3/8 Intel SSD 750 Series im Test : Brachial schnelle SSD mit hoher Leistungsaufnahme

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NVM Express (NVMe)

Die 750-Serie von Intel gehört zusammen mit einer Variante von Samsungs SM951 zu den ersten Consumer-SSDs mit der logischen Schnittstelle NVM Express (NVMe). NVM ist die Abkürzung für Non-Volatile Memory, also nicht-flüchtigen Speicher, wozu auch der bei SSDs eingesetzte NAND-Flash zählt.

NVMe ist wie AHCI ein einheitliches Host Controller Interface, das jedoch statt für SATA-Geräte speziell für Massenspeicher mit PCI-Express-Verbindung entworfen wurde und dabei diverse Vorteile bietet. Bei einigen Enterprise-SSDs wie Intels P3xxx-Serien und der Samsung XS1715 fand NVMe bereits Verwendung, im Verbrauchermarkt erfolgt das Debüt erst jetzt mit der Intel SSD 750 sowie Samsungs SM951 in der NVMe-Version.

Zeitleiste zur NVMe-Entwicklung
Zeitleiste zur NVMe-Entwicklung (Bild: NVM Express)

Waren für den Betrieb von PCI-Express-SSDs bisher proprietäre AHCI-Treiber oder Boot-ROMs nötig, bietet NVMe eine einheitliche, branchenweite Spezifikation, der ein einziger auf das jeweilige Betriebssystem abgestimmter Treiber genügt, um kompatible Geräte bootfähig zu betreiben. Allerdings unterstützen noch längst nicht alle Betriebssysteme NVMe nativ. Bei Windows 8.1 und Windows Server 2012 R2 ist NVMe-Support „von Haus aus“ integriert. Für Windows 7 und Windows Server 2008 R2 wurden Treiber per Update nachgereicht. Auch für Linux ab Kernel 3.3 gibt es NVMe-Treiber. Bei Mac OS X war dies bis vor kurzem offiziell nicht der Fall, was vielleicht auch ein Grund dafür ist, warum die ursprünglich mit NVMe erwartete Samsung SM951 zunächst nur mit AHCI erschien, da die OEM-SSD in neuen MacBooks eingesetzt wird und dort problemlos funktionieren musste. Inzwischen hat sich die Situation aber geändert, denn Apple bietet mit OS X 10.10.3 (Yosemite) nun ebenfalls NVMe-Support.

NVMe-Treiber für diverse Betriebssysteme, aber kein Mac OS
NVMe-Treiber für diverse Betriebssysteme, aber kein Mac OS (Bild: NVM Express)

SATA und AHCI wurden zu Zeiten entwickelt, als Solid State Drives noch Zukunftsmusik waren. Entsprechend schlecht sind die Schnittstellen auf SSDs optimiert. Mit PCI Express steht schon lange eine schnellere physische Schnittstelle bereit, jedoch fehlte das passende logische Gegenstück, das das inzwischen in der Spezifikation 1.2 vorliegende NVMe nun darstellt. Versprochen werden schnellere Dateizugriffe durch reduzierte Latenzen sowie deutlich mehr Input/Output Operations pro Sekunde (IOPS). Vornehmlich sollen davon Server-Anwendungen profitieren, weshalb NVMe auch zunächst in diesem Segment vorangetrieben wurde.

NVM Express

Mehr IOPS werden durch eine optimierte Befehlsverwaltung ermöglicht. Während AHCI nur eine Befehlswarteschlange (queues) mit 32 Befehlen erlaubt, sind es bei NVMe ganze 65.536 Queues mit ebenso vielen Befehlen pro Warteschlange. Diese Zahlen zeigen zwar das maximale Potenzial von NVMe auf, die im NVMe-Whitepaper (PDF) kommunizierten Empfehlungen liegen mit bis zu 128 Queues bei Enterprise-SSDs jedoch deutlich darunter. Client-Anwendungen, bei denen oftmals nur wenige ausstehende Befehle auftreten, werden von diesem Vorteil von NVMe zudem nicht profitieren können. Hier bleiben die niedrigeren Latenzen sowie Optimierungen bei der Leistungsaufnahme auf der Habenseite.

NVMe und AHCI im Vergleich
NVMe und AHCI im Vergleich (Bild: NVM Express)

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