Hintergrund
Eine komplexe Angelegenheit: So funktioniert eine SSD
von Kevin Hofer
Crucial P5 Plus im Test: Jetzt mit PCIe 4.0
20.9.2021
Die P5 SSD gibt’s jetzt auch mit PCIe 4.0. Die P5 Plus ersetzt künftig die P5 und dank PCIe 4.0 schliesst der Hersteller leistungstechnisch zu den anderen auf.
SSDs sind schnell. Verdammt schnell verglichen mit Festplatten. Und sie werden immer schneller, vor allem dank Software-Schnittstellen wie NVMe und PCIe-4.0-Schnittstelle. Aber die spürbaren Unterschiede werden kleiner, wie der Test der Crucial P5 Plus zeigt.
Eigener Controller
Crucial setzt auf einen eigenen Controller mit der Bezeichung DM02A1. Als Speicher kommt Microns B47R 176L TLC zum Einsatz. Dabei handelt es sich um Triple-Layer-Cell-Speicher (TLC). In diesem lassen sich 3 Bits pro Zelle speichern. Der Speicher kommt mit 176 Schichten, was derzeit das Maximum ist. Die Lese- und Schreiblatenz soll gegenüber der Generation mit 96 Schichten um über 35 Prozent reduziert worden sein. Gegenüber jener mit 128 Schichten immerhin noch um mehr als 25 Prozent. Mehr zum Aufbau und der Funktionsweise von SSDs findest du in folgendem Artikel.
Die P5 Plus kommt im M.2-2280-Formfaktor und nutzt die NVMe-Schnittstelle. Es gibt sie mit 500 GB, 1 TB oder 2 TB Speicherkapazität. Die P5 Plus besitzt einen SLC-Cache (Single Level Layer). Dieser hilft, die Schreibgeschwindigkeit zu erhöhen. Dabei werden die Daten zuerst im SLC-Modus mit 1 Bit pro Zelle geschrieben und erst später im TLC-Modus mit 3 Bit pro Zelle. Die Grösse des SLC-Cache entspricht bei der P5 Plus gemäss Crucial etwa 10 Prozent der Speicherkapazität der SSD. Bei meinem Testmodell mit 1-TB-Speicherplatz müsste der SLC-Cache also etwa 100 GB betragen.
Weiter hat die P5 Plus ein DRAM-Cache von 1 GB bei der 500-GB- und 1-TB-Version. Bei der 2-TB-Version ist der DRAM-Cache sogar 2 GB gross. Dieser ist für die Zuordnungstabellen der SSD gedacht. Er dient dazu, Daten schneller zu finden.
Die SSD besitzt keinen Kühlkörper. Das ist jedoch nicht weiter schlimm, da die meisten modernen Mainboards sowieso bereits einen solchen installiert haben. Bei der Garantie bietet Crucial 5 Jahre. Die gilt aber nur, wenn du zuvor die festgelegte Schreibmenge nicht überschreitest. Diese Total Bytes Written (TBW) liegen bei 300 TB für die 500-GB-, 600 TB für die 1-TB-Version oder 1200 für die 2-TB-Version.
Bei der sequentiellen Leserate gibt Crucial bei allen Versionen mit 1-TB- oder 2-TB-Speicher bis zu 6600 Megabytes pro Sekunde (MB/s) an. Die sequenzielle Schreibrate ist jedoch vom Speicherplatz abhängig: Die 1-TB- und 2-TB-Version bieten bis zu 5000 MB/s, die 500-GB-Version jedoch nur 3600 MB/s.
Sequentielle Schreib- und Lesegeschwindigkeit im ATTO Disk Benchmark
Sequentiell abgelegte Daten sind in zusammenhängenden Blöcken abgelegt. Dank dem sequentiellen Lesen und Schreiben lässt sich abschätzen, wie schnell die SSD beim Zugriff auf grosse Multimedia-Dateien, beim Transkodieren von Videos oder beim Anschauen von Filmen ist.
Der ATTO Disk Benchmark verwendet unkomprimierte Daten. Dabei testet er Lese- und Schreibleistung verschiedener Übertragungsgrössen von 512 B bis 64 MB beim sequentiellen Lesen und Schreiben.
Diesen und alle folgenden Tests mache ich auf meinem Testsystem mit folgenden Komponenten:
Hier die Resultate im Vergleich mit der MP600 Pro von Corsair, der SN850 von Western Digital, der 980 Pro von Samsung und der Vorgängerin P5. Beachte, dass die X-Achsen in den Grafiken unterschiedliche Werte haben.
Mit maximal 6390 MB/s erreicht die P5 Plus die angegebene Lesegeschwindigkeit von 6600 MB/s nicht. Das ist aber bei den meisten SSDs so. Die volle Lese- und Schreibgeschwindigkeit entfaltet die SSD erst ab ungefähr 4 MB Dateigrösse. Die maximale Schreibrate liegt bei 4,63 GB/s. Bei der Lesegeschwindigkeit toppt die P5 Plus alle bisher getesteten SSDs. Dafür reicht es beim Schreiben nur für Platz drei.
Zufälliger Zugriff und noch mehr zur sequenziellen Geschwindigkeit
Der Benchmark von Anvil’s Storage Utilities gibt nicht nur die Lese- und Schreibgeschwindigkeiten an, sondern auch Informationen zu Eingabe- bzw. Ausgabebefehlen pro Sekunde (IOPS) und den Antwortzeiten. Je höher der IOPS-Werte, desto schneller die SSD. Je kürzer die Antwortzeiten, desto schneller reagiert die SSD. Während beim sequentiellen Lesen und Schreiben der MB/s- respektive GB/s-Wert zentral ist, sind es beim zufälligen Schreiben die IOPS-Werte.
Der Benchmark testet die Geschwindigkeit bei zufälligen Zugriffen in verschiedenen Grössen. Unter zufälligem Lesen und Schreiben sind Daten zu verstehen, die nicht in zusammenhängenden Speicherzellen abgelegt sind. Sie sind zufällig auf der SSD verteilt. Mit diesem Benchmark lässt sich abschätzen, wie schnell SSDs beim Booten, beim Laden von Anwendungen oder beim Suchen nach gespeicherten Dateien sind.
Unter «4K» ist die Dateigrösse 4 KB zu verstehen. Dasselbe gilt für «32K» und «128K». Der Test ist also auf kleine Dateigrössen ausgerichtet. «QD» steht für Queue Depth, also etwa Warteschlange. Sie beschreibt, wie viele Befehle gleichzeitig zur Abarbeitung warten. Die Befehle werden vom Controller nacheinander abgearbeitet. Bei der Arbeit mit Windows ist meist eine QD von 1 üblich. Nur bei Server-Anwendungen ist die QD hoch.
Mit einem Gesamt-Score von 20 727,70 liegt die P5 Plus an dritter Stelle hinter der MP600 Pro von Corsair und SN850 von Western Digital. Markant ist aber einzig der Unterschied zur MP600 Pro. Was auffällt: Die P5 Plus schneidet vor allem deshalb besser als die 980 Pro von Samsung ab, weil sie beim sequentiellen Lesen und Schreiben gute Ergebnisse erzielt. Beim zufälligen Lesen und Schreiben schneidet die P5 Plus am schlechtesten von allen PCIe-4.0-SSDs ab.
PCMark 8 und Temperaturen
An einem tatsächlichen Szenario orientiert sich der Storage Benchmark von PCMark 8. Der PCMark-8-Storage-Test simuliert Arbeitsschritte diverser Anwendungen aus der Adobe Creative Suite, Microsoft Office und Spielen. Er zeichnet die Speicheraktivität auf und generiert daraus einen Benchmark-Score.
Beim PCMark 8 liegt die P5 Plus mit der SN850 an erster Stelle. Der Unterschied zur nächst schnelleren SSD, der MP600 Pro, beträgt aber nicht mal ein Prozent. Der PCMark 8 zeigt, dass die unterschiedlichen Geschwindigkeiten im Alltag weniger ins Gewicht fallen als ein synthetischer Benchmark vermuten lässt. Der PCMark-8-Test dauert ungefähr eine Stunde. Währenddessen ist die SSD immer aktiv. Deshalb lässt sich bei diesem Benchmark am besten eine Aussage zur Temperatur machen.
Um die Temperatur der SSDs zu überwachen, verwende ich CrystalDisk Info. Das Tool gibt mir darüber hinaus Informationen zur Gesundheit der Laufwerke, der Schnittstelle, und dem Übertragungsmodus. Falls du dich für den Einfluss der Temperatur auf die Geschwindigkeit einer SSD interessierst, gibt’s Infos dazu in diesem Artikel:
Die P5 Plus ist im Leerlauf 48° Celsius warm. Während des Benchmarks erhöht sich die Temperatur auf maximal 68° Celsius. Das ist eher heiss. Die MP600 Pro und SN850 blieben mit 54° und 60° kühler. Lediglich die 980 Pro wurde mit 76° Celsius heisser. Bei all den Tests war es zwischen 20° und 25° Celsius im Büro. Alleine durch die Umgebungstemperatur lassen sich die Unterschiede also nicht erklären.
Ladezeiten in Games
Nebst den Benchmarks messe ich bei «Final Fantasy XV», «Rise of the Tomb Raider» und «Resident Evil 2 Remake» die Dauer der Ladezeit. Dazu zeichne ich den Bildschirm bei den Ladezeiten auf und schneide dann die Ladebildschirme auf das Frame genau in Premiere Pro. Deshalb dauert eine Sekunde 25 Frames.
Die P5 Plus fällt bei der Ladezeit bei «Final Fantasy XV» im Vergleich zu den anderen etwas ab. Bei «Rise of the Tomb Raider» liegt die Crucial-SSD hingegen bei den anderen. Einzig bei «Resident Evil 2 Remake» liegt sie ganz vorne. Die Unterschiede sind jedoch in allen Fällen gering und werden im Alltag nicht gross auffallen.
Wann drosselt die P5 Plus?
Zu guter Letzt kopiere ich zwei unkomprimierte Filme mit einer Gesamtgrösse von 69 GB vom Systemlaufwerk auf die P5 Plus und messe die benötigte Zeit für die Datenübertragung. Dieser Test erlaubt es mir zu eruieren, ob die SSD ab einer gewissen Datenmenge die Übertragungsgeschwindigkeit runterdrosselt.
Die P5 Plus überträgt die Daten am schnellsten. Dabei drosselt sie während der Übertragung nicht. Durchschnittlich beträgt die Übertragungsgeschwindigkeit 1,75 GB/s. Ich lösche deshalb alle Daten auf der SSD und versuche es mit der doppelten Datenmenge. Dazu erstelle ich auf dem Systemlaufwerk Kopien der Filme. Diesen Schritt wiederhole ich, bis die P5 Plus runterdrosselt. Sofern die SSD leer ist, geschieht dies erst ab etwa 500 GB Daten. Ab diesem Moment beträgt die Geschwindigkeit noch rund 700 MB/s. Ist die P5 Plus jedoch bereits beim Kopiervorgang zur Hälfte voll, drosselt sie die Geschwindigkeit bereits nach 35 GB übertragenen Daten von 1,75 GB/s auf rund 700 MB/s. Der SLC-Cache leistet also tolle Dienste, solange die SSD nicht mehr als halb voll ist.
Fazit: Crucial hat aufgeschlossen
Mit der P5 Plus feiert Crucial den erfolgreichen Einstand mit PCIe-4.0-Schnittstelle. Die SSD besiegt ihre Vorgängerin, die P5 mit PCIe 3.0, klar. Sie kann auch die Konkurrentinnen von Corsair, Samsung oder Western Digital in einigen Kategorien schlagen. Einzig beim zufälligen Lesen und Schreiben fällt sie gegenüber der Konkurrenz ab. Sehr gut ist der SLC-Cache, der erst bei halb voller SSD an seine Grenzen kommt.
Die meisten Userinnen und User werden den Unterschied zwischen den getesteten SSDs nicht bemerken. Selbst die Vorgängerin P5 mit PCIe-3.0-Schnittstelle liefert für Otto-Normaluserin und -User immer noch mehr als genug Geschwindigkeit.
Preislich liegen alle SSDs zur Testzeit mehr oder weniger nahe beisammen. Es kommt also auf deine persönliche Präferenz an, für welche du dich entscheidest. Die Leistungsunterschiede sind so gering, dass alle getesteten PCIe-4.0-SSDs überall eingesetzt werden können.
Kevin Hofer
Senior Editor
kevin.hofer@digitecgalaxus.chTechnologie und Gesellschaft faszinieren mich. Die beiden zu kombinieren und aus unterschiedlichen Blickwinkeln zu betrachten, ist meine Leidenschaft.