Messtechnik

Messungen für SSDs

Für SSDs musste ich diesen Vorgang natürlich etwas abändern. Punkte wie der Einschaltmoment einer SSD sind nicht so relevant wie bei einer Festplatte, jedoch habe ich diesen Punkt der Vollständigkeit halber beibehalten. Wie sich im Beispiel, welches der Erklärung nachfolgt, ersehen lässt, können auch hier interessante Ergebnisse aufgezeichnet werden. Bei einer großen Enterprise-SSD ist die elektrische Leistungsaufnahme nicht zu unterschätzen.

Zuerst die Erklärung zu den vier Messungen:

Zunächst wird die Leistungsaufnahme beim Einschalten aufgezeichnet. Für eine SSD ist dieser Test zwar nicht so relevant, jedoch führe ich ihn der Vollständigkeit und Vergleichbarkeit halber dennoch durch.

Weiterhin führe ich eine Messung im Idle durch. Die SSD wird hier nicht bewusst von mir angesprochen, jedoch befindet sie sich in Betriebsbereitschaft.

Danach wird eine Messung bei Betrieb durchgeführt. Es werden 80 GB an Daten in Form des aktuellen Windowsimages 1809 in mehrfach kopierter Ausführung am Stück übertragen. Hier muss ich, im Gegensatz zum Festplatten Testparcour, die Größe der Testpakete erhöhen. Die üblichen 50GB wären in zu kurzer Zeit weggeschrieben. Das Verzeichnis, aus welchem die Images kopiert werden, lässt circa 800MB/s Kopierrate zu, so lässt sich die elektrische Leistungsaufnahme bei niedriger Last gut darstellen.

Zum Schluss gibt es einen Mitschnitt, welcher während der ATTO-Messung angefertigt wurde. Während den Testläufen von 1 MB bis 64 MB Paketgröße, konnte ich die höchste Leistungsaufnahme nachvollziehen.

Beispielhaft sehen wir hier den Messdurchlauf mit der Intel SSD DC P4510 8 TB:

Legende zu den Messungen:

Kanal 1 (gelb) stellt die Spannungsmessung 12 V bei einer Darstellung von 10 V je Kästchen dar. Kanal 2 (türkis) stellt die Spannungsmessung 5 V bei einer Darstellung von 5 V je Kästchen dar. Kanal 3 (rosa) stellt den Stromverlauf auf der 12 V Schiene dar, bei einem Verhältnis von 2 A je Kästchen. Kanal 4 (blau) stellt den Stromverlauf der 5 V Schiene bei einem Verhältnis von 1 A je Kästchen dar. Der mit MATH gekennzeichnete Kanal stellt das Produkt einer Multiplikation von Kanal eins und drei dar, also die Leistung auf der 12 V Schiene. Für 5 V müssen wir diese Berechnung von Hand durchführen. Da das Oszilloskop uns eine .csv Datei mit allen Messwerten erstellt hat, ist das kein Problem.

U ist die Bezeichnung für Spannung und wird in Volt (V) angegeben. I ist die Bezeichnung für Strom und wird in Ampere (A) angegeben. P ist die Bezeichnung für die elektrische Leistung und wird in Watt (W) angegeben.

Messung 1 Anlauf

Nachfolgend sind die Ergebnisse interpretiert:

Kanal	Max	AMP1
U 12V	12,0 V	11,90 V
U 5V	5,20 V	4,99 V
I 12V	1,36 A	1,04 A
I 5V	0,08 A2	0,00 A
P 12V	16,0 W	27,2 W
P 5V	0,40 W2	0,00 W

¹Spannungswert zwischen dem Mittelwert der oberen Signalformdachschräge und dem Mittelwert der unteren Signalformdachschräge. Dieser gibt uns eine bessere Interpretation der Ergebnisse im hohen Wertebereich, da so die höchsten Spitzen mathematisch geglättet werden.

²Vermutlich Messfehler innerhalb der Messtoleranz des Messgeräts.

Wie bereits beschrieben, führe ich diese Messung nur der Vollständigkeit und Vergleichbarkeit halber auf.

Messung 2 Idle

Nachfolgend sind die Ergebnisse interpretiert:

Kanal	Durchschnitt
U 12V	11,9 V
U 5V	5,00 V
I 12V	0,323 A
I 5V	0,0 A
P 12V	3,49 W
P 5V	0,00 W

Bereits im Leerlauf ist gut zu erkennen, dass die DC P4510 ausschließlich über 12 V versorgt wird.

Messung 3 Kopieren

Nachfolgend sind die Ergebnisse interpretiert:

Kanal	Max	Durchschnitt
U 12V	12,8 V	11,9 V
U 5V	5,20 V	5,00 V
I 12V	1,52 A	0,375 A
I 5V	0,08 A2	0,0 A
P 12V	17,6 W	4,09 W
P 5V	0,4 W2	0,0 W

Wie beabsichtigt, wird die SSD während dieses Testlaufs nur teilweise beansprucht. Die 80 GB bei 800 MB/s zu schreiben, stellt die DC P4510 nicht vor eine Herausforderung.

Messung 4 ATTO 1 MB bis 64 MB

Nachfolgend sind die Ergebnisse interpretiert:

Kanal	Max	Durchschnitt
U 12V	12,8 V	11,9 V
U 5V	5,40 V	5,00 V
I 12V	1,84 A	0,817 A
I 5V	0,12 A2	0,0 A
P 12V	21,6 W	9,38 W
P 5V	0,648 W2	0,0 W

Wie bereits angedacht, ist dieser Test gut geeignet, um zu zeigen, was diese SSD in der Lage ist, an elektrischer Leistung aufzunehmen. Über 20 W sind Werte, welche noch nicht mal moderne Helium-Festplatten mit bis zu neun Plattern verursachen können. Wenn man jedoch mit einbezieht, wieviele Festplatten im Raid benötigt werden würden, um 3 GB/s sequentielle Transferrate zu erreichen, relativiert sich dieser Wert wieder. Aufgrund der gegebenen Wärmeentwicklung ist eine aktive Kühlung der SSD erforderlich.