Flotter Speicher
Sieben SSDs mit PCIe-Schnittstelle im Test
SSDs haben sich als Startmedium für schnelle PCs und Notebooks durchgesetzt. Doch die SATA-Schnittstelle beschränkt die SSD-Leistung. Um ein Mehrfaches schneller können SSDs mit PCIe-Schnittstelle sein.
Solid-State Disks mit SATA-Schnittstelle sind flott und günstig, aber es geht schneller: Schaut man vor allem auf die sequenziellen Übertragungsraten, dann sind SSDs mit PCIe-Schnittstelle den bewährten SATA-SSDs weit voraus.
Sieben neue SSDs mit PCIe-Schnittstelle und jeweils rund 500 GByte Speicherplatz fanden sich zum Test in der Redaktion ein, sechs davon als M.2-Streifen: Adata XPG Gammix S10, Corsair Force Series MP500, Kingston KC1000, Patriot Hellfire und WD Black. Dazu gesellte sich eine PCIe-Einsteckkarte, die Corsair Neutron NX500 mit 400 GByte Speicherplatz. Zum Vergleich haben wir erneut die Samsung 960 Pro mit getestet, die bislang schnellste PCIe-SSD.
Die Teamgroup PCIe SSD P30 hätten wir gerne in den Test aufgenommen, doch Teamgroup konnte uns kein Testmuster zur Verfügung stellen. Ein im freien Handel erworbenes Exemplar kam defekt bei uns an – auf das Austauschgerät haben wir bei Redaktionsschluss immer noch gewartet. Auch Intels SSD 6000p wollten wir testen, doch es fand sich kein deutscher Händler, der die SSD auf Lager hatte.
In den Preisvergleichern tauchen noch einige andere aktuelle SSDs im Steckkartenformat auf, etwa von Plextor. Anders als die von uns hier getestete Neutron NX500 sind diese jedoch alle einfache PCIe-Adapterkarten mit bereits aufgeschraubter und von uns bereits getesteter M.2-SSD; gelegentlich sitzt obendrauf noch ein großer Kühlkörper. Technisch unterscheiden sie sich nicht von der M.2-Bauweise, daher haben wir solche SSDs nicht mit in den Test aufgenommen.
Flott durch PCIe
Alle unsere Testmuster arbeiten mit vier PCIe-3.0-Lanes; die maximale Geschwindigkeit der Schnittstelle beträgt knapp 4 GByte/s. Vor allem für den Start von Betriebssystem und Programmen wichtiger sind jedoch die Werte für die Zugriffe auf zufällige Adressen, die IOPS (Input/Output Operations Per Second). Auch hier sind viele PCIe-SSDs schneller als die per SATA angebundenen, so groß ist der Vorsprung allerdings nicht mehr: Beim Lesen erreichen die PCIe-SSDs zwar deutlich über 100.000 IOPS, beim Schreiben aber liegt so manche gute SATA-SSDs gleichauf.
Bei den IOPS-Werten muss man jedoch differenzieren: Bei Messungen nutzt man meistens viele gleichzeitige Zugriffe, in der Regel sind es 32. In Datenblättern findet man häufig die Angabe QD32 (Queue Depth). So viele gleichzeitige Zugriffe treten jedoch in einem Desktop-System praktisch nie auf. Für die Geschwindigkeit spielt daher eher die Anzahl der IOPS bei wenigen parallelen Anfragen eine Rolle, beispielsweise bei 2 oder 4 – mehr dazu im Artikel auf Seite 84.
SATA-SSDs arbeiten mit dem für Festplatten optimierten AHCI-Protokoll; sie können bis zu 32 Befehle quasi parallel entgegennehmen und verarbeiten. In den Anfangszeiten der PCIe-SSDs gab es ebenfalls solche mit AHCI-Protokoll, doch mittlerweile hat sich das speziell für PCIe-SSDs entwickelte NVMe-Protokoll hier durchgesetzt. NVMe definiert 65.536 Befehlsschlangen, die jeweils 65.536 Befehle aufnehmen können – Vorteile verspricht eine solche Masse gleichzeitiger Zugriffe jedoch nur in Servern, etwa für Datenbank-Abfragen. Zur Einrichtung von NVMe-SSDs unter Linux und Windows sind keine speziellen Treiber notwendig, Windows (ab 8.1) und aktuelle Linux-Distributionen bringen diese direkt mit.
Flash-Speicher
Corsair, Kingston, Patriot und WD nutzen NAND-Flash-Speicher aus der Gemeinschaftsproduktion von Toshiba und WD (ehemals Toshiba-SanDisk). Adata setzt wahrscheinlich auf Micron-Flash, die Chips tragen jedoch eine Adata-Bezeichnung. Bei der Samsung 960 Pro kommt selbstverständlich Samsung-Speicher zum Einsatz.
Auch bei der Flash-Bauweise gibt es Unterschiede: Während bei Corsair, Kingston und Patriot 2D-MLC-Speicher (planare Bauweise, 2 Bit pro Zelle) zum Einsatz kommt, baut WD 2D-TLC-Speicher (3 Bit pro Zelle) ein. Gestapelter Flash-Speicher (3D-TLC) von Micron sitzt auf der Adata-SSD, Samsung nutzt bei der Pro-Serie der 960 3D-MLC-Speicher.
Die oftmals geäußerte Ansicht, dass TLC-Speicher langsamer sei als MLC-Flash, bestätigen unsere Messergebnisse: Die mit TLC-Speicher bestückten SSDs von Adata und WD rangieren bei der sequenziellen Übertragungsrate am unteren Ende der Benchmarks. Auch Samsungs Budget-PCIe-Modell 960 Evo (siehe Test in c’t 25/16, S. 57) schafft Schreibraten von mehr als 1 GByte/s nur mit Tricks.