via IOMeter nous relevons les performances en lors d'accès aléatoire d'une taille 4 Ko sur l'intégralité du SSD. Ces mesures sont faites avec un nombre d'accès simultanés variant entre 1 et 32, ce qui permet de mettre en évidence la capacité du SSD à traiter en parallèle ces accès. Si ces chiffres sont intéressants il ne faut toutefois pas perdre de vue qu'en utilisation classique le niveau d'accès simultanés se situe en lecture se situe plutôt entre 1 et 4 et qu'on a rarement besoin d'un haut niveau d'écritures aléatoires.


[ IOPS ]  [ Mo /s ]

En lecture, l'OCZ Octane est supérieur au Crucial M4 avec une seule commande, mais ce dernier passe devant à partir de 2 commandes et prends ensuite le large.


[ IOPS ]  [ Mo/s ]

En écriture l'écart est encore plus important puisque l'Octane plafonne à environ 20 000 accès par seconde contre plus de 60 000 pour le Crucial M4.


Page 3 - Performances pratiques - Fichiers et applicatif

Performances pratiques – Fichiers
On passe désormais aux tests pratiques, avec pour commencer l'écriture et la lecture de divers ensembles de fichiers. Ces fichiers sont composés de la sorte :

- Extra : 731,17 Mo de moyenne
- Gros : 5,20 Mo de moyenne
- Moyens : 800,88 Ko de moyenne
- Petits : 48,78 Ko de moyenne

La source ou la cible lors de la lecture ou de l'écriture sur le SSD est un Ramdisk. Vu la rapidité des SSD récents et afin d'avoir des résultats moins sujets à variation, nous utilisons Robocopy avec un logiciel maison qui permet de faire les tests en boucle.


[ Lecture ]  [ Ecriture ]

En lecture, les deux SSD sont assez proches. L'Octane est le plus rapide sur les petits fichiers, le M4 est devant sur les autres. En écriture c'est le SSD OCZ qui tire nettement son épingle du jeu, surtout sur les petits fichiers puisque l'écart va quasiment du simple au double !
Performances pratiques – Applicatif
Suivent pour finir des tests purement pratiques, à savoir diverses opérations chronométrées après copie d'une image système sur chacun des SSD :

- Démarrage de Windows 7
- Démarrage de 3D Studio Max 2011
- Démarrage de 3D Studio Max 2011 + Visual Studio 2010 + Bibble Pro 5
- Rescan du code source d'Ogre sous Visual Studio 2010
- Régénération des aperçus d'un répertoire de 48 RAW sous Bibble 5 Pro
- Lancement de Battlefield 3
- Lancement d'un niveau de Battlefield 3

Attention ces chronométrages ne sont pas comparables à ceux des précédents tests. D'une part, le processeur est cette-fois overclocké à 4.5 GHz, d'autre part pour Windows 7 nous mesurons désormais le temps entre le début du démarrage de Windows (après le menu de démarrage accessible via la touche F8) et l'apparition du bureau.

Pour 3d Studio Max 2011 il s'agit du délai entre le lancement et l'apparition de la fenêtre d'astuces, alors que le démarrage multi-applicatif est fait via un batch. Le code source du moteur 3D Ogre est utilisé sous Visual Studio 2010 alors qu'un répertoire contenant 48 RAW issus d'un 5D mark II sert de base au test sous Bibble 5 Pro. Pour Battlefield 3 nous mesurons le temps de lancement du jeu entre la validation du mot de passe Origin et le début des vidéos d'introduction, et le chargement d'un niveau entre la validation de la reprise de la campagne (mission 7 – Thunder Run) et l'apparition de l'image à l'écran.

A titre indicatif nous avons intégré les performances d'un disque dur Hitachi 7K3000.


Le démarrage de Windows se fait sous les 10 secondes avec l'OCZ Octane comme le Crucial M4. Alors que OCZ met en avant une technologie "Fast boot" censée permettre à l'Octane d'être supérieur dans ce domaine, c'est en fait le M4 est très légèrement devant.

Le M4 est également le plus rapide pour le lancement de 3d Studio Max ainsi que pour le lancement multi-applicatif. Par rapport au lancement de 3ds seul, le fait de lancer deux autres applications ne lui fait perdre que 0.1s contre 0.5s sur l'Octane. Bien entendu on est rarement dans ce type de cas mais ceci permet de mettre en avant un gros avantage des SSD sur les disques durs : chaque tâche est exécutée plus rapidement et n'est pas vraiment ralentie si on fait autre chose en parallèle, alors que sur le 7K3000 le fait de lancer Bibble et VS 2010 fait perdre 22,5 secondes pour le démarrage de 3ds.

Le rescan du code source d'Ogre est légèrement plus rapide sur l'Octane et que sur le M4, alors que c'est l'inverse pour la régénération des aperçus sous Bibble. Enfin sous Battlefield 3 le M4 a encore l'avantage, mais il est léger par rapport au confort apporté par n'importe quel SSD contre un disque dur. Il faut toutefois noter que tous les jeux ne profitent pas autant d'un SSD et qu'étant donné la taille des jeux et le prix au Go des SSD il faut y réfléchir à deux fois !


Page 4 - Tenue des performances et TRIM

Tenue des performances et TRIM
Nous l'avons déjà évoqué à multiples reprises, les performances d'un SSD peuvent se dégrader au fur à et mesure de son utilisation. A ceci plusieurs causes, la première est structurelle : un disque dur peut lire, écrire (une zone vierge) ou réécrire (une zone occupée) les données par paquet de 4 Ko. Avec la flash, on ne lit, écrit ou réécrit que par paquet de 4 Ko, 4 Ko et … 512 Ko (voir 8 Ko, 8 Ko et 2048 Ko pour une puce Flash 25nm de 8 Go).

Quand il faut réécrire une zone déjà occupée par un fichier, cela pose donc quelques problèmes de performances ! Pire, si le fichier a été effacé par l'OS et que ce dernier n'est pas compatible TRIM, alors le SSD ne sait pas que c'est le cas et devra donc faire comme si il devait réécrire les données plutôt que les écrire. Avec la commande TRIM, cet écueil est toutefois résolu puisque l'OS indique au SSD que la zone est de nouveau à considérer comme vierge.

Ce comportement structurel est accentué par la présence d'optimisations au sein des SSD visant à améliorer les performances en écriture aléatoires et l'amplification en écriture. Pour faire simple, lorsqu'on demande d'écrire de manière aléatoire des données à un SSD, celui-ci les écrits en séquentiel au niveau de la Flash, s'arrangeant au niveau de sa table d'allocation interne pour faire correspondre les adresses connues par l'OS (les LBA) et les pages Flash correspondantes. Pour qu'un tel mécanisme soit efficace, il faut toutefois que des blocs de mémoire Flash soient disponibles, ce qui est plus délicat en l'absence de TRIM.

Qu'en est-il en pratique ? Tester l'usure des performances d'un SSD n'est pas chose évidente mais nous avons évalué le comportement des SSD face à une situation extrême. Cette fois avant toute mesure de performance l'intégralité des l'espace accessible est remplie de données écrites séquentiellement. Les seules cellules Flash que le SSD considère comme vierge sont donc celles dédiées à l'overprovisionning, chose qui ne doit pas arriver dans un système qui libère correctement les cellules via le TRIM.

On fait alors plusieurs mesures de performances en suivant ces étapes :
1. Remplissage du SSD
2. 20mn d'écritures aléatoires
3. 5mn d'écritures séquentielles
4. TRIM (libération de cellules) sur 8 Go
5. 5mn d'écritures séquentielles
6. Reset du SSD (secure erase)
7. Remplissage du SSD
8. 5mn d'écritures séquentielles
9. 20mn d'écritures aléatoires
10. TRIM (libération de cellules) sur 8 Go
11. 20mn d'écritures aléatoires
Les durées de 5 et 20 minutes ont été fixées en fonction des débits et des capacités d'overprovisionning des SSD de 120/128 Go, afin notamment de ne pas écrire uniquement dans ce dernier. La commande TRIM n'est utilisée qu'aux étapes l'indiquant, sinon les écritures se font en continu sans y faire appel (il s'agit de réécritures au sein d'un même fichier) ce qui constitue un cas extrême. Nous n'avons donc pas testé les versions 512 Go des M4 et Octane ici mais les 128 Go, les contrôleurs et leur comportement étant identiques.


[ OCZ Octane ]  [ Crucial M4 ]

Si on se contente d'écrire séquentiellement sur le SSD après remplissage ("Full"), les performances du M4 ne bouge pas d'un iota. Par contre, après avoir écrit de manière aléatoire sur le SSD les performances en écriture séquentielles sont dégradées ("Usé"). Au fur et à mesure du test les performances remontent pour revenir à leur niveau initial, et le fait de libérer 8 Go de cellules Flash via la commande TRIM permet de retrouver les performances initiales ("TRIM").

L'Octane 128 Go est de base moins rapide en écriture séquentielle mais là encore ses performances ne souffrent pas après remplissage. Après usure ses performances sont moins dégradées que sur le M4 mais elles ne recouvrent (quasiment) leur niveau initial qu'après un TRIM là où le M4 s'en sort sans.


[ OCZ Octane ]  [ Crucial M4 ]

Pour les écritures aléatoires le Crucial M4 perd rapidement son niveau de performance après remplissage pour se stabiliser à environ 30 Mo /s au lieu de 76 Mo /s initialement. Le comportement après usure est identique alors que le fait de libérer 8 Go permet de repartir depuis 60 Mo /s et de se stabiliser autour de 50 Mo /s.

Sur l'Octane les performances initiales sont moins élevées et se situent aux alentours de 24 Mo /s. Le test après remplissage montre une stabilisation vers 10 Mo /s et un comportement identique après usure. Après Trim on repart de 24 Mo /s pour se stabiliser autour de 15 Mo /s.

Au final aucun des deux SSD n'est logiquement parfait dans cette situation extrême et ils souffrent tout deux d'une dégradation des performances. Elle reste toutefois mesurée et le M4 profite dans sa version 128 Go d'un niveau supérieur pour tirer son épingle du jeu face à l'Octane.


Page 5 - Consommation et Conclusion

Consommation
La dernière mesure concerne la consommation, que nous évaluons à l'aide d'une pince ampèremétrique. Elle est mesurée au repos d'une part, en lecture séquentielle et en écriture séquentielle, ce dernier cas étant l'une des charge qui demande le plus au SSD.


Nous avions déjà remarqué par le passé que la consommation des SSD augmentait significativement avec leur capacité. Ces SSD ne dérogent pas à la règle avec environ 4,5 watts de consommation en écriture. Sachant que l'écriture est plus rapide sur l'Octane, ce dernier est en fait plus efficace dans ce domaine. Il est également plus économe en lecture mais pêche par contre par une consommation plus importante au repos.
Conclusion
Avec l'Octane, OCZ prend une nouvelle envergure dans le domaine du SSD. Déjà à la pointe de l'innovation sur les SSD depuis maintenant 4 ans via des partenariats privilégiés avec Indilinx puis SandForce, OCZ est désormais à la base de la conception des SSD. Bien entendu par rapport à Crucial, Intel ou Samsung il manque à OCZ la maitrise de la production de la Flash, et on peut se demander si la prochaine étape ne sera pas un rapprochement avec Hynix ou Toshiba par exemple.


Il faut espérer qu'OCZ profitera de sa nouvelle stature pour éviter de reproduire les erreurs du passés. On pense notamment au passage des Vertex 2 à la Flash 25nm qui s'est fait sans changement de référence malgré des performances et même des capacités en baisse, ou encore au souci de fiabilité rencontré sur les SSD à base de SandForce SF-2000 avant les dernières mises à jours de firmware. Bien entendu dans ce dernier cas la responsabilité semble plutôt incomber à SandForce, mais c'est OCZ en tant qu'intégrateur qui l'assume vis-à-vis des clients finaux. Nous n'avons pas rencontré de problème lors de notre test avec l'OCZ Octane, mais beaucoup auront en tête ce passif au moment de leur décision d'achat.

Si on ne peut que saluer cette métamorphose d'OCZ, l'Octane en tant que tel peine à se démarquer de la concurrence. Sa version 512 Go profite de performances en écritures élevées, mais elles ne sont pas transposables aux autres versions qui reviennent à des débits plus classiques face à la concurrence. Les accès aléatoires sont de plus en retrait face à un Crucial M4, en lecture comme en écriture, si bien que les performances applicatives sont un légèrement inférieures. Attention toutefois, à l'usage la différence n'est pas vraiment perceptible.


Au final l'OCZ Octane rejoint en fait le peloton des SSD de tête combinant contrôleur SATA6G et mémoire MLC synchrone, que leur base soit un contrôleur Marvell (Corsair Performance Pro, Crucial M4, Intel SSD 511), Samsung (Samsung PM830) et SandForce SF-2000 (Corsair Force 3 GT, OCZ Vertex 3, Kingston HyperX). Ces SSD offrant en pratique des niveaux de performances et des garanties (3 ans) très proches, c'est finalement plutôt le prix au Go ainsi que les retours utilisateurs qui feront votre choix. En tant que dernier partant, l'Octane a forcément un peu de retard en la matière mais l'actualité récente nous a montré que même les modèles les plus réputés côté fiabilité n'étaient pas à l'abri d'un bug.


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