Seagate Barracuda 510 SSD review: SSD van een harddiskgigant

Seagate Barracuda 510 SSD

In hetzelfde rijtje als het Shell-pompstation waar je tegenwoordig een elektrische auto kunt opladen, past de nieuwste introductie van hardeschijvenmaker Seagate. Na een weinig succesvolle reeks in 2013 bleef het lang stil rondom consumenten-ssd's van dit merk, maar in 2019 waagt Seagate zich er opnieuw aan. Of de nieuwe Barracuda 510 SSD mee kan met de concurrentie, hebben wij getest.

Barracuda 510 en Firecuda 510

De Barracuda 510 is een pci-express 3.0 x4-ssd die gebruikmaakt van het nvme-protocol en in een m.2-formfactor is gegoten. Op het eerste oog is hij er alleen in capaciteiten van 256 en 512 GB, maar schijn bedriegt. Onder de naam Firecuda 510 worden namelijk ook varianten van 1 en 2 TB verkocht. De logica daarachter kunnen we best volgen: kleinere capaciteiten zijn doorgaans minder snel, doordat ze minder flashchips bevatten die parallel aangestuurd kunnen worden. Dat één product op deze manier in twee verschillende reeksen wordt geknipt, is echter wel even wennen.

Waar concurrent WD zich met de acquisitie van Sandisk heeft verzekerd van een positie in de ssd-markt, is Seagate afhankelijk van derde partijen voor het leveren van onderdelen voor zijn ssd's. In 2014 kocht Seagate een divisie van LSI waar de controllerfabrikant SandForce van weleer deel van uitmaakte, maar in de Barracuda 510 zien we van die technologie weinig terug.

Techniek: Phison-controller en Toshiba-nand

Seagate gebruikt namelijk een Phison PS5012-E12 ssd-controller, die we kennen van bijvoorbeeld de Corsair Force MP510 en Gigabyte Aorus RGB. Net als in die producten wordt de Phison-controller gecombineerd met 64-laags tlc-geheugen van Toshiba. Deze controller kan ondersteuning bieden voor hardwarematige encryptie, maar die heeft Seagate in elk geval op deze producten niet geïmplementeerd. Wel is er 512 MB cachegeheugen aanwezig.

De fabrikant belooft sequentiële lees- en schrijfsnelheden van respectievelijk 3400 en 2180 MB/s voor het door ons geteste 512GB-model. Bij het verwerken van 4kB-bestanden zouden de snelheden uitkomen op 350.000 en 530.000 iops. Seagate geeft vijf jaar garantie op de ssd's, gecombineerd met een gegarandeerde levensduur van 320 TBW.

Via de site van Seagate kun je de SeaTools-software downloaden, waarmee je diagnostische gegevens kunt uitlezen, de firmware kunt updaten, een drive kunt klonen of een secure erase kunt uitvoeren.

Benchmarks

Bij Hardware Info testen we ssd's op een viertal identiek testsystemen bestaande uit een Intel Core i5 7400 (Kaby Lake) processors, een MSI H270 Gaming M3 moederbord en 8 GB DDR4-2400 geheugen. De systemen zijn voorzien van Windows 10 Fall Creators Update (versie 1709) en maken gebruik van de Intel Rapid Storage Technologies (RST) driver versie 15.2.0.1020.

Allereerst doen we enkele synthetische benchmarks (AS SSD en Atto Disk Benchmark) om specifieke prestatie-eigenschappen van de ssd's te achterhalen. Belangrijker zijn de real worldbenchmarks, gebaseerd op het schijfgebruik van échte applicaties. Hiervoor maken we gebruik van de diverse storage-benchmarks als onderdeel van PCMark8 alsook een drietal eigen workloads. Met behulp van de PCMark8 test bepalen we ook de prestaties van schijven na langdurige belasting. Op basis van de verschillende real world benchmarks bepalen we de Hardware Info SSD Prestatiescore en de Hardware Info SSD Entry Prestatiescore, waarbij we het gemiddelde prestatieniveau vangen in één getal. 

Naast prestaties meten we ook het stroomverbruik, zowel idle als in gebruik. 

AS SSD

AS SSD is een synthetische schijfbenchmark, geoptimaliseerd voor ssd's. Zo maakt de benchmark gebruik van niet comprimeerbare data en worden random lees- en schrijftests ook uitgevoerd met een zogenaamde queue depth van 64, ofwel met 64 opdrachten tegelijkertijd. Let wel; alle AS SSD testonderdelen zijn relatief kortstondig, wanneer het prestatieniveau van ssd's inzakt na enkele minuten belasting zonder pauze, zie je dat in AS SSD scores niet terug. Dat maakt AS SSD puur interessant om specifieke basis eigenschappen van een ssd te analyseren. Aangezien je AS ssd ook eenvoudig zelf kunt draaien (downloadlink) kun je hiermee ook de prestaties van je eigen ssd vergelijken met die van door ons geteste exemplaren. 

Op basis van de onderliggende tests, produceert AS SSD totaal-, lees- en schrijfscores. De Seagate Barracuda 510 zet een hoge score neer, wat vooral komt door de goede resultaten in de leestests.

De onderliggende leestests zijn sequentieel lezen, het op willekeurige plekken lezen van 4k datablokken met 1 of 64 tegelijk en de gemiddelde toegangstijd. In de tests met 64 threads pakt Seagate de winst, maar ook in de andere deeltests doet hij het niet slecht.

De onderliggende schrijftests zijn sequentieel schrijven, het op willekeurige plekken schrijven van 4k datablokken met 1 of 64 tegelijk en de gemiddelde toegangstijd. In de schrijftests doet Seagate het nog altijd prima, maar de topposities blijven voorbehouden aan WD en Samsung.

Atto Disk Benchmark

Naast AS SSD draaien we ook Atto Disk Benchmark. Deze test is oorspronkelijk bedoelde voor harde schijven en zegt in feite weinig tot niets over de prestaties van ssd's in de praktijk. Wel kan Atto dankzij de specifieke manier van aansturen de best case sequentiële lees- en schrijfsnelheden tonen. 

De maximale snelheden zijn 3240 MB/s lezen en 2095 MB/s schrijven. Dat is 100 tot 150 MB/s minder dan wordt beloofd.

Real world benchmarks

Om een goed beeld te krijgen van de prestaties van ssd's in de praktijk draaien we verschillende zogenaamde real world benchmarks, tests die gebaseerd zijn op het schijfgebruik van échte applicaties.

Allereerst de storage test van PCMark8. Deze benchmark maakt gebruik van zogenaamde tracesvan Adobe Photoshop, Adobe Illustrator, Adobe Indesign, Adobe After Effects, Microsoft Word, Microsoft Excel, Microsoft PowerPoint, World of Warcraft en Battlefield 3. Scores van alle afzonderlijke tests vind je op de volgende pagina.

In onderstaande grafieken vind je allereerst de bandwidth score, wat de gemiddelde lees- en schrijfdoorvoersnelheid is, gemeten over alle verschillende testonderdelen. De traces worden real time afgespeeld, dus inclusief idle tijd tijdens de oorspronkelijke opname van het schijfgebruik. De totaalscore is gebaseerd op de meetkundig gemiddelde tijd die het kost om alle tests te draaien, inclusief die idle-tijd. Vandaar dat bij de standaard score de resultaten van alle moderne ssd's zeer dicht bij elkaar liggen.

De PCMark 8-bandwidth van bijna 636 MB/s is uitstekend; de Samsung 970 Evo Plus doet het nipt minder goed en alleen de 970 Pro van hetzelfde merk blijft de Seagate Barracuda 510 nog voor.

Naast de PCMark8 real world tests draaien we ook een drietal in-huis ontwikkelde real world benchmarks. Dit zijn traces gebaseerd op een gaming workload (GTA V en Rise of the Tomb Raider), een lichte desktop workload (Windows opstarten, Microsoft Office en Google Chrome) en een zware desktop workload (Adobe Photoshop en Adobe Lightroom). Waar PCMark8 tijdens het testen alle caches op besturingssysteem-niveau uitschakelt, laten we voor onze eigen real world benchmarks de lees- en schrijfcaches van Windows intact. Dat maakt dat deze benchmarks wellicht nóg iets meer beeld geven van de prestaties van disks in de praktijk. 

In de lichte workload doet de Seagate-ssd het erg goed. In de gaming- en heavy-workloads vinden we de Barracuda 510 terug in de middenmoot.

Real world benchmarks (in depth)

In onderstaande grafieken vind je de resultaten van alle testonderdelen van PCMark 8. Klik op de naam van een benchmark om de resultaten te openen. Voor elk van de tests tonen we de gemiddelde lees- en schrijfdoorvoersnelheid, als ook de gemiddelde lees- en schrijftoegangstijd.

Prestaties over tijd (consistency)

In tegenstelling tot bij harde schijf is bij ssd's het prestatieniveau niet constant. Wanneer een ssd langdurig tussen pauzes wordt belast en/of wanneer een ssd vrij vol zit, kunnen de prestaties (flink) inzakken. Het prestatieniveau van ssd's onder de meest extreme omstandigheden (ofwel het worst case scenario) kunnen vasthouden worden de steady state prestaties genoemd.

Eerst wat achtergrondinformatie. We hebben meermaals geschreven dat data op een ssd per zogenaamde 'pagina', hoeveelheden van meestal 4, 8 of 16 kB, weggeschreven en uitgelezen kan worden. Om data te kunnen wegschrijven moeten datacellen echter eerst gewist worden: dat kan alleen per blok. Zo'n blok bestaat uit 128, 256 of 512 pagina's. Dit gegeven zorgt ervoor dat ssd's slimme trucjes moeten uithalen. Wanneer een aantal pagina's aan data verwijderd moet worden, moet eerst de rest van de data uit het blok gekopieerd worden naar een ander blok, waarna het gehele blok geleegd kan worden. In de praktijk betekent het dat ssd-controllers schrijfacties zoveel mogelijk opzamelen, deze vervolgens tegelijk naar nieuwe, vers geleegde blokken uitvoeren en tegelijkertijd verwijderacties pas op gezette tijden uitvoeren. Op die momenten, wanneer de ssd niets te doen heeft, schakelt de in de controller ingebakken garbage collector in, die verwijderacties daadwerkelijk doorvoert op chipniveau en overbleven data zoveel mogelijk combineert in volle blokken, om op die manier zoveel mogelijk blokken volledig leeg te kunnen maken. Wanneer de ssd echter lange tijd continu, dus zonder een seconde rust, gebruikt wordt, kan de garbage collector niet tussendoor aan de slag. Op een gegeven moment zijn er dan geen lege blokken meer over en zal de ssd tussen het uitvoeren van commando's door aan garbage collection moeten gaan doen. Het resultaat: de prestaties worden lager.

Dat effect wordt versterkt als de ssd erg vol zit; het aantal geheel lege blokken waar direct data in geschreven kan worden is dan per definitie beperkt. Nu is iedere ssd altijd enkele procenten overgeprovisioneerd, wat betekent dat er meer geheugen fysiek inzit dan je via het besturingssyteem kunt gebruiken. Zo heeft een 512 GB ssd in de regel 512 échte gigabytes (512 x 1024 x 1024 x 1024 = 549.755.813.888 bytes) aan boord, terwijl er richtinghet besturingssysteem slechts 512 GB berekend met 1000 bytes per kilobyte beschikbaar is (512 x 1000 x 1000 x 1000, ofwel 512.000.000.000 bytes, ofwel 476,8 échte gigabytes). Het verschil van 7,5% is wat de garbage collector ook wanneer de ssd helemaal volbeschreven is leeg kan maken. Duurdere ssd's zijn in de regel veel meer dan 7,5% overgeprovisioneerd, wat maakt dat ze minder snel en minder vaak de garbage collector tijdens het verwerken van data hoeven te gebruiken.

En er is nog een reden waarom ssd's tijdens een workload na enkele seconden, minuten of nog langer qua prestaties kunnen inzakken. Veel consumenten ssd's maken gebruik van zogenaamde TLC-geheugen waarbij drie bits per cel kunnen worden opgeslagen. Handig om de kosten laag te houden, maar het beschrijven van TLC-geheugen gaat veel langzamer bij bij SLC of MLC (1- resp. 2-bits per cel) geheugen. Dit wordt door sommige fabrikanten opgevangen door een buffer; een geheugenchip en/of een deel van het flashgeheugen dat als SLC wordt aangestuurd en dus sneller kan worden beschreven. Het idee is dat schrijfacties eerst naar buffer gaan en later naar langzaam TLC worden weggeschreven. Is de workload echter zo lang dat de buffer volzit, dan moet er rechtstreeks naar TLC worden geschreven met lagere doorvoersnelheden en hogere toegangstijden tot gevolg.

PCMark 8 consistency test

Wij testen de steady state prestaties met behulp van de PCMark 8 consistency test. Hierbij wordt de gehele PCMark 8 storage test, dus alle op de vorige pagina's getoonde workloads, 18 keer gedraaid. 

Vooraf wordt de gehele schijf twee keer volledig met data beschreven. Dit gebeurt twee keer om er voor te zorgen dat ook de volledige overprovisionering "bezet" is. Gedurende de acht degradatiefases van de tets wordt de volledige PCMark 8 benchmark gedraaid met daar tussenin telkens een constante workload van random schrijfopdrachten gedurende achtereenvolgens 10, 15, 20, tot maximaal 45 minuten. Gedurende de steady state fase wordt de benchmark nogmaals vijf keer gedraaid, met telkens opnieuw vooraf 45 minuten random schrijfworkloads. Tijdens de recoveryfase mag de schijf weer "op adem" komen en wordt de benchmark vijf keer gedraaid met telkens 5 minuten idle tijd vooraf. Gedurende die tijd kan de ssd de garbage collector en andere interne optimalisaties z'n werk laten doen.

In onderstaande grafieken die je de scores van de benchmarks gedurende de 18 stappen. In de tabbladen staat de gemiddelde doorvoersnelheid als ook de gemiddelde lees- en schijftoegangstijd.

De Seagate Barracuda 510 doet het relatief goed in de steady-state test. Van de selectie in deze grafiek blijft alleen de Samsung 970 Evo Plus duidelijk sneller.

Van de vijf tests in de steady state fase hebben we vervolgens de gemiddelde bandbreedte, leestoegangstijd en schrijftoegangstijd bepaalt. Deze waardes geven een uiteindelijk beeld van de prestaties van ssd's in een worst case scenario.

Gemiddeld komen we uit op een steady state bandwidth van 300,6 MB/s, waarmee hij alleen de modellen van Samsung en WD voor zich moet laten.

Hardware Info SSD Prestatiescore

Om het uiteindelijke prestatieniveau van ssd's zo goed mogelijk in één getal te vangen, hebben we het meetkundig gemiddelde van de resultaten van alle real-world benchmarks omgedoopt tot de Hardware Info SSD Prestatiescore. De standaard prestatiescore bevalt alle workloads inclusief de resultaten van de steady state test. De Entry prestatiescore bevat enkel de wat simpelere workload en hierbij nemen we de steady state waardes ook niet mee. Deze score is dus een beter ijkpunt als je een ssd zoekt voor minder veeleisende taken.

In de reguliere Prestatiescore komen we uit op een nette 575 punten. De WD Black en vooral de Samsung 970 Evo Plus zijn sneller, maar veel andere ssd's laat de Seagate achter zich. In de Entry Prestatiescore doet de Seagate het relatief nog een stapje beter: alleen de 970 Evo Plus en 970 Pro blijven sneller.

Stroomverbruik

Het stroomverbruik van ssd’s meten we gebruikmakend van een riserkaart. Dat doen we met zowel een 4k random write als een 1MB sequential write workload.

Met een verbruik van 2,2 watt in de 4k random write-test en 4,2 watt tijdens sequentieel schrijven verbruikt de Barracuda 510 prettig weinig, vergelijkbaar met de WD Black.

Conclusie

De Seagate Barracuda 510-ssd bevalt stukken beter dan eerdere pogingen van de harddiskfabrikant om voet aan de grond te krijgen in de ssd-markt. Qua prestaties hoeft hij doorgaans alleen de snelste modellen van de concurrentie voor te laten; in het hogere middensegment kan de Barracuda 510 prima mee.

Qua featureset biedt Seagate vrijwel alles wat de concurrentie ook doet, waaronder uitgebreide gebundelde software en vijf jaar garantie. Alleen hardwarematige encryptie wordt niet ondersteund - speciale sku's die wel tcg-opal ondersteunen, zijn vooralsnog niet te krijgen in de Benelux.

Seagate heeft dus een redelijk competitief product in handen, maar prijst het helaas niet competitief. De Barracuda 510 512GB kost gemiddeld 117 euro. Zowel Samsung als WD bieden op dit prijspunt betere prestaties - bovendien moet Seagate er rekening mee houden dat het weliswaar een gevestigde naam in de hdd-markt is, maar op ssd-terrein vooralsnog de underdog is. Als de prijs significant onder die van de nvme-top zakt, kan de Barracuda 510 zodoende een interessante optie worden, maar voor de huidige prijs is het een tough sell.